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1、第九章,电磁感应9.1 电磁感应现象楞次定律1 .处在磁场中的一闭合线圈,若没有产生感应电流,则可以判定()A.线圈没有在磁场中运动B.线圈没有做切割磁感线运动C.磁场没有发生变化D.穿过线圈的磁通量没有发生变化解析:要发生电磁感应现象,产生电流,必须是穿过线圈的磁通量发生变化,否则无感应电流.只有D项正确.答案:D2 .如图所示,在一个固定的圆柱形磁铁的N极附近放一个平面线圈,磁铁轴线与线圈水平中心线XH重合,下列情况中线圈内产生感应电流的是()NA.线圈沿x轴向右平移B.线圈绕x轴转动C.线圈沿垂直纸面方向向外平移D.线圈绕y/轴转动解析:线圈按A、B选项所述方式运动,线圈平面的磁通量未发
2、生变化,只有C、D选项磁通量发生变化.答案:CD3 .如图,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下.当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)()磁铁与线圈相互吸引磁铁与线圈相互排斥 磁铁与线圈相互吸引 磁铁与线圈相互排斥A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,解析:由题意知穿过线圈的磁场方向向下,磁铁向下运动造成磁通量增加,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,由安培定则可判断出感应电流的方向如图所示,由楞次定律知感应电流的磁场要阻碍磁通
3、量的增加,所以线圈对磁铁起着排斥作用,故B正确.答案:B4 .如图所示,光滑固定的金属导轨M、N水平放置,两根导体棒P、。平行置在导轨上,形成一个闭合回路.当一条形磁铁从高处下落接近回路时()A.P、Q将相互靠拢B.P、。将互相远离C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g解析:方法一:设磁铁下端为N极,如图所示,根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向,根据左手定则可判断RQ所受安培力的方向.可见,R。将互相靠拢.由于回路所受安培力的合力向下,由牛顿第三定律,磁铁将受到向上的反作用力,从而加速度小于g.当磁铁下端为S极时,根据类似的分析可得到相同的结果.所以本题应选A、D.方法二:根据楞
4、次定律的另一表述感应电流的效果,总要反抗产生感应电流的原因.本题中“原因”是回路中磁通量的增加,归根结底是磁铁靠近回路,“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近,所以,P、。将互相靠近且磁铁的加速度小于g.应选A、D.答案:AD5 .电阻R、电容器C与一线圈连成闭合回路.条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示,现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过H的电流方向和电容器极板的带电情况是():11arbA.从。至IJ力,B.从a 至IJ b, C.从 b 至IJ a, D.从b到,上极板带正电下极板带正电上极板带正电下极板带正电解析:由楞次定律判断D正确.答案:D6 .如图
5、所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外.一个矩形闭合导线框abed,沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右).则()H1A.导线框进入磁场时,感应电流方向为:abcdaB.导线框离开磁场时,感应电流方向为:adcbaC.导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右D.导线框进入磁场时,受到的安培力方向水平向左解析:由楞次定律可知,导线框进入磁场时,感应电流磁场垂直纸面向里,由安培定则知,感应电流方向为adcba,故A项错.同理可判断导线框离开磁场时感应电流方向为abcda,故B项错.由楞次定律的“阻碍”含义,阻碍相对运动,故无论进入还是离开磁场,安培力方向都是水平向左的.答案:D7
6、.如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中己经标出.左线圈连着平行导轨M和M导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中.下列说法中正确的是()A.当金属棒ab向右匀速运动时,B.当金属棒ab向右匀速运动时, C.当金属棒ab向右加速运动时, D.当金属棒ab向右加速运动时,a点电势高于h点,。点电势高于。点, 方点电势高于。点, 匕点电势高于。点,C点电势高于d点C点与d点等电势 C点电势高于d点 d点电势高于C点解析:当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时,金属棒产生恒定感应电动势,由右手定则判断电流方向由。一6根据电流从电源(H)相当于电源)
7、正极流出沿外电路回到电源负极的特点,可以判断b点电势高于。点.又左线圈中的感应电动势恒定,则感应电流也恒定,所以穿过右线圈的磁通量保持不变,不产生感应电流.当ab向右做加速运动时,由右手定则可推断ba,电流沿逆时针方向.又由E=BLv可知ab导体两端的E不断增大,那么左边电路中的感应电流也不断增大,由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的,并且磁场不断增强,所以右边电路的线圈中的向上的磁通量不断增加.由楞次定律可判断右边电路的感应电流方向应沿逆时针,而在右线圈的电路中,感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上.把这个线圈看作电源,由于电流是从C沿内电路(即右线圈)流向d,所以d
8、点电势高于C点.答案:BD8 .如图所示,导线框HCd与直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流/,当线框由左向右匀速通过直导线的过程中时,线框中感应电流的方向是(A.先abed,后dcba,再abed9 .先abcdi后dcbaC.始终dcbaD.先dcba,后abed,再dcba解析:如图所示为通电直导线的磁场分布图,可用两种方法判定:bXXX(1)用磁通量变化来判定.在线框跨越导线过程中,线框左边部分磁感线穿出,而右边部分则穿入,我们用合磁通量来判定.当跨在导线左边的线框面积大于右边面积时,合磁通量是向外的且逐渐减小,为阻碍这个方向的磁通量减小,感应电流方向沿必Cd;当跨在导线右边的线框面
