高中物理選修：第章 第節(jié) 課時跟蹤訓(xùn)練

PAGEPAGE1[課時跟蹤訓(xùn)練](時間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。每小題至少有一個選項正確，把正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi))1.如圖1所示，閉合金屬圓環(huán)沿垂直于磁場方向放置在有界勻強(qiáng)磁場中，將它從勻強(qiáng)磁場中勻速拉出，以下各種說法中正確的是()A．向左拉出和向右拉出時，環(huán)中的感應(yīng)電流方向相反B．向左或向右拉出時，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿順時針方向的 圖1C．向左或向右拉出時，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿逆時針方向的D．環(huán)在離開磁場之前，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，穿過閉合圓環(huán)的磁通量都要減少，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場要阻礙原磁通量的減少，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，應(yīng)用安培定則可以判斷出感應(yīng)電流的方向是順時針方向的，選項B正確，A、C錯誤。另外在圓環(huán)離開磁場前，穿過圓環(huán)的磁通量沒有改變，該種情況無感應(yīng)電流，故D錯誤。答案：B2．如圖2甲所示，長直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi)，長直導(dǎo)線中的電流i隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。在0～eq\f(T,2)時間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流向上，則在eq\f(T,2)～T時間內(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)電流方向為順時針，線框受安培力的合力方向向左B．感應(yīng)電流方向為逆時針，線框受安培力的合力方向向右C．感應(yīng)電流方向為順時針，線框受安培力的合力方向向右D．感應(yīng)電流方向為逆時針，線框受安培力的合力方向向左解析：在eq\f(T,2)～T時間內(nèi)，直導(dǎo)線中的電流方向向下增大，穿過線框的磁通量垂直紙面向外增加，由楞次定律知感應(yīng)電流方向為順時針，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，在條形磁鐵穿過圓環(huán)的過程中，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)的過程中，通過圓環(huán)的磁通量不斷增加，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而阻礙條形磁鐵的運動，所以此過程中它們是相互排斥的，當(dāng)條形磁鐵穿過圓環(huán)后，通過圓環(huán)的磁通量又會減小，產(chǎn)生一個與原磁場相同的感應(yīng)磁場，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。所以正確選項是D。答案：D4.如圖3所示，用一根長為L質(zhì)量不計的細(xì)桿與一個上孤長為l0、下弧長為d0的金屬線框的中點聯(lián)結(jié)并懸掛于O點，懸點正下方存在一個上弧長為2l0、下弧長為2d0的方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且d0?L擦力，下列說法正確的是 () 圖3A．金屬線框進(jìn)入磁場時感應(yīng)電流的方向為a→b→c→d→aB．金屬線框離開磁場時感應(yīng)電流的方向為a→d→c→b→aC．金屬線框dc邊進(jìn)入磁場與ab邊離開磁場的速度大小總是相等D．向左擺動進(jìn)入或離開磁場的過程中，所受安培力方向向右；向右擺動進(jìn)入或離開磁場的過程中，所受安培力方向向左解析：當(dāng)線框進(jìn)入磁場時，dc邊切割磁感線，由楞次定律可判斷，感應(yīng)電流的方向為：a→d→c→b→a；當(dāng)線框離開磁場時，同理可判其感應(yīng)電流的方向為：a→b→c→d→a，故A、B選項錯；線框dc邊(或ab邊)進(jìn)入磁場或離開磁場時，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)入磁場與ab邊離開磁場的速度大小不相等，C錯；由“來拒去留”知，D對。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，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)由高處靜止下落，首先是向上穿過銅環(huán)的磁通量增大，根據(jù)楞次定律知銅環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流(從上向下看)；從N極到O點的過程中，穿過銅環(huán)的合磁通量向上且增大，則感應(yīng)電流仍為順時針方向；從O點到S極的過程中，穿過銅環(huán)的合磁通量向上且減小，則感應(yīng)電流為逆時針方向；離開S極后，向上穿過銅環(huán)的磁通量減小，感應(yīng)電流仍為逆時針方向；因銅環(huán)速度越來越大，所以逆時針方向感應(yīng)電流的最大值比順時針方向感應(yīng)電流的最大值大，故選項B正確。答案：B6．電阻R、電容器C與一個線圈連成閉合回路，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極接近線圈上端過程中，流過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極接近線圈的過程中，線圈中有向下的磁場，并且磁通量增加，由楞次定律可得，感應(yīng)電流的方向為b→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)磁場中，可繞a點在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動；S是以a為圓心位于紙面內(nèi)的金屬圓環(huán)。在桿轉(zhuǎn)動過程中，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點良好接觸。當(dāng)桿沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，某時刻ab桿的位置如圖所示，則此時刻 ()圖7A．有電流通過電流表，方向由c→d；作用于ab的安培力向右B．有電流通過電流表，方向由c→d；作用于ab的安培力向左C．有電流通過電流表，方向由d→c；作用于ab的安培力向右D．無電流通過電流表，作用于ab的安培力為零解析：金屬桿順時針轉(zhuǎn)動切割磁感線，由右手定則可知產(chǎn)生a到b的感應(yīng)電流，電流由c→d流過電流表，再由左手定則知此時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與框架間無摩擦。整個裝置處于豎直方向的磁場中。若因磁場的變化，使桿ab向右運動，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受到磁場力的作用，并發(fā)生向右運動。而桿ab向右運動，使得閉合回路中磁通量有增加的趨勢，說明原磁場的磁通量必定減弱，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，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)9．如圖9所示，在一根較長的鐵釘上，用漆包線繞兩個線圈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線圈A在鐵釘內(nèi)產(chǎn)生了一個由小變大的向右的磁場。由楞次定律可知，線圈B內(nèi)感應(yīng)電流的磁場應(yīng)該阻礙鐵釘內(nèi)的磁場在線圈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，自己制作了一個手動手電筒。圖10是手電筒的簡單結(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，線圈兩端接一燈泡，晃動手電筒時線圈也來回滑動，燈泡就會發(fā)光，其中O點是兩磁極連線的中點，a、b兩點關(guān)于O點對稱。(1)試分析其工作原理。(2)燈泡中