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高二物理寒假作业同步练习题:电磁感应现象条件和楞次定律及其应用

2021-01-25 来源:爱问旅游网


1、首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是( ) A.安培和法拉第 B.法拉第和楞次 C.奥斯特和安培 D.奥斯特和法拉第 【答案】:D 【解析】: 1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,选项D正确.

2、关于产生感应电流的条件,以下说法中正确的是( )

A.闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定会有感应电流产生

B.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动,闭合电路中一定会有感应电流产生 C.穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间,闭合电路中一定不会产生感应电流

D.无论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化,闭合电路中一定会有感应电流产生 【答案】:D 【解析】:只要穿过闭合回路的磁感线条数即磁通量发生变化,就一定会有感应电流.

3、如图所示,若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ,则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是( )

A.有顺时针方向的感应电流 B.有逆时针方向的感应电流

C.有先逆时针后顺时针方向的感应电流 D.无感应电流 【答案】:A 【解析】:穿过线圈的磁通量包括磁体内全部和磁体外的一部分,合磁通量是向上的.当线圈突然缩小时合磁通量增加,原因是磁体外向下穿过线圈的磁通量减少.由楞次定律判断,感应电流的方向为顺时针方向,选项A正确.

4、如图所示,当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时,线圈C向右摆动,则ab的运动情况是( )

A.向左或向右做匀速运动 B.向左或向右做减速运动 C.向左或向右做加速运动 D.只能向右做匀加速运动 【答案】: B 【解析】:线圈C向右摆动,说明穿过线圈的磁通量减小,也就是螺线管中的电流是减小的,也就是ab产生的感应电动势逐渐减小,则ab必做减速运动,故选项B正确.

5、如图所示,导体线圈abcd与直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流I,当线圈由左向右匀速通过直导线的过程中,线圈中感应电流的方向是( )

A.先abcd,再dcba,后abcd B.先abcd,再dcba

C.先dcba,再abcd,后dcba D.一直dcba 【答案】: C

【解析】:画出长直导线周围的磁场分布情况,如图所示,当线圈向右移动,未达到直导线之前,线圈内磁通量“·”增加,故感应电流方向为dcba.当线圈穿越直导线过程中线圈内磁通量“·”减少,同时磁通量“×”增加,所以先是合磁通量为“·”减少后是合磁通量为“×”增加,则感应电流的磁场方向为“·”,感应电流方向为abcd.线圈穿过直导线后,线圈内磁通量为“×”减少,如同磁通量“·”进一步增加,故感应电流方向仍为dcba,考虑全过程,故正确答案为C.

6、(多选)如图甲所示,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方悬挂一螺线管Q,P和Q共轴,Q中通有变化的电流i,电流随时间变化的规律如图乙所示,P所受的重力为G,桌面对P的支持力为FN,则( )

A.t1时刻,FN>G B.t2时刻,FN>G C.t3时刻,FN【解析】:t1时刻线圈Q中电流在增大,电流的磁场增强,穿过线圈P的磁通量增加,P有远离Q的趋势,受到Q的排斥作用,设这个力大小为F,则有FN=F+G,即FN>G,A选项正确.t2时刻Q中电流恒定,线圈P中磁通量不变,不产生感应电流,P只受重力G与桌面支持力FN作用而平衡,有FN=G,故B选项错.同理在t4时刻Q中电流恒定,有FN=G,D选项正确.t3时刻Q中电流变化,P中磁通量变化,产生感应电流,但Q中I=0,对P无磁场力作用,仍是FN=G,故C选项错.

