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1、課后限時集訓(xùn)28
電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律
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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
D [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
2、處于磁場中且在做切割磁感線運動,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。]
2.如圖所示,絕緣光滑水平面上有兩個離得很近的導(dǎo)體環(huán)a、b。將條形磁鐵沿它們的正中向下移動(不到達該平面),a、b將如何移動( )
A.a(chǎn)、b將相互遠離
B.a(chǎn)、b將相互靠近
C.a(chǎn)、b將不動
D.無法判斷
A [根據(jù)Φ=BS定性分析可知,磁鐵向下移動過程中B增大,所以穿過每個環(huán)中的磁通量都增大,a、b中產(chǎn)生同方向的感應(yīng)電流,兩環(huán)間有斥力作用,所以a、b將相互遠離。選項A正確。]
3.如圖所示,ab為一金屬桿,它處在垂直于紙面向里的勻強
3、磁場中,可繞a點在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動;S為以a為圓心位于紙面內(nèi)的金屬環(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( )
A.有電流通過電流表,方向由c向d,作用于ab的安培力向右
B.有電流通過電流表,方向由c向d,作用于ab的安培力向左
C.有電流通過電流表,方向由d向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
A [當金屬桿ab順時針方向轉(zhuǎn)動時,切割磁感線,由法拉第電磁感應(yīng)定律知產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,由右手定則可知將產(chǎn)生由a到b的感應(yīng)電流,電
4、流表的d端與a端相連,c端通過金屬環(huán)與b端相連,則通過電流表的電流是由c到d,而金屬桿在磁場中會受到安培力的作用,由左手定則可判斷出安培力的方向為水平向右,阻礙金屬桿的運動,所以A項正確。]
4.如圖所示,線圈兩端與電阻相連構(gòu)成閉合回路,在線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵,磁鐵的S極朝下。在將磁鐵的S極插入線圈的過程中( )
A.通過電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b,線圈與磁鐵相互排斥
B.通過電阻的感應(yīng)電流的方向由b到a,線圈與磁鐵相互排斥
C.通過電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b,線圈與磁鐵相互吸引
D.通過電阻的感應(yīng)電流的方向由b到a,線圈與磁鐵相互吸引
A [將磁鐵的S極插入線
5、圈的過程中,由楞次定律知,通過電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b,線圈與磁鐵相互排斥。]
5.(多選)(2019·河北省衡水中學(xué)模擬)如圖所示,將若干匝線圈固定在光滑絕緣桿上,另一個金屬環(huán)套在桿上與線圈共軸,當合上開關(guān)時線圈中產(chǎn)生磁場,金屬環(huán)就可被加速彈射出去。現(xiàn)在線圈左側(cè)同一位置處,先后放置形狀、大小相同的銅環(huán)和鋁環(huán)(兩環(huán)分別用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成),且鋁的電阻率大于銅的電阻率,閉合開關(guān)S的瞬間,下列描述正確的是( )
A.從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向
B.線圈沿軸向有伸長的趨勢
C.銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力
D.若金屬環(huán)出現(xiàn)斷裂,不會影響其向左彈射
AC
6、 [線圈中通電,由安培定則可知磁場方向向左,通過金屬環(huán)的磁通量增加,從左側(cè)看環(huán)中有順時針方向的感應(yīng)電流,故A項正確;同向電流互相吸引,線圈有縮短的趨勢,B項錯誤;因銅環(huán)的電阻小,銅環(huán)中感應(yīng)電流大,受到的安培力大,C項正確;若金屬環(huán)出現(xiàn)斷裂,就不能構(gòu)成閉合回路,環(huán)中有感應(yīng)電動勢,無感應(yīng)電流,不受安培力作用,故不會被向左彈出,D項錯誤。]
6.(多選)如圖(a)所示,螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強磁場,以圖中箭頭所示方向為其正方向。螺線管與導(dǎo)線框abcd相連,導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度B隨時間按圖(b)所示規(guī)律變化時( )
圖(a)
7、 圖(b)
A.在t1~t2時間內(nèi),L有收縮趨勢
B.在t2~t3時間內(nèi),L有擴張趨勢
C.在t2~t3時間內(nèi),L內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流
D.在t3~t4時間內(nèi),L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流
