【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 7页

‎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，一水平放置的N匝矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成30°角，现若使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中磁通量的改变量的大小是(　　)‎ A.BS B.NBS C.BS D.NBS 解析　Φ是标量，但有正负之分，在计算ΔΦ＝Φ2－Φ1时必须注意Φ2、Φ1的正负，要注意磁感线从线框的哪一面穿过，此题中在开始位置磁感线从线框的下面穿进，在末位置磁感线从线框的另一面穿进。若取转到末位置时穿过线框方向为正方向，则Φ2＝BS，Φ1＝－BS，因穿过多匝线圈的磁通量的大小与匝数无关，故ΔΦ＝BS。‎ 答案　C　‎ ‎2.(多选)涡流检测是工业上无损检测的方法之一，如图所示，线圈中通以一定频率的正弦交流电，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化。下列说法中正确的是(　　)‎ A．涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化 B．涡流的频率等于通入线圈的交流电频率 C．通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力 D．待测工件可以是塑料或橡胶制品 解析　由楞次定律可知，涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化，A项正确；类似于变压器，涡流的频率等于通入线圈的交流电频率，B项正确；由于电流在磁场中受安培力作用，故通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力，C项正确；涡流必须是在导体中产生，故待测工件不能是塑料或橡胶制品，D项错误。‎ 答案　ABC　‎ ‎3.如图所示，ab为一金属杆，它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动；S为以a为圆心位于纸面内的金属环；在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触；A为电流表，其一端与金属环相连，一端与a点良好接触。当杆沿顺时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图所示，则此时刻(　　)‎ A．有电流通过电流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向右 B．有电流通过电流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向左 C．有电流通过电流表，方向由d向c，作用于ab的安培力向右 D．无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零 解析　当金属杆ab顺时针方向转动时，切割磁感线，由法拉第电磁感应定律知产生感应电动势，由右手定则可知将产生由a到b的感应电流，电流表的d端与a端相连，c端通过金属环与b端相连，则通过电流表的电流是由c到d，而金属杆在磁场中会受到安培力的作用，由左手定则可判断出安培力的方向为水平向右，阻碍金属杆的运动，所以A项正确。‎ 答案　A　‎ ‎4.‎ ‎(多选)(电磁感应现象中的能量问题)(2017·安徽江南十校联考)如图所示,磁场与线圈平面垂直,先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域,v1=3v2。在先后两种情况下(　　)‎ A.线圈中的感应电流之比I1∶I2=1∶3‎ B.线圈中的感应电流之比I1∶I2=3∶1‎ C.线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=3∶1‎ D.通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=1∶1‎ 答案BCD 解析v1=3v2,根据E=Blv知,感应电动势之比为3∶1,感应电流I=,则感应电流之比I1∶I2=3∶1,故A错误,B正确。由v1=3v2知,t1∶t2=1∶3,根据Q=I2Rt知,焦耳热Q1∶Q2=3∶1,故C正确。根据q=It=知,通过某截面的电荷量之比q1∶q2=1∶1,故D正确。‎ ‎5.(多选)(电磁感应现象中的动力学问题)如图所示,两足够长平行金属导轨固定在水平面上,匀强磁场方向垂直导轨平面向下,金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动,两金属棒ab、cd的质量之比为2∶1.用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉金属棒cd,经过足够长时间以后(　　)‎ A.金属棒ab、cd都做匀速运动 B.金属棒ab上的电流方向是由b向a C.金属棒cd所受安培力的大小等于 D.两金属棒间距离保持不变 答案BC 解析对两金属棒ab、cd进行受力和运动分析可知,两金属棒最终将做加速度相同的匀加速直线运动,且金属棒ab速度小于金属棒cd速度,所以两金属棒间距离是变大的,由楞次定律判断金属棒ab上的电流方向是由b到a,A、D错误,B正确;以两金属棒整体为研究对象,有F=3ma,隔离金属棒cd分析,有F-F安=ma,可求得金属棒cd所受安培力的大小F安=F,C正确。‎ ‎6.(多选)(电磁感应现象中的动力学和能量问题)(2017·北京朝阳区校级四模)如图所示,一个质量为m、电阻不计、足够长的光滑U形金属框架MNQP,位于光滑绝缘水平桌面上,平行导轨MN和PQ相距为l。空间存在着足够大的方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。