课标通用2021高考物理一轮复习作业43电磁感应现象楞次定律含解析

1作业43电磁感应现象楞次定律-2-一、选择题1．如图43－1所示，一水平放置的N匝矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成θ＝30°角，现若使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中磁通量的改变量的大小是()图43－1A.3－12BSB.3＋12NBSC.3＋12BSD.3－12NBS解析：磁通量与匝数无关，Φ＝BS中，B与S必须垂直．初态Φ1＝Bsinθ·S，末态Φ2＝－Bcosθ·S，磁通量的变化量大小ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|BS(－cos30°－sin30°)|＝3＋12BS，故选C项．答案：C图43－22．(贵州遵义航天中学模拟)如图43－2所示，在通电长直导线AB的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈P，AB在线圈平面内．当发现闭合线圈向右摆动时()A．AB中的电流减小，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流B．AB中的电流不变，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流C．AB中的电流增大，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流D．AB中的电流增大，用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的电流解析：根据安培定则可知导线框所在处的磁场方向垂直纸面向里，若直导线中的电流增大，穿过线框的磁通量增大，根据楞次定律得到：线框中感应电流方向为逆时针方向．根据左手定则可知导线框所受安培力指向线框内，由于靠近导线磁场强，则安培力较大．远离导线磁场弱，则安培力较小．因此线圈离开AB直导线，即向右摆动，反之产生顺时针方向的电-3-流，向左摆动，故C正确．答案：C图43－33．电阻R、电容器C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁位于线圈的正上方，N极朝下，如图43－3所示．在磁铁N极远离线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()A．从b到a，下极板带正电B．从a到b，下极板带正电C．从b到a，上极板带正电D．从a到b，上极板带正电解析：当磁铁N极向上运动时，向下穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可得，感应磁场方向与原磁场方向相同，即向下，再由安培定则可得感应电流方向沿线圈盘旋而上，由于线圈相当于电源，则流过R的电流方向是从a到b，电容器上极板带正电，故选D.答案：D4．如图43－4所示，磁场方向垂直于纸面，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后无初速度释放，在圆环从a摆向b的过程中()图43－4A．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．感应电流方向先顺时针后逆时针再顺时针D．感应电流方向一直是顺时针-4-解析：在竖直虚线左侧，圆环向右摆时磁通量增加，由楞次定律可判断，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，由安培定则可知感应电流方向为逆时针方向；摆过竖直虚线时，环中磁通量左减右增相当于方向向外的增大，因此感应电流方向为顺时针方向；在竖直虚线右侧向右摆动时，环中磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场同向，可知感应电流为逆时针方向，因此只有A项正确．答案：A5．如图43－5(甲)所示，一矩形金属线圈abcd垂直匀强磁场并固定于磁场中，磁场是变化的，磁感应强度B随时间t的变化关系图象如图43－5(乙)所示，则线圈的ab边所受安培力F随时间t变化的图象是(规定向右为安培力F的正方向)()图43－5解析：在0～1s内由(乙)图可知磁场均匀减小，所以产生恒定电动势，恒定电流，据F安＝BIL，B均匀减小，所以F安也均匀减小，因此D是错误的；因为0～1s内磁场减小，线圈的磁通量减小，线圈abcd有扩张的趋势，所以ab受向左的安培力，向左为负，所以B是错误的；1～2s内磁场均匀增加，磁通量增加，线圈有收缩的趋势，ab受向右安培力，向右为正，所以C错误，A正确．答案：A6．(河北衡水模拟)线圈ab中的电流如图43－6所示，设电流从a到b为正方向，那么在0～t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，从左向右看，它的方向是()图43－6-5-A．顺时针B.逆时针C．先顺时针后逆时针D.先逆时针后顺时针解析：根据题意可知，当电流从a流向b时，由安培定则可知，穿过线圈M的磁场水平向右，由于电流的减小，所以磁通量变小，根据楞次定律可得，铝环M的感应电流方向为顺时针(从左向右看)．后半段时间电流从b流向a，由安培定则可知，穿过铝环M的磁场水平向左，电流增大，则磁通量变大，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针(从左向右看)，故电流方向不变，A正确．