【基礎(chǔ)鞏固練】
1.(6分)如圖所示,空間存在垂直紙面向里的磁場(chǎng),磁場(chǎng)在豎直方向均勻分布,在水平方向非均勻分布,且關(guān)于豎直平面MN對(duì)稱。絕緣細(xì)線上端固定在M點(diǎn),下端與一個(gè)粗細(xì)均勻的銅制圓環(huán)相連?，F(xiàn)將圓環(huán)由P處無(wú)初速度釋放,圓環(huán)第一次向右擺動(dòng)最遠(yuǎn)能到達(dá)Q處(圖中未畫出)。已知圓環(huán)始終在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng),則在圓環(huán)從P擺向Q的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )
A.位置P與Q可能在同一高度
B.感應(yīng)電流方向始終逆時(shí)針
C.感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針
D.圓環(huán)整體所受安培力先做負(fù)功后做正功
2.(6分)(2023·蘇州模擬)如圖所示,一帶正電粒子從直徑上方掠過(guò)金屬圓環(huán)表面,粒子與圓環(huán)不接觸,該過(guò)程中( )
A.線圈內(nèi)磁通量一定不變
B.環(huán)中一定有感應(yīng)電流
C.金屬環(huán)有擴(kuò)張趨勢(shì)
D.粒子與金屬環(huán)無(wú)相互作用
3.(6分)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(shí)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( )
A.撥至M端或N端,圓環(huán)都向左運(yùn)動(dòng)
B.撥至M端或N端,圓環(huán)都向右運(yùn)動(dòng)
C.撥至M端時(shí)圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng),撥至N端時(shí)向右運(yùn)動(dòng)
D.撥至M端時(shí)圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng),撥至N端時(shí)向左運(yùn)動(dòng)
4.(6分)(2023·通化模擬)如圖所示,金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生( )
A.向右做勻速運(yùn)動(dòng)
B.向左做勻速運(yùn)動(dòng)
C.靜止不動(dòng)
D.向右做加速運(yùn)動(dòng)
5.(6分)如圖所示,圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一豎直螺線管b,二者軸線重合,螺線管b與電源、滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng),下列表述正確的是( )
A.線圈a中將產(chǎn)生沿順時(shí)針?lè)较?俯視)的感應(yīng)電流
B.穿過(guò)線圈a的磁通量減小
C.線圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì)
D.線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大
6.(6分)(生產(chǎn)生活情境)為了測(cè)量列車運(yùn)行的速度和加速度的大小,可采用如圖甲所示的裝置,它由一塊安裝在列車車頭底部的強(qiáng)磁體和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測(cè)量記錄儀組成(測(cè)量記錄儀未畫出)。當(dāng)列車經(jīng)過(guò)線圈上方時(shí),線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來(lái),P、Q為接測(cè)量?jī)x器的端口。若俯視軌道平面磁場(chǎng)垂直地面向下(如圖乙所示),則在列車經(jīng)過(guò)測(cè)量線圈的過(guò)程中,流經(jīng)線圈的電流方向( )
A.始終沿逆時(shí)針?lè)较?br>B.先沿逆時(shí)針,再沿順時(shí)針?lè)较?br>C.先沿順時(shí)針,再沿逆時(shí)針?lè)较?br>D.始終沿順時(shí)針?lè)较?br>7.(6分)(學(xué)習(xí)探究情境)(多選)創(chuàng)意物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)作品《小熊蕩秋千》如圖所示。兩根彼此靠近且相互絕緣的金屬棒C、D固定在鐵架臺(tái)上,與兩個(gè)銅線圈P、Q組成一閉合回路,兩個(gè)磁性很強(qiáng)的條形磁鐵如圖放置。當(dāng)用手左右擺動(dòng)線圈P時(shí),線圈Q也會(huì)跟著擺動(dòng),仿佛小熊在蕩秋千。以下說(shuō)法正確的是( )
A.P向右擺動(dòng)的過(guò)程中,P中的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?從右向左看)
B.P向右擺動(dòng)的過(guò)程中,Q也會(huì)向右擺動(dòng)
C.P向右擺動(dòng)的過(guò)程中,Q會(huì)向左擺動(dòng)
D.若用手左右擺動(dòng)Q,P會(huì)始終保持靜止
【綜合應(yīng)用練】
8.(6分)(多選)(2023·長(zhǎng)春模擬) 如圖所示,在一固定水平放置的鋁環(huán)上方,有一條形磁鐵,從離地面高h(yuǎn)處,由靜止開始下落,最后落在地面上。磁鐵下落過(guò)程中從鋁環(huán)中心穿過(guò)鋁環(huán),而不與鋁環(huán)接觸。若不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是( )
A.磁鐵下落過(guò)程中,鋁環(huán)中的電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針(從上向下看鋁環(huán))
B.不考慮起始位置,磁鐵下落過(guò)程中,磁鐵的加速度始終小于g
C.磁鐵下落過(guò)程中,磁鐵的機(jī)械能不斷減少
D.磁鐵落地時(shí)的速率等于2g?
