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选修3-2第四章电磁感应第三节楞次定律
第I卷(选择题)
评卷人 得分
一、选择题
1.如图所示,在匀强磁场中放一电阻不计的 ( http: / / www.21cnjy.com )平行光滑金属导轨,导轨跟大线圈M相接,小闭合线圈N在大线圈M包围中,导轨上放一根光滑的金属杆ab,磁感线垂直于导轨所在平面.最初一小段时间t0内,金属杆ab向右做匀减速直线运动时,小闭合线圈N中的电流按下列图中哪一种图线方式变化( )
2.如图所示,闭合线圈abcd水平放置,其 ( http: / / www.21cnjy.com )面积为S,匝数为n,线圈与匀强磁场B夹角为θ=45°.现将线圈以ab边为轴顺时针转动90°,则线圈在初、末位置磁通量的改变量的大小为
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A.0 B. C. D.无法计算
3.下列是教材中的四副插图中,关于下列四幅图片所涉及的物理思想、物理方法、物理实验、物理假设,说法不正确的是
A.图甲是伽利略研究自由落体运动时用以“冲淡”重力而使得时间容易测量采用的一种巧妙方法
B.图乙中小球从A斜面滑下,它要滑上B斜面的等高处,无论B斜面倾角多大,它总是记得自己的起始高度,这是伽利略研究守恒量时采用的方法
C.利用图丙可以探究感应电流方向,图中小磁铁无论向上运动还是向下运动,电流表中指针偏转方向都相同
D.图丁是一种延迟继电器的示意图,即使图中B线圈断开,也不会影响继电器的延迟效果
4.无限长通电直导线在其周围某一点产生磁场的磁感应强度大小与电流成正比,与导线到这一点的距离成反比,即(式中k为常数)。如图甲所示,光滑绝缘水平面上平行放置两根无限长直导线M和N,导线N中通有方向如图的恒定电流IN,导线M中的电流IM大小随时间变化的图象如图乙所示,方向与N中电流方向相同。绝缘闭合导线框AB-CD放在同一水平面上,AB边平行于两直导线,且位于两者正中间。则以下说法正确的是
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A.0~t0时间内,流过R的电流方向由C→D
B.t0~2 t0时间内,流过R的电流方向由D→C
C.0~t0时间内,不计CD边电流影响,则AB边所受安培力的方向向左
D.t0~2 t0时间内,不计CD边电流影响,则AB边所受安培力的方向向右
5.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁 ( http: / / www.21cnjy.com )感线的方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的正方向垂直于纸面向里,磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。则下列i-t图象中可能正确的是
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6.下列叙述与历史相符的是
A.奥斯特指出变化的磁场可以使闭合电路中产生电流
B.楞次从理论上运用数学推导的方法得出了楞次定律
C.麦克斯韦认为变化的磁场能产生电场
D.布朗通过电子显微镜观察花粉在水中的运动之后得出分子做无规则运动的结论
7.如图所示,两个闭合正方 ( http: / / www.21cnjy.com )形线框A、B的中心重合,放在同一水平面内。当小线框A中通有不断增大的顺时针方向的电流时,对于线框B,下列说法中正确的是( )
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A.有顺时针方向的电流且有收缩的趋势
B.有顺时针方向的电流且有扩张的趋势
C.有逆时针方向的电流且有收缩的趋势
D.有逆时针方向的电流且有扩张的趋势
8.如图所示,50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中,线框面积S=0.5m2 ,线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=200 rad/s匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,副线圈接入一只 “220V,60W”灯泡,且灯泡正常发光,熔断器允许通过的最大电流为10A,下列说法正确的是
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A.中性面位置穿过线框的磁通量为零
B.线框中产生交变电压的有效值为V
C.变压器原、副线圈匝数之比为25∶22
D.允许变压器输出的最大功率为5000W
9.如图甲所示,单匝线圈两端A、B与一理想电压表相连,线圈内有一垂直纸面向里的磁场,线圈中的磁通量变化规律如图乙所示.下列说法正确的是
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A.0~0.1s内磁通量的变化量为0.15Wb
B.电压表读数为0.5V
C.电压表“+”接线柱接A端
D.B端比A端的电势高
10.如图所示,一圆形闭合铜环由高处从 ( http: / / www.21cnjy.com )静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁(质量为m),铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合。则悬挂磁铁的绳子中拉力F随时间t变化的图像可能是( )
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11.如图所示,a、b、c、d为导 ( http: / / www.21cnjy.com )体圆环的四等分点,圆环的半径为R,一匀强磁场垂直于圆环平面,且磁场的磁感应强度随时间变化规律满足B=kt, 则a、b两点间的电压为
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A.0 B. C. D.
12.关于电路中感应电动势的大小,下列说法中正确的是( )
A.穿过电路的磁通量越大,感应电动势就越大
B.电路中磁通量改变量越大,感应电动势越大
C.电路中磁通量改变越快, 感应电动势越大
D.若电路中某时刻磁通量为零,则该时刻感应电动势一定为零
13.在绝缘的水平桌面上有MN、P ( http: / / www.21cnjy.com )Q两根平行的光滑金属导轨,导轨间的距离为l.金属棒ab和cd垂直放在导轨上,两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连.棒ab右侧有一直角三角形匀强磁场区域,磁场方向竖直向下,三角形的两条直角边长均为l,整个装置的俯视图如图所示.从图示位置在棒ab上加水平拉力F,使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区,则金属棒ab中感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的图象可能正确的是(金属棒ab中电流方向由a到b为正) 21*cnjy*com
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14.如图所示,两根间距为l的光滑平行金属导 ( http: / / www.21cnjy.com )轨与水平面夹角为α,图中虚线下方区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于斜面向上。两金属杆质量均为m,电阻均为R,垂直于导轨放置。开始时金属杆ab处在距磁场上边界一定距离处,金属杆cd处在导轨的最下端,被与导轨垂直的两根小柱挡住。现将金属杆ab由静止释放,当金属杆ab刚进入磁场便开始做匀速直线运动。已知重力加速度为g,则
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A.金属杆ab进入磁场时感应电流的方向为由a到b
B.金属杆ab进入磁场时速度大小为
C.金属杆ab进入磁场后产生的感应电动势为
D.金属杆ab进入磁场后金属杆cd对两根小柱的压力大小为零
15.如图所示,在磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,金属杆PQ在外力F作用下在粗糙U型导轨上以速度v=2向右匀速滑动,两导轨间距离L=1.0m,电阻R=3.0,金属杆的电阻r=1.0,导轨电阻忽略不计,则下列说法正确的是( )
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A.通过的感应电流的方向为由d到a
B.金属杆PQ切割磁感线产生的感应电动势的大小为2.0 V
C.金属杆PQ受到的安培力大小为0.5 N
D.外力F做功大小等于电路产生的焦耳热
16.物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律,为人类的科学事业做出了巨大贡献,值得我们敬仰。下列描述中符合物理学史实的是
A.开普勒发现了行星运动三定律,从而提出了日心说
B.牛顿发现了万有引力定律但并未测定出引力常量G
C.奥斯特发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说
D.法拉第发现了电磁感应现象并总结出了判断感应电流方向的规律
17.如图所示的竖直平面内 ( http: / / www.21cnjy.com ),水平条形区域I和Ⅱ内有方向垂直竖直面向里的匀强磁场,其宽度均为d,I和Ⅱ之间有一宽度为h的无磁场区域,h>d。一质量为m、边长为d的正方形线框由距区域I上边界某一高度处静止释放,在穿过两磁场区域的过程中,通过线框的电流及其变化情况相同。重力加速度为g,空气阻力忽略不计。则下列说法正确的是
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A.线框进入区域I时与离开区域I时的电流方向相同
B.线框进入区域Ⅱ时与离开区域Ⅱ时所受安培力的方向相同
C.线框有可能匀速通过磁场区域I
D.线框通过区域I和区域Ⅱ产生的总热量为Q=2mg(d+h)
18.图甲是小型交流发电 ( http: / / www.21cnjy.com )机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,图中电流表为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO/ 沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示,以下判断正确的是( )
A.线圈转动的角速度为50π rad/s
B.电流表的示数为10 A
C.0.01 s时线圈平面与磁场方向垂直
D.0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右
19.下列说法错误的是( )
A.进入加油站后,禁烟、禁火、禁打手机、严禁给塑料容器加注油品。
B.滑动摩擦力可以对物体做正功,也可以对物体做负功,也可以对物体不做功。
C.电荷在电势高的地方,电势能大,电荷在电势低的地方,电势能小。
D.灵敏电流表在运输的时候应该用导线把两个接线柱连一起。
