内容正文:
问题交流
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《全效作业本》 物理 选修 第二册 [RJ]
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2.1 楞次定律
电磁感应
第二章
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某位老师制作了两个大小相同的铜制圆环,如图所示,其中一个圆环有切口,另一个圆环是完整的。两个圆环固定在一根可以在水平面内自由转动的直杆上,当磁铁磁极移近(不要碰到)完整的圆环时,圆环好像被推动了,会随磁铁运动;对于另一个有切口的圆环,同样操作后圆环没有反应。请解释其中的原理。
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【答案】 当条形磁铁一端靠近完整的圆环时,穿过圆环的磁通量增加,圆环中产生感应电流,圆环和磁铁间产生安培力,阻碍两者相对运动,故磁铁靠近时圆环远离磁铁;当条形磁铁的一端靠近或远离有切口的圆环时,由于圆环不闭合,因此圆环中没有电流,从而没有出现阻碍作用。
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1.在物理学史上,奥斯特首先发现电流周围存在磁场,随后物理学家提出“磁生电”的闪光思想,很多科学家为证实这种思想进行了十多年
的艰苦研究,首先成功发现“磁生电”的物理学家是( )
A.牛顿 B.爱因斯坦
C.法拉第 D.楞次
【解析】 法拉第历经十多年的研究,最早提出了电磁感应现象,即“磁生电”现象,C正确。
C
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2.为探讨磁场对脑部神经组织的影响及其在临床医学上的应用,某小组查阅资料得知:“将金属线圈放置在头部上方几厘米处,给线圈通以上千安培、历时约几毫秒的脉冲电流,电流流经线圈产生瞬间的高强度脉冲磁场,磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电场及感应电流,而对脑神经产生电刺激作用,其装置如图所示。”同学们讨论得出的结论
中正确的是( )
A.脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电
磁感应现象
B.脉冲磁场在线圈周围空间产生感应电场是电
流的磁效应
C.若将脉冲电流改为恒定电流,可持续对脑神经产生电刺激作用
D.若脉冲电流反向流经线圈,则也能在脑部产生感应电场及感应电流
D
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【解析】 脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电流的磁效应现象,A错误;脉冲磁场在线圈周围空间产生感应电场是电磁感应现象,B错误;产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化,当脉冲电流改为恒定电流时,磁场不发生变化,即磁通量不变,所以不会产生感应电动势,故不能持续对脑神经产生电刺激作用,C错误;若脉冲电流反向流经线圈,也会引起磁通量变化,所以也能在脑部产生感应电场及感应电流,D正确。
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3.如图所示,AOC是光滑的金属导轨,AO沿竖直方向,OC沿水平方
向,ab是一根金属棒,与导轨接触良好,它从图示位置由静止开始在重力作用下运动,运动过程中b端始终在OC上,a端始终在OA上,直到ab棒完全落在OC上。空间存在着匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,则
ab棒在上述过程中( )
A.感应电流方向是b→a
B.感应电流方向是a→b
C.感应电流方向先是b→a,后是a→b
D.感应电流方向先是a→b,后是b→a
C
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【解析】 在ab棒滑动的过程中,△aOb的面积先增大,后减小,穿过△aOb磁通量先增大,后减小,根据楞次定律可知,感应电流的方向先是b→a,后是a→b,C正确。
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4.如图所示,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置,当a绕O点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有
收缩趋势,由此可知,圆环a( )
A.顺时针加速旋转
B.顺时针减速旋转
C.逆时针加速旋转
D.逆时针减速旋转
B
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【解析】 当带正电的绝缘圆环a顺时针加速旋转时,相当于顺时针方向电流,并且在增大,根据右手螺旋定则,绝缘圆环a内有垂直于纸面向里的磁场,金属圆环b处有垂直于纸面向外的磁场,并且磁场