【物理】2020届一轮复习人教版 电磁感应现象楞次定律 课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版 电磁感应现象楞次定律 课时作业

‎2020届一轮复习人教版 电磁感应现象楞次定律 课时作业 ‎1. (2017·江苏高考)如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为(　　)‎ A．1∶1 B．1∶‎2 C．1∶4 D．4∶1‎ 答案　A 解析　根据Φ＝BS，S为有磁场区域的面积，且与磁场方向垂直，因此a、b两线圈的有效面积相等，故磁通量之比Φa∶Φb＝1∶1，A正确。‎ ‎2．(2018·全国卷Ⅰ)(多选)如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是(　　)‎ A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动 B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向 C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向 D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动 答案　AD 解析　‎ 小磁针的N极的指向为该处磁场的方向。开关闭合后的瞬间，通过右边线圈的电流增大，在铁芯中产生由北向南的磁场增大，通过左侧的线圈的磁通量增大，根据楞次定律和安培定则可以判断，直导线的电流从南流向北，再根据安培定则可以判断，直导线电流在小磁针处的磁场方向垂直纸面向里，小磁针N极向里转动，A正确；开关闭合并保持一段时间后，通过左侧线圈的磁通量不变，不会产生电磁感应现象，所以直导线无感应电流流过，小磁针在地磁场作用下恢复原指向，B、C错误；开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，通过左侧线圈的磁通量减小，直导线产生由北流向南的电流，则小磁针N极向外转动，D正确。‎ ‎3. (2017·全国卷Ⅲ)如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是(　　)‎ A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向 C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向 D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向 答案　D 解析　金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，闭合回路PQRS中磁场方向垂直纸面向里，磁通量增大，由楞次定律可判断，闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场垂直纸面向外，由安培定则可判断感应电流方向为逆时针；由于闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，与原磁场方向相反，则T中磁通量减小，由楞次定律可判断，T中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，由安培定则可知T中感应电流方向为顺时针，D正确。‎ ‎4. (2017·全国卷Ⅰ)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是(　　)‎ 答案　A 解析　底盘上的紫铜薄板出现扰动时，其扰动方向不确定，在选项C这种情况下，紫铜薄板出现上下或左右扰动时，穿过薄板的磁通量难以改变，不能发生电磁感应现象，没有阻尼效应；在选项B、D这两种情况下，紫铜薄板出现上下扰动时，也没有发生电磁阻尼现象；在选项A这种情况下，紫铜薄板出现上下或左右扰动时，都发生电磁感应现象，产生电磁阻尼效应，选项A正确。‎ ‎5. (2017·天津高考)如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是(　　)‎ A．ab中的感应电流方向由b到a B．ab中的感应电流逐渐减小 C．ab所受的安培力保持不变 D．ab所受的静摩擦力逐渐减小 答案　D 解析　根据楞次定律，ab中感应电流方向由a到b，故A错误；根据E＝·S，因为恒定，所以E恒定，根据I＝知，回路中的感应电流恒定，故B错误；根据F＝BIl，由于B减小，安培力F减小，故C错误；根据平衡条件，静摩擦力f＝F，故静摩擦力减小，故D正确。‎ ‎　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 配套课时作业 ‎　　时间：45分钟　满分：100分 一、选择题(本题共13小题，每小题7分，共91分。其中1～8为单选，9～13为多选)‎ ‎1．如图所示，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(　　)‎ A.BS B.NBS C.BS D.NBS 答案　C 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，所以应选C项。‎ ‎2．下列图中能产生感应电流的是(　　)‎ 答案　B 解析　根据产生感应电流的条件：A中，电路没闭合，无感应电流；B中，电路闭合，且垂直磁感线的闭合回路的面积增大，即闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过闭合线圈的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，无感应电流；D中，闭合回路中的磁通量不发生变化，无感应电流。故选B。‎ ‎3．如图甲所示，在同一平面内有两个绝缘金属细圆环A、B，两环重叠部分的面积为圆环A面积的一半，圆环B中电流i随时间t的变化关系如图乙所示，以图甲中圆环B中所示的电流方向为负方向，则A环中(　　)‎ A．没有感应电流 B．有逆时针方向的感应电流 C．有顺时针方向的感应电流 D．