高中物理鲁科版 课时作业 选修3-2 电磁感应 1 Word版含解析

课时作业1
一、电磁感应现象的判断
1．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关如图所示连接．下列说法中正确的是(　　)
A．开关闭合后，线圈A插入或拔出时都会引起电流表指针偏转
B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流表指针均不会偏转
C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流表指针静止在中央零刻度
D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流表指针才能偏转
A　解析：开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的磁通量发生变化；线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，穿过线圈B的磁通量会发生变化；开关闭合后，滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动，都会导致线圈A的电流发生变化，从而引起穿过线圈B的磁通量变化，只要线圈B中磁通量变化，与电流表形成的闭合电路中就会产生感应电流，电流表指针发生偏转．
2．(2019·辽宁省实验中学期中)科学家研究发现，磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大，随所处空间磁场的减弱而变小，如图所示电路中GMR为一个磁敏电阻，R和R2为滑动变阻器，R1和R3为定值电阻，当开关S1和S2闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态，则(　　)
A．只调节滑动变阻器R，当P1向右端移动时，电阻R1消耗的电功率最大
B．只调节滑动变阻器R，当P1向右端移动时，带电微粒向下运动
C．只调节滑动变阻器R2，当P2向下端移动时，电阻R1消耗的电功率变大
D．只调节滑动变阻器R2，当P2向下端移动时，带电微粒向下运动
A　解析：只调节滑动变阻器R，当P1向右端移动时，滑动变阻器R接入电路的阻值增大，左侧电路中的电流减小，电磁铁的磁性减弱；由于电磁铁的磁性减弱，导致了磁敏电阻的阻值减小，则通过R1的电流增大，其消耗的电功率增大，电容器两端的电压增大，板间场强增大，微粒所受的电场力增大，所以带电微粒向上运动，A正确，B错误；只调节滑动变阻器R2，当P2向下端移动时，回路中电流不变，电阻R1消耗的电功率不变，电容器两端电压增大，板间场强增大，微粒所受的电场力增大，所以带电微粒向上运动，C、D错误。
3．(2017北京西城区模拟)如图所示，固定于水平面上的金属架abcd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到达的位置恰好使MbcN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变化的示意图最可能的是(　　)
C　解析：要使回路中不产生感应电流，只有回路中磁通量不发生变化，由B0l2＝Bl(l＋vt)，得到B＝，所以C选项正确．
4．(多选)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
BC　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．
二、楞次定律的理解及应用
5．两个大小不同的绝缘金属圆环a，b如图所示叠放在一起，小圆环b有一半面积在大圆环a中，当大圆环a通上顺时针方向电流的瞬间，小圆环b中感应电流的方向是(　　)
A．顺时针方向
B．逆时针方向
C．左半圆顺时针，右半圆逆时针
D．无感应电流
B　解析：当大圆环a中电流为顺时针方向时，环内磁场比环外磁场要强，圆环b的磁通量是垂直纸面向里且增大，圆环b中产生的感应电流的磁场方向应垂直纸面向外，即感应电流的方向为逆时针方向．
6．如图所示，当磁场的磁感应强度B增强时，内、外金属环上的感应电流的方向应为(　　)
A．内环顺时针，外环逆时针
B．内环逆时针，外环顺时针
C．内、外环均为顺时针
D．内、外环均为逆时针
A　解析：磁场增强，则穿过回路的磁通量增大，故感应电流的磁场垂直纸面向外，由安培定则知电流对整个电路而言应沿逆时针方向；若分开讨论，则外环逆时针，内环顺时针．
7.如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合．现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则(　　)
A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大
B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小
C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小
D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大
B　解析：使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，金属环B内磁通量增大，根据楞次定律，金属环B的面积有缩小并远离的趋势，丝线受到的拉力减小．
8．(多选)如图所示，一根长导线弯曲成“n”形，通以直流电I，正中间用绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内．在电流I增大的过程中，下列判断正确的是(　　)
A．金属环中无感应电流产生
B．金属环中有逆时针方向的感应电流
C．悬挂金属环C的竖直线的拉力大于环的重力
