2019版一轮优化探究物理(沪科版)练习：第十章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律 Word版含解析

[课时作业]单独成册方便使用[基础题组]一、单项选择题1．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”的设想实验中，能观察到感应电流的是()A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化解析：将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，因线圈中的磁通量没有变化，故不能观察到感应电流，选项A不符合题意；在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈时，如果通电线圈通以恒定电流，产生不变的磁场，则在另一线圈中不会产生感应电流，选项B不符合题意；在线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表时，磁通量已不再变化，因此也不能观察到感应电流，选项C不符合题意；绕在同一铁环上的两个线圈，在给一个线圈通电或断电的瞬间，线圈产生的磁场变化，使穿过另一线圈的磁通量变化，因此，能观察到感应电流，选项D符合题意．答案：D2.如图所示，闭合圆形导体线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行．当磁感应强度逐渐增大时，以下说法正确的是()A．线圈中产生顺时针方向的感应电流B．线圈中产生逆时针方向的感应电流C．线圈中不会产生感应电流D．线圈面积有缩小的倾向解析：由于线圈平面与磁场平行，所以穿过线圈的磁通量为0.当磁感应强度增大时，穿过线圈的磁通量仍然为0，则线圈中不会产生感应电流，故只有C正确．答案：C3.如图所示，左侧有一个竖直放置的超导体圆环，O点为圆环的圆心，右侧有一条形磁铁．一开始圆环中没有电流，条形磁铁由静止沿轴线向左加速运动，当N极到达圆心O所在位置时，突然静止不动．下列说法正确的是()A．条形磁铁运动的过程中，线圈中有逆时针电流(从左向右看)B．条形磁铁N极运动到O点静止瞬间，线圈中的电流消失C．条形磁铁运动的过程中，线圈对条形磁铁有向右的作用力D．条形磁铁运动的过程中，条形磁铁对线圈始终没有作用力解析：根据楞次定律“增反减同”的结论，条形磁铁运动的过程中，线圈中有顺时针电流(从左向右看)，选项A错误；线圈是超导体，条形磁铁静止瞬间，线圈中的电流不会消失，选项B错误；根据楞次定律“来拒去留”，条形磁铁运动的过程中，线圈对条形磁铁有向右的作用力，条形磁铁对线圈有向左的作用力，选项C正确，选项D错误．答案：C4.如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化量大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则()A．ΔΦ1＞ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿adcba方向的电流出现B．ΔΦ1＝ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿abcda方向的电流出现C．ΔΦ1＜ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿adcba方向的电流出现D．ΔΦ1＜ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿abcda方向的电流出现解析：设金属框在位置Ⅰ的磁通量为ΦⅠ，金属框在位置Ⅱ的磁通量为ΦⅡ，由题可知ΔΦ1＝|ΦⅡ－ΦⅠ|，ΔΦ2＝|－ΦⅡ－ΦⅠ|，所以金属框的磁通量变化量大小ΔΦ1＜ΔΦ2，由安培定则知两次磁通量均向里减小，所以由楞次定律知两次运动中线框中均出现沿adcba方向的电流，C对．答案：C5.如图所示，螺线管与灵敏电流计相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管．下列说法正确的是()A．电流计中的电流先由a到b，后由b到aB．a点的电势始终低于b点的电势C．磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量D．磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度解析：电流计中的电流先由b到a，后由a到b，A错误．a点的电势先比b点低，后比b点高，B错误．磁铁减少的机械能等于回路中产生的热量，C错误．根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍磁铁与闭合回路间的相对运动，磁铁刚离开螺线管时，受到向上的磁场力，加速度小于重力加速度，D正确．答案：D二、多项选择题6.如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形．则该磁场()A．逐渐增强，方向向外B．逐渐增强，方向向里C．逐渐减弱，方向向外D．逐渐减弱，方向向里解析：由于磁场变化，线圈变为圆形，面积变大，根据楞次定律可知，磁场逐渐减弱，方向可以是向里也可以是向外，C、D两项正确．答案：CD7.如图是磁悬浮的原理，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，则()A ．将B 放入磁场的过程中，B 中将产生感应电流，稳定后，感应电流消失B ．将B 放入磁场的过程中，B 中将产生感应电流，稳定后，感应电流仍存在C ．如A 的N 极朝上，B 中感应电流为顺时针方向(俯视)D ．如A 的N 极朝上，B 中感应电流为逆时针方向(俯视)解析：当将B 环靠近A 时，由于越靠近磁铁A ，磁场就越强，磁感线就越密，所以在靠近过程中穿过B 环的磁通量发生改变，即在该环中会产生感应电流；由于发生了超导，即B 环没有电阻，所以稳定后B 环中的电流不会变小，且永远存在，故A 错误，B 正确．此时B 环水平放在磁铁A 上且悬浮在磁铁A 的上方空中，即其相互排斥，说明B 环的下面是N 极，故B 环中感应电流为顺时针方向(俯视)，故C 正确，D 错误．答案：BC8.(2018·江苏镇江模拟)航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示．当固定线圈上突然通过直流电时，线圈左侧的金属环被弹射出去．现在线圈左侧同一位置，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，电阻率ρ铜<ρ铝．则合上开关S 的瞬间( )A ．从右侧看，环中产生沿逆时针方向的感应电流B ．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C ．若将金属环置于线圈右侧，环将向右弹射D ．