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1、第10单元 电磁感应课时作业(二十六)第26讲电磁感应现象、楞次定律时间/40分钟基础巩固1.2017江西师大附中、临川一中联考 从奥斯特发现电流周围存在磁场后,法拉第坚信磁一定能生电.他使用如图K26-1所示的装置进行实验研究,以致经过了10年都没发现“磁生电”.主要原因是()图K26-1A.励磁线圈A中的电流较小,产生的磁场不够强B.励磁线圈A中的电流是恒定电流,不会产生磁场C.感应线圈B的匝数较少,产生的电流很小D.励磁线圈A中的电流是恒定电流,产生稳恒磁场2.(多选)2017昆明模拟 用如图K26-2所示的实验装置研究电磁感应现象,下列说法正确的是()图K26-2A.当把磁铁N极向下插
2、入线圈时,电流表指针发生偏转B.当把磁铁N极从线圈中拔出时,电流表指针不发生偏转C.保持磁铁在线圈中与线圈相对静止时,电流表指针不发生偏转D.若磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,则电流表指针发生偏转3.某磁场的磁感线如图K26-3所示,有一铜线圈由A位置下落至B位置,在下落的过程中,自上往下看,线圈中感应电流的方向()图K26-3A.始终沿顺时针B.始终沿逆时针C.先沿顺时针再沿逆时针D.先沿逆时针再沿顺时针4.(多选)2017武汉调研 如图K26-4所示,在两根竖直放置的平行长直导线M、N中通入大小、方向均相同的恒定电流,圆形导线框在图示位置,线框和两导线在同一竖直平面(纸面)内.下列说法正
3、确的是()图K26-4A.若线框从图示位置由静止释放,则线框做直线运动B.若线框从图示位置由静止释放,则线框做曲线运动C.若线框沿着水平方向自右向左在两导线间匀速移动,则线框中感应电流一直沿逆时针方向D.若线框沿着水平方向自右向左在两导线间匀速移动,则线框中感应电流先沿逆时针、后沿顺时针方向5.2017闽粤大联考 如图K26-5所示,和是一对异名磁极,ab为放在其间的金属棒,ab和cd导线连成一个闭合回路.当ab棒向左运动时,cd导线受到向下的安培力,则由此可知()图K26-5A.d点电势高于c点电势B.是S极C.是N极D.ab棒受到向左的安培力6.(多选)如图K26-6所示,在一竖直平面内,
4、三条平行导线串有两个电阻R1和R2,导体棒PQ与三条导线均接触良好.匀强磁场的方向垂直于纸面向里,导体棒的电阻可忽略.若导体棒向左加速运动,则()图K26-6A.流经R1的电流方向向上B.流经R2的电流方向向下C.流经R1的电流方向向下D.流经R2的电流方向向上技能提升7.2017北京海淀期末 如图K26-7所示,左侧闭合电路中的电流大小为I1,ab为一段长直导线;右侧平行金属导轨的左端连接有与ab平行的长直导线cd,在远离cd导线的右侧空间存在与导轨平面垂直的匀强磁场,在磁场区域放置垂直于导轨且与导轨接触良好的导体棒MN,当导体棒沿导轨匀速运动时,可在cd上产生大小为I2的感应电流.已知I1
5、I2,不计匀强磁场对导线ab和cd的作用,用f1和f2分别表示导线cd对ab的安培力大小和ab对cd的安培力大小.下列说法中正确的是()图K26-7A.若MN向左运动,则ab与cd两导线相互吸引,f1=f2B.若MN向右运动,则ab与cd两导线相互吸引,f1=f2C.若MN向左运动,则ab与cd两导线相互吸引,f1f2D.若MN向右运动,则ab与cd两导线相互吸引,f1f28.(多选)2017昆明调研 如图K26-8所示,在一空心螺线管内部中点处悬挂一铜环.在电路接通的瞬间,下列说法正确的是()图K26-8A.从左往右看,铜环中有逆时针方向的感应电流B.从左往右看,铜环中有顺时针方向的感应电流
6、C.铜环有收缩的趋势D.铜环有扩张的趋势9.自从英国物理学家狄拉克提出磁单极子以来,寻找磁单极子一直是人类的一个追求.如图K26-9所示,设想一个磁N单极子从远处沿一个闭合金属线圈的轴线向右匀速通过,设从右向左观察时顺时针方向为电流的正方向,则与该线圈串联的仪表中记录到的线圈中感应电流的i-t图像是图K26-10中的()图K26-9图K26-1010.为了测量列车运行的速度和加速度的大小,可采用如图K26-11甲所示的装置,它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组导线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出).当列车经过线圈上方时,线圈中产生的电流被记录下来,P、Q为接测量仪器
