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【金版优课】高中物理教科版选修3-2练习:1-4楞次定律b Word版含解析.doc

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1、 04 课后巩固训练 1根据楞次定律可知,感应电流的磁场一定 ( ) A阻碍引起感应电流的磁通量 B与引起感应电流的磁场方向相反 C阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D与引起感应电流的磁场方向相同 解析: 根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化,选项 A 错误, C 正确;感应电流的磁场方向在原磁通量增加时与原磁场方向相反,在原磁通量减少时与原磁场方向相同,选项 B、 D错误。 答案: C 2 2014大纲全国卷 很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒 的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒

2、中的运动速率 ( ) A均匀增大 B先增大,后减小 C逐渐增大,趋于不变 D先增大,再减小,最后不变 解析: 对磁铁受力分析可知,磁铁重力不变,磁场力随速率的增大而增大,当重力等于磁场力时,磁铁匀速下落,所以选 C。 答案: C 3如图所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法中正确的是 ( ) A向左拉出和向右拉出时,环中感应电流方向相反 B向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿顺时针方向 C向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿逆时针方向 D将圆环拉出磁场的过程中,当环全部处在磁场中运动时,也有感应电流产生 解析: 圆环中感应电流的方向,

3、取决于圆环中磁通量的变化情况,向左或向右将圆环拉出磁场的过程中,圆环中垂直纸面向里的磁感线的条数都要减少,根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场的方向与原磁场方向相同,即都垂直纸面向里,应用安培定则可以判断出感应电流的方向沿顺时针方向。圆环全部处在磁场中运动时,虽然导线做切割磁感线运动,但环中磁通量 不变,只有圆环离开磁场,环的一部分在磁场中,另一部分在磁场外时,环中磁通量才发生变化,环中才有感应电流。 B选项正确。 答案: B 4如图所示,一闭合矩形金属线框,一半在匀强磁场中,一半在磁场外,要使线框中的感应电流为顺时针,线框应 ( ) A沿 x轴正方向平动 B沿 y轴正方向平动 C沿 x轴负方

4、向平动 D沿 y轴负方向平动 解析: 要使线框中感应电流为顺时针,根据右手螺旋定则,即线框中磁场应垂直纸面向里,与原磁场方向相同,所以线框中磁通量应减少,只有选项 A正确。 答案: A 5如图所示,原线圈 P内有铁芯 ,原线圈与滑动变阻器、电源、开关连成电路;副线圈 Q套在 P上,并与电流计 G 连成电路。实验时若发现副线圈中有感应电流从 a经 G 流向 b,这可能是 ( ) A在闭合开关 K 的瞬间 B闭合开关 K 后,把滑动变阻器的滑片 C向上移动 C闭合开关 K 后,把滑动变阻器的滑片 C向下移动 D把铁芯从原线圈中拔出 解析: 当副线圈中有感应电流从 a经 G 流向 b时,由右手螺旋定

5、则知副线圈中磁场方向与原线圈中磁场方向相同,即要阻碍原线圈中磁通量的减少,所以 D 正确。另当原线圈只有电流减小时,其磁通量才会减少,所以 C正确。 答案: CD 6 一个环形线圈放在磁场中,设第 1 s 内磁感线垂直于线圈平面向里,如图甲所示,若磁感应强度 B随时间 t变化的规律如图乙所示,那么在第 2 s 内线圈中的感应电流的大小和方向分别是 ( ) A恒定,顺时针方向 B恒定,逆时针方向 C逐渐增大,逆时针方向 D逐渐减小,顺时针方向 解析: 根据题图乙,由楞次定律可判断出 0 1 s 线圈内的感应电流为顺时针方向,而 B t图象在 0 2 s内各点切线的斜率都为正,故电流方向不变,各点

6、切线的斜率大小相等,由 E nBtS可知,感应电动势 E的大小不 变,所以 I的大小不变。故选项 A正确。 答案: A 7如图所示,等腰直角三角形 OPQ区域内存在匀强磁场,另有一等腰直角三角形导线框 ABC以恒定的速度 v沿垂直于磁场的方向穿过磁场,穿越过程中速度方向始终与 AB边垂直,且保持 AC平行于 OQ。关于线框中的感应电流,以下说法正确的是 ( ) A开始进入磁场时感应电流最小 B开始穿出磁场时感应电流最大 C开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向 D开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向 解析: 线框中感应电流的大小正比于感应电动势的大小,又感应电动势 E BL 有 v, L 有 指 切

7、割磁感线部分两端点连线在垂直于速度方向上的投影长度,故开始进入磁场时感应电流最大,开始穿出磁场时感应电流最小,选项 A、 B错误。感应电流的方向可以用楞次定律判断,可知选项 D正确, C错误。 答案: D 8如图所示,均匀带正电的绝缘圆环 a与金属圆环 b同心共面放置,当 a绕 O点在其所在平面内旋转时, b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环 a( ) A顺时针加速旋转 B顺时针减速旋转 C逆时针加速旋转 D逆时针减速旋转 解析: b中的感应电流沿顺时针方向,且 b具有收缩的趋势,说明 a中的电流在减小,即 a在减速旋转,根据楞次定律可知 a中的电流方向与 b中的电流方

