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文檔簡介
第第頁【解析】選擇性必修二第二章電磁感應1楞次定律?基礎過關練【xm】登錄二一教育在線組卷平臺助您教考全無憂
選擇性必修二第二章電磁感應1楞次定律基礎過關練【xm】
一、楞次定律
1.關于楞次定律,下列說法中正確的是()
A.感應電流的磁場方向總是與原磁場的方向相反
B.感應電流的磁場方向總是與原磁場的方向相同
C.感應電流的磁場方向與磁通量增大還是減小有關
D.感應電流的磁場總是阻礙磁通量的變化
2.繞在圓柱形鐵芯上的線圈通過導線與電流計連接組成閉合回路。條形磁鐵的軸線和鐵芯的軸線及連接線圈和電流計的導線在同一平面內,鐵芯、線圈及條形磁鐵的幾何中心均在與鐵芯垂直的PQ連線上。條形磁鐵分別與線圈相互平行或相互垂直放置,使其沿QP方向靠近線圈。若電流從電流計“+”接線柱流入時電流計指針向右偏轉,在如下情形中,能觀察到明顯的電磁感應現象且圖中標出的電流計指針偏轉方向正確的是()
A.B.
C.D.
3.如圖所示,蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸OO'轉動,將蹄形磁鐵逆時針轉動(從上往下看),則矩形線圈的運動情況和產生的感應電流情況為()
A.線圈將順時針轉動
B.線圈將逆時針轉動
C.線圈轉動,線圈中無感應電流
D.線圈不轉動,線圈中有感應電流
4.如圖所示,正方形金屬線框abcd靠墻放置,空間中存在豎直向上的勻強磁場。在外力作用下ab邊貼著墻面向下運動,cd邊貼著水平面向左運動,此過程中線框的()
A.磁通量增加B.磁通量減小
C.感應電流方向為abedaD.感應電流方向為adcba
5.(2023高二下·贛縣月考)某實驗小組用如圖所示的實驗裝置來驗證楞次定律.當條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時,通過電流計的感應電流方向是()
A.先,后B.先,后
C.D.
6.如圖所示,導線框ABC與長直導線在同一平面內,直導線通有恒定電流I,在導線框由直導線左側向右勻速靠近直導線過程及在直導線右側向右勻速遠離直導線過程中,導線框中感應電流的方向分別是()
A.都是ABCB.都是CBA
C.靠近時是ABC,遠離時是CBAD.靠近時是CBA,遠離時是ABC
7.如圖所示,一圓形金屬線圈放置在水平桌面上,勻強磁場垂直桌面向下,過線圈上A點作切線OO',OO'與線圈在同一平面內。在線圈以OO'為軸翻轉180°的過程中,線圈中電流方向()
A.始終為A→C→B→A
B.先為A→C→B→+A,再為A→B→C→A
C.始終為A→B→C→A
D.先為A→B→>C→A,再為A→C→B→A
8.如圖所示,水平面內有兩條相互垂直且彼此絕緣的通電長直導線,以它們?yōu)樽鴺溯S構成一個平面直角坐標系。四個相同的圓形閉合線圈在四個象限內完全對稱放置,兩直導線中的電流大小與變化情況完全相同,電流方向如圖所示,當兩直導線中的電流都增大時,四個線圈a、b、c、d中產生逆時針方向(俯視)感應電流的是()
A.線圈aB.線圈bC.線圈cD.線圈d
二、右手定則
9.如圖表示閉合電路中的一部分導體ab在磁場中運動的情景,其中能產生由a到b的感應電流的是()
A.B.
C.D.
10.如圖,導體棒MN垂直放置在光滑水平導軌ad和bc上(a、b點是導軌與棒的交點),與電阻R形成閉合回路。在abcd區(qū)域內存在垂直導軌平面豎直向下的勻強磁場,以下有關感應電流的說法正確的是()
A.若導體棒MN水平向左運動,通過電阻R的電流方向是d→R→c
B.若導體棒MN水平向左運動,通過電阻R的電流方向是c→R→d
C.若導體棒MN水平向右運動,通過電阻R的電流方向是d→R→c
D.若導體棒MIN水平向右運動,通過電阻R的電流方向是c→R→d
11.閉合線圈abcd在磁場中運動到如圖所示位置時,ab邊受到的磁場力豎直向下,則此時線圈的運動情況可能是()
A.向左移出磁場B.向右進入磁場
C.向上運動D.向下運動
12.如圖所示,在絕緣水平桌面上,有一東西向放置的水平導體棒ab置于豎直向下的勻強磁場中,ab棒用柔軟的導線與相距較遠的導體棒cd連接,cd棒南北向固定在絕緣水平桌面上,其東側桌面上有一水平光滑金屬導軌,導體棒ef置于導軌上與電源形成閉合電路,導體棒ef與導體棒cd平行且相距較近。現迅速移動ab棒,發(fā)現ef棒向西運動靠近cd棒,是因為ab棒迅速()
A.向東移動B.向北移動C.向西移動D.向南移動
三、楞次定律的實驗探究
13.小明同學探究楞次定律的實驗裝置如圖所示。下列說法正確的是()
A.若線圈導線的繞向未知,對探究楞次定律沒有影響
B.磁鐵勻速向上遠離線圈,閉合回路中不會產生感應電流
C.感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化
D.感應電流的磁場方向總是與引起感應電流的磁場方向相反
四、利用楞次定律判斷感應電流的方向
14.如圖,通電直導線和閉合金屬框共面,第一次將框以cd為軸由Ⅰ位置翻轉到Ⅱ位置,第二次由Ⅰ位置平移到Ⅱ位置,兩次磁通量變化量大小分別為△1、△2。則如下說法正確的是()
A.△1>△2,兩次框中均有adcba方向的電流
B.△1vab,則abdca回路有電流,電流方向為a→c→d→b-→a
21.如圖所示,電阻R、電容器C與一線圈連成閉合電b路,條形磁鐵靜止于線圈的正上方,N極朝下,現使磁鐵開始自由下落,在N極靠近線圈上端的過程中,關于流過電阻R的電流方向和電容器C極板的帶電情況說法正確的是()