9.(6分)如圖所示,金屬圓盤置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,其中央和邊緣各引出一根導(dǎo)線與套在鐵芯上部的線圈A相連。套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導(dǎo)線接在兩根水平導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌上有一根金屬棒ab處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。下列說(shuō)法正確的是( )
A.圓盤順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)
B.圓盤順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab棒受到向左的安培力
C.圓盤順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab棒將向右運(yùn)動(dòng)
D.圓盤順時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)
10.(6分)(安全情境類)某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的電梯墜落的應(yīng)急安全裝置如圖所示,在電梯掛廂上安裝永久磁鐵,并在電梯的井壁上鋪設(shè)線圈,這樣可以在電梯突然墜落時(shí)減小對(duì)人員的傷害。關(guān)于該裝置,下列說(shuō)法正確的是( )
A.當(dāng)電梯突然墜落時(shí),該安全裝置可使電梯停在空中
B.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時(shí),閉合線圈A、B中的電流方向相反
C.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時(shí),只有閉合線圈A在阻礙電梯下落
D.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時(shí),只有閉合線圈B在阻礙電梯下落
11.(6分)(2023·開封模擬)如圖甲所示,將金屬圓環(huán)和“C”形金屬線框相互靠近后并固定在水平面上,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變電流,以圖甲中電流方向?yàn)檎较?金屬棒AB始終保持靜止,則下列判斷正確的是( )
A.0~t1時(shí)間內(nèi),AB棒中的感應(yīng)電流方向?yàn)锽→A
B.0~t1時(shí)間內(nèi),AB棒受到的摩擦力方向向右
C.t2~t3時(shí)間內(nèi),AB棒中感應(yīng)電流方向先由A→B再由B→A
D.t1時(shí)刻AB棒受到的安培力最大,t2時(shí)刻AB棒受到的安培力最小
【情境創(chuàng)新練】
12.(6分)(2023·哈爾濱模擬)如圖所示,用輕繩將一條形磁體豎直懸掛于O點(diǎn),在其正下方的水平絕緣桌面上放置一銅質(zhì)圓環(huán)?，F(xiàn)將磁體從A處由靜止釋放,經(jīng)過(guò)B、C到達(dá)最低處D,再擺到左側(cè)最高處E,圓環(huán)始終保持靜止。下列說(shuō)法正確的是( )
A.磁體從B到C的過(guò)程中,圓環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?從上往下看)
B.磁體從A擺向D的過(guò)程中,圓環(huán)給桌面的壓力大于圓環(huán)受到的重力
C.磁體從A到D和從D到E的過(guò)程中,圓環(huán)受到的摩擦力方向相反
D.磁體在A、E兩處的重力勢(shì)能相等
【加固訓(xùn)練】
如圖所示,AOC是光滑的金屬軌道,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,PQ是一根立在導(dǎo)軌上的金屬直桿,直桿從圖示位置由靜止開始在重力作用下運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中Q端始終在OC上,空間存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則在PQ桿滑動(dòng)的過(guò)程中,下列判斷正確的是( )
A.感應(yīng)電流的方向始終是由P→Q
B.感應(yīng)電流的方向始終是由Q→P
C.PQ受到的磁場(chǎng)力的方向垂直于桿向左
D.PQ受到的磁場(chǎng)力的方向先垂直于桿向左下,后垂直于桿向右上
解析版
1.(6分)如圖所示,空間存在垂直紙面向里的磁場(chǎng),磁場(chǎng)在豎直方向均勻分布,在水平方向非均勻分布,且關(guān)于豎直平面MN對(duì)稱。絕緣細(xì)線上端固定在M點(diǎn),下端與一個(gè)粗細(xì)均勻的銅制圓環(huán)相連?，F(xiàn)將圓環(huán)由P處無(wú)初速度釋放,圓環(huán)第一次向右擺動(dòng)最遠(yuǎn)能到達(dá)Q處(圖中未畫出)。已知圓環(huán)始終在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng),則在圓環(huán)從P擺向Q的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )
A.位置P與Q可能在同一高度
B.感應(yīng)電流方向始終逆時(shí)針
C.感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針
D.圓環(huán)整體所受安培力先做負(fù)功后做正功