电池正、负极调换后，金属环仍能向左弹射解析：闭合开关S 的瞬间，金属环中向右的磁通量增大，根据楞次定律，从右侧看，环中产生沿顺时针方向的感应电流，A 错误；由于电阻率ρ铜<ρ铝，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，铜环中产生的感应电流大于铝环中产生的感应电流，由安培力公式可知，铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，B 正确；若将金属环置于线圈右侧，则闭合开关S 的瞬间，环将向右弹射，C 正确；电池正、负极调换后，同理可以得出金属环仍能向左弹射，D正确．答案：BCD[能力题组]选择题9.(2018·湖南长沙模拟)自1932年磁单极子概念被狄拉克提出以来，不管是理论物理学家还是实验物理学家都一直在努力寻找，但迄今仍然没能找到它们存在的确凿证据．近年来，一些凝聚态物理学家找到了磁单极子存在的有力证据，并通过磁单极子的集体激发行为解释了一些新颖的物理现象，这使得磁单极子艰难的探索之路出现了一丝曙光．如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈，则从上向下看，这个线圈中将出现()A．先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流B．先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流C．逆时针方向的持续流动的感应电流D．顺时针方向的持续流动的感应电流解析：N极磁单极子穿过超导线圈的过程中，当磁单极子靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加，且磁场方向从上向下，所以由楞次定律可知感应电流方向为逆时针；当磁单极子远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，且磁场方向从下向上，所以由楞次定律可知感应电流方向为逆时针．因此线圈中产生的感应电流方向不变．由于超导线圈中没有电阻，因此感应电流将长期维持下去，故A、B、D错误，C正确．答案：C10.(2018·陕西西安模拟)如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB与OO′平行，且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直．若要在线圈中产生abcda方向的感应电流，可行的做法是()A．AB中电流I逐渐增大B．AB中电流I先增大后减小C．AB正对OO′，逐渐靠近线圈D．线圈绕OO′轴逆时针转动90°(俯视)解析：选项A、B、C中通过线圈的磁通量始终为零，故不能产生感应电流，A、B、C错误；选项D中，线圈中的磁通量增加，且原磁场方向逆时针穿过线圈，根据楞次定律可判断感应电流为顺时针穿过线圈，由安培定则可得感应电流方向为abcda，D正确．答案：D11．(2018·湖南长沙重点高中联考)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b到d到cB．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v cd>v ab，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错．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v cd>v ab，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：D12.(2018·山东潍坊模拟)如图所示，线圈A内有竖直向上的磁场，磁感应强度B随时间均匀增大；等离子气流(由高温高压的等电荷量的正、负离子组成)由左方连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中，发现两直导线a、b互相吸引．由此可以判断P1、P2两极板间的匀强磁场的方向为()A．垂直纸面向外B．垂直纸面向里C．水平向左D．水平向右解析：线圈A内有竖直向上的磁场，磁感应强度B随时间均匀增大，根据楞次定律可知a中电流的方向向下，a、b相互吸引，说明b中电流的方向也向下，则P1带正电，说明正离子向上偏转，根据左手定则可知P1、P2间磁场的方向垂直于纸面向里，B正确．答案：B13.(多选)如图所示，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() A．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：AC14．(多选)如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运动方向，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈．通过观察图形，判断下列说法正确的是()A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为逆时针B．若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，磁场对线圈的作用力增大C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈D．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈解析：由楞次定律可知，若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为顺时针，A错误．若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，线圈通过磁场区域更快，由法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势更大，感应电流更大，安培力也更大，B正确．由图知1、2、4、…线圈都发生了相对滑动，而第3个线圈没有，故第3个线圈为不合格线圈，C错误，D正确．答案：BD15．(多选)如图甲所示，等离子气流由左边连续以方向如图所示的速度v0射入P1和P2两金属板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd连接．线圈A内有如图乙所示的变化磁场，且磁场B的正方向规定为向左，如图甲所示．下列说法正确的是()A．0～1 s内ab、cd导线互相排斥B．1～2 s内ab、cd导线互相排斥C．2～3 s内ab、cd导线互相排斥D．3～4 s内ab、cd导线互相排斥解析：由题图甲左侧电路可以判断ab中电流方向为由a到b；由右侧电路及题图乙可以判断，0～2 s内cd中感应电流方向为由c到d，跟ab中的电流同向，因此ab、cd相互吸引，选项A、B错误.2～4 s内cd中感应电流方向为由d到c，跟ab中电流反向，因此ab、cd相互排斥，选项C、D正确．答案：CD。