【物理】2020届一轮复习人教版电磁感应作业 9页

‎2020届一轮复习人教版 电磁感应 作业 ‎1.(2017·徐州市考前模拟)下列各图所描述的物理情境中，没有感应电流的是(　　)‎ 答案　A 解析　开关S闭合稳定后，穿过线圈N的磁通量保持不变，线圈N不产生感应电流，故A符合题意；磁铁向铝环A靠近，穿过铝环A的磁通量在增大，铝环A中产生感应电流，故B不符合题意；金属框从A向B运动，穿过金属框的磁通量时刻在变化，金属框中产生感应电流，故C不符合题意；铜盘在磁场中按题图所示方向转动，铜盘的一部分切割磁感线，电阻R中产生感应电流，故D不符合题意.‎ ‎2.(多选)(2018·盐城中学模拟)如图14所示为两同心圆环，当有一有界匀强磁场恰好完全垂直穿过A环面时，A环面磁通量为Φ1，此时B环面磁通量为Φ2，若将其匀强磁场改为一条形磁铁，垂直穿过A环面，此时A环面的磁通量为Φ3，B环面磁通量为Φ4，有关磁通量的大小说法正确的是(　　)‎ 图14‎ A.Φ1<Φ2 B.Φ1＝Φ2‎ C.Φ3>Φ4 D.Φ3<Φ4‎ 答案　BC 解析　根据题意，当有界匀强磁场穿过A环面时，穿过两个环面的磁感线条数相等，故磁通量相等，故A错误，B正确；根据磁感线的分布情况可知，如果磁铁内部穿过环面的磁感线方向向外，则外部磁感线方向向内.由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向内的磁感线将磁铁内部向外的磁感线抵消一部分，A 的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以Φ3>Φ4，同理，如果磁铁内部穿过环面的磁感线方向向内，也可得出结论Φ3＞Φ4，故C正确，D错误.‎ ‎3.如图15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(　　)‎ 图15‎ A.金属环向上运动，则环中产生顺时针方向的感应电流 B.金属环向下运动，则环中产生顺时针方向的感应电流 C.金属环向左侧直导线靠近，则环中产生逆时针方向的感应电流 D.金属环向右侧直导线靠近，则环中产生逆时针方向的感应电流 答案　D 解析　两个直导线之间的磁场是对称的，金属环在中间时，通过金属环的磁通量为零，金属环上下运动的时候，穿过金属环的磁通量不变，不会有感应电流产生，故A、B错误；金属环向左侧直导线靠近，则穿过金属环的磁场垂直纸面向外并且增强，根据楞次定律可得，环上的感应电流方向为顺时针，故C错误；金属环向右侧直导线靠近，则穿过金属环的磁场垂直纸面向里并且增强，根据楞次定律可得，环上的感应电流方向为逆时针，故D正确.‎ ‎4.如图16，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，E是电源，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑行时，线框ab将(　　)‎ 图16‎ A.保持静止不动 B.沿顺时针方向转动 C.沿逆时针方向转动 D.发生转动，但电源极性不明，无法确定转动方向 答案　B ‎1.下列说法中正确的是(　　)‎ A.当穿过某个面的磁通量等于零时，该区域的磁感应强度一定为零 B.磁感应强度的方向一定与通电导线所受安培力方向、直导线方向都垂直 C.感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果 D.洛伦兹力不改变运动电荷的速度 答案　C 解析　当磁场与平面平行时，磁通量为零，而磁感应强度不为零，故A错误；根据左手定则可知，安培力一定与磁感应强度及电流方向垂直，但磁场方向不一定与直导线方向垂直，故B错误；感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果，故C正确；洛伦兹力对电荷不做功，因此不改变运动电荷的速度大小，但可以改变速度的方向，故D错误.‎ ‎2.(2018·海安中学段考)下列图中能产生感应电流的是(　　)‎ 答案　B 解析　根据产生感应电流的条件：A中，电路没闭合，无感应电流；B中，电路闭合，且垂直磁感线的平面的面积增大，即闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过闭合圆环的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，无感应电流；D中，闭合回路中的磁通量不发生变化，无感应电流.‎ ‎3.(2018·如东县质量检测)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”.如图1所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环.闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起.某同学另找来器材再探究此实验.他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动.