2020学年高中物理第四章电磁感应课后提升作业二楞次定律

2020学年高中物理第四章电磁感应课后提升作业二楞次定律

课后提升作业 二 楞次定律 ‎ ‎(40分钟　50分)‎ 一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)‎ ‎1.(2020·晋中高二检测)如图所示,导线框abcd与通电导线在同一平面内,直导线中通有恒定电流并通过ad和bc的中点,当线框向右运动的瞬间,则　(　　)‎ A.线框中有感应电流,且按顺时针方向 B.线框中有感应电流,且按逆时针方向 C.线框中有感应电流,但方向难以判断 D.由于穿过线框的磁通量为零,所以线框中没有感应电流 ‎【解析】选B。题图为直导线电流,根据右手螺旋定则可知,直导线右边的磁场垂直纸面向里,左边的磁场垂直纸面向外,因处于线框的中点处,所以穿过线框的磁通量相互抵消,恰好为零;当线框向右运动的瞬间,导致直导线左边垂直纸面向外穿过线框的磁通量减小,而直导线右边垂直纸面向里的磁通量在增大,根据楞次定律,则有感应电流且方向为逆时针方向,故B正确,A、C、D错误。‎ ‎2.如图所示,一个水平放置的矩形线圈abcd,在细长水平磁铁的S极附近竖直下落,由位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ。位置Ⅱ与磁铁在同一平面,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ,则在下落过程中,线圈中的感应电流的方向为　(　　)‎ A.abcda　　　　　　　　　　B.adcba C.从abcda到adcba D.从adcba到abcda ‎【解析】选B。如题图所示,线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中,穿过线圈方向向下的磁通量减小,则产生感应电流;根据楞次定律,感应电流的磁场的方向向下,所以感应电流的方向为adcba方向;线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ的过程中,穿过线圈向上的磁通量增加,所以感应电流的磁场的方向向下,产生感应电流的方向为adcba方向。所以整个过程中感应电流的方向始终都是沿adcba方向。故B正确。‎ ‎3.(2020·桂林高二检测)如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过程中　(　　)‎ A.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥 B.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互排斥 C.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互吸引 D.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互吸引 ‎【解析】‎ 选B。由于S极向下运动,穿过螺线管的磁场在增强,所以螺线管中产生的磁场会阻碍这个磁场增强,故线圈与磁铁相互排斥,C、D错误;由楞次定律可得,螺线管产生的磁场的下端是N极,故由右手螺旋定则可知,通过电阻的感应电流的方向由b到a,B正确。‎ ‎【补偿训练】‎ 如图所示,一个闭合导体圆环固定在水平桌面上,一根条形磁铁沿圆环的轴线运动,使圆环内产生了感应电流。下列四幅图中,产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是　(　　)‎ ‎【解析】选D。由图示可知,在磁铁S极上升过程中,穿过圆环的磁场方向向上,在磁铁远离圆环时,穿过圆环的磁通量变小,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流沿逆时针方向,故A错误;由图示可知,在磁铁S极下落过程中,穿过圆环的磁场方向向上,在磁铁靠近圆环时,穿过圆环的磁通量变大,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流沿顺时针方向,故B错误;在磁铁N极上升过程中,穿过圆环的磁场方向向下,在磁铁远离圆环时,穿过圆环的磁通量变小,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流沿顺时针方向,故C错误;由图示可知,在磁铁N极下落过程中,穿过圆环的磁场方向向下,在磁铁靠近圆环时,穿过圆环的磁通量变大,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流沿逆时针方向,故D正确。‎ ‎4.(多选)(2020·温州高二检测)如图所示,M为水平放置的橡胶圆盘,在其外侧面均匀带有负电荷。在M正上方用丝线悬挂一个闭合铝环N,铝环也处于水平面中,且M盘和N环的中心在同一条竖直线OO′上。现让橡胶圆盘由静止开始绕OO′轴按图示方向逆时针加速转动,下列说法正确的是　(　　)‎ A.铝环N对橡胶圆盘M的作用力方向竖直向下 B.铝环N对橡胶圆盘M的作用力方向竖直向上 C.铝环N有扩大的趋势,丝线对它的拉力增大 D.铝环N有缩小的趋势,丝线对它的拉力减小 ‎【解析】选A、D。橡胶圆盘M由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,形成环形电流,环形电流增大,根据右手螺旋定则知,通过铝环N的磁通量向下,且增大,根据楞次定律的另一种表述,引起的机械效果阻碍磁通量的增大,知铝环N的面积有缩小的趋势,且有向上的运动趋势,所以丝线的拉力减小。根据牛顿第三定律,N对M的作用力竖直向下,故A、D正确,B、C错误。故选A、D。‎ ‎5.