【解析】選C。圓環(huán)從P擺向Q的過(guò)程中,由于磁場(chǎng)在豎直方向均勻分布,在水平方向非均勻分布,導(dǎo)致環(huán)中磁通量變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,產(chǎn)生焦耳熱,則在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中環(huán)的機(jī)械能會(huì)減少,因此Q不可能與P在同一高度,故A錯(cuò)誤;根據(jù)楞次定律,圓環(huán)在向下擺的過(guò)程中,穿過(guò)圓環(huán)垂直向里的磁通量在增加,當(dāng)向上擺的過(guò)程中,穿過(guò)圓環(huán)垂直向里的磁通量在減少,則感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針,故B錯(cuò)誤,C正確;安培力一直阻礙圓環(huán)與磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng),一直做負(fù)功,故D錯(cuò)誤。
2.(6分)(2023·蘇州模擬)如圖所示,一帶正電粒子從直徑上方掠過(guò)金屬圓環(huán)表面,粒子與圓環(huán)不接觸,該過(guò)程中( )
A.線圈內(nèi)磁通量一定不變
B.環(huán)中一定有感應(yīng)電流
C.金屬環(huán)有擴(kuò)張趨勢(shì)
D.粒子與金屬環(huán)無(wú)相互作用
【解析】選B。帶正電粒子從直徑上方掠過(guò)金屬圓環(huán)表面時(shí),穿過(guò)金屬圓環(huán)的凈磁通量為垂直紙面向里,且凈磁通量先增后減,環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流,金屬環(huán)先有收縮后有擴(kuò)張趨勢(shì),故A、C錯(cuò)誤,B正確。環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流后周圍會(huì)有磁場(chǎng),且在環(huán)內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直于環(huán)所在的平面,正電荷從左往右運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到洛倫茲力,所以粒子與金屬環(huán)有相互作用,故D錯(cuò)誤。
3.(6分)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(shí)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( )
A.撥至M端或N端,圓環(huán)都向左運(yùn)動(dòng)
B.撥至M端或N端,圓環(huán)都向右運(yùn)動(dòng)
C.撥至M端時(shí)圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng),撥至N端時(shí)向右運(yùn)動(dòng)
D.撥至M端時(shí)圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng),撥至N端時(shí)向左運(yùn)動(dòng)
【解析】選B。將開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至M端或N端,都會(huì)使線圈中的電流突然增大,穿過(guò)右邊圓環(huán)的磁通量突然增大,由楞次定律可知,圓環(huán)都會(huì)向右運(yùn)動(dòng)以阻礙磁通量的增大,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。
4.(6分)(2023·通化模擬)如圖所示,金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生( )
A.向右做勻速運(yùn)動(dòng)
B.向左做勻速運(yùn)動(dòng)
C.靜止不動(dòng)
D.向右做加速運(yùn)動(dòng)
【解析】選D。導(dǎo)體棒ab向右做勻速運(yùn)動(dòng),或向左做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不變,螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)是穩(wěn)定的,穿過(guò)c的磁通量不變,c中沒(méi)有感應(yīng)電流,故A、B錯(cuò)誤;導(dǎo)體棒靜止不動(dòng),ab中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,螺線管沒(méi)有產(chǎn)生磁場(chǎng),穿過(guò)c的磁通量不變,c中沒(méi)有感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤;導(dǎo)體棒ab向右做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流增大,螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)增強(qiáng),穿過(guò)c的磁通量增大,根據(jù)楞次定律得知,c中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D正確。
5.(6分)如圖所示,圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一豎直螺線管b,二者軸線重合,螺線管b與電源、滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng),下列表述正確的是( )
