沪科版 (2019)选择性必修 第二册2.2 感应电流的方向——楞次定律课后复习题

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【优质】物理沪科版选择性必修第二册第2节感应电流的方向——楞次定律-2课时练习一．单项选择1．如图所示，半径为r的金属圆环放在垂直纸面向外的匀强磁场中，环面与磁感应强度垂直．磁场的磁感应强度为，保持圆环不动，使磁场的磁感应强度随时间均匀增大．经过时间t．磁场的磁感应强度增大到，此时圆环中产生的焦耳热为Q;保持磁场的磁感应强度不变，将圆环绕对称轴（图中虚线）匀速转动，经时间圆环转过，圆环中电流大小按正弦规律变化，圆环中产生的焦耳热也为Q,则磁感应强度和的比值为（　 　）A． B． C． D．2．如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置于导轨上构成回路。在外力F作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。在匀速运动过程中外力F做功WF，磁场力对导体棒做功W1，磁铁克服磁场力做功W2，重力对磁铁做功WG，回路中产生的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为Ek。则（ 　　）
 A．W2=Q B．W1=Q C．W1=Ek D．WF=Q+Ek3．歼-20是我国研制的一款单座双发动机并具备高隐身性．高态势感知．高机动性等能力的第四代战斗机，于2011年1月11日实现首飞，代表着中国高端技术发展，使得我国开始具备世界一流空军实力，能够和任何敌人进行同代同水平空中对抗。国庆阅兵时歼-20在天安门上空沿水平方向呼啸而过，由于地磁场的存在，其机翼就会切割磁感线，机翼的两端之间会有一定的电势差，则从飞行员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势（　　）A. 低 B. 高 C. 相等 D. 以上情况都有可能4．如图所示，边长为L的正方形导线框质量为m，从距磁场H高处自由下落，其下边ab进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边dc刚刚穿出磁场时，速度减为ab边刚进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L，线框运动过程中ab边始终与磁场边界平行，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为（　　 ）
 A．2mgL B．2mgL＋mgHC．2mgL＋mgH D．2mgL＋mgH 5．如图所示为安检门原理图，左边门框中有一发射线圈A，右边门框中有一接收线圈B，工作时发射线圈A中通变化的电流，假设某段时间内通电线圈A中存在顺时针方向（从左向右观察）均匀增大的电流，则当A．B间有一铜片时（　　）
 A. 接收线圈B中的感应电流方向为逆时针（从左向右观察），且感应电流大小比无铜片时要小B. 接收线圈B中的感应电流方向为逆时针（从左向右观察），且感应电流大小比无铜片时要大C. 接收线圈B中的感应电流方向为顺时针（从左向右观察），且感应电流大小比无铜片时要大D. 接收线圈B中的感应电流方向为顺时针（从左向右观察），且感应电流大小比无铜片时要小6．如图所示，磁场中有两个正方形导体环a．b，磁场方向与导体环所在平面垂直磁感应强度B随时间均匀增大两正方形边长之比为2∶1，环中产生的感应电动势分别和，不考虑两环间的相互影响下列说法中正确的是（　　）A. ，感应电流均沿逆时针方向 B. ，感应电流均沿顺时针方向C. ，感应电流均沿逆时针方向 D. ，感应电流均沿顺时针方向7．如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，将一水平放置的长为l的金属棒ab以某一水平速度v0抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平。不计空气阻力，关于金属棒在运动过程中产生的感应电动势，下列判断正确的是（　　　）A. ab棒不会产生电动势B. ab棒产生的电动势越来越大C. ab棒的电动势保持不变，且a端电势低于b端电势D. ab棒的电动势保持不变，且a端电势高于b端电势8．如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，磁场范围足够大，磁感应强度的大小左边为2B，右边为3B，一个竖直放置的宽为L。长为3L．单位长度的质量为m．单位长度的电阻为r的矩形金属线框，以初速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到虚线位置（在左边磁场中的长度为L。在右边磁场中的长度为2L）时，线框的速度为，则下列判断正确的是（　　 ）
 A．此时线框中电流方向为逆时针，线框中感应电流所受安培力为B．此过程中通过线框截面的电量为C．此过程中线框产生的焦耳热为D．线框刚好可以完全进入右侧磁场9．长为a．宽为b的矩形线框有n匝，每匝线圈电阻为R。如图所示，对称轴MN的左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，第一次将线框从磁场中以速度v匀速拉出，第二次让线框以ω＝的角速度转过90°角．那么（ 　　）