A.流過電阻R的電流方向為a→bB.流過電阻R的電流方向為b→a
C.電容器C上極板帶正電D.電容器C下極板帶正電
六、從能量角度理解楞次定律
22.如圖所示,固定的水平長直導線MN中通有向右的恒定電流I,矩形線框ABCD在導線MN的正下方且與MN處于同一豎直平面內。線框ABCD在外力F作用下以恒定的速度豎直向上運動,且運動過程中AB邊始終平行于MN,則在AB邊運動到MN所在位置之前的過程中,下列說法正確的是()
A.穿過線框的磁通量保持不變
B.線框中感應電流的方向始終為A→B→C→D→A
C.線框所受安培力的合力方向向下
D.外力F所做的功等于線框增加的機械能
23.如圖所示,閉合金屬圓環(huán)從高為h的曲面左側最高點自由滾下,又滾上曲面右側,環(huán)平面與運動方向均垂直于非勻強磁場,環(huán)在運動過程中摩擦阻力不計,則下列說法錯誤的是()
A.環(huán)滾上曲面右側的高度等于h
B.環(huán)滾回曲面左側的高度小于h
C.運動過程中環(huán)內有感應電流
D.運動過程中安培力對環(huán)一定做負功
24.如圖所示,用輕繩將一條形磁鐵豎直懸掛于O點,在其正下方的水平絕緣桌面上放置一銅質圓環(huán)。現將磁鐵從A處由靜止釋放,經過B、C到達最低處D,再擺到左側最高處E,圓環(huán)始終保持靜止,下列說法正確的是()
A.磁鐵從B到C的過程中,圓環(huán)中產生逆時針方向的電流(從上往下看)
B.磁鐵從A擺到D的過程中,圓環(huán)給桌面的壓力大于圓環(huán)受到的重力
C.磁鐵從A到D和從D到E的過程中,圓環(huán)受到的摩擦力方向相反
D.磁鐵在A、E兩處的重力勢能相等
25.如圖所示,兩個完全相同的矩形導線框A、B在豎直平面內靠得很近,線框的對應邊相互平行。線框A固定且通有電流I,線框B從圖示位置由靜止釋放,在運動到A下方的過程中()
A.穿過線框B的磁通量先變小后變大
B.線框B中感應電流的方向先順時針后逆時針
C.線框B所受安培力的合力為零
D.線框B的機械能一直減少
26.如圖所示,在一固定水平放置的閉合導體圓環(huán)上方,有一條形磁鐵從離地面高h處由靜止開始下落,最后落在水平地面上。磁鐵下落過程中始終保持豎直,并從圓環(huán)中心一穿過,而不與圓環(huán)接觸。若不計空氣阻力,重力加速度為g,下列說法中正確的是()
A.在磁鐵下落的整個過程中,圓環(huán)中的感應電流方向先逆時針后順時針(從上向下看)
B.磁鐵在整個下落過程中,受圓環(huán)對它的作用力先豎直向上后豎直向下
C.磁鐵在整個下落過程中,它的機械能不變
D.磁鐵落地時的速率一定等于
答案解析部分
1.【答案】C,D
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】當磁通量增加時,感應電流的磁場方向與原磁場方向相反;當磁通量減少時,感應電流的磁場方向與原磁場方向相同。即感應電流的磁場總是阻礙磁通量的變化,其方向取決于引起感應電流的磁通量是增加還是減少,簡而言之“增反減同”,C、D符合題意。
故答案為:CD
【分析】利用磁通量的變化結合楞次定律的增反減同可以判別感應電流產生的磁場方向。
2.【答案】A
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】A、B選項中,當磁鐵向線圈靠近時,穿過線圈的磁通量向下增加,根據楞次定律可知,線圈中的感應電流產生的磁場方向向上,則感應電流從電流計正接線柱流入,則電流計指針向右偏轉,A符合題意,B不符合題意;CD選項中,當磁鐵按題圖所示的方式靠近線圈時,由對稱性可知,穿過線圈的磁通量總是零,線圈中不會有感應電流,CD不符合題意。
故答案為:A。
【分析】利用磁鐵磁場方向結合磁通量變化及楞次定律可以判別其螺線管中感應電流的方向,利用感應電流的方向可以判別指針的偏轉方向。
3.【答案】B
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】蹄形磁鐵在轉動過程中,穿過線圈的磁通量變大,根據楞次定律可知,線圈中產生的感應電流方向為abcda,由左手定則可判斷出ab受到的安培力垂直紙面向外,則矩形線圈與蹄形磁鐵轉動方向相同,即逆時針方向轉動.
故答案為:B。
【分析】利用磁通量的變化結合其楞次定律可以判別其感應電流的方向,結合左手定則可以判別安培力的方向進而判別線圈旋轉的方向。
4.【答案】A,D
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】設線框平面與水平面的夾角為θ,則磁通量=BScosθ,隨著θ角的減小,磁通量增加,A符合題意,B不符合題意;根據楞次定律可知,穿過線框的磁通量向上增加,則線框中產生的感應電流方向為adcba,C不符合題意,D符合題意。
故答案為:AD。
【分析】利用其磁通量的表達式可以判別磁通量的變化,結合楞次定律可以判別感應電流的方向。
5.【答案】A
【知識點】右手定則
【解析】【解答】條形磁鐵進入固定線圈時,線圈所在區(qū)域的磁通量向下且增加,由楞次定律可以判斷,線圈中電流為逆時針方向(從上往下看),通過電流計電流方向為;條形磁鐵進入一半至離開線圈的過程,線圈所在區(qū)域的磁通量向下且減少,由楞次定律可以判斷,線圈中電流為順時針方向(從上往下看),通過電流計電流方向為,A項正確,B、C、D項錯誤.
故答案為:A.