感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向 答案　B 解析　由于B环中的电流发生变化，A环中的磁通量发生变化，所以A环中有感应电流，A错误；根据楞次定律和安培定则知，B环中的磁通量先垂直纸面向外减少，后垂直纸面向里增多，故A环中产生沿逆时针方向的感应电流，B正确，C、D错误。‎ ‎4．某磁场的磁感线如图所示，有一铜线圈由A位置下落至B位置，在下落的过程中，自上往下看，线圈中感应电流的方向(　　)‎ A．始终沿顺时针 B．始终沿逆时针 C．先沿顺时针再沿逆时针 D．先沿逆时针再沿顺时针 答案　C 解析　线圈由A位置下落至O位置的过程中，向上的磁通量增大，由O 位置下落至B位置的过程中，向上的磁通量减小，根据楞次定律可知线圈中感应电流的方向(自上往下看)先沿顺时针后沿逆时针，故C正确。‎ ‎5. (2016·海南高考)如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。若(　　)‎ A．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 B．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 C．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向 D．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向 答案　D 解析　金属环向上或向下运动时穿过金属环的磁通量不变，由产生感应电流的条件可知A、B错误；金属环向左侧直导线靠近，穿过金属环的合磁通量向外并且增强，根据楞次定律可知，环上的感应电流方向为顺时针方向，C错误；金属环向右侧直导线靠近，穿过金属环的合磁通量向里并且增强，则环上的感应电流方向为逆时针方向，D正确。‎ ‎6．(2018·湖南部分重点中学演练)如图所示，磁场方向垂直纸面向里，金属导轨EF、CD在竖直平面内水平平行放置，EF、CD通过绕在竖直放置的铁芯上的导线连接，铁芯正上方有一水平放置的金属环，金属杆AB竖直放置，与导轨EF、CD垂直且始终接触良好，当金属杆AB突然向右运动时，下列说法正确的是(　　)‎ A．AB中电流由A到B，铁芯中磁场竖直向上，环中有顺时针的电流(俯视)‎ B．AB中电流由A到B，铁芯中磁场竖直向下，环中有顺时针的电流(俯视)‎ C．AB中电流由B到A，铁芯中磁场竖直向下，环中有逆时针的电流(俯视)‎ D．AB中电流由B到A，铁芯中磁场竖直向上，环中有逆时针的电流(俯视)‎ 答案　C 解析　当金属杆AB突然向右运动时，由右手定则可知电流由B到A，由右手螺旋定则可知铁芯中的磁场方向向下，因金属杆AB由静止开始向右运动，金属环中的磁通量增加，由楞次定律可知金属环中的感应电流将产生向上的磁场，即环中有逆时针方向电流(俯视)，C正确，A、B、D错误。‎ ‎7．(2018·四川期中)如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈。工作过程中某段时间通电线圈中存在如图顺时针方向均匀增大的电流，则(　　)‎ A．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针 B．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大 C．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针 D．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化 答案　D 解析　无金属片通过时，接收线圈中向右的磁通量增大，产生逆时针方向电流，且电流大小恒定，故A、B错误。有金属片通过时，金属片中产生逆时针方向的感应电流，将空间中的磁场的变化削弱一些，引起接收线圈中的感应电流大小发生变化，故C错误，D正确。‎ ‎8．如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木圆盘A的轴线OO′重合，现使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则(　　)‎ A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大 B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小 C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小 D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大 答案　B 解析　胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小逐渐增大，根据右手螺旋定则知，通过圆环B的磁通量向下，且增大，根据楞次定律推论可知，金属圆环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线受到的拉力减小，B正确，A、C、D错误。‎ ‎9．(2018·湖北八校二联)已知地磁场类似于条形磁铁产生的磁场，地磁N极位于地理南极附近。如图所示，在湖北某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线框abcd，线框的ad边沿南北方向，ab边沿东西方向，下列说法正确的是(　　)‎ A．若使线框向东平移，则a点电势比d点电势低 B．若使线框向北平移，则a点电势等于b点电势 C．若以ad边为轴，将线框向上翻转90°，则翻转过程线框中电流方向始终为adcba方向 D．若以ab边为轴，将线框向上翻转90°，则翻转过程线框中电流方向始终为adcba方向 答案　AC 解析　地球北半部的磁场方向由南向北斜向下，可分解为水平向北和竖直向下两个分量。若线框向东平移，根据右手定则可知a点电势低于d点电势，A正确；若线框向北平移，根据右手定则可知a点电势高于b点电势，B错误；若以ad边为轴，将线框向上翻转90°，根据楞次定律及安培定则可知翻转过程线框中的电流方向始终为adcba方向，C正确；若以ab边为轴，将线框向上翻转90°，穿过线框的磁通量先增大后减小，根据楞次定律及安培定则可知，翻转过程线框中的电流方向为先沿abcda方向再沿adcba方向，故D错误。