2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第二册2.1楞次定律 同步练习(Word版含答案)

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名称 2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第二册2.1楞次定律 同步练习(Word版含答案)
格式 docx
文件大小 493.3KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-12-23 10:06:42

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文档简介

2021—2022学年高二上学期物理选择性必修第二册第二章电磁感应2.1楞次定律
一、单选题(本大题共7小题,每小题4分,共28分)
如图所示,线圈和线圈绕在同一个铁芯上。下列操作后的现象判断正确的是
A. 闭合开关瞬间,线圈里没有感应电流
B. 断开开关瞬间,线圈里有感应电流,且流经电表的电流方向为
C. 闭合开关瞬间,线圈里有感应电流,且流经电表的电流方向为
D. 闭合开关,待线圈中电流稳定时,线圈里有感应电流
如图所示,是一个矩形金属框,当导体棒向右移动时,回路中会产生感应电流,则下列说法正确的是
A. 导体棒中的电流方向由
B. 电流表中的电流方向由
C. 电流表中的电流方向由
D. 电流表中的电流方向由
关于感应电流的产生及方向,下列描述正确的是( )
A. 导体向右切割磁感线时,导线中将产生沿方向的感应电流
B. 磁铁通过图示位置向下插时,导线中将产生沿方向的感应电流
C. 开关闭合、电路稳定后,表示数恒定且不为零
D. 通有恒定电流的长直导线和闭合线圈在同一竖直面内,线圈向上平移时,线圈中将产生沿方向的感应电流
年月日,国内首条中低速磁浮旅游专线广东清远磁浮首列车开始整车动态调试。如图所示为超导磁浮的示意图,在水平桌面上放置着一个圆柱形磁铁甲,将用高温超导材料制成的超导圆环乙从圆柱形磁铁甲的正上方缓慢下移,由于超导圆环乙跟圆柱形磁铁甲之间有排斥力,结果超导圆环乙悬浮在圆柱形磁铁甲的正上方。若圆柱形磁铁甲的极朝上,在超导圆环乙放入磁场向下运动的过程中,从上往下看( )
A. 超导圆环乙中感应电流的方向为顺时针方向;当超导圆环乙稳定后,感应电流消失
B. 超导圆环乙中感应电流的方向为逆时针方向;当超导圆环乙稳定后,感应电流消失
C. 超导圆环乙中感应电流的方向为顺时针方向;当超导圆环乙稳定后,感应电流仍存在
D. 超导圆环乙中感应电流的方向为逆时针方向;当超导圆环乙稳定后,感应电流仍存在
如图所示,、为光滑的水平平行金属导轨,、为跨在导轨上的两根金属杆,垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过、所在的平面,则
A. 若固定,使向右滑动,则回路有电流,电流方向为
B. 若、以相同的速度一起向右运动,则回路有电流,电流方向为
C. 若向左、向右同时运动,则回路中的电流为零
D. 若、都向右运动,且两杆速度,则回路有电流,电流方向为
如图所示装置中,当杆运动时,杆中的电流方向由向,则杆的运动可能是
A. 向右加速运动 B. 向右减速运动 C. 向左匀速运动 D. 向左减速运动
年英国物理学家狄拉克从理论上预言:存在只有一个磁极的粒子,即“磁单极子”年,美国物理学家卡布莱拉设计了一个寻找磁单极子的实验,他设想,如果一个只有极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈,那么,从上向下看,超导线圈上将出现
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. 顺时针方向持续流动的感应电流
D. 逆时针方向持续流动的感应电流
二、多选题(本大题共3小题,共18分)
关于右手定则和楞次定律的关系,下列说法正确的是
A. 右手定则和楞次定律都是用来判断感应电流的方向的,本质上没有任何区别,是并列关系
B. 右手定则的使用范围是判断闭合回路中的部分导体切割磁感线运动时产生的感应电流的方向
C. 楞次定律可以用来判断任何情况下感应电流的方向
D. 能用右手定则判断感应电流方向的情况,一定能用楞次定律来判断,能用楞次定律判断感应电流方向的情况,也一定能用右手定则来判断
如图所示,一个直角三角形闭合导线框沿纸面由位置匀速向右穿过有界匀强磁场区而运动到位置,磁场垂直纸面向外,边始终与边平行,则下列判断正确的有
A. 导线框进入磁场时,感应电流方向为
B. 整个过程中导线框的边始终不受安培力
C. 导线框在进、出磁场过程中,穿过导线框的磁通量的变化量相等
D. 导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向左
如图所示,水平放置的两条光滑导轨上有可自由移动的金属棒、,当在外力作用下运动时,在磁场力作用下向右运动,则所做的运动可能是
A. 向右加速运动
B. 向左减速运动
C. 向右减速运动
D. 向左加速运动
三、填空题(本大题共2小题,共14分)
如图组装的实验器材,可以探究电磁感应现象,发现电磁感应的条件.当闭合开关时,可发现电流表指针向右偏转一下后,又回到中央位置.现在通电状态下继续实验.
