内容正文:
[基础巩固]
1.根据楞次定律知,感应电流的磁场一定是( )
A.阻碍引起感应电流的磁通量
B.与引起感应电流的磁场方向相反
C.阻碍引起感应电流磁场的磁通量的变化
D.与引起感应电流的磁场方向相同
解析 由楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,并不是阻碍原磁场的磁通量,感应电流的磁场可能与原磁场的方向相同,也可与原磁场方向相反,故选项C正确。
答案 C
2.(2025·南通高二期中)小明用如图所示的装置“探究影响感应电流方向的因素”,螺线管与灵敏电流计构成闭合电路,条形磁铁N极朝下。当磁体向下靠近螺线管上端时( )
A.电流计指针向左偏转
B.螺线管内部的磁通量减小
C.螺线管内部的感应电流产生的磁场向下
D.磁铁受到向上的磁场力的作用
解析 将磁铁N极向下从线圈L上方竖直插入L时,螺线管中的磁场向下,磁通量增加,按楞次定律灵敏电流计的指针向右偏转,故A错误; 磁体向下靠近螺线管上端时,螺线管内部的磁通量增加,故B错误;磁体向下靠近螺线管上端时,根据“增反减同”的结论判断,螺线管内部的感应电流产生的磁场向上,故C错误; 根据“来拒去留”的结论判断,磁铁受到向上的磁场力的作用,故D正确。
答案 D
3.如图所示,铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落,在下落过程中,下列判断正确的是( )
A.金属环在下落过程中的机械能守恒
B.金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量
C.金属环的机械能先减小后增大
D.磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力
解析 金属环下落过程中,产生感应电流,故机械能不守恒,选项A错误;且减少的重力势能有一部分转化为电能,选项B正确,C错误;在金属环下落过程中,磁铁与环产生相互作用,在磁铁中心位置时,无相互作用力,此时磁铁对桌面压力等于自身重力,故选项D错误。
答案 B
4.如图所示,条形磁铁从高h处自由下落,中途穿过一个固定的空心线圈,开关S断开时,至落地用时t1,落地时速度为v1;S闭合时,至落地用时t2,落地时速度为v2。则它们的大小关系正确的是( )
A.t1>t2,v1>v2 B.t1=t2,v1=v2
C.t1<t2,v1<v2 D.t1<t2,v1>v2
解析 开关S断开时,线圈中无感应电流,对磁铁无阻碍作用,故磁铁自由下落,a=g;当S闭合时,线圈中有感应电流,对磁铁有阻碍作用,故a<g。所以t1<t2,v1>v2,选项D正确。
答案 D
5.如图所示,两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上,当一条形磁铁向左运动靠近两环时,两环的运动情况是( )
A.同时向左运动,间距变大 B.同时向左运动,间距变小
C.同时向右运动,间距变小 D.同时向右运动,间距变大
解析 磁铁向左运动,穿过两环的磁通量都增加。根据楞次定律,感应电流的磁场将阻碍原磁通量增加,所以两者都向左运动。另外,两环产生的感应电流方向相同,依据安培定则和左手定则可以判断两个环之间是相互吸引的,间距变小,所以选项A、C、D错误,B正确。
答案 B
6.如图所示,圆形金属环放在水平桌面上,有一带正电的微粒以水平速度v贴近环的上表面距环心d处飞过,则带电微粒在飞过环的过程中,环中感应电流方向是( )
A.始终是沿顺时针方向
B.始终是沿逆时针方向
C.先沿顺时针方向,再沿逆时针方向
D.先沿逆时针方向,再沿顺时针方向
解析 带电微粒靠近圆环过程中,穿过圆环的磁通量方向垂直纸面向里并增加,由楞次定律如,圆环中将产生逆时针方向的感应电流,当微粒远离圆环时,圆环中产生顺时针方向的感应电流,选项D正确。
答案 D
[能力提升]
7.如图所示,一圆形金属线圈放置在水平桌面上,匀强磁场垂直桌面竖直向下,过线圈上A点作切线OO′,OO′与线圈在同一平面上。在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中,线圈中电流方向( )
A.始终为A→B→C→A
B.始终为A→C→B→A
C.先为A→C→B→A再为A→B→C→A
D.先为A→B→C→A再为A→C→B→A
解析 在线圈以OO′为轴翻转0~90°的过程中,穿过线圈正面向里的磁通量逐渐减少,由楞次定律可知感应电流方向为A→B→C→A;线圈以OO′为轴翻转90°~180°的过程中,穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增加,由楞次定律可知感应电流方向仍然为A→B→C→A。选项A正确。
答案 A
