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1、2022年高考物理一輪復習 課時作業(yè)26 電磁感應現(xiàn)象 楞次定律(含解析)
一、單項選擇題
1.在下圖所示的閉合鐵芯上繞有一組線圈,與滑動變阻器、電池構(gòu)成閉合電路,a、b、c為三個閉合金屬圓環(huán),假定線圈產(chǎn)生的磁場全部集中在鐵芯內(nèi),則當滑動變阻器的滑片左右滑動時,能產(chǎn)生感應電流的金屬圓環(huán)是( )
A.a(chǎn)、b兩個環(huán) B.b、c兩個環(huán)
C.a(chǎn)、c兩個環(huán) D.a(chǎn)、b、c三個環(huán)
解析:當滑片左右滑動時,通過a、b的磁通量變化,而通過c環(huán)的合磁通量始終為零,故a、b兩環(huán)中產(chǎn)生感應電流,而c環(huán)中不產(chǎn)生感應電流,A正確.
答案:A
2.如下圖所示,一條形磁鐵從左向右勻速穿過線圈,當磁鐵經(jīng)過
2、A、B兩位置時,線圈中( )
A.感應電流方向相同,感應電流所受作用力的方向相同
B.感應電流方向相反,感應電流所受作用力的方向相反
C.感應電流方向相反,感應電流所受作用力的方向相同
D.感應電流方向相同,感應電流所受作用力的方向相反
解析:當磁鐵經(jīng)過A位置時,線圈中磁通量增大,由楞次定律可知,線圈中感應電流從左向右看為順時針方向;當磁鐵經(jīng)過B位置時,線圈中磁通量減小,由楞次定律可知,線圈中感應電流從左向右看為逆時針方向,感應電流所受作用力的方向相同,選項A、B、D錯誤,C正確.
答案:C
3.
物理課上,老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”.如圖所示,她把一個帶鐵芯的線
3、圈L、開關S和電源用導線連接起來后,將一金屬套環(huán)置于線圈L上,且使鐵芯穿過套環(huán).閉合開關S的瞬間,套環(huán)立刻跳起.某同學另找來器材再探究此實驗.他連接好電路,經(jīng)重復實驗,線圈上的套環(huán)均未動.對比老師演示的實驗,下列四個選項中,導致套環(huán)未動的原因可能是( )
A.線圈接在了直流電源上
B.電源電壓過高
C.所選線圈的匝數(shù)過多
D.所用套環(huán)的材料與老師的不同
解析:金屬套環(huán)跳起的原因是開關S閉合時,套環(huán)上產(chǎn)生的感應電流與通電螺線管上的電流相互作用而引起的.線圈接在直流電源上,S閉合時,金屬套環(huán)也會跳起;電源電壓越高,線圈匝數(shù)越多,S閉合時,金屬套環(huán)跳起越劇烈;若套環(huán)是非導體材料,則套環(huán)不
4、會跳起.綜上可知,A、B、C錯誤,D正確.
答案:D
4.現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及電鍵按如圖所示連接.下列說法中正確的是( )
A.電鍵閉合后,線圈A插入或拔出都會引起電流計指針偏轉(zhuǎn)
B.線圈A插入線圈B中后,電鍵閉合和斷開的瞬間電流計指針均不會偏轉(zhuǎn)
C.電鍵閉合后,滑動變阻器的滑片P勻速滑動,會使電流計指針靜止在中央零刻度
D.電鍵閉合后,只有滑動變阻器的滑片P加速滑動,電流計指針才能偏轉(zhuǎn)
解析:電鍵閉合后,線圈A插入或拔出都會引起穿過線圈B的磁通量的變化,從而引起電流計指針偏轉(zhuǎn),A正確;線圈A插入線圈B中后,電鍵閉合和斷開的瞬間,線圈B的
5、磁通量會發(fā)生變化,電流計指針會偏轉(zhuǎn),B錯誤;電鍵閉合后,滑動變阻器的滑片P無論勻速滑動還是加速滑動,都會導致線圈A的電流發(fā)生變化,繼而引起通過線圈B的磁通量變化,電流計指針都會發(fā)生偏轉(zhuǎn),C、D錯誤.
答案:A
5.
如圖所示,一矩形線框以豎直向上的初速度進入只有一條水平邊界的勻強磁場,磁場方向垂直紙面向里,進入磁場后上升一段高度又落下離開磁場,運動過程中線框只受重力和安培力作用,線框在向上、向下經(jīng)過圖中1、2位置時的速率按時間順序依次為v1、v2、v3和v4,則可以確定( )
A.v1
6、磁場到離開磁場的過程中,有部分機械能轉(zhuǎn)化為焦耳熱,即機械能減小,則v4v2,A錯誤;線框離開磁場時受到的安培力方向豎直向上,重力方向豎直向下,二者大小關系不能確定,故v3、v4大小關系也不能確定,C錯誤.
