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1、第九章 電磁感應 課時作業(yè)27 電磁感應現(xiàn)象 楞次定律
時間:45分鐘 滿分:100分
一、選擇題(8×8′=64′)
圖1
1.如圖1所示,一個矩形線圈與通有相同大小的電流的平行直導線處于同一平面,而且處在兩導線的中央,則( )
A.兩電流同向時,穿過線圈的磁通量為零
B.兩電流反向時,穿過線圈的磁通量為零
C.兩電流同向或反向,穿過線圈的磁通量都相等
D.因兩電流產(chǎn)生的磁場是不均勻的,因此不能判定穿過線圈的磁通量是否為零
解析:兩電流同向時,在線圈范圍內(nèi),產(chǎn)生的磁場方向相反,大小對稱,穿過線圈的磁通量為零,A正確,BCD不正確.
答案:A
圖2
2.位
2、于載流長直導線近旁的兩根平行鐵軌A和B,與長直導線平行且在同一水平面上,在鐵軌A、B上套有兩段可以自由滑動的導體CD和EF,如圖2所示,若用力使導體EF向右運動,則導體CD將( )
A.保持不動
B.向右運動
C.向左運動
D.先向右運動,后向左運動
解析:當EF向右運動時,由右手定則,有沿FECD逆時針方向的電流,再由左手定則,得CD受力向右,選B.本題也可以直接由楞次定律判斷,由于EF向右,線框CDFE面積變大,感應電流產(chǎn)生的效果是阻礙面積變大,即CD向右運動.
答案:B
圖3
3.如圖3所示,要使Q線圈產(chǎn)生圖示方向的電流,可采用的方法有( )
A.閉合電鍵K
3、B.閉合電鍵K后,把R的滑片右移
C.閉合電鍵K后,把P中的鐵心從左邊抽出
D.閉合電鍵K后,把Q靠近P
解析:當閉合電鍵K時,Q中的磁場由無變有,方向向右,由楞次定律,Q產(chǎn)生的感應電流方向如題圖,A正確.閉合電鍵K后,把Q靠近P時,Q中的磁場變強,方向向右,由楞次定律,Q產(chǎn)生的感應電流方向如題圖,D正確,B、C不正確.
答案:AD
圖4
4.如圖4所示,在光滑水平桌面上有兩個金屬圓環(huán),在它們圓心連線中點正上方有一個條形磁鐵,當條形磁鐵自由下落時,將會出現(xiàn)的情況是( )
A.兩金屬環(huán)將相互靠攏
B.兩金屬環(huán)將相互分開
C.磁鐵的加速度會大于g
D.磁鐵的加速度會小于g
4、
解析:當條形磁鐵自由下落時,金屬圓環(huán)中的感應電流產(chǎn)生的效果總是阻礙磁通量增大,阻礙磁鐵發(fā)生相對運動,磁鐵加速度小于g,同時,金屬圓環(huán)向遠處運動,有使磁通量變小的趨勢,B、D正確.
答案:BD
圖5
5.甲、乙兩個同心的閉合金屬圓環(huán)位于同一平面內(nèi),甲環(huán)中通以順時針方向電流I,如圖5所示,當甲環(huán)中電流逐漸增大時,乙環(huán)中每段導線所受磁場力的方向是( )
A.指向圓心
B.背離圓心
C.垂直紙面向內(nèi)
D.垂直紙面向外
解析:當甲環(huán)中電流逐漸增大時,由楞次定律,感應電流產(chǎn)生的效果是阻礙乙線圈中的磁場變強,使乙線圈面積變小,A正確.
圖6
答案:A
6.如圖6所示重現(xiàn)了
5、當初法拉第的一個實驗.下列說法中正確的是( )
A.右邊磁鐵S極斷開時,有感應電流從a至b通過檢流計
B.右邊磁鐵S極斷開時,有感應電流從b至a通過檢流計
C.左邊磁鐵N極斷開時,有感應電流從a至b通過檢流計
D.左邊磁鐵N極斷開時,有感應電流從b至a通過檢流計
解析:鐵芯中的磁場方向由左向右,右邊磁鐵S極斷開時,鐵芯中的磁場變?nèi)?,由楞次定律,感應電流從a至b通過檢流計,A正確.同理C正確.
