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1、课后限时作业 39 电磁感应现象 楞次定律课后限时作业 39 电磁感应现象 楞次定律 时间：45 分钟 1物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验” 如图所示，她把一个带铁芯的线圈L、 开关 S 和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环闭合开 关 S 的瞬间，套环立刻跳起某同学另找来器材再探究此实验他连接好电路，经重复实验， 线圈上的套环均未动对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是( D ) A线圈接在了直流电源上 B电源电压过高 C所选线圈的匝数过多 D所用套环的材料与老师的不同 解析 ： 无论实验用的是交流电还是直流电， 闭合开关 S 的瞬间，
2、 穿过套环的磁通量均增加， 只要套环的材料是导体，套环中就能产生感应电流，套环就会跳起如果套环是用塑料做的， 则不能产生感应电流，也就不会受安培力作用而跳起选项 D 正确 2.如图所示， 线圈两端与电阻相连构成闭合回路， 在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁， 磁铁的 S 极朝下在将磁铁的 S 极插入线圈的过程中( B ) A通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥 B通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥 C通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引 D通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引 解析：当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，原磁场方
3、向向上，所以感应磁场方 向向下，根据安培定则，通过电阻的电流方向为ba.根据楞次定律“来拒去留”可判断线 圈对磁铁的作用是阻碍作用，故磁铁与线圈相互排斥综上所述：线圈中感应电流通过电阻 的电流方向为ba，磁铁与线圈相互排斥B 正确 3.如图所示，金属棒ab置于水平放置的金属导体框架cdef上，棒ab与框架接触良 好 从某一时刻开始， 给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场， 并且磁感应强度均匀增加，ab 棒仍静止在磁感应强度均匀增加的过程中，关于ab棒受到的摩擦力，下列说法正确的是( B ) A摩擦力大小不变，方向向右 B摩擦力变大，方向向右 C摩擦力变大，方向向左 D摩擦力变小，方向向左 解析
4、： 磁感应强度均匀增大， 穿过回路的磁通量均匀增大， 根据法拉第电磁感应定律得知， 回路中产生恒定的电动势，感应电流恒定不变ab棒所受的安培力FBIL，可知安培力F均 匀增大，金属棒ab始终保持静止，则摩擦力也均匀增大根据楞次定律，结合左手定则，可 知ab棒受到的安培力向左，则ab棒所受的摩擦力方向向右故选 B. 4如图所示，线圈A内有竖直向上的磁场，磁感应强度B随时间均匀增大 ； 等离子气流 (由高温高压的等电荷量的正、负离子组成)由左方连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板 间的匀强磁场中，发现两直导线a、b互相吸引，由此可以判断P1、P2两极板间的匀强磁场 的方向为( B ) A垂直纸
5、面向外 B垂直纸面向里 C水平向左 D水平向右 解析 ： 线圈A内有竖直向上的磁场，磁感应强度B随时间均匀增大，根据楞次定律可知a 中电流的方向向下，a、b相互吸引，说明b中电流的方向也向下，则P1带正电，说明正离子 向上偏转，根据左手定则可知P1、P2两极板间磁场的方向垂直于纸面向里，B 正确 5.如图所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所 在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流， 且具有收缩趋势， 由此可知， 圆环a( B ) A顺时针加速旋转 B顺时针减速旋转 C逆时针加速旋转 D逆时针减速旋转 解析：由楞次定律知，欲使b中产生顺时针方向的电流，则a
6、环内磁场应向里减弱或向 外增强，a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于b环又有收缩趋势，说明a 环外部磁场向外，内部向里，故 B 正确 6.如图甲所示， 在同一平面内有两个圆环A、B， 圆环A将圆环B分为面积相等的两部分， 以图甲中A环电流沿顺时针方向为正，当圆环A中的电流如图乙所示变化时，下列说法正确 的是( B ) AB中始终没有感应电流 BB中有顺时针方向的感应电流 CB中有逆时针方向的感应电流 DB中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向 解析：由于圆环A中的电流发生了变化，故圆环B中一定有感应电流产生，由楞次定律 判定B中有顺时针方向的感应电流，故 B 选项正确 7.如图
7、，在一根竖直放置的铜管的正上方某处从静止开始释放一个强磁体，在强磁体沿 着铜管中心轴线穿过铜管的整个过程中，不计空气阻力，那么( C ) A由于铜是非磁性材料，故强磁体运动的加速度始终等于重力加速度 B由于铜是金属材料，能够被磁化，使得强磁体进入铜管时加速度大于重力加速度，离 开铜管时加速度小于重力加速度 C由于铜是金属材料，在强磁体穿过铜管的整个过程中，铜管中都有感应电流，加速度 始终小于重力加速度 D由于铜是金属材料，铜管可视为闭合回路，强磁体进入 和离开铜管时产生感应电流， 在进入和离开铜管时加速度都小于重力加速度，但在铜管内部时加速度等于重力加速度 解析：铜是非磁性材料，不能够被磁化，
8、B 错误；铜是金属材料，在强磁体穿过铜管的 整个过程中，铜管始终切割磁感线，铜管中都有感应电流，强磁体受到向上的磁场力，加速 度始终小于重力加速度，C 正确，A、D 错误 8(多选)如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置 于导轨上构成回路在外力F作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动在匀速运 动过程中外力F做功WF， 磁场力对导体棒做功W1， 磁铁克服磁场力做功W2， 重力对磁铁做功WG， 回路中产生的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为Ek.则( BCD ) AW1Q BW2W1Q CW1Ek DWFWGEkQ 解析：由能量守恒定律可知：磁铁克服磁场力做功W2，
