《(通用版)2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律課時作業(yè)(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(通用版)2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律課時作業(yè)(含解析)(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律
一、選擇題(本題共10小題,1~6題為單選題,7~10題為多選題)
1.如圖所示,A為通電線圈,電流方向如圖所示,B、C為與A在同一平面內(nèi)的兩同心圓,ΦB、ΦC分別為通過兩圓面的磁通量的大小,下列判斷正確的是( )
A.ΦB=ΦC
B.ΦB>ΦC
C.ΦB<ΦC
D.無法判斷
解析:B 根據(jù)右手螺旋定則,結(jié)合磁場的特點可得,線圈A中產(chǎn)生的磁場的方向垂直向外,而外部則垂直向里;磁通量可看成穿過線圈的磁感線條數(shù),由于線圈A中產(chǎn)生的磁場的方向垂直向外,而外部則垂直向里,當(dāng)線圈的面積越大時,則相互抵消的越多,因此穿過線圈B的磁通量大,線圈C的磁通量小,故B正
2、確,A、C、D錯誤.
2.(2018·長沙模擬)如圖所示,一個金屬圓環(huán)水平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,若要使圓環(huán)中產(chǎn)生如箭頭所示方向的瞬時感應(yīng)電流,下列方法可行的是( )
A.使勻強(qiáng)磁場均勻增大
B.使圓環(huán)繞水平軸ab如圖轉(zhuǎn)動30°
C.使圓環(huán)繞水平軸cd如圖轉(zhuǎn)動30°
D.保持圓環(huán)水平并使其繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動
解析:A 根據(jù)楞次定律可知,若勻強(qiáng)磁場均勻增大,通過圓環(huán)的磁通量增大,將產(chǎn)生從上向下看為順時針方向的感應(yīng)電流,電流方向與圖中方向相符,故A項正確;使圓環(huán)繞水平軸ab如圖轉(zhuǎn)動30°或者使圓環(huán)繞水平軸cd如圖轉(zhuǎn)動30°,通過圓環(huán)的磁通量都將減小,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與圖中
3、所示的相反,故B、C項錯誤;保持圓環(huán)水平并使其繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動,通過圓環(huán)的磁通量不改變,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D項錯誤.
3.(2018·贛州模擬)如圖所示,有一個銅盤,輕輕撥動它,能長時間地繞轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動.如果在轉(zhuǎn)動時把蹄形磁鐵的兩極放在銅盤邊緣,但并不與銅盤接觸,我們將觀察到的現(xiàn)象是( )
A.銅盤的轉(zhuǎn)動不受磁鐵的影響
B.銅盤的轉(zhuǎn)動能持續(xù)更長時間
C.銅盤能在較短的時間內(nèi)停止
D.由于磁鐵的影響,銅盤會反向轉(zhuǎn)動
解析:C 當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動時,切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,由于電路閉合,則出現(xiàn)感應(yīng)電流,處于磁場中的部分圓盤會受到安培力作用,此力阻礙銅盤轉(zhuǎn)動,使得銅盤能在較短的時
4、間內(nèi)停止,故C正確,A、B、D錯誤.
4.(2018·漳州模擬)長直導(dǎo)線與矩形線框abcd處在同一平面中靜止不動,如圖甲所示.長直導(dǎo)線中通以大小和方向都隨時間做周期性變化的交流電:i=Imsin ωt,i-t 圖像如圖乙所示.規(guī)定沿長直導(dǎo)線方向上的電流為正方向.關(guān)于最初一個周期內(nèi)矩形線框中感應(yīng)電流的方向,下列說法正確的是( )
A.由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向
B.由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向
C.由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向,再變?yōu)轫槙r針方向
D.由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向,再變?yōu)槟鏁r針方向
解析:D 0~和~T過程中電流向上增加和向下減小,穿過線圈的磁通量向里增加和向外減小,由
5、楞次定律知感應(yīng)電流的磁場都是向外的.根據(jù)安培定則,產(chǎn)生的感應(yīng)電流都為逆時針方向,同理~過程中感應(yīng)電流都為順時針方向,所以選D.
5.(2018·蚌埠模擬)如圖所示,A為水平放置的膠木圓盤,在其側(cè)面均勻分布著負(fù)電荷,在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個金屬圓環(huán)B,使B的環(huán)面水平且與圓盤面平行,其軸線與膠木盤A的軸線OO′重合.現(xiàn)使膠水盤A由靜止開始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動,則( )
A.金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢,絲線受到的拉力增大
B.金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢,絲線受到的拉力減小
C.金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢,絲線受到的拉力減小
D.金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢,絲線受
6、到的拉力增大
解析:B 使膠木盤A由靜止開始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動,金屬環(huán)B內(nèi)磁通量增大,根據(jù)楞次定律,金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢,絲線受到的拉力減小,選項B正確.
