内容正文:
第十章 电磁感应
第1讲 电磁感应现象 楞次定律
[基础对点练]
1.(磁通量的理解)如图所示,闭合线圈abcd水平放置,其面积为S,匝数为n,线圈与磁感应强度为B的匀强磁场的夹角θ=45°.现将线圈以ab边为轴沿顺时针方向转动90°,则在此过程中线圈磁通量的改变量大小为( )
A.0 B.BS
C.nBS D.nBS
答案:B
2.(楞次定律的应用)如图所示,通电螺线管中间正上方和左侧分别用绝缘细线静止悬挂着铝环a和b,两环平面与螺线管的中心轴线都垂直,b环的圆心在螺线管的中心轴上.当滑动变阻器R的滑片P向左滑动时,下列关于两环中产生的感应电流方向和受到的安培力方向的说法正确的是( )
A.电流方向相同,受力方向a环向上、b环向右
B.电流方向相同,受力方向a环向下、b环向左
C.电流方向相反,受力方向a环向下、b环向右
D.电流方向相反,受力方向a环向上、b环向左
解析:D [当滑动变阻器的滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电流变大,通电螺线管的磁性将增强,穿过a和b的磁通量都增大,根据楞次定律可知,要阻碍磁通量的增大,a将向上方磁场较弱的方向运动,而b将向左侧磁场较弱的方向运动,即a、b分别受到向上和向左的安培力;根据安培定则可知,a所处位置的磁场方向向右,当磁场增强时,根据楞次定律可知,a产生从左向右看逆时针方向的感应电流,b所处位置的磁场的方向向左,当磁场增强时,根据楞次定律可知,b产生从左向右看顺时针方向的感应电流.综上,二者产生的电流方向相反,同时a环受到向上的安培力,b环受到向左的安培力。故A、B、C错误,D正确.]
3.(感应发电机)如图所示为感应式发电机,a、b、c、d是空间内四个可用电刷与铜盘边缘接触的点,O1、O2是铜盘轴线导线的接线端,M、N是灵敏电流计的接线端。现在将铜盘转动,能观察到的感应电流最大的是( )
A.将灵敏电流计的接线端M、N分别连接a、c位置
B.将灵敏电流计的接线端M、N分别连接O1、a位置
C.将灵敏电流计的接线端M、N分别连接O1、O2位置
D.将灵敏电流计的接线端M、N分别连接c、d位置
答案:B
4.(电磁感应现象)(多选)如图所示,水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系.四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置,两直导线中的电流大小与变化情况完全相同,电流方向如图所示,当两直导线中的电流都增大时,四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是( )
A.线圈a中有感应电流
B.线圈b中有感应电流
C.线圈c中无感应电流
D.线圈d中无感应电流
答案:AD
5.(楞次定律的应用)如图所示,一圆形金属线圈放置在水平桌面上,匀强磁场垂直桌面竖直向下,过线圈上A点作切线OO′,OO′与线圈在同一平面上.在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中,线圈中电流流向( )
A.始终为A→B→C→A
B.始终为A→C→B→A
C.先为A→C→B→A,再为A→B→C→A
D.先为A→B→C→A,再为A→C→B→A
解析:A [在线圈以OO′为轴翻转0~90°的过程中,穿过线圈正面向里的磁通量逐渐减小,则感应电流产生的磁场垂直桌面向下,由楞次定律可知感应电流方向为A→B→C→A;线圈以OO′为轴翻转90°~180°的过程中,穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增加,则感应电流产生的磁场垂直桌面向上,由楞次定律可知感应电流方向仍然为A→B→C→A,A正确.]
6.(楞次定律的应用)(多选)如图所示,将若干匝线圈固定在光滑绝缘杆上,另一个金属环套在杆上与线圈共轴,当合上开关时线圈中产生磁场,金属环就可被加速弹射出去.现在线圈左侧同一位置处,先后放置形状、大小相同的铜环和铝环(两环分别用横截面积相等的铜和铝导线制成),且铝的电阻率大于铜的电阻率,闭合开关S的瞬间,下列描述正确的是( )
A.从左侧看环中感应电流沿顺时针方向
B.线圈沿轴向有伸长的趋势
C.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力
D.若金属环出现断裂,不会影响其向左弹射
解析:AC [线圈中通电,由安培定则可知磁场方向向左,通过金属环的磁通量增加,从左侧看环中有顺时针方向的感应电流,故A项正确;同向电流互相吸引,线圈有缩短的趋势,B项错误;因铜环的电阻小,铜环中感应电流大,受到的安培力大,C项正确;若金属环出现断裂,就不能构成闭合回路,环中有感应电动势,无感应电流,不受安培力作用,故不会被向左弹出,D项错误.]
7.(楞次定律的应用)如图甲所示的闭合圆线圈放在匀强磁场中,t=0时磁感应强度垂直线圈平面向里,磁感应强度随时间变化的关系图象如图乙所示.则在0~2 s内线圈中感应电流的方向为( )
A.逆时针
B.先逆时针后顺时针
C.顺时针
D.先顺时针后