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03课后课时精练时间：40分钟满分：100分一、选择题(每小题6分，共60分)1．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是()A．感应电流的磁场总是与原磁场方向相反B．闭合线圈放在变化的磁场中就一定能产生感应电流C．闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时，一定能产生感应电流D．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的磁通量的变化解析电磁感应现象中，若磁通量减小，则感应电流的磁场与原磁场方向相同，选项A错误。若闭合线圈平面与磁场方向平行，则无论磁场强弱如何变化，穿过线圈的磁通量始终为零，不产生感应电流，选项B错误。若线圈切割磁感线时，穿过线圈的磁通量不发生变化，则不能产生感应电流，选项C错误。只有选项D正确。2．(多选)如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象及现象分析正确的是()A．磁铁插向左环，横杆发生转动B．磁铁插向右环，横杆发生转动C．磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流D．磁铁插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流解析左环不闭合，磁铁插向左环时，产生感应电动势，但不产生感应电流，环不受力，横杆不转动，故A、C错误；右环闭合，磁铁插向右环时，环内产生感应电动势和感应电流，环受到磁场的作用，横杆转动；根据楞次定律的推论：来拒去留，从上向下看横杆发生逆时针方向转动，故B、D正确。3．(多选)如图所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流由A经R到B，则磁铁的运动可能是()A．向下运动B．向上运动C．向左平移D．以上都不可能解析此题可通过逆向思维应用楞次定律来判定。由感应电流方向A→R→B，应用安培定则知感应电流在线圈内产生的磁场方向应是从上指向下，由楞次定律判得线圈内磁通量的变化应是向下减小或向上增加，由条形磁铁的磁感线分布知线圈内原磁场是向下的，故应是磁通量减小，即磁铁向上运动或向左、右平移，所以B、C正确。4．如图所示，金属环所在区域存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。当磁感应强度逐渐增大时，内、外金属环中感应电流的方向为()A．外环顺时针、内环逆时针B．外环逆时针，内环顺时针C．内、外环均为逆时针D．内、外环均为顺时针解析首先明确研究的回路由外环和内环共同组成，回路中包围的磁场方向垂直纸面向里且磁通量增加。由楞次定律可知两环之间的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，垂直于纸面向外，再由安培定则判断出感应电流的方向是在外环沿逆时针方向，在内环沿顺时针方向，故选项B正确。5．扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是()解析根据题意，要使紫铜薄板振动的衰减最有效，所施加的磁场应使得紫铜薄板上下左右振动时，通过板面的磁通量发生变化最显著，产生感应电流，使安培力的作用阻碍紫铜薄板的振动最有效，而B、C、D三项中的薄板左右轻微振动时，均并不会显著引起磁通量的变化，A项中薄板上下、左右振动时，通过板面的磁通量变化最显著，故A项正确。6．如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是()A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向解析当金属杆PQ突然向右运动时，回路PQRS垂直于纸面向里的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，根据安培定则可得感应电流为逆时针方向；感应电流产生的磁场垂直纸面向外，T内部由于垂直纸面向内的磁通量不变，多了感应电流产生的向外的磁场，根据楞次定律，圆环的感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，根据安培定则可得T中产生的感应电流为顺时针方向，故D项正确。7.如图所示，两个相同的铝环套在一根光滑绝缘杆上，将一条形磁铁向左插入铝环的过程中，两环的运动情况是()A．同时向左运动，间距增大B．同时向左运动，间距不变C．同时向左运动，间距变小D．同时向右运动，间距增大解析当将一条形磁铁向左插入铝环的过程中，依据楞次定律可得：两个圆环皆阻碍条形磁铁的运动，对条形磁铁施加一个向右的作用力。依据牛顿第三定律可得：条形磁铁对两个圆环皆有一个反作用力，使两个圆环皆向左运动。依据磁场力的大小可知，右边的圆环受到的反作用力较大，运动的平均速度较大，而左边的圆环受到的反作用力较小，运动的平均速度较小，因此它们间的间距逐渐减小。另外，两个圆环产生的感应电流的方向相同，依据安培定则和左手定则可以判断，两个圆环之间是相互吸引的，故间距变小，C正确。8．(多选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是()A．向右加速运动B．向左加速运动C．向右减速运动D．向左减速运动解析当PQ向右运动时，用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是由Q→P，由安培定则可知穿过L1的磁场方向向上；若PQ向右加速运动，则穿过L1的磁通量增加，用楞次定律可以判断流过MN的感应电流是从N→M的，用左手定则可判定MN受到向左的安培力，将向左运动，选项A错误；若PQ向右减速运动，流过MN的感应电流方向、MN所受的安培力的方向均将反向，MN向右运动，所以选项C正确；同理可判断选项B正确，选项D错误。9．