6.如圖所示,光滑平行導(dǎo)軌M、N固定在同一水平面上,兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上,形成一個閉合回路,當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近同路時( )
A.P、Q將互相靠攏
B.P、Q將互相遠(yuǎn)離
C.磁鐵的加速度仍為g
D.磁鐵的加速度大于g
解析:A 解法一:根據(jù)楞次定律的另一表述“感應(yīng)電流的效果總是要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因”,本題中“原因”是回路中磁通量的增加,歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路,“效果”便是阻礙
7、磁通量的增加和磁鐵的靠近.所以,P、Q將互相靠攏且磁鐵的加速度小于g,選項A正確.
解法二:設(shè)磁鐵下端為N極,根據(jù)楞次定律可判斷出P、Q中的感應(yīng)電流方向,如圖所示,根據(jù)左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向,可見,P、Q將相互靠攏.由干回路所受安培力的合力向下,由牛頓第三定律知,磁鐵將受到向上的反作用力,從而加速度小于g,當(dāng)磁鐵下端為S極時,根據(jù)類似的分析可得到相同的結(jié)論,選項A正確.
7.航母上飛機(jī)彈射起飛所利用的電磁驅(qū)動原理如圖所示.當(dāng)固定線圈上突然通過直流電時,線圈左側(cè)的金屬環(huán)被彈射出去.現(xiàn)在線圈左側(cè)同一位置,先后放上用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成的形狀、大小相同的兩個閉合環(huán),電阻
8、率ρ銅<ρ鋁.則合上開關(guān)S的瞬間( )
A.從右側(cè)看,環(huán)中產(chǎn)生沿逆時針方向的感應(yīng)電流
B.銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力
C.若將金屬環(huán)置于線圈右側(cè),環(huán)將向右彈射
D.電池正、負(fù)極調(diào)換后,金屬環(huán)仍能向左彈射
解析:BCD 閉合開關(guān)S的瞬間,金屬環(huán)中向右的磁場磁通量增大,根據(jù)楞次定律,從右側(cè)看,環(huán)中產(chǎn)生沿順時針方向的感應(yīng)電流,A錯誤;由于電阻率ρ銅<ρ鋁,先后放上用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成的形狀、大小相同的兩個閉合環(huán),銅環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大于鋁環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流,由安培力公式可知,銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力,B正確;若將金屬環(huán)置于線圈右側(cè),則閉合開關(guān)S的瞬間,
9、從右側(cè)看,環(huán)中產(chǎn)生沿順時針方向的感應(yīng)電流,環(huán)將向右彈射,C正確;電池正、負(fù)極調(diào)換后,同理可以得出金屬環(huán)仍能向左彈射,D正確.
8.(2018·重慶巴蜀中學(xué)診測)如圖所示,磁場垂直于紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向均勻分布,水平方向非均勻分布.一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點,將圓環(huán)拉至位置a后無初速釋放,在圓環(huán)從a擺向b的過程中( )
A.感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針再逆時針
B.感應(yīng)電流的方向一直是逆時針
C.安培力方向始終與速度方向相反
D.安培力方向始終沿水平方向
解析:AD 圓環(huán)從位置a無初速釋放,在到達(dá)磁場分界線之前,穿過圓環(huán)向里的磁感線條數(shù)增加,根據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電
10、流的方向為逆時針,圓環(huán)經(jīng)過磁場分界線之時,穿過圓環(huán)向里的磁感線條數(shù)減少,根據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的方向為順時針;圓環(huán)通過磁場分界線之后,穿過圓環(huán)向外的磁感線條數(shù)減少,根據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的方向為逆時針;因磁場在豎直方向分布均勻,圓環(huán)所受豎直方向的安培力平衡,故總的安培為沿水平方向.綜上所述,正確選項為A、D.
