【KS5U原創(chuàng)】新課標(biāo)2021年高二物理暑假作業(yè)9《楞次定律》

【KS5U原創(chuàng)】新課標(biāo)2021年高二物理暑假作業(yè)9《楞次定律》學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________一、選擇題（本題共6道小題）1.如圖所示，直導(dǎo)線MN豎直放置并通以向上的電流I，矩形線圈abcd與MN處在同一水平面內(nèi)，ab邊與MN平行，則下列的推斷中錯(cuò)誤的是A．線框向左平移時(shí)，線框中有感應(yīng)電流B．MN中電流變化時(shí)，線框中沒有感應(yīng)電流C．線框豎直向上平移時(shí)，線框中沒有感應(yīng)電流D．線框以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線框中沒有感應(yīng)電流2.如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極四周，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心，且垂直于線圈平面，當(dāng)線圈中通入如圖方向的電流后，線圈的運(yùn)動(dòng)狀況是（）A．線圈向左運(yùn)動(dòng)B．線圈向右運(yùn)動(dòng)C．從上往下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D．從上往下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)3.空間存在著沿豎直方向的各處均勻的磁場(chǎng)，將一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈放入磁場(chǎng)中，如圖甲所示，設(shè)甲圖中線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和感應(yīng)電流的方向?yàn)檎较颍朐诰€圈中產(chǎn)生如圖乙所示的感應(yīng)電流，圖丙中能正確表示線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖線是（）A．B．C．D．4.如圖所示，質(zhì)量為m的銅質(zhì)小閉合線圈靜置于粗糙水平桌面上，當(dāng)一個(gè)豎直放置的條形磁鐵貼近線圈，沿線圈中線由左至右從線圈正上方等高、勻速經(jīng)過時(shí)，線圈始終保持不動(dòng)．則關(guān)于線圈在此過程中受到的支持力FN和摩擦力f的狀況，以下推斷正確的是（）A．FN先大于mg，后小于mgB．FN始終大于mgC．f先向左，后向右D．線圈中的電流方向始終不變5.如圖所示，空間存在著與圓臺(tái)母線垂直向外的磁場(chǎng)，各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，圓臺(tái)母線與豎直方向的夾角為θ，一個(gè)質(zhì)量為m、半徑為r的勻質(zhì)金屬環(huán)位于圓臺(tái)底部．環(huán)中維持恒定的電流I不變，圓環(huán)由靜止向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t后撤去該恒定電流并保持圓環(huán)閉合，圓環(huán)全程上升的最大高度為H．已知重力加速度為g，磁場(chǎng)的范圍足夠大．在圓環(huán)向上運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法正確的是（）A．在時(shí)間t內(nèi)安培力對(duì)圓環(huán)做功為mgHB．圓環(huán)先做勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻減速運(yùn)動(dòng)C．圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的最大速度為﹣gtD．圓環(huán)先有收縮后有擴(kuò)張的趨勢(shì)6.今將同一根條形磁鐵緩慢地或快速地全部插入一閉合線圈中，試比較在上述兩過程中，相同的物理量是（）A．磁通量的變化量B．外力所做的功C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值D．通過線圈導(dǎo)線橫截面的電量二、試驗(yàn)題（本題共2道小題）7.下圖是做探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件試驗(yàn)的器材及示意圖。①在圖中用實(shí)線代替導(dǎo)線把它們連成試驗(yàn)電路。②由哪些操作可以使電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)Ⅰ________________________________________Ⅱ________________________________________③假設(shè)在開關(guān)閉合的瞬間，靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn)，則當(dāng)螺線管A向上拔出的過程中，靈敏電流計(jì)的指針向_______偏轉(zhuǎn)。（“左”、“右”）8.在探究磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件時(shí)，做了下面試驗(yàn)（下右圖）：由線圈，電流表構(gòu)成的閉合回路。條形磁鐵供應(yīng)磁場(chǎng)。請(qǐng)?zhí)顚懹^看到現(xiàn)象:（8分）由這個(gè)試驗(yàn)可以得出磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件是：

