高考经典课时作业9-1 电磁感应现象、楞次定律

高考经典课时作业9-1 电磁感应现象、楞次定律
（含标准答案及解析）
时间：45分钟分值：100分
1．假如有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是()
A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无
B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场
C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场
D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场
2．(2012·高考北京卷)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环．闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是()
A．线圈接在了直流电源上
B．电源电压过高
C．所选线圈的匝数过多
D．所用套环的材料与老师的不同
3．(2013·南京模拟)如图所示，在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环．以下判断中正确的是()
A．释放圆环，环下落时产生感应电流
B．释放圆环，环下落时无感应电流
C．释放圆环，环下落时环的机械能守恒
D．释放圆环，环下落时环的机械能不守恒
4．(2013·芜湖一中高三质检)如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，t＝0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示)．在t1～t2时间内，对于线圈B，下列说法中正确的是()
A．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势
B．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势
C．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势
D．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势
5．如图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是()
A．三者同时落地
B．甲、乙同时落地，丙后落地
C．甲、丙同时落地，乙后落地
D．乙、丙同时落地，甲后落地
6．2012年冬季我国自主研发的J－15舰载战机在北海进行着舰训练，在上空盘旋时，由于地磁场的存在，飞机在一定高度水平飞行时，其机翼就会切割磁感线，机翼的两端之间会有一定的电势差，则从飞行员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势()
A．低B．高
C．相等D．以上情况都有可能
7．(2013·湖北八校二联)如图是电子感应加速器的示意图，上、
下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子
在真空室中做圆周运动．上图为侧视图，下图为真空室的俯
视图，电子从电子枪右端逸出(不计初速度)，当电磁铁线圈
电流的方向与图示方向一致时，使电子在真空室中沿虚线加
速击中电子枪左端的靶，下列说法中正确的是()
A．真空室中磁场方向竖直向上
B．真空室中磁场方向竖直向下
C．电流应逐渐减小
D．电流应逐渐增大
8．如图所示的装置中，cd杆原来静止，当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动()
A．向右匀速运动B．向右减速运动
C．向左加速运动D．向左减速运动
9．某同学设计了如图所示的装置验证楞次定律，其中ab是一个可绕
垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形线框，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框ab将()
A．保持静止不动
B．逆时针转动
C．顺时针转动
D．发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向
10．如右图所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处自由下落接近回路时()
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
11．如右图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连接，要使小导线圈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
B．向左减速运动
C．向右减速运动
D．向右加速运动
12．如图所示，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 随时间t应怎样变化？请推导出这种情况下B与t的关系式．
标准答案及解析：
1．
解析：电磁感应现象产生的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生改变时，回路中有感应电流产生．A中，即使有一个恒定的磁场，也不会有示数，A错误；同理，将电流表与线圈组成回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，也不能判断出没有磁场，因为磁通量可能是恒定的，B错误；电流表有示数则说明一定有磁场，C正确；将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一个与磁场平行的平面内沿各个方向运动，也不会有示数，D错误．
答案：C
2．
解析：闭合开关S，金属套环跳起，是因为S闭合瞬间，穿过套环的磁通量变化，环中产生感应电流的缘故．产生感应电流要具备两个条件：回路闭合和穿过回路的磁通量变化．只要连接电路正确，闭合S瞬间，就会造成穿过套环磁通量变化，与电源的交直流性质、电压高低、线圈匝数多少均无关．该同学实验失败，可能是套环选用了非导电材料的缘故，故D选项正确．
答案：D
3．
解析：圆环中的磁通量始终为零，无感应电流，故A、D错误，B、C正确．
答案：BC
4．
解析：在t1～t2时间内，通入线圈A中的电流是正向增大的，即逆时针方向增大的，其内部会产生增大的向外的磁场，穿过B的磁通量增大，由楞次定律可判定线圈B中会产生顺时针方向的感应电流．线圈B中电流为顺时针方向，与A的电流方向相反，有排斥作用，故线圈B将有扩张的趋势．
答案：A
5．
解析：甲是铜线框，在下落过程中产生感应电流，所受的安培力阻碍它的下落，故所需的时间长；乙没有闭合回路，丙是塑料线框，故都不会产生感应电流，它们做自由落体运动，故D正确．
答案：D
6．
解析：北半球的地磁场的竖直分量向下，由右手定则可判定飞机无论向哪个方向飞行，由飞行员的角度看均为左侧机翼电势较高．
答案：B
7．
解析：由安培定则知，A正确．电子逆时针加速运动形成顺时针方向的感应电流，感应电流产生的磁场与原电流产生的磁场方向相反，由楞次定律知原磁场是增强的，故D 正确．
答案：AD
8．
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不正确；ab向右减速运动时，L1中的磁通量向上减小，由楞次定律知L2中感应电流产生的磁场方向向下，故通过cd的电流方向向上，cd向左移动，B错误；同理得C不正确、D正确．
答案：D
9．
解析：滑动变阻器的滑片P向右滑动时，接入电路的电阻变大，电流强度变小，由这个电流产生的磁场减弱，穿过线框磁通量变小．根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁场的变化，所以线框ab应顺时针方向转动，增大其垂直于磁感线方向的投影面积，才能阻碍穿过线框的磁通量减小．
答案：C
10．
解析：设磁铁下端为N极，如右图所示，根据楞次定律可判断出
P、Q中的感应电流方向，根据左手定则可判断P、Q所受安培力的
方向．可见，PQ将互相靠拢．由于回路所受安培力的合力向下，由
牛顿第三定律，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g.当磁
铁下端为S极时，根据类似的分析可得到相同的结果．
答案：AD
11．
解析：欲使N产生顺时针方向的感应电流，感应电流的磁场垂直纸面向里，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．
答案：C
12．
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，即任一时刻的磁通量与t＝0时刻的磁通量相等
在t＝0时刻，穿过线圈平面的磁通量
Φ1＝B0·S＝B0·l2
设t时刻的磁感应强度为B，此时磁通量为
Φ2＝Bl(l＋vt)
由Φ1＝Φ2得B＝B0l
l＋vt 答案：见解析。