20.如图所示,一个闭合三角形导线框A ( http: / / www.21cnjy.com )BC位于竖直平面内,其下方(略靠前)固定一根与线框平面平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流。释放线框,它由实线位置下落到虚线位置未发生转动,在此过程中
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A.线框中感应电流方向依次为顺时针→逆时针
B.线框的磁通量为零时,感应电流却不为零
C.线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上
D.线框所受安培力的合力为零,做自由落体运动
评卷人 得分
二、多选题
21.如图所示,MN右侧有一正三角形匀 ( http: / / www.21cnjy.com )强磁场区域(边缘磁场忽略不计),上边界与MN垂直。现有一与磁场边界完全相同的三角形导体框,从MN左侧垂直于MN匀速向右运动.导体框穿过磁场过程中所受安培力F的大小随时间变化的图象以及感应电流i随时间变化的图象正确的是(取逆时针电流为正)( )
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22.如图是创意物理实验设计作品《 ( http: / / www.21cnjy.com )小熊荡秋千》。两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上,与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路,两个磁性很强的条形磁铁如图放置,当用手左右摆动线圈P时,线圈Q也会跟着摆动,仿佛小熊在荡秋千。以下说法正确的是
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A.P向右摆动的过程中,P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)
B.P向右摆动的过程中,Q也会向右摆动
C.P向右摆动的过程中,Q会向左摆动
D.若用手左右摆动Q,P会始终保持静止
第II卷(非选择题)
评卷人 得分
三、填空题
23.如图所示,两个线圈绕在同一铁芯上, ( http: / / www.21cnjy.com )A中接有电源,B中导线接有一电阻R。在把磁铁迅速插入A线圈的过程中,A线圈中的电流将________(填“减少”、“增大”或“不变”),通过电阻R的感应电流的方向为___________;若线圈B能自由移动,则它将_____________移动(填“向左”、“向右”或“不”) 2-1-c-n-j-y
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24.如图所示,在螺线管的外部接一块 ( http: / / www.21cnjy.com )灵敏电流表。有一块条形磁铁匀速穿过线圈内部。在磁铁穿入线圈的过程中,通过电流表的电流方向为_________。【版权所有:21教育】
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25.如图所示是一种延时继电器的示意图,铁芯上有两个线圈A和B。当S1闭合时,电磁铁将吸引衔铁D,使触头C接通电路工作。
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(1)如果闭合S2,当S1断开时,由于 ( http: / / www.21cnjy.com )电磁感应作用,要延迟一段时间,弹簧才将衔铁D拉起使触头C断开电路,这种延迟是由于线圈 (填“A”或“B”)的作用。
(2)如果断开S2,当S1断开时,则 (填“仍有”或“无”)延时作用。
26.只要闭合电路内的磁通量发生了变化,闭合电路中就产生感应电流。如下图所示,判断实验过程中线圈中有无感应电流。(填“有”或“无”)21·世纪*教育网
①把磁铁插入线圈 感应电流
②把磁铁放在线圈内不动 感应电流
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(2)电量为2×10-6C的点 ( http: / / www.21cnjy.com )电荷放入电场中A点,受到作用力为4×10-4N,方向向右,则A点的场强为 ,方向 。
27.如图所示,两同心圆环A、B置于同 ( http: / / www.21cnjy.com )一水平面上,其中A为均匀带正电绝缘环,B为导体环,两环均可绕中心在水平内转动,若A匀速转动,B中________感应电流(填“有”、“无”);若A、B以相同的转速同方向加速转动,B中__________感应电流(填“有”、“无”)。
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28.如图所示,水平桌面上有一质量为m的铜 ( http: / / www.21cnjy.com )质矩形线圈abcd,当一竖直放置的条形磁铁的S极从线圈正上方快速靠近线圈时,流过ab边的电流方向为 ___________(填“b到a”或“a到b”;若线圈始终不动,线圈受到的支持力FN与自身重力间的关系是FN _____mg(选填 “>”、“<”或“=”).
29.现将电池组、滑动变阻器 ( http: / / www.21cnjy.com )、带铁芯的线圈A和B、电流计及开关,如图连接.在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时,电流计指针向右偏转.则线圈A向上移动,能引起电流计指针向___偏转;断开开关,能引起电流计指针向___偏转.(选填“左”或“右”)
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30.如图所示,水平桌面上有一质量为m ( http: / / www.21cnjy.com )的铜质矩形线圈abcd,当一竖直放置的条形磁铁的S极从线圈正上方快速靠近线圈时,流过ab边的电流方向为 ___________(填“b到a”或“a到b”;若线圈始终不动,线圈受到的支持力FN与自身重力间的关系是FN _____mg(选填 “>”、“<”或“=”).
31.在如图所示的实验装置中,已知灵敏 ( http: / / www.21cnjy.com )电流计的电流从“+”接线柱流入时指针从刻度盘正中间向右偏,从“—”接线柱流入时指针向左偏。(螺线管A线圈上端与左侧接线柱相连,线圈下端与右侧接线柱相连)
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(1)合上S将线圈A插入B的过程中,电流表指针向____偏。
(2)合上S将线圈A插入B后,将变阻器触头向左移动时,电流表指针向____偏。
32.如图所示,一闭合线圈a悬吊在一个通 ( http: / / www.21cnjy.com )电长螺线管的左侧,如果要使线圈中产生图示方向的感应电流,滑动变阻器的滑片P应向____滑动。要使线圈a保持不动,应给线圈施加一水平向____的外力。 (填向“左”或向“右”)
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33. 一个电阻为R 的n匝金属圆环线圈,面 ( http: / / www.21cnjy.com )积为s,放在匀强磁场中,磁场与线圈所在平面垂直,如图(a)所示.已知通过圆环的磁场随时间t的变化关系如图(b)所示(令磁感线垂直纸面向下为正方向),图中的最大磁感应强度B0以及磁场随时间变化的周期T 都是已知量,则在t=0到t=T/4的时间内,通过圆环线圈的电流大小为 ;在图(c)中作出t= 0到t=T的时间内金属圆环中电流与时间的关系图线.(设逆时针方向为电流的正方向)
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34.在图(1)中,G为指针在中央的 ( http: / / www.21cnjy.com )灵敏电流表连接在直流电路中时的偏转情况.现把它与一个线圈串联进行电磁感应实验,则图(2)中的条形磁铁正在________(填“向上拔出”或“向下插入”)线圈中.
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35.(1)图为某实验小组在做验证楞次 ( http: / / www.21cnjy.com )定律的实验时得到的波形图,某横坐标为时间t轴,纵坐标为电流i轴。根据图线分析:若将条形磁针的S极插人感应线圈时得到②所示图线,写出获得①所示图线时条形磁铁的运动方式是( )
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A. 将条形磁针的N极插入感应线圈 B. 将条形磁针的S极拔出感应线圈
C. 将条形磁针的N极拔出感应线圈 D. 条形磁针静止在感应线圈中
(2)若将条形磁铁的S极迅速插人感应线圈 ( http: / / www.21cnjy.com )时得到上题中②所示图线,现有一磁棒自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动,并穿过线圈向远处而去,如右图所示,则下列四图中,较正确反映线圈中电流i与时间t关系的是( )
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36.如图所示,两个线圈绕在同一铁 ( http: / / www.21cnjy.com )芯上,A中接有电源,B中导线接有一电阻R。在把磁铁迅速插入A线圈的过程中,A线圈中的电流将_____________(填“减少”、“增大”或“不变”),通过电阻R的感应电流的方向为_____________;若线圈B能自由移动,则它将_____________移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
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37.用如图所示的实验装置研究电磁感 ( http: / / www.21cnjy.com )应现象.当有电流从电流表的正极流入时,指针向右偏转.当把磁铁N极向下插入线圈时,电流表指针
38.如图所示,一闭合线圈a悬吊在一个 ( http: / / www.21cnjy.com )通电长螺线管的左侧,如果要使线圈中产生图示方向的感应电流,滑动变阻器的滑片P应向________滑动。要使线圈a保持不动,应给线圈施加一水平向________的外力。
39.如图,条形磁铁在光滑水 ( http: / / www.21cnjy.com )平面上以一定的初速度向左运动时,磁铁将受到线圈给它的____________(填吸引或排斥),磁铁的机械能_________(填变大、变小或不变),流过电阻R的电流方向____________(填向左或向右)
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40.如图 所示,线圈ab ( http: / / www.21cnjy.com )cd自由下落进入匀强磁场中,则当只有bc边进入磁场时,线圈中感应电流方向是沿__________.当整个线圈进入磁场中时,线圈中感应电流__________(填“有”或“无”).
