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1、第九章 電磁感應(yīng) 課時(shí)作業(yè)27 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律
時(shí)間:45分鐘 滿分:100分
一、選擇題(8×8′=64′)
圖1
1.如圖1所示,一個(gè)矩形線圈與通有相同大小的電流的平行直導(dǎo)線處于同一平面,而且處在兩導(dǎo)線的中央,則( )
A.兩電流同向時(shí),穿過線圈的磁通量為零
B.兩電流反向時(shí),穿過線圈的磁通量為零
C.兩電流同向或反向,穿過線圈的磁通量都相等
D.因兩電流產(chǎn)生的磁場是不均勻的,因此不能判定穿過線圈的磁通量是否為零
解析:兩電流同向時(shí),在線圈范圍內(nèi),產(chǎn)生的磁場方向相反,大小對稱,穿過線圈的磁通量為零,A正確,BCD不正確.
答案:A
圖2
2.位
2、于載流長直導(dǎo)線近旁的兩根平行鐵軌A和B,與長直導(dǎo)線平行且在同一水平面上,在鐵軌A、B上套有兩段可以自由滑動的導(dǎo)體CD和EF,如圖2所示,若用力使導(dǎo)體EF向右運(yùn)動,則導(dǎo)體CD將( )
A.保持不動
B.向右運(yùn)動
C.向左運(yùn)動
D.先向右運(yùn)動,后向左運(yùn)動
解析:當(dāng)EF向右運(yùn)動時(shí),由右手定則,有沿FECD逆時(shí)針方向的電流,再由左手定則,得CD受力向右,選B.本題也可以直接由楞次定律判斷,由于EF向右,線框CDFE面積變大,感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果是阻礙面積變大,即CD向右運(yùn)動.
答案:B
圖3
3.如圖3所示,要使Q線圈產(chǎn)生圖示方向的電流,可采用的方法有( )
A.閉合電鍵K
3、B.閉合電鍵K后,把R的滑片右移
C.閉合電鍵K后,把P中的鐵心從左邊抽出
D.閉合電鍵K后,把Q靠近P
解析:當(dāng)閉合電鍵K時(shí),Q中的磁場由無變有,方向向右,由楞次定律,Q產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向如題圖,A正確.閉合電鍵K后,把Q靠近P時(shí),Q中的磁場變強(qiáng),方向向右,由楞次定律,Q產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向如題圖,D正確,B、C不正確.
答案:AD
圖4
4.如圖4所示,在光滑水平桌面上有兩個(gè)金屬圓環(huán),在它們圓心連線中點(diǎn)正上方有一個(gè)條形磁鐵,當(dāng)條形磁鐵自由下落時(shí),將會出現(xiàn)的情況是( )
A.兩金屬環(huán)將相互靠攏
B.兩金屬環(huán)將相互分開
C.磁鐵的加速度會大于g
D.磁鐵的加速度會小于g
4、
解析:當(dāng)條形磁鐵自由下落時(shí),金屬圓環(huán)中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果總是阻礙磁通量增大,阻礙磁鐵發(fā)生相對運(yùn)動,磁鐵加速度小于g,同時(shí),金屬圓環(huán)向遠(yuǎn)處運(yùn)動,有使磁通量變小的趨勢,B、D正確.
答案:BD
圖5
5.甲、乙兩個(gè)同心的閉合金屬圓環(huán)位于同一平面內(nèi),甲環(huán)中通以順時(shí)針方向電流I,如圖5所示,當(dāng)甲環(huán)中電流逐漸增大時(shí),乙環(huán)中每段導(dǎo)線所受磁場力的方向是( )
A.指向圓心
B.背離圓心
C.垂直紙面向內(nèi)
D.垂直紙面向外
解析:當(dāng)甲環(huán)中電流逐漸增大時(shí),由楞次定律,感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果是阻礙乙線圈中的磁場變強(qiáng),使乙線圈面積變小,A正確.
圖6
答案:A
6.如圖6所示重現(xiàn)了
5、當(dāng)初法拉第的一個(gè)實(shí)驗(yàn).下列說法中正確的是( )
A.右邊磁鐵S極斷開時(shí),有感應(yīng)電流從a至b通過檢流計(jì)
B.右邊磁鐵S極斷開時(shí),有感應(yīng)電流從b至a通過檢流計(jì)
C.左邊磁鐵N極斷開時(shí),有感應(yīng)電流從a至b通過檢流計(jì)
D.左邊磁鐵N極斷開時(shí),有感應(yīng)電流從b至a通過檢流計(jì)
解析:鐵芯中的磁場方向由左向右,右邊磁鐵S極斷開時(shí),鐵芯中的磁場變?nèi)酰衫愦味?,感?yīng)電流從a至b通過檢流計(jì),A正確.同理C正確.
