2012届高三物理练习 电磁感应现象、楞次定律 新人教版

用心 爱心 专心 1 必考部分必考部分 选修选修 3 23 2 第九章第九章 第第 1 1 单元单元 电磁感应现象 楞次定律电磁感应现象 楞次定律 课时作业 命 题 设 计 难度 题号 较易 中等稍难 楞次定律1 3 4 67 9 10 单 一 目 标 右手定则2 5 综合 目标 综合应用 8 11 12 一 选择题 本大题共 10 个小题 共 70 分 每小题至少有一个选项正确 全部选对的 得 7 分 选对但不全的得 4 分 有选错的得 0 分 1 如图 1 所示是验证楞次定律实验的示意图 竖直放置的线圈固定不动 将磁铁从线 圈上方插入或拔出 线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流 各图中分 别标出了磁铁的极性 磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向 等情况 其中正确的是 图 1 解析 根据楞次定律可确定感应电流的方向 对 C 选项 当磁铁向下运动时 1 闭 合线圈原磁场的方向 向上 2 穿过闭合线圈的磁通量的变化 增加 3 感应 电流产生的磁场方向 向下 4 利用安培定则判断感应电流的方向 与图中箭 头方向相同 故 C 项正确 同理分析可知 D 项正确 答案 CD 2 如图 2 所示 闭合线圈abcd在磁场中运动到如图所示位置 时 ab边受到的磁场力竖直向上 此线圈的运动情况可能 目标目标 用心 爱心 专心 2 是 A 向右进入磁场 B 向左移出磁场 C 以ab为轴转动 D 以cd为轴转动 解析 ab边受磁场力竖直向上 由左手定则知 通过ab的电流方向是由a指向b 由右手定则可知当线圈向左移出磁场时 bc边切割磁感线可产生顺时针方向的电 流 当然也可以用楞次定律判断当线圈向左移出磁场时 磁通量减小 产生顺时针 的感应电流 故 B 正确 当以ab或cd为轴转动时 在图示位置 导线不切割磁感 线 无感应电流产生 故 C D 错 答案 B 3 如图 3 所示 一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的 匀强磁场中 下列做法中能使圆盘中产生感应电流的 是 A 圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动 B 圆盘以某一水平直径为轴匀速转动 C 圆盘在磁场中向右匀速平移 D 匀强磁场均匀增加 解析 圆盘绕过圆心的竖直轴转动和在磁场中匀速平移 都不会使其磁通量发生变 化 故不会有电磁感应现象 A C 错误 圆盘绕水平轴转动或磁场均匀增加 都会 使圆盘中的磁通量发生变化 故有感应电流产生 B D 正确 答案 BD 4 如图 4 所示 在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一 铜质圆环 以下判断中正确的是 A 释放圆环 环下落时环的机械能守恒 B 释放圆环 环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁受的重 力大 C 给磁铁水平向右的初速度 磁铁滑出时做减速运动 D 给磁铁水平向右的初速度 圆环产生向左运动的趋势 解析 由条形磁铁磁场分布特点可知 穿过其中央位置正上方的圆环的合磁通量为 零 所以在环下落的过程中 磁通量不变 没有感应电流 圆环只受重力 则环下 落时机械能守恒 A 对 B 错 给磁铁水平向右的初速度 由楞次定律可知 圆环的 运动总是阻碍自身磁通量的变化 所以环要受到向右的作用力 由牛顿第三定律可 用心 爱心 专心 3 知 磁铁要受到向左的作用力而做减速运动 或据 总阻碍相对运动 的推论得出 故 C 对 D 错 答案 AC 5 如图 5 所示 在匀强磁场中 MN PQ是两根平行的 金属导轨 而ab cd为串有伏特表和安培表的两根 金 属棒 它们同时以相同的速度向右运动时 下列说法 中正确的是 A 电压表有读数 电流表有读数 B 电压表无读数 电流表有读数 C 电压表无读数 电流表无读数 D 电压表有读数 电流表无读数 解析 此题考查对电磁感应现象的理解和对电压表 电流表示数的理解 两棒以相 同的速度向右运动时 因穿过面abcd的磁通量不变 回路中没有感应电流 电流表 和电压表均不会有读数 C 项正确 答案 C 6 如图 6 所示 通过水平绝缘的传送带输送完全相同的铜线圈 线圈均与传送带以相 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 线圈进入磁场前等距离排列 穿过磁场后根 据线圈间的距离 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 图 6 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 