【状元之路】2017年春高中物理人教版选修3-2习题课件-第4章电磁感应4-3

答案：B
5. (多选题)如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的 绕向如图．左线圈连着平行导轨 M 和 N，导轨电阻不计，在导 轨垂直方向上放着金属棒 ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强 磁场中，下列说法中正确的是( )
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 点与 d 点等电势 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
(2)线框Ⅲ转到图示位置的瞬间，线框中无感应电流，由于 长直导线下方的磁场方向与纸面垂直， 在该位置线框Ⅲ的两竖直 边运动方向与磁场方向平行，不切割磁感线，所以无感应电流； 从磁通量变化的角度考虑， 图示位置是线框Ⅲ中磁通量从增加到 最大之后开始减小的转折点，此位置感应电流的方向要发生变 化，故此时其大小必为 0. (10 分)
答案：见解析

解析：t1 时刻两线圈中电流反向，互相排斥，因此 N＞G； t2、t4 时刻两线圈没有磁场力的作用，因此 N＝G，t3 时刻 P 中有 感应电流，但 Q 中无电流，N＝G，综上所述应选择 AD.
答案： AD
10．(多选题) 有两个闭合矩形线圈 A 和 B 如图所示，线圈 A 中通以顺时 针方向的电流，线圈 B 没通电流．当线圈 A 向线圈 B 靠近时， 下列判断正确的是( )
答案：AD
2. 如图所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平 面与螺线管截面平行． 当电键 S 接通瞬间，两铜环的运动情况是 ( )
A．同时向两侧推开 B．同时向螺线管靠拢 C．一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法 具体判断 D．同时被推开或同时向螺线管靠拢，因电源正负未知，无 法具体判断
A．线圈 B 中产生顺时针方向的电流 B．线圈 B 中产生逆时针方向的电流 C．线圈 B 要离开线圈 A D．线圈 B 要靠近线圈 A
解析：根据楞次定律，线圈 B 中产生顺时针方向的电流， 同时线圈 B 要离开线圈 A，正确选项为 A、C.
答案：AC
二、非选择题(本题有 2 小题，共 40 分) 11．(18 分)如图所示，闭合导线框 abcd 与闭合电路共面放 置，且恰好一半面积在闭合电路内部．当滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时，导线框 abcd 中的感应电流方向是________，导线 框 abcd 所受磁场力方向________．
A．车将向右运动 B．使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部由螺线管转变 为电能，最终转化为螺线管的内能 C．条形磁铁会受到向左的力 D．车会受到向左的力
解析 ：磁铁向右插入螺线管中，根据楞次定律的扩展含义 “来拒去留”，磁铁与小车相互排斥，小车在光滑水平面上受力 向右运动，所以 A、C 项正确，D 项错误．电磁感应现象中满足 能量守恒，由于小车动能增加，外力做的功转化为小车动能和螺 线管中的内能，所以 B 项错误．
解析：金属棒匀速向右运动切割磁感线时，产生恒定感应电 动势，由右手定则判断电流由 a 到 b，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 项错、 B 项正确． 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 流出，在外电路 d 点电势高于 c 点，故 C 项错，D 项正确．
答案：BD
7. (多选题)如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与 大线圈 M 相连，要使导线圈 N 获得顺时针方向的感应电流，则 放在导轨上的裸金属棒 ab 的运动情况是(两线圈共面放置)( )
A．向右匀速运动 C．向右减速运动
B．向左加速运动 D．向右加速运动
解析：欲使 N 产生顺时针方向的感应电流，则感应电流的 磁场方向应为垂直纸面向里，由楞次定律可知有两种情况：一是 M 中有顺时针方向逐渐减小的电流，使其在 N 中的磁场方向向 里，且磁通量在减小；二是 M 中有逆时针方向逐渐增大的电流， 使其在 N 中的磁场方向向外，且磁通量在增大．因此，对于前 者， 应使 ab 减速向右运动； 对于后者， 则应使 ab 加速向左运动． 故 应选 BC.(注意：匀速运动只能产生恒定电流；匀变速运动产生 均匀变化的电流．)
A．在 B 放入磁场的过程中，B 中将产生感应电流；当稳定 后，感应电流消失 B．在 B 放入磁场的过程中，B 中将产生感应电流；当稳定 后，感应电流仍存在 C．如 A 的 N 极朝上，B 中感应电流的方向如图中所示 D．如 A 的 N 极朝上，B 中感应电流的方向与图中所示的相 反
解析：在线圈 B 放入磁场过程中，穿过线圈的磁通量从无 到有，即磁通量发生了变化，在线圈 B 中产生感应电流．由于 B 线圈是用高温超导材料制成的，电阻为零，故稳定后感应电流仍 存在，B 项正确，B 线圈受到安培力向上而悬浮，将 B 看成小磁 针，下端是 N 极，由安培定则判定 B 中感应电流方向与图中所 示的相反，故 D 项正确．
答案：BD
6. (多选题 )我国成功研制的一辆高温超导磁悬浮高速列车 的模型车的车速已达到每小时 500 km，可载 5 人．如图所示就 是磁悬浮的原理， 图中 A 是圆柱形磁铁， B 是用高温超导材料制 成的超导圆环．将超导圆环 B 水平放在磁铁 A 上，它就能在磁 力的作用下悬浮在磁铁 A 上方的空中( )
答案：BC
8. 如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为 m 的铜质矩形线 圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线 AB 正上方等高快速经 过时，若线圈始终不动．则关于线圈受到的支持力 FN 及在水平 方向运动趋势的正确判断是( )
A．FN 先小于 mg 后大于 mg，运动趋势向左 B．FN 先大于 mg 后小于 mg，运动趋势向左 C．FN 先小于 mg 后大于 mg，运动趋势向右 D．FN 先大于 mg 后小于 mg，运动趋势向右
A．P、Q 将相互靠拢 B．P、Q 将相互远离 C．磁铁的加速度仍为 g D．磁铁的加速度小于 g
解析： 根据楞次定律的另一种表述——感应电流的效果总是 要反抗产生感应电流的原因， 本题的“原因”是回路中磁通量的 增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增 加和磁铁的靠近，所以 P、Q 将相互靠近且磁铁的加速度小于 g.
