内容正文:
课时跟踪检测(九) 楞次定律
1.关于楞次定律,下列说法正确的是 ( )
A.感应电流的磁场总是与原磁场反向,阻碍原磁场的变化
B.感应电流的磁场总是促进磁通量的变化
C.原磁场穿过闭合回路的磁通量增大时,感应电流的磁场与原磁场同向
D.感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
2.如图所示,足够长的两光滑导轨水平放置,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab在水平外力的作用下,以速度v沿导轨向右做匀速运动,则金属棒ab受到磁场施加的安培力的方向是 ( )
A.竖直向下 B.水平向右
C.竖直向上 D.水平向左
3.如图所示,直导线PQ与矩形金属线框ABCD位于同一竖直平面内,PQ中通有如图所示方向(向上)的电流,在PQ中电流减小的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.穿过线框的磁感线垂直纸面向外
B.线框中的磁通量不变
C.AB边感应电流的方向为B→A
D.AB边受到的安培力方向向上
4.科考人员在南极大陆乘车行进,由于地磁场的作用,关于汽车后轮轮轴(如图所示,轮轴材料为金属)情况描述正确的是 ( )
A.从东向西运动,轮轴上有从左向右的电流
B.从东向西运动,轮轴上有从右向左的电流
C.从西向东运动,左端电势较高
D.从西向东运动,右端电势较高
5.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,直到金属棒完全落在OC上。空间存在着匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,则金属棒在上述过程中 ( )
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
6.(2023·海南高考)汽车测速利用了电磁感应现象,汽车可简化为一个矩形线圈abcd,埋在地下的线圈分别为1、2,通上顺时针(俯视)方向电流,当汽车经过线圈时 ( )
A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上
B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd
C.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd
D.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同
7.如图甲所示, 导线 MN和矩形线框abcd共面且均固定, 在MN中通以图乙所示的电流(电流正方向为M→N), 则在0~T时间内 ( )
A.线框中感应电流方向始终沿 abcda
B.线框中感应电流方向先沿 abcda,后沿adcba
C.ab边始终不受安培力的作用
D.bc边受安培力先向左后向右
8.(2025·南京高二质检)如图所示,匀强磁场中固定一水平金属棒,金属棒两端点F1与F2刚好是绝缘椭圆轨道的两焦点,磁场方向垂直于椭圆面向外。一根金属丝绕过绝缘笔P与F1、F2相接,金属丝处于拉直状态。在绝缘笔沿椭圆轨道从长轴一端A点到另一端B点带动金属丝运动过程中,下列说法正确的是 ( )
A.穿过△PF1F2的磁通量先减小后增大
B.△PF1F2中感应电流方向先顺时针后逆时针
C.△PF1F2中感应电流方向沿逆时针方向
D.金属棒所受安培力方向先向下后向上
9.(2024·北京高考)如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是 ( )
A.闭合开关瞬间,线圈M和线圈P相互吸引
B.闭合开关,达到稳定后,电流表的示数为0
C.断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到b
D.断开开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场方向向左
10.如图所示,一面积为S的N匝圆形金属线圈放置在水平桌面上,大小为B的匀强磁场方向垂直于桌面竖直向下,过线圈上A点作切线OO',OO'与线圈在同一平面上。从图示位置开始,在线圈以OO'为轴翻转180°的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.刚开始转动时,穿过线圈的磁通量为NBS
B.电流方向先为A→C→B→A,后为A→B→C→A