‎ ‎10．(2018·菏泽一模)如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U形导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环面积为S，圆环与导线框cdef在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列说法中正确的是(　　)‎ A．在t1时刻，金属圆环L内的磁通量最大，最大值 Φm＝B0S B．在t2时刻，金属圆环L内的磁通量最大 C．在t1～t2时间内，金属圆环L有扩张的趋势 D．在t1～t2时间内，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流 答案　BD 解析　当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，在导线框cdef内产生感应电动势和感应电流，在t1时刻，螺线管内磁通量的变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零，金属圆环L内的磁通量为零，A错误；在t2时刻，螺线管内磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，金属圆环L内的磁通量最大，B正确；在t1～t2时间内，螺线管内磁通量减小，磁通量的变化率逐渐增大，则感应电动势逐渐增大，感应电流逐渐增大，由楞次定律及安培定则，导线框cdef内有逆时针方向的感应电流，感应电流逐渐增大，金属圆环L内磁通量增大，根据楞次定律及安培定则，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流，金属圆环L有收缩的趋势，C错误，D正确。‎ ‎11. 如图是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M向右运动，则可能是(　　)‎ A．开关S闭合瞬间 B．开关S由闭合到断开的瞬间 C．开关S是闭合的，滑动变阻器滑片P向左迅速滑动 D．开关S是闭合的，滑动变阻器滑片P向右迅速滑动 答案　AC 解析　当开关S闭合时，左线圈上有了电流，产生磁场，而对于右线圈来说，磁通量增加，由楞次定律可知，为了阻碍磁通量的增加，钻头M向右运动远离左边线圈，故A正确；当开关S由闭合到断开的瞬间，穿过右线圈的磁通量要减少，为了阻碍磁通量的减少，钻头M要向左运动靠近左边的线圈，故B错误；开关S闭合时，当滑动变阻器滑片P向左迅速滑动时，回路的电阻减小，回路的电流增大，产生的磁场增强，穿过右线圈的磁通量增大，为了阻碍磁通量的增加，钻头M向右运动远离左边线圈，故C正确；当滑动变阻器的滑片P向右迅速滑动时，回路的电阻增大，回路的电流减小，产生的磁场减弱，穿过右边线圈的磁通量减少，为了阻碍磁通量的减少，钻头M向左运动靠近左边线圈，故D错误。‎ ‎12．(2018·广西二模)水平光滑的桌面内固定一足够长的直导线，并通入如图所示的恒定电流，两个相同的正方形线框abcd和efgh到导线的距离相等，两个线框间产生的电磁现象忽略不计，现分别给两个线框竖直向下和水平向右的速度v，下列判断正确的是(　　)‎ A．线框abcd做匀速直线运动，线框efgh做减速直线运动 B．刚开始运动瞬间bc边与eh边所受安培力的大小相等 C．线框efgh运动过程中产生沿顺时针方向的感应电流 D．线框abcd运动过程中a点的电势比b点低 答案　AD 解析　通电直导线周围的磁场为非匀强磁场，离导线越近，磁场越强，线框abcd和efgh所在位置的磁场分别垂直纸面向里和向外。abcd 向下运动，始终与导线的距离相等，穿过线框的磁通量不变，不产生感应电流，没有安培力，故线框abcd做匀速直线运动，但是ab边在切割磁感线，由右手定则判断出a点的电势比b点低。线框efgh在远离导线的过程中，向外的磁场减弱，由楞次定律和右手螺旋定则可判断出线框产生沿逆时针方向的感应电流，并受到向左的安培力，做减速直线运动。综上，A、D正确，B、C错误。‎ ‎13．图甲中bacd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的电阻为R，整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中，磁感应强度随时间的变化如图乙，导体棒PQ始终静止，在0～t1时间内(　　)‎ A．导体棒PQ所受安培力的方向始终沿轨道斜面向上 B．导体棒PQ所受安培力的方向始终沿轨道斜面向下 C．导体棒PQ受到的摩擦力可能一直增大 D．导体棒PQ受到的摩擦力可能先减小后增大 答案　CD 解析　在0～t1时间内，磁感应强度B先减小后反向增大，穿过PQca回路的磁通量先减小后反向增大，由楞次定律可知，当回路磁通量均匀减小时，产生恒定的感应电流，回路面积有扩大趋势，导体棒PQ受到的安培力沿轨道斜面向上，安培力的大小FA＝BIL＝IL(B0－kt)，随磁感应强度B的减小而减小，导体棒PQ受到的静摩擦力在t＝0时若沿斜面向下，则静摩擦力随B的减小先减小后反向增大；在t＝0时静摩擦力若沿斜面向上，则静摩擦力随B的减小而增大。当磁感应强度B反向增大时，回路磁通量增大，回路面积有缩小的趋势，导体棒PQ受到的安培力沿斜面向下，且随磁感应强度B的增大而增大，导体棒PQ受到的静摩擦力Ff＝mgsinθ＋BIL也随之增大。因此安培力在磁感应强度B减小到0之前沿斜面向上，反向增大时沿斜面向下，静摩擦力有可能一直增大，也可能先减小后增大，C、D正确，A、B错误。‎ 二、非选择题(共9分)‎ ‎14．如图所示装置中，cd杆光滑且原来静止，当ab杆________________运动时，cd杆将向右移动。‎ 答案　向右加速或向左减速 解析　cd杆向右移动，说明受向右的安培力，由左手定则可知cd杆中的电流c→d，由安培定则可知L2中感应电流产生的磁场方向竖直向上。如果与原磁场方向相同，则Φ减小，L1中的电流减小，ab杆减速，L1中磁场方向竖直向下，由安培定则可知ab杆中电流b→a，由右手定则可知ab杆向左切割磁感线，即ab杆向左减速运动。如果与原磁场方向相反，同理分析可知ab杆向右加速。‎