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限时规范训练(34) 电磁感应现象 楞次定律
[基础巩固题组]
1.如图所示,一水平放置的N匝矩形线框面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向斜向上,与水平面成30°角,现若使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置,则此过程中磁通量的改变量的大小是( )
A.BS B.NBS
C.BS D.NBS
解析:C 磁通量与匝数无关,Φ=BS中,B与S必须垂直。初态Φ1=Bsin 30°·S,末态Φ2=-Bcos 30°·S,磁通量的变化量大小ΔΦ=|Φ2-Φ1|=|BS(-cos 30°-sin 30°)|=BS,所以C正确。
2.(多选)用如图所示装置探究感应电流产生的条件,线圈A通过滑动变阻器和开关S1连接到电源上,线圈B通过开关S2连到电流表上,把线圈A装在线圈B的里面。下列说法中正确的是( )
A.该装置用于探究线圈B中感应电流产生的条件
B.S2处于闭合状态,在S1闭合瞬间,电流表的指针会发生偏转
C.S1处于闭合状态,在S2闭合瞬间,电流表的指针会发生偏转
D.两开关均处于闭合状态,电路稳定后匀速移动滑动变阻器的滑片,电流表的指针会发生偏转
解析:ABD 线圈B没有接电源,与电流表构成回路,可用于探究线圈B中感应电流产生的条件,A正确;S2处于闭合状态,则线圈B与电流表构成回路。在S1闭合瞬间,线圈A中电流增大,A产生的磁场增强,则穿过线圈B的磁通量变大,所以B中会产生感应电流,电流表的指针会发生偏转,B正确;S1处于闭合状态,线圈A中的电流不变,产生的磁场不变,穿过线圈B的磁通量不变,所以在S2闭合瞬间,线圈B中没有感应电流,电流表指针不偏转,C错误;两开关均处于闭合状态,电路稳定后匀速移动滑动变阻器的滑片,则线圈A中电流变化,线圈A产生的磁场变化,则穿过线圈B的磁通量变化,所以B中会产生感应电流,电流表的指针会发生偏转,D正确。
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(如图乙所示),则在列车经过测量线圈的过程中,流经线圈的电流方向( )
甲 乙
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:B 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,选项B正确。
4.(2023·广东汕头市高三一模)(多选)图甲所示粗糙U形导线框固定在水平面上,右端放有一金属棒PQ,整个装置处于竖直方向的磁场中,磁感应强度B按图乙规律变化,规定竖直向上为正方向,整个过程金属棒保持静止。则( )
甲 乙
A.t0时刻回路没有感应电流
B.在t0~2t0时间,流过金属棒的感应电流方向是从Q到P
C.在0~t0时间,金属棒PQ所受安培力方向水平向右
D.2t0时刻金属棒PQ所受摩擦力方向水平向右
解析:CD t0时刻回路的磁通量为零,但是磁通量的变化率不为零,则回路有感应电流,选项A错误;在t0~2t0时间,回路的磁通量向下增加,根据楞次定律可知,流过金属棒的感应电流方向是从P到Q,选项B错误;在0~t0时间,回路的磁通量向上减小,则金属棒中有从P到Q的感应电流,由左手定则可知,PQ所受安培力方向水平向右,选项C正确;根据楞次定律可知,2t0时刻金属棒PQ中的感应电流从P到Q,则安培力水平向左,由平衡条件可知,所受摩擦力方向水平向右,选项D正确。
5.如图所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置在导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁体从高处下落接近回路时(重力加速度为g)( )
A.P、Q将相互靠拢
B.P、Q将相互远离
C.磁体的加速度仍为g
D.磁体的加速度一定大于g
解析:A 当一条形磁体从高处下落接近回路时,穿过回路的磁通量增大,根据楞次定律可知,P、Q将相互靠拢从而阻碍回路的磁通量增大,故A正确,B错误;根据楞次定律可知,回路中感应电流的磁场将阻碍条形磁体的靠近,所以磁体的加速度一定小于g,故C、D错误。
6.(多选)两根相互平行的固定金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中,在导轨上与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以在导轨上自由滑动。当AB在外力F作用下向右运动时,下列说法中正确的是( )
A.导体棒CD内有电流通过,方向是D→C
B.导体棒CD内有电流通过,方向是C→D
C.磁场对导体棒CD的作用力向左
D.磁场对导体棒AB的作用力向左
解析:BD 导体棒AB切割磁感线,根据右手定则判定AB棒