7、的端口.若俯视轨道平面时磁场垂直于地面向下(如图乙所示),则在列车经过测量线圈的过程中,流经线圈的电流()图K26-11A.始终沿逆时针方向B.先沿逆时针方向,再沿顺时针方向C.先沿顺时针方向,再沿逆时针方向D.始终沿顺时针方向11.(多选)如图K26-12所示,倾角为的固定斜面上放置着两条光滑的平行金属导轨,金属棒KN置于导轨上,在以ab和cd为边界的区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于导轨平面向上.在cd左侧的无磁场区域cdPM内有一半径很小的金属圆环L,圆环与导轨在同一平面内.金属棒KN在重力作用下从磁场右边界ab处由静止开始沿斜面向下运动后,下列说法正确的是()图K26-
8、12A.圆环L有收缩趋势B.圆环L有扩张趋势C.圆环内产生的感应电流变小D.圆环内产生的感应电流不变挑战自我12.如图K26-13所示,A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶木盘A的轴线OO重合.现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO按箭头所示方向加速转动,则()图K26-13A.金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力增大B.金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力减小C.金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力减小D.金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力增大13.(多选)如图K26-14所
9、示,铁芯上有两个导线圈A和B.线圈A跟电源和开关S相连,LED(发光二极管,具有单向导电性)M和N并联后接在线圈B两端.图中所有元件均正常,则()图K26-14A.S闭合瞬间,A中有感应电动势B.S断开瞬间,A中有感应电动势C.S闭合瞬间,M亮一下,N不亮D.S断开瞬间,M和N二者均不亮课时作业(二十七)第27讲法拉第电磁感应定律、自感和涡流时间/40分钟基础巩固1.随着科技的不断发展,无线充电已经进入人们的视线.小到手表、手机,大到电脑、电动汽车,都已经实现了无线充电从理论研发到实际应用的转化.如图K27-1所示为某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图.关于无线充电,下列说法中正确
10、的是()图K27-1A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电流的磁效应B.只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同D.只要有无线充电底座,所有手机都可以进行无线充电2. 图K27-2中有A、B两个导线圈.线圈B连接一电阻R,要使流过电阻R的电流大小恒定,且方向由c点流经电阻R到d点,设线圈A中电流i从a点流入线圈的方向为正方向,则线圈A中的电流随时间变化的图像应为图K27-3中的()图K27-2图K27-33.(多选)如图K27-4所示,一导线弯成直径为d的半圆形闭合回路.虚线MN右侧有磁感应强度大小为B的匀强磁场,方向垂直于
11、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,下列说法中正确的是()图K27-4A.感应电流的方向为逆时针方向B.CD段直导线始终不受安培力C.感应电动势的最大值Emax=BdvD.感应电动势的平均值Bdv技能提升4.(多选)2017湖南株洲质检 用导线绕成一圆环,环内有一用同种导线折成的内接正方形线框,圆环与线框绝缘,如图K27-5所示.把它们放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环和线框所在平面(纸面)向里.当磁感应强度均匀减弱时()图K27-5A.圆环和线框中的电流方向都为顺时针方向B.圆环和线框中的电流方向都为
12、逆时针方向C.圆环和线框中的电流大小之比为1D.圆环和线框中的电流大小之比为215.(多选)有一半径为a且右端开小口的导体圆环和一长为2a的导体直杆,它们单位长度电阻均为R0.圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,如图K27-6所示.从圆环中心DO开始,杆的位置由确定,则()图K27-6A.=0时,杆产生的感应电动势为2BavB.=时,杆产生的感应电动势为BavC.=0时,杆受的安培力大小为D.=时,杆受的安培力大小为6.(多选)2017苏北三市联考 如图K27-7所示的电路中,自
13、感线圈L的自感系数很大,电阻可忽略,D为理想二极管,L1、L2为两个小灯泡.下列说法正确的是()图K27-7A.当S闭合时,L1立即变亮,L2逐渐变亮B.当S闭合时,L1一直不亮,L2逐渐变亮C.当S由闭合断开时,L2立即熄灭D.当S由闭合断开时,L1突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭7.如图K27-8所示,虚线MN表示甲、乙、丙三个相同正方形金属框的一条对称轴,金属框内均匀分布有界匀强磁场,磁感应强度随时间变化规律都满足B=kt,金属框按照图示方式处于磁场中,测得金属框甲、乙、丙中的感应电流分别为I甲、I乙、I丙,则下列判断正确的是()图K27-8A.I乙=2I甲,I丙=2I甲 B.I乙=2I甲,