【分析】閉合電路中的磁通量發(fā)生改變,回路中就會產生感應電流,利用楞次定律判斷電流的流向。
6.【答案】B
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】由題圖及安培定則可知,通電直導線在導線左邊產生的磁場的方向為垂直紙面向外,在導線右邊產生的磁場方向垂直紙面向里,當導線框向直導線靠近時,穿過導線框的垂直紙面向外的磁通量變大,根據楞次定律可知感應電流產生的磁場方向垂直紙面向里,則感應電流方向為CBA;當導線框在直導線右側遠離直導線時,穿過導線框的垂直紙面向里的磁通量變小,由楞次定律可知感應電流產生的磁場方向垂直紙面向里,則感應電流方向為CBA。
故答案為:B。
【分析】利用其安培定則可以判別其線圈中磁感應強度的方向,結合楞次定律可以判別其線圈感應電流的方向。
7.【答案】C
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】當線圈平面與磁場方向平行時,線圈平面與磁場方向的夾角為0°,則=0;當線圈平面與磁場方向垂直時,穿過線圈的磁通量最大。圖中的情況是磁場方向與線圈平面垂直,所以開始時的磁通量最大,轉過90°時的磁通量最小。在線圈由圖示位置繞軸OO'轉動180°的過程中,向里穿過線圈的磁通量先減小后增大。向里穿過線圈的磁通量減小時,根據楞次定律結合安培定則可知,線圈中感應電流的方向是A→B→>C→A;轉過的角度大于90°后,向里的磁通量增大,由楞次定律結合安培定則可知,線圈中感應電流的方向仍然是A→B→C→A。ABD不符合題意,C符合題意。
故答案為:C
【分析】利用其線圈中磁通量的變化結合其楞次定律及安培定則可以判別其感應電流的方向。
8.【答案】A
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】線圈a中合磁場垂直紙面向里,當電流增大時,根據楞次定律可知線圈a中有逆時針方向的感應電流,A符合題意;b、d區(qū)域中的合磁通量為零,當電流變化時不會產生感應電流,B、D不符合題意;線圈c中合磁場垂直紙面向外,當電流增大時,根據楞次定律可知線圈c中有順時針方向的感應電流,C不符合題意。
故答案為:A。
【分析】利用其安培定則可以判別其線圈中磁感應強度的方向,結合磁通量的變化及楞次定律可以判別線圈中感應電流的方向。
9.【答案】A
【知識點】右手定則
【解析】【解答】由右手定則可判定A中電流由a到b,B中電流由b到a,C中電流由b到a,D中電流由6到a,A符合題意。
故答案為:A
【分析】利用導體棒切割的速度方向結合右手定則可以判別感應電流的方向。
10.【答案】B
【知識點】右手定則
【解析】【解答】根據右手定則可知,若導體棒MN水平向左運動,通過電阻R的電流方向是c→R→d,A不符合題意,B符合題意;僅在abcd區(qū)域存在豎直向下的勻強磁場,若導體棒MN水平向右運動,電路中無電流,C、D不符合題意。
故答案為:B
【分析】利用右手定則結合導體棒運動的方向可以判別其感應電流的方向。
11.【答案】B
【知識點】左手定則;右手定則
【解析】【解答】根據左手定則可知,ab中電流方向從b到a。線圈向左移出磁場時,由右手定則可知,ab中的電流從a到b,A不符合題意;線圈向右進入磁場,由右手定則可知,ab中感應電流的方向從b到a,B符合題意;線圈向上或向下運動時,穿過線圈的磁通量不變,線圈中無感應電流,ab邊不受安培力,CD不符合題意。
故答案為:B。
【分析】利用左手定則結合安培力的方向可以判別其感應電流的方向,利用其右手定則可以判別其線圈運動的方向。
12.【答案】B
【知識點】右手定則
【解析】【解答】ef棒中的電流由北向南,ef棒與ed棒相互吸引,則cd棒中的電流也由北向南,由右手定則可知ab棒由南向北運動.
故答案為:B。
【分析】利用ef棒與cd棒相互吸引可以判別cd棒的電流方向,結合右手定則可以判別ab棒的運動方向。
13.【答案】C
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】若線圈導線的繞向未知,則不能確定電流的方向,也不能確定感應電流的磁場方向,則不能探究楞次定律,A不符合題意;磁鐵勻速向上遠離線圈,線圈中磁通量會減少,則閉合回路中會產生感應電流,B不符合題意;根據楞次定律可知,感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化,C符合題意;根據楞次定律可知,感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場方向可能相同,也可能相反,D不符合題意。
故答案為:C
【分析】未知其線圈的繞向則不能判別感應電流的方向;當線圈中的磁通量變化時則產生了感應電流;其感應電流所產生的感應磁場一定阻礙原磁場的變化。
14.【答案】A
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】設在位置Ⅰ時磁通量大小為1,在位置Ⅱ時磁通量大小為2。第一次將金屬框繞cd邊翻轉到Ⅱ,磁感線分別從金屬框的兩面穿入,磁通量變化量大小△1=1+2;第二次將金屬框由Ⅰ平移到Ⅱ,磁感線從線框的同一面穿入,磁通量變化量大小△2=1-2,故△1>△2;根據楞次定律結合安培定則可知,兩次電流方向均為adcba,A符合題意,B、C、D不符合題意。
故答案為:A
【分析】利用初末位置磁通量的大小可以判別磁通量變化量的大小,結合楞次定律及安培定則可以判別感應電流的方向。
15.【答案】D
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】根據安培定則判斷可知,電流I在線圈a處產生的磁場方向垂直于紙面向外,當I減小時,穿過線圈a的磁通量減少,根據楞次定律結合安培定則可知,線圈a中產生逆時針方向的電流;電流I在線圈b處產生的磁場方向垂直于紙面向里,當I減小時,穿過線圈b的磁通量減少,根據楞次定律結合安培定則可知,線圈b中產生順時針方向的電流。D符合題意,A、B,C不符合題意。
故答案為:D
【分析】利用安培定則可以判別其線圈周圍磁感應強度的方向,利用線圈中磁通量的變化結合楞次定律可以判別其線圈a和b的感應電流方向。
16.【答案】D
【知識點】左手定則;楞次定律
【解析】【解答】根據楞次定律可知,進入磁場時,矩形導線框中感應電流的方向為abcda,離開磁場時,矩形導線框中感應電流的方向為adcba,A.B不符合題意;因線框與磁場等寬、等長,則穿過磁場的過程中,不可能存在一段時間線框中沒有感應電流,C不符合題意;根據左手定則可知,穿過磁場的過程中,矩形導線框受到的安培力方向始終水平向左,D符合題意。
故答案為:D。
【分析】利用磁通量變化及楞次定律可以判別感應電流的方向;利用左手定則結合感應電流的方向可以判別安培力的方向。
17.【答案】B,D