答案:AC
圖7
7.如圖7所示為一個(gè)圓環(huán)形導(dǎo)體,有一個(gè)帶負(fù)電的粒子沿直徑方向在圓環(huán)表面勻速掠過的過程,環(huán)中感應(yīng)電流的情況是( )
A.無感應(yīng)電流
B.有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流
6、
C.有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流
D.先逆時(shí)針方向后順時(shí)針方向的感應(yīng)電流
解析:帶負(fù)電的粒子沿直徑方向在圓環(huán)表面勻速掠過時(shí),相當(dāng)于有向左的直線電流流過,在圓環(huán)中產(chǎn)生的磁場大小上下對稱分布,方向相反,產(chǎn)生總磁通量總是零,A正確.
答案:A
圖8
8.如圖8所示,在一蹄形磁鐵兩極之間放一個(gè)矩形線框abcd.磁鐵和線框都可以繞豎直軸OO′自由轉(zhuǎn)動.若使蹄形磁鐵以某角速度轉(zhuǎn)動時(shí),線框的情況將是( )
A.靜止
B.隨磁鐵同方向轉(zhuǎn)動
C.沿與磁鐵相反方向轉(zhuǎn)動
D.要由磁鐵具體轉(zhuǎn)動方向來決定
解析:由楞次定律,線圈中的感應(yīng)電流總是要阻礙它與磁鐵之間的相對運(yùn)動,即與磁鐵同方向轉(zhuǎn)動,B正
7、確.
答案:B
二、計(jì)算題(3×12′=36′)
圖9
9.面積為S的矩形線框abcd,處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中(磁場區(qū)域足夠大),磁場方向與線框平面成θ角,如圖9所示,當(dāng)線框以ab為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)90°過程中,穿過abcd的磁通量變化量ΔΦ為多少?
解析:設(shè)開始穿過線圈的磁通量為正,則在線框轉(zhuǎn)過90°過程中,穿過線圈的磁通量是由正向BSsinθ減小到零,再由零增大到負(fù)向BScosθ.
所以,磁通量的變化量為:
ΔΦ=|Φ2-Φ1|=|-BScosθ-BSsinθ|
=BS(cosθ+sinθ).
答案:BS(cosθ+sinθ)
圖10
10.如圖10所示
8、,固定于水平面上的金屬框架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,金屬棒MN沿框架以速度v0向右勻速運(yùn)動.t=0時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,此時(shí)MN到達(dá)的位置恰好使MDEN構(gòu)成邊長為L的正方形,為使MN中無電流,從t=0開始,試推導(dǎo)出磁感應(yīng)強(qiáng)度與時(shí)間t的關(guān)系式.
解析:t=0與t時(shí)刻回路的磁通量不變,導(dǎo)體棒中就無電流,即B0L2=B(L+v0t)L,解得B=B0.
答案:B=B0
圖11
11.如圖11所示是家庭用的“漏電保護(hù)器”的關(guān)鍵部分的原理圖,其中P是一個(gè)變壓器鐵芯,入戶的兩根電線(火線和零線)采用雙線繞法,繞在鐵芯的一側(cè)作為原線圈,然后再接入戶內(nèi)的用電器.Q是一個(gè)脫扣開關(guān)的控制部分(脫
9、扣開關(guān)本身沒有畫出,它是串聯(lián)在本圖左邊的火線和零線上,開關(guān)斷開時(shí),用戶的供電被切斷),Q接在鐵芯另一側(cè)副線圈的兩端a、b之間,當(dāng)a、b間沒有電壓時(shí),Q使得脫扣開關(guān)閉合,當(dāng)a、b間有電壓時(shí),脫扣開關(guān)即斷開,使用戶斷電.
(1)用戶正常用電時(shí),a、b之間有沒有電壓?
(2)如果某人站在地面上,手誤觸火線而觸電,脫扣開關(guān)是否會斷開?為什么?
答案:(1)用戶正常用電時(shí),a、b之間沒有電壓,因?yàn)殡p線繞成的初級線圈兩根導(dǎo)線中的電流總是大小相等而方向相反的,穿過鐵芯的磁通量總為0,副線圈中不會有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生.
(2)人站在地面上手誤觸火線,電流通過火線和人體而流向大地,不通過零線,這樣變壓器的鐵芯中就會有磁通量的變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,脫扣開關(guān)就會斷開.