1.(2012·宁夏银川一中高二检测)在电磁感应现象中,下列说法中错误的是( ) A.感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化
B.闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
C.闭合线框放在变化的磁场中做切割磁感线运动,一定能产生感应电流 D.感应电流的磁场总是跟原来磁场的方向相反
解析:选BCD.由楞次定律可知,感应电流的磁场阻碍的是原磁通量的变化,并不一定与原磁场方向相反,故选项A正确、选项D错误;若闭合线框平行于磁场放置,则无论是磁场变化,还是线框做切割磁感线的运动,穿过闭合线框的磁通量都不变,都不会有感应电流产生.所以选项B、C均错. 2.
图4-3-11
老师做了一个物理小实验让学生观察:如图4-3-11所示,一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆可绕中心点自由转动,老师拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,同学们看到的现象是( ) A.磁铁插向左环,横杆发生转动 B.磁铁插向右环,横杆发生转动
C.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动 D.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动
解析:选B.左环没有闭合,在磁铁插入过程中,不产生感应电流,故横杆不发生转动.右环闭合,在磁铁插入过程中,产生感应电流,横杆将发生转动. 3.
图4-3-12
(2012·合肥一中高二检测)如图4-3-12所示,平行导体滑轨MM′、NN′水平放置,固定在匀强磁场中,磁场方向与水平面垂直向下.滑线AB、CD横放其上静止,形成一个闭合电路,当AB向右滑动的瞬间,电路中感应电流的方向及滑线CD受到的磁场力方向分别为( )
A.电流方向沿ABCD;受力方向向右 B.电流方向沿ABCD;受力方向向左 C.电流方向沿ADCB;受力方向向右 D.电流方向沿ADCB;受力方向向左
解析:选C.由右手定则可知电流方向沿ADCB,用左手定则判定CD受力向右. 4.
图4-3-13
两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环.当A以如图4-3-13所示的方向绕中心轴转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流,则( )
A.A可能带正电且转速减小 B.A可能带正电且转速增大 C.A可能带负电且转速减小 D.A可能带负电且转速增大
解析:选BC.选取A环研究,若A环带正电,且转速增大,则使穿过环面的磁通量向里增加,由楞次定律知,B环中感应电流的磁场方向向外,故B正确,A错误;若A环带负电,且转速增大,则使穿过环面的磁通量向外增加,由楞次定律知,B环中感应电流的磁场方向向里,B环中感应电流的方向应为顺时针方向,故D错误,C正确. 5.
图4-3-14
(2012·宁波效实中学高二检测)如图4-3-14所示,水平面上有一质量为m,用导体材料制成的圆环,ab是圆环的一条直径,在过ab的竖直平面内有一根固定的水平长直导线ef,通有电流I,已知ef平行于ab且在同一平面内,当圆环仅受重力作用由静止竖直向下平移时( )
A.穿过圆环的磁通量逐渐减小 B.圆环中的感应电流逐渐增大 C.圆环产生的焦耳热逐渐减小 D.圆环的机械能保持不变
解析:选D.当圆环由静止向下运动时,穿过圆环的磁通量始终为零,不产生感应电流,选项A、B、C错误;圆环在运动过程中只受重力作用,机械能守恒,选项D正确.
一、选择题
1.如图4-3-15表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中能产生由a到b的感应电流的是( )
图4-3-15
解析:选A.题目中导体做切割磁感线运动,先由感应电流产生的条件判断是否存在感应电流,再应用右手定则判断感应电流方向.由右手定则可判定A中电流由a向b,B中电流由b向a,C中电流由b向a,D中电流由b向a,故A正确. 2.
图4-3-16
如图4-3-16所示,两个大小不同的绝缘金属圆环,如图叠放在一起,小圆环有一多半面积在大圆环内,当大圆环通有顺时针方向电流的瞬间,小圆环中感应电流方向是( ) A.顺时针方向 B.逆时针方向
C.左半圆顺时针,右半圆逆时针 D.无感应电流
解析:选B.当大圆环通有顺时针方向电流的瞬间,小圆环内的磁通量向里增加,由楞次定律可知,感应电流的方向为逆时针方向,故B正确. 3.
图4-3-17
(2012·江西宁都中学高二检测)如图4-3-17所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好,匀强磁场的方向垂直纸面向里.导体棒的电阻可忽略,当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是( ) A.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由b到a B.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到a C.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由a到b D.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由a到b 解析:选B.根据磁场方向和导体棒的运动方向,用右手定则可以判断出在PQ中产生的感应电流的方向由P指向Q,所以在接入R的闭合电路中,电流由c流向d,在接入r的闭合电路中,电流由b流向a. 4.
