?專題11.1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象及楞次定律

一、單選題
1.以下說法正確的是(  )
A.磁感應(yīng)強度越大,線圈的面積越大,穿過的磁通量也越大
B.穿過線圈的磁通量為零時,該處的磁感應(yīng)強度不一定為零
C.閉合線圈在磁場中做切割磁感線運動,電路中一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流
D.感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原來磁場的變化
【答案】B
【解析】
A.穿過線圈的磁通量不僅與磁感應(yīng)強度大小、面積有關(guān),還與磁感應(yīng)強度與線圈的夾角有關(guān),故A錯誤;
B.穿過線圈的磁通量為零,有可能是磁感應(yīng)強度與線圈平行,該處的磁感應(yīng)強度不一定為零,故B正確;
C.閉合線圈在磁場中做切割磁感線運動時,如果穿過線圈的磁通量不變,電路中也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C錯誤;
D.感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,故D錯誤。
故選B。
2.下列各場景中閉合線圈里一定產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( ?。?br /> A.彼此絕緣、相互垂直的兩根通電直導(dǎo)線與閉合線圈共面,兩導(dǎo)線中的電流均增大
B.線圈繞平行于勻強磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動
C.線圈平面保持與磁感線垂直,在勻強磁場中向右勻速移動
D.圓形線圈水平放置在通電直導(dǎo)線的正下方,增大導(dǎo)線中的電流
【答案】A
【解析】
A.由安培定則可知,線圈中的磁感應(yīng)強度垂直紙面向外,兩導(dǎo)線中的電流均增大,導(dǎo)致線圈中的磁通量增大,線圈里一定產(chǎn)生感應(yīng)電流,A正確;
B.線圈繞平行于勻強磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動過程,穿過線圈中的磁通量始終為零,線圈中沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流,B錯誤;
C.線圈平面保持與磁感線垂直,在勻強磁場中向右勻速移動,穿過線圈中的磁通量不變,沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流,C錯誤;
D.圓形線圈水平放置在通電直導(dǎo)線的正下方,由對稱性可知,穿過線圈中的磁通量始終為零,故增大導(dǎo)線中的電流,線圈中沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流,D錯誤。
故選A。
3.如圖所示,一根條形磁鐵(下端是N極)從圖示位置開始往下運動穿過閉合金屬環(huán),環(huán)中的感應(yīng)電流(從上往下看)(???????)

A.沿順時針方向 B.先沿順時針方向后沿逆時針方向
C.沿逆時針方向 D.先沿逆時針方向再沿順時針方向
【答案】D
【解析】
條形磁鐵在金屬環(huán)上方靠近金屬環(huán)過程,通過金屬環(huán)的原磁場方向向下,磁通量增加,根據(jù)楞次定律可知,環(huán)中的感應(yīng)電流方向為逆時針方向;條形磁鐵在金屬環(huán)下方遠離金屬環(huán)過程,通過金屬環(huán)的原磁場方向向下,磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知,環(huán)中的感應(yīng)電流方向為順時針方向;故條形磁鐵從圖示位置開始往下運動穿過閉合金屬環(huán),環(huán)中的感應(yīng)電流先沿逆時針方向再沿順時針方向。
故選D。
4.如圖所示,金屬環(huán)A用輕繩懸掛,與長直螺線管共軸OO′,并位于其左側(cè),若變阻器滑片P向左移動,下列說法正確的是(  )

