走向高考2011高考物理一轮复习 电磁感应现象 楞次定律配套练习

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走向高考2011高考物理一轮复习 电磁感应现象 楞次定律配套练习

‎2011走向高考系列物理一轮复习配套练习--电磁感应现象 楞次定律 一、选择题 ‎1.(2009·湖南长沙二中质检)电磁感应现象中产生感应电流,关于能量转化问题以下说法中正确的是 (  )‎ A.一定是磁场能转化为电能 B.一定是电场能转化为电能 C.一定是机械能转化为电能 D.以上说法均不正确 ‎[答案] D ‎[解析] 发电机是机械能转化为电能,变压器是电能从一个螺线管转移给另一个螺线管.‎ ‎2.在下图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈,与滑动变阻器、电池构成闭合电路,a、b、c为三个闭合金属圆环,假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内,则当滑动变阻器的滑片左、右滑动时,能产生感应电流的金属圆环是 (  )‎ A.a、b两个环        B.b、c两个环 C.a、c两个环 D.a、b、c三个环 ‎[答案] A ‎[解析] 当滑片左右滑动时,通过a、b的磁通量变化,而通过c环的合磁通量始终为零,故a、b两环中产生感应电流,而c环中不产生感应电流.‎ ‎3.(2010·安徽省合肥市高三调研)绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上,铁芯上套着一个铝环,线圈与电源、电键相连,如图所示.线圈上端与电源正极相连,闭合电键的瞬间,铝环向上跳起.则下列说法中正确的是 (  )‎ A.若保持电键闭合,则铝环不断升高 B.若保持电键闭合,则铝环停留在某一高度 C.若保持电键闭合,则铝环跳起到某一高度后将回落 D.如果电源的正、负极对调,观察到的现象不变 ‎[答案] CD ‎[解析] 若保持电键闭合,磁通量不变,感应电流消失,所以铝环跳起到某一高度后将回落;正、负极对调,同样磁通量增加,由楞次定律可知,铝环向上跳起.‎ ‎4.如图所示,MN是一根固定的通电长直导线,电流方向向上.今将一金属线框abcd放在导线上,让线框的位置偏向导线的左边,两者彼此绝缘,当导线中的电流I突然增大时,线框的整体受力情况为 (  )‎ A.受力向左 B.受力向右 C.受力向上 D.受力为零 ‎[答案] B ‎[解析] 线框内左边部分磁感线穿出,右边部分磁感线穿入,由于线框位置偏向导线左边,所以整个线框的合磁感线是穿出的,并且随电流的增大而增大.用“阻碍磁通量变化”来考虑线框受磁场力作用要运动的方向,显然,线框只有向右运动,因此线框所受的磁场力应向右.‎ ‎5.(2009·广东模拟)如图(甲)所示,两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈A中通以如图(乙)所示的变化电流,t=0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示).在t1~t2时间内,对于线圈B,下列说法中正确的是 (  )‎ A.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势 B.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势 C.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有扩张的趋势 D.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有收缩的趋势 ‎[答案] A ‎[解析] 在t1~t2时间内,通入线圈A中的电流是正向增大的,即逆时针方向增大的,其内部会产生增大的向外的磁场,穿过B的磁通量增大,由楞次定律可判定线圈B中会产生顺时针方向的感应电流.线圈B中电流为顺时针方向,与A的电流方向相反,有排斥作用,故线圈B将有扩张的趋势.‎ ‎6.(2009·南通中学质检二)某匀强磁场垂直穿过一个线圈平面,磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示.若在某1s内穿过线圈的磁通量的变化量为零,则该1s开始的时刻是 ‎(  )‎ A.第1.51s B.第1.69s C.第s D.第s ‎[答案] C ‎[解析] 前2s内磁感应强度方程B=0.2+0.4t,后2s磁感应强度方程是B=1-0.3(t-2),因某1s内穿过线圈中的磁通量的变化量为零,故这1s始末时刻的磁感应强度相同,有1-0.3[(t+1)-2]=0.2+0.4t,解得t=s.‎ ‎7.