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1、 [每課一測]
1.帶電圓環(huán)繞圓心在圓環(huán)所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn),在環(huán)的中心處有一閉合小線圈,小線圈和圓環(huán)在同一平面內(nèi),則( )
A.只要圓環(huán)在轉(zhuǎn)動,小線圈內(nèi)就一定有感應(yīng)電流
B.不管圓環(huán)怎樣轉(zhuǎn)動,小線圈內(nèi)都沒有感應(yīng)電流
C.圓環(huán)做變速轉(zhuǎn)動時,小線圈內(nèi)一定有感應(yīng)電流
D.圓環(huán)做勻速轉(zhuǎn)動時,小線圈內(nèi)沒有感應(yīng)電流
解析:帶電圓環(huán)旋轉(zhuǎn)時,與環(huán)形電流相當(dāng),若勻速旋轉(zhuǎn),電流恒定,周圍磁場不變,穿過小線圈的磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,A錯D對;若帶電圓環(huán)變速轉(zhuǎn)動,相當(dāng)于電流變化,周圍產(chǎn)生變化的磁場,穿過小線圈的磁通量變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,B錯C對。
答案:CD
2.如圖1所示,絕緣水平面上有兩
2、個離得很近的導(dǎo)體環(huán)a、b。將條形磁鐵沿它們的正中向下移動(不到達(dá)該平面),a、b將如何移動( )
A.a(chǎn)、b將相互遠(yuǎn)離
B.a(chǎn)、b將相互靠近 圖1
C.a(chǎn)、b將不動
D.無法判斷
解析:根據(jù)Φ=BS,磁鐵向下移動過程中B增大,所以穿過每個環(huán)中的磁通量都有增大的趨勢。由于S不可改變,為阻礙增大,導(dǎo)體環(huán)應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離磁鐵,所以a、b將相互遠(yuǎn)離。
答案:A
3.(2020·日照模擬)如圖2所示,一根條形磁鐵從左向右靠近閉合金屬環(huán)的過程中,環(huán)中的感應(yīng)電流(自左向右看)( )
圖2
A.沿順時針方向
B.先沿順時針方向后沿逆時針方向
C.沿逆時針方向
D
3、.先沿逆時針方向后沿順時針方向
解析:條形磁鐵從左向右靠近閉合金屬環(huán)的過程中,向右的磁通量一直增加,根據(jù)楞次定律,環(huán)中的感應(yīng)電流(自左向右看)為逆時針方向,C對。
答案:C
4.勻強磁場區(qū)域?qū)挒閐,一正方形線框abcd的邊長為l,且l>d,線框以速度v通過磁場區(qū)域如圖3所示,從線框進入到完全離開磁場的時間內(nèi),線框中沒有感應(yīng)電流的時間是
( )
圖3
A. B.
C. D.
解析:只有線框在進入磁場過程中(bc邊未出磁場)和線框在出磁場的過程中(僅ad邊在磁場中切割運動的過程中),穿過線框的磁通量才發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流。ac邊和bd邊都
4、在磁場外時穿越磁場的過程中,穿過線圈的磁通量沒有改變,所以沒有感應(yīng)電流,則t=。
答案:B
5.我國新發(fā)明的J20隱形戰(zhàn)機,現(xiàn)在正處于試飛階段。由于地磁場的存在,飛機在我國上空一定高度水平飛行時,其機翼就會切割磁感線,機翼的兩端之間會有一定的電勢差。則從飛行員的角度看,機翼左端的電勢比右端的電勢( )
A.低 B.高
C.相等 D.以上情況都有可能
解析:北半球的地磁場的豎直分量向下,由右手定則可判定飛機無論向哪個方向飛行,由飛行員的角度看均為左側(cè)機翼電勢較高。
答案:B
6.如圖4所示,在直線電流附近有一根金屬棒ab,當(dāng)金屬棒以b端為圓心,以ab為半徑,在
5、過導(dǎo)線的平面內(nèi)勻速旋轉(zhuǎn)達(dá)到圖中的位置時( )
A.a(chǎn)端聚積電子
B.b端聚積電子 圖4
C.金屬棒內(nèi)電場強度等于零
D.φa>φb
解析:根據(jù)右手螺旋定則可知,在導(dǎo)線右側(cè)磁感線方向垂直于紙面向外,由右手定則知棒中電流方向由b指向a,由于金屬棒相當(dāng)于電源,在電源內(nèi)部,電流是由負(fù)極流向正極,則B、D正確。
答案:BD
7.電阻R、電容C與一線圈連成閉合電路,條形磁鐵靜止于線圈的正上方,N極朝下,如圖5所示?,F(xiàn)使磁鐵開始自由下落,在N極接近線圈上端的過程中,流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是( )
圖5
A.從a到b,上極板帶正電
6、B.從a到b,下極板帶正電
C.從b到a,上極板帶正電
D.從b到a,下極板帶正電
解析:根據(jù)楞次定律判知電流從b到a,電容器下極板帶正電。故選項D正確。
答案:D
8.如圖6所示,在勻強磁場中,MN、PQ是兩根平行的金屬導(dǎo)軌,而ab、cd為串有伏特表和安培表的兩根金屬棒,同時以相同速度向右運動時,下列說法中正確的是( )
A.電壓表有讀數(shù),電流表有讀數(shù)
B.電壓表無讀數(shù),電流表有讀數(shù) 圖6
C.電壓表無讀數(shù),電流表無讀數(shù)
D.電壓表有讀數(shù),電流表無讀數(shù)
