《2020屆高考物理總復習 作業(yè)43 電磁感應現(xiàn)象 楞次定律(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2020屆高考物理總復習 作業(yè)43 電磁感應現(xiàn)象 楞次定律(含解析)(7頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、作業(yè)43 電磁感應現(xiàn)象 楞次定律
6
一、選擇題
1.如圖43-1所示,一水平放置的N匝矩形線框面積為S,勻強磁場的磁感應強度為B,方向斜向上,與水平面成θ=30°角,現(xiàn)若使矩形框以左邊的一條邊為軸轉到豎直的虛線位置,則此過程中磁通量的改變量的大小是( )
圖43-1
A.BS B.NBS
C.BS D.NBS
解析:磁通量與匝數(shù)無關,Φ=BS中,B與S必須垂直.初態(tài)Φ1=Bsinθ·S,末態(tài)Φ2=-Bcosθ·S,磁通量的變化量大小ΔΦ=|Φ2-Φ1|=|BS(-cos30°-sin30°)|=BS,故選C項.
答案:C
圖43-
2、2
2.(2019年貴州遵義航天中學模擬)如圖43-2所示,在通電長直導線AB的一側懸掛一可以自由擺動的閉合矩形金屬線圈P,AB在線圈平面內.當發(fā)現(xiàn)閉合線圈向右擺動時( )
A.AB中的電流減小,用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時針方向的電流
B.AB中的電流不變,用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時針方向的電流
C.AB中的電流增大,用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生逆時針方向的電流
D.AB中的電流增大,用楞次定律判斷得線圈中產(chǎn)生順時針方向的電流
解析:根據(jù)安培定則可知導線框所在處的磁場方向垂直紙面向里,若直導線中的電流增大,穿過線框的磁通量增大,根據(jù)楞次定律得到:線框中感應電流方向為逆時針方
3、向.根據(jù)左手定則可知導線框所受安培力指向線框內,由于靠近導線磁場強,則安培力較大.遠離導線磁場弱,則安培力較?。虼司€圈離開AB直導線,即向右擺動,反之產(chǎn)生順時針方向的電流,向左擺動,故C正確.
答案:C
圖43-3
3.電阻R、電容器C與一線圈連成閉合電路,條形磁鐵位于線圈的正上方,N極朝下,如圖43-3所示.在磁鐵N極遠離線圈上端的過程中,流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是( )
A.從b到a,下極板帶正電
B.從a到b,下極板帶正電
C.從b到a,上極板帶正電
D.從a到b,上極板帶正電
解析:當磁鐵N極向上運動時,向下穿過線圈的磁通量變小,由楞次定律可得,感
4、應磁場方向與原磁場方向相同,即向下,再由安培定則可得感應電流方向沿線圈盤旋而上,由于線圈相當于電源,則流過R的電流方向是從a到b,電容器上極板帶正電,故選D.
答案:D
4.如圖43-4所示,磁場方向垂直于紙面,磁感應強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后無初速度釋放,在圓環(huán)從a擺向b的過程中( )
圖43-4
A.感應電流方向先逆時針后順時針再逆時針
B.感應電流方向一直是逆時針
C.感應電流方向先順時針后逆時針再順時針
D.感應電流方向一直是順時針
解析:在豎直虛線左側,圓環(huán)向右擺時磁通量增加,由楞次定律可判斷,感應
5、電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相反,由安培定則可知感應電流方向為逆時針方向;擺過豎直虛線時,環(huán)中磁通量左減右增相當于方向向外的增大,因此感應電流方向為順時針方向;在豎直虛線右側向右擺動時,環(huán)中磁通量減小,感應電流的磁場與原磁場同向,可知感應電流為逆時針方向,因此只有A項正確.
