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课时梯级训练(9) 楞次定律
1.如图所示,A、B都是很轻的铝环,分别吊在绝缘细杆的两端,杆可绕竖直轴在水平面内转动,A环是闭合的,B环是断开的。若用磁体分别靠近这两个圆环,则下列说法正确的是 ( )
A.图中磁体N极接近A环时,A环被吸引,而后被推开
B.图中磁体N极远离A环时,A环被排斥,而后随磁体运动
C.用磁体N极接近B环时,B环被排斥,远离磁体运动
D.用磁体的任意一磁极接近A环时,A环均被排斥
D 解析:因为在磁体的任意一磁极接近或远离A环时,由于A环闭合,环中产生了感应电流,阻碍磁体和A环间的相对运动;而B环不闭合,无感应电流产生,接近或远离B环,B环无任何反应,综上所述,D正确。
2. 如图所示,边长为d的正方形线圈,从位置A开始向右运动,并穿过宽度为L(L>d)的匀强磁场区域到达位置B,则 ( )
A.整个过程,线圈中始终有感应电流
B.整个过程,线圈中始终没有感应电流
C.线圈进入磁场和离开磁场的过程中,有感应电流,方向都是逆时针方向
D.线圈进入磁场过程中,感应电流的方向为逆时针方向;离开磁场过程中,感应电流的方向为顺时针方向
D 解析:在线圈进入或离开磁场的过程中,穿过线圈的磁通量发生变化,有感应电流产生,线圈完全在磁场中时,穿过线圈的磁通量不变,没有感应电流产生,A、B错误;由右手定则可知,线圈进入磁场过程中,感应电流沿逆时针方向,线圈离开磁场过程中,感应电流沿顺时针方向,C错误,D正确。
3.如图所示,CDEF是一个矩形金属框,当导体棒AB向右移动时,回路中会产生感应电流,则下列说法正确的是 ( )
A.导体棒中的电流方向为B→A
B.电流表A1中的电流方向为F→E
C.电流表A1中的电流方向为E→F
D.电流表A2中的电流方向为D→C
B 解析:根据右手定则,可得导体棒中的电流方向为A→B,所以电流表A1中的电流方向为F→E,电流表A2中的电流方向为C→D,B正确,A、C、D错误。
4.某磁场的磁感线如图所示,有一个闭合铝质线圈自图示位置A落至位置B,在下落的过程中,自上向下看,铝质线圈中的感应电流方向是 ( )
A.先沿顺时针方向,再沿逆时针方向
B.先沿逆时针方向,再沿顺时针方向
C.始终沿顺时针方向
D.始终沿逆时针方向
A 解析:在线圈下落过程中,磁感应强度先增大后减小,所以穿过线圈的磁通量先增大后减小,线圈从A处落到磁感应强度最大位置处的过程中,穿过线圈的磁通量增大,感应电流产生的磁场方向向下,所以感应电流的方向为顺时针,线圈从磁感应强度最大位置处落到B处的过程中,穿过线圈的磁通量减小,感应电流产生的磁场方向向上,所以感应电流的方向为逆时针,A正确,B、C、D错误。
5.如图所示,导线框abcd与直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流I,在线框由左向右匀速通过直导线的过程中,线框中感应电流的方向是 ( )
A.先沿abcd方向,后沿dcba方向,再沿abcd方向
B.先沿abcd方向,后沿dcba方向
C.始终沿dcba方向
D.先沿dcba方向,后沿abcd方向,再沿dcba方向
D 解析:线框在直导线左侧时,随着线框向右运动,向外的磁通量增加,根据楞次定律知线框中感应电流的方向为dcba。在线框的cd边跨过直导线后,如图所示,根据右手定则ab边产生的感应电流方向为a→b,cd边产生的感应电流方向为c→d。线框全部跨过直导线后,随着向右运动,向内的磁通量减少,根据楞次定律知线框中感应电流的方向为dcba,D正确。
6.图甲为某款“自发电”无线门铃按钮,其“发电”原理如图乙所示,按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管,松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是 ( )
A.按下按钮过程,螺线管Q端电势较高
B.松开按钮过程,螺线管P端电势较低
C.按住按钮不动,螺线管中产生恒定的感应电动势
D.按下和松开按钮过程,螺线管对磁铁的力方向相同
A 解析:按下按钮过程,穿过螺线管的磁通量向左增大,根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从P端流入从Q端流出,螺线管充当电源,则Q端电势较高,A正确;松开按钮过程,穿过螺线管的磁通量向左减小,根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从Q端流入,从P端流出,螺线管充当电源,则P端电势较高,B错误;按住按钮不动,穿过螺线管的磁通量不变,螺线管不会产生感应电动势,C错误;按下和松开按钮过程,螺线管中感应电流方向相反,故螺线管产生的感应电流对磁铁的力相反,D错误。
7. (多选)如图所示,竖直向下的匀强磁场中,有一个带铜轴的铜盘,用铜刷把盘边缘和轴连接,外接一个电流表,当铜盘按图示匀速转动,则 ( )
A.G中有a→b的电流
