1.(2010·徐州模拟)在图1所示的电路中,两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央,当电流从“+”接线柱流入时,指针向右摆;电流从“-”接线柱流入时,指针向左摆.在电路接通后再断开的瞬间,下列说法中符合实际情况的是 ( )
A.G1表指针向左摆,G2表指针向右摆
B.G1表指针向右摆,G2表指针向左摆
C.G1、G2表的指针都向左摆
D.G1、G2表的指针都向右摆
解析:电路接通后线圈中电流方向向右,当电路断开时,线圈中电流减小,产生与原方向相同的自感电动势,与G2和电阻组成闭合回路,所以G1中电流方向向右,G2中电流方向向左,即G1指针向右摆,G2指针向左摆.B项正确.
答案:B
12.(16分)磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内,有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd,沿垂直于磁感线方向,以速度v匀速通过磁场,如图13所示,从ab进入磁场时开始计时.
(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象;
(2)判断线框中有无感应电流.若有,请判断出感应电流的方向;若无,请说明
理由.
解析:线框穿过磁场的过程可分为三个阶段:进入磁场阶段(只有ab边在磁场中)、
在磁场中运动阶段(ab、cd两边都在磁场中)、离开磁场阶段(只有cd边在磁场中).
(1)①线框进入磁场阶段:t为0-,线框进入磁场中的面积与时间成正比,S=lvt,
最后为Φ=BS=Bl2.
②线框在磁场中运动阶段:t为-,
线框磁通量为Φ=Bl2,保持不变.
③线框离开磁场阶段:t为-,线框磁通量线性减小,最后为零.
(2)线框进入磁场阶段,穿过线框的磁通量增加,线框中将产生感应电流.由右手定则可知,感应电流方向为逆时针方向.
线框在磁场中运动阶段,穿过线框的磁通量保持不变,无感应电流产生.
线框离开磁场阶段,穿过线框的磁通量减小,线框中将产生感应电流.由右手定则可知,感应电流方向为顺时针方向.
答案:(1)如右图所示
(2)线框进入磁场阶段,感应电流方向逆时针;线框在磁场中运动阶段,无感应电流;线框离开磁场阶段,感应电流方向顺时针.
答案:C
11.(14分)如图12所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动.t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形.为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B应怎样随时间t变化?请推导出这种情况下B与t的关系式.
解析:要使MN棒中不产生感应电流,应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化
在t=0时刻,穿过线圈平面的磁通量
Φ1=B0S=B0l2
设t时刻的磁感应强度为B,此时磁通量为
Φ2=Bl(l+vt)
由Φ1=Φ2得B=.
答案:B=
10.如图11所示,AOC是光滑的金属轨道,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金属直杆如图所示立在导轨上,直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动,运动过程中Q端始终在OC上,空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场,则在PQ杆滑动的过程中,下列判断正确的是 ( )
A.感应电流的方向始终是由P→Q
B.感应电流的方向先是由P→Q,后是由Q→P
C.PQ受磁场力的方向垂直杆向左
D.PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左,后垂直于杆向右
解析:在PQ杆滑动的过程中,杆与导轨所围成的三角形面积先增大后减小,三角形POQ内的磁通量先增大后减小,由楞次定律可判断B项对;再由PQ中电流方向及左手定则可判断D项对.
答案:BD
9.(2010·南京模拟)如图10所示,通过水平绝缘的传送带输送完全相同的铜线圈,线圈均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,线圈进入磁场前等距离排列,穿过磁场后根据线圈间的距离,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2个线圈是不合格线圈
D.从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈
解析:由产生电磁感应现象的条件和楞次定律知,A正确,B错误.由各线圈位置关系知,C错误,D正确.
答案:AD
8.如图9所示,在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环.以下判断中正确的是 ( )
A.释放圆环,环下落时环的机械能守恒
B.释放圆环,环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁受的重力大
C.给磁铁水平向右的初速度,磁铁滑出时做减速运动
D.给磁铁水平向右的初速度,圆环产生向左运动的趋势
解析:由条形磁铁磁场分布特点可知,穿过其中央位置正上方的
圆环的合磁通量为零,所以在环下落的过程中,磁通量不变,没有感应电流,圆环只
受重力,则环下落时机械能守恒,A对,B错;给磁铁水平向右的初速度,由楞次定律
可知,圆环的运动总是阻碍自身磁通量的变化,所以环要受到向右的作用力,由牛顿
第三定律可知,磁铁要受到向左的作用力而做减速运动(或据“总阻碍相对运动”的推
论得出),故C对D错.
答案:AC
7.如图8所示,一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中,下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是( )
A.圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动
B.圆盘以某一水平直径为轴匀速转动
C.圆盘在磁场中向右匀速平移
D.匀强磁场均匀增加
解析:圆盘绕过圆心的竖直轴转动和在磁场中匀速平
移,都不会使其磁通量发生变化,故不会有电磁感应现象,A、C错误;圆盘绕水平轴
转动或磁场均匀增加,都会使圆盘中的磁通量发生变化,故有感应电流产生,B、D
正确.
答案:BD
6.如图7所示是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流.各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中正确的是 ( )
解析:根据楞次定律可确定感应电流的方向:对C选项,当磁铁向下运动时:(1)闭合线圈原磁场的方向--向上;(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化--增加;(3)感应电流产生的磁场方向--向下;(4)利用安培定则判断感应电流的方向--与图中箭头方向相同.故C项正确.同理分析可知D项正确.
答案:CD
5.现代汽车中有一种先进的制动机构,可保证车轮在制动时
不是完全刹死滑行,而是让车轮仍有一定的滚动.经研究
这种方法可以更有效地制动,它有一个自动检测车速的装
置,用来控制车轮的转动,其原理如图6所示,铁质齿轮P
与车轮同步转动,右端有一个绕有线圈的磁体,M是一个
电流检测器.当车轮带动齿轮转动时,线圈中会有电流,
这是由于齿靠近线圈时被磁化,使磁场增强,齿离开线圈时磁场减弱,磁通量变化
使线圈中产生了感应电流.将这个电流经放大后去控制制动机构,可有效地防止车
轮被制动抱死.在齿a转过虚线位置的过程中,关于M中感应电流的说法正确的是
( )
A.M中的感应电流方向一直向左
B.M中的感应电流方向一直向右
C.M中先有自右向左、后有自左向右的感应电流
D.M中先有自左向右、后有自右向左的感应电流
解析:由楞次定律知,感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”.由于齿靠近线圈时被磁化,使磁场增强,感应电流的磁场总要阻碍原磁场增强,由安培定则可知M中感应电流的方向为自左向右;齿离开线圈时磁场减弱,由楞次定律知,M中感应电流方向为自右向左.D项正确.
答案:D
4.(2010·填江模拟)如图5甲所示,两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈A中通以如图5乙所示的变化电流,t=0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示).在t1-t2时间内,对于线圈B,下列说法中正确的是 ( )
A.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势
B.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势
C.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有扩张的趋势
D.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有收缩的趋势
解析:在t1-t2时间内,通入线圈A中的电流是正向增大的,即逆时针方向增大的,其内部会产生增大的向外的磁场,穿过B的磁通量增大,由楞次定律可判定线圈B中会产生顺时针方向的感应电流.线圈B中电流为顺时针方向,与A中的电流方向相反,有排斥作用,故线圈B将有扩张的趋势.综上所述,A项正确.
答案:A
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