D．悬挂金属环C的竖直线的拉力小于环的重力
BC　解析：由安培定则知，当电流增大时，C中磁场垂直纸面向里且磁通量增大，由楞次定律知，C环中有逆时针方向的感应电流；感应电流总是阻碍引起感应电流的原因“增斥减吸”，所以环有向下运动趋势，环受到线的拉力大于重力．
三、三定则一定律的综合应用
9.如图所示，闭合的矩形金属框abcd的平面与匀强磁场垂直，现在金属框固定不动而磁场运动，发现ab边所受安培力的方向为竖直向上，则此时磁场的运动方向可能是(　　)
A．水平向右平动 B．水平向左平动
C．竖直向上平动 D．竖直向下平动
A　解析：ab边受到的力向上，由左手定则可知，ab上电流的方向由b→a，由楞次定律可得，线框内的磁通量在增加，磁场水平向右运动．
10．(多选)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动．当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是(　　)
A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→C
B．导体棒CD内有电流通过，方向是C→D
C．磁场对导体棒CD的作用力向左
D．磁场对导体棒AB的作用力向左
BD　解析：利用楞次定律，两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路，分析出磁通量增加，结合安培定则判断回路中感应电流的方向是B→A→C→D→B.根据左手定则进一步确定AB，CD受安培力的方向分别向左、向右．
11．(多选)如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引(　　)
A．向右做匀速运动 B．向左做减速运动
C．向右做减速运动 D．向右做加速运动
BC　解析：由“增斥减吸”，线圈c要被螺线管吸引，螺线管中电流必须减小，导体棒ab必须减速．
12．如图所示，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a和b.它们可以绕竖直轴自由转动，用导线通过电刷把它们相连．当圆盘a转动时(　　)
A．圆盘b总是与a沿相同方向转动
B．圆盘b总是与a沿相反方向转动
C．若B1，B2同向，则a，b转向相同
D．若B1，B2反向，则a，b转向相同
D　解析：当圆盘a转动时，由于切割磁感线而产生感应电流，该电流流入b盘中，在磁场中由于受安培力b盘会转动，但若不知B1，B2的方向关系，则b盘与a盘的转向关系将无法确定．设B1，B2同向且向上，a盘逆时针转动，则由右手定则可知a盘中的感应电流由a→a′，b盘受力将顺时针转动，同理可判定B1，B2反向时，a，b转向相同．
【素能提升】
13．(多选)(2018·重庆巴蜀中学诊测)如图所示，磁场方向垂直于纸面，磁感应强度大小在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用绝缘细线悬挂于O点．将圆环拉至位置a后无初速度释放，圆环摆到右侧最高点b，不计空气阻力．在圆环从a摆向b的过程中(　　)
A．感应电流方向先是逆时针方向，再顺时针方向，后逆时针方向
B．感应电流方向一直是逆时针
C．安培力方向始终与速度方向相反
D．安培力方向始终沿水平方向
AD　解析：由楞次定律知，感应电流方向先是逆时针方向，再顺时针方向，后逆时针方向，A正确，B错误；根据左手定则，因等效导线是沿竖直方向的，且两边的磁感应强度不同，故合力方向始终沿水平方向，和速度方向会有一定夹角，C错误，D正确．
14．如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图所示．左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在垂直于导轨方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法正确的是(　　)
A．当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点
B．当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点
C．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点
D．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点
D　解析：金属棒匀速向右运动切割磁感线，产生恒定感应电动势，由右手定则判断出电流由a→b，b点电势高于a点，c、d端不产生感应电动势，c点与d点等势，故A、B错．金属棒向右加速运动时，b点电势仍高于a点，感应电流增大，穿过右边线圈的磁通量增大，所以右线圈中也产生感应电流，由楞次定律可判断电流从d流出，在外电路中，d点电势高于c点，故C错误，D正确．
15．(多选)(2018·河南六市联考)如图甲所示，等离子气流由左方连续以速度v0射入M和N两板间的匀强磁场中，ab直导线与M、N相连接，线圈A与直导线cd连接，线圈A内有按图乙所示规律变化的磁场，且规定向左为磁场B的正方向，则下列叙述正确的是(　　)
A．0～1 s内ab、cd导线互相排斥
B．1～2 s内ab、cd导线互相吸引
C．2～3 s内ab、cd导线互相吸引
D．3～4 s内ab、cd导线互相排斥
BD　解析：根据左手定则，可判定等离子气流中的正离子向上极板M偏转，负离子向下极板N偏转，所以ab中电流方向是由a向b的．在第1 s内，线圈A内磁场方向向右，磁感应强度减小，由楞次定律可知感应电流方向是由c向d的，根据ab、cd内电流的流向关系，可知两导线相互吸引，A错误；在第2 s内，线圈A内磁场方向向左，磁感应强度增加，由楞次定律可知感应电流的方向是由c向d的，根据电流的流向关系可知两导线相互吸引，B正确；同理可以判断C错误，D正确．