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】由于B環(huán)帶負電,若B環(huán)順時針減速轉動,電流為逆時針方向,由安培定則可知,B環(huán)產生向外減小的磁場,由楞次定律可知導體A產生沿逆時針方向的電流,A不符合題意;同理可知,若B環(huán)順時針加速轉動,導體環(huán)A產生沿順時針方向的電流;若B環(huán)逆時針加速轉動,導體環(huán)A產生沿逆時針方向的電流;若B環(huán)逆時針減速轉動,導體環(huán)A產生沿順時針方向的電流,B、D符合題意,C不符合題意。
故答案為:BD。
【分析】利用B環(huán)的旋轉可以判別其電流的方向,結合安培定則可以判別A中磁通量的變化,結合楞次定律可以判別A中產生的感應電流方向與題目中電流方向是否相同。
18.【答案】A
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】導體棒在外力作用下向右勻速運動,在導體框M中產生穩(wěn)定的感應電流,感應電流產生穩(wěn)定的磁場,則導體環(huán)N中磁通量不發(fā)生變化,所以導體環(huán)N中無感應電流產生,電流表示數為零,A符合題意,B不符合題意;根據右手定則可知導體框M中感應電流方向為順時針方向,C不符合題意;根據左手定則可知導體棒ab受到的安培力水平向左,D不符合題意。
故答案為:A。
【分析】由于導體棒做勻速直線運動所以產生了恒定的感應電流,利用右手定則可以判別M中的感應電流方向,由于N中的磁通量不變所以N中沒有感應電流的產生。
19.【答案】B,C,D
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】由安培定則可知,a和b兩直導線中的電流在矩形線框所在區(qū)域產生的磁場垂直于紙面向外,當兩導線中電流同時減小時,矩形線框中磁通量減小,由楞次定律可知,矩形線框中產生逆時針方向的電流,同理可知,當兩導線中的電流同時增大時,矩形線框中產生順時針方向的電流,A不符合題意,B符合題意;當線框向a移動或向b移動時,線框中磁通量增大,同樣產生順時針方向的電流,C、D符合題意。
故答案為:BCD。
【分析】利用安培定則可以判別通電導線周圍磁感線的方向,利用線圈中感應電流的方向可以判別感應磁場的方向,結合原磁場的方向可以判別磁通量的變化,進而判別其通電導線電流的變化或其線圈的運動方向。
20.【答案】D
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】若固定ab,使cd向右滑動,則abdca回路有電流,由右手定則可判斷出回路中產生順時針方向的電流,A不符合題意;若ab、cd同向運動且速度大小相同,回路abdca所圍面積不變,磁通量不變,故不產生感應電流,B不符合題意;若ab向左運動,同時cd向右運動,由右手定則可判斷出abdca回路中有順時針方向的電流,C不符合題意;若ab、cd都向右運動,且兩桿速度關系為vcd>vab,則回路abdca所圍面積發(fā)生變化,磁通量也發(fā)生變化,由楞次定律可判斷出,abdca回路中產生順時針方向的電流,D符合題意。
故答案為:D。
【分析】利用導體棒的速度方向結合右手定則可以判別其感應電流的方向;當兩個導體棒以相同速度運動時其磁通量不變沒有感應電流的產生。
21.【答案】A,D
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】當磁鐵N極向下運動時,向下穿過線圈的磁通量變大,由楞次定律可得,感應電流產生的磁場方向與原來磁場方向相反,再由安培定則可得感應電流方向沿線圈盤旋而下,由于線圈相當于電源,則流過R的電流方向是從a到b,電容器下極板帶正電.
故答案為:AD。
【分析】利用其楞次定律結合線圈中磁通量的變化可以判別感應電流的方向,利用感應電流的方向可以判別電容器極板的電性。
22.【答案】C
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】離直導線越近,磁感應強度越強,線框向上運動的過程中,穿過線框的磁通量逐漸增大,A不符合題意;根據安培定則知MN下方的磁場方向垂直紙面向里,線框向上運動的過程中,穿過線框的磁通量增大,根據楞次定律結合安培定則知線框中感應電流的方向為A→D→C→B→A,B不符合題意;根據左手定則知AB邊所受的安培力方向向下,CD邊所受的安培力方向向上,因為AB邊所處位置的磁感應強度大,則AB邊所受安培力大,所以線框所受安培力的合力方向向下,C符合題意;線框勻速向上運動,線框中產生感應電流,F做的功一部分轉化為線框的機械能,一部分轉化為電能,故外力F所做的功大于線框增加的機械能,D不符合題意。
故答案為:C
【分析】利用安培定則可以判別通電導線周圍其磁感應強度的方向,利用楞次定律結合磁通量的變化可以判別感應電流的方向,利用線圈感應電流的方向結合左手定則可以判別安培力的方向;其外力做功等于機械能和電能的產生。
23.【答案】A
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】閉合金屬圓環(huán)在非勻強磁場中運動時,穿過圓環(huán)的磁通量在變化,環(huán)內產生感應電流,機械能的一部分轉化為電能,所以環(huán)滾上曲面右側的高度小于h,環(huán)滾回曲面左側的高度也小于h,B、C說法正確,A說法錯誤;在運動過程中,安培力阻礙圓環(huán)相對磁場的運動,總是阻力,一定做負功,D說法正確。
故答案為:A
【分析】閉合圓環(huán)在運動時其磁通量變化所以產生了感應電流;利用能量守恒定律可以判別環(huán)上升的高度小于h;由于安培力阻礙磁通量的變化所以安培力總是阻力做負功。
24.【答案】B
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】磁鐵從B到C的過程中,穿過圓環(huán)的磁通量向上且增大,根據楞次定律可判斷圓環(huán)產生順時針方向的電流(從上往下看),A不符合題意;磁鐵從A處擺到D處過程中,圓環(huán)中產生的感應電流有使圓環(huán)遠離磁鐵以阻礙圓環(huán)磁通量增大的趨勢,故給桌面的壓力大于圓環(huán)受到的重力,B符合題意;由楞次定律的推論“來拒去留”可知,磁鐵從A到D和從D到E的過程中,圓環(huán)受到的摩擦力方向均向右,C不符合題意;由于有一部分機械能轉化為電能,故磁鐵在A、E兩處的重力勢能不相等,D不符合題意。
故答案為:B。
【分析】利用磁通量的變化結合楞次定律可以判別其安培力的方向及感應電流的方向;利用圓環(huán)的平衡方程結合安培力的方向可以比較重力和壓力的大小;利用來拒去留可以判別圓環(huán)受到的摩擦力方向;利用能量守恒定律可以比較重力勢能的大小。
25.【答案】D
【知識點】機械能綜合應用;楞次定律