A.金屬環(huán)A將向左運動且有收縮趨勢
B.金屬環(huán)A將向右運動且有收縮趨勢
C.金屬環(huán)A將向左運動且有擴張趨勢
D.金屬環(huán)A將向右運動且有擴張趨勢
【答案】A
【解析】
變阻器滑片P向左移動,電阻變小,電流變大,據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場方向與原電流磁場方向相反,故相互排斥,則金屬環(huán)A將向左運動,因磁通量增大,金屬環(huán)A有收縮趨勢。
故選A。
5.一個長直密繞螺線管N放在一個金屬圓環(huán)M的中心,圓環(huán)軸線與螺線管軸線重合,如圖甲所示。螺線管N通有如圖乙所示的電流,下列說法正確的是( ?。?br />
A.t=時刻,圓環(huán)有擴張的趨勢
B.t=時刻,圓環(huán)有收縮的趨勢
C.t=和t=時刻,圓環(huán)內(nèi)有相同的感應(yīng)電流
D.t=和t=時刻,圓環(huán)內(nèi)有不同的感應(yīng)電流
【答案】A
【解析】
AB.由圖可知在時刻,通過線圈的電流增大,則線圈產(chǎn)生的磁場增大,所以穿過金屬小圓環(huán)的磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)有擴張的趨勢,選項A正確,B錯誤;
C.由圖可知在時刻通過線圈的電流增大,而在時刻通過線圈的電流減小,根據(jù)楞次定律可知兩時刻圓環(huán)感應(yīng)電流方向不同,選項C錯誤;
D.由圖可知在和時刻,線圈內(nèi)電流的變化率是大小相等的,則線圈產(chǎn)生的磁場的變化率也相等,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電動勢大小是相等的,所以感應(yīng)電流大小也相等,根據(jù)楞次定律可知兩時刻圓環(huán)感應(yīng)電流方向也相同,選項D錯誤。
故選A。
6.如圖所示,一個正方形有界勻強磁場區(qū)域,邊長為2L,磁場方向垂直紙面向里。一個矩形閉合導(dǎo)線框abcd,ab邊長為L,bc邊長為0.5L,該導(dǎo)線框沿紙面由位置1(左)勻速運動到位置2(右)。(  )

A.導(dǎo)線框進入磁場時,感應(yīng)電流方向為a→d→c→b→a
B.導(dǎo)線框進入和離開磁場時,c、d兩點間電勢差不變
C.導(dǎo)線框進入和離開磁場時,受到的安培力方向都水平向左
D.導(dǎo)線框進入磁場時,受到的安培力方向水平向左;離開磁場時,受到的安培力方向水平向右
【答案】C
【解析】
A.由楞次定律,導(dǎo)線框進入磁場時,向里的磁通量增加,感應(yīng)電流的磁場向外,感應(yīng)電流方向為a→b→c→d→a。A錯誤;
B.導(dǎo)線框進入時,cd邊切割磁感線,cd邊相當(dāng)于電源,設(shè)導(dǎo)線框速度為
感應(yīng)電動勢為

c、d兩點間電勢差為路端電壓

和導(dǎo)線框離開磁場時,ab邊切割磁感線,ab邊相當(dāng)于電源,c、d兩點間電勢差

導(dǎo)線框進入和離開磁場時,c、d兩點間電勢差不同。B錯誤;
C 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→b→c→d→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。在導(dǎo)線框離開磁場時,ab邊處于磁場中且在做切割磁感線運動,同樣用右手定則,可以判斷電流的方向為a→d→c→b→a。根據(jù)左手定則,這時安培力的方向仍然水平向左。
C正確,D錯誤。
故選C。
二、多選題
7.如圖所示是“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”的實驗裝置,下列情況中能引起電流表指針偏轉(zhuǎn)的是( ?。?br />
A.閉合開關(guān)瞬間
B.?dāng)嚅_開關(guān)瞬間
C.閉合開關(guān)后,保持滑動變阻器滑片不動
D.?dāng)嚅_開關(guān)后,迅速移動滑動變阻器的滑片
【答案】AB
【解析】
A.閉合開關(guān)瞬間,穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化,則線圈B中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項A正確;
B.?dāng)嚅_開關(guān)瞬間,穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化,則線圈B中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項B正確;
C.閉合開關(guān)后,保持滑動變阻器滑片不動,線圈A中的電流不變,則穿過線圈B的磁通量不發(fā)生變化,則線圈B中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項C錯誤;
D.?dāng)嚅_開關(guān)后,迅速移動滑動變阻器的滑片,線圈A中的電流為零,則穿過線圈B的磁通量為零,則線圈B中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項D錯誤;
故選AB。
8.金屬棒ab、cd放在水平光滑導(dǎo)軌上, 條形磁鐵向下加速運動,在接近導(dǎo)軌時,下列說法正確的有( ?。?br />
A.a(chǎn)b、cd相互靠近 B.a(chǎn)b、cd相互遠離
C.磁鐵加速度大于g D.磁鐵加速度小于g
【答案】AD
【解析】
當(dāng)條形磁鐵從上向下接近閉合回路時,穿過回路的磁場方向向下,且磁通量在不斷增加,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流所產(chǎn)生的效果總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁通量的變化,所以會阻礙條形磁鐵的下落,則感應(yīng)電流的磁場給條形磁鐵一個向上阻礙其下落的阻力,即磁鐵下落的加速度小于g,為了阻礙回路中磁通量增加,ab、cd兩金屬棒將互相靠攏,使回路的面積減小,從而阻礙磁通量的增加。
故選AD。
9.如圖所示,水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN,MN的左邊有一如圖所示的閉合電路,當(dāng)PQ在一外力的作用下運動時,MN向右運動,則PQ所做的運動可能是(???)

