1.根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流的磁場一定是( )A.阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量B.與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反C.阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化D.與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同解析:選C.根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場阻礙的是引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,A錯、C對;感應(yīng)電流的磁場方向在磁通量增加時與原磁場反向,在磁通量減小時與原磁場同向,故B、D錯.
圖4-3-112.如圖4-3-11所示,螺線管CD的導(dǎo)線繞法不明,當(dāng)磁鐵AB插入螺線管時,閉合電路中有圖示方向的感應(yīng)電流產(chǎn)生,下列關(guān)于螺線管磁場極性的判斷,正確的是( )A.C端一定是N極B.D端一定是N極C.C端的極性一定與磁鐵B端的極性相同D.因螺線管的繞法不明,故無法判斷極性解析:選C.根據(jù)楞次定律的另一種表述:“感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因”,本題中螺線管中產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因是磁鐵AB的下降,為了阻礙該原因,感應(yīng)電流的效果只能使磁鐵與螺線管之間產(chǎn)生相斥的作用,即螺線管的C端一定與磁鐵的B端極性相同,與螺線管的繞法無關(guān).但因為磁鐵AB的N、S極性不明,所以螺線管CD的兩端極性也不能明確,所以A、B、D錯,C對.
圖4-3-123.如圖4-3-12所示,光滑U形金屬框架放在水平面內(nèi),上面放置一導(dǎo)體棒,有勻強磁場B垂直框架所在平面,當(dāng)B發(fā)生變化時,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒向右運動,下列判斷正確的是( )A.棒中電流從b→aB.棒中電流從a→bC.B逐漸增大D.B逐漸減小解析:選BD.ab棒是因“電”而“動”,所以ab棒受到的安培力向右,由左手定則可知電流方向a→b,故B對,由楞次定律可知B逐漸減小,D對.4.(2010年高考海南卷)一金屬圓環(huán)水平固定放置.現(xiàn)將一豎直的條形磁鐵,在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開始釋放,在條形磁鐵穿過圓環(huán)的過程中,條形磁鐵與圓環(huán)( )A.始終相互吸引B.始終相互排斥C.先相互吸引,后相互排斥D.先相互排斥,后相互吸引解析:選D.當(dāng)條形磁鐵靠近圓環(huán)時,產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流在磁場中受到安培力的作用,由楞次定律可知,安培力總是“阻礙變化”,因此,條形磁鐵靠近圓環(huán)時,受到排斥力;當(dāng)磁鐵穿過圓環(huán)遠離圓環(huán)時,受到吸引力,D正確.
圖4-3-135.如圖4-3-13所示裝置,線圈與電相連接,線圈N與電流計G相連接.如果線圈N中產(chǎn)生的感應(yīng)電流i從a到b流過電流計,則這時正在進行的實驗過程是( )A.滑動變阻器的滑動頭P向A端移動B.滑動變阻器的滑動頭P向B端移動C.開關(guān)S突然斷開D.鐵芯插入線圈中解析:選BC.開關(guān)S閉合時線圈的磁場B的方向向上,由于副線圈中感應(yīng)電流i從a到b流過電流計,由安培定則可得N線圈的磁場BN的方向向上,即B和BN方向相同,說明原磁場B減弱.能使磁場B減弱的有B、C選項.一、1.如圖4-3-14表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場中做切割磁感線運動的情景,其中能產(chǎn)生由a到b的感應(yīng)電流的是( )圖4-3-14解析:選A.由右手定則可判定A中ab中電流由a向b,B中由b向a,C中由b向a,D中由b向a,故A正確.