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41.如上右图所示,线圈内有理想边界的磁场 ( http: / / www.21cnjy.com ),当磁感应强度均匀增加时,有一带电粒子静止于水平放置的平行板电容器中间,则此粒子带 电,若增大磁感应强度的变化率,则带电粒子将 (填“向上运动”“向下运动”或静止”)
42.某同学在研究电磁感应现象的实验中,设计 ( http: / / www.21cnjy.com )了如图所示的装置。线圈A通过电流表甲、高阻值的电阻R'、滑动变阻器R和开关S连接到干电池上,线圈B的两端接到另一个电流表乙上,两个电流表相同,零刻度居中。闭合开关后,当滑动变阻器R的滑片P不动时,甲、乙两个电流表指针的位置如图所示。
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(1)当滑片P较快地向左滑动时,甲电流表指针的偏转方向是 ,乙电流表指针的偏转方向是 。(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)
(2)断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,乙电流表的偏转情况是 。(选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)
评卷人 得分
四、实验题
43.(6分)如图所示为“探究电磁感应现象”的实验装置。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整
(2)电路正确连接后,闭合电键时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下。由此推得闭合电键后以下两种情况:
A.副线圈迅速插入原线圈时,灵敏电流计指针 偏转
B.如图所示,滑动变阻器的滑片迅速向左移动,灵敏电流计指针 偏转
44.如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向,其中L1为原线圈,L2为副线圈。
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(1)在给出的实物图中,将实验仪器连成完整的实验电路。
(2)在实验过程中,除了查清流入检流计电流方 ( http: / / www.21cnjy.com )向与指针偏转方向之间的关系之外,还应查清_______的绕制方向(选填“L1”、“L2”或“L1和L2”)。
(3)闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑动头P处于_______端(选填“左”或“右”)。
45.下图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材及示意图。
①在图中用实线代替导线把它们连成实验电路。
②由哪些操作可以使电流表的指针发生偏转
Ⅰ___________________________________
Ⅱ___________________________________
③假设在开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏转,则当螺线管A向上拔出的过程中,灵敏电流计的指针向_______偏转。(填“左”或“右”)
46.现将电池组,滑动变阻器 ( http: / / www.21cnjy.com ),带铁芯的线圈A、线圈B,电流计及开关如图连接.在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时,电流计指针向右偏转.由此可以判断 ( )
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A.线圈A向上移动或滑动变阻器的滑片P向右加速滑动都能引起电流计指针向左偏转
B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关,都能引起电流计指针向右偏转
C.滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流计指针静止在中央
D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转的方向
47.(6分)在“研究电磁感应现 ( http: / / www.21cnjy.com )象”的实验中,首先按右上图接线,当闭合S时观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央.然后按右下图所示将电流表与线圈B连成一个闭合回路,将线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路.
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(1)上图电路中串联定值电阻的主要作用是
(2)下图电路S闭合后,将线圈A插入线圈B的过程中,电流表的指针将 (填:左偏、右偏或者不偏).
(3)下图电路S闭合后,线圈A放在B中不动时,在突然断开S时,指针将 (填:左偏、右偏或者不偏)
(4)下图电路S闭合后,线圈A放在B中不动时,在滑动变阻器滑片向左滑动过程中,指针将 (填:左偏、右偏或者不偏)
48.(7分)某学习小组利用如图所示的实验装置探究螺线管线圈中感应电流的方向。
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(1)由于粗心该小组完成表格时漏掉了一部分 ( http: / / www.21cnjy.com )(见表格),发现后又重做了这部分:将磁铁S极向下从螺线管上方竖直插入过程,发现电流计指针向右偏转(已知电流从右接线柱流入电流计时,其指针向右偏转),则①填 ,②填 。
B原方向 I感方向(俯视) B感方向
N极插入 向下 增大 逆时针 向上
S极插入 向上 增大 ① ②
N极抽出 向下 减小 顺时针 向下
S极抽出 向上 减小 逆时针 向上
(2)由实验可得磁通量变化、原磁场B原方向、感应电流的磁场B感方向三者之间的关系: 。
49.如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺的导线补接完整。
(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后,以下操作中可能出现的情况是:21cnjy.com
A.将A线圈迅速插入B线圈时,灵敏电流计指针将向______(填“左”或“右”)偏一下;
B.A线圈插入B线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针将向______(填“左”或“右”)偏一下。
50.如图所示表示的是“研究电磁感应现象”的实验装置。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)将图中所缺导线补接完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的 ( http: / / www.21cnjy.com )指针向右偏了一下,那么合上开关后将线圈A迅速从线圈B中拔出时,电流计指针将___________;线圈A插入线圈B后,将滑动变阻器滑片迅速向左移动时,电流计指针将_____________。(以上两空选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”)
51.某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律,当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时,通过电流表的感应电流方向是( )
A.a→G→b
B.先a→G→b,后b→G→a
C.b→G→a
D.先b→G→a,后a→G→b
52.如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置,部分导线已连接。
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(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流 ( http: / / www.21cnjy.com )表的指针向右偏了一下,那么闭合开关后,将原线圈迅速插入副线圈的过程中,电流表指针将向 偏;原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向右滑动时,电流表指针将向 偏。【出处:21教育名师】
评卷人 得分
五、计算题
53.一般在微型控制电路中,由于 ( http: / / www.21cnjy.com )电子元件体积很小,直接与电源连接会影响电路精度,所以采用“磁”生“电”的方法来提供大小不同的电流。在某原件工作时,其中一个面积为S=4×10-4m2,匝数为10匝,每匝电阻为0.02Ω的线圈放在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度大小B随时间t变化的规律如左图所示。求
(1)在开始的2s内,穿过单匝线圈的磁通量变化量;
(2)在开始的3s内,线圈产生的热量;
(3)小勇同学做了如右图的实验:将并排 ( http: / / www.21cnjy.com )在一起的两根电话线分开,在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线,这条导线与电话线是绝缘的,你认为耳机中会有电信号吗?写出你的观点,并说明理由。
54.如图甲,单匝圆形线圈c与电路连接,电阻R2两端与平行光滑金属直导轨p1e1f1、p2e2f2连接.垂直于导轨平面向下、向上有矩形匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ,它们的边界为e1e2,区域Ⅰ中垂直导轨并紧靠e1e2平放一导体棒ab.两直导轨分别与同一竖直平面内的圆形光滑绝缘导轨o1、o2相切连接,o1、o2在切点f1、f2处开有小口可让ab进入,ab进入后小口立即闭合.已知:o1、o2的直径和直导轨间距均为d,c的直径为2d;电阻R1、R2的阻值均为R,其余电阻不计;直导轨足够长且其平面与水平面夹角为,区域Ⅰ的磁感强度为B0.重力加速度为g.在c中边长为d的正方形区域内存在垂直线圈平面向外的匀强磁场,磁感强度B随时间t变化如图乙所示,ab在t=0~内保持静止.www-2-1-cnjy-com
(1)求ab静止时通过它的电流大小和方向;
(2)求ab的质量m;
(3)设ab进入圆轨道后能达到离f ( http: / / www.21cnjy.com )1f2的最大高度为h,要使ab不脱离圆形轨道运动,求区域Ⅱ的磁感强度B2的取值范围并讨论h与B2的关系式.
55.如图所示,四条水平虚线等间距地 ( http: / / www.21cnjy.com )分布在同一竖直面上,间距为h.在Ⅰ、Ⅱ两区间分布着完全相同、方向水平向里的磁场,磁感应强度大小按B-t图变化(图中B0已知).现有一个长方形金属线框ABCD,质量为m,电阻为R,AB=CD=L,AD=BC=2h.用一轻质细线把线框ABCD竖直悬挂着,AB边恰好在Ⅰ区的正中央.t0(未知)时刻细线恰好松弛,之后立即剪断细线,当CD边到达M3N3时线框恰好匀速运动.(空气阻力不计,g=10m/s2)求:
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(1)t0的值;
(2)线框AB边到达M2N2时的速率v;
(3)从剪断细线到整个线框通过两个磁场区的过程中产生的电能有多少?