 A．通过导线横截面的电荷量q1：q2＝1：nB．通过导线横截面的电荷量q1：q2＝1：1C．线框发热功率P1：P2＝2n：1D．线框发热功率P1：P2＝1：210．如图所示，轻质弹簧一端固定在天花板上，另一端拴接条形磁铁，一个铜盘放在条形磁铁的正下方的绝缘水平桌面上，控制磁铁使弹簧处于原长，然后由静止释放磁铁，不计磁铁与弹簧之间的磁力作用，且磁铁运动过程中未与铜盘接触，下列说法中正确的是（　　）
 A. 磁铁所受弹力与重力等大反向时，磁铁的加速度为零B. 磁铁下降过程中，俯视铜盘，铜盘中产生顺时针方向的涡旋电流C. 磁铁从静止释放到第一次运动到最低点的过程中，磁铁减少的重力势能全部转化为弹簧弹性势能D. 磁铁做阻尼振动，铜盘对磁铁做功的绝对值等于铜盘产生的焦耳热（不考虑辐射电磁波）11．如图所示，在水平面上放置间距为L的光滑平行金属导．，左端连接阻值为R的定值电阻。质量为m的金属棒，垂直导轨静止放置，接入导轨间的电阻也为R，导轨处在竖直向下．磁感应强度大小为B的匀强磁场中。金属棒受到平行向右的瞬时冲量I后，开始运动。运动过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好。导轨的电阻不计，则整个运动过程中（　 　）
 A．金属棒中的电流方向为a到bB．金属棒两端的最大电压C．金属棒的最大加速度为D．金属棒产生的焦耳热为12．水平固定放置的足够长的光滑平行导轨，电阻不计，间距为L，左端连接的电源电动势为E，内阻为r，质量为m的金属杆垂直静放在导轨上，金属杆处于导轨间部分的电阻为R。整个装置处在磁感应强度大小为B．方向竖直向下的匀强磁场中，闭合开关，金属杆沿导轨做变加速运动直至达到最大速度，则下列说法错误的是（　　）A. 金属杆的最大速度等于B. 此过程中通过金属杆的电荷量为C. 此过程中电源提供的电能为D. 此过程中金属杆产生的热量为13．如图所示，在光滑绝缘水平面上，宽度为L的区域内有磁感应强度大小为B．方向竖直向下的匀强磁场。一个边长为a（a < L）的N匝正方形闭合线圈以初速度v1垂直左边界进入磁场，最后从磁场右边界离开，线圈刚离开磁场时的速度为v2。下列说法正确的是（　　 ）A．线圈位于磁场正中间时的磁通量为NBa2B．线圈位于感场正中间时的速度为C．线圈在进入和离开磁场的过程中线圈中产生的焦耳热相等D．线圈在进入和离开磁场的过程中通过导线横截面的电荷量相等14．竖直平面内有一形状为抛物线的光滑曲面轨道，如图所示，抛物线方程是y＝x2，轨道下半部分处在一个水平向外的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线（图中虚线所示），一个质量为m的小金属环从抛物线上y＝b（b>a）处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属环沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是（重力加速度为g）（ 　　）A．mgb B．mv2C．mg（b－a） D．mg（b－a）＋mv2 15．电子感应加速器是一种利用电磁感应加速电子的设备。它的基本原理如图甲所示，上下为电磁铁的一对异名磁极，磁极之间有一个水平环形真空室，真空室所在区域存在着垂直于真空室的磁场，电子可在真空室中做与真空室同圆心的圆周运动，电子轨道俯视图如图乙所示。相关资料显示，变化磁场在电子轨道平面产生的环形感生电场，可使电子沿圆形轨道加速运动。环形感生电场的方向可以由楞次定律来确定（环形感生电场的方向与感应电流方向相同）。取图甲所示线圈中电流i方向为正，为使电子沿图乙所示的圆形轨道逆时针加速运动，线圈中电流方向及大小变化情况，可行的是（　 　）A．方向为正，大小增大 B．方向为正，大小减小C．方向为负，大小增大 D．方向为负，大小减小
参考答案与试题解析1．【答案】A【解析】【来源】2021届湖南省高三（下）高考选择性冲刺物理试题（二） 若保持圆环不动，则产生的感应电动势恒定为则 ①若线圈转动：则产生的感应电动势最大值有效值产生的热量 ②联立①②可得故选A。2．【答案】C【解析】【来源】上海市杨浦区控江中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题 D．整个系统能量守恒，有故D错误；C．对导体棒，根据动能定理，有故C正确；AB．根据能量守恒可知，磁铁克服磁场力做功等于回路的电能，电能一部分转化为内能，另一部分转化为导体棒的机械能，有故A错误；B错误。故选C。3．【答案】B【解析】分析】【详解】当歼-20在天安门上空水平飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下，则由右手定则可判定机翼左端的电势比右端的电势高。故选B。4．【答案】D【解析】设ab边刚进入磁场时线框的速度大小为v1，根据机械能守恒定律有   ①由题意可知dc边刚穿出磁场时线框的速度大小为   ②设线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为Q，根据能量守恒定律有 ③联立①②③解得   ④故选D。5．