题目列表(包括答案和解析)
10.(2010·试题调研)某研究性学习小组在探究电磁感应现象和楞次定律时,设计并进行了如下实验:如图,矩形金属线圈放置在水平薄玻璃板上,有两块相同的蹄形磁铁,相对固定,四个磁极之间的距离相等.当两块磁铁匀速向右通过线圈位置时,线圈静止不动,那么线圈所受摩擦力的方向是( )
A.先向左,后向右
B.先向左,后向右,再向左
C.一直向右
D.一直向左
答案:D
解析:根据楞次定律的推广意义,线圈中产生的感应电流的磁场会阻碍原来磁通量变化,线圈相对磁铁“来拒去留”,即当磁铁靠近时它们互相排斥,线圈受到向右的斥力,当磁铁远离时,线圈受到向右的引力,线圈静止不动,故线圈受到玻璃板对它的静摩擦力方向始终向左.
9.如图甲所示,长直导线与闭合线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示.在0-时间内,长直导线中电流向上,则线框中感应电流的方向与所受安培力情况是( )
A.0-T时间内线框中感应电流方向为顺时针方向
B.0-T时间内线框中感应电流方向为先顺时针方向后逆时针方向
C.0-T时间内线框受安培力的合力向左
D.0-时间内线框受安培力的合力向右,-T时间内线框受安培力的合力向左
答案:A
解析:0-时间内,电流i在减小,闭合线框内的磁通量必然在减小,由楞次定律可以判断线框中感应电流方向为顺时针方向,而且0-时间内线框受安培力的合力应向左;同理,可以判断在-T时间内,电流i在反向增大,闭合线框内的磁通量必然在增大,由楞次定律可以判断线框中感应电流方向也为顺时针方向,故A项对B项错;而且-T时间内线框受安培力的合力应向右,C、D错误.
8.如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好;匀强磁场的方向垂直纸面向里,导体棒的电阻可忽略.当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是( )
A.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由b到a
B.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到a
C.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由a到b
D.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由a到b
答案:B
解析:由楞次定律可知,当磁场开始增强时,线圈平面转动的效果是为了减小线圈磁通量的增加,而线圈平面与磁场间的夹角越小时,通过的磁通量越小,所以线圈平面将向使α减小的方向转动.
7.绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上,铁芯上套着一个铝环,线圈与电源、开关相连,如图所示.线圈上端与电源正极相连,闭合开关的瞬间,铝环向上跳起.若保持开关闭合,则( )
A.铝环不断升高
B.铝环停留在某一高度
C.铝环跳起到某一高度后将回落
D.如果电源的正、负极对调,观察到的现象不变
答案:CD
解析:开关闭合瞬间,铝环中的磁通量增加,产生的感应电流受到安培力作用使铝环运动,运动的效果阻碍磁通量的变化,所以铝环向上跳起,开关闭合后,线圈周围的磁场恒定,则铝环将回落,所以A、B两项错误,C项正确;当电源的正负极对调后现象同上,D项正确.
6.如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2L的正方形abcd中,在这个正方形的同一平面内,有一电阻为R、边长为L的正方形导体线圈ABCD,以速度v匀速通过磁场.从BC边进入磁场开始计时,试回答下列问题:
(1)穿过线圈的磁通量Φ随时间t如何变化,并作出磁通量随时间变化的图象.
(2)线圈中有无感应电流,若有,请判断出感应电流的方向.
答案:(1)如解析图所示
(2)线框在第一段时间内的感应电流方向为逆时针;
第三阶段的感应电流方向为顺时针;在第二时间段里无感应电流.
解析:由于本题中线圈的速度不变,可根据题意把整个过程从时间上分成三段即0-L/v(BC边进磁场到AD边进磁场)、L/v-2L/v(整个线圈都在磁场中)、2L/v-3L/v(BC边出磁场到AD边出磁场)三个时间段,根据磁通量的公式Φ=B·S可知,线圈的磁通量在第一段时间内从零均匀增大到最大值,然后在第二段时间内磁通量保持最大值不变,在第三时间段内均匀减小直到零.(如图所示)
由法拉第电磁感应定律可以知道只有通过闭合回路的磁通量发生变化才有感应电动势和感应电流,所以在第一时间段和第三时间段才有感应电动势和感应电流,且由楞次定律可知,第一段时间内的感应电流方向为逆时针;第三阶段的感应电流方向为顺时针;在第二时间段里无感应电流.