56.(10分)如图所示,电阻为R的长 ( http: / / www.21cnjy.com )直螺线管,其两端通过电阻可忽略的导线相连接。一个质量为m的小条形磁铁A从静止开始落入其中,经过一段距离后以速度v做匀速运动。假设小磁铁在下落过程中始终沿螺线管的轴线运动且无翻转。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)定性分析说明:小磁铁的磁性越强,最后匀速运动的速度就越小;
(2)小磁铁做匀速运动时在回路中产生的感应电动势约为多少?
57.一个匝数为1 00 ( http: / / www.21cnjy.com )0的金属圈所包围的面积为0.25 m 2 的闭合线圈平面与均匀分布的磁场的磁感线的方向垂直,该磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图所示.画出0—4×10 -2 s内的感应电动势的图象,标明感应电动势的大小.
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58.轻质细线吊着一质量为m=3k ( http: / / www.21cnjy.com )g,边长为L=1m、匝数n=10的正方形线圈总电阻为r=1Ω.在框的中间位置以下区域分布着矩形匀强磁场,如图甲所示.磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化如图乙所示.求:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)请判断全过程线圈中产生的感应电流的方向?
(2)线圈的电功率;
(3)请通过定量计算说明绳子张力的变化情况,并判别是否存在轻质细线的拉力为0的时刻,并说明理由。
59.一电阻为R的金属圆环,放在匀强磁场中,磁场与圆环所在平面垂直,如图(a)所示,已知通过圆环的磁通量随时间t的变化关系如图(b)所示,图中的最大磁通量和变化周期T都是已知量,求:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)在t=0到t= T/4的时间内,通过金属圆环横截面的电荷量q
(2)在t=0到t=2T的时间内,金属环所产生的电热Q.
60.(2014 江苏二 ( http: / / www.21cnjy.com )模)两根固定在水平面上的光滑平行金属导轨MN和PQ,一端接有阻值为R=4Ω的电阻,处于方向竖直向下的匀强磁场中.在导轨上垂直导轨跨放质量m=0.5kg的金属直杆,金属杆的电阻为r=1Ω,金属杆与导轨接触良好,导轨足够长且电阻不计.金属杆在垂直杆F=0.5N的水平恒力作用下向右匀速运动时,电阻R上的电功率是P=4W.
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(1)求通过电阻R的电流的大小和方向;
(2)求金属杆的速度大小;
(3)某时刻撤去拉力,当电阻R上的电功率为时,金属杆的加速度大小、方向.
61.在如图 (a)所示的虚线框内 ( http: / / www.21cnjy.com )有匀强磁场,设图示磁场方向为正,磁感应强度随时间变化规律如图(b)所示.边长为l,总电阻为R的正方形线框abcd有一半处在磁场中且固定,磁场方向垂直于线框平面,在0~T时间内,求:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)线框中电流的大小和方向;
(2)线框ab边的生热。
62.(本题10分)如图所示,在 ( http: / / www.21cnjy.com )磁感应强度B=0.2 T、方向与纸面垂直的匀强磁场中,有水平放置的两平行导轨ab、cd,其间距l=50 cm,a、c间接有电阻R.现有一电阻为r的导体棒MN跨放在两导轨间,并以v=10 m/s的恒定速度向右运动,a、c间电压为0.8 V,且a点电势高.其余电阻忽略不计.问:
(1)导体棒产生的感应电动势是多大?
(2)通过导体棒电流方向如何?磁场的方向是指向纸里,还是指向纸外
(3)R与r的比值是多少?
评卷人 得分
六、简答题
63.请写出应用楞次定律判断感应电流方向的步骤。
64.在图中,CDEF为闭合线圈, ( http: / / www.21cnjy.com )AB为电阻丝。当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,电源的哪一端是正极?
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参考答案
1.A
【解析】
试题分析:当金属杆ab向右 ( http: / / www.21cnjy.com )做匀减速直线运动时,在ab中产生由a到b的均匀减小的电流,由楞次定律可知,由于穿过线圈N的磁通量均匀减小,故在N中产生恒定不变的顺时针方向的感应电流,故选项A正确.
考点:楞次定律;法拉第电磁感应定律。
2.B
【解析】
试题分析:设初位置时穿过线圈的磁通量为正,则初位置时:,末位置时:,则初、末位置磁通量的改变量的大小为:,故B正确.
考点:磁通量
3.BCD
【解析】
试题分析:A、伽利略设想物体下 ( http: / / www.21cnjy.com )落的速度与时间成正比,因为当时无法测量物体的瞬时速度,所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比,那么位移与时间的平方成正比;由于当时用滴水法计算,无法记录自由落体的较短时间,伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下,来“冲淡”重力得作用效果,而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所用时间长的多,所以容易测量.伽利略做了上百次实验,并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推.所以伽利略用来抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法,故A正确;B、伽利略的理想斜面实验的方法是:建立了理想模型,进行实际实验,假设理想情况,再经过逻辑推导得出结论,结合实际的实验,再推导出理想状态下的结果:小球从A斜面滑下,它要滑上B斜面的等高处,无论B斜面倾角多大,它总是记得自己的起始高度,故B正确;C、根据楞次定律可知,小磁铁无论向上运动还是向下运动,电流表中指针偏转方向相反,故C错误;D、S断开瞬间,A线圈中电流迅速减小,铁芯中的磁场减弱,闭合的线圈B中产生感应电流磁场阻碍原磁场减弱,达到延时作用,线圈B不闭合,则不会产生感应电流,不会有此效果,故D错误;本题选择错误的故选BCD.
考点:本题考查楞次定律、自由落体运动、物理学史。
4.ACD
【解析】
试题分析:因通过直导线N的电流恒定,则不会引 ( http: / / www.21cnjy.com )起感应电流,而直导线M,在0~t0时间内,电流渐渐增大,根据右手螺旋定则可知,向里穿过线圈的磁通量在增大,根据楞次定律可知,感应电流方向逆时针方向,即流过R的电流方向由C→D,故A正确;同理,t0~2t0时间内,向里穿过线圈的磁通量仍在增大,则感应电流方向逆时针方向,即流过R的电流方向由C→D,故B错误;0~t0时间内,感应电流方向由A到B,因不计CD边电流影响,根据同向电流相吸,异向电流相斥,M对AB的安培力向右,而N对AB的安培力向左,由于通过M的电流小于N的电流,则向右的安培力小于向左的安培力,则AB边所受安培力的方向向左,故C正确;同理,当t0~2t0时间内,感应电流方向由A到B,因不计CD边电流影响,根据同向电流相吸,异向电流相斥,M对AB的安培力向右,而N对AB的安培力向左,由于通过M的电流大于N的电流,则向右的安培力大于向左的安培力,则AB边所受安培力的方向向右,故D正确;故选:ACD 21*cnjy*com
考点:安培力;电流之间的相互作用;右手螺旋定则.
5.CD
【解析】
试题分析:由图可知,内,线圈中磁通量的变化率相同,故内电流的方向相同,由楞次定律可知,电路中电流方向为逆时针;同理可知,内电路中的电流为顺时针,内,电路中的电流为顺时针,内,电路中的电流为逆时针,由可知,电路中电流大小恒定不变。所以本题正确选项为CD。
6.C
【解析】
试题分析:丹麦物理学家奥斯特发现通电 ( http: / / www.21cnjy.com )导线的电流的磁效应,故选项A错误;楞次根据实验和理论分析得出楞次定律,故选项B错误;麦克斯韦认为变化的磁场能产生电场,变化的电场产生磁场,这是麦克斯韦电磁场理论的两大主要支柱,故选项C正确;布朗通过显微镜观察花粉在水中的运动,应该是光学显微镜,在布朗那个时代还没有电子显微镜,故选项D错误。本题正确选项为C。
7.D
【解析】
试题分析:根据右手螺旋定 ( http: / / www.21cnjy.com )则可得,A中电流的磁场向里且逐渐增大,根据楞次定律可得,磁场增大,感应电流的磁场的方向向外,感应电流的方向为逆时针方向,B环外的磁场的方向与B环内的磁场的方向相反,当B环内的磁场增强时,A环具有面积扩展的趋势,故D正确;
考点:考查了楞次定律,右手螺旋定则
8.D
【解析】
试题分析:中性面位置穿过线框的磁通量最大,选项A错误;线框中产生交变电压的最大值为:,有效值为500V ,选项B错误;变压器原、副线圈匝数之比为,选项C错误;允许变压器输出的最大功率为,选项D正确;故选D.