9、积大于左边面积时,合磁通量向内逐渐增大,为阻碍向内的磁通量增大,感应电流方向也为沿HCa(2)用切割磁感线来判定.在线框跨越导线的过程中,用右手定则可得,Cd边的感应电动势向上,油边的感应电动势向下,而ad、be边不切割磁感线,没有感应电动势产生,因此Cd和油边产生的感应电动势叠加起来使线框的感应电流的方向沿abed.另由楞次定律可判定线框未跨导线前的感应电流方向为公的,离开导线后感应电流的方向也为AM.应选D.答案:D10 如图,粗糙水平桌面上有一质量为M的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力尸N及在水平方向运动趋势的
10、正确判断是()A.Fn先小于Ing后大于mg,运动趋势向左B.Fn先大于mg后小于mg,运动趋势向左C/n先小于mg后大于mg,运动趋势向右D.尸N先大于机g后小于mg,运动趋势向右解析:条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时,通过线圈的磁通量先增加后又减小.当通过线圈磁通量增加时,为阻碍其增加,在竖直方向上线圈有向下运动的趋势,所以线圈受到的支持力大于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势,当通过线圈的磁通量减小时,为阻碍其减小,在竖直方向上线圈有向上运动的趋势,所以线圈受到的支持力小于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势.综上所述,线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力,运动趋势总是向右.D项正
11、确.答案:D10 .如图,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行.已知在,=0至L=A的时间间隔内,直导线中电流,发生某种变化,而线框中的感应电流总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右.设电流i正方向与图中箭头所示方向相同,则i随时间,变化的图线可能是图中的()i解析:依题意,线框中感应电流方向总是沿顺时针方向,由于线框受到安培力中左边框受力较大,故以左边框受力为主,由左手定则可知直线电流方向向上时,线框受到向左的安培力,直线电流方向向下时,线框受到向右的安培力,故A对.答案:A11 .如图所示,一半圆形铝框处在水平向外
12、的非匀强磁场中,场中各点的磁感应强度为比=含,y为该点到地面的距离,C为常数,氏为一定值.铝框平面与磁场垂直,直径外水平,(空气阻力不计)铝框由静止释放下落的过程中()A.铝框回路磁通量不变,感应电动势为OB.回路中感应电流沿顺时针方向,直径ah两点间电势差为OC.铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度gD.直径而受安培力向上,半圆弧而受安培力向下,铝框下落加速度大小可能等于g解析:由题意知,),越小,反越大,下落过程中,磁通量逐渐增加,A错误;由楞次定律判断,铝框中电流沿顺时针方向,但“0,B错误;直径而受安培力向上,半圆弧必受安培力向下,但直径4匕处在磁场较强的位置,所受安培力较大,半圆弧
13、外的等效水平长度与直径相等,但处在磁场较弱的位置,所受安培力较小,这样整个铝框受安培力的合力向上,故C正确D错误.答案:C12 .如图所示,闭合线圈必Cd在磁场中运动到如图位置时,H边受到的磁场力竖直向上,此线圈的运动情况可能是()A.向右进入磁场B.向左移出磁场C.以外为轴转动D.以Cd为轴转动解析:外边受磁场力竖直向上,由左手定则知,通过他的电流方向是由。指向儿由右手定则可知当线圈向左移出磁场时,加边切割磁感线可产生顺时针方向的电流,当然也可以用楞次定律判断当线圈向左移出磁场时,磁通量减小,产生顺时针的感应电流,故B正确.当以必或Cd为轴转动时,在图示位置,导线不切割磁感线,无电流产生,故
14、C、D错.答案:B13 .如图,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布.一铜制圆环用丝线悬挂于。点,将圆环拉至位置。后无初速释放,在圆环从。摆向人的过程中()A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B.感应电流方向一直是逆时针C.安培力方向始终与速度方向相反D.安培力方向始终沿水平方向解析:本题考查楞次定律的应用及安培力方向的判断.圆环在虚线左侧向下运动时,穿过环的磁通量先增后减,由楞次定律可知,感应电流方向先逆时针后顺时针;穿过虚线在右侧向上运动时,穿过的磁通量先增后减,由楞次定律可知,感应电流方向先顺时针后逆时针,A对;在任何位置处,圆环上下两侧定培力抵消,左右两
15、侧的合安培力始终水平向左,C错,D对.答案:AD14 .一长直铁芯上绕有一固定线圈铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环MN可在木质圆柱上无摩擦移动,M连接在如图所示的电路中,其中R为滑动变阻器,巴和及为直流电源,S为单刀双掷开关.下列情况中,可观测到N向左运动的是()A.在S断开的情况下,S向。闭合的瞬间B.在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间C.在S已向。闭合的情况下,将R的滑动头向。端移动时D.在S已向。闭合的情况下,将R的滑动头向d端移动时解析:在S断开的情况下,S向(b)闭合的瞬间M中电流瞬时增加,左端为磁极N(S)极,穿过金属环N的磁通量增加,根据楞次定律可知N环向右运动,A、B均错;在S已向。闭合的情况下将R的滑动头向C端移动时,电路中电流减小,M产生的磁场减弱,穿过N的磁通量减小,根据楞次定律,可知N环向左运动,D错、C对.答案:C15 .如图,均匀带正电的绝缘圆环。与金属圆环b同心共面放置,当。绕。点在其所在平面内旋转时,中产生顺时针方向的感应电流且具有收缩趋势,由此可知,圆环。()A.顺时针加速旋转B.顺时针减速旋转C.逆时针加速旋转