。三、計(jì)算題（本題共3道小題）9.如圖1所示，兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為，金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m，導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，金屬導(dǎo)軌的上端與開關(guān)S、定值電阻R1和電阻箱R2相連。不計(jì)一切摩擦，不計(jì)導(dǎo)軌、金屬棒的電阻，重力加速度為g，現(xiàn)閉合開關(guān)S，將金屬棒由靜止釋放。（1）推斷金屬棒ab中電流的方向；（2）若電阻箱R2接入電路的阻值為R2=2R1，當(dāng)金屬棒下降高度為h時(shí)，速度為v，求此過程中定值電阻R1上產(chǎn)生的焦耳熱Q1；（3）當(dāng)B=0．40T，L=0．50m，37°時(shí)，金屬棒能達(dá)到的最大速度vm隨電阻箱R2阻值的變化關(guān)系如圖2所示。取g=10m/s2，sin37°=0．60，cos37°=0．80。求定值電阻的阻值R1和金屬棒的質(zhì)量m。10.（08年南京市質(zhì)檢）（10分）如圖（a），面積S=0.2m2的線圈，匝數(shù)n=630匝，總電阻r=1.0Ω，線圈處在變化的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖（b）所示規(guī)律變化，方向垂直線圈平面。圖（a）中傳感器可看成一個(gè)純電阻R，并標(biāo)有“3V、0.9W”，滑動(dòng)變阻器R0上標(biāo)有“10Ω、1A”，試回答下列問題：（1）設(shè)磁場(chǎng)垂直紙面對(duì)外為正方向，試推斷通過電流表的電流方向。

（2）為了保證電路的平安，求電路中允許通過的最大電流。（3）若滑動(dòng)變阻器觸頭置于最左端，為了保證電路的平安，圖（b）中的t0最小值是多少？11.如圖所示，用鋁板制成的“”型板框，將一質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣細(xì)桿懸掛在框中。桿與豎直線成30°夾角?，F(xiàn)使整體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中沿垂直于磁場(chǎng)方向以加速度a向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。求框加速過程中桿對(duì)小球的拉力。（設(shè)框中的磁場(chǎng)強(qiáng)度B始終保持不變，球在框的中心）

