人教版高中物理必修部分第9讲A1

高效作业知能提升一、选择题1．处在磁场中的一闭合线圈，若没有产生感应电流，则可以判定()A．线圈没有在磁场中运动B．线圈没有做切割磁感线运动C．磁场没有发生变化D．穿过线圈的磁通量没有发生变化解析：要发生电磁感应现象，产生电流，必须是穿过线圈的磁通量发生变化，否则无感应电流．只有D项正确．答案：D2．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9－1－13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．则下列说法中正确的是()图9－1－13A．若保持开关闭合，则铝环不断升高B．若保持开关闭合，则铝环停留在某一高度C．若保持开关闭合，则铝环跳起到某一高度后将回落D．如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变解析：若保持电键闭合，磁通量不变，感应电流消失，所以铝环跳起到某一高度后将回落；正、负极对调，同样磁通量增加，由楞次定律可知，铝环向上跳起，选项C、D正确．答案：CD3．现代汽车中有一种先进的制动机构，可保证车轮在制动时不是完全刹死滑行，而是让车轮仍有一定的滚动．经研究这种方法可以更有效地制动，它有一个自动检测车速的装置，用来控制车轮的转动，其原理如图9－1－14所示，铁质齿轮P与车轮同步转动，右端有一个绕有线圈的磁体，M是一个电流检测器．当车轮带动齿轮转动时，线圈中会有电流，这是由于齿靠近线圈时被磁化，使磁场增强，齿离开线圈时磁场减弱，磁通量变化使线圈中产生了感应电流．将这个电流经放大后去控制制动机构，可有效地防止车轮被制动抱死．在齿a转过虚线位置的过程中，关于M中感应电流的说法正确的是()图9－1－14A．M中的感应电流方向一直向左B．M中的感应电流方向一直向右C．M中先有自右向左、后有自左向右的感应电流D．M中先有自左向右、后有自右向左的感应电流解析：由楞次定律知，感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”．由于齿靠近线圈时被磁化，使磁场增强，感应电流的磁场总要阻碍原磁场增强，由安培定则可知M中感应电流的方向为自左向右；齿离开线圈时磁场减弱，由楞次定律知，M中感应电流方向为自右向左，D项正确．答案：D4．(2011·皖南八校联考)如图9－1－15所示，一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度为By＝B0y＋c，y为该点到地面的距离，c为常数，B0为一定值．铝框平面与磁场垂直，直径ab水平，(空气阻力不计)铝框由静止释放下落的过程中()图9－1－15A．铝框回路磁通量不变，感应电动势为0B．回路中感应电流沿顺时针方向，直径ab两点间电势差为0C．铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度gD．直径ab受安培力向上，半圆弧ab受安培力向下，铝框下落加速度大小可能等于g解析：由题意知，y越小，By越大，下落过程中，磁通量逐渐增加，A错误；由楞次定律判断，铝框中电流沿顺时针方向，但Uab≠0，B错误；直径ab受安培力向上，半圆弧ab受安培力向下，但直径ab处在磁场较强的位置，所受安培力较大，半圆弧ab的等效水平长度与直径相等，但处在磁场较弱的位置，所受安培力较小，这样整个铝框受安培力的合力向上，故C正确D错误．答案：C5．如图9－1－16所示，闭合线圈abcd在磁场中运动到如图位置时，ab边受到的磁场力竖直向上，此线圈的运动情况可能是()图9－1－16A．向右进入磁场B．向左移出磁场C．以ab为轴转动D．以cd为轴转动解析：ab边受磁场力竖直向上，由左手定则知，通过ab的电流方向是由a指向b，由右手定则可知当线圈向左移出磁场时，bc边切割磁感线可产生顺时针方向的电流，当然也可以用楞次定律判断当线圈向左移出磁场时，磁通量减小，产生顺时针的感应电流，故B正确．当以ab或cd为轴转动时，在图示位置，导线不切割磁感线，无电流产生，故C、D错．答案：B6．(2011·上海卷)如图9－1－17，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中()图9－1－17A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针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：本题考查楞次定律的应用及安培力方向的判断．圆环在虚线左侧向下运动时，穿过环的磁通量先增后减，由楞次定律可知，感应电流方向先逆时针后顺时针；穿过虚线在右侧向上运动时，穿过的磁通量先增后减，由楞次定律可知，感应电流方向先顺时针后逆时针，A对；在任何位置处，圆环上下两侧定培力抵消，左右两侧的合安培力始终水平向左，C错，D对．答案：AD7．一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动，M连接在如图9－1－18所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关．下列情况中，可观测到N向左运动的是()图9－1－18A．在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间B．在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间C．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时D．