2019-2020学年高中物理 第4章 电磁感应 课时作业2 3楞次定律（含解析）新人教版选修3-2

课时作业(二)一、单项选择题1.如图所示，用一根长为l质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于o点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0l.先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦力，下列说法正确的是()a金属线框进入磁场时感应电流的方向为abcdab金属线框离开磁场时感应电流的方向为adcbac金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等d向左摆动进入或离开磁场的过程中，所受安培力方向向右；向右摆动进入或离开磁场的过程中，所受安培力方向向左解析当线框进入磁场时，dc边切割磁感线，由楞次定律可判断，感应电流的方向为：adcba；当线框离开磁场时，同理可判其感应电流的方向为：abcda，故a、b两项错误；线框dc边(或ab边)进入磁场或离开磁场时，都要切割磁感线产生感应电流，机械能转化为电能，故dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等，c项错误；由“来拒去留”知，d项正确答案d2.如图所示，a为水平放置的橡胶圆盘，在其侧面带有负电荷q，在a正上方用丝线悬挂一个金属圆环b(丝线未画出)，使b的环面在水平面上与圆盘平行，其轴线与橡胶盘a的轴线o1o2重合现使橡胶盘a由静止开始绕其轴线o1o2按图中箭头方向加速转动，则()a金属圆环b有扩大半径的趋势，丝线受到拉力增大b金属圆环b有缩小半径的趋势，丝线受到拉力减小c金属圆环b有扩大半径的趋势，丝线受到拉力减小d金属圆环b有缩小半径的趋势，丝线受到拉力增大解析带电圆盘如题图转动时，形成顺时针方向的电流，根据右手螺旋定则可知，在圆盘上方形成的磁场方向竖直向下，由于加速转动，所以电流增大，磁场增强，穿过金属圆环b的磁通量增大，根据楞次定律感应电流产生的磁场要阻碍原磁通量的变化，所以金属圆环b有缩小半径的趋势，金属圆环b有向上的运动趋势，所以丝线受到拉力减小答案b3某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中，将直流电源、滑动变阻器、线圈a(有铁芯)、线圈b、灵敏电流计及开关按图连接成电路在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向右偏由此可以判断，在保持开关闭合的状态下()a当线圈a拔出时，灵敏电流计的指针向右偏b当线圈a中的铁芯拔出时，灵敏电流计的指针向左偏c当滑动变阻器的滑片匀速滑动时，灵敏电流计的指针不偏转d当滑动变阻器的滑片向n端滑动时，灵敏电流计的指针向左偏解析由题意可知：开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向右偏，则当磁通量增大时，则指针右偏；若磁通量减小时，则左偏；当线圈a拔出，或线圈a中的铁芯拔出时，均导致磁通量减小，因此电流计指针向左偏，故a项错误，b项正确；当滑动变阻器的滑片匀速滑动时，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈产生感应电流，电流计指针都要发生偏转，故c项错误；当滑动变阻器的滑片向n端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则电路电流增大，穿过线圈的磁通量增大，因此灵敏电流计的指针向右偏，故d项错误答案b4.一长直铁芯上绕有一固定线圈m，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环n，n可在木质圆柱上无摩擦移动m连接在如图所示的电路中，其中r为滑动变阻器，e1和e2为直流电源，s为单刀双掷开关下列情况中，可观测到n向左运动的是()a在s断开的情况下，s向a闭合的瞬间b在s断开的情况下，s向b闭合的瞬间c在s已向a闭合的情况下，将r的滑动头向c端移动时d在s已向a闭合的情况下，将r的滑动头向d端移动时解析在s断开的情况下，s向a(b)闭合的瞬间m中电流瞬时增加，左端为磁极n(s)极，穿过n的磁通量增加，根据楞次定律可知n向右运动，a、b两项均错误；在s已向a闭合的情况下，将r的滑动头向c端移动时，电路中电流减小，m产生的磁场减弱，穿过n的磁通量减小，根据楞次定律可知n向左运动，d项错误、c项正确答案c5金属环水平固定放置，现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环()a始终相互吸引b始终相互排斥c先相互吸引，后相互排斥d先相互排斥，后相互吸引解析磁铁靠近圆环的过程中，穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍穿过圆环的原磁通量的增加，与原磁场方向相反，如图甲所示，二者之间是斥力；当磁铁穿过圆环下落离开圆环时，穿过圆环的磁通量减少，根据楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍穿过圆环的磁通量的减少，二者方向相同，如图乙所示，磁铁与圆环之间是引力，因此d项正确也可直接根据楞次定律中“阻碍”的含义推广结论：来则拒之，去则留之分析磁铁在圆环上方下落过程是靠近圆环根据来则拒之，二者之间是斥力；当磁铁穿过圆环后继续下落过程是远离圆环根据去则留之，二者之间是引力因此d项正确答案d6.如图所示，ef、gh为两水平放置相互平行的金属导轨，ab、cd为搁在导轨上的两金属棒，与导轨接触良好且无摩擦当一条形磁铁向下靠近导轨时，关于两金属棒的运动情况的描述正确的是()a如果下端是n极，两棒向外运动；如果下端是s极，两棒相向靠近b如果下端是s极，两棒向外运动；如果下端是n极，两棒相向靠近c不管下端是何极，两棒均向外互相远离d不管下端是何极，两棒均互相靠近解析条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过闭合回路中的磁通量将增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场将阻碍这一磁通量的增加，具体表现应为：使回路面积减小，延缓磁通量的增加；对磁铁产生向上的磁场力，延缓磁铁的下落同时回路的面积有收缩的趋势，所以两棒相互靠近，与下端是哪个极无关，d项正确答案d7.