9、等于回路的电能，电能一部分转 化为内能，另一部分转化为导体棒的机械能，所以W2W1Q，故 A 错误，B 正确；以导体棒 为对象，由动能定理可知，磁场力对导体棒做功W1Ek，故 C 正确；外力对磁铁做功与重力 对磁铁做功之和为回路中的电能，也等于焦耳热和导体棒的动能，故 D 正确 9(多选)如图甲，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正 方向螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面 内当螺线管内的磁感应强度B随时间按图乙所示规律变化时( AD ) A在t1t2时间内，L有收缩趋势 B在t2t3时间内，L有扩张趋势 C在t2t3时间内，L内
10、有逆时针方向的感应电流 D在t3t4时间内，L内有顺时针方向的感应电流 解析：据题意，在t1t2时间内，外加磁场磁感应强度增加且斜率在增大，则在导线框 中产生沿顺时针方向增加的电流，该电流激发出增加的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产 生感应电流，根据结论“增缩减扩”可以判定圆环有收缩趋势，故选项 A 正确；在t2t3时 间内，外加磁场均匀变化，在导线框中产生稳定电流，该电流激发出稳定磁场，该磁场通过 圆环时，圆环中没有感应电流，故选项 B、C 错误；在t3t4时间内，外加磁场向下减小， 且斜率也减小，在导线框中产生沿顺时针方向减小的电流，该电流激发出向里减小的磁场， 故圆环内产生顺时针方向电流
11、，选项 D 正确 10(多选)如图所示，倾角为的斜面上放置着光滑导轨，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，磁场方向垂直导轨平面向 上在cd左下方的无磁场区域cdPM内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面 内当金属棒KN在重力作用下从磁场右边界ab处由静止开始向下运动后，则下列说法正确 的是( AC ) A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 解析：由于金属棒KN在重力的作用下向下运动，则KNMP回路中产生逆时针方向的感应 电流，则在圆环处产生垂直于轨道平面向上的磁场，随着金属棒向下加
12、速运动，圆环的磁通 量将增加，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环磁通量的增加；又由于金属 棒向下运动的加速度减小，磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减 小故 A、C 正确 11.如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置小磁块先后在两管中 从相同高度处由静止释放，并落至底部则小磁块( C ) A在P和Q中都做自由落体运动 B在两个下落过程中的机械能都守恒 C在P中的下落时间比在Q中的长 D落至底部时在P中的速度比在Q中的大 解析 ： 小磁块从铜管P中下落时，P中的磁通量发生变化，P中产生感应电流，给小磁块 一个向上的磁场力，阻碍小磁块向下运动，因此小磁块
13、在P中不是做自由落体运动，而塑料 管Q中不会产生电磁感应现象，因此Q中小磁块做自由落体运动，A 项错误 ；P中的小磁块受 到的磁场力对小磁块做负功，机械能不守恒，B 项错误；由于在P中小磁块下落的加速度小 于g，而Q中小磁块做自由落体运动，因此从静止开始下落相同高度，在P中下落的时间比 在Q中下落的时间长，C 项正确 ； 根据动能定理可知，小磁块落到底部时在P中的速度比在Q 中的速度小，D 项错误 12(多选)如图所示，磁场方向垂直于纸面，磁感应强度大小在竖直方向均匀分布，水 平方向非均匀分布 一铜制圆环用绝缘细线悬挂于O点 将圆环拉至位置a后无初速度释放， 圆环摆到右侧最高点b，不计空气阻力
14、在圆环从a摆向b的过程中( AD ) A感应电流方向先是逆时针方向，再顺时针方向，后逆时针方向 B感应电流方向一直是逆时针 C安培力方向始终与速度方向相反 D安培力方向始终沿水平方向 解析 ： 由楞次定律知，感应电流方向先是逆时针方向，再顺时针方向，后逆时针方向，A 正确，B 错误；根据左手定则，因等效导线是沿竖直方向的，且两边的磁感应强度不同，故 合力方向始终沿水平方向，和速度方向会有一定夹角，C 错误，D 正确 13如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图所示左线圈连着平行导 轨M和N，导轨电阻不计，在垂直于导轨方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的 匀强磁场中，下列说法
15、正确的是( D ) A当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点 B当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点 C当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点 D当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点 解析：金属棒匀速向右运动切割磁感线，产生恒定感应电动势，由右手定则判断出电流 由ab，b点电势高于a点，c、d端不产生感应电动势，c点与d点等势，故 A、B 错金属 棒向右加速运动时，b点电势仍高于a点，感应电流增大，穿过右边线圈的磁通量增大，所 以右线圈中也产生感应电流，由楞次定律可判断电流从d通过电阻到c，在外电路中，d点电
16、势高于c点，故 C 错误，D 正确 14(多选)如图甲所示，等离子气流由左方连续以速度v0射入M和N两板间的匀强磁场 中，ab直导线与M、N相连接，线圈A与直导线cd连接，线圈A内有按图乙所示规律变化的 磁场，且规定向左为磁场B的正方向，则下列叙述正确的是( BD ) A01 s 内，ab、cd导线互相排斥 B12 s 内，ab、cd导线互相吸引 C23 s 内，ab、cd导线互相吸引 D34 s 内，ab、cd导线互相排斥 解析 ： 根据左手定则，可判定等离子气流中的正离子向上极板M偏转，负离子向下极板N 偏转，所以ab中电流方向是由a向b的在第 1 s 内，线圈A内磁场方向向右，磁感应强度 减小，由楞次定律可知感应电流方向是由c向d的，根据ab、cd内电流的流向关系，可知两 导线相互吸引，A 错误 ； 在第 2 s 内，线圈A内磁场方向向左，磁感应强度增加，由楞次定律 可知感应电流的方向是由c向d的，根据电流的流向关系可知两导线相互吸引，B 正确；同 理可以判断 C 错误，D 正确