把原线圈抽出副线圈的过程中,电流表的指针将________;填“向左偏转”或“向右偏转”或“指零刻线”
把原线圈插入副线圈后静止,电流表的指针将________;填“向左偏转”或“向右偏转”或“指零刻线”
原、副线圈保持不动,把变阻器滑动片向右移动过程中,电流表的指针将________填“向左偏转”或“向右偏转”或“指零刻线”
如图所示,为指针在中央的灵敏电流计,连接在直流电路中时的偏转情况如图。今使它与一螺线管串联进行电磁感应实验,则图中的条形磁铁的运动方向是____;图中电流计的指针将向____偏转;图中的条形磁铁上端为____极。
四、简答题(本大题共4小题,共40分)
年月日,法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机图甲。它是利用电磁感应的原理制成的,是人类历史上的第一台发电机。据说,在法拉第表演他的圆盘发电机时,一位贵妇人问道:“法拉第先生,这东西有什么用呢?”法拉第答道:“夫人,一个刚刚出生的婴儿有什么用呢?”
图乙是这个圆盘发电机的示意图:铜盘安装在水平的铜轴上,它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片、分别与转动轴和铜盘的边缘接触。使铜盘转动,电阻中就有电流通过。
法拉第的圆盘发电机
说明圆盘发电机的原理;
圆盘如图示方向转动,请判断通过的电流方向。
如图所示,在两根平行长直导线、中,通以同方向同大小的电流,导线框和两导线在同一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速运动,在移动过程中,线框中感应电流方向是怎样的?
一矩形线框与长直通电导线处于同一平面内,边与导线平行,如图所示,当线框在此平面内向右运动到导线的右边的过程中,请分析线框内感应电流方向的变化情况。
请你按图所示装置进行实验。和都是很轻的铝环,环是闭合的,环是断开的,之间的连接杆是绝缘的。当磁铁的任一极迅速接近环时,你会看到什么现象?把磁铁从环中迅速移开,又会看到什么现象?如果将磁铁迅速移近或离开环,又会看到什么现象?请用所学的知识解释这些现象。
2.1楞次定律参考答案
1.【答案】
解析A、闭合开关瞬间,线圈产生磁场,穿过线圈的磁通量从无到有增加,则线圈里有感应电流,故A错误;
B、断开开关瞬间,线圈产生在铁芯中产生的向右的磁场消失,线圈中的磁通量突然从向右变为无,根据楞次定律,感应电流在铁芯内产生的磁场向右,根据右手螺旋定则,流经电表的电流方向为,故B错误;
C、闭合开关瞬间,线圈中产生向右的磁场,穿过线圈的磁通量向右,从无到有增加,根据楞次定律,感应电流在铁芯中产生的磁场向左,根据右手螺旋定则,流经电表的电流方向为,故C正确;
D、闭合开关,待线圈中电流稳定时,线圈的中的磁通量稳定不变,不产生感应电流,故D错误。故选C。
2.【答案】
解析A.导体棒向右运动切割磁感线,根据右手定则,导体棒中的电流方向由,故A错误;
导体棒向右运动,左侧线框面积增大,磁通量向里增大,线框中的感应电流的磁场向外,则感应电流沿逆时针方向,电流表中的电流方向由,故B正确,C错误;
D.导体棒向右运动,右侧线框面积减小,磁通量向里减小,线框中的感应电流的磁场向里,则感应电流沿顺时针方向,电流表中的电流方向由,故D错误。
故选B。
3.【答案】
解析:、导体向右切割磁感线时,磁场的方向向下,由右手定则可知,导线中将产生沿方向的感应电流,故A错误;