A.線圈a中將產(chǎn)生沿順時(shí)針?lè)较?俯視)的感應(yīng)電流
B.穿過(guò)線圈a的磁通量減小
C.線圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì)
D.線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大
【解析】選D。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)時(shí),螺線管中的電流將增大,磁場(chǎng)增強(qiáng),使穿過(guò)線圈a的磁通量變大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由楞次定律可知,線圈a中將產(chǎn)生沿逆時(shí)針?lè)较?俯視)的感應(yīng)電流,并且線圈a有縮小和遠(yuǎn)離螺線管的趨勢(shì),線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大,故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤,D正確。
6.(6分)(生產(chǎn)生活情境)為了測(cè)量列車運(yùn)行的速度和加速度的大小,可采用如圖甲所示的裝置,它由一塊安裝在列車車頭底部的強(qiáng)磁體和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測(cè)量記錄儀組成(測(cè)量記錄儀未畫出)。當(dāng)列車經(jīng)過(guò)線圈上方時(shí),線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來(lái),P、Q為接測(cè)量?jī)x器的端口。若俯視軌道平面磁場(chǎng)垂直地面向下(如圖乙所示),則在列車經(jīng)過(guò)測(cè)量線圈的過(guò)程中,流經(jīng)線圈的電流方向( )
A.始終沿逆時(shí)針?lè)较?br>B.先沿逆時(shí)針,再沿順時(shí)針?lè)较?br>C.先沿順時(shí)針,再沿逆時(shí)針?lè)较?br>D.始終沿順時(shí)針?lè)较?br>【解析】選B。列車通過(guò)線圈時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量先增大后減小,根據(jù)楞次定律可知,線圈中產(chǎn)生的電流方向先沿逆時(shí)針?lè)较?再沿順時(shí)針?lè)较?選項(xiàng)B正確。
7.(6分)(學(xué)習(xí)探究情境)(多選)創(chuàng)意物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)作品《小熊蕩秋千》如圖所示。兩根彼此靠近且相互絕緣的金屬棒C、D固定在鐵架臺(tái)上,與兩個(gè)銅線圈P、Q組成一閉合回路,兩個(gè)磁性很強(qiáng)的條形磁鐵如圖放置。當(dāng)用手左右擺動(dòng)線圈P時(shí),線圈Q也會(huì)跟著擺動(dòng),仿佛小熊在蕩秋千。以下說(shuō)法正確的是( )
A.P向右擺動(dòng)的過(guò)程中,P中的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?從右向左看)
B.P向右擺動(dòng)的過(guò)程中,Q也會(huì)向右擺動(dòng)
C.P向右擺動(dòng)的過(guò)程中,Q會(huì)向左擺動(dòng)
D.若用手左右擺動(dòng)Q,P會(huì)始終保持靜止
【解析】選A、B。P向右擺動(dòng)的過(guò)程中,線圈中的磁通量減少,根據(jù)楞次定律,P中的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?從右向左看),選項(xiàng)A正確;由前面的分析知,Q中的電流方向也為順時(shí)針?lè)较?從右向左看),Q線圈下側(cè)將受到向右的安培力作用,所以Q也會(huì)向右擺動(dòng),選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤;若用手左右擺動(dòng)Q,線圈Q切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),在P線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電流,受到安培力作用,由左手定則可判斷出P將擺動(dòng),不會(huì)保持靜止,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
【綜合應(yīng)用練】
8.(6分)(多選)(2023·長(zhǎng)春模擬) 如圖所示,在一固定水平放置的鋁環(huán)上方,有一條形磁鐵,從離地面高h(yuǎn)處,由靜止開始下落,最后落在地面上。磁鐵下落過(guò)程中從鋁環(huán)中心穿過(guò)鋁環(huán),而不與鋁環(huán)接觸。若不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是( )
A.磁鐵下落過(guò)程中,鋁環(huán)中的電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針(從上向下看鋁環(huán))
B.不考慮起始位置,磁鐵下落過(guò)程中,磁鐵的加速度始終小于g
C.磁鐵下落過(guò)程中,磁鐵的機(jī)械能不斷減少
D.磁鐵落地時(shí)的速率等于2g?
