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练习11电磁感应现象条件和楞次定律及其应用
1、首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是( )
A.安培和法拉第
B.法拉第和楞次
C.奥斯特和安培
D.奥斯特和法拉第
【答案】:D
【解析】: 1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,选项D正确.
2、关于产生感应电流的条件,以下说法中正确的是( )
A.闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定会有感应电流产生
B.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动,闭合电路中一定会有感应电流产生
C.穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间,闭合电路中一定不会产生感应电流
D.无论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化,闭合电路中一定会有感应电流产生
【答案】:D
【解析】:只要穿过闭合回路的磁感线条数即磁通量发生变化,就一定会有感应电流.
3、如图所示,若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ,则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是( )
A.有顺时针方向的感应电流
B.有逆时针方向的感应电流
C.有先逆时针后顺时针方向的感应电流
D.无感应电流
【答案】:A
【解析】:穿过线圈的磁通量包括磁体内全部和磁体外的一部分,合磁通量是向上的.当线圈突然缩小时合磁通量增加,原因是磁体外向下穿过线圈的磁通量减少.由楞次定律判断,感应电流的方向为顺时针方向,选项A正确.
4、如图所示,当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时,线圈C向右摆动,则ab的运动情况是( )
A.向左或向右做匀速运动
B.向左或向右做减速运动
C.向左或向右做加速运动
D.只能向右做匀加速运动
【答案】: B
【解析】:线圈C向右摆动,说明穿过线圈的磁通量减小,也就是螺线管中的电流是减小的,也就是ab产生的感应电动势逐渐减小,则ab必做减速运动,故选项B正确.
5、如图所示,导体线圈abcd与直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流I,当线圈由左向右匀速通过直导线的过程中,线圈中感应电流的方向是( )
A.先abcd,再dcba,后abcd
B.先abcd,再dcba
C.先dcba,再abcd,后dcba
D.一直dcba
【答案】: C
【解析】:画出长直导线周围的磁场分布情况,如图所示,当线圈向右移动,未达到直导线之前,线圈内磁通量“·”增加,故感应电流方向为dcba.当线圈穿越直导线过程中线圈内磁通量“·”减少,同时磁通量“×”增加,所以先是合磁通量为“·”减少后是合磁通量为“×”增加,则感应电流的磁场方向为“·”,感应电流方向为abcd.线圈穿过直导线后,线圈内磁通量为“×”减少,如同磁通量“·”进一步增加,故感应电流方向仍为dcba,考虑全过程,故正确答案为C.
6、(多选)如图甲所示,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方悬挂一螺线管Q,P和Q共轴,Q中通有变化的电流i,电流随时间变化的规律如图乙所示,P所受的重力为G,桌面对P的支持力为FN,则( )
A.t1时刻,FN>G B.t2时刻,FN>G
C.t3时刻,FN<G D.t4时刻,FN=G
【答案】:AD
【解析】:t1时刻线圈Q中电流在增大,电流的磁场增强,穿过线圈P的磁通量增加,P有远离Q的趋势,受到Q的排斥作用,设这个力大小为F,则有FN=F+G,即FN>G,A选项正确.t2时刻Q中电流恒定,线圈P中磁通量不变,不产生感应电流,P只受重力G与桌面支持力FN作用而平衡,有FN=G,故B选项错.同理在t4时刻Q中电流恒定,有FN=G,D选项正确.t3时刻Q中电流变化,P中磁通量变化,产生感应电流,但Q中I=0,对P无磁场力作用,仍是FN=G,故C选项错.
7、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
【答案】:D
【解析】:从导体和磁体的相对运动的角度来看,感应电流总要阻碍相对运动趋势,可理解为“来拒去留”。当条形磁铁移近矩形线圈时,线圈中产生感应电流,感应电流的磁场阻碍磁铁的靠近,对磁铁产生一个斜向左上方向的作用力,根据牛顿第三定律,磁铁给线圈一个斜向右下方向的作用力,这个作用力的竖直分量使线圈受到的支持力FN大于mg,水平分量使线圈有向右运动的趋势。当磁铁移离线圈时,磁铁对线圈的作用力是指向右上方的,这个作用力的竖直分量使FN小于mg,水平分量使线圈有向右运动的趋势。综合所述,D正确。
8、1831年法拉第把两个线圈绕在