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第1课时 电磁感应现象 楞次定律
1.矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上,ab边与MN平行,导线MN中通入如图所示的电流,当MN中的电流增大时,下列说法正确的是 A.导线框abcd中没有感应电流B.导线框abcd中有顺时针方向的感应电流C.导线框所受的安培力的合力方向水平向左D.导线框所受的安培力的合力方向水平向右解析 直导线中通有向上均匀增大的电流,根据安培定则知,通过线框的磁场方向垂直纸面向里,且均匀增大,根据楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向故A、B错误;根据左手定则知,ab边所受安培力方向水平向右,cd边所受安培力方向水平向左,离导线越近,磁感应强度越大,所以ab边所受的安培力大于cd边所受的安培力,则线框所受安培力的合力方向水平向右,故C错误,D正确答案 D
2.如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是 A.向右摆动B.向左摆动C.静止D.无法判定解析 方法一画出磁铁的磁感线分布,如图甲所示,当磁铁向铜环运动时,穿过环的磁通量增加,由楞次定律判断出铜环中的感应电流方向如图甲所示,铜环中有感应电流时铜环就要受到安培力的作用,分析铜环受安培力作用而运动时,可把铜环中的电流等效为多段直线电流元取上、下两小段电流研究,由左手定则可知两段电流受力向右,由此可联想到整个铜环所受合力向右,则选项A正确方法二等效法磁铁向右运动,使铜环产生的感应电流可等效为图乙所示的条形磁铁,则两磁铁有排斥作用,故选项A正确答案 A3.多选如图所示,螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上,当B中通过的电流I减小时 A.环A有缩小的趋势B.环A有扩张的趋势C.螺线管B有缩短的趋势D.螺线管B有伸长的趋势解析 当B中通过的电流减小时,穿过A线圈的磁通量减小,产生感应电流由楞次定律可以判断出A线圈有缩小的趋势,另外,螺线管环与环之间的引力减小,故螺线管有伸长的趋势选项A、D正确答案 AD
4.两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中,在导轨上与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动当AB在外力F作用下向右运动时,下列说法中正确的是 A.导体棒CD内有电流通过,方向是D→CB.导体棒CD内有电流通过,方向是C→DC.磁场对导体棒CD的作用力向左D.磁场对导体棒AB的作用力向右解析 当导线AB向右运动时,由右手定则可以判断回路中感应电流方向为A→C→D→B,再根据左手定则进一步确定CD的受力方向向右,AB受力方向向左答案 B
5.如图所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管,则电路中 A.始终有感应电流自a向b流过电流表GB.始终有感应电流自b向a流过电流表GC.先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流D.将不会产生感应电流解析 当条形磁铁进入螺线管时,闭合线圈中的磁通量增加,当穿出时,磁通量减少,由楞次定律可知C正确答案 C
6.如图所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜环平面与螺线管截面平行,当电键S接通一瞬间,两铜环的运动情况是 A.同时向两侧推开B.同时向螺线管靠拢C.一个被推开,一个被吸引,但因电源正负极未知,无法具体判断D.同时被推开或同时向螺线管靠拢,但因电源正负极未知,无法具体判断解析 当电键S接通瞬间,小铜环中磁通量从无到有增加,根据楞次定律,感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加,则两环将向两侧运动,故A正确答案 A7.多选如图所示,“U”形金属框架固定在水平面上,金属杆ab与框架间无摩擦整个装置处于竖直方向的磁场中若因磁场的变化,使杆ab向右运动,则磁感应强度 A.方向向下并减小B.方向向下并增大C.方向向上并增大D.方向向上并减小解析 杆ab向右运动,使得闭合回路中磁通量有增加趋势,说明原磁场的磁通量必定减弱,即磁感应强度正在减小,与方向向上、向下无关,故选项A、D正确,B、C错误答案 AD