答案:A
5.如圖43-5(甲)所示,一矩形金屬線圈abcd垂直勻強磁場并固定于磁場中,磁場是變化的,磁感應強度B隨時間t的變化關系圖象如圖43-5(乙)所示,則線圈的ab邊所受安培力F隨時間t變化的圖象是(規(guī)定向右為安培力F的正方向)( )
圖43-5
解析:在0~1 s內由(乙)圖可知磁場均勻減小,
6、所以產(chǎn)生恒定電動勢,恒定電流,據(jù)F安=BIL,B均勻減小,所以F安也均勻減小,因此D是錯誤的;因為0~1 s內磁場減小,線圈的磁通量減小,線圈abcd有擴張的趨勢,所以ab受向左的安培力,向左為負,所以B是錯誤的;1~2 s內磁場均勻增加,磁通量增加,線圈有收縮的趨勢,ab受向右安培力,向右為正,所以C錯誤,A正確.
答案:A
6.(2019年河北衡水模擬)線圈ab中的電流如圖43-6所示,設電流從a到b為正方向,那么在0~t0這段時間內,用絲線懸掛的鋁環(huán)M中產(chǎn)生感應電流,從左向右看,它的方向是( )
圖43-6
A.順時針 B.逆時針
C.先順時針后逆時針
7、 D.先逆時針后順時針
解析:根據(jù)題意可知,當電流從a流向b時,由安培定則可知,穿過線圈M的磁場水平向右,由于電流的減小,所以磁通量變小,根據(jù)楞次定律可得,鋁環(huán)M的感應電流方向為順時針(從左向右看).后半段時間電流從b流向a,由安培定則可知,穿過鋁環(huán)M的磁場水平向左,電流增大,則磁通量變大,根據(jù)楞次定律可知,感應電流方向為順時針(從左向右看),故電流方向不變,A正確.
答案:A
圖43-7
7.(多選)閉合銅環(huán)與閉合金屬框相接觸放在勻強磁場中,如圖43-7所示,當銅環(huán)向右移動時(金屬框不動),下列說法中正確的是( )
A.銅環(huán)內沒有感應電流產(chǎn)生,因為磁通量沒有發(fā)生變化
B
8、.金屬框內沒有感應電流產(chǎn)生,因為磁通量沒有發(fā)生變化
C.金屬框ab邊中有感應電流,因為回路abfgea中磁通量增加了
D.銅環(huán)的半圓ehf中有感應電流,因為回路ehfcde中的磁通量減少
解析:當銅環(huán)移動,導致線圈abfgea與dcfhed閉合電路磁通量發(fā)生變化,從而出現(xiàn)感應電流,由楞次定律可知,線圈abfgea磁通量增加,感應電流是逆時針方向,而線圈dcfhed的磁通量減小,感應電流是順時針方向,故C、D正確.
答案:CD
圖43-8
8.(2019年長沙重點高中測試)(多選)MN、GH為光滑的水平平行金屬導軌,ab、cd為跨在導軌上的兩根金屬桿,勻強磁場垂直穿過MN、GH所
9、在的平面,如圖43-8所示,則( )
A.若固定ab,使cd向右滑動,則abdc回路有電流,電流方向由a到c到d到b
B.若ab、cd以相同的速度一起向右滑動,則abdc回路有電流,電流方向由c到d到b到a
C.若ab向左、cd向右同時運動,則abdc回路電流為零
D.若ab、cd都向右運動,且兩棒速度vcd>vab,則abdc回路有電流,電流方向由c到d到b到a
解析:若固定ab,使cd向右滑動,由右手定則知應產(chǎn)生順時針方向的電流,故A正確;若ab、cd同向運動且速度大小相同,ab、cd所圍的面積不變,磁通量不變,則不產(chǎn)生感應電流,故B錯;若ab向左、cd向右同時運動,則abdc
10、中有順時針方向的電流,故C錯;若ab、cd均向右運動,且vcd>vab,則ab、cd所圍的面積增大,磁通量也增大,則產(chǎn)生由c到d到b到a的電流,故D正確.