A.向右加速運動 B.向左加速運動
C.向右減速運動 D.向左減速運動
【答案】BC
【解析】
根據(jù)安培定則可知,ab在右側(cè)產(chǎn)生的磁場方向為垂直向里,有因為MN向右運動,根據(jù)左手定則可判斷MN中感應(yīng)電流方向由M到N。由安培定則可知L1中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向上,由楞次定律可知L2中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向上并減弱或向下并增強。如果L2中磁場向上減弱,根據(jù)安培定則可知PQ中感應(yīng)電流為Q到P且減小,再根據(jù)右手定則可知PQ向右減速運動;如果L2中磁場向下增強,根據(jù)安培定則可知PQ中感應(yīng)電流為P到Q且增大,再根據(jù)右手定則可知PQ向左加速運動,AD錯誤,BC正確。
故選BC。

1.(2022·上海市復(fù)興高級中學(xué)二模)如圖,ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道,BC連線水平,上、下區(qū)域Ⅰ、Ⅱ分別存在垂直軌道的水平磁場。將一銅質(zhì)小球從A端由靜止釋放,經(jīng)足夠長的時間后,小球僅在BC的下方往復(fù)運動。則(????????????)

A.Ⅰ、Ⅱ區(qū)域內(nèi)均存在勻強磁場
B.Ⅰ、Ⅱ區(qū)域內(nèi)均存在非勻強磁場
C.Ⅰ內(nèi)存在勻強磁場,Ⅱ內(nèi)存在非勻強磁場
D.Ⅰ內(nèi)存在非勻強磁場,Ⅱ內(nèi)存在勻強磁場
【答案】D
【解析】
由題意知,小球在區(qū)域Ⅰ中有機械能損失,可知在區(qū)域Ⅰ中有電磁感應(yīng)現(xiàn)象,即產(chǎn)生了焦耳熱,則知小球在Ⅰ內(nèi)磁通量發(fā)生了變化,所以Ⅰ內(nèi)存在非勻強磁場。而小球在區(qū)域Ⅱ中沒有機械能損失,即沒有產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,則知小球在Ⅱ內(nèi)磁通量不發(fā)生變化,即Ⅱ內(nèi)存在勻強磁場。
故選D。
2.(2022·湖南·高三學(xué)業(yè)考試)如圖所示,豎直放置的陶瓷圓筒上對稱位置繞有兩個完全相同的閉合線圈A和B,一條形磁鐵從圓筒上方某一位置釋放,當(dāng)條形磁鐵通過圓筒的正中間位置時,已知重力加速度為g,下列說法正確的是( ?。?br />
A.線圈A、B中的電流方向相反
B.從上向下看A中的感應(yīng)電流方向為順時針
C.條形磁鐵向下的加速度為g
D.線圈B中的感應(yīng)電流小于線圈A中的感應(yīng)電流
【答案】A
【解析】
AB.當(dāng)條形磁鐵通過圓筒的正中間位置時,穿過線圈A的磁通量向上減小,穿過線圈B的磁通量向上增加,根據(jù)楞次定律可知,線圈A、B中的電流方向相反,從上向下看A中的感應(yīng)電流方向為逆時針,選項A正確,B錯誤;
C.根據(jù)楞次定律 “來拒去留”可知磁鐵受磁場力方向向上,則磁鐵向下的加速度小于g,選項C錯誤;
D.磁鐵在該位置,穿過兩個線圈的磁通量的變化率相等,則感應(yīng)電動勢相等,即線圈B中的感應(yīng)電流等于線圈A中的感應(yīng)電流,選項D錯誤。
故選A。
3.(2022·上海松江·二模)如圖,水平地面放置導(dǎo)線框abcd,正上方有一圓柱形磁體,若磁體以磁體中心為軸在xoz平面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)過一個小角度,此過程中線框始終處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說法正確的是( ?。?br />
A.a(chǎn)b邊對地面的壓力增大,cd邊對地面的壓力減小
B.a(chǎn)b邊和cd邊均不受磁場力的作用
C.線框中感應(yīng)電流的方向為abcda
D.線框受地面的摩擦力方向水平向右
【答案】D
【解析】
