第二章 电磁感应 1楞次定律 课后训练提升 基础巩固 选择题(第1~5题为单选题,第6~8题为多选题) 1.如图所示,将一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间,铝框可以绕竖直轴线OO自 由转动。转动磁铁,会发现静止的铝框也会发生转动。下列说法正确的是() A.铝框与磁极转动方向相反 B.铝框始终与磁极转动得一样快 C.铝框是因为磁铁吸引铝质材料而转动的 D.铝框是因为受到安培力而转动的 答案D 解析:根据楞次定律可知,为阻碍磁通量变化,则铝框与磁铁转动方向相同,但快慢 不一,故选项A、B错误;转动磁铁时,导致铝框的磁通量变化,从而产生感应电流, 出现安培力,导致铝框转动,所以铝框是因为受到安培力而转动的,故选项C错 误,D正确。 2.下图为一种延时开关示意图,M和N是绕在同一个铁芯上的两个线圈,其中M 与电源E、开关S构成回路,N的两端用导线αb直接连起来。当闭合S后,铁芯 吸住衔铁A,开关触头B就将高压电路接通;当断开S时,衔铁仍被铁芯吸住,一会 儿后才被弹簧C拉上去,从而实现延时断开电路的目的。下列说法正确的是 () 高压 电路 A.起延时效果的主要部件是线圈M B.闭合S电路稳定工作后,导线ab中有从α流向b的感应电流 C.断开S瞬间,导线ab中有从a流向b的感应电流
第二章 电磁感应 1 楞次定律 课后· 基础巩固 选择题(第 1~5 题为单选题,第 6~8 题为多选题) 1.如图所示,将一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间,铝框可以绕竖直轴线 OO'自 由转动。转动磁铁,会发现静止的铝框也会发生转动。下列说法正确的是( ) A.铝框与磁极转动方向相反 B.铝框始终与磁极转动得一样快 C.铝框是因为磁铁吸引铝质材料而转动的 D.铝框是因为受到安培力而转动的 答案:D 解析:根据楞次定律可知,为阻碍磁通量变化,则铝框与磁铁转动方向相同,但快慢 不一,故选项 A、B 错误;转动磁铁时,导致铝框的磁通量变化,从而产生感应电流, 出现安培力,导致铝框转动,所以铝框是因为受到安培力而转动的,故选项 C 错 误,D 正确。 2.下图为一种延时开关示意图,M 和 N 是绕在同一个铁芯上的两个线圈,其中 M 与电源 E、开关 S 构成回路,N 的两端用导线 ab 直接连起来。当闭合 S 后,铁芯 吸住衔铁 A,开关触头 B 就将高压电路接通;当断开 S 时,衔铁仍被铁芯吸住,一会 儿后才被弹簧 C 拉上去,从而实现延时断开电路的目的。下列说法正确的是 ( ) A.起延时效果的主要部件是线圈 M B.闭合 S 电路稳定工作后,导线 ab 中有从 a 流向 b 的感应电流 C.断开 S 瞬间,导线 ab 中有从 a 流向 b 的感应电流
D.电源E的正负极对调接入后,该装置就没有延时效果 答案:C 解析:分析电路可知,当闭合S时,M线圈中产生电流,电流周围产生磁场,根据安培 定则可知,铁芯下端为N极,产生由上向下的磁场,电路稳定后,磁场不变,N线图中 不会产生感应电流,导线αb中没有电流;当断开S时,线圈M中电流逐渐减小,直 至消失,N线圈中的磁通量由上向下逐渐减小,根据楞次定律可知,产生由上向下 的感应磁场,根据安培定则可知,感应电流方向由α到b,铁芯下端为N极,所以起 到延时效果的主要部件是线圈N,故选项A、B错误,C正确。电源E的正负极对 调接入后,断开S,N线圈中仍然产生感应磁场,该装置仍具有延时效果,故选项D 错误。 3.如图所示,在载流直导线旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且 在同一水平面内,在导轨上有两条可自由滑动的导体棒αb和cd。载流直导线中 的电流逐渐增强时,导体棒ab和cd的运动情况是( A.