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第1讲电磁感应现象楞次定律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.12,两次运动中金属框中均有沿adcba方向的电流产生D.12,两次运动中金属框中均有沿abcda方向的电流产生答案C设金属框在位置时通过金属框的磁通量为1,金属框在位置时通过金属框的磁通量为2,由题可知1=|2-1|,2=|-2-1|,所以通过金属框的磁通量变化量大小1mg,T2mgB.T1mg,T2mg,T2mgD.T1mg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12.(多选)(2019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()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ACBAABCAACBAB.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。
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