考点:正弦交流电的产生;变压器.
9.BC
【解析】
试题分析:0~0.1s内磁通量的变化量为,线圈内的磁通量垂直向里增加,所以根据楞次定律可得感应电流方向为逆时针方向,即电流从A流向B,所以电压表“+”接线柱接A端,A端的电势比B端的高,根据法拉第电磁感应定律,即电压表示数为0.5V,故BC正确;
考点:考查了法拉第电磁感应定律,楞次定律
10.B
【解析】
试题分析:铜环靠近磁铁过 ( http: / / www.21cnjy.com )程中,感应电流总是阻碍磁体间的相对运动,所以感应电流阻碍铜环靠近磁铁,给铜环一个向上的安培力,即铜环给磁铁一个向下的力,故绳子的拉力大于重力;当铜环在磁铁中间时,磁通量不变,无感应电流,没有安培力,拉力等于重力,当铜环远离磁铁过程中,感应电流阻碍铜环的远离对铜环施加一个向上的安培力,及铜环给磁铁一个向下的力,故绳子的拉力大于重力,故B正确.
考点:考查了楞次定律
11.A
【解析】
试题分析:将adcb段看做电源,ab段看做外电路,则有,,,联立可得,A正确;
考点:考查了闭合回路欧姆定律,
12.C
【解析】
试题分析:根据法拉第电磁感应定律可知 ( http: / / www.21cnjy.com ),电路中磁通量改变越快, 则磁通量的变化率越大,感应电动势越大,选项C正确,AB错误;若电路中某时刻磁通量为零,但是磁通量的变化率不一定为零,则该时刻感应电动势不一定为零,选项D错误;故选C.
考点:法拉第电磁感应定律
13.B
【解析】
试题分析:当ab边进入磁场时,ab边切割磁感线的有效长度均匀增大,电流方向为从b到a;当cd边进入磁场时,cd边切割磁感线的有效长度均匀增大,电流方向为从a到b;故选项B正确,A错误;0-t0时间内细绳的张力为零;在t0-2t0时间内,设时间t内,cd进入磁场的距离为x,则x=vt,则cd边所受安培力,因为细绳的张力等于安培力,故张力与时间t不是线性关系,故选项CD错误;故选B.
考点:法拉第电磁感应定律;楞次定律;安培力.
14.B
【解析】
试题分析:由右手定则可知,ab进入磁场时产生的感应电流由b流向a,故A错误;当ab进入磁场时做匀速运动,则,解得,故B正确;ab进入磁场产生的感应电动势:E=Blv,解得,故C错误;由左手定则可知,cd受到的安培力平行与斜面向下,则cd对两根小柱的压力不为零,故D错误;故选B.
考点:法拉第电磁感应定律.
15.BC
【解析】
试题分析:根据右手定则,通过R的感应电流的方向为由a到d,所以A错误;E=BLv=1×1×2V=2V,B正确;I==,F=BIL=0.5N,C正确;由能量守恒可知,外力F做功还有一部分转换成了内能,D错误。
考点:本题主要考查了电磁感应和闭合欧姆定律的知识。
16.B
【解析】
试题分析:波兰天文学家哥白尼提出了日心 ( http: / / www.21cnjy.com )说,所以A错误;卡文迪许通过扭秤装置实验测定出引力常量G,所以B正确。安培提出了分子电流假说,所以C错误;楞次总结出了判断感应电流方向的规律,所以D错误。
考点:本题考查了物理学史的知识。
17.BD
【解析】
试题分析:由楞次定律可知,线框进入区域I ( http: / / www.21cnjy.com )时感应电流为逆时针方向,而离开区域I时的电流方向为顺时针方向,故选项A错误;由楞次定律可知,线框进入区域Ⅱ时与离开区域Ⅱ时所受安培力的方向相同,均向上,选项B正确;因穿过两磁场区域的过程中,通过线框的电流及其变化情况相同,则可知线圈进入磁场区域I一定是减速运动,选项C错误;线圈出离磁场区域I的速度应等于出离磁场区域Ⅱ的速度,则在此过程中,线圈的机械能的减小量等于线圈通过产生区域Ⅱ产生的电能,即Q2= mg(d+h),则线框通过区域I和区域Ⅱ产生的总热量为Q=2Q2=2mg(d+h),选项D正确;故选BD。
考点:楞次定律;能量守恒定律。
18.D
【解析】
试题分析:线圈转动的周期为T=2×10-2s,故角速度,选项A错误;电流表的示数等于交流电的有效值,大小为,选项B错误;0.01 s时线圈中感应电流最大,此时线圈平面与磁场方向平行,选项C错误;0.02 s时线圈处于图示位置,根据右手定制可知,电阻R中电流的方向自左向右,选项D正确;故选D.
考点:交流电的产生及变化规律.
19.C
【解析】
试题分析:由于分子在做永不停息的无规则运动,所以加油站里存在着一定的油分子浓度,故为了防止火灾,在进入加油站后,禁烟、禁火、禁打手机,同时塑料容易产生静电,引起放电现象,所以严禁给塑料容器加注油品;故选项A正确; B、功取决于力和力的方向上发生的位移,故滑动摩擦力对物体可以做正功,也可以做负功,还可以不做功;故选项B正确; C、电势能等于,正电荷在高电势处电势能大,而在低电势处,电势能小;故选项C错误; D、灵敏电流计中存在磁铁和线圈,在运输时会由于线圈的运动引起电磁感应而产生电动势,当两接线柱相连时,可以形成电流,产生的安培力会阻碍其转动;故选项D正确。所以本题错误的选项为C。
20.B
【解析】
试题分析:根据右手定则,通电直导线的磁 ( http: / / www.21cnjy.com )场在上方向外,下方向里;离导线近的地方磁感应强度大,离导线远的地方磁感应强度小.线框从上向下靠近导线的过程,向外的磁感应强度增加,根据楞次定律,线框中产生顺时针方向的电流;穿越导线时,上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加,先是向外的磁通量减小,之后变成向里的磁通量,并逐渐增大,直至最大;根据楞次定律,线框中产生逆时针方向的电流.向里的磁通量变成最大后,继续向下运动,向里的磁通量又逐渐减小,这时的电流新方向又变成了顺时针.故A错误;根据A中的分析,穿越导线时,上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加,先是向外的磁通量减小,一直减小到0,之后变成向里的磁通量,并逐渐增大.这一过程是连续的,始终有感应电流存在,故B正确;根据楞次定律,感应电流始终阻碍线框相对磁场的运动,故受安培力的方向始终向上,不是0,故CD错误.
考点:考查了右手定则,
21.BC
【解析】
试题分析:C、D、设正三角形的边长为a,匀速运动的速度为v.线框匀速进入磁场的过程,由右手定则可知,电流方向为逆时针为正方向,线框所受的安培力方向向左,t时刻线框有效切割长度,产生的感应电动势,感应电流的大小,电流与时间成正比;同理,线框离开磁场的过程,回路中磁通量减小,产生的感应电流为顺时针为负方向,,,电流随时间均匀减小,故选项C正确、选项D错误.A、B、进磁场根据安培力公式,F-t图线是开口向上的抛物线;线框离开磁场,F-t图线是开口向上的抛物线.根据数学知识可知选项B正确、选项A错误.故选BC.