磁體轉(zhuǎn)動前,線框的磁通量最大,線圈內(nèi)磁場方向斜向上,若以磁體中心為軸在xoz平面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)過一個小角度,線框的磁通量減小,根據(jù)楞次定律,線框產(chǎn)生adcba方向的感應(yīng)電流,磁體以磁體中心為軸在xoz平面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)過一個小角度,等效為磁體向左上方移動,根據(jù)來拒去留,磁體對線框產(chǎn)生向左上方的吸引力,根據(jù)平衡條件,線框受地面的摩擦力方向水平向右,線框ab邊,cd邊安培力均向上,對地面的壓力減小。
故選D。
4.(2022·上海浦東新模擬)如圖,圓形線圈豎直固定,當(dāng)條形磁鐵沿線圈軸線從左向右勻速靠近、遠離線圈的過程中,磁鐵受到的磁場力方向( ?。?br />
A.都向左 B.都向右
C.先向左后向右 D.先向右后向左
【答案】A
【解析】
當(dāng)條形磁鐵勻速靠近線圈時,線圈中磁通量增大,產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場將阻礙磁鐵靠近,此時磁鐵受到的磁場力方向向左;當(dāng)條形磁鐵勻速遠離線圈時,線圈中磁通量減小,產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場將阻礙磁鐵遠離,此時磁鐵受到的磁場力方向也向左。
故選A。
5.(2022·上海金山·二模)如圖,某教室墻上有一朝南的鋼窗,將鋼窗右側(cè)向外打開,以推窗人的視角來看,窗框中產(chǎn)生( ?。?br />
A.順時針電流,且有收縮趨勢 B.順時針電流,且有擴張趨勢
C.逆時針電流,且有收縮趨勢 D.逆時針電流,且有擴張趨勢
【答案】D
【解析】
磁場方向由南指向北,將鋼窗右側(cè)向外打開,則向北穿過窗戶的磁通量減少,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向由南指向北,即以推窗人的視角來看,感應(yīng)電流為逆時針電流,同時根據(jù)“增縮減擴”可知,窗框有擴張趨勢。
故選D。
6.(2022·河南·濮陽一高模擬)如圖甲所示,金屬圓環(huán)和“C”形金屬線框相互靠近固定在水平面上,金屬棒AB放在線框上,給圓環(huán)a、b端接上如圖乙所示的余弦交流電流,以圖甲中電流方向為正方向,金屬棒AB始終保持靜止,則下列判斷正確的是( ?。?br />
A.0~t1時間內(nèi),AB棒中的感應(yīng)電流方向為B→ A
B.0~t1時間內(nèi),AB棒受到的摩擦力方向向右
C.t2~t3時間內(nèi),AB棒中感應(yīng)電流方向先由A→B再由B→A
D.t1時刻AB棒受到的安培力最大,t2時刻AB棒受到的安培力最小
【答案】A
【解析】
A.0~t1時間內(nèi),根據(jù)安培定則可知,右側(cè)閉合回路中穿過紙面向外的磁通量減小且減小得越來越快,根據(jù)楞次定律和安培定則可知,AB棒中的感應(yīng)電流方向為B→ A,故A正確;
B.根據(jù)左手定則,AB棒受到的安培力向右,則其受到的摩擦力向左,故B錯誤;
C.t2~t3時間內(nèi),根據(jù)安培定則可知,右側(cè)閉合回路中先是穿過紙面向里的磁通量減小再是穿過紙面向外的磁通量增大,根據(jù)楞次定律和安培定則可知,AB棒中的感應(yīng)電流方向一直為A→B,故C錯誤;
D.t1時刻圓環(huán)電流為零,在AB棒處產(chǎn)生的磁場強度為零,則AB棒受到的安培力為零,t2時刻,圓環(huán)電流變化率為零,則穿過閉合回路的磁通量變化率為零,則閉合回路感應(yīng)電流為零,則棒受到的安培力也為零,故D錯誤。
故選A。
7.(2022·江蘇·南京師大附中模擬)如圖所示,將懸掛在O點的銅球從方形勻強磁場區(qū)域左側(cè)一定高度處由靜止釋放,磁場區(qū)域的左右邊界處于豎直方向,不考慮空氣阻力,則(  )

