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2019-2020年高中物理课时跟踪检测四感应电流的方向鲁科版选修1.根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是 A.与引起感应电流的磁场方向相同B.与引起感应电流的磁场方向相反C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化D.阻碍引起感应电流的磁通量解析选C 根据楞次定律可知,感应电流的磁场阻碍的是引起它的磁通量的变化,反过来说,如果磁通量不发生变化,就没有感应电流的产生,故C选项正确
2.如图1所示,在一水平、固定的闭合导体圆环上方有一条形磁铁N极朝上,S极朝下由静止开始下落,磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触,关于圆环中感应电流的方向从上向下看,下列说法正确的是 图1A.总是顺时针B.总是逆时针C.先顺时针后逆时针D.先逆时针后顺时针解析选C 磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触,则导体环中先是向上的磁通量增加,磁铁过中间以后,向上的磁通量减少,根据楞次定律,产生的感应电流先顺时针后逆时针,选项C正确
3.如图2所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,现在用一水平向右的力F拉动垂直于导轨放置的导体棒MN,下列关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力方向的说法中正确的是 图2
①感应电流方向为N→M
②感应电流方向为M→N
③安培力方向水平向左
④安培力方向水平向右A.
①③ B.
①④C.
②③D.
②④解析选A 正确应用右手定则和左手定则由右手定则易知,MN中感应电流方向为N→M再由左手定则可判知,MN所受安培力方向垂直于导体棒水平向左故
①③说法正确
4.如图3所示,固定的水平长直导线中通有电流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行,线框由静止释放,在下落过程中 图3A.穿过线框的磁通量保持不变B.线框中感应电流方向保持不变C.线框所受安培力的合力为零D.线框的机械能不断增大解析选B 据安培定则知通电直导线下方的磁场方向垂直纸面向里,且距离导线越远,磁场越弱,因此线框由静止释放下落的过程中磁通量一直变小,A错;据楞次定律可知线框中感应电流方向保持不变,B对;据楞次定律推论可得线框所受安培力的合力向上,C错;安培力做负功,线框的机械能减少,D错
5.如图4所示,水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环,其中B接电源,在接通电源的瞬间,A、C两环 图4A.都被B吸引B.都被B排斥C.A被吸引,C被排斥D.A被排斥,C被吸引解析选B 在接通电源的瞬间,环B可等效为一短小的条形磁铁左边为N极,右边为S极,穿过A、C环的磁通量在增加两环A、C为了阻碍磁通量的增加,都应朝环B外部磁场较小的方向运动,即A向左运动而C向右运动,两环都受到B环的排斥作用
6.多选如图5所示,光滑固定的金属导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置在导轨上,形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时 图5A.P、Q将相互靠拢B.磁铁的加速度仍为gC.P、Q将相互远离D.磁铁的加速度小于g解析选AD 当磁铁向下运动时,闭合回路的磁通量增加,根据楞次定律可判断出P、Q将相互靠拢,故A正确,B错误;磁铁受向上的斥力,故磁铁的加速度小于g,所以C错误,D正确7.多选如图6所示,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布一铜质圆环用绝缘丝线悬挂于O点,将圆环拉至位置a后无初速释放,在圆环从a摆向b的过程中 图6A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B.感应电流方向一直是逆时针C.安培力方向始终与速度方向相反D.安培力方向始终沿水平方向解析选AD 圆环从位置a运动到磁场分界线前,磁通量向里增大,感应电流为逆时针;跨越分界线过程中,磁通量由向里最大变为向外最大,感应电流为顺时针;再摆到b的过程中,磁通量向外减小,感应电流为逆时针,所以A正确;由于圆环所在处的磁场,上下对称,所受安培力竖直方向平衡,因此总的安培力沿水平方向,故D正确8.多选用均匀导线做成的正方形线圈边长为l,正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,如图7所示,当磁场以的变化率增强时,则 图7A.线圈中感应电流方向为acbdaB.线圈中产生的电动势E=·C.线圈中a点电势高于b点电势D.线圈中a、b两点间的电势差为·解析选AB 根据楞次定律可知,A正确线圈中产生的电动势E==·,B正确线圈左边的一半相当于电源,在电源内部电流沿逆时针方向,所以a点电势低于b点电势,C错误线圈右边的一半相当于外电路,a、b两点间的电势差相当于路端电压,其大小U==·,D错误9.如图8所示,用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l