考点:本题考查电磁感应、楞次定律、图象问题。
22.AB
【解析】
试题分析:P向右摆动的过程中,线圈平面内从右 ( http: / / www.21cnjy.com )往左的磁通量减小,根据楞次定律可以得出电流方向为顺时针方向,所以A项正确;根据P中产生的感应电流方向流过Q线圈也是顺时针,根据左手定则判断Q下边受安培力向右摆动,所以B项正确;P向右摆动的过程中,感应电流没有发生变化,线圈Q的电流方向没有发生变化,所以C项错误;若用手左右摆动Q,线圈Q的下边切割磁感线会产生感应电流,线圈P中会有电流通过,在磁场下会受到安培力运动,所以D项错误。
考点:本题考查了左手定则和楞次定律
23.减少 从Q到P 向左
【解析】
试题分析:在把磁铁迅速插入A线 ( http: / / www.21cnjy.com )圈的过程中,A线圈中的磁通量迅速增大,根据楞次定律,A线圈将会产生感应电动势,感应电流的方向与原来直流电源的电流方向相反,所以A线圈中的电流将减小。线圈B中的从右往左的磁通量也会增大,感应电流产生的磁场方向为从左向右,感应电流的方向为顺时针(从铁芯左侧向右看),通过通过电阻R的感应电流的方向为从Q到P。当在把磁铁迅速插入A线圈的过程中,线圈B中的磁通量会增大,如果能够自由移动,根据楞次定律,为阻碍磁通量的增大,线圈将会向左移动。
考点:本题考查了感应电流方向的判断和楞次定律
24.从a到b
【解析】
试题分析:在穿入过程中,穿过线圈水平向右的磁通量增大,所以根据楞次定律可得通过电流表的电流方向从a到b
考点:考查了楞次定律
25.(1)B;(2)无。
【解析】
试题分析:(1)如果闭合S2,当S ( http: / / www.21cnjy.com )1断开时,A的磁场要减弱,故穿过线圈B的磁通量要减小,所以线圈B会产生感应电流,从而使铁芯上仍有磁性,即对电路起到延迟的作用;(2)如果断开S2,当S1断开时,则不会有这种延迟的现象。
考点:电磁感应现象。
26.(1)有、无(2)200N/C、向右
【解析】
试题分析:(1)穿过闭合回路 ( http: / / www.21cnjy.com )的磁通量发生变化,电路中产生感应电流;由图示可知,电路闭合,①把磁铁插入线圈时,床线圈的磁通量发生变化,线圈中有感应电流;
②把磁铁放在线圈内不动,穿过线圈的磁通量不变,线圈中无感应电流.
(2)A点的场强大小是:;
根据该试探电荷带正电,则A点的场强方向与电场力方向相同,向右;
考点:考查了法拉第电磁感应,电场强度
27.无,有
【解析】
试题分析:若A匀速转动,相当于产生了一不变的 ( http: / / www.21cnjy.com )环形电流,B中的磁通量不发生变化,不产生感应电流.若A加速转动,则相当于电流增大,B中的磁通量增加,能够产生感应电流,但因所带的电量的正负不知,不能确定A中的电流的方向,故不知磁场的方向,则不能由安培定则得B中会产生感觉应电流的方向.
考点:考查感应电流的产生条件.
28.从b到a; >
【解析】
试题分析:根据楞次定律可知,当条形磁铁快速 ( http: / / www.21cnjy.com )靠近线圈的过程中,穿过线圈的磁场方向向上且磁通量增大,故线圈中产生的感应电流磁场方向向下,由安培定则可知,线圈中的电流方向为顺时针,即由b到a;此时线圈与磁铁相互排斥,故线圈所受的支持力大于自身重力;
考点:电磁感应、楞次定律
29.右 右
【解析】
试题分析:由题意知,滑动变阻器的滑动端P向左 ( http: / / www.21cnjy.com )加速滑动时,电阻增大,电流减小,磁场减弱,穿过B的磁通量减小,电流计指针向右偏转,若线圈A向上移动,B的磁通量减小,所以电流计指针向右偏转;若断开开关,B的磁通量也减小,所以电流计指针向右偏转。
考点:本题考查感应电流产生的条件
30.从b到a; >
【解析】
试题分析:根据楞次定律可知,当 ( http: / / www.21cnjy.com )条形磁铁快速靠近线圈的过程中,穿过线圈的磁场方向向上且磁通量增大,故线圈中产生的感应电流磁场方向向下,由安培定则可知,线圈中的电流方向为顺时针,即由b到a;此时线圈与磁铁相互排斥,故线圈所受的支持力大于自身重力;
考点:电磁感应、楞次定律
31.(1)右 (2)右
【解析】
试题分析:(1) 合上S将线圈A插入B的过程 ( http: / / www.21cnjy.com )中,线圈B的磁通量增大,根据楞次定律阻碍磁通量的增大,分析线圈A的下端为N极,B要阻碍A向下,线圈B的感应电流在B的上端产生的磁场也是N极,根据右手安培定则判断电流方向为从“+”接线柱流入灵敏电流计,所以指针右偏。
(2)合上S将线圈A插入B ( http: / / www.21cnjy.com )后,将变阻器触头向左移动时,使得A线圈的电流变大,磁场变强,B线圈的磁通量增大,变化情况与上面同,所以感应电流方向相同,指针仍向右偏。
考点:楞次定律
32.左 右
【解析】
试题分析:根据安培右手定则 ( http: / / www.21cnjy.com )判断,通电螺线管产生的磁场左端为N极,线圈中的感应电流对应的磁场在线圈右端为N极,二者相互排斥方向相反,根据楞次定律增反减同,螺线管的磁场增强,所以电流变大,电阻变小,滑片P向左端移动,要使线圈保持不动,应对其施加一个水平向右的外力。21世纪教育网版权所有
考点:楞次定律
33.
【解析】
试题分析:由,,可得;段,磁感应强度均匀增加,线圈产生恒定电流,方向由楞次定律知逆时针;同理,段,无电流产生,,产生顺时针方向的恒定电流,图象如下图。
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考点:考查了电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、楞次定律.
34. 向上拔出
【解析】
试题分析:由(1)图可以看出,电流从 ( http: / / www.21cnjy.com )负接线柱流入灵敏电流表时,指针向负接线柱一侧偏转.图(2)中螺旋管中的电流是从下端流向上端,由安培定则可以判断出螺旋管上端是N极,再根据楞次定律知磁铁向上运动.
考点:考查了楞次定律、安培定则。
35.(1)A B(2)B
【解析】
试题分析:(1)若将条形磁针的S极插人感 ( http: / / www.21cnjy.com )应线圈时得到②所示图线,则将条形磁针的N极插入感应线圈,为了阻碍磁通量增加,将会产生与题目相符的感应电流,同时将条形磁针的S极拔出感应线圈,为了阻碍磁通量变化,也能产生相符的感应电流
(2)根据题目要求,S极插入时(向 ( http: / / www.21cnjy.com )左、增加),产生感应电流应该与2相同,但S极远离时为了阻碍磁通量变化,因此产生相反方向的感应电流,即答案为B
考点:楞次定律
点评:本题考查了楞次定律的理解和应用,楞次定律中主要是考察对阻碍磁通量变化的理解。
36.减小,Q→P,向左
【解析】
试题分析:在把磁铁迅速插入A线圈的 ( http: / / www.21cnjy.com )过程中,穿过A的磁通量在增大,所以会产生一个阻碍磁通量增大的电流,根据楞次定律可得,感应电流方向和A中的电流方向相反,所以A中的电流减小,因为穿过B线圈向左的磁通量增大,所以根据楞次定律可得,产生的感应电流方向充Q到P,根据来拒去留可得,线圈B将向左运动,【来源:21·世纪·教育·网】
考点:考查了楞次定律的应用
点评:关键是判断通过线圈的磁通量的变化
37.向左偏
【解析】
试题分析:由楞次定律可知,当把磁铁N极向下插入线圈时,感应电流从负极流入,电流表指针向左偏,
考点:本题考查了楞次定律的应用,
点评:掌握楞次定律是正确解题的关键;本题难度不大,是一道基础题.
38.左、右
【解析】
试题分析:线圈a中的磁场向右 ( http: / / www.21cnjy.com ),如果要使线圈中产生图示方向的感应电流,根据楞次定律可知,需要磁场增强,需要通电长螺线管的电流增大,滑动变阻器的滑片P应向左滑动;根据楞次定律可知线框有向左运动的趋势,要使线圈a保持不动,应给线圈施加一水平向右的外力
考点:楞次定律
点评:本题中线圈中若要产生如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示的电流,可以使穿过线圈的向左的磁场增大或向右的磁场减小,这样就会是线圈由向左或向右运动的趋势,对线圈施加反向的外力才能平衡。
39.吸引,变小,向左
【解析】
试题分析:磁铁的远离,根据楞次定律可 ( http: / / www.21cnjy.com )知,线圈的感应电流阻碍其相对运动.会对磁铁吸引.根据安培定则判断可知,磁铁远离时,磁通量减小,方向向左,则线圈内部感应电流的方向向左,由安培定则判断出电流的通过R的电流方向为向左.机械能减小
考点:考查楞次定律的应用,
点评:由楞次定律的阻碍作用分析磁铁的受力方向;在磁铁远离线圈的过程中,穿过线圈的磁通量减小,根据磁场方向,由楞次定律判断感应电流的方向.