C.电流方向始终为A→C→B→A
D.翻转180°时,穿过线圈的磁通量变化了2BS
11.(8分)(2025·江苏无锡期中)为探究影响感应电流方向的因素,两位同学做了如下的实验。
(1)小李同学选用图甲中的器材模仿法拉第的实验进行探究。
①为了保证实验现象明显,电源选用 ,电表选用 ;(填写器材前的代码)(4分)
A.低压直流电源
B.低压交流电源
C.220 V交流电源
D.灵敏电流计
E.0~0.6 A量程的电流表
F.0~0.6 V量程的电压表
②实验过程中,记录的实验现象如下表所示,观察四项实验结果,能够得出结论:产生感应电流的条件与 的变化有关。(选填“A”“B”或“C”)(2分)
A.磁场
B.电场
C.闭合导体回路包围的面积
开关和滑动变阻器的状态
线圈B中是否有电流
开关闭合瞬间
有
开关断开瞬间
有
开关闭合时,滑动变阻器不动
无
开关闭合时,迅速移动滑动变阻器的滑片
有
(2)小张同学用导轨、导体棒、电表、导线组成图乙所示的电路,整个电路处于垂直导轨的磁场中,当导体棒在金属导轨上向右移动时,电表中有电流,得出结论:产生感应电流的条件与 的变化有关。(选填“A”“B”或“C”)(2分)
A.磁场
B.电场
C.闭合导体回路包围的面积
12.(10分)(2025·泰州高二调研)在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中,请回答下列问题。
(1)为弄清灵敏电流计指针摆动方向与电流方向的关系,某同学想用多用电表的某一挡位来进行探究,他应选用多用电表的 (选填“电阻”“直流电流”“直流电压”“交流电流”或“交流电压”)挡对灵敏电流计进行测试。该同学先将多用电表的红表笔接灵敏电流计的正接线柱,再将黑表笔 (选填“短暂”或“持续”)接灵敏电流计的负接线柱,此时发现灵敏电流计的指针向左摆动。(4分)
(2)实验中,该同学将磁体从线圈上方向下插入线圈时,发现灵敏电流计的指针向右偏转,说明磁体的下端为 (选填“S”或“N”)极。(2分)
(3)另一位同学利用图乙所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。
①在给出的实物图中,已用实线作为导线连接了部分实验电路,请从图乙中1、2箭头开始用实线作为导线完善其余电路的连接;(2分)
②将L1插入L2后,下列实验操作产生的感应电流与闭合开关时产生的感应电流方向相同的是 。(2分)
A.闭合开关,稳定后断开开关
B.闭合开关,稳定后拔出线圈L1
C.闭合开关,稳定后拔出软铁棒
D.闭合开关,稳定后使滑动变阻器滑片P左移
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课时跟踪检测(九)
1.选D 原磁场穿过闭合回路的磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场同向,故A错误;感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,故B错误,D正确;原磁场穿过闭合回路的磁通量增大时,感应电流的磁场与原磁场反向,故C错误。
2.选D 根据右手定则,可知金属棒ab的感应电流方向为b→a,根据左手定则,可知金属棒ab受到磁场施加的安培力的方向水平向左。故选D。
3.选D 由右手螺旋定则可知,直导线PQ在其右侧产生的磁场方向垂直纸面向里,故穿过线框的磁感线垂直纸面向里,由于PQ中电流减小,则原磁场磁感应强度减小,穿过线框的磁通量减小,故A、B错误;由于原磁场磁感应强度减小,根据楞次定律可知,线框中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里,根据右手螺旋定则可知,线框中感应电流沿顺时针方向,则AB边感应电流的方向为A→B,故C错误;根据左手定则可知,AB边受到的安培力方向向上,故D正确。
4.选D 地球的南极是地磁场的北极,磁场方向从下到上,汽车从西向东运动时,根据右手定则可知右端电势较高,故C错误,D正确;由于没有形成闭合回路,所以轮轴上不会形成感应电流,故A、B错误。
5.选C 由几何知识可知,在金属棒向下滑动的过程中,金属棒与导轨所围成的三角形面积先增大后减小,穿过三角形aOb的磁通量先增大后减小,由楞次定律结合安培定则可知,感应电流方向先是b→a,后是a→b,C项正确。
