人教版选择性必修二 2.1 楞次定律专题(含答案)

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名称 人教版选择性必修二 2.1 楞次定律专题(含答案)
格式 zip
文件大小 1.1MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-12-06 19:07:20

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文档简介

人教版选择性必修二第二章楞次定律专题(含答案)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共10小题,共60.0分)
1. 关于电磁感应现象,下列说法正确的是( )
A. 穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中不一定有感应电流
B. 当导体切割磁感线时,一定产生感应电流
C. 感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量变化
D. 感应电流的方向不可能与磁场的方向平行,但一定与导体运动的方向垂直
2. 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
3. 闭合线框,自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场,当它经过如图所示的三个位置时,感应电流的方向是
A. 经过Ⅰ时, B. 经过Ⅱ时,
C. 经过Ⅱ时,无感应电流 D. 经过Ⅲ时,
4. 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,则下列说法中正确的是( )
A. 导体棒中的电流方向为 B. 电流表中的电流方向为
C. 电流表中的电流方向为 D. 电流表中的电流方向为
5. 如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,一个矩形闭合导线框,沿纸面由位置左匀速运动到位置右,则导线框进入和离开磁场的两个过程中
A. 导线框中的感应电流方向均为顺时针方向 B. 导线框中的感应电流方向均为逆时针方向
C. 导线框受到的安培力方向均为水平向右 D. 导线框受到的安培力方向均为水平向左
6. 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
7. 已知地磁场类似于条形磁铁产生的磁场,地磁极位于地理南极。如图所示,在河北某中学实验室的水平桌面上,放置边长为的正方形闭合导体线框,线框的边沿南北方向,边沿东西方向,下列说法正确的是( )
A. 若使线框向东平移,则点电势比点电势低 B. 若使线框向北平移,则点电势等于点电势
C. 若使线框向上平移,则点电势比点电势低 D. 若使线框向上平移,则点电势等于点电势
8. 已知地磁场的分布类似于条形磁铁的磁场,可以近似认为地磁极与地理南极重合,在恰好位于赤道上的某实验室水平桌面上,放置正方形闭合导体线框,线框的边沿南北方向,边沿东西方向如图所示为俯视图,下列说法正确的是
A. 若使线框向东平移,则点电势比点电势低
B. 若使线框向北平移,则点电势比点电势高
C. 若以边为轴,将线框向上翻转,则翻转过程线框中电流方向始终为方向
D. 若以边为轴,将线框向上翻转,则翻转过程线框中电流方向始终为方向
9. 如图所示,金属杆置于一形金属导轨上并与导轨形成闭合回路,一圈环形金属线框位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。虚线右侧区域有垂直导轨平面向内的匀强磁场。现让金属杆让金属杆向右匀加速运动中,关于感应电流的方向下列说法正确的是( )
A. 中沿逆时针方向,中无电流 B. 中沿逆时针方向,中沿顺时针方向
C. 中沿逆时针方向,中沿逆时针方向 D. 中沿顺时针方向,中沿顺时针方向
10. 位于磁场中的甲、乙两个矩形金属线框可绕各自的轴转动,两根导线将两个线框按如图方式连接。现用外力使甲线框顺时针方向转动。某时刻甲、乙线框恰处于如图所示的位置。设此时乙线框的边受到的安培力为,则( )
A. 向上,乙线框表示电动机的原理 B. 向上,乙线框表示发电机的原理
C. 向下,乙线框表示电动机的原理 D. 向下,乙线框表示发电机的原理
二、填空题(本大题共3小题,共40.0分)
11. 如图所示,著名物理学家弗曼曾设计过这样的一个实验,在一块绝缘板上的中间放一个接有电源的线圈,绝缘板的四周固定有许多带负电的小球,整个装置被支撑起来。忽略各处的摩擦,当电源接通的瞬间,从上往下看,将产生________方向的电场,圆盘将沿________方向转动。均选填“顺时针”或“逆时针”
12. 法拉第发明了世界上第一台发电机。如图所示,圆形金属盘安置在电磁铁的两个磁极之间,两电刷、分别与盘的边缘和中心点接触良好,且与灵敏电流计相连。金属盘绕中心轴沿图示方向转动,则
电刷的电势________填“高于”或“低于”电刷的电势;
若只将电刷移近,灵敏流计的示数________填“变大”或“变小”;
若只提高金属盘转速,灵敏电流计的示数________填“变大”或“变小”;
若只将变阻器滑片向左滑动,灵敏电流计的示数________填“变大”或“变小”。
如图,光滑固定的金属导轨、水平放置,两根导体棒、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,、将相互________选填“靠近”或“远离”,磁铁的加速度为__________选填“大于”“小于”或“等于”
13.