圖4-3-152.如圖4-3-15所示,一水平放置的矩形閉合線框abcd在細長磁鐵的N極附近豎直下落,保持bc邊在紙外,ad邊在紙內(nèi),由圖中位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ,這個過程中線圈感應(yīng)電流( )A.沿abcd流動B.沿dcba流動C.先沿abcd流動,后沿dcba流動D.先沿dcba流動,后沿abcd流動解析:選A.線框從位置Ⅰ到位置Ⅱ的過程中,由Φ=B⊥S看出,因B⊥變小,故Φ變小,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同,向上穿過線框,由右手螺旋定則可知,線框中電流的方向為abcd.當(dāng)線框從位置Ⅱ到位置Ⅲ時,由Φ=B⊥S看出,由于B⊥變大,故Φ變大,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反,即向上穿過線框,由右手螺旋定則可以判斷,感應(yīng)電流的方向為abcd.3.如圖4-3-16甲所示,長直導(dǎo)線與矩形線框abcd處在同一平面中固定不動,長直導(dǎo)線中通以大小和方向隨時間作周期性變化的電流i,i-t圖象如圖乙所示,規(guī)定圖中箭頭所指的方向為電流正方向,則在T4~3T4時間內(nèi),對于矩形線框中感應(yīng)電流的方向,下列判斷正確的是( )圖4-3-16A.始終沿逆時針方向B.始終沿順時針方向C.先沿逆時針方向然后沿順時針方向D.先沿順時針方向然后沿逆時針方向解析:選B.在T4~3T4時間內(nèi),穿過線框的磁通量先向里減小后向外增加,由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁通量向里,故感應(yīng)電流的方向始終沿順時針方向,選B.圖4-3-174.(2011年啟東中學(xué)高二檢測)如圖4-3-17所示,AOC是光滑的金屬導(dǎo)軌,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,ab是一根金屬棒,立在導(dǎo)軌上,它從靜止開始在重力作用下運動,運動過程中b端始終在OC上,a端始終在OA上,直到完全落在OC上,空間存在著勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里,則ab棒在上述過程中( )A.感應(yīng)電流方向是b→aB.感應(yīng)電流方向是a→bC.感應(yīng)電流方向先是b→a,后是a→bD.感應(yīng)電流方向先是a→b,后是b→a解析:選C.由數(shù)學(xué)知識可知,金屬棒下滑過程中,與坐標軸所圍面積先增加后減小,穿過回路aOb的磁通量先增加后減小,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流方向先是b→a,后是a→b.圖4-3-185.如圖4-3-18所示,導(dǎo)體AB、CD可在水平軌道上自由滑動,且兩水平軌道在中央交叉處互不相通.當(dāng)導(dǎo)體棒AB向左移動時( )A.AB中感應(yīng)電流的方向為A到BB.AB中感應(yīng)電流的方向為B到AC.CD向左移動D.CD向右移動解析:選AD.由右手定則可判斷AB中感應(yīng)電流方向為A→B,由左手定則可判斷CD受到向右的安培力作用而向右運動.圖4-3-196.(2011年營口高二檢測)如圖4-3-19所示,通電螺線管兩側(cè)各懸掛一個小銅環(huán),銅環(huán)平面與螺線管截面平行.當(dāng)電鍵S接通瞬間,兩銅環(huán)的運動情況是( )A.同時向兩側(cè)推開B.同時向螺線管靠攏C.一個被推開,一個被吸引,但因電正負極未知,無法具體判斷D.同時被推開或同時向螺線管靠攏,因電正負未知,無法具體判斷解析:選A.當(dāng)電路接通瞬間,穿過線圈的磁通量在增加,使得穿過兩側(cè)銅環(huán)的磁通量都在增加,由楞次定律可知,兩環(huán)中感應(yīng)電流的磁場與線圈中磁場方向相反,即受到線圈磁場的排斥作用,使兩銅環(huán)分別向外側(cè)移動,選項A正確.
圖4-3-207.如圖4-3-20所示,ab是一個可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動的閉合線圈,在滑動變阻器R的滑片P自左向右滑動的過程中,ab線圈將( )A.靜止不動B.逆時針轉(zhuǎn)動C.順時針轉(zhuǎn)動D.發(fā)生轉(zhuǎn)動,因電正負極不明,無法確定轉(zhuǎn)動方向解析:選B.當(dāng)P向右滑動時,電路中的總電阻是減小的,因此通過線圈的電流增加,電磁鐵兩磁極間的磁場增強,穿過ab線圈的磁通量增加,線圈中有感應(yīng)電流,線圈受磁場力作用發(fā)生轉(zhuǎn)動.直接使用楞次定律中的“阻礙”,線圈中的感應(yīng)電流將阻礙原磁通量的增加,線圈就會通過轉(zhuǎn)動改變與磁場的正對面積,阻礙原磁通量的增加,只有逆時針轉(zhuǎn)動才會減小有效面積,以阻礙磁通量的增加.故選項B正確.