【解析】【解答】穿過線框B的磁通量先是從里指向外,大小先變大(感應電流沿順時針方向)后變小到零(感應電流沿逆時針方向),然后磁通量從外指向里,大小先從零變大(感應電流沿逆時針方向)后變小到零(感應電流沿順時針方向),最后磁通量又從里指向外,大小先從零變大(感應電流沿順時針方向)后逐漸變小(感應電流沿逆時針方向),A、B不符合題意;線框B左、右兩條邊所受安培力大小相等、方向相反,左、右兩條邊所受安培力合力為零,但線框B上、下兩條邊所在位置的磁感應強度不是時刻相同的,所以線框B所受安培力的合力不一定為零(或者利用能量守恒定律解釋,即因為有感應電流產生,線框B消耗電能,安培力的合力一定對線框B做功,所以此時安培力的合力不為零),C不符合題意;根據能量守恒定律可知,部分機械能轉化為電能,所以線框B的機械能一直減少,D符合題意。
故答案為:D
【分析】利用通電導線的電流方向結合安培定則可以判別周圍磁感應強度的方向,結合楞次定律可以判別其B線圈中感應電流的方向;利用其磁感應強度的大小可以比較安培力的大小;利用能量守恒定律可以判別線圈B的機械能不斷減小。
26.【答案】A
【知識點】能量守恒定律;楞次定律
【解析】【解答】當條形磁鐵靠近圓環(huán)時,穿過圓環(huán)的磁通量增加,根據楞次定律結合安培定則,可判斷圓環(huán)中感應電流的方向為逆時針(從上向下看),當條形磁鐵遠離圓環(huán)時,穿過圓環(huán)的磁通量減少,根據楞次定律結合安培定則,可判斷圓環(huán)中感應電流的方向為順時針(從上向下看),A符合題意;根據楞次定律的推論“來拒去留”,可判斷磁鐵在整個下落過程中,受圓環(huán)對它的作用力始終豎直向上,B不符合題意;磁鐵在整個下落過程中,由于受到圓環(huán)對它的作用力,機械能不守恒,C不符合題意;若磁鐵從高h處做自由落體運動,其落地速度v=,但磁鐵穿過圓環(huán)的過程中圓環(huán)產生焦耳熱,磁鐵的機械能有一部分轉化為了圓環(huán)的電能,根據能量守恒定律可知,磁鐵落地速度一定小于,D不符合題意。
故答案為:A
【分析】利用圓環(huán)其磁通量的變化結合楞次定律可以判別其感應電流的方向;利用來拒去留可以判別其圓環(huán)對磁鐵的安培力方向;磁鐵下落過程由于受到安培力的作用所以機械能不守恒;利用能量守恒定律可以判別磁鐵落地速度的大小。
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選擇性必修二第二章電磁感應1楞次定律基礎過關練【xm】
一、楞次定律
1.關于楞次定律,下列說法中正確的是()
A.感應電流的磁場方向總是與原磁場的方向相反
B.感應電流的磁場方向總是與原磁場的方向相同
C.感應電流的磁場方向與磁通量增大還是減小有關
D.感應電流的磁場總是阻礙磁通量的變化
【答案】C,D
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】當磁通量增加時,感應電流的磁場方向與原磁場方向相反;當磁通量減少時,感應電流的磁場方向與原磁場方向相同。即感應電流的磁場總是阻礙磁通量的變化,其方向取決于引起感應電流的磁通量是增加還是減少,簡而言之“增反減同”,C、D符合題意。
故答案為:CD
【分析】利用磁通量的變化結合楞次定律的增反減同可以判別感應電流產生的磁場方向。
2.繞在圓柱形鐵芯上的線圈通過導線與電流計連接組成閉合回路。條形磁鐵的軸線和鐵芯的軸線及連接線圈和電流計的導線在同一平面內,鐵芯、線圈及條形磁鐵的幾何中心均在與鐵芯垂直的PQ連線上。條形磁鐵分別與線圈相互平行或相互垂直放置,使其沿QP方向靠近線圈。若電流從電流計“+”接線柱流入時電流計指針向右偏轉,在如下情形中,能觀察到明顯的電磁感應現象且圖中標出的電流計指針偏轉方向正確的是()
A.B.
C.D.
【答案】A
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】A、B選項中,當磁鐵向線圈靠近時,穿過線圈的磁通量向下增加,根據楞次定律可知,線圈中的感應電流產生的磁場方向向上,則感應電流從電流計正接線柱流入,則電流計指針向右偏轉,A符合題意,B不符合題意;CD選項中,當磁鐵按題圖所示的方式靠近線圈時,由對稱性可知,穿過線圈的磁通量總是零,線圈中不會有感應電流,CD不符合題意。
故答案為:A。
【分析】利用磁鐵磁場方向結合磁通量變化及楞次定律可以判別其螺線管中感應電流的方向,利用感應電流的方向可以判別指針的偏轉方向。
3.如圖所示,蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸OO'轉動,將蹄形磁鐵逆時針轉動(從上往下看),則矩形線圈的運動情況和產生的感應電流情況為()
A.線圈將順時針轉動
B.線圈將逆時針轉動
C.線圈轉動,線圈中無感應電流
D.線圈不轉動,線圈中有感應電流
【答案】B
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】蹄形磁鐵在轉動過程中,穿過線圈的磁通量變大,根據楞次定律可知,線圈中產生的感應電流方向為abcda,由左手定則可判斷出ab受到的安培力垂直紙面向外,則矩形線圈與蹄形磁鐵轉動方向相同,即逆時針方向轉動.
故答案為:B。
【分析】利用磁通量的變化結合其楞次定律可以判別其感應電流的方向,結合左手定則可以判別安培力的方向進而判別線圈旋轉的方向。
4.如圖所示,正方形金屬線框abcd靠墻放置,空間中存在豎直向上的勻強磁場。在外力作用下ab邊貼著墻面向下運動,cd邊貼著水平面向左運動,此過程中線框的()
A.磁通量增加B.磁通量減小
C.感應電流方向為abedaD.感應電流方向為adcba
【答案】A,D
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】設線框平面與水平面的夾角為θ,則磁通量=BScosθ,隨著θ角的減小,磁通量增加,A符合題意,B不符合題意;根據楞次定律可知,穿過線框的磁通量向上增加,則線框中產生的感應電流方向為adcba,C不符合題意,D符合題意。
故答案為:AD。
【分析】利用其磁通量的表達式可以判別磁通量的變化,結合楞次定律可以判別感應電流的方向。
5.(2023高二下·贛縣月考)某實驗小組用如圖所示的實驗裝置來驗證楞次定律.當條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時,通過電流計的感應電流方向是()
A.先,后B.先,后
C.D.
【答案】A
【知識點】右手定則
【解析】【解答】條形磁鐵進入固定線圈時,線圈所在區(qū)域的磁通量向下且增加,由楞次定律可以判斷,線圈中電流為逆時針方向(從上往下看),通過電流計電流方向為;條形磁鐵進入一半至離開線圈的過程,線圈所在區(qū)域的磁通量向下且減少,由楞次定律可以判斷,線圈中電流為順時針方向(從上往下看),通過電流計電流方向為,A項正確,B、C、D項錯誤.