AD [L收縮還是擴張取決于螺線管中產(chǎn)生感應(yīng)電流的變化情況,t1~t2磁通量的變化率增大,感應(yīng)電流變大,abcd線框內(nèi)磁通量變大,L有收縮的趨勢,A選項正確;t2~t3時間內(nèi)磁通量的變化率為常數(shù),產(chǎn)生的感應(yīng)電流恒定不變,abcd線框內(nèi)磁感應(yīng)強度不變,L沒有電流,也就沒有擴張趨勢,B、C選項錯誤;根據(jù)楞次定律,t3~t4時間內(nèi)由于螺線管內(nèi)磁通量變化引起的感應(yīng)電流在線框中為dcba方向并減小,L
8、線圈中原磁場的方向垂直于紙面向里且磁感應(yīng)強度大小減小,根據(jù)楞次定律得L中的感應(yīng)電流方向為順時針方向,D選項正確。]
7.(多選)圖所示是研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計的防止電梯墜落的應(yīng)急安全裝置,在電梯轎廂上安裝上永久磁鐵,電梯的井壁上鋪設(shè)線圈,能在電梯突然墜落時減小對人員的傷害。關(guān)于該裝置,下列說法正確的是( )
A.當電梯突然墜落時,該安全裝置可起到阻礙電梯下落的作用
B.當電梯突然墜落時,該安全裝置可使電梯停在空中
C.當電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時,閉合線圈A、B中電流方向相同
D.當電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時,閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落
AD [若電梯突然墜落,
9、將線圈閉合時,線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化,將在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流會阻礙相對運動,可起到應(yīng)急避險作用,故A正確;感應(yīng)電流會阻礙相對運動,但不能阻止運動,故B錯誤;當電梯墜落至題圖所示位置時,閉合線圈A中向上的磁場減弱,感應(yīng)電流的方向從上向下看是逆時針方向,B中向上的磁場增強,感應(yīng)電流的方向從上向下看是順時針方向,可知A與B中感應(yīng)電流方向相反,故C錯誤;結(jié)合A的分析可知,當電梯墜落至題圖所示位置時,閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落,故D正確。]
8.(2019·玉林模擬)如圖所示為感應(yīng)式發(fā)電機,a、b、c、d是空間四個可用電刷與銅盤邊緣接觸的點,O1、O2是銅盤軸線導(dǎo)線的接線端,M、N是電流
10、表的接線端?,F(xiàn)在將銅盤轉(zhuǎn)動,能觀察到感應(yīng)電流的是( )
A.將電流表的接線端M、N分別連接a、c位置
B.將電流表的接線端M、N分別連接O1、a位置
C.將電流表的接線端M、N分別連接O1、O2位置
D.將電流表的接線端M、N分別連接c、d位置
B [當銅盤轉(zhuǎn)動時,其切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,此時銅盤相當于電源,銅盤邊緣和中心相當于電源的兩個極,則要想觀察到感應(yīng)電流,M、N應(yīng)分別連接電源的兩個極即可,故可知只有B項正確。]
9.(多選)如圖所示,在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中,有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd,用絕緣輕質(zhì)細桿懸掛在O點,并可
11、繞O點左右擺動。金屬線框從圖示位置的右側(cè)某一位置由靜止釋放,在擺動到左側(cè)最高點的過程中,細桿和金屬線框平面始終處于同一平面,且垂直紙面。則下列說法中正確的是( )
A.線框中感應(yīng)電流的方向先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→a
B.線框中感應(yīng)電流的方向是d→c→b→a→d
C.穿過線框中的磁通量先變大后變小
D.穿過線框中的磁通量先變小后變大
BD [線框從題圖所示位置的右側(cè)擺到最低點的過程中,穿過線框的磁通量減小,由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向為d→c→b→a→d,從最低點到左側(cè)最高點的過程中,穿過線框的磁通量增大,由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向為d→c→b→a→d。
12、]
10.如圖所示,通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面,第一次將金屬框由Ⅰ平移到Ⅱ,第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到Ⅱ,設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量變化量大小分別為ΔΦ1和ΔΦ2,則( )
A.ΔΦ1>ΔΦ2,兩次運動中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn)
B.ΔΦ1=ΔΦ2,兩次運動中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn)
C.ΔΦ1<ΔΦ2,兩次運動中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn)
D.ΔΦ1<ΔΦ2,兩次運動中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn)
C [設(shè)在位置Ⅰ通過金屬框的磁通量為Φ1,在位置Ⅱ通過金屬框的磁通量為Φ2,由題可知:ΔΦ1=|Φ2-Φ1|,ΔΦ2=|-Φ2-