9.如圖甲,螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強(qiáng)磁場,以圖中箭頭所示方向為其正方向.螺線管與導(dǎo)線框abcd相連,導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi).當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間按圖乙所示規(guī)律變化時( )
A.在t1~t2時間內(nèi),L有收縮趨勢
B
11、.在t2~t3時間內(nèi),L有擴(kuò)張趨勢
C.在t2~t3時間內(nèi),L內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流
D.在t3~t4時間內(nèi),L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流
解析:AD 在t1~t2時間內(nèi),外加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度增加且斜率在增加,則在導(dǎo)線框中產(chǎn)生沿順時針方向增大的電流,該電流激發(fā)出向內(nèi)增強(qiáng)的磁場,該磁場通過圓環(huán),在圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)結(jié)論“增縮減擴(kuò)”可知圓環(huán)有收縮趨勢,A正確;在t2~t3時間內(nèi),外加磁場均勻變化,在導(dǎo)線框中產(chǎn)生恒定電流,該電流激發(fā)出穩(wěn)定的磁場,該磁場通過圓環(huán)時,圓環(huán)中沒有感應(yīng)電流,選項B、C錯誤;在t3~t4時間內(nèi),外加磁場向下減弱,且斜率也減小,在導(dǎo)線框中產(chǎn)生沿順時針方向減小的電流,
12、該電流激發(fā)出向內(nèi)減弱的磁場,所以圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生沿順時針方向的電流,D正確.
10.(2018·鄭州五校聯(lián)考)如圖甲所示,等離子氣流由左方連續(xù)以速度v0射入M和N兩板間的勻強(qiáng)磁場中,ab直導(dǎo)線與M、N相連接,線圈A與直導(dǎo)線cd連接,線圈A內(nèi)有按圖乙所示規(guī)律變化的磁場,且規(guī)定向左為磁場B的正方向,則下列敘述正確的是( )
A.0~1 s內(nèi),ab、cd導(dǎo)線互相排斥
B.1~2 s內(nèi),ab、cd導(dǎo)線互相吸引
C.2~3 s內(nèi),ab、cd導(dǎo)線互相吸引
D.3~4 s內(nèi),ab、cd導(dǎo)線互相排斥
解析:BD 根據(jù)左手定則,可判定等離子氣流中的正離子向上極板M偏轉(zhuǎn),負(fù)離子向下極板N偏轉(zhuǎn),所以ab
13、中電流方向是由a向b的.在第1 s內(nèi),線圈A內(nèi)磁場方向向右,磁感應(yīng)強(qiáng)度減小,由楞次定律可知感應(yīng)電流方向是由c向d的,根據(jù)ab、cd內(nèi)電流的流向關(guān)系,可知兩導(dǎo)線相互吸引,A錯誤;在第2 s內(nèi),線圈A內(nèi)磁場方向向左,磁感應(yīng)強(qiáng)度增加,由楞次定律可知感應(yīng)電流的方向是由c向d的,根據(jù)電流的流向關(guān)系可知兩導(dǎo)線相互吸引,B正確;同理可以判斷C錯誤,D正確.
二、計算題(本題共2小題,需寫出規(guī)范的解題步驟)
11.在如圖所示的電路中,在閉合和斷開開關(guān)S時,電流計G的指針有什么變化?該題中兩個線圈所組成的電路彼此不通,L2中的電流是如何產(chǎn)生的?這種現(xiàn)象在工作和生活中有哪些應(yīng)用?
解析:當(dāng)L1中電流發(fā)生
14、變化時產(chǎn)生變化的磁場,該磁場經(jīng)過L2時,在L2中發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,所以在開關(guān)通斷時電流表均有示數(shù);原因是兩線圈中產(chǎn)生了互感現(xiàn)象;互感現(xiàn)象可以把能量由一個電路傳到另一個電路.電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用包括:變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的,在電力工程和電子電路中,互感現(xiàn)象有時會影響電路的正常工作,這時要求設(shè)法減小電路間的互感.
答案:見解析
12.如圖所示,MN、PQ為間距L=0.5 m且足夠長的平行導(dǎo)軌,NQ⊥MN,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=37°,NQ間連接一個R=4 Ω的電阻.一勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1 T.將一根質(zhì)量m=0.05 kg、電阻r=1 Ω的金屬棒ab,緊靠NQ放置在
15、導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌的電阻不計.現(xiàn)靜止釋放金屬棒,金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動過程中始終與NQ平行.已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,當(dāng)金屬棒滑行至cd處時已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定速度,cd離NQ的距離s=0.2 m.g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.問:
(1)當(dāng)金屬棒滑行至cd處時回路中的電流多大?
(2)金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度多大?
(3)若將金屬棒滑行至cd處時刻記作t=0,從此時刻起,讓磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小,可使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,則t=1 s時磁感應(yīng)強(qiáng)度多大?
解析:(1)(2)對導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析,如圖所示根據(jù)平衡條件,得mgsin θ=f+F=μmgcos θ+F
代入數(shù)據(jù),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)金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,對導(dǎo)體棒受力分析
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
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