内容正文:
第1节 楞次定律 达标训练
一、选择题:
1.某磁场的磁感线如图所示,有一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
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,并穿过宽为L(L>d)的匀强磁场区域到达位置B,则( )
A.整个过程中,线圈中始终有感应电流
B.整个过程中,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.线圈进入磁场的过程中,感应电流的方向为逆时针方向;离开磁场的过程中,感应电流的方向为顺时针方向
3.如图所示,匀强磁场与圆形导体环平面垂直,导体ef与环接触良好,当ef向右匀速运动时( )
A.圆环中磁通量不变,环上无感应电流产生
B.整个环中有顺时针方向的电流
C.整个环中有逆时针方向的电流
D.环的右侧有逆时针方向的电流,环的左侧有顺时针方向的电流
4.如图所示,导线框abcd与通电直导线在同一平面内且彼此间绝缘,直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点,当线框向右运动的瞬间,则( )
A.线框中有感应电流,且按顺时针方向
B.线框中有感应电流,且按逆时针方向
C.线框中有感应电流,但方向难以判断
D.由于穿过线框的磁通量为零,所以线框中没有感应电流
5.如图甲所示的闭合圆线圈放在匀强磁场中,t=0时磁感应强度垂直线圈平面向里,磁感应强度随时间变化的关系图像如图乙所示。则在0~2 s内线圈中感应电流的方向为( )
A.逆时针
B.先逆时针后顺时针
C.顺时针
D.先顺时针后逆时针
6.如图所示,当条形磁铁突然向闭合铜环运动时,铜环的运动情况是( )
A. 向右摆动
B.向左摆动
C.静止
D.竖直向上运动
7.如图所示,一个有弹性的闭合金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与圆环在同一竖直面内。当通电直导线中的电流增大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将( )
A.S增大,l变长
B.S减小,l变短
C.S增大,l变短
D.S减小,l变长
8.如图所示,在载流直导线旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两个可自由滑动的导体ab和cd。当载流直导线中的电流逐渐增大时,导体ab和cd的运动情况是( )
A.一起向左运动
B.一起向右运动
C.ab和cd相向运动,相互靠近
D.ab和cd相背运动,相互远离
9.(多选)如图所示,将一条形磁铁的N极向下插入一闭合的螺线管的过程中,下列说法正确的是( )
A.螺线管的下端是N极
B.螺线管的上端是N极
C.螺线管中产生感应电流,流过电流表的电流是由上向下
D.螺线管中产生感应电流,流过电流表的电流是由下向上
10.(多选)如图所示,足够长的通电导线旁边同一平面内有矩形线圈abcd,则( )
A.若线圈向右平动,其中感应电流的方向是a→b→c→d
B.若线圈竖直向下平动,无感应电流产生
C.当线圈以ad边为轴转动时(转动角度小于90°),其中感应电流的方向是a→b→c→d
D.当线圈向导线靠近时,其中感应电流的方向是a→b→c→d
11.(多选)某物理实验小组的同学们把零刻度在中间并调节准确的灵敏电流表与导线线圈组成闭合回路,并用该实验装置进行探究感应电流方向的活动,如图所示,若某同学将条形磁铁的N极快速插入线圈中,发现该电流表的指针向右偏转。请你由此判断出下列说法中正确的是( )
A.将N极拔出,电流表的指针向右偏转
B.将S极插入,电流表的指针向左偏转
C.将S极拔出,电流表的指针向左偏转
D.将N极插入后静止不动,指针将指在中间刻度
12.(多选)如图所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN。下列关于导体棒MN中感应电流的方向和它所受安培力的方向的说法正确的是( )
A.感应电流的方向是N→M
B.感应电流的方向是M→N
C.安培力水平向左
D.安培力水平向右
参考答案:
1.解析:A 在下落过程中,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处落到中间位置处的过程,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方向;线圈从中间位置处落到B处的过程,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方向。由以上的分析可知,A正确,B、C、D错误。
