高考物理同步（人教版） 第9章第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用③課后作業(yè)

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111 一、選擇題(每小題6分，共54分) 　　1．如圖所示，直導(dǎo)線中通以電流I，矩形線圈與通電直導(dǎo)線共面，下列情況中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 　　 （ ） 　　A.電流I增大時 B.線圈向右平動 　　C.線圈向下平動 D.線圈繞ab邊轉(zhuǎn)動 　　【解析】A中，I增大引起直導(dǎo)線周圍磁場增強，使回路中磁通量增加，必有感應(yīng)電流.B中，因為離直導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁感線的分布越稀疏，矩形框向右平動，磁通量變少，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流.C中，線框向下平動時，穿過回路的磁通量不變，回路中無電流產(chǎn)生.D中，線框繞ab邊轉(zhuǎn)動時穿它的磁通量在變化.在圖示位置時穿過回路的磁通量最大，轉(zhuǎn)過90時，穿過的磁通量為零，故必有感應(yīng)電流產(chǎn)生. 　　【答案】A、B、D 　　2．如圖所示，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下.當(dāng)磁鐵向下運動時（但未插入線圈內(nèi)部） （ ） 　　A.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引 　　B.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排斥 　　C.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引 　　D.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥 　　【解析】根據(jù)楞次定律可判出線圈中感應(yīng)電流方向與圖中箭頭方向相同，由感應(yīng)電流效果阻礙相對運動可判出磁鐵與線圈相互排斥，故B選項正確. 　　【答案】B 　　3．如圖所示，在直導(dǎo)線下方有一矩形線框，當(dāng)直導(dǎo)線中通有方向如圖所示且均勻增大的電流時，線框?qū)? （ ） 　　A.有順時針方向的電流 B.有逆時針方向的電流 　　C.靠近直導(dǎo)線 D.遠(yuǎn)離直導(dǎo)線 　　【解析】根據(jù)楞次定律可知，線框?qū)⑦h(yuǎn)離直導(dǎo)線，并有逆時針方向的電流. 　　【答案】B、D 4．如圖所示，A線圈接一靈敏電流計，B線框放在勻強磁場中，B線框的電阻不計，具有一定電阻的導(dǎo)體棒可沿線框無摩擦滑動.今用一恒力F向右拉CD由靜止開始運動，B線框足夠長，則通過電流計中的電流方向和大小變化是（ ） A.G中電流向上，強度逐漸增強 B.G中電流向下，強度逐漸增強 C.G中電流向上，強度逐漸減弱，最后為零 D.G中電流向下，強度逐漸減弱，最后為零 【解析】恒力F向右拉CD由靜止開始運動時，穿過CD的電流方向為D→C,由安培定則及楞次定律可知G中電流向下；水平方向上F- =ma,導(dǎo)體棒的加速度逐漸減小，故回路中電流的變化率逐漸減小，G中感應(yīng)電流逐漸減弱；當(dāng)F=時,CD中的電流恒定，則G中感應(yīng)電流為零，選項D正確. 【答案】D 　　5．如圖所示，銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開始下落，在下落過程中，下列判斷中正確的是 ( ) 　　A.金屬環(huán)在下落過程中的機械能守恒 　　B.金屬環(huán)在下落過程中動能的增加量小于其重力勢能的減小量 　　C.金屬環(huán)的機械能先減小后增大 　　D.磁鐵對桌面的壓力始終大于其自身的重力 　　【解析】金屬環(huán)在下落過程中，其中的磁通量發(fā)生變化，閉合金屬環(huán)中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬環(huán)要受到磁場力的作用，機械能不守恒，A錯.由能量守恒，金屬環(huán)重力勢能的減少量等于其動能的增加量和在金屬環(huán)中產(chǎn)生的電能之和，B對.在下落過程中機械能變?yōu)殡娔?，機械能減小，C錯.當(dāng)金屬環(huán)下落到磁鐵中央位置時，金屬環(huán)中的磁通量不變，其中無感應(yīng)電流，和磁鐵間無磁場力的作用，磁鐵所受重力等于桌面對它的支持力，由牛頓第三定律，磁鐵對桌面的壓力等于桌面對磁鐵的支持力等于磁鐵的重力，D錯. 　　【答案】B 　　6．如圖甲所示，兩個閉合圓形線圈a、b的圓心重合.放在一水平面內(nèi)，線圈b中通以如圖乙所示的電流.設(shè)t=0時b中的電流沿逆時針方向（如圖甲中箭頭所示），則線圈a在時間內(nèi) （ ） 　　A.一直有順時針方向的電流 　　B.一直有逆時針方向的電流 　　C.先有逆時針方向的電流，后有順時針方向的電流 　　D.先有順時針方向的電流，后有逆時針方向的電流 　　【解析】分兩段時間根據(jù)楞次定律判斷，結(jié)論都是逆時針方向，所以選項B正確. 　　【答案】B 　　7．如圖所示裝置中，閉合銅環(huán)A靜止懸掛在通電螺線管的M端，螺線管的軸線垂直于環(huán)面并正對環(huán)心.要使銅環(huán)向螺線管靠近，下列各操作中可以實現(xiàn)的是 （ ） 　　A.