如图所示,AOC是光滑的金属轨道,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金属直杆如图立在导轨上,直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动,运动过程中Q端始终在OC上,空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场,则在PQ杆滑动的过程中,下列判断正确的是 (  )‎ A.感应电流的方向始终是由P→Q B.感应电流的方向先是由P→Q,后是由Q→P C.PQ受磁场力的方向垂直杆向左 D.PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左,后垂直于杆向右 ‎[答案] BD ‎[解析] 在PQ杆滑动的过程中,杆与导轨所围成的三角形面积先增大后减小,三角形POQ内的磁通量先增大后减小,由楞次定律可判断B项对,再由PQ中电流方向及左手定则可判断D项对.‎ ‎8.如图所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈,线圈等距离排列,且与传送带以相同的速度匀速运动.为了检测出个别未闭合的不合格线圈,让传送带通过一固定匀强磁场区域,磁场方向垂直于传送带,根据穿过磁场后线圈间的距离,就能够检测出不合格线圈,通过观察图形,判断下列说法正确的是 (  )‎ A.若线圈闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动 B.若线圈不闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动 C.从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈 D.从图中可以看出,第4个线圈是不合格线圈 ‎[答案] AC ‎[解析] 若线圈闭合进入磁场时,由于产生电磁感应现象,根据楞次定律可判断线圈相对传送带向后滑动,故A对;若线圈不闭合,进入磁场后,不会产生感应电流,故线圈相对传送带不发生滑动,B错;从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈,C对.‎ 二、非选择题 ‎9.在研究电磁感应现象实验中:‎ ‎(1)为了明显地观察到实验现象,请在如图所示的实验器材中,选择必要的器材,在图中用实线连接成相应的实物电路图;‎ ‎(2)将原线圈插入副线圈中,闭合电键,副线圈中感应电流与原线圈中电流的绕行方向________(填“相同”或“相反”).‎ ‎(3)将原线圈拔出时,副线圈中的感应电流与原线圈中电流的绕行方向________(填“相同”或“相反”).‎ ‎[答案] (1)如图 (2)相反 (3)相同 ‎10.如图所示是家庭用的“漏电保护器”的关键部分的原理图,其中P是一个变压器铁芯,入户的两根电线(火线和零线)采用双线绕法,绕在铁芯的一侧作为原线圈,然后再接入户内的用电器.Q是一个脱扣开关的控制部分(脱扣开关本身没有画出,它串联在本图左边的火线和零线上,开始断开时,用户的供电被切断),Q接在铁芯另一侧副线圈的两端a、b之间,当a、b间没有电压时,Q使得脱扣开关闭合,当a、b间有电压时,脱扣开关即断开,使用户断电.‎ ‎(1)用户正常用电时,a、b之间有没有电压,为什么?‎ ‎(2)如果某人站在地面上,手误触火线而触电,脱扣开关是否会断开?为什么?‎ ‎[答案] (1)用户正常用电时,a、b之间没有电压,因为双线绕成的初级线圈两根导线中的电流总是大小相等、方向相反,穿过铁芯的磁通量始终为零,副线圈中不会产生感应电动势.‎ ‎(2)人站在地面上手误触火线,电流通过火线和人体流向大地,不通过零线,这时变压器的铁芯中就会有磁通量的变化,从而在副线圈中产生感应电动势,即a、b间有电压,脱扣开关就会断开.‎ ‎11.如图所示,匀强磁场区域宽为d,一正方形线框abcd的边长为l,且l>d,线框以速度v通过磁场区域,从线框进入到完全离开磁场的时间内,线框中没有感应电流的时间是多少?‎ ‎[答案]  ‎[解析] 从线框进入到完全离开磁场的过程中,当线框bc边运动至磁场右边缘至ad边运动至磁场左边缘过程中无感应电流.‎ 此过程位移为:l-d 故t=.‎ ‎12.与磁感应强度B=0.8T垂直的单匝线圈面积为‎0.5m2‎,线圈的磁通量有多大?若这个线圈有50匝,磁通量又为多少?线圈位置转过53°时,磁通量为多少?‎ ‎[答案] 0.4Wb 0.4Wb 0.24Wb ‎[解析] (1)∵B⊥S,‎ ‎∴Φ=BS=0.8×0.5=0.4(Wb)‎ ‎(2)因为磁通量为穿过线圈的磁感线条数,所以它和线圈匝数无关.故Φ′=Φ=0.4(Wb).‎ ‎(3)当线圈位置转过53°时 Φ″=BScos53°=0.8×0.5×0.6=0.24(Wb).‎ ‎13.如图所示,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.‎ ‎[答案] B= ‎[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=.‎
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