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2018届人教版高中物理选修3-2检测:第四章《电磁感应》4-3b Word版含解析

时间:2017-11-22


04 课后提升考能
知识点 楞次定律理解 楞次定律应用 左手定则 右手定则 基础 1 2、3、4、5、6 7、9、10 11 8 ) 12 中档 稍难

1.关于电磁感应现象,下列说法中正确的是( A.感应电流的磁场总是与原磁场方向相反

B.闭合线圈放在变化的磁场中就一定能产生感应电流 C.闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时,一定能产生 感应电流 D.感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的磁通量的变化 答案 解析 D 电磁感应现象中, 若磁通量减小, 则感应电流的磁场与原

磁场方向相同,选项 A 错误。若闭合线圈平面与磁场方向平行,则 无论磁场强弱如何变化, 穿过线圈的磁通量始终为零, 不产生感应电 流,选项 B 错误。若线圈切割磁感线时,穿过线圈的磁通量不发生 变化,则不能产生感应电流,选项 C 错误。只有选项 D 正确。

2.[2014· 牡丹江高二检测](多选)如图所示,当磁铁运动时,流 过电阻的电流由 A 经 R 到 B,则磁铁的运动可能是( )

A.向下运动 C.向左平移 答案 解析 BC

B.向上运动 D.以上都不可能

此题可通过逆向思维应用楞次定律来判定。 由感应电流方

向 A→R→B,应用安培定则知感应电流在线圈内产生的磁场方向应 是从上指向下, 由楞次定律判得线圈内磁通量的变化应是向下减小或 向上增加, 由条形磁铁的磁感线分布知线圈内原磁场是向下的, 故应 是磁通量减小,即磁铁向上运动或向左、右平移,所以正确的答案是 B、C。

3.[2015· 宿州高二检测]某磁场磁感线如图,有一铜线圈自 A 处 落至 B 处,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是 ( ) A.始终顺时针 B.先顺时针再逆时针 C.始终逆时针 D.先逆时针再顺时针 答案 解析 B 由题图可知,磁场方向向上,线圈下落过程中,穿过线圈

的磁通量先增加后减小, 由楞次定律知, 感应电流的磁场方向先向下 后向上, 所以线圈中感应电流的方向先沿顺时针再沿逆时针, B 正确。

4.如图所示,金属环所在区域存在着匀强磁场,磁场方向垂直 纸面向里。当磁感应强度逐渐增大时,内、外金属环中感应电流的方 向为 ( )

A.外环顺时针、内环逆时针 B.外环逆时针,内环顺时针 C.内、外环均为逆时针 D.内、外环均为顺时针 答案 解析 B 首先明确研究的回路由外环和内环共同组成, 回路中包围

的磁场方向垂直纸面向里且磁通量增加。 由楞次定律可知两环之间的 感应电流的磁场方向与原磁场方向相反, 垂直于纸面向外, 再由安培 定则判断出感应电流的方向是在外环沿逆时针方向, 在内环沿顺时针 方向,故选项 B 正确。

5. [2015· 大同高二检测]如图所示, 直角导体滑轨 MON 固定在竖 直平面内,该平面内有水平方向的匀强磁场,方向垂直于纸面向里。

导体棒两端被限制在滑轨上,可无摩擦地滑动。导体棒由图示位置 (Oa=Ob)释放,在下滑到水平位置的过程中,通过 ab 的感应电流方 向是( ) B.始终由 b→a D.先由 b→a,后由 a→b

A.始终由 a→b C.先由 a→b,后由 b→a 答案 解析 A

ab 棒由图示位臵下滑到水平位臵的过程中,穿过闭合回

路 aOb 的磁通量逐渐减小到零。由楞次定律可知,ab 中电流方向为 a→b。选 A。 6.[2015· 邢台高二检测]如图所示,螺线管 B 置于闭合金属圆环 A 的轴线上,当 B 中通过的电流减小时( )

①环 A 有缩小的趋势 短的趋势

②环 A 有扩张的趋势

③螺线管 B 有缩

④螺线管 B 有伸长的趋势 B.②④ D.②③

A.①③ C.①④ 答案 解析 C

若电流 I 不变,要使 A 环中的磁通量增加,需使 A 环的

面积减小。现在 B 中的电流 I 减小,穿过 A 环的磁通量减小,A 环 中产生的感应电流要起到“补偿”原磁通量的减小,环 A 的面积减 小一些,即环 A 有缩小的趋势,故①正确。螺丝管 B 中每匝的电流 方向相同, 由于同向平行电流有相互吸引的作用力, 而电流减小吸引

力则减小,所以 B 有伸长的趋势,故④正确。 7.[2015· 长春高二检测]绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上,铁 芯上套着一个铝环,线圈与电源、电键相连,如图所示。线圈上端与 电源正极相连,闭合电键的瞬间,铝环向上跳起。若保持电键闭合, 则( )

A.铝环不断升高 B.铝环停留在某一高度 C.铝环跳起到某一高度后将回落 D.如果电源的正、负极对调,观察到的现象不变 答案 解析 D 电键闭合的瞬间, 回路中电流增大, 穿过铝环的磁通量增

大, 根据楞次定律的广义表述, 铝环受到向上的安培力以致向上跳起, 从而阻碍磁通量的增加, 这一现象与线圈中电流方向无关, D 项正确。 电键保持闭合时,线圈中电流不变,穿过铝环的磁通量不变,无上述 现象发生,铝环停在原位臵,A、B、C 错误。 8.[2015· 常州高二检测]如图所示,两个相同的铝环套在一根光 滑绝缘杆上, 将一条形磁铁向左插入铝环的过程中, 两环的运动情况 是( )