解析：当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线 AB 正上方等高 快速经过时，线圈中向下的磁通量先增加后减小，由楞次定律可 知，线圈中先产生逆时针方向的感应电流，后产生顺时针方向的 感应电流，线圈的感应电流磁场阻碍磁铁的运动，故靠近时磁铁 与线圈相互排斥，线圈受排斥力向右下方，FN 大于 mg，线圈有 水平向右运动的趋势；离开时磁铁与线圈相互吸引，线圈受到吸 引力向右上方，FN 小于 mg，线圈有水平向右运动的趋势．所以 正确选项是 D.
(1)在这三个线框运动的过程中，哪些线框中有感应电流产 生？方向如何？ (2)线框Ⅲ转到图示位置的瞬间，是否有感应电流产生？
解析： (1)线框Ⅰ沿垂直于导线方向向下运动，穿过它的磁 通量减小， 有感应电流产生， 电流产生的磁场方向垂直纸面向里， 根据楞次定律，感应电流的磁场方向也应垂直纸面向里，再由右 手螺旋定则可判断感应电流为顺时针方向； 线框Ⅱ沿平行导线方 向运动，与直导线距离不变，穿过线框Ⅱ的磁通量不变，因此线 框Ⅱ中无感应电流产生；线框Ⅲ绕 OO′轴转动过程中，穿过它 的磁通量不断变化，在转动过程中线框Ⅲ中有感应电流产生，其 方向是周期性改变的．(12 分)
答案：D
9．(多选题)如图甲中，圆形线圈 P 静止在水平桌面上，其 正上方悬挂一相同的线圈 Q，P 和 Q 共轴，Q 中通有变化电流， 电流随时间变化的规律如图乙所示，P 所受的重力为 G，桌面对 P 的支持力为 N，则( )
甲
乙
A．t1 时刻 N＞G B．t2 时刻 N＞G C．t3 时刻 N＜G D．t4 时刻 N＝G
答案：AC
4. 如图所示，ab 是一个可绕垂直于纸面的轴 O 转动的闭合 线圈，在滑动变阻器 R 的滑片 P 自左向右滑动的过程中，ab 线 圈将( )
A．静止不动 B．逆时针转动 C．顺时针转动 D．发生转动，因电源正负极不明，无法确定转动方向
解析：当 P 向右滑动时，电路中的总电阻是减小的，因此通 过线圈的电流增加，电磁铁两磁极间的磁场增强，穿过 ab 线圈 的磁通量增加，线圈中有感应电流，线圈受磁场力作用发生转 动．直接使用楞次定律中的“阻碍”，线圈中的感应电流将阻碍 原磁通量的增加，线圈就会通过转动来改变与磁场的正对面积， 来阻碍原磁通量的增加，只有逆时针转动才会减小有效面积，以 阻碍磁通量的增加．故选项 B 正确．
解析：当电路接通瞬间，穿过线圈的磁通量在增加，使得穿 过两侧铜环的磁通量都在增加，由楞次定律可知，两环中感应电 流的磁场与线圈中磁场方向相反，即受到线圈磁场的排斥作用， 使两铜环分别向外侧移动，选项 A 正确．
答案：A
3．(多选题) 如图所示，闭合螺线管固定在置于光滑水平面 上的小车上，现将一条形磁铁从左向右插入螺线管中．则( )
解析 ：根据楞次定律，导线框 abcd 中的感应电流方向为 abcda，根据左手定则，导线框 abcd 所受磁场力方向向右．
答案：逆时针方向(9 分)
向右(9 分)
12．(22 分)三个闭合矩形线圈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处在同一竖直平面 内，在线框的正上方有一条固定的长直导线，导线中通有自左向 右的恒定电流，如图所示，若三个闭合线框分别做如下运动：Ⅰ 沿垂直长直导线向下运动，Ⅱ沿平行长直导线方向平动，Ⅲ绕其 竖直中心轴 OO′转动．
第四章
电磁感应
课时作业(03)
专题1
楞次定律的推广应用
①进一步熟悉感应电流方向的判断；②知道感应 作业 电流受到的安培力总是阻碍物体的相对运动，并 目标 能利用其判断电磁感应问题． 作业 设计
限时：40 分钟