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1、
第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律
◎基礎(chǔ)鞏固練
1.如圖所示,一個有界勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向外,一個矩形閉合導(dǎo)線框abcd沿紙面由位置1勻速運動到位置2。則( )
A.導(dǎo)線框進入磁場時,感應(yīng)電流方向為a→b→c→d→a
B.導(dǎo)線框離開磁場時,感應(yīng)電流方向為a→d→c→b→a
C.導(dǎo)線框離開磁場時,受到的安培力方向水平向右
D.導(dǎo)線框進入磁場時,受到的安培力方向水平向左
解析: 導(dǎo)線框進入磁場時,cd邊切割磁感線,由右手定則可知,電流方向為a→d→c→b→a,這時由左手定則可判斷cd邊受到的安培力方向水平向左,A錯,D對;在導(dǎo)線框離開磁場時,ab邊處于磁場中且在做
2、切割磁感線運動,同樣用右手定則和左手定則可以判斷電流的方向為a→b→c→d→a,這時安培力的方向仍然水平向左,B、C錯。
答案: D
2.
如圖,在一水平、固定的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方,有一條形磁鐵(N極朝上,S極朝下)由靜止開始下落,磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸。關(guān)于圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向(從上向下看),下列說法正確的是( )
A.總是順時針 B.總是逆時針
C.先順時針后逆時針 D.先逆時針后順時針
解析: 條形磁鐵穿過圓環(huán)的過程中,圓環(huán)中的磁通量先向上增加,后向上減少,根據(jù)楞次定律:增反減同,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向先向下再向上,結(jié)合安培定則,產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向先順
3、時針再逆時針,故選C。
答案: C
3.
(多選)(2018·云南昆明調(diào)研)如圖所示,在一空心螺線管內(nèi)部中點處懸掛一銅環(huán),電路接通瞬間,下列說法正確的是( )
A.從左往右看,銅環(huán)中有逆時針方向感應(yīng)電流
B.從左往右看,銅環(huán)中有順時針方向感應(yīng)電流
C.銅環(huán)有收縮趨勢
D.銅環(huán)有擴張趨勢
解析: 電路接通瞬間,螺線管中電流從無到有,螺線管內(nèi)部產(chǎn)生向左的磁場,銅環(huán)中磁通量增大,產(chǎn)生感應(yīng)電流,由楞次定律可判斷出從左往右看,銅環(huán)中有順時針方向感應(yīng)電流,銅環(huán)有收縮趨勢,選項A、D錯誤,B、C正確。
答案: BC
4.中國第二艘航空母艦完全由我國自主開展設(shè)計,由大連進行建造,于2
4、017年下水。由于地磁場的存在,航空母艦的艦載機在一定高度水平飛行時,其機翼就會切割磁感線,機翼的兩端之間會有一定的電勢差,則從飛行員的角度看,機翼左端的電勢比右端的電勢( )
A.低 B.高
C.相等 D.以上情況都有可能
解析: 北半球的地磁場的豎直分量向下,由右手定則可判定飛機無論向哪個方向飛行,由飛行員的角度看均為機翼左側(cè)電勢較高。
答案: B
5.(多選)
如圖所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌PP′和QQ′都處于同一水平面內(nèi),P和Q之間連接一電阻R,整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中?,F(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN,用一水平向右的力F拉動導(dǎo)體棒MN。以下關(guān)于導(dǎo)體棒MN中感應(yīng)電流
5、方向和它所受安培力方向的說法正確的是( )
A.感應(yīng)電流方向是N→M
B.感應(yīng)電流方向是M→N
C.安培力水平向左
D.安培力水平向右
解析: MN在外力F的作用下向右運動,由右手定則知,感應(yīng)電流方向為M→P→Q→N→M,故A正確,B錯誤;由左手定則知,MN受到的安培力方向水平向左,故C正確,D錯誤。
答案: AC
6.
