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  • 2021-06-02 发布

【物理】2020届一轮复习人教版 电磁感应现象楞次定律 作业

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‎ 电磁感应现象 楞次定律            ‎ 一、选择题 ‎1.如图43-1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θ=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(  )‎ 图43-1‎ A.BS B.NBS C.BS D.NBS 解析:磁通量与匝数无关,Φ=BS中,B与S必须垂直.初态Φ1=Bsinθ·S,末态Φ2=-Bcosθ·S,磁通量的变化量大小ΔΦ=|Φ2-Φ1|=|BS(-cos30°-sin30°)|=BS,故选C项.‎ 答案:C 图43-2‎ ‎2.(2019年贵州遵义航天中学模拟)如图43-2所示,‎ 在通电长直导线AB的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈P,AB在线圈平面内.当发现闭合线圈向右摆动时(  )‎ A.AB中的电流减小,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流 B.AB中的电流不变,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流 C.AB中的电流增大,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流 D.AB中的电流增大,用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的电流 解析:根据安培定则可知导线框所在处的磁场方向垂直纸面向里,若直导线中的电流增大,穿过线框的磁通量增大,根据楞次定律得到:线框中感应电流方向为逆时针方向.根据左手定则可知导线框所受安培力指向线框内,由于靠近导线磁场强,则安培力较大.远离导线磁场弱,则安培力较小.因此线圈离开AB直导线,即向右摆动,反之产生顺时针方向的电流,向左摆动,故C正确.‎ 答案:C 图43-3‎ ‎3.电阻R、电容器C与一线圈连成闭合电路,条形磁铁位于线圈的正上方,N极朝下,如图43-3所示.在磁铁N 极远离线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是(  )‎ A.从b到a,下极板带正电 B.从a到b,下极板带正电 C.从b到a,上极板带正电 D.从a到b,上极板带正电 解析:当磁铁N极向上运动时,向下穿过线圈的磁通量变小,由楞次定律可得,感应磁场方向与原磁场方向相同,即向下,再由安培定则可得感应电流方向沿线圈盘旋而上,由于线圈相当于电源,则流过R的电流方向是从a到b,电容器上极板带正电,故选D.‎ 答案:D ‎4.如图43-4所示,磁场方向垂直于纸面,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后无初速度释放,在圆环从a摆向b的过程中(  )‎ 图43-4‎ A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B.感应电流方向一直是逆时针 C.感应电流方向先顺时针后逆时针再顺时针 D.感应电流方向一直是顺时针 解析:在竖直虚线左侧,圆环向右摆时磁通量增加,‎ 由楞次定律可判断,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反,由安培定则可知感应电流方向为逆时针方向;摆过竖直虚线时,环中磁通量左减右增相当于方向向外的增大,因此感应电流方向为顺时针方向;在竖直虚线右侧向右摆动时,环中磁通量减小,感应电流的磁场与原磁场同向,可知感应电流为逆时针方向,因此只有A项正确.‎ 答案:A ‎5.如图43-5(甲)所示,一矩形金属线圈abcd垂直匀强磁场并固定于磁场中,磁场是变化的,磁感应强度B随时间t的变化关系图象如图43-5(乙)所示,则线圈的ab边所受安培力F随时间t变化的图象是(规定向右为安培力F的正方向)(  )‎ 图43-5‎ 解析:在0~1 s内由(乙)图可知磁场均匀减小,所以产生恒定电动势,恒定电流,据F安=BIL,B均匀减小,所以F安也均匀减小,因此D是错误的;因为0~1 s内磁场减小,线圈的磁通量减小,线圈abcd有扩张的趋势,所以ab受向左的安培力,向左为负,所以B是错误的;1~2 s内磁场均匀增加,磁通量增加,线圈有收缩的趋势,ab 受向右安培力,向右为正,所以C错误,A正确.‎ 答案:A ‎6.(2019年河北衡水模拟)线圈ab中的电流如图43-6所示,设电流从a到b为正方向,那么在0~t0这段时间内,用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流,从左向右看,它的方向是(  )‎ 图43-6‎ A.顺时针        B.逆时针 C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针 解析:根据题意可知,当电流从a流向b时,由安培定则可知,穿过线圈M的磁场水平向右,由于电流的减小,所以磁通量变小,根据楞次定律可得,铝环M的感应电流方向为顺时针(从左向右看).后半段时间电流从b流向a,由安培定则可知,穿过铝环M的磁场水平向左,电流增大,则磁通量变大,根据楞次定律可知,感应电流方向为顺时针(从左向右看),故电流方向不变,A正确.‎ 答案:A 图43-7‎ ‎7.(多选)闭合铜环与闭合金属框相接触放在匀强磁场中,如图43-7所示,当铜环向右移动时(金属框不动),下列说法中正确的是(  )‎ A.铜环内没有感应电流产生,因为磁通量没有发生变化 B.金属框内没有感应电流产生,因为磁通量没有发生变化 C.金属框ab边中有感应电流,因为回路abfgea中磁通量增加了 D.