一个简易的电磁弹射玩具如图所示线圈、铁芯组合充当炮筒，硬币充当子弹现将一个金属硬币放在铁芯上(金属硬币半径略大于铁芯半径)，电容器刚开始时处于无电状态，则下列说法正确的是()a要将硬币射出，可直接将开关拨到2b当开关拨向1时，有短暂电流出现，且电容器上板带负电c当开关由1拨向2瞬间，铁芯中的磁通量减小d当开关由1拨向2瞬间，硬币中会产生向上的感应磁场解析要将硬币射出，必须要使电容器放电，而可直接将开关拨到2，电容器不会放电产生电流的，故a项错误；当开关拨向1时，有短暂电流出现，电容器处于充电状态，由于电容器的上极与电源正极相连，因此电容器的上板带正电，故b项错误；当开关由1拨向2瞬间，电容器处于放电瞬间，电流增大，铁芯中的磁通量增大，故c项错误；当开关由1拨向2瞬间，电容器处于放电瞬间，根据楞次定律，则硬币中会产生向上的感应磁场，故d项正确；故选d项答案d8如图所示，将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场中回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，其磁感应强度b随时间t变化的图象如图乙所示用f表示ab边受到的安培力，以水平向右为f的正方向，能正确反映f随时间t变化的图象是()解析分析一个周期内的情况：在前半个周期内，磁感应强度均匀变化，磁感应强度b的变化率一定，由法拉第电磁感应定律得知，圆形线圈中产生的感应电动势恒定不变，则感应电流恒定不变，ab边在磁场中所受的安培力也恒定不变，由楞次定律可知，圆形线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，通过ab的电流方向从ba，由左手定则判断得知，ab所受的安培力方向水平向左，为负值；同理可知，在后半个周期内，安培力大小恒定不变，方向水平向右，故b项正确答案b二、不定项选择题9一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空()a由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下b由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下c沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上d沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势解析在地球赤道上空，地磁感线水平由南指向北；飞机由东向西水平飞行时，由右手定则可知，感应电流从上向下，因此金属杆中感应电动势的方向一定由上向下，故a项正确，b项错误；飞机沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，飞机的速度方向与磁感线方向平行，金属杆不切割磁感线，不产生感应电动势，故c项错误，d项正确答案ad10在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用下列叙述符合史实的是()a奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系b安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说c法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流d楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化解析奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电和磁之间的关系，a项正确；根据通电螺线管产生的磁场与条形磁铁的磁场相似，安培提出了磁性是分子内环形电流产生的，即分子电流假说，b项正确；法拉第提出的是电磁感应定律，但恒定电流周围固定线圈中不产生感应电流，c项错误；楞次定律指出感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，d项正确答案abd11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mb0sb在t2时刻，金属圆环l内的磁通量最大c在t1t2时间内，金属圆环l有扩张的趋势d在t1t2时间内，金属圆环l内有顺时针方向的感应电流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，感应电流为零，金属圆环l内的磁通量为零，a项错误；在t2时刻，感应电流最大，金属圆环l内的磁通量最大，b项正确；在t1t2时间内，金属圆环l有收缩的趋势，c项错误；由楞次定律，在t1t2时间内，导线框cdef内产生逆时针方向感应电流，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，金属圆环l内有顺时针方向的感应电流，d项正确故选b、d两项答案bd12如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且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的匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，根据穿过磁场后线圈间的距离，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()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3个线圈是不合格线圈d从图中可以看出，第4个线圈是不合格线圈解析若线圈闭合进入磁场时，由于产生电磁感应现象，根据楞次定律可判断闭合线圈相对传送带向后滑动，故a项正确，b项错误；从图中可以看出，2、3两线圈间距小，3、4两线圈间距大，其余各线圈间距相同，说明第3个线圈相对传送带没有滑动，第3个线圈是不合格线圈，c项正确，d项错误答案ac三、计算及论述题13如图是某实验小组在研究磁通量变化时感应电流方向实验中的部分操作示意图，图甲所示是电流通过灵敏检流计时指针的偏转情况，图乙是磁铁从线圈中抽出时灵敏检流计指针的偏转情况(1)图甲电路中串联定值电阻r主要是为了_a减小电路两端的电压，保护电源b增大电路两端的电压，保护电源c减小电路中的电流，保护灵敏检流计d减小电路中的电流，便于观察灵敏检流计的读数(2)实验操作如图乙所示，当磁铁向上