(2016·海南單科·4)如圖,一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導(dǎo)線在同一豎直面內(nèi),環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線距離相等,環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距。兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向向下的恒定電流。若( )
A.金屬環(huán)向上運動,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為順時針方向
B.金屬環(huán)
6、向下運動,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為順時針方向
C.金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為逆時針方向
D.金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為逆時針方向
解析: 根據(jù)楞次定律,當金屬圓環(huán)上、下移動時,穿過圓環(huán)的磁通量不發(fā)生變化,故沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故選項A、B錯誤;當金屬圓環(huán)向左移動時,則穿過圓環(huán)的磁場垂直紙面向外并且增強,故根據(jù)楞次定律可以知道,產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時針,故選項C錯誤;當金屬圓環(huán)向右移動時,則穿過圓環(huán)的磁場垂直紙面向里并且增強,故根據(jù)楞次定律可以知道,產(chǎn)生的感應(yīng)電流為逆時針,故選項D正確。
答案: D
7.
(多選)(2018·寧夏中衛(wèi)一模)右圖是
7、創(chuàng)意物理實驗設(shè)計作品《小熊蕩秋千》的示意圖。兩根彼此靠近且相互絕緣的金屬棒C、D固定在鐵架臺上,與兩個銅線圈P、Q組成一閉合回路,兩個磁性很強的條形磁鐵如圖放置。當用手左右擺動線圈P時,線圈Q也會跟著擺動,仿佛小熊在蕩秋千。以下說法正確的是( )
A.P向右擺動的過程中,P中的電流方向為順時針方向(從右向左看)
B.P向右擺動的過程中,Q也會向右擺動
C.P向右擺動的過程中,Q會向左擺動
D.若用手左右擺動Q,P會始終保持靜止
解析: P向右擺動的過程中,穿過P線圈的磁通量減小,根據(jù)楞次定律,P中有順時針方向的電流(從右向左看),故A正確。根據(jù)電路連接可知Q下端的電流方向向外,根據(jù)
8、左手定則,所受的安培力向右,則Q向右擺動。同理,用手左右擺動Q,P會左右擺動,故B正確,C、D錯誤。
答案: AB
8.
如圖所示,質(zhì)量為m的金屬環(huán)用線懸掛起來,金屬環(huán)有一半處于水平且與環(huán)面垂直的勻強磁場中,從某時刻開始,磁感應(yīng)強度均勻減小,則在磁感應(yīng)強度均勻減小的過程中,關(guān)于線拉力大小的下列說法中正確的是( )
A.大于環(huán)重力mg,并逐漸減小
B.始終等于環(huán)重力mg
C.小于環(huán)重力mg,并保持恒定
D.大于環(huán)重力mg,并保持恒定
解析: 根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流方向是順時針的,再由左手定則判斷。安培力應(yīng)該豎直向下,線的拉力大小為安培力與環(huán)的重力大小之和,故線的拉力始終大于
9、環(huán)的重力mg。由于磁感應(yīng)強度均勻減小,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,電動勢大小不變,根據(jù)閉合電路的歐姆定律,環(huán)中電流不變,所以安培力逐漸減小,則線的拉力大小逐漸減小,選項A正確,其余選項均錯誤。
答案: A
9.
在水平面內(nèi)有一固定的U型裸金屬框架,框架上靜止放置一根粗糙的金屬桿ab,整個裝置放在豎直方向的勻強磁場中,如圖所示。下列說法中正確的是( )
A.只有當磁場方向向上且增強,ab桿才可能向左移動
B.只有當磁場方向向下且減弱,ab桿才可能向右移動
C.無論磁場方向如何,只要磁場減弱,ab桿就可能向右移動
D.當磁場變化時,ab桿中一定有電流產(chǎn)生,且一定會移動
解析: 由
10、楞次定律可知,當閉合回路的磁通量增大時,導(dǎo)體棒將向左移動,阻礙磁通量的增加,若閉合回路的磁通量減小時,導(dǎo)體棒將向右運動,以便阻礙磁通量的減小,與磁場方向無關(guān),正確答案為C。
答案: C
10.