(多选)(2020·温州高二检测)如图,铝环平放在水平桌面上,在该铝环的正上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下。当磁铁竖直向下运动的过程中 ‎(　　)‎ A.铝环中将产生俯视为逆时针方向的感应电流 B.穿过铝环的磁通量变小 C.铝环有扩张的趋势 D.铝环对水平桌面的压力FN将增大 ‎【解析】选A、D。当磁铁竖直向下运动的过程中,穿过铝环的磁通量向下增加,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向上,由右手定则可知,铝环中将产生俯视为逆时针方向的感应电流,选项A正确,B错误;根据圆环处的磁场分布以及感应电流的方向,由左手定则可知,圆环中的每一段都受到指向圆环内部斜向下的安培力作用,故使铝环有收缩的趋势,且铝环对水平桌面的压力FN将增大,选项D正确,C错误。故选A、D。‎ ‎【补偿训练】‎ 如图所示,铜质金属圆环从放在桌面上的条形磁铁的正上方由静止开始下落,下列说法中正确的是　(　　)‎ A.当金属圆环经过磁铁的上端位置A以后,环中便不再有电流 B.当金属圆环在磁铁的中间位置O时,磁铁对桌面的压力等于其自身的重力 C.当金属圆环经过磁铁的上端位置A时,环中的电流将改变方向 D.金属圆环在下落过程中磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力 ‎【解析】选B。金属圆环从条形磁铁上方由静止下落至O点的过程中,通过金属圆环的磁通量一直在增加,方向向下,产生感应电流,A、C错误;当金属圆环在磁铁的中间位置O时,金属圆环不切割磁感线,没有感应电流,金属圆环对磁铁没有力的作用,磁铁对桌面的压力等于其自身的重力,B正确,D错误。‎ ‎6.(2020·西安高二检测)如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外。一个矩形闭合导线框abcd,沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)。则　(　　)‎ A.导线框进入磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→a B.导线框离开磁场时,感应电流方向为a→d→c→b→a C.导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右 D.导线框进入磁场时,受到的安培力方向水平向左 ‎【解析】选D。由右手定则可判断出导线框进入磁场时,感应电流方向为a→d→c→b→a,导线框离开磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→a。由左手定则可判断导线框进入磁场时受到的安培力水平向左,导线框离开磁场时受到的安培力也是水平向左,故选项D正确。‎ 二、非选择题(14分。需写出规范的解题步骤)‎ ‎7.某同学在“探究电磁感应的产生条件”的实验中,设计了如图所示的装置。线圈A通过电流表甲、高阻值的电阻R′、滑动变阻器R和开关S连接在电源上,线圈B的两端接到另一个电流表乙上,两个电流表完全相同,零刻度居中。闭合开关后,当滑动变阻器R的滑片P不动时,甲、乙两个电流表指针的位置如图所示。‎ ‎(1)当滑片P较快地向左滑动时,电流表甲的指针的偏转情况是________,电流表乙的指针的偏转情况是________(均选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)。‎ ‎(2)断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,电流表乙的指针的偏转情况是________(选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)。‎ ‎(3)从上述实验可以初步得出结论:___________________________。‎ ‎【解析】由题图可知,电流由哪一接线柱流出,电流表的指针就向它的另一侧偏转。‎ ‎(1)当滑片P较快地向左滑动时,通电回路中的电流增大,电流表甲的指针向右偏,穿过线圈B的磁通量增大且原磁场方向向下,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向向上,由安培定则得,电流表乙的指针向左偏。‎ ‎(2)断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,左侧(通电)回路中的电流增大,穿过线圈B的磁通量增大且原磁场方向向下,故电流表乙的指针向左偏。‎ ‎(3)通过实验可以初步得出结论:穿过闭合回路的磁通量变化而产生感应电流,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。‎ 答案:(1)向右偏　向左偏　(2)向左偏　(3)穿过闭合回路的磁通量变化而产生感应电流,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 ‎【补偿训练】‎ 重为G的线圈系在一个弹簧测力计上,其下方有一通电导线,如图甲所示,导线所通过的电流如图乙所示,它们均在同一平面内,求下列不同时刻弹簧测力计的示数与G 的关系。‎ ‎(1)在t1时刻。‎ ‎(2)在t2时刻。‎ ‎(3)在t3时刻。‎ ‎【解析】(1)在t1时刻穿过线圈的磁通量增加,线圈产生感应电流,由楞次定律知,弹簧测力计的示数小于G。‎ ‎(2)在t2时刻穿过线圈的磁通量不变,线圈不产生感应电流,由力的平衡知,弹簧测力计的示数等于G。‎ ‎(3)在t3时刻穿过线圈的磁通量减少,线圈产生感应电流,由楞次定律知,弹簧测力计的示数大于G。‎ 答案:(1)小于G　(2)等于G　(3)大于G