(多选)如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流，电流随时间变化的规律如图乙所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则()A．t1时刻，FNGB．t2时刻，FNGC．t3时刻，FNGD．t4时刻，FN＝G解析t1时刻线圈Q中电流在增大，电流的磁场增强，穿过线圈P的磁通量增加，P有远离Q的趋势，受到Q的排斥作用，设这个斥力大小为F，则有FN＝F＋G，即FNG，选项A正确；t2时刻Q中电流恒定，线圈P中无变化的磁场，不产生感应电流，P只受重力G与桌面支持力FN作用而平衡，有FN＝G，选项B错误；同理在t4时刻Q中电流恒定，有FN＝G，选项D正确；t3时刻Q中电流为零，对P无磁场力作用，仍有FN＝G，选项C错误。10．(多选)如图所示，一块长方形光滑铝板水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一个质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则()A．铝环的滚动速度将越来越小B．铝环将保持匀速运动C．铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极D．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变解析由于铝环沿中线向右滚动时，磁通量不断增大，产生感应电动势，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其速度越来越小，故A正确、B错误；铝环沿中线运动时受到的安培力与磁场方向垂直，与铝环的运动方向相反，因此铝环不会偏向磁铁的N极或S极，故C错误；铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变，当铝环的速度减为零时，磁通量不变，则没有安培力出现，所以会停止，故D正确。二、非选择题(共3小题，40分)11．(12分)如图所示，试判定当开关S闭合和断开瞬间，线圈ABCD中的感应电流方向。答案S闭合时，感应电流方向为A→D→C→B→A；S断开时，感应电流方向为A→B→C→D→A。解析当S闭合的瞬间：穿过回路的合磁场方向与电流I产生的磁场方向相同，垂直纸面向外(如图所示)，且磁通量增大；由楞次定律知感应电流磁场方向应和B原相反，即垂直纸面向里；由安培定则判知线圈ABCD中感应电流方向是A→D→C→B→A。当S断开时：穿过回路的原磁场方向仍与电流I产生的磁场方向相同，垂直纸面向外，但磁通量减小；由楞次定律得知感应电流磁场方向应和B原相同，即垂直纸面向外；由安培定则判知感应电流方向是A→B→C→D→A。12．(12分)在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图甲连接电路，以查明电流计指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合开关S时，观察到电流计指针向左偏，不通电时电流计指针停在正中央。然后按图乙所示，将电流计与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。(1)S闭合后，原线圈A插入副线圈B的过程中，电流计的指针将如何偏转？(2)线圈A放在线圈B中不动时，指针如何偏转？(3)线圈A放在线圈B中不动，将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流计指针将如何偏转？(4)线圈A放在B中不动，突然断开S，电流计指针又将如何偏转？答案(1)向右偏转(2)不偏转(3)向右偏转(4)向左偏转解析由图甲可知当电流从电流计的正接线柱进入时，电流计指针左偏，则电流从负接线柱进入电流计时，指针将向右偏转。由图乙可知，当开关S闭合时，原线圈A中磁场的方向向上。(1)将原线圈A插入副线圈B的过程中，B中磁场方向向上且磁通量增加，由楞次定律知，B线圈中产生的感应电流的磁场方向应该向下，所以产生的感应电流从电流计负接线柱流入电流计，故电流计的指针将向右偏转。(2)线圈A放在线圈B中不动时，磁场不变，磁通量不变，无感应电流产生，电流计指针不偏转。(3)将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，线圈A中电流增强，线圈B中磁场方向向上且增强，由楞次定律知，B线圈中产生的感应电流的磁场方向向下，故感应电流从电流计负接线柱流入电流计，所以电流计的指针将向右偏转。(4)突然断开S，B中磁场方向向上减弱，磁通量减少，由楞次定律知，B线圈中产生的感应电流的磁场方向应向上，所以产生的感应电流从电流计正接线柱流入电表，故电流计的指针将向左偏转。13．(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。答案(1)见解析图(2)线框进入磁场阶段，线框中感应电流方向为逆时针方向；线框在磁场中运动阶段，线框中无感应电流；线框离开磁场阶段，线框中感应电流方向为顺时针方向。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边切割磁感线)、在磁场中运动阶段(ab、cd两边都切割磁感线)、离开磁场阶段(只有cd边切割磁感线)。(1)①线框进入磁场阶段：t为0～lv，线框进入磁场中的面积S＝lvt，与时间成正比，穿过线圈的磁通量Φ＝BS＝Blvt，t＝lv时，Φ＝BS＝Bl2。②线框在磁场中运动阶段：t为lv～2lv，穿过线框的磁通量为Φ＝Bl2，保持不变。③线框离开磁场阶段：t为2lv～3lv，穿过线框的磁通量为Φ＝Bll－vt－2lv＝3Bl2－Blvt，线性减小，t＝3lv时为零。故磁通量随时间变化的图象如图所示。(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。由楞次定律可知，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。由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向。