40.abcd 无
【解析】
试题分析:当只有bc边进入磁场时,穿 ( http: / / www.21cnjy.com )过闭合线圈的磁通量垂直纸面向里增大,所以根据楞次定律可得感应电流方向为abcda,当整个线圈进入磁场后,磁通量恒定,所以无感应电流产生
考点:考查了楞次定律和感应电流产生的条件
点评:产生感应电流的条件是通过闭合线圈的磁通量发生变化,
41.负,向上运动
【解析】
试题分析:当磁场均匀增加时,由楞次 ( http: / / www.21cnjy.com )定律可判断上极板带正电.所以平行板电容器的板间的电场方向向下,带电粒子受重力和电场力平衡,所以粒子带负电.若增大磁感应强度的变化率,则两极板间的电压增大,电场强度增大,所以电场力增大,故粒子向上运动
考点:考查了楞次定律的应用
点评:带电粒子受重力和电场力平衡,由楞次定律可判断极板带电性质,
42.右偏 左偏 左偏
【解析】
试题分析:穿过闭合回路的磁通量变化而产生感应电流,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化,根据楞次定律可得右偏 左偏 左偏
考点:考查了楞次定律的应用
点评:闭合线圈中的磁通量发生变化有几种方式:可以线圈面积的变化,也可以磁场的变化,也可以线圈与磁场的位置变化.
43.(1)如图所示
(2)A;左;B.右。
【解析】
试题分析:(1)电源、开关与变阻器相 ( http: / / www.21cnjy.com )连,接在副线圈上,原线圈接灵敏电流计;(2)因为闭合电键时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下,说明电流减小时,线圈的磁通量减小时,灵敏电流计的指针向左偏,则副线圈迅速插入原线圈时,原线圈中的磁通量在变大,故灵敏电流计的指针向右偏;当滑动变阻器的滑片迅速向左移动时,通过原线圈的电流变小,故灵敏电流计的指针向左偏。
考点:楞次定律。
44.(1)作图(3分) (2)L1和L2(2分) (3)右端(2分)
【解析】
试题分析:(1)电源,线圈,开关,滑动变阻器组成一个闭合回路,电流表和线圈组成一个闭合回路,如图所示
( http: / / www.21cnjy.com )
(2)还应查清“L1和L2” 绕制方向
(3)闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑动头P处于右端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大.
考点:研究电磁感应现象及判定感应电流的方向
45.①解析如下图
②Ⅰ将开关闭合(或者断开) Ⅱ将螺线管A插入(或拔出)螺线管B ③右
【解析】
试题分析:②要使电流表发生偏转就要 ( http: / / www.21cnjy.com )使得线圈产生感应电流。要使线圈产生感应电流就要使线圈产生感应电动势,要使线圈产生感应电动势就要使得通过线圈中的磁通量发生变化。凡是能引起线圈中磁通量变化的操作都能产生感应电流。 ③当开关闭合的瞬间,磁通量增大,所以感应磁通量必定与原磁通量反向,而当把A拔出的时候,磁通量必定减少,产生的感应磁通量必定为补充。由于两次产生的感应磁通量方向相反故指针偏转方向必定相反。
考点:电磁感应现象的产生条件、楞次定律
46.B
【解析】
试题分析:因为当他将滑动 ( http: / / www.21cnjy.com )变阻器的滑片P向左加速滑动时,变阻器的电阻变大,通过线圈A的电流变小,则线圈A产生的磁场变小,故当线圈B中的磁通量变小时,电流计指针向右偏转;则当线圈A向上移动时,通过线圈B的磁通量也会变小,故电流表的指针也会向右偏,故选项A错误;当断开开关时,线圈A中的电流变小,故会引起穿过线圈B的磁通量变小,所以电流计的指针向右偏,选项B正确;当变阻器的滑片匀速滑动时,线圈A中的电流也会均匀变化,则线圈A产生的磁场也会均匀变化,故线圈B中产生的电流是不变的,有一定的大小,故选项C错误;虽然线圈A、线圈B的绕线方向未知,但我们可以根据使电流计指针向右偏的条件得出其他情况下出现的现象,故选项D错误。【来源:21cnj*y.co*m】
考点:楞次定律,电流的磁场。
47.保护电流表,右偏,左偏,右偏
【解析】
试题分析:(1)为防电流过 ( http: / / www.21cnjy.com )大,损坏电表,所以串联定值电阻保护电路;(2)将线圈A插入线圈B的过程中,线圈B中磁场的方向为向上,磁通量增大,根据楞次定律可得感应电流的磁场方向为向下,感应电流从“-”接线柱流入电表,所以指针向右偏;(3)若突然断开S,线圈B磁通量减小,原磁场方向向上,根据增反减同可得:感应电流磁场向上,感应电流从“+”接线柱流入电表,所以指针向左偏;(4)在滑动变阻器滑片向左滑动过程中,电阻减小,电流增大,B线圈的磁通量增大,同理可得:指针向右偏。
考点:本题考查楞次定律
48.(1)顺时针;向下 (2)增大,B原与B感反向;减小,B原与B感同向
【解析】
试题分析:(1)当S极插入时,原磁场方向向上,磁通量增大,感应电流磁场阻碍原磁场的增加,故感应电流磁场方向向下,感应电流方向(附视)为顺时针方向;(2)由实验可得磁通量变化、原磁场B原方向、感应电流的磁场B感方向三者之间的关系:增大,B原与B感反向;减小,B原与B感同向;
考点:探究螺线管线圈中感应电流的方向
49.⑴
(2)右 左
【解析】
试题分析:闭合电键瞬间与合上电键 ( http: / / www.21cnjy.com )后将A线圈迅速插入B线圈时情况相同,穿过B线圈的磁通量增大,产生的感应电流方向相同;A线圈插入B线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,A线圈中的磁场变弱,穿过B线圈的磁通量减弱,与磁场增强有相反方向的感应电流。
考点:本题考查感应电流的方向。
50.(1)见图
( http: / / www.21cnjy.com )
(2)向左偏,向左偏
【解析】
试题分析:闭合开关时发现灵敏电流计 ( http: / / www.21cnjy.com )的指针向右偏了,说明当磁通量增加时灵敏电流计的指针向右偏, 合上开关后将线圈A迅速从线圈B中拔出时,磁通量减小,敏电流计的指针向左偏;线圈A插入线圈B后,将滑动变阻器滑片迅速向左移动时,电流减小,磁通量减小,灵敏电流计的指针向左偏。
考点:研究电磁感应现象
51.D
【解析】(1)条形磁铁在穿入线圈的过程中,原磁场方向向下.
(2)穿过线圈向下的磁通量增加.
(3)由楞次定律可知:感应电流的磁场方向向上.
(4)应用安培定则可判断:感应电流的 ( http: / / www.21cnjy.com )方向为逆时针(俯视),即由b→G→a.同理可以判断:条形磁铁穿出线圈的过程中,向下的磁通量减小,感应电流产生的磁场方向向下,感应电流的方向为顺时针(俯视),即由a→G→b.