答案:AC
圖7
7.如圖7所示為一個圓環(huán)形導體,有一個帶負電的粒子沿直徑方向在圓環(huán)表面勻速掠過的過程,環(huán)中感應電流的情況是( )
A.無感應電流
B.有逆時針方向的感應電流
6、
C.有順時針方向的感應電流
D.先逆時針方向后順時針方向的感應電流
解析:帶負電的粒子沿直徑方向在圓環(huán)表面勻速掠過時,相當于有向左的直線電流流過,在圓環(huán)中產(chǎn)生的磁場大小上下對稱分布,方向相反,產(chǎn)生總磁通量總是零,A正確.
答案:A
圖8
8.如圖8所示,在一蹄形磁鐵兩極之間放一個矩形線框abcd.磁鐵和線框都可以繞豎直軸OO′自由轉(zhuǎn)動.若使蹄形磁鐵以某角速度轉(zhuǎn)動時,線框的情況將是( )
A.靜止
B.隨磁鐵同方向轉(zhuǎn)動
C.沿與磁鐵相反方向轉(zhuǎn)動
D.要由磁鐵具體轉(zhuǎn)動方向來決定
解析:由楞次定律,線圈中的感應電流總是要阻礙它與磁鐵之間的相對運動,即與磁鐵同方向轉(zhuǎn)動,B正
7、確.
答案:B
二、計算題(3×12′=36′)
圖9
9.面積為S的矩形線框abcd,處在磁感應強度為B的勻強磁場中(磁場區(qū)域足夠大),磁場方向與線框平面成θ角,如圖9所示,當線框以ab為軸順時針轉(zhuǎn)90°過程中,穿過abcd的磁通量變化量ΔΦ為多少?
解析:設開始穿過線圈的磁通量為正,則在線框轉(zhuǎn)過90°過程中,穿過線圈的磁通量是由正向BSsinθ減小到零,再由零增大到負向BScosθ.
所以,磁通量的變化量為:
ΔΦ=|Φ2-Φ1|=|-BScosθ-BSsinθ|
=BS(cosθ+sinθ).
答案:BS(cosθ+sinθ)
圖10
10.如圖10所示
8、,固定于水平面上的金屬框架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中,金屬棒MN沿框架以速度v0向右勻速運動.t=0時,磁感應強度為B0,此時MN到達的位置恰好使MDEN構(gòu)成邊長為L的正方形,為使MN中無電流,從t=0開始,試推導出磁感應強度與時間t的關系式.
解析:t=0與t時刻回路的磁通量不變,導體棒中就無電流,即B0L2=B(L+v0t)L,解得B=B0.
答案:B=B0
圖11
11.如圖11所示是家庭用的“漏電保護器”的關鍵部分的原理圖,其中P是一個變壓器鐵芯,入戶的兩根電線(火線和零線)采用雙線繞法,繞在鐵芯的一側(cè)作為原線圈,然后再接入戶內(nèi)的用電器.Q是一個脫扣開關的控制部分(脫
9、扣開關本身沒有畫出,它是串聯(lián)在本圖左邊的火線和零線上,開關斷開時,用戶的供電被切斷),Q接在鐵芯另一側(cè)副線圈的兩端a、b之間,當a、b間沒有電壓時,Q使得脫扣開關閉合,當a、b間有電壓時,脫扣開關即斷開,使用戶斷電.
(1)用戶正常用電時,a、b之間有沒有電壓?
(2)如果某人站在地面上,手誤觸火線而觸電,脫扣開關是否會斷開?為什么?
答案:(1)用戶正常用電時,a、b之間沒有電壓,因為雙線繞成的初級線圈兩根導線中的電流總是大小相等而方向相反的,穿過鐵芯的磁通量總為0,副線圈中不會有感應電動勢產(chǎn)生.
(2)人站在地面上手誤觸火線,電流通過火線和人體而流向大地,不通過零線,這樣變壓器的鐵芯中就會有磁通量的變化,從而產(chǎn)生感應電動勢,脫扣開關就會斷開.