【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 一、选择题(本题共10小题，1～6题为单选题，7～10题为多选题)‎ ‎1.如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，ΦB、ΦC分别为通过两圆面的磁通量的大小，下列判断正确的是(　　)‎ A．ΦB＝ΦC B．ΦB>ΦC C．ΦB<ΦC D．无法判断 解析：B　根据右手螺旋定则，结合磁场的特点可得，线圈A中产生的磁场的方向垂直向外，而外部则垂直向里；磁通量可看成穿过线圈的磁感线条数，由于线圈A中产生的磁场的方向垂直向外，而外部则垂直向里，当线圈的面积越大时，则相互抵消的越多，因此穿过线圈B的磁通量大，线圈C的磁通量小，故B正确，A、C、D错误．‎ ‎2.(2018·长沙模拟)如图所示，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，若要使圆环中产生如箭头所示方向的瞬时感应电流，下列方法可行的是(　　)‎ A．使匀强磁场均匀增大 B．使圆环绕水平轴ab如图转动30°‎ C．使圆环绕水平轴cd如图转动30°‎ D．保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动 解析：A　根据楞次定律可知，若匀强磁场均匀增大，通过圆环的磁通量增大，将产生从上向下看为顺时针方向的感应电流，电流方向与图中方向相符，故A项正确；使圆环绕水平轴ab如图转动30°或者使圆环绕水平轴cd如图转动30°，通过圆环的磁通量都将减小，产生的感应电流方向与图中所示的相反，故B、C项错误；保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动，通过圆环的磁通量不改变，不会产生感应电流，故D项错误．‎ ‎3.(2018·赣州模拟)如图所示，有一个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕转轴自由转动．如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，我们将观察到的现象是(　　)‎ A．铜盘的转动不受磁铁的影响 B．铜盘的转动能持续更长时间 C．铜盘能在较短的时间内停止 D．由于磁铁的影响，铜盘会反向转动 解析：C　当铜盘转动时，切割磁感线，产生感应电动势，由于电路闭合，则出现感应电流，处于磁场中的部分圆盘会受到安培力作用，此力阻碍铜盘转动，使得铜盘能在较短的时间内停止，故C正确，A、B、D错误．‎ ‎4．(2018·漳州模拟)长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图甲所示．长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的交流电：i＝Imsin ωt，i－t 图像如图乙所示．规定沿长直导线方向上的电流为正方向．关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是(　　)‎ A．由顺时针方向变为逆时针方向 B．由逆时针方向变为顺时针方向 C．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向 D．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向 解析：D　0～和～T过程中电流向上增加和向下减小，穿过线圈的磁通量向里增加和向外减小，由楞次定律知感应电流的磁场都是向外的．根据安培定则，产生的感应电流都为逆时针方向，同理～过程中感应电流都为顺时针方向，所以选D.‎ ‎5.(2018·蚌埠模拟)如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合．现使胶水盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则(　　)‎ A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大 B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小 C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小 D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大 解析：B　使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，金属环B内磁通量增大，根据楞次定律，金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小，选项B正确．‎ ‎6.如图所示，光滑平行导轨M、N固定在同一水平面上，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近同路时(　　)‎ A．P、Q将互相靠拢 B．P、Q将互相远离 C．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度大于g 解析：A　解法一：根据楞次定律的另一表述“感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因”，本题中“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近．所以，P、Q将互相靠拢且磁铁的加速度小于g，选项A正确．‎ 解法二：设磁铁下端为N极，根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向，如图所示，根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向，可见，P、Q将相互靠拢．由干回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律知，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g，当磁铁下端为S极时，根据类似的分析可得到相同的结论，选项A正确．‎ ‎7.航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示．‎ 当固定线圈上突然通过直流电时，线圈左侧的金属环被弹射出去．现在线圈左侧同一位置，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，电阻率ρ铜<ρ铝．则合上开关S的瞬间(　　)‎ A．从右侧看，环中产生沿逆时针方向的感应电流 B．