如圖所示,在水平放置的螺線管的中央,放著一個可繞水平軸OO′自由轉(zhuǎn)動的條形磁鐵,軸OO′與螺線管的軸線垂直,當條形磁鐵從如圖所示位置順時針旋轉(zhuǎn)180°的過程中,下列說法正確的是( )
A.電流方向先是從b到a,然后從a到b
B.電流方向先是從a到b,然后從b到a
C.電流方向一直從a到b
D.電流方向一直從b到a
解析: 條形磁鐵旋轉(zhuǎn)90°過程中,穿過螺線管的磁場方向向左,且磁通量
11、減少,根據(jù)楞次定律判斷可得靈敏電流計中的電流方向從b到a。條形磁鐵旋轉(zhuǎn)后90°過程中,穿過螺線管的磁場方向向右,且磁通量增加,根據(jù)楞次定律判斷可得靈敏電流計中的電流方向從b到a。故選D。
答案: D
◎能力提升練
11.
如圖所示,線圈A內(nèi)有豎直向上的磁場,磁感應(yīng)強度B隨時間均勻增大;等離子氣流(由高溫高壓的等電量的正、負離子組成)由左方連續(xù)不斷地以速度v0射入P1和P2兩極板間的勻強磁場中。發(fā)現(xiàn)兩直導(dǎo)線a、b互相吸引,由此可以判斷,P1、P2兩極板間的勻強磁場的方向為( )
A.垂直紙面向外 B.垂直紙面向里
C.水平向左 D.水平向右
解析: 線圈A中磁場的方向向上增強
12、時,由楞次定律可知,感應(yīng)電流的磁場的方向向下,感應(yīng)電流的方向在線圈的外側(cè)向左,電流的方向盤旋向上,所以導(dǎo)線a中的電流方向向下。根據(jù)同向電流相互吸引可知,b中的電流方向也向下。b中電流方向向下說明極板P1是電源的正極,則正電荷在磁場中向上偏轉(zhuǎn),根據(jù)左手定則可知,P1、P2兩極板間的勻強磁場的方向垂直于紙面向里。
答案: B
12.(多選)如圖甲所示,圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方懸掛一螺線管Q,P和Q共軸,Q中通有變化的電流i,電流隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,P所受的重力為G,桌面對P的支持力為FN,則( )
A.t1時刻,F(xiàn)N>G B.t2時刻,F(xiàn)N>G
C.t3時刻,F(xiàn)N
13、G,A選項正確。t2時刻Q中電流恒定,線圈P中磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,P只受重力G與桌面支持力FN作用而平衡,有FN=G,故B選項錯。同理在t4時刻Q中電流恒定,有FN=G,D選項正確。t3時刻Q中電流變化,P中磁通量變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,但Q中I=0,對P無磁場力作用,仍是FN=G,故C選項錯。
答案: AD
13.(多選)(2018·河北衡水模擬)
如圖所示,用兩等長的細繩將一磁鐵與一圓形閉合
14、線圈懸于細桿上,靜止時線圈平面與磁鐵的軸線O1O2垂直,磁鐵質(zhì)量為m,磁極如圖所示。在垂直于細桿的平面內(nèi),保持細繩繃緊,將磁鐵拉至與細桿等高的位置,將磁鐵由靜止釋放,則下列說法正確的是( )
A.磁鐵下擺過程中,線圈所受合外力為零
B.磁鐵下擺過程中,線圈中有逆時針方向(沿O1O2方向看)的感應(yīng)電流
C.磁鐵下擺過程中,線圈中有順時針方向(沿O1O2方向看)的感應(yīng)電流
D.磁鐵擺到最低點時,兩繩子拉力的合力小于3mg
解析: 磁鐵下擺過程中,向左穿過線圈的磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知,線圈中有順時針方向(沿O1O2方向看)的感應(yīng)電流;故A、B錯誤,C正確;磁鐵向下運動的過程中,根據(jù)
15、楞次定律可知,磁鐵會受到線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流的阻礙,機械能減小,則:
mv2