【物理】2020届一轮复习人教版电磁感应现象、楞次定律课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版电磁感应现象、楞次定律课时作业

‎2020届一轮复习人教版 电磁感应现象、楞次定律 课时作业 ‎1. 如图所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺线管的中心线恰好和线圈的一条直径MN重合。要使线圈a中产生感应电流，可采用的方法有(　　)‎ A．使螺线管在线圈a所在平面内转动 B．使螺线管上的电流发生变化 C．使线圈以MN为轴转动 D．使线圈以与MN垂直的直径为轴转动 答案　D 解析　题图所示位置，线圈a所在平面与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为零，当按A、B、C所述方式变化时，线圈a所在平面仍与磁感线平行，磁通量不变，不产生感应电流；按选项D所述方式变化时，由于线圈与磁场夹角变化引起磁通量变化，能够产生感应电流，D正确。‎ ‎2. 如图所示的金属圆环放在匀强磁场中，将它从磁场中匀速拉出来，下列说法正确的是(　　)‎ A．向左拉出和向右拉出，其感应电流方向相反 B．不管从什么方向拉出，金属圆环中的感应电流方向总是顺时针 C．不管从什么方向拉出，环中的感应电流方向总是逆时针 D．在此过程中感应电流大小不变 答案　B 解析　金属圆环不管是从什么方向拉出磁场，金属圆环中的磁通量方向不变，且不断减小，根据楞次定律知，感应电流的方向相同，感应电流的磁场方向和原磁场的方向相同，则由右手螺旋定则知感应电流的方向是顺时针方向，A、C错误，B正确；金属圆环匀速拉出磁场过程中，磁通量的变化率在发生变化，感应电流的大小也在发生变化，D错误。‎ ‎3. (多选)如图所示，光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中，磁场方向与轨道所在平面垂直，导体棒ab的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动，当ab由图示位置释放，直到滑到右侧虚线位置的过程中，关于ab棒中的感应电流情况，正确的是(　　)‎ A．因ab切割磁感线，故ab棒上有感应电流 B．尽管ab切割磁感线，但ab棒上无感应电流 C．磁场穿过圆环与ab构成的回路的磁通量没有变化 D．磁场穿过圆环与ab构成的回路的磁通量发生了变化 答案　BC 解析　棒始终在圆环轨道上运动，相当于圆的一条弦，与圆弧所围的面积不变，又处在匀强磁场中，故磁通量不变，无感应电流产生。B、C正确。‎ ‎4. 矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上，ab边与MN平行，导线MN中通入如图所示的电流，当MN中的电流增大时，下列说法正确的是(　　)‎ A．导线框abcd中没有感应电流 B．导线框abcd中有顺时针方向的感应电流 C．导线框所受的安培力的合力方向水平向左 D．导线框所受的安培力的合力方向水平向右 答案　D 解析　直导线中通有向上且增大的电流，根据安培定则知，通过线框的磁场方向垂直纸面向里，且增大，根据楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向，故A、B错误；根据左手定则知，ab边所受安培力方向水平向右，cd边所受安培力方向水平向左，离导线越近，磁感应强度越大，所以ab边所受的安培力大于cd边所受的安培力，则线框所受安培力的合力方向水平向右，故C错误，D正确。‎ ‎5. 如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过。现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ ‎。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为FT1和FT2，重力加速度大小为g，则(　　)‎ A．FT1>mg，FT2>mg B．FT1mg，FT2mg 答案　A 解析　金属圆环从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，由楞次定律推论知，金属圆环在磁铁上端时受力向上，在磁铁下端时受力也向上，则金属圆环对磁铁的作用力始终向下，对磁铁受力分析可知FT1>mg，FT2>mg，A正确。‎ ‎6. 如图所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且与线圈相互绝缘。当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向(　　)‎ A．向左 B．向右 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里 答案　B 解析　解法一：当MN中电流突然减小时，单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律，线圈abcd中产生的感应电流方向为顺时针方向，由左手定则可知ab边与cd边所受安培力方向均向右，所以线圈所受安培力的合力方向向右，B正确。‎ 解法二：由对楞次定律中“阻碍”的理解可知，当MN中电流突然减小而导致线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小时，线圈abcd一定会有向右运动的趋势以“阻碍”其磁通量的减小，所以其所受安培力的合力方向向右，B正确。‎ ‎7. 如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流。释放导线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中(　　)‎ A．导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBA B．导线框的磁通量为零时，感应电流也为零 C．导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上 D．导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动 答案　A 解析　根据右手螺旋定则可知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外，下方的磁场方向垂直于纸面向里，而且越靠近导线磁场越强。所以闭合导线框ABC在下降过程中，导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大，当增大到BC边与导线在同一水平面时，达到最大，再向下运动，导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零，然后随导线框的下降，导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大，达到最大后，继续下降时由于导线框逐渐远离导线，使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，所以感应电流的磁场先向内，再向外，最后向内，所以导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBA，A正确；当导线框内的磁通量为零时，内部的磁通量仍然在变化，有感应电动势产生，所以感应电流不为零，B错误；根据对楞次定律的理解，感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动，由于导线框一直向下运动，所以导线框所受安培力的合力方向一直向上，不为零，C、D错误。‎ ‎[真题模拟练]‎ ‎8．(2018·全国卷Ⅰ) (多选)如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是(　　)‎ A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动 B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向 C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向 D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动 答案　AD 解析　小磁针的N极的指向为该处磁场的方向。