对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是(　　)‎ 图1‎ A.线圈接在了直流电源上 B.电源电压过高 C.所选线圈的匝数过多 D.所用套环的材料与老师的不同 答案　D 解析　无论实验用的是交流电还是直流电，闭合开关S的瞬间，穿过套环的磁通量均增加，只要套环的材料是导体，套环中就能产生感应电流，套环就会跳起.如果套环是用塑料做的，则不能产生感应电流，也就不会受安培力作用而跳起.选项D正确.‎ ‎4.如图2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，下列说法正确的是(　　)‎ 图2‎ A.通过电阻的感应电流的方向为由b到a，线圈与磁铁相互排斥 B.通过电阻的感应电流的方向为由a到b，线圈与磁铁相互排斥 C.通过电阻的感应电流的方向为由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为由b到a，线圈与磁铁相互吸引 答案　A 解析　当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，条形磁铁磁场方向向上，所以感应电流产生的磁场方向向下，根据右手螺旋定则，通过电阻的电流方向为b→a.根据楞次定律中“来拒去留”规律可判断线圈对磁铁有阻碍作用，故线圈与磁铁相互排斥，故A正确，B、C、D错误.‎ ‎5.(2018·江苏百校12月大联考)现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备.电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成.当电磁铁绕组通以变化的电流时会产生变化的磁场，穿过真空盒所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空盒空间内就产生感应涡旋电场，电子将在涡旋电场作用下得到加速.如图3所示(上边部分为侧视图，下边部分为真空室的俯视图)，若电子被“约束”在半径为R的圆周上运动，当电磁铁绕组通有图中所示的电流时(　　 )‎ 图3‎ A.电子在轨道上顺时针运动 B.保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将加速 C.保持电流的方向不变，当电流增大时，电子将加速 D.被加速时电子做圆周运动的周期不变 答案　C ‎6.(2018·如皋市质检)如图4甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示.在0～时间内，直导线中电流向上，则在～T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是(　　)‎ 图4‎ A.顺时针，向左 B.逆时针，向右 C.顺时针，向右 D.逆时针，向左 答案　B 解析　在0～时间内，直导线中电流向上，由题图乙知，在～T时间内，直导线中电流方向也向上，根据安培定则知，导线右侧磁场的方向垂直纸面向里，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流.根据左手定则，金属线框左边受到的安培力方向向右，右边受到的安培力方向向左，离导线越近，磁场越强，受到的安培力越大，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属线框所受安培力的合力方向向右，故B正确，A、C、D错误.‎ ‎7.(2019·射阳二中模拟)如图5，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直，金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是(　　)‎ 图5‎ A.PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 B.PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向 C.PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向 D.PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向 答案　D 解析　金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，闭合回路PQRS中磁场方向垂直纸面向里，磁通量增大，由楞次定律可判断，闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场垂直纸面向外，由安培定则可判断感应电流方向为逆时针；由于闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，与原磁场方向相反，则T中磁通量减小，由楞次定律可判断，T中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，由安培定则可知T中感应电流方向为顺时针，选项D正确.