14、I丙=0C.I乙=0,I丙=0 D.I乙=I甲,I丙=I甲8.2017青岛质检 如图K27-9所示,虚线间有一垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场宽度为L,磁感应强度大小为B.有总电阻为R的直角三角形导线框,两条直角边的边长分别为2L和L,在该线框以垂直于磁场边界的速度v匀速穿过磁场的过程中,下列说法正确的是()图K27-9A.线框中的感应电流方向始终不变B.线框中的感应电流一直在增大C.线框所受安培力方向始终相同D.当通过线框的磁通量最大时,线框中的感应电动势为零9.(1)如图K27-10甲所示,两根足够长的平行金属导轨间距L=0.3 m,在导轨间有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B1=0.5
15、 T.一根直金属杆MN以v=2 m/s的速度向右匀速运动,杆MN始终与导轨垂直且接触良好.杆MN的电阻r1=1 ,导轨的电阻可忽略.求杆MN中产生的感应电动势E1.(2)如图乙所示,一个匝数n=100的圆形导线圈面积为S1=0.4 m2,电阻为r2=1 .在线圈中存在面积S2=0.3 m2且垂直于线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域,磁感应强度B2随时间t变化的关系如图丙所示.求圆形线圈中产生的感应电动势E2.(3)将一个R=2 的电阻分别与图甲和图乙中的a、b端相连接,然后b端接地.以上两种情况中,哪种情况a端的电势较高?求出较高的电势a.图K27-10挑战自我10.2017江苏卷 如图K27
16、-11所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻.质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下.当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:(1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小l;(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a;(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P.图K27-11专题训练(十)专题10电磁感应中的电路和图像问题时间/40分钟基础巩固1.如图Z10-1所示,竖直平面内
17、有一金属环,其半径为a,总电阻为2r(金属环粗细均匀),磁感应强度大小为B0的匀强磁场垂直于环面,在环的最高点A处用铰链连接长度为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A、B两端的电压为()图Z10-1A.B0avC.B0av D.B0av2.(多选)2017湖南株洲联考 如图Z10-2甲所示,一个刚性圆形导线圈与电阻R构成闭合回路,线圈平面与所在处的匀强磁场方向垂直,磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示.关于线圈中产生的感应电动势e、电阻R消耗的功率P随时间t变化的图像,图Z10-3中可能正确的是()图Z10-2图Z10-
18、33.2018河北正定中学月考 在如图Z10-4甲所示的虚线框内有匀强磁场,设图示磁场方向为正,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示.边长为L、电阻为R的正方形均匀导线框abcd有一半处于磁场中,磁场方向垂直于线框平面,此时线框的发热功率为P,则()图Z10-4A.线框中的感应电流方向会发生改变B.cd边所受的安培力大小不变,方向改变C.线框中的感应电动势为D.线框中的电流大小为4.(多选)如图Z10-5甲所示,一个半径为r1、匝数为n、电阻为R的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路,导线的电阻不计.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场(图中未画出),磁感