52.(1)电路如图所示(2分);(2)右;左(每空1分)。
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】
试题分析:(1)连接时,将带有电源 ( http: / / www.21cnjy.com )的电路连接一个线圈,将电流表连接另一个线圈即可;(2)闭合开关时,相当于原线圈的磁通量增加,此时指针向右偏,故当原线圈迅速插入副线圈的过程中,磁通量也在磁大,故电流表指针将向右偏,当滑动变阻器滑片迅速向右滑动时,电流减小,故原线圈中的磁通量变小,故电流表指针将向左偏。
考点:电磁感应。
53.(1)1.6×10﹣3 Wb;(2)1.92×10﹣3J;(3)有电信号产生的,因为穿过耳机线圈的磁通量发生变化
【解析】
试题分析:(1)磁通量变化量= 1.6×10﹣3 Wb;(2)根据磁通量的变化 将该过程分为两部分,在1s到2s时线圈内的感生电动势为①,在2s到3s时线圈内的感生电动势为②,由焦耳定律、欧姆定律,联立①②式可得(J);(3)因为电话线中的电流会发生变化,故穿过耳机线圈的磁通量会发生变化耳机中会有电信号产生。
考点:本题考查了电磁感应、感生电动势、焦耳定律、欧姆定律等概念
54.(1);电流方向为a→b(2)(3);
【解析】
试题分析:(1)由法拉第电磁感应定律得c内感生电动势 ①
由全电路欧姆定律有 ②(R2被ab短路)
联立①②解得:③
根据楞次定律和右手螺旋定则(或者平衡条件和左手定则)判断ab中电流方向为a→b④
(2) 由题意可知导轨平面与水平面夹角为,
对在t=0~内静止的ab受力分析有⑤
联立③⑤解得: ⑥
(3) 由题意知t=后,c内的磁感强度减为零,ab滑入区域Ⅱ,
由直导轨足够长可知ab进入圆形轨道时已达匀速直线运动,
设此时ab为v,其电动势为E2,电流为I2,
由平衡条件得 ⑦
由法拉第电磁感应定律得动生电动势⑧
由全电路欧姆定律有 ⑨(R1、R2并联)
联立⑥⑦⑧⑨解得 ⑩
由题意可知ab滑不过圆心等高点或者滑过圆轨道最高点均符合题意,分类讨论如下:
(ⅰ)当即时,
ab上滑过程由动能定理得,即
(ⅱ)设ab能滑到圆轨道最高点时速度为v1,根据牛顿第二定律应满足
所以当即时,
ab能滑到圆轨道最高点,有
考点:法拉第电磁感应定律;牛顿第二定律;动能定理;
55.(1)(2)(3)
【解析】
试题分析:(1)细线恰好松弛,线框受力分析有:
因感生产生的感应电动势:,得:
(2)当CD边到达时线框恰好匀速运动,速度为,线框受力分析有:,
因CD棒切割产生的感应电动势:,
线框AB到达时一直运动到CD边到达的过程中线框中无感应电动势产生,只受到重力作用.
线框下落高度为3h,根据动能定理得:
线框AB边到达M2N2时的速率为:
(3)线框静止开始下落到CD边刚离开M4N4的过程中线框中产生电能为E电,线框下落高度为4.5h,根据能量守恒得:重力势能减少量等于线框动能与电能之和为:21·cn·jy·com
考点:考查了导体切割磁感线问题
56.(1)见解析(2)
【解析】
试题分析:(1)根据楞次定律,小磁铁的 ( http: / / www.21cnjy.com )磁性越强,通过导线环的磁通量的变化率越大,因此下落过程中在导线环中产生的感应电流越大,此感应电流产生的磁场也越强,从而对小磁铁的阻碍也越大,小磁铁向下运动的加速度越小,因此其极限速度就越小。 (5分)
(2)设小磁铁做匀速运动时,下落距离h,在此过程中有
(2分)
式中Q为小磁铁下落过程中在螺线管中产生的焦耳热,其大小为
(1分)
式中E是感应电动势,△t是小磁铁通过距离所需的时间。
由于小磁铁匀速运动,因此有
(1分)
联立可解得(1分)
考点:电磁感应
57.
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】
试题分析:根据法拉第电磁感应定律,当穿过线圈的磁通量发生变化时,线圈中的感应电动势,其中 为B-t图中图线的斜率,从的图线的斜率不变,可知感应电动势的大小、方向均不变.21教育网
由法拉第电磁感应定律可得=1 000×0.25× V=12500 V.
考点:考查了法拉第电磁感应定律
58.(1)0到4s电流的方向为顺时针方向 ,4s后没有电流(2)6.25W
(3)0到4s 拉力从55N 减小到5N,4s以后拉力保持为30N不变,所以不存在拉力为0的时刻
【解析】
试题分析:(1)由法拉第电磁感应定律知道:0到4s电流的方向为顺时针方向 ,4s后没有电流
(2)由法拉第电磁感应定律得:
V P=6.25W
(3) 所以安培力的最大值为25N。
刚开始 t=4s以后
0到4s 拉力从55N 减小到5N,4s以后拉力保持为30N不变,所以不存在拉力为0的时刻
考点:此题考查了电磁感应、牛顿运动定律。
59.(1) (2)
【解析】
试题分析:(1)由磁通量随时间变化的图线可知在到时间内,环中的感应电动势为,在以上时段内,环中的电流为,则在这段时间内通过金属环某横截面的电量,联立求解得。www.21-cn-jy.com
(2)在到和在到时间内,环中的感应电动势;在到时间内,环中的感应电动,由欧姆定律可知在以上时段内,环中的电流为。在到时间内金属环所产生的电热为。联立求解得.
考点:法拉第电磁感应定律,焦耳定律
60.(1)通过电阻R的电流的大小是1A,方向从M到P;(2)金属杆的速度大小是10m/s;(3)当电阻R上的电功率为时,金属杆的加速度大小是0.5m/s2,方向向左
【解析】
试题分析:(1)根据右手定则判断出电流的方向,根据电功率的公式计算出电流的大小;
(2)当到达稳定时,拉力的功率等于电流的电功率,写出表达式,即可求得结果;
(3)某时刻撤去拉力,当电阻R上的电功率为时,回路中感应电流产生的安培力提供杆的加速度,写出安培力的表达式与牛顿第二定律的表达式即可.
解:(1)根据电功率的公式,得:P=I2R,所以:I=A,由右手定则可得,电流的方向从M到P。
(2)当到达稳定时,拉力的功率等于电流的电功率,即:Fv=I2(R+r),
代入数据得:v=m/s。
(3)当电阻R上的电功率为时,,得:,此时:,由牛顿第二定律得:FA'=ma,所以:a=0.5m/s2,方向向左.
答:(1)通过电阻R的电流的大小是1A,方向从M到P;
(2)金属杆的速度大小是10m/s;
(3)当电阻R上的电功率为时,金属杆的加速度大小是0.5m/s2,方向向左.
点评:本题考查了求导体棒的加速度 ( http: / / www.21cnjy.com )、导体棒的最大速度,分析清楚金属杆的运动过程是正确解题的前提与关键;当金属杆受到的安培力与拉力相等时,杆做匀速直线运动,速度达到最大.第二问也可以这样做:F=BIL,BL=0.5Tm,BLv=I(R+r),v=10m/s。
61.(1) ,电流方向是:adcba; (2)
【解析】
试题分析:(1)由法拉第电磁感应定律可得,感应电动势:
由欧姆定律可知:
由上述两式可得:,电流方向是:adcba;
(2)由焦耳定律可得:
则
考点:法拉第电磁感应定律;楞次定律及焦耳定律。
62.(1)1V;(2)电流方向N→M;磁场方向指向纸里;(3)4.
【解析】
试题分析:(1)
(2)电流方向N→M;磁场方向指向纸里
(3)
考点:法拉第电磁感应定律;右手定则及全电路欧姆定律。
63.见解析
【解析】
试题分析:对于感应电流的方向,可由楞次定律判定,用楞次定律判断感应电流方向一般有4个步骤:
① 确定原磁场的方向。
②判断原磁场的变化趋势。
② 根据楞次定律确定感应电流的磁场的方向。
④根据右手螺旋定则确定感应电流的方向。
64.下端
【解析】
【错解分析】错解:当变阻 ( http: / / www.21cnjy.com )器的滑动头在最上端时,电阻丝AB因被短路而无电流通过。由此可知,滑动头下移时,流过AB中的电流是增加的。当线圈CDEF中的电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,由楞次定律可知AB中逐渐增加的电流在G处产生的磁感强度的方向是“×”,再由右手定则可知,AB中的电流方向是从A流向B,从而判定电源的上端为正极。2·1·c·n·j·y
楞次定律中“感生电流的磁场总是要阻碍引起 ( http: / / www.21cnjy.com )感生电流的磁通量的变化”,所述的“磁通量”是指穿过线圈内部磁感线的条数,因此判断感应电流方向的位置一般应该选在线圈的内部。
【正解】当线圈CDEF中的感应电 ( http: / / www.21cnjy.com )流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,它在线圈内部产生磁感强度方向应是“×”,AB中增强的电流在线圈内部产生的磁感强度方向是“·”,所以,AB中电流的方向是由B流向A,故电源的下端为正极。21教育名师原创作品
【点评】同学们往往认为力学中有确定研究对象的问题,忽略了电学中也有选择研究对象的问题。学习中应该注意这些研究方法上的共同点。
A. B. C. D.
乙A
丙
丁
甲A
图甲
图乙
t /×10-2s
i / A
10
-10
O Q R
P
A D
B C
O/
原
线圈
E
G
A
B
K
G
+
-
R
M
N
a
b
c
d
r
v
原
线圈
E
G
A
B
K
G
+
-
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