A.同时向左运动,间距增大 B.同时向左运动,间距不变 C.同时向左运动,间距变小 D.同时向右运动,间距增大 答案 解析 C 当将一条形磁铁向左插入铝环的过程中, 依据楞次定律可

得: 两个圆环皆阻碍条形磁铁的运动, 对条形磁铁施加一个向右的作 用力。 依据牛顿第三定律可得: 条形磁铁对两个圆环皆有一个反作用 力,使两个圆环皆向左运动。依据磁场力的大小可知,右边的圆环受 到的反作用力较大, 运动的平均速度较大, 而左边的圆环受到的反作 用力较小, 运动的平均速度较小, 因此它们间的间距逐渐减小。 另外, 两个圆环产生的感应电流的方向相同, 依据安培定则和左手定则可以 判断,两个圆环之间是相互吸引的。 9.[2015· 宁波高二检测]如图甲所示,长直导线与矩形线框 abcd 处在同一平面中固定不动, 长直导线中通以大小和方向随时间作周期 性变化的电流 i,it 图象如图乙所示,规定图中箭头所指的方向为电 T 3T 流正方向,则在 ~ 时间内,矩形线框中感应电流的方向,下列判 4 4 断正确的是( )

A.始终沿逆时针方向 B.始终沿顺时针方向 C.先沿逆时针方向然后沿顺时针方向 D.先沿顺时针方向然后沿逆时针方向 答案 解析 B T 3T 在 ~ 时间内,穿过线框的磁通量先向里减小后向外增 4 4

加, 由楞次定律可知感应电流的磁通量向里, 故感应电流的方向始终 沿顺时针方向,选 B。 10.如图甲所示,竖直放置的螺线管与导线 abcd 构成回路,导 线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场, 螺线管下方水平 桌面上有一导体圆环,导线 abcd 所围区域内磁场的磁感应强度按图 乙中的哪一图线所表示的方式随时间变化时, 导体圆环对桌面的压力 增大( )

答案 解析

B 由“导体圆环对桌面的压力增大 ”分析可知螺线管对圆

环有斥力作用。故螺线管中的电流应该增加(等效磁铁的磁性增强), 则要求磁通量的变化率逐渐增加,结合 B-t 图象分析,B 对。 11.某同学在学习了法拉第电磁感应定律之后,自己制作了一个 手动手电筒。 下图是手电筒的简单结构示意图, 左右两端是两块完全 相同的条形磁铁, 中间是一根绝缘直杆, 由绝缘细铜丝绕制的多匝环 形线圈只可在直杆上自由滑动, 线圈两端接一灯泡, 晃动手电筒时线 圈也来回滑动,灯泡就会发光,其中 O 点是两磁极连线的中点,a、 b 两点关于 O 点对称。

(1)试分析其工作原理。 (2)灯泡中的电流方向是否变化。 答案 解析 (1)见解析 (2)变化

(1)线圈来回滑动时,穿过线圈的磁通量不断变化,线圈

中产生感应电流,灯泡发光。 (2)线圈由 a 滑至 b 过程中,磁场方向向左,穿过线圈的磁通量 先减小后增加,根据楞次定律,灯泡中电流方向先由右向左,后由左 向右。 同样可判断线圈由 b 滑至 a 过程中, 灯泡中电流方向先由右向左, 后由左向右。所以线圈中电流方向不断变化。 12.在“研究电磁感应现象”的实验中,首先按图甲接线,以查 明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系;当闭合开关 S 时, 观察到电流表指针向左偏, 不通电时电流表指针停在正中央。 然后按 图乙所示,将电流表与副线圈 B 连成一个闭合回路,将原线圈 A、

电池、滑动变阻器和开关 S 串联成另一个闭合电路。

(1)S 闭合后,将螺线管 A(原线圈)插入螺线管 B(副线圈)的过程 中,电流表的指针将如何偏转? (2)线圈 A 放在 B 中不动时,指针如何偏转? (3)线圈 A 放在 B 中不动,将滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时, 电流表指针将如何偏转? (4)线圈 A 放在 B 中不动,突然断开 S,电流表指针又将如何偏 转? 答案 解析 (1)向右偏转 (2)不偏转 (3)向右偏转 (4)向左偏转

由图甲可知当电流从电表的正接线柱进入时, 电流表指针

左偏, 即电流从哪一个接线柱进入电流表, 其指针就会向哪个方向偏 转。由图乙可知,当开关 S 闭合时,原线圈 A 中磁场的方向向上。 (1)将螺线管 A 插入螺线管 B 的过程中,B 中磁场方向向上且磁通量 增加, 由楞次定律知, B 线圈中产生的感应电流的磁场方向应该向下, 所以产生的感应电流从电流表负接线柱流入电表, 故电流表的指针将 向右偏转。(2)线圈 A 放在 B 中不动时,磁场不变,磁通量不变,无 感应电流产生,电流表指针不偏转。(3)将滑动变阻器的滑片 P 向左 滑动时,A 中电流增强,B 中磁场方向向上且增强,情况同(1)。(4) 突然断开 S,B 中磁场方向向上减弱,磁通量减少,由楞次定律知, B 线圈中产生的感应电流的磁场方向应向上, 所以产生的感应电流从 电流表正接线柱流入电表,故电流表的指针将向左偏转。


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