B.G中有b→a的电流
C.盘面磁通量不变,不产生感应电流
D.有从盘边缘向盘中心的电流
BD 解析:沿铜盘半径方向的“铜棒”切割磁感线,由右手定则可判定B、D正确。
8.关于楞次定律,下列说法正确的是 ( )
A.感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
B.闭合电路的一部分导体在磁场中运动时,必受磁场阻碍作用
C.原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场同向
D.感应电流的磁场总是跟原磁场反向,阻碍原磁场的变化
A 解析:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,A正确;闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时,不受磁场阻碍作用,B错误;原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场反向,C错误;当原磁场增强时感应电流的磁场跟原磁场反向,当原磁场减弱时感应电流的磁场跟原磁场同向,D错误。
9.(多选)磁场垂直穿过一个圆形线框,由于磁场的变化,在线框中产生顺时针方向的感应电流,如图所示,则以下说法正确的是 ( )
A.若磁场方向垂直于线框所在平面向里,则此磁场的磁感应强度是在增强的
B.若磁场方向垂直于线框所在平面向里,则此磁场的磁感应强度是在减弱的
C.若磁场方向垂直于线框所在平面向外,则此磁场的磁感应强度是在增强的
D.若磁场方向垂直于线框所在平面向外,则此磁场的磁感应强度是在减弱的
BC 解析:线框中所产生的感应电流为顺时针方向,由安培定则知感应电流的磁场垂直于线框向里,由楞次定律中的“增反减同”可知,原因可能是方向垂直于线框向里的磁场正在减弱或是方向垂直于线框向外的磁场正在增强,B、C正确。
10.如图所示,若套在条形磁体上的闭合弹性金属导线圈由图示的Ⅰ位置缩小到Ⅱ位置,则在此过程中,关于线圈中的感应电流及其方向(从上往下看)的说法正确的是 ( )
A.有顺时针方向的感应电流
B.有逆时针方向的感应电流
C.有先逆时针后顺时针方向的感应电流
D.无感应电流
A 解析:在题图所示位置Ⅰ或Ⅱ,通过线圈向上的磁通量不变,但由题图所示Ⅰ位置缩小到Ⅱ位置,向下的磁通量减小,相当于通过线圈向上的总磁通量增大,根据楞次定律可知,线圈中的感应电流的磁场阻碍原磁通量的增大,感应电流的磁场方向向下,线圈中有顺时针方向的感应电流,A正确。
11.如图甲所示,将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关进行连接。该电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为:当电流从右接线柱流入电流表时,指针向右偏转。其中A线圈绕法如图乙所示,B线圈绕法如图丙所示。开关闭合,线圈A放在线圈B中。下列判断正确的是 ( )
A.断开开关的瞬间,电流表指针将向右偏转
B.将线圈A从线圈B中拔出时,电流表指针将向左偏转
C.当滑动变阻器的滑片向左加速滑动时,电流表指针将向左偏转
D.当滑动变阻器的滑片向左匀速滑动时,电流表指针不发生偏转
B 解析:断开开关的瞬间,由安培定则可知,A线圈中的磁场方向向上,磁通量减小,B线圈中磁通量减小,由楞次定律可知,B线圈中感应电流的磁场方向向上,B线圈中的感应电流由c流向d,电流从左接线柱流入电流表,电流表指针将向左偏转,A错误;将线圈A从线圈B中拔出时,B线圈中磁通量减小,由楞次定律可知,B线圈中感应电流的磁场方向向上,B线圈中的感应电流由c流向d,电流从左接线柱流入电流表,电流表指针将向左偏转,B正确;当滑动变阻器的滑片向左加速滑动时,或者向左匀速滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻值减小,电路中的电流增大,A线圈中的磁场方向向上,磁通量增大,B线圈中的磁通量增大,由楞次定律可知,B线圈中感应电流的磁场方向向下,B线圈中感应电流由d流向c,电流从右接线柱流入电流表,电流表指针将向右偏转,C、D错误。
12.如图所示,固定于水平面上的金属框架CDEF处在垂直纸面向里的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时,磁感应强度为B0,此时刻MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B应怎样随时间t变化?请推导出B与t的关系式。
答案:B=
解析:要使MN棒中不产生感应电流,应使穿过线框平面的磁通量不发生变化,在t=0时刻,穿过线框平面的磁通量Φ1=B0S=B0l2,设t时刻的磁感应强度为B,此时刻穿过线框平面的磁通量为Φ2=Bl(l+vt),由Φ1=Φ2得B=。
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