5.如图所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈,线圈等距离排列,且与传送带以相同的速度匀速运动.为了检测出个别未闭合的不合格线圈,让传送带通过一固定匀强磁场区域,磁场方向垂直于传送带,根据穿过磁场后线圈间的距离,就能够检测出不合格线圈,通过观察图形,判断下列说法正确的是( )
A.若线圈闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动
B.若线圈不闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动
C.从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈
D.从图中可以看出,第4个线圈是不合格线圈
答案:AC
解析:若线圈闭合进入磁场时,由于产生电磁感应现象,根据楞次定律可判断线圈相对传送带向后滑动,故A对;若线圈不闭合,进入磁场后,不会产生感应电流,故线圈相对传送带不发生滑动,B错;从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈,C对.
4.(2010·济南模拟)如图所示,金属棒ab置于水平放置的金属导体框架cdef上,棒ab与框架接触良好.从某一时刻开始,给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场,并且磁场均匀增加,ab棒仍静止,在磁场均匀增加的过程中,关于ab棒受到的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.摩擦力大小不变,方向向右
B.摩擦力变大,方向向右
C.摩擦力变大,方向向左
D.摩擦力变小,方向向左
答案:B
解析:本题考查电磁感应定律和平衡条件.由法拉第电磁感应定律,ab中产生的电流的大小恒定,方向由b到a,由左手定则,ab受到的安培力方向向左下方,F=BIL,由于B均匀变大,F变大,F的水平分量Fx变大,静摩擦力Ff=Fx变大,方向向右,B正确,本题难度中等.
3.如图所示,一根长导线弯曲成如图所示形状,通以直流电I,正中间用绝缘线悬挂一金属环C,环与导线处于同一竖直平面内.在电流I增大的过程中,下列叙述正确的是( )
A.金属环中无感应电流产生
B.金属环中有顺时针方向的感应电流
C.悬挂金属环C的竖直线中的张力不变
D.金属环C仍能保持静止状态
答案:D
解析:导线中的电流在金属环C内产生的合磁通量向里,故电流I增大的过程中,金属环C中的磁通量向里增大,由安培定则及楞次定律知金属环中有逆时针方向的感应电流,故A、B选项错;由对称性及左手定则知金属环受到了竖直向下的安培力的作用且随着电流I增大而增大,金属环C仍能保持静止状态,故C项错,D项正确.
2.(2010·临沂模拟)直导线ab放在如图所示的水平导体框架上,构成一个闭合回路.长直导线cd和框架处在同一个平面内,且cd和ab平行,当cd中通有电流时,发现ab向左滑动.关于cd中的电流下列说法正确的是( )
A.电流肯定在增大,不论电流是什么方向
B.电流肯定在减小,不论电流是什么方向
C.电流大小恒定,方向由c到d
D.电流大小恒定,方向由d到c
答案:B
解析:ab向左滑动,说明通过回路的磁通量在减小,通过回路的磁感应强度在减弱,通过cd的电流在减小,与电流方向无关.
1.(2010·福州模拟)著名物理学家费曼曾设计过一个实验,如图所示.在一块绝缘板上中部安一个线圈,并接有电源,板的四周有许多带负电的小球,整个装置支撑起来.忽略各处的摩擦,当电源接通的瞬间,下列关于圆盘的说法中正确的是( )
A.圆盘将逆时针转动 B.圆盘将顺时针转动
C.圆盘不会转动 D.无法确定圆盘是否会动
答案:A
解析:瞬间增强的磁场会在周围产生一个顺时针的电场,负电荷受到逆时针方向的电场力,带动圆盘逆时针转动.
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