另有质量也为m的金属棒CD,垂直于MN放置在导轨上,并用一根绝缘细线系在定点A。已知,细线能承受的最大拉力为T0,CD棒接入导轨间的有效电阻为R。现从t=0时刻开始对U形框架施加水平向右的拉力,使其从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动,经过一段时间后,细线断裂,在细线断裂时,立即撤去拉力,关于撤去拉力前后的全过程,下列说法正确的是(　　)‎ A.撤去拉力F时,框架的速度v0=‎ B.从框架开始运动到细线断裂所需的时间t0=‎ C.撤去拉力后,框架将向右减速,棒向右加速,二者最终速度相同 D.最终在回路中产生的总焦耳热等于拉力F做的功 答案ABC 解析当细线拉力达到最大时,有T0=F安=BIl=,解得框架的速度v0=,故A正确。根据速度时间关系可得v0=at0,解得从框架开始运动到细线断裂所需的时间t0=,故B正确。撤去拉力后,框架受到向左的安培力做减速运动,棒相对于框架的速度向左,所受的安培力向右,即棒向右加速,两者最终速度相等,故C正确。根据能量守恒定律知,拉力F做的功等于最终回路中产生的总焦耳热和最终整体的动能之和,故D错误。‎ ‎7.‎ ‎(2017·广东深圳南山期末)如图,A、B是相同的白炽灯,L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。下面说法正确的是(　　)‎ A.闭合开关S时,A、B灯同时亮,且达到正常 B.闭合开关S时,B灯比A灯先亮,最后一样亮 C.闭合开关S时,A灯比B灯先亮,最后一样亮 D.断开开关S时,A灯与B灯同时慢慢熄灭 答案BD 解析由于自感的作用,闭合开关S时,B灯比A灯先亮,最后一样亮,选项A、C错误,B正确;断开开关S时,L中产生自感电动势,A灯与B灯同时慢慢熄灭,选项D正确。‎ ‎8.(2017·贵州遵义航天中学模拟)如图甲所示,水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R,导体棒MN放在导轨上且接触良好,整个装置放于垂直导轨平面的磁场中,磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正),MN始终保持静止,则0~t2时间内(　　)‎ A.电容器C的电荷量大小始终不变 B.电容器C的a板先带正电后带负电 C.MN所受安培力的大小始终不变 D.MN所受安培力的方向先向右后向左 答案AD 解析磁感应强度均匀变化,产生恒定电动势,电容器C的电荷量大小始终没变,选项A正确,B错误;由于磁感应强度变化,根据楞次定律和左手定则可知,MN所受安培力的方向先向右后向左,大小先减小后增大,选项C错误,D正确。‎ 二、计算题(本题共3小题,共52分)‎ ‎9.(16分)据报道,一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间。‎ 照片中,“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见。如图所示,假设“天宫一号”正以速度v=7.7 km/s绕地球做匀速圆周运动,运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直,M、N间的距离L=20 m,地磁场的磁感应强度垂直于v、MN所在平面的分量B=1.0×10-5 T。将太阳帆板视为导体。‎ ‎(1)求M、N间感应电动势的大小E;‎ ‎(2)在太阳帆板上将一只“1.5 V　0.3 W”的小灯泡与M、N相连构成闭合电路,不计太阳帆板和导线的电阻,试判断小灯泡能否发光,并说明理由;‎ ‎(3)取地球半径R=6.4×103 km,地球表面的重力加速度g取9.8 m/s2,试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h(计算结果保留一位有效数字)。‎ 答案(1)1.54 V　(2)见解析　(3)4×105 m 解析(1)法拉第电磁感应定律E=BLv,代入数据得E=1.54 V;‎ ‎(2)不能,因为穿过闭合回路的磁通量不变,不产生感应电流;‎ ‎(3)在地球表面有G=mg 匀速圆周运动G=m 解得h=-R,代入数据得h≈4×105 m(数量级正确都算对)‎ ‎10.(多选)(2017·福建永安月考)如图所示,在一空心螺线管内部中点处悬挂一铜环,电路接通瞬间,下列说法正确的是(　　)‎ A.从左往右看,铜环中有逆时针方向的感应电流 B.从左往右看,铜环中有顺时针方向的感应电流 C.铜环有收缩趋势 D.铜环有扩张趋势 答案BC 解析电路接通瞬间,螺线管中电流从无到有,螺线管内部产生向左的磁场,铜环中磁通量增大,产生感应电流,由楞次定律可判断出从左往右看,铜环中有顺时针方向的感应电流,铜环有收缩趋势,选项A、D错误,选项B、C正确。‎ ‎11.(多选)(2017·安徽联考)磁悬浮高速列车在我国上海已投入正式运行。下图就是磁悬浮的原理图,图中A是圆柱形磁铁,B是用超导材料制成的超导圆环,将超导圆环B水平放在磁铁A上,它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方,则(　　)‎ A.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流;当稳定后,感应电流消失 B.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流;当稳定后,感应电流仍存在 C.若A的N极朝上,B中感应电流的方向为顺时针方向(俯视)‎ D.若A的N极朝上,B中感应电流的方向为逆时针方向(俯视)‎ 答案BC 解析当将B环靠近A时,由于越靠近A物体,其磁场就越强,磁感线就越密,所以在靠近过程中B环会切割磁感线运动,即在该环中会产生感应电流;由于B是超导圆环,即没有电阻,所以此时B环中的电流不会变小,且永远存在,故A错误,B正确;此时圆环B水平放在磁铁A上且悬浮在磁铁A的上方,即其相互排斥,这就说明B环的下面是N极,由安培定则可判断此时用右手握时,大拇指应朝下,感应电流为顺时针方向(俯视),故C正确,D错误。〚导学号06400474〛‎