8、向相同,为顺时针,所以带正电的圆环 a顺时针减速旋转。故选项 B正确。 答案: B 9 2013课标全国卷 如图所示,在光滑水平桌面上有一边长为 L、电阻为 R 的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为 d(dL)的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动。 t 0 时导线框的右边恰与磁场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域。下列 v t 图象中,可能正确描述上述过程的是 ( ) 解析: 由于导线框闭合,当导线框以某一初速度向右运动,其右侧边开始进入磁场时,切割磁感线产生感应电流,右侧边受到安培力作用,做减速运动;导线框完全进入磁场中时,

9、穿过导线框的磁通量不变,不产生感应电流,导线框不受安培力作用,做匀速运动;导线框右侧边开始出磁场时,左侧边切割磁感线产生感应电流,左侧边受到安培力作用,导线框做减速运动;导线框进、出磁场区域时,受到的安培力不断减小,导线框的加速度不断减小,所以可能正确描述导线框运动过程的速度图象是 D。 答案: D 10如图所示,使通电直导线在垂直于纸面的平面内以 虚线 CD为轴逆时针 (从左向右看 )转动,则 A、 B两线圈的运动情况是 ( ) A从左向右看, A线圈沿逆时针方向转动, B线圈沿顺时针方向转动 B从左向右看, A 线圈沿顺时针方向转动, B 线圈沿逆时针方向转动 C从左向右看, A、 B两线

10、圈都沿逆时针方向转动 D从左向右看, A、 B两线圈都沿顺时针方向转动 解析: 在题图所示位置,通电直导线产生的磁场在导线的左侧垂直于纸面向外,在导线的右侧垂直于纸面向里,当直导线在垂直于纸面的平面内以虚线 CD为轴逆时针 (从左向右看 )转动时,会使穿过 A、B两线圈的磁通量都减少,根据楞 次定律可知,为了阻碍磁通量的减少,两线圈都会随通电直导线一起逆时针 (从左向右看 )转动,选项 C正确。 答案: C 11某同学在 “ 探究电磁感应的产生条件 ” 的实验中,设计了如图所示的装置。线圈 A 通过电流表甲、高阻值的电阻 R 、滑动变阻器 R 和开关 S 连接到电源上,线圈 B 的两端接到另一

11、个电流表乙上,两个电流表完全相同,零刻度居中。闭合开关后,当滑动变阻器R的滑片 P不动时,甲、乙两个电流表指针的位置如图中所示。 (1)当滑片 P 向左滑动时,电流表甲的指针的偏转情况是_,电流表乙的指针的偏转情况是 _(填 “ 向左偏 ” 、“ 向右偏 ” 或 “ 不偏转 ” )。 (2)断开开关,待电路稳定后再闭合开关,电流表乙的指针的偏转情况是 _(填 “ 向左偏 ” 、 “ 向右偏 ” 或 “ 不偏转 ” )。 (3) 从 上 述 实 验 可 以 初 步 得 出 结 论 :_。 解析: 由题图可知,电流从哪一接线柱流出,电流表的指针就向该接线柱的这一侧偏转。 (1)当滑片 P 向左滑动

12、时,通电回路中的电流增大,电流表甲的指针向右偏;穿过 线圈 B 的磁通量增加且原磁场方向向下,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向向上,由安培定则知,电流表乙的指针向左偏。 (2)断开开关,待电路稳定后再闭合开关,左侧 (通电 )回路中的电流增大,穿过线圈 B 的磁通量增加且原磁场方向向下,故电流表乙的指针向左偏。 (3)通过实验可以初步得出结论:穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中会产生感应电流,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 答案: (1)向右偏 向左偏 (2)向左偏 (3)穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中会产生感应电流,感应电流的磁场总要 阻碍引起感应电流的

13、磁通量的变化 12如图所示,水平 “U”形光滑导轨的宽度为 1 m,电阻忽略不计;导体棒 ab的质量 m 0.2 kg,其电阻 R 0.5 ;匀强磁场的磁感应强度 B 0.2 T,方向垂直于导轨平面向上。现用 F 1 N 的外力拉 ab使其由静止开始向右运动,当 ab的速度达到 2 m/s 时,求: (1)ab产生的感应电动势的大小; (2)ab所受安培力的大小和方向; (3)ab的加速度。 解析: (1)导体棒切割磁感线产生的感应电动势 E BLv 0.4 V (2)由闭合电路欧姆定律得回路中的感应 电流 I ER 0.40.5 A 0.8 A 由右手定则可知感应电流的方向为从 a b。故 ab所受安培力 F安 BIL 0.16 N,方向水平向左。 (3)根据牛顿第二定律得 ab的加速度 a F F安m 4.2 m/s2,方向水平向右。 答案: (1)0.4 V (2)0.16 N,方向水平向左 (3)4.2 m/s2,方向水平向右

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