一起向左运动 B.一起向右运动 C.ab和cd相向运动,相互靠近 D.ab和cd相背运动,相互远离 答案:C 解析:方法一:电流增强时,电流在abdc回路中产生的垂直纸面向里的磁场增强,回 路磁通量增大,根据楞次定律可知,回路产生逆时针方向电流;αb边电流方向向下, 所受安培力向右,cd边电流方向向上,所受安培力向左,故ab和cd相向运动,选项 C正确。方法二:电流增强时,电流在abdc回路中产生的垂直纸面向里的磁场增 强,回路磁通量增大,根据楞次定律可知,回路要减小面积以阻碍磁通量的增加,因 此,两导体棒要相向运动,相互靠近,选项C正确。 4.M、N两个完全相同的铜环可绕固定的轴OO无摩擦旋转,若分别加上如图 甲、乙所示的匀强磁场,当同时让M、N以相同的初速度旋转时() A.M环先停 B.N环先停
D.电源 E 的正负极对调接入后,该装置就没有延时效果 答案:C 解析:分析电路可知,当闭合 S 时,M 线圈中产生电流,电流周围产生磁场,根据安培 定则可知,铁芯下端为 N 极,产生由上向下的磁场,电路稳定后,磁场不变,N 线圈中 不会产生感应电流,导线 ab 中没有电流; 当断开 S 时,线圈 M 中电流逐渐减小,直 至消失,N 线圈中的磁通量由上向下逐渐减小,根据楞次定律可知,产生由上向下 的感应磁场,根据安培定则可知,感应电流方向由 a 到 b,铁芯下端为 N 极,所以起 到延时效果的主要部件是线圈 N,故选项 A、B 错误,C 正确。电源 E 的正负极对 调接入后,断开 S,N 线圈中仍然产生感应磁场,该装置仍具有延时效果,故选项 D 错误。 3.如图所示,在载流直导线旁固定有两平行光滑导轨 A、B,导轨与直导线平行且 在同一水平面内,在导轨上有两条可自由滑动的导体棒 ab 和 cd。载流直导线中 的电流逐渐增强时,导体棒 ab 和 cd 的运动情况是( ) A.一起向左运动 B.一起向右运动 C.ab 和 cd 相向运动,相互靠近 D.ab 和 cd 相背运动,相互远离 答案:C 解析:方法一:电流增强时,电流在 abdc 回路中产生的垂直纸面向里的磁场增强,回 路磁通量增大,根据楞次定律可知,回路产生逆时针方向电流;ab 边电流方向向下, 所受安培力向右,cd 边电流方向向上,所受安培力向左,故 ab 和 cd 相向运动,选项 C 正确。方法二:电流增强时,电流在 abdc 回路中产生的垂直纸面向里的磁场增 强,回路磁通量增大,根据楞次定律可知,回路要减小面积以阻碍磁通量的增加,因 此,两导体棒要相向运动,相互靠近,选项 C 正确。 4.M、N 两个完全相同的铜环可绕固定的轴 OO'无摩擦旋转,若分别加上如图 甲、乙所示的匀强磁场,当同时让 M、N 以相同的初速度旋转时( ) A.M 环先停 B.N 环先停
C.两环同时停 D.无法判断两环停止旋转的先后 答案B 解析:由题图知,M环旋转时没有感应电流产生N环旋转时切割磁感线,有感应电 流产生,根据楞次定律,运动导体上的感应电流受的安培力总是阻碍导体的运动, 因此N环先停下。故选项B正确。 5.M和N是绕在同一个环形铁芯上的两个线圈,绕法和线路如图所示。现将开关 S从α处断开,然后合向b处,则在此过程中,通过电阻R2的电流方向是() A.一直由c流向d B.先由c流向d,后又由d流向c C.一直由d流向c D.先由d流向c,后又由c流向d 答案:A 解析:开关S从α处断开,然后合向b处,穿过M和N的磁通量发生变化,先是减 少,后是反方向增加。由“因反果同”规律知,两种情况下通过R2的电流方向相 同。再由“增反减同”原则判断S从a处断开时,通过电阻R2的电流由c流向d,选 项A正确。 6如图所示,在水平面上有一个闭合的线圈,将一根条形磁铁从线圈的上方插入线 圈中,在磁铁进入线圈的过程中,线圈中会产生感应电流,磁铁会受到线圈中电流 的作用力,若从线圈上方俯视,关于感应电流和作用力的方向,以下判断正确的是 () A若磁铁的N极向下插入,线圈中产生顺时针方向的感应电流 B.若磁铁的S极向下插入,线圈中产生顺时针方向的感应电流 C.无论N极向下插入还是S极向下插入,磁铁都受到向下的引力 D.无论N极向下插入还是S极向下插入,磁铁都受到向上的斥力 答案BD
