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1、必考部分 选修 3-2 第九章 第 1 单元 电磁感应现象、楞次定律 课时作业 命 题 设 计 难度 题号 较易 中等 稍难 单 一 目 标 楞次定律 6、7、8、9 3、5、10 右手定则 1、2 综合 目标 综合 应用 4 11、12 一、单项选择题(本题共 5 小题，每小题 7 分，共 35 分)1如图 1 所示，闭合线圈 abcd 在磁场中运动到如图所示位置 时，ab 边受到的磁场力竖直向上，此线圈的运动情况可能 是 ()A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
2、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，无感应电流产生，故 C、D 错 答案：B 2如图 2 所示，在匀强磁场中，MN、PQ 是两根平行的金属 导轨，而 ab、cd 为串有伏特表和安培表的两根金属棒，它们 同时以相同的速度向右运动时，下列说法中正确的是()A电压表有读数，电流表有读数 B电压表无读数，电流表有读数 目标 C电压表无读数，电流表无读数 D电压表有读数，电流表无读数 解析：此题考查对电磁感应现象
3、的理解和对电压表、电流表示数的理解两棒以相同的速度向右运动时，因穿过面 abcd 的磁通量不变，回路中没有感应电流，电流表和电压表均不会有读数C 项正确 答案：C 3如图 3 所示，虚线框 abcd内有一匀强磁场区域，磁场方向竖直向下矩形闭合金属线框 abcd 以一定的速度 沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动 图 4 中所给出的是金属 框的四个可能达到的位置，则金属框的速度不可能为零的位 置是 ()解析：当线框完全处于磁场中时，线框中无感应电流产生，线框不受力，将做匀速直线运动，其速度不可能为零，故 C 对 答案：C 4(2010填江模拟)如图 5 甲所示，两个闭合圆形线圈 A、B 的圆心重合，放
4、在同一水平面内，线圈 A 中通以如图 5 乙所示的变化电流，t0 时电流方向为顺时针(如图中箭头所示)在 t1t2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 解析：在 t1t2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 中
5、的电流方向相反，有排斥作用，故线圈 B 将有扩张的趋势综上所述，A 项正确 答案：A 5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 6 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
6、M 中感应电流的说法正确的是()AM 中的感应电流方向一直向左 BM 中的感应电流方向一直向右 CM 中先有自右向左、后有自左向右的感应电流 DM 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：D 二、多项选择题(本题共 5 小题，每小题 7 分，共 35 分每小题有多个选项符合题意，全部选对的得 7 分，选对但不全的得 3 分，错选或
7、不答的得 0 分)6如图 7 所示是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是 ()解析：根据楞次定律可确定感应电流的方向：对 C 选项，当磁铁向下运动时：(1)闭合线圈原磁场的方向向上；(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化增加；(3)感应电流产生的磁场方向向下；(4)利用安培定则判断感应电流的方向与图中箭头方向相同故 C 项正确同理分析可知 D 项正确 答案：CD 7如图 8 所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀
8、强磁场中，下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是()A圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动 B圆盘以某一水平直径为轴匀速转动 C圆盘在磁场中向右匀速平移 D匀强磁场均匀增加 解析：圆盘绕过圆心的竖直轴转动和在磁场中匀速平 移，都不会使其磁通量发生变化，故不会有电磁感应现象，A、C 错误；圆盘绕水平轴 转动或磁场均匀增加，都会使圆盘中的磁通量发生变化，故有感应电流产生，B、D 正确 答案：BD 8如图 9 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，环下落时环的机械能守恒 B释放圆环，环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁受的重力大 C给磁铁水平向右的初速度，磁铁滑出时
9、做减速运动 D给磁铁水平向右的初速度，圆环产生向左运动的趋势 解析：由条形磁铁磁场分布特点可知，穿过其中央位置正上方的 圆环的合磁通量为零，所以在环下落的过程中，磁通量不变，没有感应电流，圆环只 受重力，则环下落时机械能守恒，A 对，B 错；给磁铁水平向右的初速度，由楞次定律 可知，圆环的运动总是阻碍自身磁通量的变化，所以环要受到向右的作用力，由牛顿 第三定律可知，磁铁要受到向左的作用力而做减速运动(或据“总阻碍相对运动”的推 论得出)，故 C 对 D 错 答案：AC 9(2010南京模拟)如图 10 所示，通过水平绝缘的传送带输送完全相同的铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动为了检测出
10、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，线圈进入磁场前等距离排列，穿过磁场后根据线圈间的距离，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，线圈相对传送带向后滑动 B若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动 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：由产生电磁感应现象的条件和楞次定律知，A 正确，B 错误由各线圈位置关系知，C 错误，D 正确 答案：AD 10如图 11 所示，AOC 是光滑的金属轨道，AO 沿竖直方向，OC 沿水平方向，PQ 是一根
11、金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中 Q 端始终在 OC 上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在 PQ 杆滑动的过程中，下列判断正确的是 ()A感应电流的方向始终是由 PQ B感应电流的方向先是由 PQ，后是由 QP CPQ 受磁场力的方向垂直杆向左 DPQ 受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右 解析：在 PQ 杆滑动的过程中，杆与导轨所围成的三角形面积先增大后减小，三角形POQ 内的磁通量先增大后减小，由楞次定律可判断 B 项对；再由 PQ 中电流方向及左手定则可判断 D 项对 答案：BD 三、计算题(本题共 2 小题，共 30 分解
12、答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11(14 分)如图 12 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 t0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 t0 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 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 t0 时刻，穿过线圈平面的磁通量 1B0SB0l2
13、 设 t 时刻的磁感应强度为 B，此时磁通量为 2Bl(lvt)由 12得 BB0llvt.答案：BB0llvt 12(16 分)磁感应强度为 B 的匀强磁场仅存在于边长为 2l 的正方形范围内，有一个电阻为 R、边长为 l 的正方形导线框 abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度 v 匀速通过磁场，如图 13 所示，从 ab 进入磁场时开始计时(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象；(2)判断线框中有无感应电流若有，请判断出感应电流的方向；若无，请说明 理由 解析：线框穿过磁场的过程可分为三个阶段：进入磁场阶段(只有 ab 边在磁场中)、在磁场中运动阶段(ab、cd 两边都在磁场中)、离开磁
14、场阶段(只有 cd 边在磁场中)(1)线框进入磁场阶段：t 为 0lv，线框进入磁场中的面积与时间成正比，Slvt，最后为 BSBl2.线框在磁场中运动阶段：t 为lv2lv，线框磁通量为 Bl2，保持不变 线框离开磁场阶段：t 为2lv3lv，线框磁通量线性减小，最后为零(2)线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中将产生感应电流由右手定则可知，感应电流方向为逆时针方向 线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应电流产生 线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减小，线框中将产生感应电流由右手定则可知，感应电流方向为顺时针方向 答案：(1)如右图所示(2)线框进入磁场阶段，感应电流方向逆时针；线框在磁场中运动阶段，无感应电流；线框离开磁场阶段，感应电流方向顺时针 答案：C