第九章 单元小结练 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用练.docx

单元小结练楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用练基础巩固1如图1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()图1A.BS B.NBSC.BS D.NBS答案C解析是标量，但有正负之分，在计算21时必须注意2、1的正负，要注意磁感线从线框的哪一面穿过，此题中在开始位置磁感线从线框的下面穿进，在末位置磁感线从线框的另一面穿进若取转到末位置时穿过线框方向为正方向，则2BS，1BS，因穿过多匝线圈的磁通量的大小与匝数无关，故BS.2北半球地磁场的竖直分量向下如图2所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置着边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向下列说法中正确的是()图2A若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势高B若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低C若以ab边为轴将线圈向上翻转，则线圈中的感应电流方向为abcdaD若以ab边为轴将线圈向上翻转，则线圈中的感应电流方向为adcba答案C解析线圈向东平动时，ab和cd两边切割磁感线，且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相等，a点电势比b点电势低，A错；同理，线圈向北平动，则a、b两点的电势相等，高于c、d两点的电势，B错；以ab边为轴将线圈向上翻转，向下的磁通量减小，感应电流的磁场方向应该向下，再由安培定则知，感应电流的方向为abcda，则C对，D错3如图3所示，金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则()图3Aab棒不受安培力作用Bab棒所受安培力的方向向右Cab棒向右运动速度v越大，所受安培力越大D螺线管产生的磁场，A端为N极答案C解析金属棒ab沿导轨向右运动时，安培力方向向左，“阻碍”其运动，选项A、B错误；金属棒ab沿导轨向右运动时，感应电动势EBlv，感应电流I，安培力FBIl，可见，选项C正确；根据右手定则可知，流过金属棒ab的感应电流的方向是从b流向a，所以流过螺线管的电流方向是从A端到达B端，根据右手螺旋定则可知，螺线管的A端为S极，选项D错误4如图4所示，竖直平面内有一金属环，其半径为a，总电阻为2r(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为r的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则此时AB两端的电压大小为()图4A.Bav B.Bav C.Bav DBav答案A解析转动导体棒到竖直位置时切割磁感线产生的感应电动势EB2a，而，得EB2aBav.外电路的总电阻R，根据闭合电路欧姆定律I，得总电流I.AB两端的电压大小UIRBav.5如图5所示，线圈匝数为n，横截面积为S，线圈总电阻为r，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C，两个电阻的阻值分别为r和2r.下列说法正确的是()图5A电容器所带电荷量为B电容器所带电荷量为C电容器下极板带正电D电容器上极板带正电答案D解析闭合线圈与阻值为r的电阻形成闭合回路，线圈相当于电源，电容器两极板间的电压等于路端电压；线圈产生的感应电动势为EnSnSk，路端电压U，电容器所带电荷量为QCU，选项A、B错误；根据楞次定律，感应电流从线圈的右端流到左端，线圈的左端电势高，电容器上极板带正电，选项C错误，D正确6如图6所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，开关S闭合和断开的过程中，灯L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)()图6AS闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开，L2立即熄灭，L1逐渐变暗BS闭合，L1亮度不变，L2很亮；S断开，L1、L2立即熄灭CS闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下再熄灭DS闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下再熄灭答案D7(多选)如图7所示，通以恒定电流I的长直导线AB和一个闭合矩形导体线圈在同一平面内，线圈的对称轴MNAB.线圈做下列运动时，有感应电流产生的是()图7A沿MN方向平动B以AB为轴转动C绕轴MN转动D绕轴ad转动答案CD解析若线圈沿MN方向平动或以AB为轴转动，则穿过线圈的磁感线条数没有变化，即磁通量不变，线圈中没有感应电流产生若线圈绕轴MN转动或绕轴ad转动，则穿过线圈的磁感线条数均发生变化，即磁通量均改变，线圈中均有感应电流产生8(多选)如图8所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO为其对称轴一导线折成边长为L的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO对称的位置时()图8A穿过回路的磁通量为零B回路中感应电动势大小为BLv0C回路中感应电流的方向为顺时针方向D回路中ab边与cd边所受安培力方向相同答案AD解析由于两磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，且回路此时关于OO对称，因而此时穿过回路的磁通量为零，A项正确；ab、cd均切割磁感线，相当于两个电源，由右手定则知，回路中感应电流方向为逆时针方向，两电源串联，感应电动势为2BLv0，B、C项错误；由左手定则知ab、cd所受安培力方向均向左，D项正确9(多选)如图9所示的电路中，若放在水平光滑金属导轨上的ab棒突然向右移动，这可能发生在()图9A闭合开关S的瞬间B断开开关S的瞬间C闭合开关S后，减小滑动变阻器R的阻值时D闭合开关S后，增大滑动变阻器R的阻值时答案AC解析本题中线圈L1和L2绕在同一个铁芯上，因此穿过二者的磁通量始终相等只要L1中的电流发生变化，穿过L2的磁通量就随之发生变化，L2中就有感应电流产生，ab棒就受安培力的作用发生移动显然，对ab棒来说“因电而动”，故可由左手定则确定其中的电流方向由左手定则判定ab中的电流方向为ab，再由安培定则可判断出L2中的感应电流产生的磁场方向与L1产生的磁场方向相反，说明原磁场L1产生的磁场磁通量是增加的，即L1中的电流在增大，故相应的情况应是闭合开关S的瞬间或闭合开关S后减小滑动变阻器R的阻值时，故选项A、C两项正确综合应用10(多选)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的电磁驱动原理如图10所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈一端的金属环被弹射出去现在固定线圈左侧同一位置，先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环，且电阻率铜铝闭合开关S的瞬间()图10A从左侧看环中感应电流沿顺时针方向B铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C若将环放置在线圈右方，环将向左运动D电池正、负极调换后，金属环不能向左弹射答案AB解析线圈中电流为右侧流入，磁场方向向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，环中感应电流由左侧看为顺时针，选项A正确；由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大，故铜环受到的安培力要大于铝环受到的安培力，选项B正确；若将环放在线圈右方，根据“来拒去留”可得，环将向右运动，选项C错误；电池正负极调换后，金属环受力仍向左，故仍将向左弹射，选项D错误11.(多选)如图11所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路虚线边界MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直从D点到达边界开始到C点进入磁场为止下列结论正确的是()图11A感应电流方向不变BCD段直导线始终不受安培力C感应电动势最大值EmBavD感应电动势平均值Bav答案ACD解析导体切割磁感线产生感应电动势，由右手定则可知，感应电流方向不变，A正确根据左手定则，CD段所受的安培力方向竖直向下，故B错误感应电动势最大值即切割磁感线等效长度最大时的电动势，故EmBav，C正确Ba2t由得Bav，D正确12磁场在xOy平面内的分布如图12所示，其磁感应强度的大小均为B0，方向垂直于xOy平面，相邻磁场区域的磁场方向相反，每个同向磁场区域的宽度均为L0，整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动若在磁场所在区间内放置一由n匝线圈组成的矩形线框abcd，线框的bcLB、abL，LB略大于L0，总电阻为R，线框始终保持静止求：图12(1)线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小；(2)线框所受安培力的大小和方向答案(1)2nB0Lv(2)方向沿x轴正方向解析(1)线框相对于磁场向左做切割磁感线的匀速运动，切割磁感线的速度大小为v