高中物理選修：第章 第節(jié) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練

PAGEPAGE1[課時(shí)跟蹤訓(xùn)練](時(shí)間30分鐘，滿分60分)一、選擇題(本題共8小題，每小題5分，共40分。每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))1.如圖1所示，閉合金屬圓環(huán)沿垂直于磁場(chǎng)方向放置在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將它從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速拉出，以下各種說(shuō)法中正確的是()A．向左拉出和向右拉出時(shí)，環(huán)中的感應(yīng)電流方向相反B．向左或向右拉出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿順時(shí)針方向的 圖1C．向左或向右拉出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿逆時(shí)針方向的D．環(huán)在離開磁場(chǎng)之前，就已經(jīng)有了感應(yīng)電流解析：將金屬圓環(huán)不管從哪邊拉出磁場(chǎng)，穿過(guò)閉合圓環(huán)的磁通量都要減少，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙原磁通量的減少，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，應(yīng)用安培定則可以判斷出感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針方向的，選項(xiàng)B正確，A、C錯(cuò)誤。另外在圓環(huán)離開磁場(chǎng)前，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量沒有改變，該種情況無(wú)感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤。答案：B2．如圖2甲所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi)，長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示。在0～eq\f(T,2)時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流向上，則在eq\f(T,2)～T時(shí)間內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力情況是 ()圖2A．感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，線框受安培力的合力方向向左B．感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，線框受安培力的合力方向向右C．感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，線框受安培力的合力方向向右D．感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，線框受安培力的合力方向向左解析：在eq\f(T,2)～T時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中的電流方向向下增大，穿過(guò)線框的磁通量垂直紙面向外增加，由楞次定律知感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，線框所受安培力的合力由左手定則可知向右，所以C正確。答案：C3．一金屬圓環(huán)水平固定放置，現(xiàn)將一豎直的條形磁鐵，在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開始釋放，在條形磁鐵穿過(guò)圓環(huán)的過(guò)程中，條形磁鐵與圓環(huán) ()A．始終相互吸引B．始終相互排斥C．先相互吸引，后相互排斥D．先相互排斥，后相互吸引解析：在條形磁鐵靠近圓環(huán)的過(guò)程中，通過(guò)圓環(huán)的磁通量不斷增加，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而阻礙條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)，所以此過(guò)程中它們是相互排斥的，當(dāng)條形磁鐵穿過(guò)圓環(huán)后，通過(guò)圓環(huán)的磁通量又會(huì)減小，產(chǎn)生一個(gè)與原磁場(chǎng)相同的感應(yīng)磁場(chǎng)，阻礙原磁通量的減小，所以圓環(huán)與條形磁鐵間有相互吸引的作用力。所以正確選項(xiàng)是D。答案：D4.如圖3所示，用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)質(zhì)量不計(jì)的細(xì)桿與一個(gè)上孤長(zhǎng)為l0、下弧長(zhǎng)為d0的金屬線框的中點(diǎn)聯(lián)結(jié)并懸掛于O點(diǎn)，懸點(diǎn)正下方存在一個(gè)上弧長(zhǎng)為2l0、下弧長(zhǎng)為2d0的方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且d0?L擦力，下列說(shuō)法正確的是 () 圖3A．金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→b→c→d→aB．金屬線框離開磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→d→c→b→aC．金屬線框dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)與ab邊離開磁場(chǎng)的速度大小總是相等D．向左擺動(dòng)進(jìn)入或離開磁場(chǎng)的過(guò)程中，所受安培力方向向右；向右擺動(dòng)進(jìn)入或離開磁場(chǎng)的過(guò)程中，所受安培力方向向左解析：當(dāng)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，dc邊切割磁感線，由楞次定律可判斷，感應(yīng)電流的方向?yàn)椋篴→d→c→b→a；當(dāng)線框離開磁場(chǎng)時(shí)，同理可判其感應(yīng)電流的方向?yàn)椋篴→b→c→d→a，故A、B選項(xiàng)錯(cuò)；線框dc邊(或ab邊)進(jìn)入磁場(chǎng)或離開磁場(chǎng)時(shí)，都要切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)與ab邊離開磁場(chǎng)的速度大小不相等，C錯(cuò)；由“來(lái)拒去留”知，D對(duì)。答案：D5.(2012·福建高考)如圖4所示，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過(guò)一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合。