19、应强度B随时间t变化的图像如图乙所示,图线在横、纵坐标轴的截距分别为t0和B0.0t1时间内,下列分析正确的是()图Z10-5A.R1中电流的方向由a到bB.电流的大小为C.线圈两端的电压为D.通过电阻R1的电荷量为技能提升5.一个匀强磁场的边界是MN,MN左侧无磁场,右侧是范围足够大的匀强磁场区域,如图Z10-6甲所示.现有一个金属线框沿ab(abMN)方向以恒定速度从MN左侧垂直进入匀强磁场区域,线框中的电流随时间变化的I-t图像如图乙所示,则线框可能是图Z10-7中的()图Z10-6图Z10-76.光滑的平行金属导轨所在平面与水平面的夹角为,导轨上端接一阻值为R的电阻,导轨所在空间有垂直
20、于导轨平面向上的匀强磁场,有一质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直放在导轨上且与导轨保持良好接触,其余部分电阻不计.要使金属棒始终处于静止状态,则磁场随时间变化的图像可能是图Z10-8中的()图Z10-87.(多选)如图Z10-9所示,导体棒沿两平行金属导轨从图中位置以速度v向右匀速通过以正方形abcd为边界的磁场区域,磁场方向均垂直于导轨平面,ac垂直于导轨且平行于导体棒,ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向与左侧相反,导轨和导体棒的电阻均不计.关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图像(规定电流由M经R到N为正方向,安培力向左为正方向),可能正确的是图Z10-10中的()图Z10-9
21、图Z10-108.2017深圳一模 一根阻值为12 的金属导线绕成如图Z10-11甲所示形状的闭合回路,大正方形边长为0.4 m,小正方形边长为0.2 m,共10匝,放在粗糙的水平桌面上,两正方形对角线间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,整个过程中线框始终未动.求:(1)线框中产生的感应电动势;(2)线框的电功率;(3)线框在第1 s末受到的摩擦力大小.图Z10-11挑战自我9.2017唐山模拟 在同一水平面上的光滑平行金属导轨P、Q相距l=1 m,导轨左端接有如图Z10-12所示的电路.其中水平放置的平行板电容器两极板M、N相距d=10 mm,定值电阻R1=R2=
22、12 ,R3=2 ,金属棒ab的电阻r=2 ,其他电阻不计.磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场竖直穿过导轨平面,当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时,悬浮于电容器两极板之间的质量m=110-14 kg、电荷量q=-110-14 C的微粒恰好静止不动.g取10 m/s2.在整个运动过程中金属棒与导轨始终保持垂直并接触良好,且速度恒定.试求:(1)匀强磁场的方向;(2)ab棒两端的电压;(3)金属棒ab运动的速度大小.图Z10-12专题训练(十一)专题11涉及电磁感应的力电综合问题时间/40分钟基础巩固1.如图Z11-1所示,用横截面积之比为41的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b,以相同
23、的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中将a和b匀速拉到磁场外,若外力对线框做的功分别为Wa、Wb,则WaWb为()图Z11-1A.14B.12C.11D.不能确定2.(多选)两根足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,间距为L,顶端接阻值为R的电阻.质量为m、电阻为r的金属棒在磁场上边界上方某处由静止释放,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图Z11-2所示,不计导轨的电阻,重力加速度为g,则()图Z11-2A.金属棒在磁场中运动时,流过电阻R的电流方向为abB.金属棒在磁场中运动的速度为v时,金属棒所受的安培力大小为C.金属棒的最大速度为D.金属棒以稳定的速度运动时
24、,电阻R的热功率为R3.(多选)2017南昌三校联考 在如图Z11-3所示的倾角为的光滑斜面上存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域,区域的磁场方向垂直于斜面向上,区域的磁场方向垂直于斜面向下,磁场宽度HP及PN均为L.一个质量为m、电阻为R、边长为L的正方形导线框由静止开始沿斜面下滑,t1时刻ab边刚好越过GH进入磁场区域,此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动;t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置,此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动.重力加速度为g.下列说法中正确的是()图Z11-3A.当ab边刚越过JP时,导线框的加速度大小为a=gsin B.导线框两次做匀速直线运动的速