7、如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是( )

A.FN先小于mg后大于mg

,运动趋势向左

B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左 C.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右 D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右 【答案】:D

【解析】:从导体和磁体的相对运动的角度来看,感应电流总要阻碍相对运动趋势,可理解为“来拒去留”。当条形磁铁移近矩形线圈时,线圈中产生感应电流,感应电流的磁场阻碍磁铁的靠近,对磁铁产生一个斜向左上方向的作用力,根据牛顿第三定律,磁铁给线圈一个斜向右下方向的作用力,这个作用力的竖直分量使线圈受到的支持力FN大于mg,水平分量使线圈有向右运动的趋势。当磁铁移离线圈时,磁铁对线圈的作用力是指向右上方的,这个作用力的竖直分量使FN小于mg,水平分量使线圈有向右运动的趋势。综合所述,D正确。

8、1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关

S、电流表G组成另一个回路,如图3所示.通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流的条件.关于该实验,下列说法正确的是( )

A.闭合开关S的瞬间,电流表G中有a→b的感应电流 B.闭合开关S的瞬间,电流表G中有b→a的感应电流

C.闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,电流表G中有a→b的感应电流 D.闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,电流表G中有b→a的感应电流 【答案】:D

【解析】:在滑片不动的情况下,A线圈中通过的是恒定电流,产生的磁场是恒定的,所以B线圈中不产生感应电流,所以选项A、B错误;在滑片移动增大电阻R的过程中,A线圈中通过的是逐渐减弱的电流,即线圈B处于逐渐减弱的磁场中,由安培定则和楞次定律可判断得知,电流表中的电流从b→a,故选项C错误,D正确.

9、电阻R、电容器C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图4-3-17所示,现使磁铁开始下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )

A.从a到b,上极板带正电 B.从a到b,下极板带正电 C.从b到a,上极板带正电 D.从b到a,下极板带正电 【答案】:D 【解析】:在N极接近线圈上端的过程中,通过线圈的磁感线方向向下,磁通量增大,由楞次定律可判定流过线圈的电流方向为逆时针(俯视),外电路电流由b流向a,同时线圈作为电源,下端应为正极,则电容器下极板电势高,带正电.选项D正确.

10.两根相互平行的金属导轨水平放置于图9所示的匀强磁场中,在导轨上与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动.当AB在外力F作用下向右运动时,下列说法中正确的是( )

A.导体棒CD内有电流通过,方向是D→C B.导体棒CD内有电流通过,方向是C→D C.磁场对导体棒CD的作用力水平向左 D.磁场对导体棒AB的作用力水平向右 【答案】:B

【解析】:当导体棒AB向右运动时,由右手定则可以判断回路中感应电流方向为A→C→D→B→A,再根据

左手定则进一步确定导体棒CD的受力方向水平向右,导体棒AB受力方向水平向左.

11、(多选)如图所示,在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属轨道,轨道与轨道平面内的圆形线圈P相连,要使在同一平面内所包围的小闭合线圈Q内产生顺时针方向的感应电流,导线ab的运动情况可能是( )

A.匀速向右运动 B.加速向右运动 C.减速向右运动 D.加速向左运动 【答案】:CD 【解析】:本题关键是要弄清使Q中产生顺时针方向的电流,则穿过Q中的磁通量应如何变化.可用楞次定律步骤的逆过程来分析,要使Q中产生顺时针方向的感应电流,感应电流的磁场方向应垂直纸面指向纸内.如果穿过Q的原磁场是垂直纸面向里的,则原磁场应减弱;如果穿过Q的原磁场是垂直纸面向外的,则原磁场应增强.

当ab向右运动时,根据右手定则可判定出P中产生的感应电流方向是a→b→P→a,是顺时针方向,由右手定则可判知P中感应电流的磁场穿过Q中的磁感线方向向里,所以当ab向右减速运动时,可使穿过Q的向里的磁通量减小,从而使Q中产生顺时针方向的电流;当ab向左运动时,同理可判定P中感应电流的磁场穿过Q中的磁感线方向向外,所以当ab向左加速运动时,可使穿过Q的向外的磁通量增大,从而使Q中产生顺时针方向的感应电流.故正确选项为C、D.

T

12、长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图所示。在0~

2T

时间内,直导线中电流向上。则在~T时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力情况是( )

2

A.感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向左 B.感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向右 C.感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向右 D.感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向左 【答案】:B

T【解析】:在~T时间内,由楞次定律可知,线框中感应电流的方向为顺时针,由左手定则可判断线框

2受安培力的合力方向向右,选项B正确。

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