若取磁鐵中心O為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立豎直向下為正方向的x軸，則圖5中最能正確反映環(huán)中感應(yīng)電流i隨環(huán)心位置坐標(biāo)x變化的關(guān)系圖像是()圖4圖5解析：閉合銅環(huán)由高處?kù)o止下落，首先是向上穿過(guò)銅環(huán)的磁通量增大，根據(jù)楞次定律知銅環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流(從上向下看)；從N極到O點(diǎn)的過(guò)程中，穿過(guò)銅環(huán)的合磁通量向上且增大，則感應(yīng)電流仍為順時(shí)針方向；從O點(diǎn)到S極的過(guò)程中，穿過(guò)銅環(huán)的合磁通量向上且減小，則感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向；離開S極后，向上穿過(guò)銅環(huán)的磁通量減小，感應(yīng)電流仍為逆時(shí)針方向；因銅環(huán)速度越來(lái)越大，所以逆時(shí)針方向感應(yīng)電流的最大值比順時(shí)針方向感應(yīng)電流的最大值大，故選項(xiàng)B正確。答案：B6．電阻R、電容器C與一個(gè)線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止在線圈的正上方，N極朝下，如圖6所示?，F(xiàn)使磁鐵開始自由下落，在N極接近線圈上端過(guò)程中，流過(guò)R的電流方向和電容器極板的帶電情況是 ()圖6A．從a到b，上極板帶正電B．從a到b，下極板帶正電C．從b到a，上極板帶正電D．從b到a，下極板帶正電解析：磁鐵N極接近線圈的過(guò)程中，線圈中有向下的磁場(chǎng)，并且磁通量增加，由楞次定律可得，感應(yīng)電流的方向?yàn)閎→R→a，故電容器下極板帶正電，上極板帶負(fù)電，D正確。答案：D7．如圖7所示，ab為一金屬桿，它處在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，可繞a點(diǎn)在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；S是以a為圓心位于紙面內(nèi)的金屬圓環(huán)。在桿轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，桿的b端與金屬環(huán)保持良好接觸；A為電流表，其一端與金屬環(huán)相連，一端與a點(diǎn)良好接觸。當(dāng)桿沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，某時(shí)刻ab桿的位置如圖所示，則此時(shí)刻 ()圖7A．有電流通過(guò)電流表，方向由c→d；作用于ab的安培力向右B．有電流通過(guò)電流表，方向由c→d；作用于ab的安培力向左C．有電流通過(guò)電流表，方向由d→c；作用于ab的安培力向右D．無(wú)電流通過(guò)電流表，作用于ab的安培力為零解析：金屬桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，由右手定則可知產(chǎn)生a到b的感應(yīng)電流，電流由c→d流過(guò)電流表，再由左手定則知此時(shí)ab桿受安培力向右，故A正確。答案：A8.如圖8所示，“U”形金屬框架固定在水平面上，金屬桿ab與框架間無(wú)摩擦。整個(gè)裝置處于豎直方向的磁場(chǎng)中。若因磁場(chǎng)的變化，使桿ab向右運(yùn)動(dòng)，則磁感應(yīng)強(qiáng)度()圖8A．方向向下并減小B．方向向下并增大C．方向向上并增大D．方向向上并減小解析：因磁場(chǎng)變化，發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，桿ab中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，而使桿ab受到磁場(chǎng)力的作用，并發(fā)生向右運(yùn)動(dòng)。而桿ab向右運(yùn)動(dòng)，使得閉合回路中磁通量有增加的趨勢(shì)，說(shuō)明原磁場(chǎng)的磁通量必定減弱，即磁感應(yīng)強(qiáng)度正在減小，與方向向上、向下無(wú)關(guān)。答案：AD二、非選擇題(本題共2小題，每小題10分，共20分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)9．如圖9所示，在一根較長(zhǎng)的鐵釘上，用漆包線繞兩個(gè)線圈A和B。將線圈B的兩端與漆包線CD相連，使CD平放在靜止的小磁針的正上方，與小磁針平行。試判斷合上開關(guān)的瞬間，小磁針N極的偏轉(zhuǎn)情況？線圈A中電流穩(wěn)定后，小磁針又怎樣偏轉(zhuǎn)？圖9解析：在開關(guān)合上的瞬間，線圈A內(nèi)有了由小變大的電流，根據(jù)安培定則可判斷出此時(shí)線圈A在鐵釘內(nèi)產(chǎn)生了一個(gè)由小變大的向右的磁場(chǎng)。由楞次定律可知，線圈B內(nèi)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)該阻礙鐵釘內(nèi)的磁場(chǎng)在線圈B內(nèi)的磁通量的增加，即線圈B內(nèi)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向是向左的。由安培定則可判斷出線圈B內(nèi)感應(yīng)電流流經(jīng)CD時(shí)的方向是由C到D。再由安培定則可以知道直導(dǎo)線CD內(nèi)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在其正下方是垂直于紙面向里，因此，小磁針N極應(yīng)該向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)。線圈A內(nèi)電流穩(wěn)定后，CD內(nèi)不再有感應(yīng)電流，所以，小磁針又回到原來(lái)位置。答案：在開關(guān)合上的瞬間，小磁針的N極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)當(dāng)線圈A內(nèi)的電流穩(wěn)定以后，小磁針又回到原來(lái)的位置10．某同學(xué)在學(xué)習(xí)了法拉第電磁感應(yīng)定律之后，自己制作了一個(gè)手動(dòng)手電筒。圖10是手電筒的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)示意圖，左右兩端是兩塊完全相同的條形磁鐵，中間是一根絕緣直桿，由絕緣細(xì)銅絲繞制的多匝環(huán)形線圈 圖10只可在直桿上自由滑動(dòng)，線圈兩端接一燈泡，晃動(dòng)手電筒時(shí)線圈也來(lái)回滑動(dòng)，燈泡就會(huì)發(fā)光，其中O點(diǎn)是兩磁極連線的中點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱。(1)試分析其工作原理。(2)燈泡中