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时解析：在S断开的情况下，S向a(b)闭合的瞬间M中电流瞬时增加，左端为磁极N(S)极，穿过金属环N的磁通量增加，根据楞次定律可知N环向右运动，A、B均错；在S已向a闭合的情况下将R的滑动头向c端移动时，电路中电流减小，M产生的磁场减弱，穿过N的磁通量减小，根据楞次定律，可知N环向左运动，D错、C对．答案：C图9－1－198．如图9－1－19所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度，两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口由静止释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面，下面对两管的描述中可能正确的是()A．A管是用塑料制成的，B管是用胶木制成的B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的D．A管是用塑料制成的，B管是用铝制成的解析：塑料和胶木是绝缘体，铜和铝是导体．磁性小球在绝缘管中下落不会产生电磁感应现象，只受重力作用，加速度a＝g.在导体材料的管中下落时，产生电磁感应现象，出现感应电流，则小球受到阻碍其下落的安培力，加速度a＜g，则下落时间会变长．答案：D9．(2011·上海卷)如图9－1－20，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()图9－1－20A．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：本题考查楞次定律、安培定则及安培力方向的判断等相关知识点．当圆环a顺时针减速旋转时，在圆环a内部将产生垂直纸面向里的磁场，且越来越弱，穿过圆环b的磁通量减小，由楞次定律可知，在环b中将产生顺时针的感应电流，又由同向电流相吸引，所以圆环b有收缩趋势，B对．答案：B10．两个闭合铝环，挂在一根水平光滑的绝缘杆上，当条形磁铁N极向左插向圆环时(如图9－1－21)，两圆环的运动是()图9－1－21A．边向左移边分开B．边向左移边靠拢C．边向右移边分开D．边向右移边靠拢解析：当磁铁向两个圆环运动时，两个圆环的磁场方向相同并且都是增加的，所以两个圆环中产生的感应电流方向相同，由于两个圆环中磁通量增大，所以圆环将远离磁场，由于感应电流的方向相同，所以应该相互靠拢，故B正确．答案：B11．如图9－1－22所示，在匀强磁场中，两根平行的金属导轨上放置两条平行的金属棒ab和cd，假定它们沿导轨运动的速率分别为v1和v2，且v1＜v2，现在要使回路中产生的感应电流最大，则棒ab、cd的运动情况应该为()图9－1－22A．ab和cd都向右运动B．ab和cd都向左运动C．ab向右、cd向左做相向运动D．ab向左、cd向右做背向运动解析：要使电路中产生的感应电流最大，应该使电路中的感应电动势最大，应该使线圈平面内的磁通量变化最快，本题中磁感应强度的大小不变，根据公式可知当线圈平面的磁通量的变化率最大时产生的感应电流最大，C选项和D选项都可以．答案：CD12．如图9－1－23所示，一块长方形光滑铝板水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则()图9－1－23A．铝环的滚动速度将越来越小B．铝环将保持匀速滚动C．铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极D．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变解析：铝板不会被磁化，条形磁铁周围所存在的磁场与没有铝板时是一样的，当铝环移近磁铁时，穿过它的磁通量逐渐增大，从而产生感应电流，使铝环的机械能减少，速率也减小．又由于铝环沿中心线运动，铝环所在处磁场垂直于铝环平面，根据左手定则判定安培力水平向左，其运动方向不会发生偏转，故A、D正确．答案：AD13．如图9－1－24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9－1－25中哪一图像所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力()图9－1－24A．B.C．D.图9－1－25解析：A图中磁感应强度随时间增加，导线中电流是b→a→螺线管→d→c方向．又磁场的变化率不断减小，在螺线管中电流减小，因此，螺线管产生的磁场穿过圆环的磁感线变少．根据楞次定律，为阻碍这种变化，圆环将靠近螺线管，即受到向上的磁场力的作用．B图磁场变化率变大，螺线管产生的电流变大，穿过圆环的磁感线变多，要排斥圆环；C、D图磁场是均匀变化的，螺线管中感应电流是稳恒的，它产生的磁场是不变的，穿过圆环的磁通量不变，无感应电流产生，与螺线管磁场无相互作用．因此本题正确选项是A.答案：A二、非选择题14．如图9－1－26所示是家庭用的“漏电保护器”的关键部分的原理图，其中P是一个变压器铁芯，入户的两根电线(火线和零线)采用双线绕法，绕在铁芯的一侧作为原线圈，然后再接入户内的用电器．Q是一个脱扣开关的控制部分(脱扣开关本身没有画出，它是串联在本图左边的火线和零线上，开关断开时，用户的供电被切断)，Q接在铁芯另一侧副线圈的两端a、b之间，当a、b间没有电压时，Q使得脱扣开关闭合，当a、b间有电压时，脱扣开关即断开，使用户断电．图9－1－26(1)用户正常用电时，a、b之间有没有电压？(2)如果某人站在地面上，手误触火线而触电，脱扣开关是否会断开？为什么？答案：(1)用户正常用电时，a、b之间没有电压，因为双线绕成的初级线圈两根导线中的电流总是大小相等而方向相反的，穿过铁芯的磁通量总为0，副线圈中不会有感应电动势产生．(2)人站在地面上手误触火线，电流通过火线和人体而流向大地，不通过零线，这样变压器的铁芯中就会有磁通量的变化，从而产生感应电动势，脱扣开关就会断开．