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
产生感应电流的条件穿过闭合电路的磁通量变化。有感应电流,必有感应电动势,由楞次定律可知,感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
考查感应电动势与感应电流产生条件,理解楞次定律的内容,注意阻碍与阻止的不同。
【解答】
A.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定有感应电流,A错误;
B.当闭合电路的部分导体切割磁感线时,一定产生感应电流,B错误;
C.根据楞次定律可知,感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量变化,C正确;
D.由右手定则可知,感应电流的方向不可能与磁场的方向平行,也不一定与导体运动的方向垂直,D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】
【分析】
此题的关键是对“超导”的理解,所谓超导体就是没有电阻的导体,没有电流热效应现象发生,一旦有电流出现,电流将不会消失。
认真审题是解题的关键,本题易错选A,易认为稳定后没有电磁感应现象发生,而得出感应电流消失的结论,再就是要数练掌握楞次定律。
【解答】
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。
3.【答案】
【解析】
【分析】
根据楞次定律直接进行判断即可。
本题考查了由楞次定律和右手定则对感应电流方向以及有无的判断,基础题。
【解答】
A、经过Ⅰ时,向里的磁通量增加,根据楞次定律则感应电流磁场方向向外,由右手定则判断感应电流方向为逆时针,故A错误;
、经过Ⅱ时,磁通量不变,则感应电流为,故B错误,C正确;
D、经过Ⅲ时,向里的磁通量减少,根据楞次定律感应电流的磁场方向向里,由右手定则判断感应电流方向为顺时针,故D错误。
4.【答案】
【解析】
【分析】
根据右手定则判断导体棒中的电流方向,根据楞次定律,结合回路中磁通量的变化分析通过电流表的电流方向即可。
本题可由右手定则直接进行判断,但考虑本题命题的意图是考查楞次定律,故分析电流表的电流方向采用楞次定律分析。
【解答】
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。
5.【答案】
【解析】
【分析】
线框进入时边切割磁感线,出来时边切割磁感线,因此根据右手定则可以判断出电流方向,注意完全进入时,磁通量不变,无感应电流产生;然后根据左手定则判断安培力方向.也可以利用楞次定律直接判断电流和受力方向.
本题可以利用楞次定律直接判断电流和受力方向,也可以利用右手定则先判断电流向,然后利用左手定则判断受力方向.
【解答】
、线框进入磁场时,由右手定则可知,感应电流沿顺时针方向,即方向为;同理,由右手定则可知,导线框离开磁场时,感应电流方向为逆时针方向,故A错误,B错误;
、由左手定则可知,导线框进入磁场时,受到的安培力方向向左;同理导线框离开磁场时,受到的安培力方向向左;故C错误,D正确
故选:。
6.【答案】
【解析】解:、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:。
产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化,或闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动。根据楞次定律或右手定则判断感应电流的方向。
该题路程感应电流产生的条件以及楞次定律的应用,感应电流产生的条件细分有两点:一是电路要闭合;二是穿过电路的磁通量发生变化,即穿过闭合电路的磁感线的条数发生变化。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查右手定则,使用右手定则时,注意四指所指的方向即为电势高的方向。
【解答】
河北位于北半球,地磁场的竖直分量向下,水平分量水平向北。
A.若使线框向东平移,与边切割地磁场感应线,根据右手定则点电势比点电势低,故A正确;
B.若使线框向北平移,与边切割地磁场感应线,根据右手定则点电势比点电势高,故B错误;
若使线框向上平移,与边切割磁感线,由右手定则可知点电势高于点电势,故 CD错误。
故选A。
