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微练(二十四) 电磁感应现象 楞次定律
A组·基础巩固题
1.下列情况能产生感应电流的是 ( )
A.如图甲所示,导体AB顺着磁感线运动
B.如图乙所示,条形磁铁插入线圈中不动时
C.如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通时
D.如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通,当改变滑动变阻器阻值时
解析 导体顺着磁感线运动,通过闭合电路的磁通量不变,不会产生感应电流,A项错误;条形磁铁插入线圈中不动时,线圈中没有磁通量的变化,从而不会产生感应电流,B项错误;小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通时,通过闭合回路的磁通量不变,不会产生感应电流,C项错误;小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通,当改变滑动变阻器的阻值时,电路中电流发生改变,A产生的磁场发生变化,B中的磁通量发生变化,产生感应电流,D项正确。
答案 D
2.如图所示为安检门原理图,左边门框中有一通电线圈,右边门框中有一接收线圈,工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流,则 ( )
A.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针
B.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流增大
C.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针
D.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流大小发生变化
解析 当左侧通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流时,通过右侧线圈的磁通量增大,根据楞次定律可以知道,右侧线圈产生的感应电流方向为逆时针,由于磁场是均匀增大,则产生的感应电流为恒定的,A、B两项错误;当有金属片通过时,接收线圈中磁通量仍然增大,故产生的感应电流方向仍然为逆时针,但是由于金属片中也要产生感应电流,所以接收线圈中的感应电流大小发生变化,C项错误,D项正确。
答案 D
3.为了测量列车运行的速度和加速度的大小,可采用如图甲所示的装置,它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)。当列车经过线圈上方时,线圈中产生的电流被记录下来,P、Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面磁场垂直地面向下(如图乙),则在列车经过测量线圈的过程中,流经线圈的电流方向 ( )
A.始终沿逆时针方向
B.先沿逆时针,再沿顺时针方向
C.先沿顺时针,再沿逆时针方向
D.始终沿顺时针方向
解析 列车通过线圈时,穿过线圈的磁通量先增大后减小,根据楞次定律可知线圈中产生的电流先沿逆时针方向,再沿顺时针方向,B项正确。
答案 B
4.如图,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,重力加速度为g,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
解析 条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时,通过线圈的磁通量先增加后又减小。当通过线圈磁通量增加时,为阻碍其增加,在竖直方向上线圈有向下运动的趋势,所以线圈受到的支持力大于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势,当通过线圈的磁通量减小时,为阻碍其减小,在竖直方向上线圈有向上运动的趋势,所以线圈受到的支持力小于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势。综上所述,线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力,运动趋势总是向右,D项正确。
答案 D
5.矩形导线框固定在匀强磁场中,如图甲所示。磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向为垂直纸面向里,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,则 ( )
甲 乙
A.从0~t1时间内,导线框中电流的方向为a→b→c→d→a
B.从0~t1时间内,导线框中电流越来越小
C.从0~t2时间内,导线框中电流的方向始终为a→d→c→b→a
D.从0~t2时间内,导线框bc边受到的安培力越来越大
解析 由题图乙可知,0~t2时间内,导线框中磁通量的变化率相同,故0~t2时间内电流的方向相同,由楞次定律可知,导线框中电流方向为顺时针,即电流为a→d→c→b→a方向,故A项错误,C项正确;从0~t1时间内,导线框中磁通量的变化率相同,感应电动势恒定不变,导线框中电流大小恒定不变,故B项错误;从0~t2时间内,磁场的变化率不变,则导线框中电流大小恒定不变,由F=BIL可知,F与B成正比,即先减小后增大,故D项错误。
答案 C
6.如图所示,光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中,磁场方向与轨道所在平面垂直,导体棒ab的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动,当ab棒由图示位置释放,直到滑到右侧虚线位置的过程中,关于ab棒中的感应电流情况