25、度之比v1v2=41C.从t1时刻到t2时刻的过程中,导线框克服安培力做的功等于重力势能的减少量D.从t1时刻到t2时刻的过程中,有的机械能转化为电能4.(多选)2017贵州黔南州三校联考 如图Z11-4所示,竖直放置的光滑平行金属导轨上端接入一定值电阻R,C1和C2是半径都为a的两圆形磁场区域,两区域内的磁场方向均垂直于导轨平面向外,区域C1中磁场的磁感应强度随时间按B1=b+kt(k0)变化,C2中磁场的磁感应强度恒为B2.一质量为m、电阻为r、长度为L的金属杆AB穿过区域C2的圆心垂直地跨放在两导轨上,且与导轨接触良好,并恰能保持静止,重力加速度为g,则()图Z11-4A.通过金属杆的电
26、流大小为B.通过金属杆的电流方向为从B到AC.定值电阻的阻值为R=-rD.整个电路中的热功率P=5.2018辽宁实验中学月考 如图Z11-5所示,相距为d的两条水平虚线之间是方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B.正方形金属线圈abcd边长为L(Lb=0,图乙中ab=0,所以当电阻R与图甲中的导轨相连接时,a端的电势较高.此时通过电阻R的电流I=电阻R两端的电势差a-b=IR故a端的电势a=IR=0.2 V.10.(1)(2)(3)解析 (1)感应电动势E=Bdv0感应电流I=故I= (2)安培力F=BId由牛顿第二定律得F=ma故a=(3)金属杆切割磁感线的速度v=v0-v,则感应电动势E=
27、Bd(v0-v)电功率P=故P=.专题训练(十)1.A解析 棒摆到竖直位置时整根棒处在匀强磁场中,切割磁感线的长度为2a,导体棒切割磁感线产生的感应电动势E=B02av,其中v=,则E=B0av,外电路的总电阻R=,根据闭合电路欧姆定律得I=,则总电流I=,故A、B两端的电压U=IR=B0av,选项A正确.2.BD解析 根据图像知00.5T内磁场增强,0.5TT内磁场减弱,由楞次定律知,线圈中的感应电流先沿逆时针方向,后沿顺时针方向,故A错误;根据法拉第电磁感应定律得E=S,因为00.5T内和0.5TT内磁感应强度的变化率为定值且绝对值相等,所以感应电动势大小不变,故B正确;根据I=,可知整个
28、过程中电流大小不变,由P=I2R知电阻R消耗的功率不变,故C错误,D正确.3.D解析 根据图像,分析磁场变化的一个周期,在0时间内,向外的磁场在减弱,故感应电流的磁场方向向外,在T时间内,向里的磁场在增强,故感应电流的磁场方向也向外,此后磁场变化重复此周期,说明线框中的感应电流方向不会发生改变,选项A错误;cd边的电流方向由d到c不变,大小也不变,而磁场方向改变,磁感应强度的大小也改变,故cd边受到的安培力方向改变,大小也改变,选项B错误;根据法拉第电磁感应定律可得,线框中的感应电动势E=,选项C错误;线圈中产生的感应电流大小不变,即P=I2R,所以线框中的电流大小为,选项D正确.4.BD解析
29、 由图像分析可知,0t1时间内,由法拉第电磁感应定律得E=nS,其中S=,由闭合电路欧姆定律得I1=,联立得通过电阻R1的电流大小I1=,由楞次定律可判断出通过电阻R1的电流方向为从b到a,选项A错误,选项B正确;线圈两端的电压大小U=I12R=,选项C错误;通过电阻R1的电荷量q=I1t1=,选项D正确.5.D解析 线框切割磁感线产生的感应电动势E=BLv,设线框总电阻是R,则感应电流I=,由图乙所示图像可知,感应电流先均匀变大,后均匀变小,由于B、v、R是定值,故有效切割长度L应先变大后变小,且L随时间均匀变化.闭合圆环匀速进入磁场时,有效长度L先变大后变小,但L随时间不是均匀变化,不符合
30、题意,故A错误;正方形线框进入磁场时,有效长度L不变,感应电流不变,不符合题意,故B错误;梯形线框匀速进入磁场时,有效长度L先均匀增加,后不变,再均匀减小,不符合题意,故C错误;三角形线框匀速进入磁场时,有效长度L先增加后减小,且随时间均匀变化,符合题意,故D正确.6.D解析 根据题意,画出的示意图如图所示.棒ab始终处于静止状态,则其受到的安培力沿斜面向上,根据楞次定律可知穿过闭合回路的磁通量是增加的,选项C错误;棒ab始终处于静止状态,根据平衡条件有mgsin =BIL,则当B变大时,电流I应减小,又I=,故应减小,选项A、B错误,选项D正确.7.AC解析 导体棒在左半区域磁场中时,根据右手定则,通过棒的电流方向向上,电流由M经R到N,为正值,且逐渐变大,导体棒在右半区域磁场中时,根据右手定则,通过棒的电流方向向下,电流由N经R到M,为负值,逐渐减小,且经过分界线ac时感应电流的大小突然加倍,A正确,B错误;设导体棒切割磁感线的有效长度为L,第一段时间内安培力大小F=BIL=B,因Lt,故Ft2,F-t图像为抛物线,同理可知第二段时间内F-t图