答案:D
二、多項選擇題
6.如圖所示,金屬導軌上的導體棒ab在勻強磁場中沿導軌做下列哪種運動時,銅制線圈c中將有感應電流產(chǎn)生且被螺線管吸引( )
A.向右
7、做勻速運動 B.向左做減速運動
C.向右做減速運動 D.向右做加速運動
解析:當導體棒向右勻速運動時產(chǎn)生恒定的電流,線圈中的磁通量恒定不變,無感應電流出現(xiàn),A錯;當導體棒向左減速運動時,由右手定則可判定回路中出現(xiàn)從b→a的感應電流且減小,由安培定則知螺線管中感應電流的磁場向左在減弱,由楞次定律知c中出現(xiàn)順時針感應電流(從右向左看)且被螺線管吸引,B對;同理可判定C對,D錯.
答案:BC
7.
如圖所示,AOC是光滑的金屬軌道,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金屬直桿如圖所示立在導軌上,直桿從圖示位置由靜止開始在重力作用下運動,運動過程中Q端始終在OC上,空間存在著垂直于
8、紙面向外的勻強磁場,則在PQ桿滑動的過程中,下列判斷正確的是( )
A.感應電流的方向始終是由P→Q
B.感應電流的方向先是由P→Q,后是由Q→P
C.PQ受磁場力的方向垂直桿向左
D.PQ受磁場力的方向先垂直于桿向左,后垂直于桿向右
解析:在PQ桿滑動的過程中,桿與導軌所圍成的三角形面積先增大后減小,三角形POQ內(nèi)的磁通量先增大后減小,由楞次定律可判斷B項對;再由PQ中電流方向及左手定則可判斷D項對.
答案:BD
8.如圖甲所示,光滑的水平桌面上固定著一根絕緣的長直導線,可以自由移動的矩形導線框abcd靠近長直導線靜止放在桌面上.當長直導線中的電流按圖乙所示的規(guī)律變化時(圖甲
9、中電流所示的方向為正方向),下列說法正確的是( )
A.在t2時刻,線框內(nèi)沒有電流,線框不受力
B.t1到t2時間內(nèi),線框向右做減速直線運動
C.t1到t2時間內(nèi),線框內(nèi)電流的方向為abcda
D.t1到t2時間內(nèi),線框克服安培力做功
解析:由于長直導線中的電流按圖乙所示的規(guī)律變化,在t2時刻,長直導線中的電流為零,但線框內(nèi)磁通量變化,有感應電流產(chǎn)生,選項A錯誤;0到t1時間內(nèi),長直導線中的電流增大,由楞次定律可知,線框內(nèi)產(chǎn)生逆時針方向感應電流,線框所受安培力向右.線框向右做加速直線運動.t1到t2時間內(nèi),長直導線中的電流減小,由楞次定律可知,線框內(nèi)產(chǎn)生順時針方向感應電流,線框
10、所受安培力向左,線框向右做減速直線運動,線框克服安培力做功,選項B、C、D正確.
答案:BCD
三、非選擇題
9.為判斷線圈繞向,可將靈敏電流計G與線圈L連接,如圖所示.已知線圈由a端開始繞至b端,當電流從電流計G左端流入時,指針向左偏轉(zhuǎn).
(1)將磁鐵N極向下從線圈上方豎直插入L時,發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn).俯視線圈,其繞向為________
(填:“順時針”或“逆時針”).
(2)當條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠離L時,指針向右偏轉(zhuǎn).俯視線圈,其繞向為________(填:“順時針”或“逆時針”).
解析:(1)將磁鐵N極向下從線圈上方豎直插入L時,發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn),說明L中電流
11、從b到a.根據(jù)楞次定律,L中應該產(chǎn)生豎直向上的磁場.由安培定則可知,俯視線圈,電流為逆時針方向,線圈其繞向為順時針.
(2)當條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠離L時,指針向右偏轉(zhuǎn),說明L中電流從a到b.根據(jù)楞次定律,L中應該產(chǎn)生豎直向上的磁場.由安培定則可知,俯視線圈,電流為逆時針方向,俯視線圈,其繞向為逆時針.
答案:(1)順時針 (2)逆時針
10.
磁感應強度為B的勻強磁場僅存在于邊長為2l的正方形范圍內(nèi),有一個電阻為R、邊長為l的正方形導線框abcd,沿垂直于磁感線方向,以速度v勻速通過磁場,如圖所示,從ab進入磁場時開始計時,到線框離開磁場為止.
(1)畫出穿過線框的磁通
12、量隨時間變化的圖象;
(2)判斷線框中有無感應電流.若有,答出感應電流的方向.
解析:(1)進入磁場的過程中磁通量均勻地增加,完全進入以后磁通量不變,之后磁通量均勻減小,如圖所示.
(2)線框進入磁場階段,磁通量增加,由楞次定律得電流方向為逆時針方向;線框在磁場中運動階段,磁通量不變,無感應電流;線框離開磁場階段,磁通量減小,由楞次定律得電流方向為順時針方向.
答案:見解析
11.
如圖所示,固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中,金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動.t=0時,磁感應強度為B0,此時MN到達的位置使MDEN構(gòu)成一個邊長為l的正方形.為使MN棒中不產(chǎn)生感應電流,從t=0開始,求磁感應強度B隨時間t變化的關系式.
解析:要使MN棒中不產(chǎn)生感應電流,應使穿過線圈平面的磁通量不發(fā)生變化,在t=0時刻,穿過線圈平面的磁通量Φ1=B0S=B0l2
設t時刻的磁感應強度為B,此時磁通量為Φ2=Bl(l+vt)
又Φ1=Φ2
解得B=
答案:B=