解析:此題考查對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和對電壓表、電流表示數(shù)的理解。兩棒以相同速度向右運動時,因穿過面abc
7、d的磁通量不變,回路中沒有感應(yīng)電流,電流表和電壓表均不會有讀數(shù)。
答案:C
9.(2020·江蘇高考)如圖7所示,固定的水平長直導(dǎo)線中通有電流 I,矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi),且一邊與導(dǎo)線平行。線框由靜止釋放,在下落過程中( )
A.穿過線框的磁通量保持不變 圖7
B.線框中感應(yīng)電流方向保持不變
C.線框所受安培力的合力為零
D.線框的機械能不斷增大
解析:當(dāng)線框由靜止向下運動時,穿過線框的磁通量逐漸減小,根據(jù)楞次定律可得產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向為順時針且方向不發(fā)生變化,A錯誤,B正確;因線框上下兩邊所在處的磁場強弱不同,線框所受的安培力的合力一定不為零,C錯誤
8、;整個線框所受的安培力的合力豎直向上,對線框做負(fù)功,線框的機械能減小,D錯誤。
答案:B
10.北半球地磁場的豎直分量向下。如圖8所示,在北京某中學(xué)實驗室的水平桌面上,放置邊長為L的正方形閉合導(dǎo)體線圈abcd,線圈的ab邊沿南北方向,ad邊沿東西方向。下列說法中正確的是( )
圖8
A.若使線圈向東平動,則a點的電勢比b點的電勢低
B.若使線圈向北平動,則a點的電勢比b點的電勢低
C.若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn),則線圈中感應(yīng)電流方向為a→b→c→d→a
D.若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn),則線圈中感應(yīng)電流方向為a→d→c→b→a
解析:用楞次定律判斷產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向。線圈
9、向東平動時,ba和cd兩邊切割磁感線,且兩邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小相同,a點電勢比b點電勢低,A對;同理,線圈向北平動,則a、b電勢相等,高于c、d兩點電勢,B錯;以ab為軸將線圈翻轉(zhuǎn),向下的磁通量減小了,感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)該向下,再由右手螺旋定則知,感應(yīng)電流的方向為a→b→c→d→a,則C對。
答案:AC
11.磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場僅存在于邊長為2l的正方形范圍內(nèi),有一個電阻為R、邊長為l的正方形導(dǎo)線框abcd,沿垂直于磁感線方向,以速度v勻速通過磁場,如圖9所示,從ab進入磁場時開始計時,到線框離開磁場為止。 圖9
(1)畫出穿過線框的磁通量隨
10、時間變化的圖像;
(2)判斷線框中有無感應(yīng)電流。若有,請判斷出感應(yīng)電流的方向。
解析:線框穿過磁場的過程可分為三個階段:進入磁場階段(只有ab邊在磁場中)、在磁場中運動階段(ab、cd兩邊都在磁場中)、離開磁場階段(只有cd邊在磁場中)。
(1)①線框進入磁場階段:t為0→,線框進入磁場中的面積線性增加,S=l·v·t,最后為Φ=B·S=Bl2。
②線框在磁場中運動階段:t為→,
線框磁通量為Φ=Bl2,保持不變。
③線框離開磁場階段:t為→,線框磁通量線性減小,最后為零。
(2)線框進入磁場階段,穿過線框的磁通量增加,線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流。由右手定則可知,感應(yīng)電流方向為逆時針方
11、向。
線框在磁場中運動階段,穿過線框的磁通量保持不變,無感應(yīng)電流產(chǎn)生。線框離開磁場階段,穿過線框的磁通量減小,線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流。由右手定則可知,感應(yīng)電流方向為順時針方向。
答案:(1)見解析
(2)線框進入磁場階段,電流方向為逆時針;線框在磁場中運動階段,無電流;線框離開磁場階段,電流方向為順時針。
12.如圖10所示,固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中,金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動。t=0時,磁感應(yīng)強度為B0,此時MN到達(dá)的位置使MDEN構(gòu)成一個邊長為l的正方形。為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,從t=0開始,磁感應(yīng)強度B應(yīng)怎樣隨時間t變化?請推導(dǎo)出這種情況下B與t的關(guān)系式。 圖10
解析:要使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,應(yīng)使穿過線圈平面的磁通量不發(fā)生變化
在t=0時刻,穿過線圈平面的磁通量
Φ1=B0S=B0l2
設(shè)t時刻的磁感應(yīng)強度為B,此時磁通量為
Φ2=Bl(l+vt)
由Φ1=Φ2得B=。
答案:見解析