故答案為:A.
【分析】閉合電路中的磁通量發(fā)生改變,回路中就會產生感應電流,利用楞次定律判斷電流的流向。
6.如圖所示,導線框ABC與長直導線在同一平面內,直導線通有恒定電流I,在導線框由直導線左側向右勻速靠近直導線過程及在直導線右側向右勻速遠離直導線過程中,導線框中感應電流的方向分別是()
A.都是ABCB.都是CBA
C.靠近時是ABC,遠離時是CBAD.靠近時是CBA,遠離時是ABC
【答案】B
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】由題圖及安培定則可知,通電直導線在導線左邊產生的磁場的方向為垂直紙面向外,在導線右邊產生的磁場方向垂直紙面向里,當導線框向直導線靠近時,穿過導線框的垂直紙面向外的磁通量變大,根據楞次定律可知感應電流產生的磁場方向垂直紙面向里,則感應電流方向為CBA;當導線框在直導線右側遠離直導線時,穿過導線框的垂直紙面向里的磁通量變小,由楞次定律可知感應電流產生的磁場方向垂直紙面向里,則感應電流方向為CBA。
故答案為:B。
【分析】利用其安培定則可以判別其線圈中磁感應強度的方向,結合楞次定律可以判別其線圈感應電流的方向。
7.如圖所示,一圓形金屬線圈放置在水平桌面上,勻強磁場垂直桌面向下,過線圈上A點作切線OO',OO'與線圈在同一平面內。在線圈以OO'為軸翻轉180°的過程中,線圈中電流方向()
A.始終為A→C→B→A
B.先為A→C→B→+A,再為A→B→C→A
C.始終為A→B→C→A
D.先為A→B→>C→A,再為A→C→B→A
【答案】C
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】當線圈平面與磁場方向平行時,線圈平面與磁場方向的夾角為0°,則=0;當線圈平面與磁場方向垂直時,穿過線圈的磁通量最大。圖中的情況是磁場方向與線圈平面垂直,所以開始時的磁通量最大,轉過90°時的磁通量最小。在線圈由圖示位置繞軸OO'轉動180°的過程中,向里穿過線圈的磁通量先減小后增大。向里穿過線圈的磁通量減小時,根據楞次定律結合安培定則可知,線圈中感應電流的方向是A→B→>C→A;轉過的角度大于90°后,向里的磁通量增大,由楞次定律結合安培定則可知,線圈中感應電流的方向仍然是A→B→C→A。ABD不符合題意,C符合題意。
故答案為:C
【分析】利用其線圈中磁通量的變化結合其楞次定律及安培定則可以判別其感應電流的方向。
8.如圖所示,水平面內有兩條相互垂直且彼此絕緣的通電長直導線,以它們?yōu)樽鴺溯S構成一個平面直角坐標系。四個相同的圓形閉合線圈在四個象限內完全對稱放置,兩直導線中的電流大小與變化情況完全相同,電流方向如圖所示,當兩直導線中的電流都增大時,四個線圈a、b、c、d中產生逆時針方向(俯視)感應電流的是()
A.線圈aB.線圈bC.線圈cD.線圈d
【答案】A
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】線圈a中合磁場垂直紙面向里,當電流增大時,根據楞次定律可知線圈a中有逆時針方向的感應電流,A符合題意;b、d區(qū)域中的合磁通量為零,當電流變化時不會產生感應電流,B、D不符合題意;線圈c中合磁場垂直紙面向外,當電流增大時,根據楞次定律可知線圈c中有順時針方向的感應電流,C不符合題意。
故答案為:A。
【分析】利用其安培定則可以判別其線圈中磁感應強度的方向,結合磁通量的變化及楞次定律可以判別線圈中感應電流的方向。
二、右手定則
9.如圖表示閉合電路中的一部分導體ab在磁場中運動的情景,其中能產生由a到b的感應電流的是()
A.B.
C.D.
【答案】A
【知識點】右手定則
【解析】【解答】由右手定則可判定A中電流由a到b,B中電流由b到a,C中電流由b到a,D中電流由6到a,A符合題意。
故答案為:A
【分析】利用導體棒切割的速度方向結合右手定則可以判別感應電流的方向。
10.如圖,導體棒MN垂直放置在光滑水平導軌ad和bc上(a、b點是導軌與棒的交點),與電阻R形成閉合回路。在abcd區(qū)域內存在垂直導軌平面豎直向下的勻強磁場,以下有關感應電流的說法正確的是()
A.若導體棒MN水平向左運動,通過電阻R的電流方向是d→R→c
B.若導體棒MN水平向左運動,通過電阻R的電流方向是c→R→d
C.若導體棒MN水平向右運動,通過電阻R的電流方向是d→R→c
D.若導體棒MIN水平向右運動,通過電阻R的電流方向是c→R→d
【答案】B
【知識點】右手定則
【解析】【解答】根據右手定則可知,若導體棒MN水平向左運動,通過電阻R的電流方向是c→R→d,A不符合題意,B符合題意;僅在abcd區(qū)域存在豎直向下的勻強磁場,若導體棒MN水平向右運動,電路中無電流,C、D不符合題意。
故答案為:B
【分析】利用右手定則結合導體棒運動的方向可以判別其感應電流的方向。
11.閉合線圈abcd在磁場中運動到如圖所示位置時,ab邊受到的磁場力豎直向下,則此時線圈的運動情況可能是()
A.向左移出磁場B.向右進入磁場
C.向上運動D.向下運動
【答案】B
【知識點】左手定則;右手定則
【解析】【解答】根據左手定則可知,ab中電流方向從b到a。線圈向左移出磁場時,由右手定則可知,ab中的電流從a到b,A不符合題意;線圈向右進入磁場,由右手定則可知,ab中感應電流的方向從b到a,B符合題意;線圈向上或向下運動時,穿過線圈的磁通量不變,線圈中無感應電流,ab邊不受安培力,CD不符合題意。
故答案為:B。
【分析】利用左手定則結合安培力的方向可以判別其感應電流的方向,利用其右手定則可以判別其線圈運動的方向。
12.如圖所示,在絕緣水平桌面上,有一東西向放置的水平導體棒ab置于豎直向下的勻強磁場中,ab棒用柔軟的導線與相距較遠的導體棒cd連接,cd棒南北向固定在絕緣水平桌面上,其東側桌面上有一水平光滑金屬導軌,導體棒ef置于導軌上與電源形成閉合電路,導體棒ef與導體棒cd平行且相距較近。現迅速移動ab棒,發(fā)現ef棒向西運動靠近cd棒,是因為ab棒迅速()
A.向東移動B.向北移動C.向西移動D.向南移動
【答案】B
【知識點】右手定則
【解析】【解答】ef棒中的電流由北向南,ef棒與ed棒相互吸引,則cd棒中的電流也由北向南,由右手定則可知ab棒由南向北運動.