B、磁铁通过图示位置向下插时,线圈内磁场的方向向下增大,根据楞次定律可知,导线中将产生沿方向的感应电流,故B正确;
C、闭合、电路稳定后线圈内的磁场不变,根据感应电流产生的条件可知,电路中没有感应电流,所以表示数为零,故C错误;
D、通有恒定电流的长直导线和闭合线圈在同一竖直面内,线圈向上平移时,线圈中的磁通量保持不变,所以不产生沿感应电流,故D错误;
故选:。
4.【答案】
解析若圆柱形磁铁甲的极朝上,在超导圆环乙放入磁场向下运动的过程中,磁通量增加,根据楞次定律可知超导圆环乙中感应电流的方向为顺时针方向;在超导圆环乙放入磁场的过程中,穿过超导圆环乙的磁通量增加,超导圆环乙中将产生感应电流,因为超导圆环乙是超导体,没有电阻,所以稳定后感应电流仍存在,故C正确,故ABD错误。
5.【答案】
解析由右手定则可判断出项做法使回路产生顺时针方向的电流,A错误;若、同向运动且速度大小相同,、所围面积不变,磁通量不变,故不产生感应电流,B错误;若向左、向右,则回路中有顺时针方向的电流,C错误;若、都向右运动,且两杆速度,则、所围面积发生变化,磁通量也发生变化,由楞次定律可判断出,回路中产生顺时针方向的电流,D正确。故选D。
6.【答案】
解析匀速运动时,中感应电流恒定,中磁通量不变,穿过的磁通量不变化,中无感应电流产生,保持静止,C错误;
向右加速运动时,中的磁通量向下增大,该磁场向上通过,根据楞次定律,通过的电流方向向上,A错误;
B.向右减速运动,中的磁通量向下减小,该磁场向上通过,根据楞次定律,通过的电流方向向下,B正确;
D.向左减速运动,中的磁通量向上减小,该磁场向下通过,根据楞次定律,通过的电流方向向上,D错误。
7.【答案】
解析若磁单极子穿过超导线圈的过程中,当磁单极子靠近线圈时,穿过线圈中磁通量增加,且磁场方向从左上斜向右下,所以由楞次定律可知,感应电流的磁场方向从右下斜向左上,则从上向下看,由右手螺旋定则可确定感应电流方向逆时针;当磁单极子远离线圈时,穿过线圈中磁通量减小,且磁场方向从右下斜向左上,所以由楞次定律可知,感应电流的磁场方向由右下斜向左上,则从上向下看,由右手螺旋定则可确定感应电流方向逆时针.因此线圈中产生的感应电流方向一直是逆时针方向不变.故D正确,ABC错误。 故选:。
8.【答案】
解析右手定则和楞次定律都是用来判断感应电流的方向的,本质上没有任何区别,但是右手定则只是判断导体切割磁感线产生的感应电流方向比较方便,而楞次定律可判断任何情况下产生的感应电流的方向,两者不是并列关系,选项A错误,BC正确;
D.能用右手定则判断感应电流方向的情况,一定能用楞次定律来判断,但是能用楞次定律判断感应电流方向的情况,不一定能用右手定则来判断,选项D错误。
故选BC。
9.【答案】
解析A.线框进入磁场时,磁通量增大,因此感应电流形成磁场方向向里,根据楞次定律,由安培定则可知感应电流方向为,利用左手定则判断安培力方向水平向左,故AB错误;
C.线框进入磁场时,磁通量增大,导线框在出磁场过程中,磁通量减少,根据可知导线框在进、出磁场过程中,穿过导线框的磁通量的变化量相等,故C正确;
D.线框离开磁场时,磁通量减少,根据楞次定律和安培定则可知感应电流方向逆时针,利用左手定则判断安培力方向水平向左,故D正确。故选CD
10.【答案】
解析在磁场力作用下向右运动,说明受到的安培力向右,由左手定则可知电流由指向,根据安培定则判知,线圈中的产生感应电流的磁场方向向上,由楞次定律可知,线圈中的电流产生的磁场的磁感应强度可能方向向上在减小,可能方向向下在增加,再由安培定则与右手定则可知,可能是向左加速运动或向右减速运动,故CD正确,AB错误。
