内容正文:
第六章 电磁感应定律
6.1 楞次定律
基础篇
一、单选题
1.如图所示的各种情境中,满足磁铁与线圈相互排斥,通过R的感应电流方向从a到b的是( )
【答案】B
【解析】由“来拒去留”可知,磁铁靠近线圈,则磁铁与线圈相互排斥;由题目中A、B图可知,当磁铁竖直向下运动时,穿过线圈的磁场方向向下且磁通量增大,由楞次定律可知感应电流的磁场向上,则由右手螺旋定则可知电流方向从a经过R到b,而A的开关断开,故A错误,B正确;由“来拒去留”可知,磁铁远离线圈,则磁铁与线圈相互吸引;由题目中C图可知,当磁铁竖直向上运动时,穿过线圈的磁场方向向上且磁通量减小,由楞次定律可知感应电流的磁场向上,则由右手螺旋定则可知电流方向从a经过R到b,故C错误;由题目中D图可知,当磁铁竖直向上运动时,穿过线圈的磁场方向向下且磁通量减小,由楞次定律可知感应电流的磁场向下,则由右手螺旋定则可知电流方向从b经过R到a,故D错误。
故选:B。
2.虚线区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场,当闭合线圈由静止开始平移时,磁场对边的安培力方向如图所示。则线圈内磁通量变化及边受到的安培力方向分别为( )
A.变大,向左 B.变大,向右
C.变小,向左 D.变小,向右
【答案】C
【解析】当闭合线圈由静止开始平移时,磁场对边的安培力方向如图所示,可知线框面积有增大的趋势,阻碍磁通量减小,根据楞次定律可知,线圈内磁通量变小,则边受到的安培力向左,使面积有增大趋势。故C正确ABD错误。
故选:C。
3.如图所示,紧绕有闭合线圈的绝缘圆筒放在电子秤的非磁性材料托盘(图中未画出)上,一条形磁铁(N极向下)从圆筒正上方由静止释放后插入圆筒。空气阻力不计。对磁铁插入圆筒且未碰到托盘的过程,下列说法正确的是( )
A.磁铁的机械能守恒
B.磁铁的加速度恒定
C.通过电阻的电流方向如图中箭头所示
D.与磁铁尚未运动时相比电子秤的示数增大
【答案】D
【解析】磁铁下落过程中,线圈中会产生感应电流,机械能转化为电能,则磁铁的机械能减小,选项A错误;磁铁下落过程中,穿过线圈的磁通量的变化率逐渐变化,则产生的感应电流逐渐变化,磁铁受到的向上的安培力变化,则加速度会变化,选项B错误;根据楞次定律可知,通过电阻的电流方向为如题图中箭头反方向,选项C错误;磁铁下落过程中穿过线圈的磁通量变大,线圈中产生的感应电流的磁场方向向上,即螺线管上端为N极,则磁铁对螺线管有向下的作用力,则电子秤的示数与磁铁尚未运动时相比增大,选项D正确。
故选:D。
4.如图所示,要使金属环C向线圈A运动,导线ab在金属导轨上应( )
A.向右做减速运动
B.向左做匀速运动
C.向右做匀速运动
D.向左做加速运动
【答案】A
【解析】A.导线ab向右减速运动时,导线ab中产生的感应电动势和感应电流减小,线圈A产生的磁场减弱,穿过环C中的磁通量减小,则根据楞次定律可知环C将靠近线圈A,以阻碍磁通量的减小,故A正确;
BC.导线ab做匀速运动时,导线ab中产生的感应电动势和感应电流恒定不变,线圈A产生的磁场恒定,穿过环C中的磁通量不变,不产生感应电流,不受到安培力,则环C不动,故BC错误;
D.导线ab向左加速运动时,导线ab中产生的感应电动势和感应电流增加,线圈A产生的磁场增大,穿过环C中的磁通量增大,则根据楞次定律可知环C远离线圈A,以阻碍磁通量的增加,故D错误。
故选:A。
提升篇
一、单选题
1.如图所示,两个线圈的绕向相同,其中右侧线圈与电流表构成闭合回路,要使得右侧线圈中产生的感应电流由c到d流过电流表,且电流表示数恒定,则左侧线圈中的电流随时间变化的图像可能是(规定左侧线圈中从a到b的电流方向为正方向)( )
【答案】A
【解析】当右侧线圈中产生的感应电流由c到d流过电流表时,感应电流的磁场方向向右;根据楞次定律可知,穿过线圈的磁通量若方向向右,则正在减小,若穿过线圈的磁通量的方向向左,则正在增大;根据安培定则可知,此时左侧线圈中的电流随时间变化是从a到b正在增大,或电流的方向从b到a,正在减小。故A正确,B、C、D错误。
故选:A。
2.现代汽车中有一种防抱死系统(简称ABS),该系统有一个自动检测车速的装置,用来控制车轮的转动,其原理如图所示:铁质齿轮P与车轮同步转动,右侧紧靠有一个绕有线圈 的条形磁体,磁体的左端是S极,右端是N极,M是一个电流检测器。当车轮带动齿轮转动时,这时由于铁齿靠近或离开线圈时,使穿过线圈的磁通量发生变化,导致线圈中产生了感应电流。这个脉冲电流信号经放大后去控制制动机构,可有效地防止车轮制动时被抱死。在齿A从图中所示位置顺时针转到虚线位置过程中,M中的感应电流方向为( )
A.—直从右向左
B.—直从左向右
C.先从右向左,后从左向右
D.先从左向右,后从右向左
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