故答案為:B。
【分析】利用ef棒與cd棒相互吸引可以判別cd棒的電流方向,結合右手定則可以判別ab棒的運動方向。
三、楞次定律的實驗探究
13.小明同學探究楞次定律的實驗裝置如圖所示。下列說法正確的是()
A.若線圈導線的繞向未知,對探究楞次定律沒有影響
B.磁鐵勻速向上遠離線圈,閉合回路中不會產生感應電流
C.感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化
D.感應電流的磁場方向總是與引起感應電流的磁場方向相反
【答案】C
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】若線圈導線的繞向未知,則不能確定電流的方向,也不能確定感應電流的磁場方向,則不能探究楞次定律,A不符合題意;磁鐵勻速向上遠離線圈,線圈中磁通量會減少,則閉合回路中會產生感應電流,B不符合題意;根據楞次定律可知,感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化,C符合題意;根據楞次定律可知,感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場方向可能相同,也可能相反,D不符合題意。
故答案為:C
【分析】未知其線圈的繞向則不能判別感應電流的方向;當線圈中的磁通量變化時則產生了感應電流;其感應電流所產生的感應磁場一定阻礙原磁場的變化。
四、利用楞次定律判斷感應電流的方向
14.如圖,通電直導線和閉合金屬框共面,第一次將框以cd為軸由Ⅰ位置翻轉到Ⅱ位置,第二次由Ⅰ位置平移到Ⅱ位置,兩次磁通量變化量大小分別為△1、△2。則如下說法正確的是()
A.△1>△2,兩次框中均有adcba方向的電流
B.△1△2;根據楞次定律結合安培定則可知,兩次電流方向均為adcba,A符合題意,B、C、D不符合題意。
故答案為:A
【分析】利用初末位置磁通量的大小可以判別磁通量變化量的大小,結合楞次定律及安培定則可以判別感應電流的方向。
15.如圖所示,三個線圈在同一平面內,當I減小時,關于a、b線圈中的感應電流方向,以下說法正確的是()
A.都為順時針方向
B.a線圈中為順時針方向,b線圈中為逆時針方向
C.都為逆時針方向
D.a線圈中為逆時針方向,b線圈中為順時針方向
【答案】D
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】根據安培定則判斷可知,電流I在線圈a處產生的磁場方向垂直于紙面向外,當I減小時,穿過線圈a的磁通量減少,根據楞次定律結合安培定則可知,線圈a中產生逆時針方向的電流;電流I在線圈b處產生的磁場方向垂直于紙面向里,當I減小時,穿過線圈b的磁通量減少,根據楞次定律結合安培定則可知,線圈b中產生順時針方向的電流。D符合題意,A、B,C不符合題意。
故答案為:D
【分析】利用安培定則可以判別其線圈周圍磁感應強度的方向,利用線圈中磁通量的變化結合楞次定律可以判別其線圈a和b的感應電流方向。
16.如圖為電磁剎車實驗裝置,小車底部安裝有矩形導線框abcd,線框平面平行于地面,在小車行進方向有與abcd等寬、等長的有界勻強磁場,磁場方向垂直地面向上。小車進入磁場前撤去牽引力,小車穿過磁場后滑行一段距離停止。則小車()
A.進入磁場時,矩形導線框中感應電流的方向為adcba
B.離開磁場時,矩形導線框中感應電流的方向為abcda
C.穿過磁場的過程中,中間有一段時間矩形導線框中沒有感應電流
D.穿過磁場的過程中,矩形導線框受到的安培力方向始終水平向左
【答案】D
【知識點】左手定則;楞次定律
【解析】【解答】根據楞次定律可知,進入磁場時,矩形導線框中感應電流的方向為abcda,離開磁場時,矩形導線框中感應電流的方向為adcba,A.B不符合題意;因線框與磁場等寬、等長,則穿過磁場的過程中,不可能存在一段時間線框中沒有感應電流,C不符合題意;根據左手定則可知,穿過磁場的過程中,矩形導線框受到的安培力方向始終水平向左,D符合題意。
故答案為:D。
【分析】利用磁通量變化及楞次定律可以判別感應電流的方向;利用左手定則結合感應電流的方向可以判別安培力的方向。
五、右手定則、楞次定律、安培定則、左手定則的綜合應用
17.如圖,兩同心圓環(huán)A、B在同一水平面內,其中B為均勻帶負電絕緣環(huán),A為導體環(huán),當B在水平面內繞環(huán)心轉動時,導體環(huán)A中產生順時針方向的電流,則B的轉動情況是()
A.順時針減速轉動B.順時針加速轉動
C.逆時針加速轉動D.逆時針減速轉動
【答案】B,D
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】由于B環(huán)帶負電,若B環(huán)順時針減速轉動,電流為逆時針方向,由安培定則可知,B環(huán)產生向外減小的磁場,由楞次定律可知導體A產生沿逆時針方向的電流,A不符合題意;同理可知,若B環(huán)順時針加速轉動,導體環(huán)A產生沿順時針方向的電流;若B環(huán)逆時針加速轉動,導體環(huán)A產生沿逆時針方向的電流;若B環(huán)逆時針減速轉動,導體環(huán)A產生沿順時針方向的電流,B、D符合題意,C不符合題意。
故答案為:BD。
【分析】利用B環(huán)的旋轉可以判別其電流的方向,結合安培定則可以判別A中磁通量的變化,結合楞次定律可以判別A中產生的感應電流方向與題目中電流方向是否相同。
18.如圖所示,勻強磁場B中有一電阻不計的平行金屬導軌,導軌跟導體框M相連,導軌上放有一根導體棒ab,磁場方向垂直于導軌所在平面。若導體棒在外力作用下向右勻速運動,且不考慮ab中電流對導體環(huán)N的影響,則在此過程中,下列說法正確的是()
A.導體環(huán)N中的電流表示數為零
B.導體環(huán)N中電流方向為順時針方向
C.導體框M中電流方向為逆時針方向
D.導體棒ab受到的安培力水平向右
【答案】A