故选CD。
11.【答案】向左偏转; 指零刻线;向右偏转。
解析当闭合开关时,在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,说明穿过副线圈磁通量增加时,电流计指针向右偏转;
把原线圈抽出副线圈的过程中,穿过副线圈的磁通量减小,电流表的指针将向左偏转;
把原线圈插入副线圈静止后,穿过副线圈的磁通量不变,不产生感应电流,电流表的指针将指零;
原、副线圈保持不动,把变阻器滑动片向右移动过程中,回路中电流增加,穿过副线圈的磁通量增加,电流表的指针将向右偏转。
故答案为:向左偏转; 指零刻线;向右偏转。
12.【答案】向下插入;右;。
解析图可知,当电流从电流计的左接线柱流入时,指针向左偏.
图中指针向左偏,可知感应电流的方向从上往下看是顺时针,根据楞次定律知,条形磁铁向下插入.
图当条形磁铁极向下插入时,根据楞次定律,可知,感应电流方向从上往下看逆时针,则指针向右偏;
图中可知指针向右偏,则有感应电流的方向从上往下看逆时针,由楞次定律可知,条形磁铁极向上拔出,由上端为极;
故答案为:向下插入;右;。
13.【答案】铜盘转动时,、之间的金属部分切割磁感线,产生感应电动势,电阻中就有电流通过。由右手定则可知,在铜盘上感应电流从流向,则电阻中的电流是向上的。
14.答案如图所示,线框在两电流中线的右侧时,穿过线框的合磁通量垂直纸面向外,线框左移,磁通量变小,为阻碍这个方向的磁通量减小,感应电流的磁场方向也垂直纸面向外,所以感应电流的方向就是当线框跨越两电流中线时,线框的合磁通量由穿出变为穿进,且合磁通量增加,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,即垂直纸面向外,所以感应电流还是.。
故答案为:始终是
15.解:由安培定则得,载有恒定电流的直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直直面向外,右边的磁场方向垂直向里,
当线圈向导线靠近时,则穿过线圈的磁通量向外变大,根据楞次定律可知:感应电流方向为顺时针方向;
当线圈越过导线时到线圈中心轴与导线重合,穿过线圈的磁通量向外变小,根据楞次定律可知:感应电流方向为逆时针方向;
当线框继续向右运动时,穿过线框的磁通量向里变大,根据楞次定律可知:感应电流方向为逆时针方向;
当线框越过导线远离导线时,由楞次定律可知,感应电流方向为顺时针方向。
答:当线框在此平面内向右运动到导线的右边的过程中,电流方向先顺时针、再逆时针、再顺时针。
16.解:当磁铁的靠近时,导致圆环的磁通量变大,从而由楞次定律可得圆环的感应电流,又处于磁场中,则受到的安培力作用,使它远离磁铁,即被推开;磁铁从环中迅速移开时,导致圆环的磁通量变小,从而由楞次定律可得圆环的感应电流,又处于磁场中,则受到的安培力作用,使它靠近磁铁,即被吸引。
对于圆环,当磁铁的靠近时,虽磁通量变大,有感应电动势,但由于不闭合,所以没有感应电流,则不受安培力作用。所以对于圆环,无论靠近还是远离,都不会有远离与吸引等现象。
答:当磁铁的任一极迅速接近环时,环后退;把磁铁从环中迅速移开,环跟随磁铁运动;如果将磁铁迅速移近或离开环,环不动,是由于能产生感应电流,不能产生感应电流。
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