A.銅球在左右兩側(cè)擺起的最大高度相同
B.銅球最終將靜止在O點正下方
C.銅球運動到最低點時受到的安培力最大
D.銅球向右進入磁場的過程中,受到的安培力方向水平向左
【答案】D
【解析】
A.銅球每次在進出磁場過程,因產(chǎn)生電磁感應(yīng),一部分機械能轉(zhuǎn)化為焦耳熱,左右兩側(cè)擺起的最大高度不相同,故A錯誤;
B.銅球每次只在進出磁場過程損失機械能,當(dāng)全部進入勻強磁場,因磁通量不變,故不產(chǎn)生電磁感應(yīng),最終將在磁場區(qū)域內(nèi)左右擺動,故B錯誤;
C.銅球運動到最低點時不產(chǎn)生電磁感應(yīng),故受到的安培力為0,故C錯誤;
D.銅球向右進入磁場的過程中,由楞次定律知銅球受到的安培力方向水平向左,故D正確。
故選D。
8.(2022·廣東汕頭·三模)圖甲為某款“自發(fā)電”無線門鈴按鈕,其“發(fā)電”原理如圖乙所示,按下門鈴按鈕過程磁鐵靠近螺線管,松開門鈴按鈕磁鐵遠離螺線管回歸原位置。下列說法正確的是( ?。?br />
A.按下按鈕過程,螺線管端電勢較高
B.松開按鈕過程,螺線管端電勢較高
C.按住按鈕不動,螺線管沒有產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
D.按下和松開按鈕過程,螺線管產(chǎn)生大小相同的感應(yīng)電動勢
【答案】C
【解析】
A.按下按鈕過程,穿過螺線管的磁通量向左增大,根據(jù)楞次定律可知螺線管中感應(yīng)電流為從P端流入從Q端流出,螺線管充當(dāng)電源,則Q端電勢較高,故A錯誤;
B.松開按鈕過程,穿過螺線管的磁通量向左減小,根據(jù)楞次定律可知螺線管中感應(yīng)電流為從Q端流入,從P端流出,螺線管充當(dāng)電源,則P端電勢較高,故B錯誤;
C.住按鈕不動,穿過螺線管的磁通量不變,螺線管不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,故C正確;
D.按下和松開按鈕過程,螺線管中磁通量的變化率不一定相同,故螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不一定相同,故D錯誤。
故選C。

一、單選題
1.(2017·全國·高考真題)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌,為了有效隔離外界振動對STM的擾動,在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板,并施加磁場來快速衰減其微小振動,如圖所示,無擾動時,按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場;出現(xiàn)擾動后,對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是

