内容正文:
课时突破练58 电磁感应现象
实验15:探究影响感应电流方向的因素 楞次定律
基础·满分练
命题角度一 感应电流有无的判断方法
1.如图甲、乙、丙、丁所示,下列情况中能产生感应电流的是( )
A.如图甲所示,导体AB垂直磁感线运动
B.如图乙所示,条形磁体一部分放在线圈中不动
C.如图丙所示,小螺线管A置于大螺线管B中不动,开关S一直接通
D.如图丁所示,闭合线圈沿磁场方向向上运动
命题角度二 “探究影响感应电流方向的因素”教材原型实验
2.(13分)(2025浙江绍兴测试)在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中,
(1)按如图1所示连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转。进行这项实验操作的实验目的是 。
A.测量灵敏电流表能够承受电流的最大值
B.检查灵敏电流表测量电流的大小是否准确
C.检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系
(2)接下来用图2所示的装置做实验,某次实验中在条形磁体向下插入螺线管的过程中,观察到电流表指针向右偏转,则螺线管中感应电流产生的磁场方向 (选填“向上”或“向下”)。再观察发现条形磁体下端是S极,插入过程中螺线管中的原磁场方向 (选填“向上”或“向下”)。在条形磁体插入过程中,螺线管中磁通量在 (选填“不断增大”“不断减小”或“保持不变”)。
命题角度三 “探究影响感应电流方向的因素”创新拓展实验
3.(2025浙江嘉兴一模)在“探究影响感应电流方向的因素”实验中,在图1所示位置由静止释放一根条形磁体,灵敏电流计指针的偏转方向和最大偏转角度如图3所示。在图2中,再把两根完全相同的条形磁体同名磁极并排捆绑后在原位置由静止释放,则灵敏电流计指针的偏转情况可能是图4中的( )
图4
命题角度四 楞次定律及其推论的理解和应用
4.在北半球上空,地磁场的磁感应强度竖直分量向下,一架无人机在天津某地上空水平飞行,P为无人机右翼端点,Q为无人机左翼端点,P与Q之间可视为导体,则下列判断正确的是( )
A.向东飞行时,P点比Q点电势高;向西飞行时,P点比Q点电势低
B.向东飞行时,P点比Q点电势低;向西飞行时,P点比Q点电势高
C.向东飞行时,P点比Q点电势高;向西飞行时,P点比Q点电势高
D.向东飞行时,P点比Q点电势低;向西飞行时,P点比Q点电势低
命题角度五 右手定则的理解和应用
5.(多选)动圈式扬声器的结构如图所示。线圈圆筒安放在永磁体磁极间的空隙中,能够在空隙中左右运动。音频电流通进线圈,安培力使线圈左右运动。纸盆与线圈连接,随着线圈振动而发声。如果我们对着纸盆说话,扬声器也能把声音变成相应的电流。某时刻线圈中有图示方向的电流,下列说法正确的是( )
A.扬声器的工作原理是电磁感应现象
B.若作扬声器用,工作过程把机械能转化为电能
C.若作话筒用,图示状态线圈正向左运动
D.无论用作扬声器还是话筒,图示状态线圈受向右的安培力作用
命题角度六 “三定则、一定律”的应用
6.(2025浙江选考模拟)如图甲所示,线圈ab中通有如图乙所示的电流,电流从a到b为正方向,在0~t0这段时间内,用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流,则 ( )
A.从左向右看感应电流先逆时针后顺时针
B.铝环受到的安培力一直向左
C.铝环受到的安培力先向左后向右
D.铝环始终有收缩趋势
能力·高分练
7.如图所示,水平面MN下方存在垂直于纸面向里的匀强磁场,纸面为竖直平面。不可形变的导体棒AB和两根可形变的导体棒组成三角形回路框,其中AB处于水平位置,框从MN上方由静止释放,框面始终在纸面内。框落入磁场且AB未到达MN的过程中,沿磁场方向观察,框的大致形状及回路中的电流方向为( )
8.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,如图所示。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.圆盘顺时针匀速转动时,ab棒将向右运动
C.圆盘顺时针减速转动时,ab棒将向右运动
D.圆盘逆时针加速转动时,ab棒将向左运动
素养·提升练