开关闭合后的瞬间，通过右边线圈的电流增大，在铁芯中产生由北向南的磁场增大，通过左侧的线圈的磁通量增大，根据楞次定律和安培定则可以判断，直导线的电流从南流向北，再根据安培定则可以判断，直导线电流在小磁针处的磁场方向垂直纸面向里，小磁针N极向里转动，A正确；开关闭合并保持一段时间后，通过左侧线圈的磁通量不变，不会产生电磁感应现象，所以直导线无感应电流流过，小磁针在地磁场作用下恢复原指向，B、C错误；开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，通过左侧线圈的磁通量减小，直导线产生由北流向南的电流，则小磁针N极向外转动，D正确。‎ ‎9．(2014·全国卷Ⅰ)在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是(　　)‎ A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化 D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化 答案　D 解析　将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，因线圈中的磁通量没有变化，故不能观察到感应电流，A不符合题意；在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈时，如果通电线圈通以恒定电流，产生不变的磁场，则在另一线圈中不会产生感应电流，B不符合题意；在线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表时，磁通量已不再变化，因此也不能观察到感应电流，C不符合题意；绕在同一铁环上的两个线圈，在给一个线圈通电或断电的瞬间，线圈产生的磁场变化，使穿过另一线圈的磁通量变化，因此，能观察到感应电流，D符合题意。‎ ‎10. (2016·海南高考)如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。若(　　)‎ A．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 B．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 C．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针 D．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针 答案　D 解析　当金属环上下移动时，穿过环的磁通量不发生变化，根据楞次定律，没有感应电流产生，A、B错误；当金属环向左移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向外且增强，根据楞次定律可知，产生顺时针方向的感应电流，故C错误；当金属环向右移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向里且增强，根据楞次定律可知，产生逆时针方向的感应电流，故D正确。‎ ‎11. (2018·甘肃天水一中月考)如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是(　　)‎ A．线圈中通以恒定的电流 B．通电时，使滑动变阻器的滑片P匀速移动 C．通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动 D．将开关突然断开的瞬间 答案　A 解析　线圈中通以恒定的电流时，线圈周围产生稳恒的磁场，穿过铜环A的磁通量不变，没有感应电流产生；通电时，使滑动变阻器的滑片P匀速移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，线圈周围产生的磁场变化，穿过铜环A的磁通量变化，产生感应电流；通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变化，则回路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环A的磁通量变化，产生感应电流；将开关突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无，穿过铜环A的磁通量减小，产生感应电流。故选A。‎ ‎12. (2018·江西南昌二中期末)如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线悬挂于O点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界。若不计空气阻力，则(　　)‎ A．圆环向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度 B．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流 C．圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大 D．圆环最终将静止在平衡位置 答案　B 解析　圆环穿过磁场时，会产生感应电流，圆环中将产生焦耳热，根据能量守恒定律知圆环的机械能将转化为内能，所以摆不到原来的高度，故A错误。当圆环进入或离开磁场区域时，穿过圆环的磁通量发生变化，会产生感应电流，故B正确。整个圆环进入磁场后，穿过圆环的磁通量不发生变化，不产生感应电流，机械能守恒，故圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流为零，故C错误。在圆环不断进出磁场，机械能不断损耗的过程中，圆环的最大摆角越来越小，最后整个圆环只会在磁场区域内来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化，圆环中不产生感应电流，所以机械能守恒，即圆环最后的运动状态为在磁场区域内来回摆动，而不是静止在平衡位置，故D错误。‎ ‎13. (2018·宣城模拟)如图为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY运动，(O是线圈中心)。则(　　)‎ A．从X到O，电流由E经G流向F，线圈的面积有收缩的趋势 B．从X到O，电流由F经G流向E，线圈的面积有扩张的趋势 C．从O到Y，电流由F经G流向E，线圈的面积有收缩的趋势 D．从O到Y，电流由E经G流向F，线圈的面积有扩张的趋势 答案　D 解析　磁极绕转轴从X到O匀速转动时，穿过线圈平面的磁通量向上增大，根据楞次定律可知，从上往下看线圈中产生顺时针方向的感应电流，电流由F经G流向E ‎，线圈的每部分受到指向圆心的安培力，线圈的面积有缩小的趋势，故A、B错误；磁极绕转轴从O到Y匀速转动时，穿过线圈平面的磁通量向上减小，根据楞次定律可知，从上往下看线圈中产生逆时针方向的感应 电流，电流由E经G流向F，线圈的每部分受到背离圆心的安培力，所以线圈的面积有扩大的趋势，故C错误，D正确。‎ ‎14. (2018·内江模拟)L形的光滑金属轨道AOC，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是如图所示的放在导轨上的一根金属直杆，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上。空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列判断正确的是(　　)‎ A．感应电流的方向始终是由P→Q B．感应电流的方向先是由P→Q，后是由Q→P C．感应电流的方向始终是由Q→P D．感应电流的方向先是由Q→P，后是由P→Q 答案　B 解析　在PQ杆滑动的过程中，杆与导轨所围成的△POQ的面积先增大后减小，穿过△POQ的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向先垂直纸面向里后垂直纸面向外，根据安培定则可知感应电流的方向先是由P→Q，后是由Q→P，故B正确，A、C、D错误。‎