A.B.C. D.
【答案】A
【解析】
感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是閉合回路中的磁通量發(fā)上變化.在A圖中紫銅薄板上下及左右振動時在磁場中的部分有時多有時少,磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,受到安培力,阻礙系統(tǒng)的振動,故A正確;而BCD三個圖均無此現(xiàn)象,故BCD錯誤.
2.(2014·全國·高考真題)在法拉第時代,下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實驗中,能觀察到感應(yīng)電流的是( )
A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組合成一閉合回路,然后觀察電流表的變化
B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈,然后觀察電流表的變化
C.將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接,往線圈中插入條形磁鐵后,再到相鄰房間去觀察電流表的變化
D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈,分別接電源和電流表,在給線圈通電或斷電的瞬間,觀察電流表的變化
【答案】D
【解析】
法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)定律并總結(jié)出五種情況下會產(chǎn)生感應(yīng)電流,其核心就是通過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化,選項AB中,繞在磁鐵上面的線圈和通電線圈,線圈面積都沒有發(fā)生變化,前者磁場強弱沒有變化,后者通電線圈中若為恒定電流則產(chǎn)生恒定的磁場,也是磁場強弱不變,都會導(dǎo)致磁通量不變化,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項A、B錯.選項C中往線圈中插入條行磁鐵導(dǎo)致磁通量發(fā)生變化,在這一瞬間會產(chǎn)生感應(yīng)電流,但是過程短暫,等到插入后再到相鄰房間去,過程已經(jīng)結(jié)束,觀察不到電流表的變化.選項C錯.選項D中,線圈通電或斷電瞬間,導(dǎo)致線圈產(chǎn)生的磁場變化,從而引起另一個線圈的磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流,可以觀察到電流表指針偏轉(zhuǎn),選項D對.
3.(2021·北京·高考真題)某同學(xué)搬運如圖所示的磁電式電流表時,發(fā)現(xiàn)表針晃動劇烈且不易停止。按照老師建議,該同學(xué)在兩接線柱間接一根導(dǎo)線后再次搬運,發(fā)現(xiàn)表針晃動明顯減弱且能很快停止。下列說法正確的是( ?。?br />
A.未接導(dǎo)線時,表針晃動過程中表內(nèi)線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
B.未接導(dǎo)線時,表針晃動劇烈是因為表內(nèi)線圈受到安培力的作用
C.接上導(dǎo)線后,表針晃動過程中表內(nèi)線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
D.接上導(dǎo)線后,表針晃動減弱是因為表內(nèi)線圈受到安培力的作用
【答案】D
【解析】
A.未接導(dǎo)線時,表針晃動過程中導(dǎo)線切割磁感線,表內(nèi)線圈會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,故A錯誤;
B.未接導(dǎo)線時,未連成閉合回路,沒有感應(yīng)電流,所以不受安培力,故B錯誤;
CD.接上導(dǎo)線后,表針晃動過程中表內(nèi)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,根據(jù)楞次定律可知,表針晃動減弱是因為表內(nèi)線圈受到安培力的作用,故C錯誤D正確。
故選D。
4.(2020·江蘇·高考真題)如圖所示,兩勻強磁場的磁感應(yīng)強度和大小相等、方向相反。金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場的邊界重合。下列變化會在環(huán)中產(chǎn)生順時針方向感應(yīng)電流的是( ?。?br />
A.同時增大減小
B.同時減小增大
C.同時以相同的變化率增大和
D.同時以相同的變化率減小和
【答案】B
【解析】
AB.產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流則感應(yīng)磁場的方向垂直紙面向里。由楞次定律可知,圓環(huán)中的凈磁通量變化為向里磁通量減少或者向外的磁通量增多,A錯誤,B正確。
CD.同時以相同的變化率增大B1和B2,或同時以相同的變化率減小B1和B2,兩個磁場的磁通量總保持大小相同,所以總磁通量為0,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,CD 錯誤。
故選B。
5.(2020·全國·高考真題)如圖,水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈,右邊套有一金屬圓環(huán)。圓環(huán)初始時靜止。將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài),電路接通的瞬間,可觀察到( ?。?br />
A.撥至M端或N端,圓環(huán)都向左運動
B.撥至M端或N端,圓環(huán)都向右運動
C.撥至M端時圓環(huán)向左運動,撥至N端時向右運動
D.撥至M端時圓環(huán)向右運動,撥至N端時向左運動
【答案】B
【解析】
無論開關(guān)S撥至哪一端,當(dāng)把電路接通一瞬間,左邊線圈中的電流從無到有,電流在線圈軸線上的磁場從無到有,從而引起穿過圓環(huán)的磁通量突然增大,根據(jù)楞次定律(增反減同),右邊圓環(huán)中產(chǎn)生了與左邊線圈中方向相反的電流,異向電流相互排斥,所以無論哪種情況,圓環(huán)均向右運動。
故選B。
