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1、第 1 页 共 10 页 1 第 1 讲 电磁感应现象 楞次定律第 1 讲 电磁感应现象 楞次定律 A 组 基础过关A 组 基础过关 1.如图所示,一个金属圆环水平放置在竖直向上的无限大匀强磁场中,能使圆环中产生感应电流的做法 是( ) A.使匀强磁场均匀减弱 B.保持圆环水平并在磁场中上下移动 C.保持圆环水平并在磁场中左右移动 D.保持圆环水平并使圆环绕过圆心的竖直轴转动 答案 A 使匀强磁场均匀减弱,则穿过圆环的磁通量减小,能够产生感应电流;保持圆环水平并在磁场中 上下、左右移动或使圆环绕过圆心的竖直轴转动时,穿过圆环的磁通量不变,不能产生感应电流。 2.如图所示,一个 U 形金属导轨水
2、平放置,其上放有一个金属导体棒 ab,有一个磁感应强度为 B 的匀强磁 场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为 (02,两次运动中金属框中均有沿 adcba 方向的电流产生 B.1=2,两次运动中金属框中均有沿 abcda 方向的电流产生 C.1mg,T2mgB.T1mg,T2mg 第 7 页 共 10 页 7 答案 A 金属圆环从位置到位置过程中,由楞次定律的推广含义可知,感应电流的效果总是阻碍引 起感应电流的原因。原因是环向下运动,则环所受的安培力始终向上,由牛顿第三定律可知,圆环对磁铁 的作用力始终向下,所以选项 A 正确。 B 组 能力提升B 组 能力提升 12.(多选)(2019
3、 湖南株洲质检)如图甲所示,等离子气流由左边以如图甲所示的速度 v0连续射入 P1和 P2 两金属板间的匀强磁场中,ab 直导线与 P1、P2相连,线圈 A 与直导线 cd 相连。线圈 A 内有如图乙所示的 变化磁场,且规定向左为磁感应强度 B 的正方向,如图甲所示。则下列说法正确的是( ) A.01s 内 ab、cd 导线互相排斥 B.12s 内 ab、cd 导线互相排斥 C.23s 内 ab、cd 导线互相排斥 D.34s 内 ab、cd 导线互相排斥 答案 CD 由题图甲左侧电路结合左手定则可以判断 ab 中电流方向为由 a 到 b;由题图甲右侧电路及题 图乙结合楞次定律及安培定则可以判
4、断,02s 内 cd 中感应电流方向为由 c 到 d,跟 ab 中的电流同向,因 此 ab、 cd 相互吸引,选项 A、 B 错误。 24s 内 cd 中感应电流方向为由 d 到 c,跟 ab 中电流反向,因此 ab、 cd 相互排斥,选项 C、D 正确。 13.(多选)匀强磁场方向垂直纸面,规定垂直纸面向里的方向为正,磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律如 图甲所示。 在磁场中有一细金属圆环,圆环平面位于纸面内,如图乙所示。 令 I1、 I2、 I3分别表示 Oa、 ab、 bc 段的感应电流,f1、 f2、 f3分别表示电流为 I1、I2、I3时,金属环上很小一段受到的安培力。则( )
5、第 8 页 共 10 页 8 A.I1沿逆时针方向,I2沿顺时针方向 B.I2沿逆时针方向,I3沿顺时针方向 C.f1方向指向圆心,f2方向指向圆心 D.f2方向背离圆心向外,f3方向指向圆心 答案 AD 在 Oa 段,磁场方向垂直纸面向里且均匀增强,根据楞次定律和安培定则可判断产生的感应电 流的方向沿逆时针方向,同理,可知 ab、bc 段产生的感应电流的方向均沿顺时针方向,A 正确,B 错误;根 据左手定则可判断 Oa、ab、bc 段金属圆环上很小一段受到的安培力的方向,f1、 f3方向指向圆心,而 f2 方向背离圆心向外,C 错误,D 正确。 14.(多选)1824 年,法国科学家阿拉果完
6、成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置,在其中 心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示。实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过 圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后。下列说法正确的是( ) A.圆盘上产生了感应电动势 B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动 C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动 第 9 页 共 10 页 9 答案 AB 如图所示,将铜圆盘等效为无数个长方形线圈的组合,则每个线圈绕 OO轴转动时,均有感应 电流产生,这些感应电流产生
7、的磁场对小磁针有作用力,从而使小磁针转动起来,可见 A、B 均正确。由上 述分析可见,感应电流的方向与圆盘的转动方向并不一致,故 D 错。由对称性可见,穿过整个圆盘的磁通 量始终为零,故 C 错。 15.(多选)如图所示,一个闭合三角形导线框 ABC 位于竖直平面内,其下方(略靠前)固定一根与导线框平 面平行、并与导线框底边 BC 平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流。释放导线框,它由实 线位置下落到虚线位置未发生转动,在此过程中( ) A.导线框中感应电流的方向依次为 ACBAABCAACBA B.导线框内的磁通量为零时,感应电流却不为零 C.导线框所受安培力的合力方向依次为向上向
8、下向上 D.导线框所受安培力的合力为零,做自由落体运动 答案 AB 根据安培定则可知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外,下方的磁场方向垂直于纸面向里,而 且越靠近导线磁场越强,所以闭合导线框 ABC 在下落过程中,导线框内磁通量垂直于纸面向外且先逐渐增 大,当 BC 边与导线处于同一水平面时,达到最大,再向下运动,导线框内磁通量垂直于纸面向外且逐渐减 小至零,然后随着导线框的下落,导线框内磁通量垂直于纸面向里且逐渐增大,当到达某一位置时,达到 最大,继续下落时,导线框内磁通量垂直于纸面向里且逐渐减小,根据楞次定律可知,感应电流的磁场方 第 10 页 共 10 页 10 向先向里,再向外,最后向里,再由安培定则可知导线框中感应电流的方向依次为 ACBAABCAACBA,A 正 确;导线框在下落过程中,穿过导线框的磁通量时刻都在变化,当导线框内的磁通量为零时,仍有感应电动 势产生,所以感应电流不为零,B 正确;根据对楞次定律的理解,感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运 动,由于导线框一直向下运动,所以导线框所受安培力的合力方向一直向上,大小不为零,导线框不做自 由落体运动,C、D 错误。