‎ ‎8.如图6所示，一个N极朝下的条形磁铁竖直下落，恰能穿过水平放置的固定矩形导线框，则(　　)‎ 图6‎ A.磁铁经过位置①时，线框中感应电流沿abcd方向；经过位置②时，沿adcb方向 B.磁铁经过位置①时，线框中感应电流沿adcb方向；经过位置②时，沿abcd方向 C.磁铁经过位置①和②时，线框中感应电流都沿abcd方向 D.磁铁经过位置①和②时，线框中感应电流都沿adcb方向 答案　A 解析　当磁铁经过位置①时，穿过线框的磁通量向下且不断增加，由楞次定律可确定感应电流的磁场方向向上，阻碍原磁通量的增加，根据安培定则可判定感应电流应沿abcd方向.同理可判断当磁铁经过位置②时，感应电流沿adcb方向，故选A.‎ ‎9.(2018·江苏一模)如图7所示为电磁驱动器的原理图.其中①为磁极，它被固定在电动机②的转轴上，金属圆盘③可以绕中心轴转动，圆盘与转轴间的阻力较小.整个装置固定在一个绝缘支架④上.当电动机转动时，金属圆盘也将转动起来.下列有关说法中正确的是(　　)‎ 图7‎ A.金属圆盘转动的方向和磁极的转动方向相同，转速小于磁极的转速 B.金属圆盘转动的方向和磁极的转动方向相同，转速等于磁极的转速 C.将金属圆盘换成绝缘盘，它也会跟着磁极转动 D.当电动机突然被卡住不转时，金属圆盘将转动较长时间才会停下来 答案　A 解析　根据楞次定律可知，为阻碍磁通量变化，金属圆盘与磁极的转动方向相同，但快慢不一，金属圆盘的转速一定比磁极的转速小，故A正确，B错误；将金属圆盘换成绝缘盘，盘中没有感应电流，不受安培力，不会跟着磁极转动，故C错误；当电动机突然被卡住不转时，由于金属圆盘产生感应电流，受到安培力，而安培力将阻碍金属圆盘与磁极间的相对运动，所以金属圆盘很快会停下来，故D错误.‎ ‎10.(2018·东台创新学校月考)如图8所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕圆心O在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a沿(　　)‎ 图8‎ A.逆时针加速旋转 B.逆时针减速旋转 C.顺时针加速旋转 D.顺时针减速旋转 答案　D 解析　分析A选项，当带正电的绝缘圆环a逆时针加速旋转时，相当于逆时针方向电流，并且在增大，根据右手螺旋定则，其内(金属圆环a内)有垂直纸面向外的磁场，其外(金属圆环b处)有垂直纸面向里的磁场，并且磁场的磁感应强度在增大，金属圆环b包围的面积内的磁场的总磁感应强度是垂直纸面向外(因为向外的比向里的磁通量多，向外的是全部，向里的是部分)而且增大，根据楞次定律，b中产生的感应电流的磁场垂直纸面向里，所以b中产生顺时针方向的感应电流，且受到向外的磁场力，有扩张的趋势，所以A错误；同样的方法可分析B选项，圆环b中产生逆时针方向电流，具有收缩趋势，C选项，圆环b中产生顺时针方向电流，具有扩张趋势，选项B、C错误；而D选项，b中产生顺时针方向的感应电流，具有收缩趋势，所以D正确.‎ ‎11.(2017·南通市第一次调研)如图9所示，圆筒形铝管竖直置于水平桌面上，一磁块从铝管的正上方由静止开始下落，穿过铝管落到水平桌面上，下落过程中磁块不与管壁接触.忽略空气阻力，则在下落过程中(　　)‎ 图9‎ A.磁块做自由落体运动 B.磁块的机械能守恒 C.铝管对桌面的压力大于铝管的重力 D.磁块动能的增加量大于重力势能的减少量 答案　C 解析　磁块在铝管中运动的过程中，虽不计空气阻力，但存在安培力做负功现象，磁块不会做自由落体运动，故A错误；磁块在整个下落过程中，除重力做功外，还有产生的感应电流对应的安培力做功，导致减小的重力势能除部分转化为动能外，还要产生内能，故机械能不守恒，动能的增加量小于重力势能的减少量，故B、D错误；磁块在整个下落过程中，由楞次定律中“来拒去留”规律可知，铝管受向下的作用力，故铝管对桌面的压力大于铝管的重力，故C正确.‎ ‎12.(多选)如图10所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd，用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点左右摆动.金属线框从图示位置的右侧某一位置由静止释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面.则下列说法中正确的是(　　)‎ 图10‎ A.线框中感应电流的方向先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a B.线框中感应电流的方向是d→c→b→a→d C.穿过线框中的磁通量先变大后变小 D.穿过线框中的磁通量先变小后变大 答案　BD 解析　线框从题图所示位置的右侧某一位置摆到最低点的过程中，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d，从最低点到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d，故B、D正确.‎