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 C．若将金属环置于线圈右侧，环将向右弹射 D．电池正、负极调换后，金属环仍能向左弹射 解析：BCD　闭合开关S的瞬间，金属环中向右的磁场磁通量增大，根据楞次定律，从右侧看，环中产生沿顺时针方向的感应电流，A错误；由于电阻率ρ铜<ρ铝，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，铜环中产生的感应电流大于铝环中产生的感应电流，由安培力公式可知，铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，B正确；若将金属环置于线圈右侧，则闭合开关S的瞬间，从右侧看，环中产生沿顺时针方向的感应电流，环将向右弹射，C正确；电池正、负极调换后，同理可以得出金属环仍能向左弹射，D正确．‎ ‎8.(2018·重庆巴蜀中学诊测)如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中(　　)‎ A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B．感应电流的方向一直是逆时针 C．安培力方向始终与速度方向相反 D．安培力方向始终沿水平方向 解析：AD　圆环从位置a无初速释放，在到达磁场分界线之前，穿过圆环向里的磁感线条数增加，根据楞次定律可知，圆环内感应电流的方向为逆时针，圆环经过磁场分界线之时，穿过圆环向里的磁感线条数减少，根据楞次定律可知，圆环内感应电流的方向为顺时针；圆环通过磁场分界线之后，穿过圆环向外的磁感线条数减少，根据楞次定律可知，圆环内感应电流的方向为逆时针；因磁场在竖直方向分布均匀，圆环所受竖直方向的安培力平衡，故总的安培为沿水平方向．综上所述，正确选项为A、D.‎ ‎9．如图甲，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向．螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内．当螺线管内的磁感应强度B随时间按图乙所示规律变化时(　　)‎ A．在t1～t2时间内，L有收缩趋势 B．在t2～t3时间内，L有扩张趋势 C．在t2～t3时间内，L内有逆时针方向的感应电流 D．在t3～t4时间内，L内有顺时针方向的感应电流 解析：AD　在t1～t2时间内，外加磁场的磁感应强度增加且斜率在增加，则在导线框中产生沿顺时针方向增大的电流，该电流激发出向内增强的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产生感应电流，根据结论“增缩减扩”可知圆环有收缩趋势，A正确；在t2～t3时间内，外加磁场均匀变化，在导线框中产生恒定电流，该电流激发出稳定的磁场，该磁场通过圆环时，圆环中没有感应电流，选项B、C错误；在t3～t4时间内，外加磁场向下减弱，且斜率也减小，在导线框中产生沿顺时针方向减小的电流，该电流激发出向内减弱的磁场，所以圆环内产生沿顺时针方向的电流，D正确．‎ ‎10．(2018·郑州五校联考)如图甲所示，等离子气流由左方连续以速度v0射入M和N两板间的匀强磁场中，ab直导线与M、N相连接，线圈A与直导线cd连接，线圈A内有按图乙所示规律变化的磁场，且规定向左为磁场B的正方向，则下列叙述正确的是(　　)‎ A．0～1 s内，ab、cd导线互相排斥 B．1～2 s内，ab、cd导线互相吸引 C．2～3 s内，ab、cd导线互相吸引 D．3～4 s内，ab、cd导线互相排斥 解析：BD　根据左手定则，可判定等离子气流中的正离子向上极板M偏转，负离子向下极板N偏转，所以ab中电流方向是由a向b的．在第1 s内，线圈A内磁场方向向右，磁感应强度减小，由楞次定律可知感应电流方向是由c向d的，根据ab、cd内电流的流向关系，可知两导线相互吸引，A错误；在第2 s内，线圈A内磁场方向向左，磁感应强度增加，由楞次定律可知感应电流的方向是由c向d 的，根据电流的流向关系可知两导线相互吸引，B正确；同理可以判断C错误，D正确．‎ 二、计算题(本题共2小题，需写出规范的解题步骤)‎ ‎11．在如图所示的电路中，在闭合和断开开关S时，电流计G的指针有什么变化？该题中两个线圈所组成的电路彼此不通，L2中的电流是如何产生的？这种现象在工作和生活中有哪些应用？‎ 解析：当L1中电流发生变化时产生变化的磁场，该磁场经过L2时，在L2中发生电磁感应现象，所以在开关通断时电流表均有示数；原因是两线圈中产生了互感现象；互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路．电磁感应定律的应用包括：变压器就是利用互感现象制成的，在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要求设法减小电路间的互感．‎ 答案：见解析 ‎12.如图所示，MN、PQ为间距L＝‎0.5 m且足够长的平行导轨，NQ⊥MN，导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°，NQ间连接一个R＝4 Ω的电阻．一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度B＝1 T．将一根质量m＝‎0.05 kg、电阻r＝1 Ω的金属棒ab，紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨的电阻不计．现静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行．已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd离NQ的距离s＝‎0.2 m．g取‎10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.问：‎ ‎(1)当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大？‎ ‎(2)金属棒达到的稳定速度多大？‎ ‎(3)若将金属棒滑行至cd处时刻记作t＝0，从此时刻起，让磁场的磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则t＝1 s时磁感应强度多大？‎ 解析：(1)(2)对导体棒进行受力分析，如图所示根据平衡条件，得mgsin θ＝f＋F＝μmgcos θ＋F 代入数据，得F＝0.1 N 又安培力F＝BIL I＝ 得F＝ v＝＝‎2 m/s 解得I＝‎‎0.2 A ‎(3)金属棒中不产生感应电流，对导体棒受力分析 mgsin θ－μmgcos θ＝ma s′＝vt＋at2‎ BLs＝B1(s＋s′)L 解得：B1＝ T 答案：(1)‎0.2 A　(2)‎2 m/s　(3) T