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一、单项选择题
1.如图所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法中正确的是( )
A.向左拉出和向右拉出时,环中感应电流方向相反
B.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿顺时针方向
C.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿逆时针方向
D.将圆环拉出磁场过程中,环全部处在磁场中运动时,也有感应电流产生
解析:选B.圆环中感应电流的方向,取决于圆环中磁通量变化的状况,不论向左或向右将圆环拉出磁场,圆环中垂直纸面对里的磁感线都要削减,依据楞次定律可知,感应电流产生的磁场与原来磁场方向相同,即都垂直纸面对里,应用安培定则可以推断出感应电流方向沿顺时针方向.圆环全部处在磁场中运动时,虽然导线做切割磁感线运动,但环中磁通量不变,只有圆环离开磁场,环的一部分在磁场中,另一部分在磁场外时,环中磁通量才发生变化,环中才有感应电流.故选B.
2.如图所示,螺线管CD的导线绕向不明,当磁铁AB插入螺线管时,电路中有图示方向的电流产生,下列关于螺线管极性的推断正确的是( )
A.C端确定是N极
B.C端确定是S极
C.C端的极性确定与磁铁B端的极性相同
D.无法推断极性,因螺线管的绕法不明
解析:选C.AB插入使螺线管磁通量增大引起感应电流,据楞次定律:感应电流的磁场阻碍AB插入,因此,C端极性确定和B端极性相同,以阻碍AB靠近.
3.如图所示,一对大磁极,中间处可视为匀强磁场,上、下边缘处为非匀强磁场,一矩形导线框abcd保持水平,从两磁极间中心上方某处开头下落,并穿过磁场( )
A.线框中有感应电流,方向先是a→b→c→d→a后是d→c→b→a→d
B.线框中有感应电流,方向先是d→c→b→a→d后是a→b→c→d→a
C.受磁场的作用,线框要发生转动
D.线框中始终没有感应电流
解析:选D.由于线框从两极间中心上方某处开头下落,依据对称性知,下落过程中穿过abcd的磁通量始终是零,没有变化,所以始终没有感应电流,因此不会受磁场的作用,故选项D正确.
4.某磁场磁感线如图所示,有一铜线圈自图示A处落至B处,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是( )
A.始终顺时针
B.始终逆时针
C.先顺时针再逆时针
D.先逆时针再顺时针
解析:选C.自A点落至图示位置时,穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律推断知线圈中感应电流方向为顺时针,自图示位置落至B点时,穿过线圈的磁通量削减,由楞次定律推断知,线圈中感应电流方向为逆时针,C项正确.
5.一磁铁自上向下运动,穿过一闭合导电回路,如图所示.当磁铁运动到a处和b处时,回路中感应电流的方向分别是( )
A.顺时针,逆时针
B.逆时针,顺时针
C.顺时针,顺时针
D.逆时针,逆时针
解析:选B.当磁铁接近线圈时,线圈中的磁通量向下增加,由“增反减同”,得知感应电流的磁场方向向上,再由安培定则知线圈中感应电流的方向为逆时针(俯视);当磁铁从线圈中穿出时,原磁场方向不变仍向下,但穿过线圈的磁通量要削减,依据楞次定律知感应电流的磁场方向向下,由安培定则知感应电流为顺时针(俯视),故选B.
二、多项选择题
6.
如图所示,光滑U形金属框架放在水平面内,上面放置一导体棒,有匀强磁场B垂直框架所在平面,当B发生变化时,发觉导体棒向右运动,下列推断正确的是( )
A.棒中电流从b→a B.棒中电流从a→b
C.B渐渐增大 D.B渐渐减小
解析:选BD.ab棒是因“电”而“动”,所以ab棒受到的安培力向右,由左手定则可知电流方向为a→b,故B正确,由楞次定律可知B渐渐减小,D正确.故选BD.
