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选择题6 电磁感应
考向1 楞次定律和法拉第电磁感应定律
1.
有一个本来无电流的固定的金属圆环如图所示,虚线为其轴线,在其右侧有一个条形永磁体,永磁体在圆环的轴线上,当永磁体绕垂直于纸面的水平轴OO′匀速转动时,如果从右往左看,下列情况下,关于圆环中感应电流的方向和大小的说法正确的是( )
A.当永磁体顺时针开始转动瞬间,感应电流沿顺时针方向,感应电流最大
B.当永磁体顺时针开始转动瞬间,感应电流沿逆时针方向,感应电流最大
C.当永磁体逆时针开始转动瞬间,感应电流沿顺时针方向,感应电流最小
D.当永磁体逆时针开始转动瞬间,感应电流沿逆时针方向,感应电流最小
答案:C
解析:根据楞次定律可知,不管永磁体是顺时针转动还是逆时针转动,开始转动瞬间垂直向左穿过圆环的磁感线条数减少,由楞次定律可知感应电流的磁场方向一定向左,根据安培定则可知,感应电流的方向是顺时针方向(从左往右看),此时穿过圆环的磁通量最大,磁通量的变化率最小,所以感应电流最小,选项C正确.
2.
(多选)目前无线电力传输技术已经比较成熟,如图所示为一种非接触式电源供应系统.这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力,两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置.利用这一原理,可以实现对手机进行无线充电.下列说法正确的是( )
A.若A线圈中输入电流,B线圈中就会产生感应电动势
B.只有A线圈中输入变化的电流,B线圈中才会产生感应电动势
C.A中电流越大,B中感应电动势越大
D.A中电流变化越快,B中感应电动势越大
答案:BD
解析:根据法拉第电磁感应定律,只有A线圈中输入变化的电流,B线圈中才会产生感应电动势,若A线圈中输入恒定电流,B线圈中不会产生感应电动势,选项A错误,B正确;根据法拉第电磁感应定律,A线圈中电流变化越快,B线圈中感应电动势越大,选项D正确,C错误.
3.
[2019·湖北武汉测评]如图,在光滑绝缘水平面内固定两平行长直光滑轨道MN、PQ,两轨道的宽度为d,在水平面内沿平行轨道方向固定一长直导线a,一质量为m、电阻为r、直径也为d的金属圆环b卡在两轨道间以速度v0沿轨道运动.t=0时刻导线a中通以图示方向的电流,且在0~t时间内电流由I0均匀增加到2I0.已知导线a中的电流为I0时,穿过金属圆环b的磁通量为φ0,在0~t时间内( )
A.金属圆环b有扩张的趋势
B.金属圆环b做减速运动
C.金属圆环b挤压轨道PQ
D.金属圆环b产生的电热大于
答案:C
解析:当a中电流增加时,穿过b的磁通量增加,根据楞次定律可知,金属圆环b有收缩的趋势,选项A错误;由于线圈b沿轨道方向所受安培力的合力为零,则线圈b匀速运动,选项B错误;当a中电流增加时,穿过b的磁通量增加,根据楞次定律可知,金属圆环b有向右的运动趋势,即金属圈环b挤压轨道PQ,选项C正确;当a中电流为2I0时,穿过线圈b的磁通量为2φ0,在时间t内b线圈中产生的感应电动势E=,选项D错误;故选C.t=,产生的热量Q==
4.
(多选)如图所示,一不计电阻的导体圆环,半径为r、圆心在O点,过圆心放置一长度为2r、电阻为R的辐条,辐条与圆环接触良好,现将此装置放置于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中,磁场边界恰与圆环直径在同一直线上,现使辐条以角速度ω绕O点逆时针转动,右侧电路通过电刷与辐条中心和环的边缘相接触,R1=,S处于闭合状态,不计其他电阻,则下列判断正确的是( )
A.通过R1的电流方向为自下而上
B.感应电动势大小为2Br2ω
C.理想电压表的示数为Br2ω
D.理想电流表的示数为
答案:AC
解析:由右手定则可知辐条中心为电源的正极、圆环边缘为电源的负极,因此通过R1的电流方向为自下而上,选项A正确;由题意可知,始终有长度为r的辐条在转动切割磁场线,因此感应电动势大小为,选项D错误.Br2ω,选项C正确;理想电流表的示数为Br2ω,选项B错误;由图可知,在磁场内部的半根辐条相当于电源,磁场外部的半根辐条与R1并联,因此理想电压表的示数为
5.
[2019·福建省漳州市三模]如图,在水平面上放置间距为L的平行金属导轨MN、PQ,导轨处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小随时间的变化规律为B=kt(k为常数,k>0).M、P间接一阻值为R的电阻,质量为m的金属杆ab垂直导轨放置,与导轨接触良好,其接入导轨间的电阻为R,与导轨间的动摩擦因数为μ,Pb=Ma=L,(不计导轨电阻,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g)从t=0到ab杆刚要运动的这段时间内( )
A.通过电阻R的电流方向为P→M
B.回路的感应电流I=
C.通过电阻R的电荷量q=
D.ab杆产生的热功率P=
答案:C
解析:由楞次定律可知,通过电阻R的电流方向为M→P,故A错误;产生的感应电动势