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】導體棒在外力作用下向右勻速運動,在導體框M中產生穩(wěn)定的感應電流,感應電流產生穩(wěn)定的磁場,則導體環(huán)N中磁通量不發(fā)生變化,所以導體環(huán)N中無感應電流產生,電流表示數為零,A符合題意,B不符合題意;根據右手定則可知導體框M中感應電流方向為順時針方向,C不符合題意;根據左手定則可知導體棒ab受到的安培力水平向左,D不符合題意。
故答案為:A。
【分析】由于導體棒做勻速直線運動所以產生了恒定的感應電流,利用右手定則可以判別M中的感應電流方向,由于N中的磁通量不變所以N中沒有感應電流的產生。
19.如圖所示,在光滑的水平桌面上,a和b是兩條固定的平行長直導線,通有大小相等但方向相反的電流。矩形線框位于兩條導線的正中間,下列措施中能使矩形線框中產生順時針方向電流的是()
A.兩導線中的電流同時減小B.兩導線中的電流同時增大
C.線框向a移動D.線框向b移動
【答案】B,C,D
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】由安培定則可知,a和b兩直導線中的電流在矩形線框所在區(qū)域產生的磁場垂直于紙面向外,當兩導線中電流同時減小時,矩形線框中磁通量減小,由楞次定律可知,矩形線框中產生逆時針方向的電流,同理可知,當兩導線中的電流同時增大時,矩形線框中產生順時針方向的電流,A不符合題意,B符合題意;當線框向a移動或向b移動時,線框中磁通量增大,同樣產生順時針方向的電流,C、D符合題意。
故答案為:BCD。
【分析】利用安培定則可以判別通電導線周圍磁感線的方向,利用線圈中感應電流的方向可以判別感應磁場的方向,結合原磁場的方向可以判別磁通量的變化,進而判別其通電導線電流的變化或其線圈的運動方向。
20.如圖所示,MN、GH為光滑的水平平行金屬導軌,ab、cd為跨在導軌上的兩根金屬桿,垂直紙面向外的勻強磁場垂直穿過MN、CH所在的平面,則()
A.若固定ab,使cd向右滑動,則abdca回路有電流,電流方向為a→b→d→c→a
B.若ab、cd以相同的速度一起向右運動,則abdca回路有電流,電流方向為a→c→d→b→a
C.若ab向左運動,同時cd向右運動,則abdca回路中的電流為零
D.若ab、cd都向右運動,且兩桿速度關系為vcd>vab,則abdca回路有電流,電流方向為a→c→d→b-→a
【答案】D
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】若固定ab,使cd向右滑動,則abdca回路有電流,由右手定則可判斷出回路中產生順時針方向的電流,A不符合題意;若ab、cd同向運動且速度大小相同,回路abdca所圍面積不變,磁通量不變,故不產生感應電流,B不符合題意;若ab向左運動,同時cd向右運動,由右手定則可判斷出abdca回路中有順時針方向的電流,C不符合題意;若ab、cd都向右運動,且兩桿速度關系為vcd>vab,則回路abdca所圍面積發(fā)生變化,磁通量也發(fā)生變化,由楞次定律可判斷出,abdca回路中產生順時針方向的電流,D符合題意。
故答案為:D。
【分析】利用導體棒的速度方向結合右手定則可以判別其感應電流的方向;當兩個導體棒以相同速度運動時其磁通量不變沒有感應電流的產生。
21.如圖所示,電阻R、電容器C與一線圈連成閉合電b路,條形磁鐵靜止于線圈的正上方,N極朝下,現使磁鐵開始自由下落,在N極靠近線圈上端的過程中,關于流過電阻R的電流方向和電容器C極板的帶電情況說法正確的是()
A.流過電阻R的電流方向為a→bB.流過電阻R的電流方向為b→a
C.電容器C上極板帶正電D.電容器C下極板帶正電
【答案】A,D
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】當磁鐵N極向下運動時,向下穿過線圈的磁通量變大,由楞次定律可得,感應電流產生的磁場方向與原來磁場方向相反,再由安培定則可得感應電流方向沿線圈盤旋而下,由于線圈相當于電源,則流過R的電流方向是從a到b,電容器下極板帶正電.
故答案為:AD。
【分析】利用其楞次定律結合線圈中磁通量的變化可以判別感應電流的方向,利用感應電流的方向可以判別電容器極板的電性。
六、從能量角度理解楞次定律
22.如圖所示,固定的水平長直導線MN中通有向右的恒定電流I,矩形線框ABCD在導線MN的正下方且與MN處于同一豎直平面內。線框ABCD在外力F作用下以恒定的速度豎直向上運動,且運動過程中AB邊始終平行于MN,則在AB邊運動到MN所在位置之前的過程中,下列說法正確的是()
A.穿過線框的磁通量保持不變
B.線框中感應電流的方向始終為A→B→C→D→A
C.線框所受安培力的合力方向向下
D.外力F所做的功等于線框增加的機械能
【答案】C
【知識點】楞次定律
【解析】【解答】離直導線越近,磁感應強度越強,線框向上運動的過程中,穿過線框的磁通量逐漸增大,A不符合題意;根據安培定則知MN下方的磁場方向垂直紙面向里,線框向上運動的過程中,穿過線框的磁通量增大,根據楞次定律結合安培定則知線框中感應電流的方向為A→D→C→B→A,B不符合題意;根據左手定則知AB邊所受的安培力方向向下,CD邊所受的安培力方向向上,因為AB邊所處位置的磁感應強度大,則AB邊所受安培力大,所以線框所受安培力的合力方向向下,C符合題意;線框勻速向上運動,線框中產生感應電流,F做的功一部分轉化為線框的機械能,一部分轉化為電能,故外力F所做的功大于線框增加的機械能,D不符合題意。
故答案為:C
【分析】利用安培定則可以判別通電導線周圍其磁感應強度的方向,利用楞次定律結合磁通量的變化可以判別感應電流的方向,利用線圈感應電流的方向結合左手定則可以判別安培力的方向;其外力做功等于機械能和電能的產生。
23.如圖所示,閉合金屬圓環(huán)從高為h的曲面左側最高點自由滾下,又滾上曲面右側,環(huán)平面與運動方向均垂直于非勻強磁場,環(huán)在運動過程中摩擦阻力不計,則下列說法錯誤的是()
A.環(huán)滾上曲面右側的高度等于h
B.環(huán)滾回曲面左側的高度小于h
C.運動過程中環(huán)內有感應電流
D.運動過程中安培力對環(huán)一定做負功
【答案】A
【知識點】楞次定律
【解
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