6.(2015·山東·高考真題)如圖所示,一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸順時針勻速轉(zhuǎn)動,現(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強磁場,圓盤開始減速.在圓盤減速過程中,以下說法正確的是( ?。?br />
A.處于磁場中的圓盤部分,靠近圓心處電勢高
B.所加磁場越強越不易使圓盤停止轉(zhuǎn)動
C.若所加磁場反向,圓盤將加速轉(zhuǎn)動
D.若所加磁場穿過整個圓盤,圓盤將勻速轉(zhuǎn)動
【答案】D
【解析】
A、將金屬圓盤看成由無數(shù)金屬輻條組成,金屬圓盤順時針勻速轉(zhuǎn)動時,根據(jù)右手定則判斷可知:圓盤上的感應(yīng)電流由圓心流向邊緣,所以靠近圓心處電勢低,故A錯誤;
B、根據(jù)法拉第定律可知,金屬圓盤產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為BLv,所以所加磁場越強,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大,感應(yīng)電流越大,圓盤受到的安培力越大,而安培力是阻力,所以越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動,故B錯誤;
C、若所加磁場反向,只是產(chǎn)生的電流反向,根據(jù)楞次定律可知,安培力仍然阻礙圓盤的轉(zhuǎn)動,所以圓盤還是減速轉(zhuǎn)動,故C錯誤;
D、若所加磁場穿過整個圓盤時,圓盤在切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,相當(dāng)于電路斷開,則不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,不受安培力作用,所以圓盤將勻速轉(zhuǎn)動,故D正確;
二、多選題
7.(2022·廣東·高考真題)如圖所示,水平地面(平面)下有一根平行于y軸且通有恒定電流I的長直導(dǎo)線。P、M和N為地面上的三點,P點位于導(dǎo)線正上方,平行于y軸,平行于x軸。一閉合的圓形金屬線圈,圓心在P點,可沿不同方向以相同的速率做勻速直線運動,運動過程中線圈平面始終與地面平行。下列說法正確的有( ?。?br />
A.N點與M點的磁感應(yīng)強度大小相等,方向相同
B.線圈沿PN方向運動時,穿過線圈的磁通量不變
C.線圈從P點開始豎直向上運動時,線圈中無感應(yīng)電流
D.線圈從P到M過程的感應(yīng)電動勢與從P到N過程的感應(yīng)電動勢相等
【答案】AC
【解析】
A.依題意,M、N兩點連線與長直導(dǎo)線平行、兩點與長直導(dǎo)線的距離相同,根據(jù)右手螺旋定則可知,通電長直導(dǎo)線在M、N兩點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等,方向相同,故A正確;
B.根據(jù)右手螺旋定則,線圈在P點時,磁感線穿進與穿出在線圈中對稱,磁通量為零;在向N點平移過程中,磁感線穿進與穿出線圈不再對稱,線圈的磁通量會發(fā)生變化,故B錯誤;
C.根據(jù)右手螺旋定則,線圈從P點豎直向上運動過程中,磁感線穿進與穿出線圈對稱,線圈的磁通量始終為零,沒有發(fā)生變化,線圈無感應(yīng)電流,故C正確;
D.線圈從P點到M點與從P點到N點,線圈的磁通量變化量相同,依題意P點到M點所用時間較從P點到N點時間長,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,則兩次的感應(yīng)電動勢不相等,故D錯誤。
故選AC。
8.(2018·全國·高考真題)如圖,兩個線圈繞在同一根鐵芯上,其中一線圈通過開關(guān)與電源連接,另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方,開關(guān)未閉合時小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是( ?。?br />
A.開關(guān)閉合后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動
B.開關(guān)閉合并保持一段時間后,小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向
C.開關(guān)閉合并保持一段時間后,小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向
D.開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動
【答案】AD
【解析】
A.由電路可知,開關(guān)閉合瞬間,右側(cè)線圈正面環(huán)繞部分的電流向下,由安培定則可知,直導(dǎo)線在鐵芯中產(chǎn)生向右的磁場,由楞次定律可知,左側(cè)線圈正面環(huán)繞部分產(chǎn)生向上的電流,則直導(dǎo)線中的電流方向由南向北,由安培定則可知,直導(dǎo)線在小磁針?biāo)谖恢卯a(chǎn)生垂直紙面向里的磁場,則小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動,A正確;
BC.開關(guān)閉合并保持一段時間后,穿過左側(cè)線圈的磁通量不變,則左側(cè)線圈中的感應(yīng)電流為零,直導(dǎo)線不產(chǎn)生磁場,則小磁針靜止不動,BC錯誤;
D.開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間,穿過左側(cè)線圈向右的磁通量減少,則由楞次定律可知,左側(cè)線圈正面環(huán)繞部分產(chǎn)生向下的感應(yīng)電流,則流過直導(dǎo)線的電流方向由北向南,直導(dǎo)線在小磁針?biāo)谔幃a(chǎn)生垂直紙面向外的磁場,則小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動,D正確。
故選AD。
9.(2012·江蘇·高考真題)某同學(xué)設(shè)計的家庭電路保護裝置如圖所示,鐵芯左側(cè)線圈L1由火線和零線并行繞成. 當(dāng)右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生電流時,電流經(jīng)放大器放大后,使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)K,從而切斷家庭電路. 僅考慮L1在鐵芯中產(chǎn)生的磁場,下列說法正確的有