0、下弧长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于O点,悬点正下方存在一个上弧长为2l
0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d0≪L先将线框拉到如图所示的位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦力下列说法正确的是 图8A.金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→aB.金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→aC.金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D.金属线框最终将在磁场内来回摆动解析选D 在线框进入磁场过程中,由楞次定律可判得线框中感应电流方向为a→d→c→b→a而在线框离开磁场过程中,同样由楞次定律可判得感应电流方向为a→b→c→d→a,所以A、B项均错误因为线框在进入和离开磁场过程中,线框中产生了感应电流,通过电阻发热而损耗一部分能量,则动能会逐渐减少,所以速度会逐渐减小,所以选项C错误线框在磁场中摆动过程中,由于磁通量不再发生变化,回路中不再产生感应电流,没有内能的产生,只有机械能的转化与守恒,所以线框最终会在磁场中做往复运动,则选项D正确10.一直升机悬停在南半球的地磁极上空,该处的地磁场的方向竖直向上,磁感应强度为B,直升机螺旋桨叶片长度为l,螺旋桨的转速为n,逆着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图9所示,如果忽略a到转轴中心的距离,用E表示每个叶片上的感应电动势,则 图9A.E=πnl2B,且a点电势低于b点电势B.E=2πnl2B,且a点电势低于b点电势C.E=πnl2B,且a点电势高于b点电势D.E=2πnl2B,且a点电势高于b点电势解析选C 由题意可知产生的感应电动势为E=Blv=Bl2ω,又ω=2πn,故E=πnl2B,根据右手定则可判断a点相当于电源正极,因此a点电势高于b点电势选项C正确
11.如图10所示,水平的平行光滑导轨,导轨间距离为L=1m,左端接有定值电阻R=2Ω,金属棒PQ与导轨接触良好,PQ的电阻为r=
0.5Ω,导轨电阻不计,整个装置处于磁感应强度为B=1T的匀强磁场中,现使PQ在水平向右的恒力F=2N作用下运动,求图101棒PQ中感应电流的方向;2棒PQ中哪端电势高;3棒PQ所受安培力方向;4PQ棒的最大速度解析1根据右手定则可知电流方向由Q→P2棒PQ相当于电源,电流在PQ上由负极流向正极,故P端电势高3由左手定则知,PQ棒所受安培力方向水平向左4由于向左的安培力增大,故PQ棒做加速度越来越小的加速运动,当F安=F时,PQ棒的速度最大,设为v,此时感应电动势E=BLv,回路电流I=由F=F安知F=BIL,得v==5m/s,方向水平向右答案1Q→P 2P端 3水平向左 45m/s,方向水平向右12.用质量为m、总电阻为R的导线做成边长为l的正方形线框MNPQ,并将其放在倾角为θ的平行绝缘光滑导轨上,平行导轨的间距也为l,如图11所示在导轨的下端有一宽度为l即ab=l、磁感应强度为B的有界匀强磁场,磁场的边界aa′、bb′垂直于导轨,磁场的方向与线框平面垂直如果把线框从静止状态释放,则线框恰好能够匀速地穿过磁场区域若当地的重力加速度为g,求图111线框通过磁场时的运动速度;2开始释放时,MN与bb′之间的距离;3线框在通过磁场的过程中所产生的热量解析1结合右手定则和左手定则,对线框进行受力分析线框在磁场区域做匀速运动时,安培力满足F=mgsinθ又因为安培力F=BIl,感应电流I=,感应电动势E=Blv联立以上各式解得线框匀速运动的速度为v=2在进入磁场前,线框的加速度a=gsinθ所以线框进入磁场前下滑的距离s==3在通过磁场的过程中,线框沿斜面通过了2l的距离,根据能量的转化与守恒定律,有Q热=mg·2lsinθ=2mglsinθ答案1 232mglsinθ。