【解析】選A、C。由題圖可知,在磁鐵下落過(guò)程中,穿過(guò)鋁環(huán)的磁場(chǎng)方向向下,在磁鐵靠近鋁環(huán)時(shí),穿過(guò)鋁環(huán)的磁通量變大,在磁鐵遠(yuǎn)離鋁環(huán)時(shí)穿過(guò)鋁環(huán)的磁通量減小,由楞次定律可知,從上向下看,鋁環(huán)中的感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針?lè)较?后沿順時(shí)針?lè)较?A正確;根據(jù)楞次定律的推論“來(lái)拒去留”原則,可判斷磁鐵在下落過(guò)程中,鋁環(huán)對(duì)它的作用力始終豎直向上,但當(dāng)條形磁鐵的中心與環(huán)在同一個(gè)平面內(nèi)時(shí),穿過(guò)環(huán)的磁通量最大,磁通量的變化率為0,此時(shí)環(huán)內(nèi)沒(méi)有感應(yīng)電流,所以在該點(diǎn)條形磁鐵的加速度等于g,B錯(cuò)誤;在磁鐵下落過(guò)程中,鋁環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流,鋁環(huán)中有電能產(chǎn)生,磁鐵在整個(gè)下落過(guò)程中,磁鐵的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,由能量守恒定律可知,磁鐵的機(jī)械能減少,C正確;磁鐵自由下落時(shí),落地速度2g?,由于磁鐵下落穿過(guò)鋁環(huán)時(shí)能量有損失,磁鐵落地速度應(yīng)小于2g?,D錯(cuò)誤。
9.(6分)如圖所示,金屬圓盤置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,其中央和邊緣各引出一根導(dǎo)線與套在鐵芯上部的線圈A相連。套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導(dǎo)線接在兩根水平導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌上有一根金屬棒ab處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。下列說(shuō)法正確的是( )
A.圓盤順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)
B.圓盤順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab棒受到向左的安培力
C.圓盤順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab棒將向右運(yùn)動(dòng)
D.圓盤順時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)
【解析】選B。當(dāng)圓盤順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈A中產(chǎn)生恒定的電流,那么穿過(guò)線圈B的磁通量不變,則線圈B中不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),則a點(diǎn)的電勢(shì)等于b點(diǎn)的電勢(shì),故A錯(cuò)誤;由右手定則可知,圓盤順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流從圓心流向邊緣,線圈A中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下且磁場(chǎng)增強(qiáng),由楞次定律可知,線圈B中的感應(yīng)磁場(chǎng)方向向上,由右手螺旋定則可知,ab棒中感應(yīng)電流方向由a→b,由左手定則可知,ab棒受到的安培力方向向左,ab棒將向左運(yùn)動(dòng),故B正確,C錯(cuò)誤;圓盤順時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由右手定則可知,感應(yīng)電流從圓心流向邊緣,線圈A中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下且磁場(chǎng)減弱,由楞次定律可知,線圈B中的感應(yīng)磁場(chǎng)方向向下,由右手螺旋定則可知,B線圈的上端相當(dāng)于電源的負(fù)極,則a點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電勢(shì),故D錯(cuò)誤。
10.(6分)(安全情境類)某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的電梯墜落的應(yīng)急安全裝置如圖所示,在電梯掛廂上安裝永久磁鐵,并在電梯的井壁上鋪設(shè)線圈,這樣可以在電梯突然墜落時(shí)減小對(duì)人員的傷害。關(guān)于該裝置,下列說(shuō)法正確的是( )
A.當(dāng)電梯突然墜落時(shí),該安全裝置可使電梯停在空中
B.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時(shí),閉合線圈A、B中的電流方向相反
C.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時(shí),只有閉合線圈A在阻礙電梯下落
D.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時(shí),只有閉合線圈B在阻礙電梯下落