7.如图所示,通电螺线管N置于闭合金属环M的轴线上,当N中的电流突然减小时,则( )
A.环M有缩小的趋势
B.环M有扩张的趋势
C.螺线管N有缩短的趋势
D.螺线管N有伸长的趋势
解析:选AD.对通电螺线管,当通入的电流突然减小时,螺线管每匝间的相互吸引力也减小,所以匝间距增大;对金属环,穿过的磁通量也随之削减,由于内外磁场从两方向穿过金属环,面积减小才能阻碍磁通量的削减,金属环有缩小的趋势,故选AD.
8.两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环.当A以如图所示的方向绕中心轴转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流,则( )
A.A可能带正电且转速减小
B.A可能带正电且转速增大
C.A可能带负电且转速减小
D.A可能带负电且转速增大
解析:选BC.选取A环争辩,若A环带正电,且转速增大,则使穿过环面的磁通量向里增加,由楞次定律知,B环中感应电流的磁场方向向外,故B正确,A错误;若A环带负电,且转速增大,则使穿过环面的磁通量向外增加,由楞次定律知,B环中感应电流的磁场方向向里,B环中感应电流的方向应为顺时针方向,故D错误,C正确.故选BC.
9.
如图所示,在匀强磁场中放有平行金属导轨,它与大线圈P相连接,要使小线圈Q获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的裸金属棒ab的运动状况是(两线圈共面)( )
A.向右匀速运动 B.向左加速运动
C.向右减速运动 D.向右加速运动
解析:选BC.欲使Q线圈中产生顺时针的感应电流,感应电流的磁场方向垂直于纸面对里,由楞次定律可知有两种状况,一是P中有顺时针方向的渐渐减小的电流,该电流产生的穿过Q的磁通量在削减;二是P中有逆时针方向的渐渐增大的电流,该电流产生的穿过Q的磁通量在增大.因此,对于第一种状况,应使ab减速向右运动;对于其次种状况,应使ab加速向左运动.当ab匀速运动时,在P中产生的感应电流是稳定的,穿过Q的磁通量不变化,Q中无感应电流.故选BC.
☆10.如图所示装置中,cd杆原来静止.当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动(说明:导体棒切割速度越大,感应电流越大,导体棒匀速切割磁感线时,感应电流恒定)( )
A.向右匀速运动 B.向右加速运动
C.向左加速运动 D.向左减速运动
解析:选BD.ab杆匀速运动时,ab杆中感应电流恒定,L1中磁通量不变,穿过L2的磁通量不变,L2中无感应电流产生,cd杆保持静止,A不正确;ab杆向右加速运动时,L2中的磁通量向下,增大,通过cd杆的电流方向向下,cd杆向右移动,B正确;同理可得C不正确,D正确.
三、非选择题
11.如图所示,在水平桌面上有一金属圆环,当用一条形磁铁由上向下插向圆环时,试问:
(1)圆环对桌面的压力怎样变化?
(2)圆环有收缩的趋势还是扩张的趋势?
解析:(1)依据楞次定律的推广含义“来拒去留”,圆环与磁铁之间相互排斥,从而使圆环对桌面的压力变大.
(2)依据楞次定律的推广含义“增缩减扩”,磁铁插向圆环时,穿过圆环的磁通量增加,所以圆环有收缩的趋势.
答案:见解析
12.如图所示,在两根平行长直导线M、N中,通以同方向同大小的电流I,导线框abcd和两导线在同一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速运动,在移动过程中,线框中感应电流方向怎样?
解析:线框在两电流中线OO′的右侧时,穿过线框的合磁通量垂直纸面穿出,线框左移,合磁通量变小,为了阻碍这个方向的磁通量减小,感应电流的方向是abcd.
当线框跨越两电流中线OO′时,线框的合磁通量由穿出变为穿入,感应电流的方向还是abcd.
线框再左移,线框合磁通量穿入且增加,感应电流的方向还是abcd.
所以线框中感应电流的方向始终是abcd.
答案:始终是abcd
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