試卷答案1.B2.解：依據(jù)右手螺旋定則，環(huán)形電流可以等效為小磁針，小磁針的N極指向右，依據(jù)異性相吸，知線圈向左運(yùn)動(dòng)．故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．故選A．3.解：由圖乙所示可知，在0﹣1s內(nèi)，電流是正的，即從上向下看，沿順時(shí)針方向，電流大小是定值，則磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化，在1﹣2s內(nèi)，感應(yīng)電流為零，則磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在2﹣4s內(nèi)，感應(yīng)電流是負(fù)的，即沿逆時(shí)針方向，電流大小不變，則磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化；A、依據(jù)圖示圖象，由楞次定律可知，0﹣1s內(nèi)感應(yīng)電流感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向（從上向下看），在1﹣2s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，穿過線圈的磁通量不變，感應(yīng)電流為零，在2﹣4s內(nèi)，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，符合題意，故A正確；B錯(cuò)誤；C、由圖示圖示可知，在1﹣2s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度是變化的，穿過線圈的磁通量是變化的，線圈中有感應(yīng)電流，不符合題意，故C錯(cuò)誤；D、依據(jù)圖示圖象，由楞次定律可知，0﹣1s內(nèi)感應(yīng)電流感應(yīng)電流逆時(shí)針方向（從上向下看），在1﹣2s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，穿過線圈的磁通量不變，感應(yīng)電流為零，在2﹣4s內(nèi)，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，不符合題意，故D錯(cuò)誤；故選：A．4.解：A、B、當(dāng)磁鐵靠近線圈時(shí)，穿過線圈的磁通量增加，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈受到磁鐵的安培力作用，依據(jù)楞次定律可知，線圈受到的安培力斜向右下方，則線圈對(duì)桌面的壓力增大，即N大于mg．線圈相對(duì)桌面有向右運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，受到桌面對(duì)左的靜摩擦力．故A正確，B錯(cuò)誤．C、當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離線圈時(shí)，穿過線圈的磁通量減小，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈受到磁鐵的安培力作用，依據(jù)楞次定律可知，線圈受到的安培力斜向右上方，則線圈對(duì)桌面的壓力減小，即N小于mg．線圈相對(duì)桌面有向右運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，受到桌面對(duì)左的靜摩擦力．故C錯(cuò)誤，D、當(dāng)磁鐵靠近線圈時(shí)，穿過線圈的磁通量增加，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流從上向下看是逆時(shí)針方向；當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離線圈時(shí)，穿過線圈的磁通量減小，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流從上向下看是順時(shí)針方向，故D錯(cuò)誤．故選：A．5.CD楞次定律．解：環(huán)中通以恒定電流I后，圓環(huán)所受安培力為BI?2πr，則在豎直方向的分力為2πrBIcosθ，AC、由牛頓其次定律，可得：BI2πrcosθ﹣mg=ma，則圓環(huán)向上的加速度為a=﹣g，豎直向上，在電流未撤去時(shí)，圓環(huán)將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t，速度會(huì)達(dá)到最大值，由v=at得v=﹣gt，故C項(xiàng)正確；在時(shí)間t內(nèi)，上升的高度h=，則安培力對(duì)圓環(huán)做功為W=Fh=πrBIt2cosθ（﹣g），故A錯(cuò)誤；B、電流撤去后，由于慣性，圓環(huán)連續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中切割磁感線而做變減速運(yùn)動(dòng)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；D、圓環(huán)通電流時(shí)，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，安培力重量指向圓心，有收縮的趨勢(shì)，撤去電流后，切割產(chǎn)生的感應(yīng)電流為逆時(shí)針，則安培力重量背離圓心，則有擴(kuò)張的趨勢(shì)，故D正確．故選：CD．6.解：A、當(dāng)條形磁鐵插入線圈的瞬間，穿過線圈的磁通量增加，產(chǎn)生感應(yīng)電流．條形磁鐵第一次緩慢插入線圈時(shí)，磁通量增加慢．條形磁鐵其次次快速插入線圈時(shí)，磁通量增加快，但磁通量變化量相同．故A正確；B、依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律=其次次線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大，感應(yīng)電流：I=也大，外力做的功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：W=Q=I2Rt=t=t=所以外力做的功與所用的時(shí)間成反比，即速度越快，外力做的功越多．故B錯(cuò)誤；C、依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律=其次次線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大，故C錯(cuò)誤；D、依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律分析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，由歐姆定律分析感應(yīng)電流的大?。儆蓂=It可確定導(dǎo)體某橫截面的電荷量等于磁通量的變化與電阻的比值，由于磁通量變化量相同，電阻不變，所以通過導(dǎo)體橫截面的電荷量不變，故D正確；故選：AD．7.①(連錯(cuò)一條線則得0分)

②Ⅰ.將開關(guān)閉合(或者斷開)；Ⅱ.將螺線管A插入(或拔出)螺線管B右8.9.（1）ab中的電流方向?yàn)閎到a（2）（3）R1=2.0Ω

m=0.1kg（1）由右手定則，金屬棒ab中的電流方向?yàn)閎到a

（2）由能量守恒，金屬棒減小的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能和電路中產(chǎn)生的焦耳熱

解得：

（3）設(shè)最大速度為v，切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

由閉合電路的歐姆定律：

從b端向a端看，金屬棒受力如圖：

金屬棒達(dá)到最大速度時(shí)滿足

由以上三式得：

由圖像可知：斜率為，縱截距為v0=30m/s，得到：

解得：R1=2.0Ω

m=0.1kg

點(diǎn)評(píng)：本題考察了常見的電磁感應(yīng)類的問題，通過受力分析弄清物體運(yùn)動(dòng)過程，并結(jié)合能量