【答案】A【解析】【分析】【详解】没有铜片时，当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时，知穿过右侧线圈的磁通量向右，且增大，根据楞次定律，右侧线圈中产生逆时针方向的电流；有铜片通过时，则穿过铜片中的磁通量发生变化时，铜片中也会产生感应电流，感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同，接收线圈中的感应电流方向不变，仍然为逆时针方向，但铜片中的感应电流会将该空间中的磁场的变化削弱一些，引起接收线圈中的感应电流大小减小。故选A。6．【答案】A【解析】【分析】【详解】根据法拉第电磁感应定律可得根据题意可得故感应电流产生的磁场要阻碍原磁场的增大，即感应电流产生向里的感应磁场，根据楞次定律可得，感应电流均沿逆时针方向。故选A。7．【答案】C【解析】【分析】【详解】将一水平放置的长为l的金属棒ab以某一水平速度v0抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平，由右手定则可知a端电势低于b端电势，金属棒产生的电动势，公式中速度应与金属棒的切割长度垂直，金属棒做平抛运动，水平速度不变，所以ab棒的电动势保持不变。故选C。8．【答案】D【解析】【来源】2021届河南省实验中学高三（下）5月第四次模拟理综物理试题 A．线框左边切割磁感线相当于电源，由右手定则可知，其下端为正极，同理线框右边其上端为正极，则感应电流方向为逆时针，回路中产生感应电动势为感应电流为此时线框所受安培力为所以A错误；B．由动量定理有联立解得所以B错误；D．此过程中通过线框磁通量的变化量为此过程中通过线框截面的电量为联立解得则当线框全部进入右侧磁场时有此过程中通过线框截面的电量为联立解得由动量定理有联立解得所以D正确；C．此过程中线框产生的焦耳热为所以C错误；故选D。9．【答案】B【解析】【来源】黑龙江省绥化市明水县第一中学2020-2021学年高二（下）4月物理试题 AB．在第一．二次运的过程中，磁通量的减少量为当回路为n匝，总电阻为nR时，有可得故A错误，B正确；CD．两种情况下线框电阻不变，由电热功率公式可得两种情况下感应电动势为可得故CD错误。故选B。10．【答案】D【解析】【分析】【详解】A．磁铁上下运动时，由于穿过铜盘的磁通量发生变化，则在铜盘中会产生感应电流，铜盘对磁铁有磁场力阻碍磁铁的运动，则当磁铁所受弹力与重力等大反向时，此时磁铁还应该受到下面铜盘的作用力，故此时磁铁的加速度不为零，A错误；B．根据楞次定律，磁铁下降过程中，俯视铜盘，铜盘中产生逆时针方向的涡旋电流，B错误；C．磁铁从静止释放到第一次运动到最低点的过程中，由于有电能产生，则磁铁减少的重力势能等于弹簧弹性势能与产生的电能之和，C错误；D．磁铁做阻尼振动，铜盘对磁铁做功的绝对值等于铜盘中产生的电能，电能全部转化为铜盘产生的焦耳热，D正确；故选D。11．【答案】C【解析】【来源】天津市和平区2020-2021学年高二（下）期末物理试题 A．根据右手定则可知，金属棒中的电流方向为b到a，选项A错误；B．开始运动时的速度金属棒产生的最大电动势两端的最大电压选项B错误；C．开始运动时安培力最大，则金属棒的加速度最大，则金属棒的最大加速度为选项C正确；D．金属棒产生的焦耳热为选项D错误；故选C。12．【答案】B【解析】【分析】【详解】A．金属杆向右运动时切割磁感应线产生的感应电流与通电电流方向相反，随着速度增大，感应电流增大，则金属杆中的实际电流减小．安培力减小，金属杆做加速度逐渐减小的加速运动，最后匀速运动，金属杆速度最大时，产生的感应电动势为E，根据最大速度为A正确；B．从开始到速度最大的过程中，以向右为正方向，对金属杆根据动量定理，有其中联立解得此过程中通过金属杆的电荷量为B错误；C．此过程中电源提供的电能为C正确；D．金属杆最后的动能为根据能量守恒定律，系统产生的焦耳热为此过程中金属杆产生的热量为D正确。故选B。13．【答案】D【解析】【来源】江西省上饶市余干县第三中学2020-2021学年高二（下）第三次月考物理试题 A．线圈位于磁场正中间时的磁通量为磁通量与匝数无关，所以A错误；B．线圈运动过程中加速度为线圈做匀减速直线运动时，线圈位于感场正中间时的速度为，但是线圈做加速度逐渐减小的减速运动，所以B错误；C．线圈在进入过程中线圈中产生的焦耳热比离开磁场的过程中线圈中产生的焦耳热大，因为进入过程的平均速度较大，安培力较大，安培力做的功较大，所以C错误；D．根据可得由于进出磁场过程通过线圈的磁通量的变化量相等，所以线圈在进入和离开磁场的过程中通过导线横截面的电荷量相等，则D正确；故选D。14．【答案】D【解析】小金属环进入或离开磁场时，穿过金属环的磁通量会发生变化，并产生感应电流，产生焦耳热；当小金属环全部进入磁场后，不产生感应电流，小金属环最终在磁场中y＝a以下做往复运动，由动能定理可得mg（b－a）－W克安＝0－mv2Q＝W克安得Q＝mg（b－a）＋mv2故选D.15．【答案】A【解析】【来源】2021届广西南宁市高三（下）第一次适应性测试理综物理试题 要维持电子沿图乙逆时针做圆周运动，需获得指向圆心的洛伦兹力，磁场方向应向上，由右手螺旋定则得线圈中电流方向与图示方向相同。要使电子逆时针加速，环形感生电场的方向应为顺时针，由楞次定律得，线圈中电流应增加。故选A。