13、Φ1|,所以金屬框的磁通量變化量大小ΔΦ1<ΔΦ2,由安培定則知兩次磁通量均向里減小,所以由楞次定律知兩次運動中線框中均出現(xiàn)沿adcba方向的電流,C正確。]
11.一閉合金屬線框的兩邊接有電阻R1、R2,框上垂直放置一金屬棒,棒與框接觸良好,整個裝置放在如圖所示的勻強磁場中,當用外力使ab棒右移時( )
A.其穿過線框的磁通量不變,框內(nèi)沒有感應(yīng)電流
B.框內(nèi)有感應(yīng)電流,電流方向沿順時針方向繞行
C.框內(nèi)有感應(yīng)電流,電流方向沿逆時針方向繞行
D.框內(nèi)有感應(yīng)電流,左半邊逆時針方向繞行,右半邊順時針方向繞行
D [abcd組成的線框中的磁通量垂直紙面向里增大,abfe組成的線框中
14、的磁通量垂直紙面向里減小,故根據(jù)楞次定律可得左半邊的感應(yīng)電流逆時針方向繞行,右半邊的感應(yīng)電流順時針方向繞行,故D正確。]
12.(多選)如圖所示,一個矩形線框從勻強磁場的上方自由落下,進入勻強磁場中,然后再從磁場中穿出。已知勻強磁場區(qū)域的寬度L大于線框的高度h,下列說法正確的是( )
A.線框只在進入和穿出磁場的過程中,才有感應(yīng)電流產(chǎn)生
B.線框從進入到穿出磁場的整個過程中,都有感應(yīng)電流產(chǎn)生
C.線框在進入和穿出磁場的過程中,都是機械能轉(zhuǎn)化成電能
D.整個線框都在磁場中運動時,機械能轉(zhuǎn)化成電能
AC [產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,線框全部在磁場中時,磁通
15、量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選項B、D錯誤;線框進入和穿出磁場的過程中磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生了感應(yīng)電流,故選項A正確;在產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程中線框消耗了機械能,故選項C正確。]
13.(2019·領(lǐng)航高考沖刺卷)如圖為一種早期發(fā)電機原理示意圖,該發(fā)電機由固定的圓形線圈和一對用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構(gòu)成,兩磁極相對于線圈平面對稱,在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動過程中,磁極中心在線圈平面上的投影沿圓弧XOY運動,(O是線圈中心)。則( )
A.從X到O,電流由E經(jīng)G流向F,線圈的面積有收縮的趨勢
B.從X到O,電流由F經(jīng)G流向E,線圈的面積有擴張的趨勢
C.從O到Y(jié),電流由F經(jīng)G流向E,線圈的面積有收
16、縮的趨勢
D.從O到Y(jié),電流由E經(jīng)G流向F,線圈的面積有擴張的趨勢
D [在磁極繞轉(zhuǎn)軸從X到O勻速轉(zhuǎn)動中,穿過線圈平面的磁通量向上增大,根據(jù)楞次定律可知線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流,電流由F經(jīng)G流向E;線圈的每部分受到指向圓心的安培力,線圈的面積有縮小的趨勢,故A、B項錯誤;在磁極繞轉(zhuǎn)軸從O到Y(jié)勻速轉(zhuǎn)動中,穿過線圈平面的磁通量向上減小,根據(jù)楞次定律可知線圈中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流,電流由E經(jīng)G流向F;線圈的每部分受到背離圓心的安培力,所以線圈的面積有擴大的趨勢,故C項錯誤,D項正確。]
14.矩形導(dǎo)線框固定在勻強磁場中,如圖甲所示。磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直,規(guī)定磁場的正方向為
17、垂直紙面向里,磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示,則( )
甲 乙
A.從0~t1時間內(nèi),導(dǎo)線框中電流的方向為a→b→c→d→a
B.從0~t1時間內(nèi),導(dǎo)線框中電流越來越小
C.從0~t2時間內(nèi),導(dǎo)線框中電流的方向始終為a→d→c→b→a
D.從0~t2時間內(nèi),導(dǎo)線框bc邊受到的安培力越來越大
C [由題圖乙可知,0~t2時間內(nèi),導(dǎo)線框中磁通量的變化率相同,故0~t2時間內(nèi)電流的方向相同,由楞次定律可知,電路中電流方向為順時針,即電流為adcba方向,故A錯誤,C正確;從0~t1時間內(nèi),導(dǎo)線框中磁通量的變化率相同,感應(yīng)電動勢恒定不變,電路中電流大小恒定不變
18、,故B錯誤;從0~t2時間內(nèi),磁場的變化率不變,則電路中電流大小恒定不變,由F=BIL可知,F(xiàn)與B成正比,即先減小后增大,故D錯誤。]
15.如圖所示,Ⅰ和Ⅱ是一對異名磁極,ab為放在其間的金屬棒。ab和cd用導(dǎo)線連成一個閉合回路。當ab棒向左運動時,cd導(dǎo)線受到向下的磁場力。則有( )
A.由此可知d點電勢高于c點電勢
B.由此可知Ⅰ是S極
C.由此可知Ⅰ是N極
D.當ab棒向左運動時,ab導(dǎo)線受到向左的磁場力
B [由左手定則可知,cd棒受到的安培力向下,所以cd棒中電流方向是由c指向d,所以c點的電勢高于d點的電勢,故A錯誤;結(jié)合A的分析可知,ab中的電流由b流向a,ab棒向左運動時,由右手定則可知,ab棒所處位置磁場方向豎直向上,則Ⅰ是S極,Ⅱ是N極,故B正確,C錯誤;當ab棒向左運動時,根據(jù)楞次定律可知ab導(dǎo)線受到向右的磁場力,故D錯誤。]
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