2 个线圈是不合格线圈 D 从图中可以看出 第 3 个线圈是不合格线圈 解析 由产生电磁感应现象的条件和楞次定律知 A 正确 B 错误 由各线圈位置关 系知 C 错误 D 正确 答案 AD 7 如图 7 所示 虚线框a b c d 内有一匀强磁 场区域 磁场方向竖直向下 矩形闭合金属线框 用心 爱心 专心 4 abcd以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域 运动 图 8 中所给出的是金属框的四个可能达到的 位置 则金属框的速度不可能为零的位置是 图 8 解析 当线框完全处于磁场中时 线框中无感应电流产生 线框不受力 将做匀速 直线运动 其速度不可能为零 故 C 对 答案 C 8 2010 广州模拟 如图 9 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 9 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 图 9 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 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中的电流方向 相反 有排斥作用 故线圈B将有扩张的趋势 综上所述 A 项正确 答案 A 9 如图 10 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所示立在导轨上 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 用心 爱心 专心 5 OC上 空间存在着垂直于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 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 答案 BD 10 现代汽车中有一种先进的制动机构 可保证车轮 在 制动时不是完全刹死滑行 而是让车轮仍有一定的 滚 动 经研究这种方法可以更有效地制动 它有一个 自 动检测车速的装置 用来控制车轮的转动 其原理如 图 11 所示 铁质齿轮P与车轮同步转动 右端有一 个绕有线圈的磁体 M是一个电流检测器 当车轮带动齿轮转动时 线圈中会有电 流 这是由于齿靠近线圈时被磁化 使磁场增强 齿离开线圈时磁场减弱 磁通量 变化使线圈中产生了感应电流 将这个电流经放大后去控制制动机构 可有效地防 止车轮被制动抱死 在齿a转过虚线位置的过程中 关于M中感应电流的说法正确 的是 A M中的感应电流方向一直向左 B M中的感应电流方向一直向右 C M中先有自右向左 后有自左向右的感应电流 D M中先有自左向右 后有自右向左的感应电流 解析 由楞次定律知 感应电流的 效果 总是阻碍引起感应电流的 原因 由 于齿靠近线圈时被磁化 使磁场增强 感应电流的磁场总要阻碍原磁场增强 由安 培定则可知M中感应电流的方向为自左向右 齿离开线圈时磁场减弱 由楞次定律 知 M中感应电流方向为自右向左 D 项正确 答案 D 二 非选择题 本大题共 2 个小题 共 30 分 解答时应写出必要的文字说明 方程式和 演算步骤 有数值计算的要注明单位 用心 爱心 专心 6 11 15 分 如图 12 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 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 1 B0S B0l2 设t时刻的磁感应强度为B 此时磁通量为 2 Bl l vt 由 1 2得B B0l l vt 答案 B B0l l vt 12 15 分 磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为 2l的 正方形范围内 有一个电阻为R 边长为l的正方形导线 框abcd 沿垂直于磁感线方向 以速度v匀速通过磁场 如图 13 所示 从ab进入磁场时开始计时 1 画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象 2 判断线框中有无感应电流 若有 请判断出感应电流的方向 若无 请说明理 由 解析 线框穿过磁场的过程可分为三个阶段 进入磁场阶段 只有ab边在磁场中 在磁场中运动阶段 ab cd两边都在磁场中 离开磁场阶段 只有cd边在磁场中 1 线框进入磁场阶段 t为 0 线框进入磁场中的面积与时间成正比 l v S lvt 最后为 BS Bl2 线框在磁场中运动阶段 t为 l v 2l v 用心 爱心 专心 7 线框磁通量为 Bl2 保持不变 线框离开磁场阶段 t为 线框磁通量线性减小 最后为零 2l v