- 2021-05-12 发布 |
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文档介绍
【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 (建议用时:40分钟) [基础对点练] 题组一:感应电流的产生 1.(2017·全国卷Ⅰ)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示。无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是( ) A B C D A [底盘上的紫铜薄板出现扰动时,其扰动方向不确定,在选项C这种情况下,紫铜薄板出现上下或左右扰动时,穿过薄板的磁通量难以改变,不能发生电磁感应现象,没有阻尼效应;在选项B、D这两种情况下,紫铜薄板出现上下扰动时,也没有发生电磁阻尼现象;选项A这种情况下,不管紫铜薄板出现上下或左右扰动时,都发生电磁感应现象,产生电磁阻尼效应,选项A正确。] 2.(多选)(2015·全国卷Ⅰ)1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示。实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后。下列说法正确的是( ) A.圆盘上产生了感应电动势 B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动 C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动 AB [A.当圆盘转动时,圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线,产生感应电动势,选项A正确; B.如图所示,铜圆盘上存在许多小的闭合回路,当圆盘转动时,穿过小的闭合回路的磁通量发生变化,回路中产生感应电流,根据楞次定律,感应电流阻碍其相对运动,但抗拒不了相对运动,故磁针会随圆盘一起转动,但略有滞后,选项B正确; C.在圆盘转动过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零,选项C错误; D.圆盘呈电中性,转动时不会形成电流,选项D错误。] 3.法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。如图所示,他把两个线圈绕在同一个软铁环上,线圈A和电池连接,线圈B用导线连通,导线下面平行放置一个小磁针。实验中可能观察到的现象是( ) A.用一节电池作电源小磁针不偏转,用十节电池作电源小磁针会偏转 B.线圈B匝数较少时小磁针不偏转,匝数足够多时小磁针会偏转 C.线圈A和电池连接瞬间,小磁针会偏转 D.线圈A和电池断开瞬间,小磁针不偏转 C [根据“磁生电”即电磁感应现象的产生条件,线圈B中只有磁通量变化时才能产生感应电流,因此无论线圈B匝数多少,线圈A连接电池多少,都不能在线圈B中产生感应电流,选项A、B错误。只有在线圈A和电池连接或断开的瞬间,线圈B中才能产生感应电流,电流产生磁场,使导线下面平行放置的小磁针发生偏转,选项C正确,D错误。] 题组二:楞次定律及其推论的应用 4.美国《大众科学》月刊网站报道,美国明尼苏达大学的研究人员发现:一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能。具体而言,只要略微提高温度,这种合金就会变成强磁性合金,从而使环绕它的线圈中产生电流,其简化模型如图所示。A为圆柱形合金材料,B为线圈,套在圆柱形合金材料上,线圈的半径大于合金材料的半径。现对A进行加热,则( ) A.B中将产生逆时针方向的电流 B.B中将产生顺时针方向的电流 C.B线圈有收缩的趋势 D.B线圈有扩张的趋势 D [合金材料加热后,合金材料成为磁体,通过线圈B的磁通量增大,由于线圈B内有两个方向的磁场,由楞次定律可知线圈只有扩张,才能阻碍磁通量的变化,C错误,D正确;由于不知道极性,无法判断感应电流的方向,A、B错误。] 5.(2019·洛阳模拟)如图所示为安检门原理图,左边门框中有一通电线圈,右边门框中有一接收线圈。工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流,则( ) A.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针 B.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流增大 C.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针 D.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流大小发生变化 D [当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时,知穿过右侧线圈的磁通量向右,且增大,根据楞次定律,右侧线圈中产生逆时针方向的电流,即使有金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向仍然为逆时针,故A、C错误;通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流,则通电线圈中的磁通量均匀增大,所以穿过右侧线圈中的磁通量均匀增大,则磁通量的变化率是定值,由法拉第电磁感应定律可知,接收线圈中的感应电流不变,故B错误;有金属片通过时,则穿过金属片中的磁通量发生变化时,金属片中也会产生感应电流,感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同,所以也会将该空间中的磁场的变化削弱一些,引起接收线圈中的感应电流大小发生变化,故D正确。] 6.(2016·海南高考)如图所示,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方向 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方向 D [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,选项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加,根据楞次定律可知,环上产生顺时针方向的感应电流,故选项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加,根据楞次定律可知,环上产生逆时针方向的感应电流,故选项D正确。] 题组三:右手定则的应用 7.(多选)在北半球,地磁场的水平分量由南向北,竖直分量竖直向下。北京平安大街上,如图所示,某人骑车从东往西行驶,则下列说法正确的是( ) A.自行车左车把的电势比右车把的电势高 B.自行车左车把的电势比右车把的电势低 C.图中辐条AB此时A端比B端的电势高 D.图中辐条AB此时A端比B端的电势低 AD [从东往西,车把切割地磁场的竖直分量,由右手定则知左车把电势高,而辐条切割水平分量,B端电势高,即A、D正确。] 8. (2019·长兴模拟)1831年,法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲)。它是利用电磁感应原理制成的,是人类历史上第一台发电机。图乙是这个圆盘发电机的示意图:铜盘安装在水平的铜轴上,它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触。使铜盘转动,电阻R中就有电流通过。若所加磁场为匀强磁场,回路的总电阻恒定,从左往右看,铜盘沿顺时针方向匀速转动,CRD平面与铜盘平面垂直,下列说法正确的是( ) 甲 乙 A.电阻R中没有电流流过 B.铜片C的电势高于铜片D的电势 C.保持铜盘不动,磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场,则铜盘中有电流产生 D.保持铜盘不动,磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场,则CRD回路中有电流产生 C [根据右手定则可知,电流从D点流出,流向C点,因此电流方向为从C向D,由于圆盘在切割磁感线,相当于电源,所以D处的电势比C处高,A、B错误;保持铜盘不动,磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场,则穿过铜盘的磁通量发生变化,故有感应电流产生,但是此时不再切割磁感线,所以CD不能当成电源,故CRD回路中没有电流产生,C正确,D错误。] 题组四:“一定律、三定则”的应用 9.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 B [解法1: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少,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2: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少时,线圈abcd一定会有向右运动的趋势以“阻碍”其磁通量的减少,所以其所受安培力的合力方向向右,B正确。] 10.如图所示,在两个沿竖直方向的匀强磁场中,分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a和b。它们可以绕竖直轴自由转动,用导线通过电刷把它们相连。当圆盘a转动时( ) A.圆盘b总是与a沿相同方向转动 B.圆盘b总是与a沿相反方向转动 C.若B1、B2同向,则a、b转向相同 D.若B1、B2反向,则a、b转向相同 D [当圆盘a转动时,由于切割磁感线而产生感应电流,该电流流入b盘中,在磁场中由于受安培力b盘会转动。但若不知B1、B2的方向关系,则b盘与a盘的转向关系将无法确定,故A、B错误。设B1、B2同向且向上,a盘逆时针转动,则由右手定则可知a盘中的感应电流由a→a′,b盘受力将顺时针转动,故C错误。同理可判定D项正确。] [考点综合练] 11.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.FT1查看更多