9.(多选)(2026广东梅州模拟)某磁力小车如图甲所示,它的内部结构可以简化为如图乙所示,其中A、B是具有单向导电性的发光二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大),与线圈C构成闭合回路。实验前,磁力小车静止在水平桌面上(不计一切阻力)。关于实验现象,下列说法正确的是( )
A.将强磁体N极快速靠近小车,二极管A将闪亮
B.将强磁体S极快速靠近小车,二极管B将闪亮
C.将强磁体N极快速靠近小车,小车将向右运动
D.将强磁体S极快速靠近小车,小车将向左运动
答案:
1.A 解析 导体AB垂直磁感线运动,切割磁感线,会产生感应电流,故A正确;条形磁体部分插入线圈中不动,通过线圈的磁通量不发生变化,不会产生感应电流,故B错误;小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通时,通过B的磁通量不变,故不会产生感应电流,故C错误;闭合线圈沿磁场方向向上运动,通过线圈的磁通量不变,故不会产生感应电流,故D错误。
2.(1)C (2)向下 向上 不断增大
解析 (1)这样操作的目的是检查电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系,依此来确定产生的感应电流的方向,故C正确,A、B错误。(2)图1中闭合开关后,电流表指针向右偏转,说明电流表指针向右偏转时电流从“+”接线柱流入电流表;图2中在条形磁体向下插入螺线管的过程中,观察到电流表指针向右偏转,电流从螺线管上面接线柱流出,流入电流表,则螺线管中感应电流产生的磁场方向向下。条形磁体下端S极,插入过程中螺线管中的原磁场方向向上;在条形磁体插入过程中,螺线管中磁通量在不断增大。
3.A 解析 把两根完全相同的条形磁体同名磁极并排捆绑后在原位置由静止释放,则磁通量的变化率变为原来的2倍,根据E=n可知,感应电动势变为原来的2倍,即感应电流变为原来的2倍;由图1和图2可知,条形磁体释放的磁极改变,则线圈中感应磁场的方向改变,即感应电流的方向改变。故选A。
4.D 解析 飞机水平飞行机翼切割磁场竖直分量,磁场方向竖直向下。根据右手定则可知,无论是向东还是向西水平飞行,都是P点比Q点电势低。故选D。
5.CD 解析 扬声器是线圈中变化的电流在磁场作用下,带动纸盆随着线圈振动而发声,工作原理是将电能转化为机械能,故A、B错误;若作话筒用,根据右手定则知线圈正向左运动,故C正确;根据左手定则可知,无论用作扬声器还是话筒,图示状态线圈受向右的安培力作用,故D正确。
6.C 解析 由于电流从a到b为正方向,当电流从a流向b,由安培定则可知,线圈的磁场水平向右,由于电流逐渐减小,所以磁通量变小,根据楞次定律可得,铝环M中感应电流方向为顺时针(从左向右看),线圈与铝环相互吸引(同向电流相吸引);当电流从b流向a,由安培定则可知,线圈的磁场水平向左,因电流增大,则磁通量变大,根据楞次定律可得,铝环M中感应电流方向为顺时针(从左向右看),线圈与铝环相互排斥(反向电流相排斥),故铝环M中的电流方向一直为逆时针,铝环受到的安培力先向左后向右,A、B错误,C正确;穿过线圈M的磁通量先减小后增大,根据楞次定律,阻碍磁通量的变化,则铝环受到的安培力先向左后向右,线圈有先扩大后收缩的趋势,D错误。
7.C 解析 由楞次定律“增反减同”可知,回路框中感应电流方向为逆时针,根据左手定则可知左侧导体棒所受安培力斜向右上方,右侧导体棒所受安培力斜向左上方。故C正确。
8.C 解析 当圆盘顺时针加速转动时,根据右手定则可知产生的感应电流方向为由圆心指向圆盘边缘,在线圈A中产生的磁场方向向下,且磁感应强度在增强,在线圈B中产生的感应电流通过金属棒的方向为由a指向b,根据左手定则可知ab棒受到向左的安培力,故ab棒向左运动;同理可知,圆盘顺时针匀速转动时,ab棒中没有感应电流,不受力,静止不动;圆盘顺时针减速转动时,ab棒向右运动;圆盘逆时针加速转动时,ab棒将向右运动,故C正确,A、B、D错误。
9.ABC 解析 将强磁体N极快速靠近小车,穿过线圈的磁通量增大,由楞次定律可知,整个回路中产生逆时针方向的感应电流,二极管A将闪亮,故A正确;将强磁体S极快速靠近小车,穿过线圈的磁通量增大,由楞次定律可知,整个回路中产生顺时针方向的感应电流,则二极管B将闪亮,故B正确;不管是强磁体N极快速靠近小车,还是强磁体S极快速靠近小车,根据楞次定律的推论“来拒去留”,小车都将向右运动,故C正确,D错误。
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