8.【答案】
【解析】解:赤道上的某实验室,地磁场的竖直分量为零。
A、若使线圈向东平移,地磁场的竖直分量零,线圈中没有磁通量,没有感应电流产生,点的电势与点的电势相等,故A错误;
B、若使线圈向北平移,地磁场的竖直分量零,线圈中没有磁通量,没有感应电流产生,点的电势与点的电势相等,故B错误;
C、若以边为轴,将线框向上翻转,地磁场的竖直分量为零,线圈中没有磁通量,没有感应电流,故C错误,
D、若以边为轴,将线框向上翻转,线圈的磁通量增加,根据楞次定律判断则知,线圈中感应电流方向为,故D正确。
故选:。
首先要明确磁场方向,赤道上的某实验室,地磁场的竖直分量为零。线圈运动时,切割磁感线,产生感应电动势,由右手定则判断电势高低和感应电流方向。当线圈转动时,根据楞次定律判断感应电流方向。
本题运用右手定则和楞次定律判断电势高低和感应电流方向,关键明确两个条件:一是磁场的方向,二是磁通量的变化情况。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了感应电流的方向判断,两种方法:一种是右手定则,另一种是楞次定律。使用楞次定律判断比较难,但是掌握它的核心也不会很难。
切割磁感线,根据右手定则判断中感应电流方向; 产生电流后,会对穿过的磁感应强度产生影响,根据楞次定律分析中的感应电流的变化情况。
【解析】
向右加速运动,导体切割磁感线,根据右手定则,可知电流由流向,即逆时针方向,因为向右加速运动,产生的感应电流越来越大,通过的磁场方向垂直纸面向外且增强,根据楞次定律可知,中的感应电流方向为顺时针,故B正确,ACD错误。
故选B。

10.【答案】
【解析】
【分析】
甲线框在外力作用下,顺时针转动,切割磁感线,产生感应电流,流过乙线框。利用左手定则判断出乙线框在磁场中受到的安培力方向。
此题考查了交变电流的产生规律,解题的关键是根据右手定则分析甲线框的感应电流,根据左手定则分析乙线框受到的安培力。
【解答】
分析甲线框,顺时针方向转动,根据右手定则可知,此时从上向下看,电流为顺时针,故电流从流向,则乙线框中,根据左手定则可知,边受到的安培力向下;乙线框是在安培力作用下的运动,属于通电导线在磁场中的受力,表示电动机的工作原理,故C正确,ABD错误。
故选:。
11.【答案】顺时针;逆时针
【解析】
【分析】
在线圈接通电源的瞬间,线圈中的电流是增大的,产生的磁场是逐渐增强的,逐渐增强的磁场会产生电场麦克斯韦电磁理论在小球所在圆周处相当于有一个环形电场,小球因带电而受到电场力作用从而会让圆板转动.本题是麦克斯韦电磁场的应用,还要抓住产生感应电流的条件进行分析,注意右手螺旋定则的应用.
【解答】
当电源接通的瞬间,向上的磁场变大,将产生顺时针方向的电场,带负电的小球受到电场力与电场方向相反,则有逆时针方向的电场力,故圆盘将沿逆时针方向转动。
答案:顺时针;逆时针
12.【答案】低于变小变大变小
【解析】根据安培定则可知,穿过金属盘的磁场方向向右,由右手定则判断可知,金属盘产生的感应电流方向从到,则电刷的电势高于电刷的电势;若仅将电刷移近,使电刷、之间距离减小,切割磁感线的有效长度减小,产生的感应电动势减小,感应电流减小,则灵敏电流计的示数变小;若只提高金属盘转速,感应电动势增大,感应电流增大,故灵敏电流计的示数变大;若仅将滑动变阻器滑片向左滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路电流减小,磁场减弱,感应电动势减小,感应电流减小,灵敏电流计的示数将减小。
13.【答案】靠近;小于
【解析】
【分析】
本题直接用楞次定律判断电磁感应现象中导体的运动方向,抓住导体总是反抗原磁通量的变化是关键,楞次定律的结论:增反减同、来据去留、增缩减扩。
当一条形磁铁从高处下落接近回路时,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化,分析导体的运动情况。
【解答】
当一条形磁铁从高处下落接近回路时,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化,可知,、将互相靠拢,回路的面积减小一点,使穿过回路的磁场减小一点,起到阻碍原磁通量增加的作用;
由于磁铁受到向上的安培力作用,所以合力小于重力,磁铁的加速度一定小于。
故答案为:靠近;小于
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