圖4-3-218.(2009年高考海南卷)一長直鐵芯上繞有一固定線圈,鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接,木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N,N可在木質(zhì)圓柱上無摩擦移動.連接在如圖4-3-21所示的電路中,其中R為滑動變阻器,E1和E2為直流電,S為單刀雙擲開關(guān).下列情況中,可觀測到N向左運動的是( )A.在S斷開的情況下,S向a閉合的瞬間B.在S斷開的情況下,S向b閉合的瞬間C.在S已向a閉合的情況下,將R的滑動頭向c端移動時D.在S已向a閉合的情況下,將R的滑動頭向d端移動時解析:選C.由楞次定律及左手定則可知:只要線圈中電流增強,即穿過N的磁通量增加,則N受排斥而向右,只要線圈中電流減弱,即穿過N的磁通量減弱,則N受吸引而向左.故C選項正確.
圖4-3-229.如圖4-3-22所示,在勻強磁場中放有平行銅導(dǎo)軌,它與大線圈相連,要使導(dǎo)線圈N獲得順時針方向的感應(yīng)電流,則放在導(dǎo)軌上的裸金屬棒ab的運動情況是(兩線圈共面放置)( )A.向右勻速運動B.向左加速運動C.向右減速運動D.向右加速運動解析:選BC.欲使N產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流,則感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)為垂直紙面向里,由楞次定律可知有兩種情況:一是中有順時針方向逐漸減小的電流,使其在N中的磁場方向向里,且磁通量在減;二是中有逆時針方向逐漸增大的電流,使其在N中的磁場方向向外,且磁通量在增大.因此,對于前者,應(yīng)使ab減速向右運動;對于后者,則應(yīng)使ab加速向左運動.故應(yīng)選BC.(注意勻速運動只能產(chǎn)生恒定電流;勻變速運動產(chǎn)生均勻變化的電流.)圖4-3-2310.如圖4-3-23,粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為的銅質(zhì)矩形線圈.當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時,若線圈始終不動.則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運動趨勢的正確判斷是( )A.FN先小于g后大于g,運動趨勢向左B. FN先大于g后小于g,運動趨勢向左C.FN先小于g后大于g,運動趨勢向右D.FN先大于g后小于g,運動趨勢向右解析:選D.當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時,線圈中向下的磁通量先增加后減小,由楞次定律可知,線圈中先產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流,后產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流,線圈的感應(yīng)電流磁場阻礙磁鐵的運動,故靠近時磁鐵與線圈相互排斥,線圈受排斥力向右下方,F(xiàn)N大于g,線圈有水平向右運動的趨勢;離開時磁鐵與線圈相互吸引,線圈受到吸引力向右上方,F(xiàn)N小于g,線圈有水平向右運動的趨勢.所以正確選項是D.
二、非圖4-3-2411.(2010年高考上海卷)如圖4-3-24,金屬環(huán)A用輕繩懸掛,與長直螺線管共軸,并位于其左側(cè),若變阻器滑片P向左移動,則金屬環(huán)A將向________(填“左”或“右”)運動,并有________(填“收縮”或“擴張”)趨勢.解析:P向左移動,螺線管中的電流增大,環(huán)中磁通量增大,由楞次定律“阻礙”的含義可知,環(huán)向左移動,且有收縮趨勢.答案:左 收縮12.(2011年通州市調(diào)研)我們可以通過實驗探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向的決定因素和遵循的物理規(guī)律.以下是實驗探究過程的一部分.(1)如圖4-3-25甲所示,當(dāng)磁鐵的N極向下運動時,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn),若要探究線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向,必須知道____________________________________________________________________________________________________________________.圖4-3-25(2)如圖乙所示,實驗中發(fā)現(xiàn)閉合開關(guān)時,電流表指針向右偏.電路穩(wěn)定后,若向左移動滑動觸頭,此過程中電流表指針向________偏轉(zhuǎn);若將線圈A抽出,此過程中電流表指針向________偏轉(zhuǎn)(均選填“左”或“右”).解析:(1)電流表沒有電流通過時,指針在中央位置,要探究線圈中電流的方向,必須知道電流從正(負)接線柱流入時,指針的偏轉(zhuǎn)方向.(2)閉合開關(guān)時,線圈A中的磁場增強,線圈B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流使電流表向右偏,則當(dāng)左移滑片時,會使線圈A中的磁場增強,電流表指針將向右偏;當(dāng)線圈A抽出,在線圈B處的磁場減弱,線圈B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流將使電流表指針向左偏.答案:(1)電流從正(負)接線柱流入時,電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向 (2)右 左
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