開關(guān)S由斷開到接通的瞬間 　　B.開關(guān)S由接通到斷開的瞬間 　　C.將滑片P向C滑動的過程中 　　D.將滑片P向D滑動的過程中 　　【解析】只有電路中電流減小時，由楞次定律可判斷銅環(huán)A向右運動，故B、C正確. 　　【答案】B、C 　　8．如圖所示，水平方向的勻強磁場寬度為d，三個寬度均為d的由相同導(dǎo)線制成的閉合導(dǎo)線框置于磁場的上方，它們的底邊處在同一高度，線框的高度hA=,hB=d,hC=.當(dāng)導(dǎo)線框A、B、C由靜止開始釋放后，在經(jīng)過勻強磁場的過程中線框受到的磁場力始終小于線框的重力，則 ( ) 　　A.剛進入磁場時三個導(dǎo)線框的速度相同 　　B.線框進入磁場后，導(dǎo)線框C的加速度最大 　　C.通過磁場過程中線框A無感應(yīng)電流的時間最長 　　D.通過磁場過程中線框B無感應(yīng)電流的時間最短 　　【答案】A、C、D 　　9．如圖所示，在平面上有兩條相互垂直且彼此絕緣的長通電直導(dǎo)線，以它們?yōu)樽鴺?biāo)軸構(gòu)成一個平面直角坐標(biāo)系.4個相同的閉合圓形線圈在4個象限中完全對稱放置，兩條長直導(dǎo)線中電流大小與變化情況相同，電流方向如圖所示.當(dāng)兩條導(dǎo)線中的電流都開始增大時，4個線圈a、b、c、d中感應(yīng)電流的情況是 （ ） 　　A.線圈a中無感應(yīng)電流 　　B.線圈b中無感應(yīng)電流 　　C.線圈c中有順時針方向的感應(yīng)電流 　　D.線圈d中有逆時針方向的感應(yīng)電流 　　【解析】由安培定則可以判定，第一象限中的線圈a所在處的合磁場方向垂直紙面向里，線圈b所在處合磁場為零，線圈c所在處的合磁場方向垂直紙面向外，線圈d所在處的合磁場為零.當(dāng)兩條導(dǎo)線中的電流都開始增大時，由楞次定律可判定，線圈a中有逆時針方向的感應(yīng)電流，A選項錯；線圈b、d中均無感應(yīng)電流，B選項正確，D選項錯；線圈c中有順時針方向的感應(yīng)電流，C選項正確. 　　【答案】B、C 二、非選擇題(共46分) 10．(８分)邊長為10 cm的正方形矩形線圈固定在勻強磁場中，磁場方向與線圈平面的夾角θ＝30，如圖所示，磁感應(yīng)強度隨時間的變化規(guī)律為：B＝2＋3t(T)，則在第1 s內(nèi)穿過線圈的磁通量變化量ΔΦ為______Wb. 【解析】　t＝0時刻的磁感應(yīng)強度： B1＝2 T＋30 T＝2 T， t＝1 s時的磁感應(yīng)強度：B2＝2 T＋31 T＝5 T， 磁通量的變化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2Ssinθ－B1Ssinθ ＝50.10.1 Wb－20.10.1 Wb ＝0.025 Wb－0.01 Wb＝0.015 Wb. 【答案】　0.015 11．(８分)如圖所示，金屬圓盤可繞O軸轉(zhuǎn)動，電阻R用電刷接于圓盤中心和邊緣之間．當(dāng)圓盤做順時針方向的轉(zhuǎn)動時(從上向下看)，通過R的電流方向是________________________________________________________________________． 【解析】　將圓盤看成由很多根從圓心到邊緣的導(dǎo)線組成，這些導(dǎo)線就像自行車的輻條．圓盤轉(zhuǎn)動時，這些輻條切割磁感線．由右手定則知：輻條中感應(yīng)電流從O流向圓盤邊緣，然后通過電刷沿導(dǎo)線從b通過電阻R到a.所以，通過R的電流方向是b→a. 【答案】　b→a 　　12．（12分）如圖所示，一矩形線圈沿條形磁鐵的一端（稍偏上方）水平下落，則穿過線圈的磁通量如何變化？ 　　【解析】取線圈水平落至條形磁鐵的中央水平面和下方無窮遠(yuǎn)處這兩個特殊位置，可見其磁通量先減少至中央為零，隨后又增大再減少至無窮遠(yuǎn)處為零. 　　【答案】磁通量先減少，后增加，再減少 　　13. （18分）磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場僅存在于邊長為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個電阻為R、邊長為l的正方形導(dǎo)線框abcd，以速度v沿垂直于磁感線的方向勻速通過磁場，如圖所示.從ab邊進入磁場時開始計時. 　?。?）畫出穿過線框的磁通量隨時間變化的圖象. 　　（2）判斷線框中有無感應(yīng)電流.若有，判斷出感應(yīng)電流的方向. 　　【解析】線框穿過磁場的過程可分為3個階段：進入磁場階段（只有ab邊在磁場中）、在磁場中運動階段（ab、cd兩邊都在磁場中）、離開磁場階段（只有cd邊在磁場中）. (1)①線框進入磁場階段：t為0→時，線框進入磁場中的面積線性增加，S=lvt，最后為Φ=BS=Bl2. 　?、诰€框在磁場中運動階段：t為→時，線框磁通量為Φ=Bl2，保持不變. 　?、劬€框離開磁場階段：t為→時，線框磁通量線性減少，最后為零.Φ -t圖象如圖所示. 　?。?）線框進入磁場階段，穿過線框的磁通量增加，線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流.由右手定則可知，感應(yīng)電流方向為逆時針方向.線框在磁場中運動階段，穿過線框的磁通量保持不變，無感應(yīng)電流產(chǎn)生.線框離開磁場階段，穿過線框的磁通量減少，線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流.由右手定則可知，感應(yīng)電流方向為順時針方向. 　　【答案】見解析  111