图4-3-18
英国物理学家保罗·狄拉克在1931年利用数学公式预言磁单极子存在.如图4-3-18所示,如果有一个磁单极子(单N极)从a点开始运动穿过线圈后从b点飞过.那么( ) A.线圈中感应电流的方向是沿PMQ方向 B.线圈中感应电流的方向是沿QMP方向
C.线圈中感应电流的方向先是沿QMP方向,然后是PMQ方向 D.线圈中感应电流的方向先是沿PMQ方向,然后是QMP方向
解析:选B.将磁单极子(单N极),理解为其磁感线都是向外的,根据楞次定律和安培定则可知选项B正确. 5.
图4-3-19
如图4-3-19所示,光滑U形金属框架放在水平面内,上面放置一导体棒,有匀强磁场B垂直框架所在平面,当B发生变化时,发现导体棒向右运动,下列判断正确的是( ) A.棒中电流从b→a B.棒中电流从a→b C.B逐渐增大 D.B逐渐减小
解析:选BD.ab棒是因“电”而“动”,所以ab棒受到的安培力向右,由左手定则可知电流方向a→b,故B对,由楞次定律可知B逐渐减小,D对. 6.(2010·高考海南卷)一金属圆环水平固定放置.现将一竖直的条形磁铁,在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放,在条形磁铁穿过圆环的过程中,条形磁铁与圆环( ) A.始终相互吸引 B.始终相互排斥
C.先相互吸引,后相互排斥 D.先相互排斥,后相互吸引
解析:选D.当条形磁铁靠近圆环时,产生感应电流,感应电流在磁场中受到安培力的作用,由楞次定律可知,安培力总是“阻碍变化”,因此,条形磁铁靠近圆环时,受到排斥力;当磁铁穿过圆环远离圆环时,受到吸引力,D正确. 7.
图4-3-20
(2012·西安八校高二联考)如图4-3-20所示,A、B为大小、形状、匝数、粗细均相同,但用不同材料制成的线圈,两线圈平面位于竖直方向且高度相同.匀强磁场方向位于水平方向并与线圈平面垂直.同时释放A、B线圈,穿过匀强磁场后两线圈都落到水平地面,但A线圈比B线圈先到达地面.下面对两线圈的描述中可能正确的是( ) A.A线圈是用塑料制成的,B线圈是用铜制成的 B.A线圈是用铝制成的,B线圈是用胶木制成的
C.A线圈是用铜制成的,B线圈是用塑料制成的 D.A线圈是用胶木制成的,B线圈是用铝制成的
解析:选AD.线圈如果是用塑料或胶木制成的,线圈通过磁场时没有感应电流,磁场对线圈无阻碍作用;如果线圈是用铝制的或铜制的,则线圈通过磁场时,磁场对线圈有阻碍作用,由此可见AD符合题意. 8.
图4-3-21
如图4-3-21所示,ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合线圈,在滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动的过程中,ab线圈将( ) A.静止不动 B.逆时针转动 C.顺时针转动
D.发生转动,因电源正负极不明,无法确定转动方向
解析:选B.当P向右滑动时,电路中的总电阻是减小的,因此通过线圈的电流增加,电磁铁两磁极间的磁场增强,穿过ab线圈的磁通量增加,线圈中有感应电流,线圈受磁场力作用发生转动.直接使用楞次定律中的“阻碍”,线圈中的感应电流将阻碍原磁通量的增加,线圈就会通过转动来改变与磁场的正对面积,来阻碍原磁通量的增加,只有逆时针转动才会减小有效面积,以阻碍磁通量的增加.故选项B正确.
9.如图4-3-22甲所示,两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈A中通以如图乙所示的变化电流,t=0时电流的方向为顺时针(如图中箭头所示),在t1~t2时间内,对于线圈B,下列说法中正确的是( )
图4-3-22
A.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势 B.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势 C.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有扩张的趋势 D.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有收缩的趋势
解析:选A.t1~t2时间内,线圈A中的电流方向为逆时针,根据安培定则可知在线圈A内部产生的磁场方向向外,线圈外部产生的磁场方向向里,线圈B的磁通量是穿出的.由于线圈A中的电流增加,故穿过线圈B的磁通量增加,因而根据楞次定律,在线圈B中将产生顺时针方向的感应电流,并且线圈B有扩张的趋势,故A对,B、C、D都错.
10.如图4-3-23所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力作用下运动时,MN在磁场力作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是( )