A.家庭電路正常工作時,L2中的磁通量為零
B.家庭電路中使用的電器增多時,L2中的磁通量不變
C.家庭電路發(fā)生短路時,開關(guān)K 將被電磁鐵吸起
D.地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時,開關(guān)K 將被電磁鐵吸起
【答案】ABD
【解析】
當(dāng)家庭電路正常工作時,家庭電路正常工作時,零線和火線中的電流大小相等、方向始終相反,在L1 中產(chǎn)生的磁場方向始終相反,磁場相互疊加,L1 、L2 中的磁通量為零,A對,家庭電路中使用的電器增多及電路發(fā)生短路時,零線和火線中的電流變大但大小仍然相等,電流方向始終相反,L1、L2 中的磁通量仍為零,不變,B項正確,C項錯,地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時,零線和火線中的電流大小不相等,L1 中的磁通量不為零,發(fā)生變化,L2中的磁通量不為零發(fā)生變化,線圈L2中產(chǎn)生感應(yīng)電流,此時開關(guān)K將被電磁鐵吸起D項對.
10.(2017·全國·高考真題)如圖,在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS,一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi),線框與導(dǎo)軌共面?,F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向左運動,在運動開始的瞬間,關(guān)于感應(yīng)電流的方向,下列說法正確的是(  )

A.PQRS中沿順時針方向,T中沿逆時針方向
B.PQRS中沿逆時針方向,T中沿順時針方向
C.T具有收縮趨勢,PQ受到向右的安培力
D.T具有擴張趨勢,PQ受到向右的安培力
【答案】AC
【解析】
AB.PQ突然向左運動,根據(jù)右手定則可知,電流方向由P到Q,即閉合回路PQRS中電流沿順時針方向,又由安培定則可知,回路PQRS中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里,故環(huán)形金屬線框T的磁通量將變大,由楞次定律可知,T中將產(chǎn)生沿逆時針方向的感應(yīng)電流,故A正確B錯誤;
CD.線框T的磁能量變大,由楞次定律可知,T有收縮的趨勢,以阻礙磁通量的增大,PQ中有由P到Q的電流,由左手定則可知,PQ受到的安培力向右,故C正確D錯誤。
故選AC。

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