6.选C 由题意知,埋在地下的线圈1、2通有顺时针(俯视)方向的电流,根据安培定则,可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下,A错误;汽车进入线圈1过程中,磁通量增大,根据楞次定律结合安培定则可知产生感应电流方向为adcb,B错误;汽车离开线圈1过程中,磁通量减小,根据楞次定律结合安培定则可知产生感应电流方向为abcd,C正确;汽车进入线圈2过程中,磁通量增大,根据楞次定律结合安培定则可知产生感应电流方向为adcb,再根据左手定则,可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反,D错误。
7.选A 在0~时间内,根据安培定则可知,穿过线框abcd的磁场方向垂直纸面向里、大小在减小,则由楞次定律结合安培定则可知,线框中产生的感应电流沿abcda;同理,在~T时间内,线框中产生的感应电流仍沿abcda,故A正确,B错误;在0~时间内,根据左手定则可知,线框bc边受到向右的安培力,ab边受到向上的安培力;在~T时间内,线框bc边受到向左的安培力,ab边受到向下的安培力,故C、D错误。
8.选B 在绝缘笔沿椭圆轨道从长轴一端A点到另一端B点带动金属丝运动过程中,△PF1F2的面积先增大后减小,故穿过△PF1F2的磁通量先增大后减小,A错误;由楞次定律结合安培定则可知,△PF1F2中感应电流方向先顺时针后逆时针,B正确,C错误;金属棒中的感应电流先向左后向右,根据左手定则可知,金属棒所受安培力方向先向上后向下,故D错误。
9.选B 闭合开关瞬间,通过线圈P的磁通量突然增大,由楞次定律可知,线圈P中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反,二者相互排斥,故A错误;闭合开关,达到稳定后,通过线圈P的磁通量保持不变,则感应电流为0,电流表的示数为0,故B正确;断开开关瞬间,通过线圈P的磁场方向向右,磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向向右,由安培定则可知,流过电流表的感应电流方向由b到a,故C、D错误。
10.选D 刚开始转动时,穿过线圈的磁通量为Φ=BS,故A错误;题图中的情况是磁场与线圈垂直,所以开始时穿过线圈的磁通量最大,转过90°时穿过线圈的磁通量最小,所以在线圈由题图示位置绕转轴OO′转动180°的过程中,穿过线圈的磁通量先减小后增大,设线圈平面向外为正,翻转180°时,穿过线圈的磁通量变化了ΔΦ=BS-=2BS,故D正确;向里穿过线圈的磁通量减小时,根据楞次定律结合安培定则可知,线圈产生的感应电流的方向是A→B→C→A,转过角度大于90°后,向里的磁通量增大,根据楞次定律结合安培定则可知,线圈产生的感应电流的方向仍然是A→B→C→A,故B、C错误。
11.解析:(1)①依据电磁感应现象结合实验器材可知,为了保证实验现象明显,电源选用低压直流电源,即选用A,而电表选用灵敏电流计,即选用D。
②分析表中记录的实验现象,可知产生感应电流的条件与磁场的变化有关。故选A。
(2)整个电路处于垂直导轨的磁场中,当导体棒在金属导轨上向右移动时,电表中有电流,得出结论:产生感应电流的条件与闭合导体回路包围的面积的变化有关。故选C。
答案:(1)①A D ②A (2)C
12.解析:(1)要使灵敏电流计指针摆动,一定有电流通过,多用电表只有“电阻”挡有电源,因此该同学应选用多用电表的“电阻”挡。该同学先将多用电表的红表笔接灵敏电流计的正接线柱,由于灵敏电流计的量程很小,电阻挡内部的电源电压相对较高,流过灵敏电流计的电流将较大,为保护灵敏电流计,将黑表笔“短暂”接灵敏电流计的负接线柱。
(2)多用电表的红表笔接灵敏电流计的正接线柱,将黑表笔短暂接灵敏电流计的负接线柱,此时灵敏电流计的指针向左摆动,由于多用电表的黑表笔接电源的正极,因此可知电流从灵敏电流计的负极流入时指针向左摆动。实验中,该同学将磁体从线圈上方向下插入线圈时,发现灵敏电流计的指针向右偏转,可知感应电流是从灵敏电流计的正接线柱流入,可知线圈中感应电流产生的磁场方向向下,由楞次定律可知,磁体的下端为S极。
(3)①电路连接如图所示。
②将L1插入L2后,闭合开关时,穿过L2的磁通量增大,由楞次定律可知,在L2中产生感应电流。闭合开关,稳定后断开开关、拔出线圈L1、拔出软铁棒,穿过L2的磁通量均减小,由楞次定律可知,在L2中产生与开关闭合时相反方向的感应电流,A、B、C错误;闭合开关,稳定后使滑动变阻器滑片P左移,可知滑动变阻器接入电路的电阻值减小,则通过L1的电流增大,产生的磁场增强,由楞次定律可知,在L2中产生与开关闭合时相同方向的感应电流,D正确。
答案:(1)电阻 短暂 (2)S (3)①见解析图 ②D
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