答案：A图43－77．(多选)闭合铜环与闭合金属框相接触放在匀强磁场中，如图43－7所示，当铜环向右移动时(金属框不动)，下列说法中正确的是()A．铜环内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化B．金属框内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化C．金属框ab边中有感应电流，因为回路abfgea中磁通量增加了D．铜环的半圆ehf中有感应电流，因为回路ehfcde中的磁通量减少解析：当铜环移动，导致线圈abfgea与dcfhed闭合电路磁通量发生变化，从而出现感应电流，由楞次定律可知，线圈abfgea磁通量增加，感应电流是逆时针方向，而线圈dcfhed的磁通量减小，感应电流是顺时针方向，故C、D正确．答案：CD图43－88．(长沙重点高中测试)(多选)MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，如图43－8所示，则()A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由a到c到d到bB．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由c到d到b-6-到aC．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路电流为零D．若ab、cd都向右运动，且两棒速度vcdvab，则abdc回路有电流，电流方向由c到d到b到a解析：若固定ab，使cd向右滑动，由右手定则知应产生顺时针方向的电流，故A正确；若ab、cd同向运动且速度大小相同，ab、cd所围的面积不变，磁通量不变，则不产生感应电流，故B错；若ab向左、cd向右同时运动，则abdc中有顺时针方向的电流，故C错；若ab、cd均向右运动，且vcdvab，则ab、cd所围的面积增大，磁通量也增大，则产生由c到d到b到a的电流，故D正确．答案：AD图43－99．(安徽巢湖四校期末联考)(多选)如图43－9所示，通电螺线管N置于闭合金属环M的轴线上，当N中的电流突然减小，则()A．环M有缩小的趋势B．环M有扩张的趋势C．螺线管N有缩短的趋势D．螺线管N有伸长的趋势解析：对通电螺线管，当通入的电流突然减小时，螺线管每匝间的相互吸引力也减少，所以匝间距增大，C项错误，D项正确；对金属环，穿过的磁通量也随之减少，由楞次定律知，只有减小面积才能阻碍磁通量的减少，金属环有缩小的趋势，A项正确，B项错误．答案：AD10．(安徽蚌埠二中模拟)(多选)如图43－10是生产中常用的一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B(构成电磁铁)，线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合回路．下列说法正确的是()-7-图43－10A．闭合开关S时，B中产生与图示方向相同的感应电流B．闭合开关S时，B中产生与图示方向相反的感应电流C．断开开关S时，电磁铁会继续吸住衔铁D一小段时间D．断开开关S时，弹簧K立即将衔铁D拉起解析：由题意可知，闭合S后，线圈A中产生磁场，穿过线圈B的磁通量要增加，根据楞次定律推论“增反减同”，结合安培定则可知，B中产生与图示方向相反的感应电流，故A错误，B正确；断开S，回路电流减小，铁芯中磁场减小，由楞次定律，线圈B产生图示方向的电流，减缓磁场减小的趋势，电磁铁会继续吸住衔铁D一小段时间，故C正确，D错误．答案：BC11．(多选)如图43－11所示装置中，cd杆原来静止．当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动()图43－11A．向右匀速运动B.向右加速运动C．向左加速运动D．向左减速运动解析：ab匀速运动时，ab中感应电流恒定，L1中磁通量不变，穿过L2的磁通量不变，L2中无感应电流产生，cd保持静止，A错误；ab向右加速运动时，L2中的磁通量向下增大，通过cd的电流方向向下，cd向右移动，B正确；同理可得C错误，D正确．答案：BD12．(多选)如图43－12所示，倾角为α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．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()-8-图43－12A．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回路中产生俯视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a＝gsinα－B2l2vmR总，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．答案：AC二、非选择题13．如图43－13所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式．图43－13解析：要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化在t＝0时刻，穿过线圈平面的磁通量Φ1＝B0S＝B0l2设t时刻的磁感应强度为B，此时磁通量为Φ2＝Bl(l＋vt)-9-由Φ1＝Φ2得B＝B0ll＋vt.答案：B＝B0ll＋vt