8.如图所示,在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd当载流直导线中的电流逐渐增强时,导体ab和cd的运动情况是 A.一起向左运动B.一起向右运动C.ab和cd相向运动,相互靠近D.ab和cd相背运动,相互远离解析 由于ab和cd电流方向相反,所以两导体运动方向一定相反,排除A、B;当载流直导线中的电流逐渐增强时,穿过闭合回路的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化,所以两导体相互靠近,减小面积,达到阻碍磁通量增加的目的,故选C答案 C9.多选如图所示,通电直导线L和平行直导线放置的闭合导体框abcd,当通电导线L运动时,以下说法正确的是 A.当导线L向左平移时,导体框abcd中感应电流的方向为abcdaB.当导线L向左平移时,导体框abcd中感应电流的方向为adcbaC.当导线L向右平移时,导体框abcd中感应电流的方向为abcdaD.当导线L向右平移时,导体框abcd中感应电流的方向为adcba解析 当导线L向左平移时,闭合导体框abcd中磁场减弱,磁通量减少,abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的减少,由于导线L在abcd中磁场方向垂直纸面向里,所以abcd中感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里,由安培定则可知感应电流的方向为abcda,选项A正确;当导线L向右平移时,闭合电路abcd中磁场增强,磁通量增加,abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的增加,可知感应电流的磁场为垂直纸面向外,再由安培定则可知感应电流的方向为adcba,选项D正确答案 AD10.如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是 A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右解析 条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时,穿过线圈的磁通量先增加后减少当穿过线圈的磁通量增加时,为阻碍其增加,线圈有向磁场弱的地方运动的趋势,即在竖直方向上有向下运动的趋势,所以线圈受到的支持力大于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势;当穿过线圈的磁通量减少时,为阻碍其减少,在竖直方向上线圈有向上运动的趋势,所以线圈受到的支持力小于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势综上所述,线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力,运动趋势总是向右,选D答案 D
11.如图所示,质量为m的金属环用线悬挂起来,金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中,从某时刻开始,磁感应强度均匀减小,则在磁感应强度均匀减小的过程中,关于线拉力大小的下列说法中正确的是 A.大于环重力mg,并逐渐减小B.始终等于环重力mgC.小于环重力mg,并保持恒定D.大于环重力mg,并保持恒定解析 根据楞次定律,感应电流方向是顺时针的,再由左手定则判断,安培力应该竖直向下,环始终处于静止状态,表明线的拉力始终大于环的重力mg由于磁感应强度均匀减小,环中电流不变,所以安培力逐渐减小,选项A正确答案 A12.多选如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引 A.向右做匀速运动B.向左做减速运动C.向右做减速运动D.向右做加速运动解析 当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流,线圈中的磁通量恒定不变,无感应电流出现,A错;当导体棒向左减速运动时,由右手定则可判定回路中出现从b→a的感应电流且减小,由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱,由楞次定律知c中出现顺时针感应电流从右向左看且被螺线管吸引,B对;同理可判定C对,D错答案 BC13.多选如图所示,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,现在垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN,以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是 A.感应电流方向是N→MB.感应电流方向是M→NC.安培力水平向左D.安培力水平向右解析 方法1由右手定则易知,MN中感应电流方向是N→M,再由左手定则可判知,MN所受安培力方向垂直棒水平向左方法2由楞次定律知,本题中感应电流是由于MN相对于磁场向右运动引起的,则安培力必然阻碍这种相对运动,由安培力方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向可判知,MN所受安培力方向必然垂直于MN水平向左,再由右手定则,容易判断出感应电流的方向是N→M故选A、C答案 AC14.如图所示,绝缘光滑水平面上有两个离得很近的导体环a、b将条形磁铁沿它们的正中向下移动不到达该平面,a、b将如何移动 A.a、b将相互远离B.a、b将相互靠近C.a、b将不动D.无法判断解析 根据Φ=BS,磁铁向下移动过程中B增大,所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势由于S不可改变,为阻碍磁通量的增大,导体环应该尽量远离磁铁,所以a、b将相互远离选项A正确答案 APAGE2。