铜环的半圆ehf中有感应电流,因为回路ehfcde中的磁通量减少 解析:当铜环移动,导致线圈abfgea与dcfhed闭合电路磁通量发生变化,从而出现感应电流,由楞次定律可知,线圈abfgea磁通量增加,感应电流是逆时针方向,而线圈dcfhed的磁通量减小,感应电流是顺时针方向,故C、D正确.‎ 答案:CD 图43-8‎ ‎8.(2019年长沙重点高中测试)(多选)MN、GH为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆,匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面,如图43-8所示,则(  )‎ A.若固定ab,使cd向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向由a到c到d到b B.若ab、cd以相同的速度一起向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向由c到d到b到a C.若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路电流为零 D.若ab、cd都向右运动,且两棒速度vcd>vab,则abdc回路有电流,电流方向由c到d到b到a 解析:若固定ab,使cd向右滑动,由右手定则知应产生顺时针方向的电流,故A正确;若ab、cd同向运动且速度大小相同,ab、cd所围的面积不变,磁通量不变,则不产生感应电流,故B错;若ab向左、cd向右同时运动,则abdc中有顺时针方向的电流,故C错;若ab、cd均向右运动,且vcd>vab,则ab、cd所围的面积增大,磁通量也增大,则产生由c到d到b到a的电流,故D正确.‎ 答案:AD 图43-9‎ ‎9.(2019年安徽巢湖四校期末联考)(多选)如图43-9所示,通电螺线管N置于闭合金属环M的轴线上,当N中的电流突然减小,则(  )‎ A.环M有缩小的趋势 B.环M有扩张的趋势 C.螺线管N有缩短的趋势 D.螺线管N有伸长的趋势 解析:对通电螺线管,当通入的电流突然减小时,螺线管每匝间的相互吸引力也减少,所以匝间距增大,C项错误,D项正确;对金属环,穿过的磁通量也随之减少,由楞次定律知,只有减小面积才能阻碍磁通量的减少,金属环有缩小的趋势,A项正确,B项错误.‎ 答案:AD ‎10.‎ ‎(2019年安徽蚌埠二中模拟)(多选)如图43-10是生产中常用的一种延时继电器的示意图,铁芯上有两个线圈A和B(构成电磁铁),线圈A跟电源连接,线圈B的两端接在一起,构成一个闭合回路.下列说法正确的是(  )‎ 图43-10‎ A.闭合开关S时,B中产生与图示方向相同的感应电流 B.闭合开关S时,B中产生与图示方向相反的感应电流 C.断开开关S时,电磁铁会继续吸住衔铁D一小段时间 D.断开开关S时,弹簧K立即将衔铁D拉起 解析:由题意可知,闭合S后,线圈A中产生磁场,穿过线圈B的磁通量要增加,根据楞次定律推论“增反减同”,结合安培定则可知,B中产生与图示方向相反的感应电流,故A错误,B正确;断开S,回路电流减小,铁芯中磁场减小,由楞次定律,线圈B产生图示方向的电流,减缓磁场减小的趋势,电磁铁会继续吸住衔铁D一小段时间,故C正确,D错误.‎ 答案:BC ‎11.(多选)如图43-11所示装置中,cd杆原来静止.当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动(  )‎ 图43-11‎ A.向右匀速运动 B.向右加速运动 C.向左加速运动 D.向左减速运动 解析:ab匀速运动时,ab中感应电流恒定,L1中磁通量不变,穿过L2的磁通量不变,L2中无感应电流产生,cd保持静止,A错误;ab向右加速运动时,L2中的磁通量向下增大,通过cd的电流方向向下,cd向右移动,B正确;同理可得C错误,D正确.‎ 答案:BD ‎12.(多选)如图43-12所示,倾角为α的斜面上放置着光滑导轨,金属棒KN置于导轨上,在以ab和cd为边界的区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直导轨平面向上.在cd左侧的无磁场区域cdPM内有一半径很小的金属圆环L,圆环与导轨在同一平面内.当金属棒KN在重力作用下从磁场右边界ab处由静止开始向下运动后,则下列说法正确的是(  )‎ 图43-12‎ A.圆环L有收缩趋势 B.圆环L有扩张趋势 C.圆环内产生的感应电流变小 D.圆环内产生的感应电流不变 解析:由于金属棒KN在重力的作用下向下运动,则KNMP 回路中产生俯视逆时针方向的感应电流,则在圆环处产生垂直于轨道平面向上的磁场,随着金属棒向下加速运动,圆环的磁通量将增加,依据楞次定律可知,圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环磁通量的增加;又由于a=gsinα-,金属棒向下运动的加速度减小,磁通量的变化率减小,所以在圆环中产生的感应电流不断减小.故A、C正确.‎ 答案:AC 二、非选择题 ‎13.如图43-13所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动.t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形.为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B应怎样随时间t变化?请推导出这种情况下B与t的关系式.‎ 图43-13‎ 解析:要使MN棒中不产生感应电流,应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化 在t=0时刻,穿过线圈平面的磁通量 Φ1=B0S=B0l2‎ 设t时刻的磁感应强度为B,此时磁通量为 Φ2=Bl(l+vt)‎ 由Φ1=Φ2得B=.‎ 答案:B=

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