2.解析:D 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,选项A、B错误。由右手定则可知,线圈进入磁场的过程中,线圈中感应电流的方向沿逆时针方向;线圈离开磁场的过程中,感应电流的方向沿顺时针方向,选项C错误,D正确。
3.解析:D 由右手定则知,导体ef上的电流由e→f,故环的右侧的电流方向为逆时针方向,环的左侧的电流方向为顺时针方向,故D正确。
4.解析:B 首先由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向(如图所示),因ab导线向右做切割磁感线运动,由右手定则判断感应电流由a→b,同理可判断cd导线中的感应电流方向由c→d,ad、bc两边不做切割磁感线运动,所以整个线框中的感应电流是逆时针方向的。故B正确。
5.解析:C 将0~2 s时间段划分为两段:0~1 s内,线圈中磁场的磁感应强度方向为正,磁感应强度垂直线圈平面向里且磁通量减小,由“增反减同”可知,感应电流产生的磁场垂直线圈平面向里,根据安培定则可知,感应电流的方向为顺时针;1~2 s内,线圈中磁场的磁感应强度方向为负,磁感应强度垂直线圈平面向外且磁通量增大,由“增反减同”可知,感应电流产生的磁场垂直线圈平面向里,根据安培定则可知,感应电流的方向仍为顺时针。所以选项C正确。
6.解析:A 方法一:磁铁向右运动,铜环中产生的感应电流可等效为如图所示的小磁针。显然,由于两磁体间的排斥作用,铜环将向右摆动,故A正确。
方法二:由于磁铁相对铜环向右运动而使铜环产生感应电流,由楞次定律可知,铜环中的感应电流的磁场将阻碍由于磁铁的靠近而引起的磁通量的增加,铜环将向右运动而阻碍这种相对运动,故A正确。
方法三:如图所示,当磁铁向铜环运动时,穿过铜环的磁通量增加,由楞次定律判断出铜环中感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反,即向右,根据安培定则可判断出感应电流方向,从左侧看为顺时针方向,把铜环中的电流等效为若干段非常短的直线电流元,取
上、下两小段电流元进行研究,由左手定则判断出两段电流元的受力,由此可判断整个铜环所受合力方向向右,故A正确。
7.解析:D 当通电直导线中电流增大时,穿过金属圆环的磁通量增大,金属圆环中产生感应电流;根据楞次定律可知,感应电流要阻碍磁通量的增大:一是用缩小面积的方式进行阻碍;二是用远离直导线的方式进行阻碍,选项D正确。
8.解析:C 由于在闭合回路abdc中,ab和cd电流方向相反,所以两导体运动方向一定相反,A、B错误;当载流直导线中的电流逐渐增大时,穿过闭合回路的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流总是阻碍穿过回路的磁通量的变化,所以两导体相互靠近,减小面积,达到阻碍磁通量增大的目的,C正确,D错误。
9.解析:BC 由于穿过该螺线管的原磁场方向是向下的,当N极向下运动时,则穿过螺线管的磁通量增加,从而产生感应电流,根据楞次定律,知感应电流磁场的方向与原磁场方向相反,所以螺线管上端是N极,故A错误,B正确;利用安培定则判断出感应电流由上向下流过电流表,故C正确,D错误。
10.解析:BD 线圈所在处的磁场垂直纸面向里,当线圈向右平动、以ad边为轴转动时,穿过线圈的磁通量减少,感应电流产生的磁场与原磁场同向,根据安培定则知,感应电流方向为a→d→c→b,A、C错误;若线圈竖直向下平动,无感应电流产生,B正确;若线圈向导线靠近时,穿过线圈的磁通量增大,感应电流产生的磁场与原磁场反向,垂直纸面向外,感应电流方向为a→b→c→d,D正确。
11.解析:BD 将N极插入线圈中,电流表指针向右偏转,则若将S极插入线圈中,电流表指针将向左偏转。尽管两次都是使得穿过线圈的磁通量增大,但原磁场方向不同,产生的感应电流的磁场方向不同,电流方向相反。若将N极拔出,则与N极插入的现象相反,因为磁场方向相同,但穿过线圈的磁通量一个是增加,一个是减少,所以其产生的感应电流的方向应相反,同样若将S极拔出,与S极插入时电流方向相反。故A、C错误,B正确。当磁铁在线圈中不动时,磁通量不变,所以不产生感应电流,故D正确。
12.解析 以导体棒为研究对象,导体棒所处位置磁场的方向向下,运动方向向右,根据右手定则可知,导体棒中感应电流的方向是N→M,再根据左手定则可知,导体棒所受安培力的方向水平向左,选项A、C正确。答案 AC
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