第02章 电磁感应 练习与应用-高二物理课后习题精准解析（新教材人教版选择性必修第二册）

人教版新教科书选择性必修第二册 第二章 电磁感应 练习与应用(解析版) 第1节 楞次定律 练习与应用 1.在图2.1-9中，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上。 （1）当闭合开关S的一瞬间，线圈P中感应电流的方向如何？ （2）当断开开关S的一瞬间，线圈P中感应电流的方向如何？ 【答案】1.当铜盘在磁极间运动时，由于发生电磁感应现象，在铜盘中产生涡流，使铜盘受到安培力作用，而安培力阻碍导体的运动，所以铜盘很快就停了下来。 2.在图2.1-10中CDEF是金属框，框内存在着如图所示的匀强磁场。当导体AB向右移动时， 请用楞次定律判断MNCD和MNFE两个电路中感 应电流的方向。 【答案】2.当条形磁体的N极靠近线圈时，线圈中向下的磁通量增加，根据楞次定律可得，线圈中感应电流的磁场应该向上，再根据右手螺旋定则，判断出线圈中的感应电流方向为逆时针方向(自. 上而下看)。感应电流的磁场对条形磁体N极的作用力向上，阻碍条形磁体向下运动。当条形磁体的N极远离线圈时，线圈中向下的磁通量减小，根据楞次定律可得，线圈中感应电流的磁场应该向下，再根据右手螺旋定则，判断出线圈中的感应电流方向为顺时针方向(自上而下看)。感应电流的磁场对条形磁体N极的作用力向下，阻碍条形磁体向上运动。因此，无论条形磁体怎样运动，都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用，所以条形磁体较快地停了下来，在此.过程中，弹簧和磁体的机械能转化为线圈中的电能。 3. 如图2.1-11所示，导线AB与CD平行。试 判断在闭合与断开开关S时，导线CD中感应电流 的方向，说明你判断的理由。 【答案】3.在磁性很强的小圆柱下落的过程中，没有缺口的铝管中的磁通量发生变化(小圆柱. 上方铝管中的磁通量减小， 下方的铝管中的磁通量增大)，所以铝管中将产生感应电流.感应电流的磁场对下落的小圆柱产生阻力，小圆柱在铝管中缓慢下落。如果小圆柱在有缺口的铝管中下落，尽管铝管中也会产生感应电流，感应电流的磁场也将对下落的小圆柱产生阻力，但这时的阻力非常小，所以小圆柱在有裂缝的铝管中下落比较快。 4. 如图2.1-12所示，在水平放置的条形磁铁 的N极附近，一个闭合线圈竖直向下运动并始终保持水平。在位置B，N极附近的磁感线正好与 线圈平面平行，A、B之间和B、C之间的距离 都比较小。试判断线圈在位置A、B、C时感应 电流的方向，说明你判断的理由。 【答案】4.这些微弱的感应电流，将使卫星受到地磁场的安培力作用。因为克服安培力作用，卫星的一部分机械能转化为电能，运动轨道离地面高度会逐渐降低。 5. 图2.1-13中的A和B都是铝环，A环是 闭合的，B环是断开的，横梁可以绕中间的支 点转动。某人在实验时，用磁铁的任意一极移 近A环，A环都会被推斥，把磁铁远离A环， A环又会被磁铁吸引。但磁极移近或远离B环 时，却没有发现与A环相同的现象。这是为 什么？ 【答案】5.当条形磁体向右移动时，金属圆环中的磁通量减小，圆环中将产生感应电流，金属圆环将受到条形磁体向右的作用力。这个力实际上就是条形磁体的磁场对感应电流的安培力，这个安培力将驱使金属圆环向右运动。 第2节 法拉第电磁感应定律 练习与应用 1. 有一个1 000匝的线圈，在0.4 s内通过它的磁通量从0.02 Wb增加到0.09 Wb，求线圈中的感应电动势。如果线圈的电阻是10 Ω， 把一个电阻为990 Ω的电热器连接在它的两端，通过电热器的电流是多大？ 【答案】175V，0.175A 【解析】根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势 E=n=1 000V=175 V 根据闭合电路欧姆定律，通过电热器的电流 =0.175 A 2. 当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机速度相同，两者用导电缆绳相连。这种卫星称为绳系卫星，利用它可以进行多种科学实验。 现有一绳系卫星在地球赤道上空沿东西方向运行。卫星位于航天飞机的正上方，它与航天飞机之间的距离是20.5 km，卫星所在位置的地磁场B＝4.6×10-5 T，沿水平方向由南向北。如果航天飞机和卫星的运行速度都是 7.6 km/s，求缆绳中的感应电动势。 【答案】7.2103 V 【解析】缆绳切割磁感线产生感应电动势 E=BLv=4.610-520.51037.610 3V=7.2103 V 3. 动圈式扬声器的结构如图2.2-5所示。线圈圆筒安放在永磁体磁极间的空隙中，能够在空隙中左右运动。音频电流通进线圈，安培力使线圈左右运动。纸盆与线圈连接，随着线圈振动而发声。 这样的扬声器能不能当作话筒使用？也就是说，如果我们对着纸盆说话，扬声器能不能把声音变成相应的电流？为什么？ 【答案】可以当作话简。我们对着纸盆说话，声音使纸盆振动，线圈随着纸盆振动，切割磁感线产生感应电流。 4. 如图2