答案:AD
圖43-9
9.(2019年安徽巢湖四校期末聯(lián)考)(多選)如圖43-9所示,通電螺線管N置于閉合金屬環(huán)M的軸線上,當N中的電流突然減小,則( )
A.環(huán)M有縮小的趨勢
B.環(huán)M有擴張的趨勢
C.螺線管N有縮短的趨勢
D.螺線管N有伸長的趨勢
解析:對通電螺線管,當通入的電流突然減小時,螺線管每匝間的相互吸引力也減少,所以匝間距增大,C項錯誤,D項正確;對金屬環(huán),穿過的磁通量也隨之減少,由楞次定律知,只有減小
11、面積才能阻礙磁通量的減少,金屬環(huán)有縮小的趨勢,A項正確,B項錯誤.
答案:AD
10.(2019年安徽蚌埠二中模擬)(多選)如圖43-10是生產(chǎn)中常用的一種延時繼電器的示意圖,鐵芯上有兩個線圈A和B(構成電磁鐵),線圈A跟電源連接,線圈B的兩端接在一起,構成一個閉合回路.下列說法正確的是( )
圖43-10
A.閉合開關S時,B中產(chǎn)生與圖示方向相同的感應電流
B.閉合開關S時,B中產(chǎn)生與圖示方向相反的感應電流
C.斷開開關S時,電磁鐵會繼續(xù)吸住銜鐵D一小段時間
D.斷開開關S時,彈簧K立即將銜鐵D拉起
解析:由題意可知,閉合S后,線圈A中產(chǎn)生磁場,穿過線圈B的磁通量要增加
12、,根據(jù)楞次定律推論“增反減同”,結合安培定則可知,B中產(chǎn)生與圖示方向相反的感應電流,故A錯誤,B正確;斷開S,回路電流減小,鐵芯中磁場減小,由楞次定律,線圈B產(chǎn)生圖示方向的電流,減緩磁場減小的趨勢,電磁鐵會繼續(xù)吸住銜鐵D一小段時間,故C正確,D錯誤.
答案:BC
11.(多選)如圖43-11所示裝置中,cd桿原來靜止.當ab桿做如下哪些運動時,cd桿將向右移動( )
圖43-11
A.向右勻速運動 B.向右加速運動
C.向左加速運動 D.向左減速運動
解析:ab勻速運動時,ab中感應電流恒定,L1中磁通量不變,穿過L2的磁通量不變,L2中無感應電流產(chǎn)生,
13、cd保持靜止,A錯誤;ab向右加速運動時,L2中的磁通量向下增大,通過cd的電流方向向下,cd向右移動,B正確;同理可得C錯誤,D正確.
答案:BD
12.(多選)如圖43-12所示,傾角為α的斜面上放置著光滑導軌,金屬棒KN置于導軌上,在以ab和cd為邊界的區(qū)域內存在磁感應強度為B的勻強磁場,磁場方向垂直導軌平面向上.在cd左側的無磁場區(qū)域cdPM內有一半徑很小的金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導軌在同一平面內.當金屬棒KN在重力作用下從磁場右邊界ab處由靜止開始向下運動后,則下列說法正確的是( )
圖43-12
A.圓環(huán)L有收縮趨勢
B.圓環(huán)L有擴張趨勢
C.圓環(huán)內產(chǎn)生的感應電流變小
14、
D.圓環(huán)內產(chǎn)生的感應電流不變
解析:由于金屬棒KN在重力的作用下向下運動,則KNMP回路中產(chǎn)生俯視逆時針方向的感應電流,則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于軌道平面向上的磁場,隨著金屬棒向下加速運動,圓環(huán)的磁通量將增加,依據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)將有收縮的趨勢以阻礙圓環(huán)磁通量的增加;又由于a=gsinα-,金屬棒向下運動的加速度減小,磁通量的變化率減小,所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應電流不斷減小.故A、C正確.
答案:AC
二、非選擇題
13.如圖43-13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,磁感應強度B應怎樣隨時間t變化?請推導出這種情況下B與t的關系式.
圖43-13
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)
由Φ1=Φ2得B=.
答案:B=
7