8.为了测量列车运行的速度和加速度大小,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(电流测量记录仪未画出)。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里(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为( )
A.始终逆时针方向
B.先顺时针,再逆时针方向
C.先逆时针,再顺时针方向
D.始终顺时针方向
解析 在列车经过线圈的上方时,由于列车上的磁场的方向向下,所以线圈内的磁通量先增大后减小,根据楞次定律可知,线圈中的感应电流的方向为先逆时针,再顺时针方向,选项C正确。
答案 C
9.电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示。现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )
A.从a到b,上极板带正电 B.从a到b,下极板带正电
C.从b到a,上极板带正电 D.从b到a,下极板带正电
解析 穿过线圈的磁场方向向下,磁铁接近时,线圈中磁通量增加,由楞次定律知,产生感应电流的磁场方向向上,由安培定则可知,流过R的电流方向是从a到b,a电势高于b,对电容器充电,故电容器下极板带正电,选项B正确。
答案 B
10.如图所示,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布,一铜制圆环用丝线悬挂于O点,将圆环拉至位置a后无初速度释放,在圆环从a摆向b的过程中( )
A.感应电流方向先顺时针后逆时针再顺时针
B.感应电流方向一直是逆时针
C.安培力方向始终与速度方向相反
D.安培力方向始终沿水平方向
解析 圆环从位置a运动到磁场分界线前,磁通量向里增大,感应电流为逆时针;跨越分界线过程中,磁通量由向里最大变为向外最大,感应电流为顺时针;再摆到b的过程中,磁通量向外减小,感应电流为逆时针,所以A错误;由于圆环所在处的磁场上下对称,所受安培力竖直方向平衡,因此总的安培力沿水平方向,故D正确。
答案 D
11.(2025·南京期中)如图所示,置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线,与套在铁芯上部的线圈A相连,套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平光滑导轨上,导轨上有一根金属棒ab静止处在垂直于纸面向外的匀强磁场中,下列说法正确的是( )
A.圆盘顺时针加速转动时,ab棒将向右运动
B.圆盘逆时针减速转动时,ab棒将向右运动
C.圆盘顺时针匀速转动时,ab棒将向右运动
D.圆盘逆时针加速转动时,ab棒将向右运动
解析 由右手定则可知,圆盘顺时针加速转动时,感应电流从圆心流向边缘,线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强。由楞次定律可知,线圈B中的感应磁场方向向上,由右手螺旋定则可知,ab棒中感应电流方向由a→b,由左手定则可知,ab棒受的安培力方向向左,ab棒将向左运动,选项A错误;若圆盘逆时针减速转动时,感应电流从边缘流向圆心,线圈A中产生的磁场方向向上且磁场减小。由楞次定律可知,线圈B中的感应磁场方向向上,由右手螺旋定则可知,ab棒中感应电流方向由a→b,由左手定则可知,ab棒受的安培力方向向左,ab棒将向左运动,选项B错误;当圆盘顺时针匀速转动时,线圈A中产生恒定的电流,那么线圈B的磁通量不变,则ab棒没有感应电流,则将不会运动,选项C错误;由右手定则可知,圆盘逆时针加速转动时,感应电流从边缘流向中心,线圈A中产生的磁场方向向上且磁场增强,由楞次定律可知,线圈B中的感应磁场方向向下,由右手螺旋定则可知,ab棒中感应电流方向由b→a,由左手定则可知,ab棒受的安培力方向向右,ab棒将向右运动,选项D正确。
答案 D
12.如图所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜环平面与螺线管截面平行,当开关S接通瞬间,两铜环的运动情况是( )
A.同时向两侧推开
B.同时向螺线管靠拢
C.一个被推开,一个被吸引,但因电源正负极未知,无法具体判断
D.同时被推开或同时向螺线管靠拢,但因电源正负极未知,无法具体判断
解析 开关S接通瞬间,小铜环中磁通量从无到有增加,根据楞次定律,感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加,则两环将同时向两侧推开,故A正确。
答案 A
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