【解析】選B。若電梯突然墜落,閉合線圈A、B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)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)阻礙永久磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng),可起到應(yīng)急避險(xiǎn)作用,但不能阻止永久磁鐵的運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在題圖所示位置時(shí),閉合線圈A中向上的磁場(chǎng)減弱,感應(yīng)電流的方向從上向下看是逆時(shí)針?lè)较?閉合線圈B中向上的磁場(chǎng)增強(qiáng),感應(yīng)電流的方向從上向下看是順時(shí)針?lè)较?可知閉合線圈A與B中感應(yīng)電流方向相反,故B正確;結(jié)合A項(xiàng)的分析可知,當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在題圖所示位置時(shí),閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落,故C、D錯(cuò)誤。
11.(6分)(2023·開封模擬)如圖甲所示,將金屬圓環(huán)和“C”形金屬線框相互靠近后并固定在水平面上,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變電流,以圖甲中電流方向?yàn)檎较?金屬棒AB始終保持靜止,則下列判斷正確的是( )
A.0~t1時(shí)間內(nèi),AB棒中的感應(yīng)電流方向?yàn)锽→A
B.0~t1時(shí)間內(nèi),AB棒受到的摩擦力方向向右
C.t2~t3時(shí)間內(nèi),AB棒中感應(yīng)電流方向先由A→B再由B→A
D.t1時(shí)刻AB棒受到的安培力最大,t2時(shí)刻AB棒受到的安培力最小
【解析】選A。0~t1時(shí)間內(nèi),根據(jù)安培定則可知,右側(cè)閉合回路中穿過(guò)紙面向外的磁通量減小且減小得越來(lái)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?yàn)锽→A,故A正確;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(cuò)誤;t2~t3時(shí)間內(nèi),根據(jù)安培定則可知,右側(cè)閉合回路中先是穿過(guò)紙面向里的磁通量減小再是穿過(guò)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(cuò)誤;t1時(shí)刻圓環(huán)電流為零,在AB棒處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,則AB棒受到的安培力為零;t2時(shí)刻,圓環(huán)電流變化率為零,則穿過(guò)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AB棒受到的安培力也為零,故D錯(cuò)誤。
【情境創(chuàng)新練】
12.(6分)(2023·哈爾濱模擬)如圖所示,用輕繩將一條形磁體豎直懸掛于O點(diǎn),在其正下方的水平絕緣桌面上放置一銅質(zhì)圓環(huán)?，F(xiàn)將磁體從A處由靜止釋放,經(jīng)過(guò)B、C到達(dá)最低處D,再擺到左側(cè)最高處E,圓環(huán)始終保持靜止。下列說(shuō)法正確的是( )
A.磁體從B到C的過(guò)程中,圓環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?從上往下看)
B.磁體從A擺向D的過(guò)程中,圓環(huán)給桌面的壓力大于圓環(huán)受到的重力
C.磁體從A到D和從D到E的過(guò)程中,圓環(huán)受到的摩擦力方向相反
D.磁體在A、E兩處的重力勢(shì)能相等
【解析】選B。磁體從B到C的過(guò)程中,圓環(huán)中的磁場(chǎng)向上且磁通量增大,根據(jù)“增反減同”可判斷產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?從上往下看),A錯(cuò)誤;磁體從A處擺向D處的過(guò)程,圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流有使圓環(huán)遠(yuǎn)離、阻礙磁通量增大的趨勢(shì),故給桌面的壓力大于圓環(huán)受到的重力,B正確;由楞次定律的推論“來(lái)拒去留”可知,從A到D和從D到E的過(guò)程中,圓環(huán)受到的摩擦力方向均向右,C錯(cuò)誤;由于有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,故磁體在A、E兩處的重力勢(shì)能不相等,D錯(cuò)誤。
【加固訓(xùn)練】
如圖所示,AOC是光滑的金屬軌道,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,PQ是一根立在導(dǎo)軌上的金屬直桿,直桿從圖示位置由靜止開始在重力作用下運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中Q端始終在OC上,空間存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則在PQ桿滑動(dòng)的過(guò)程中,下列判斷正確的是( )
A.感應(yīng)電流的方向始終是由P→Q
B.感應(yīng)電流的方向始終是由Q→P
C.PQ受到的磁場(chǎng)力的方向垂直于桿向左
D.PQ受到的磁場(chǎng)力的方向先垂直于桿向左下,后垂直于桿向右上
【解析】選D。在PQ桿滑動(dòng)的過(guò)程中,△POQ的面積先增大后減小,穿過(guò)△POQ的磁通量先增大后減小,根據(jù)楞次定律可知:感應(yīng)電流的方向先是由P到Q,后是由Q到P,故A、B錯(cuò)誤;由左手定則判斷得到:PQ受到的磁場(chǎng)力的方向先垂直于桿向左下,后垂直于桿向右上,故D正確,C錯(cuò)誤。

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