C.两环同时停 D.无法判断两环停止旋转的先后 答案:B 解析:由题图知,M 环旋转时没有感应电流产生,N 环旋转时切割磁感线,有感应电 流产生,根据楞次定律,运动导体上的感应电流受的安培力总是阻碍导体的运动, 因此 N 环先停下。故选项 B 正确。 5.M 和 N 是绕在同一个环形铁芯上的两个线圈,绕法和线路如图所示。现将开关 S 从 a 处断开,然后合向 b 处,则在此过程中,通过电阻 R2 的电流方向是( ) A.一直由 c 流向 d B.先由 c 流向 d,后又由 d 流向 c C.一直由 d 流向 c D.先由 d 流向 c,后又由 c 流向 d 答案:A 解析:开关 S 从 a 处断开,然后合向 b 处,穿过 M 和 N 的磁通量发生变化,先是减 少,后是反方向增加。由“因反果同”规律知,两种情况下通过 R2 的电流方向相 同。再由“增反减同”原则判断 S 从 a 处断开时,通过电阻 R2 的电流由 c 流向 d,选 项 A 正确。 6.如图所示,在水平面上有一个闭合的线圈,将一根条形磁铁从线圈的上方插入线 圈中,在磁铁进入线圈的过程中,线圈中会产生感应电流,磁铁会受到线圈中电流 的作用力,若从线圈上方俯视,关于感应电流和作用力的方向,以下判断正确的是 ( ) A.若磁铁的 N 极向下插入,线圈中产生顺时针方向的感应电流 B.若磁铁的 S 极向下插入,线圈中产生顺时针方向的感应电流 C.无论 N 极向下插入还是 S 极向下插入,磁铁都受到向下的引力 D.无论 N 极向下插入还是 S 极向下插入,磁铁都受到向上的斥力 答案:BD
解析:若磁铁的N极向下插入,穿过线圈的磁通量增加,磁场方向向下,根据楞次定 律可知,线圈中产生逆时针方向的感应电流,故选项A错误:若磁铁的S极向下插 入,穿过线圈的磁通量增加,磁场方向向上,根据楞次定律可知,线圈中产生顺时针 方向的感应电流,故选项B正确:根据安培定则判断可知,当N极向下插入时,线圈 上端相当于N极,当S极向下插入时,线圈上端相当于S极,与磁铁的极性总相反, 存在斥力,故选项C错误,D正确。 7.如图所示,一闭合铝环套在一根光滑水平杆上,当条形磁铁靠近它时,下列结论正 确的是( A.N极靠近铝环时,铝环将向左运动 B.S极靠近铝环时,铝环将向左运动 C.N极靠近铝环时,铝环将向右运动 D.S极靠近铝环时,铝环将向右运动 答案:AB 解析:N极靠近铝环时,向左通过线圈的磁通量会增加,由楞次定律可知,感应电流 的磁场要阻碍原磁通量的增加,所以铝环将向左运动,选项A正确,C错误;S极靠 近铝环时,向右通过线圈的磁通量会增加,由楞次定律可知,感应电流的磁场要阻 碍原磁通量的增加,所以铝环将向左运动,选项B正确,D错误。 8.一金属线框abcd从离磁场区域上方高h处自由落下,然后进入与线框平面垂直 的匀强磁场中(如图所示),在进入磁场的过程中,可能发生的情况是( c个h ×××× ×××× ×XXX A线框做加速运动,加速度amg,线框将减速进入磁场。由此可见,线框进入磁场的 运动特点是由其自由下落的高度h决定的(对于确定的线框),A、B、C三种情况
解析:若磁铁的 N 极向下插入,穿过线圈的磁通量增加,磁场方向向下,根据楞次定 律可知,线圈中产生逆时针方向的感应电流,故选项 A 错误;若磁铁的 S 极向下插 入,穿过线圈的磁通量增加,磁场方向向上,根据楞次定律可知,线圈中产生顺时针 方向的感应电流,故选项 B 正确;根据安培定则判断可知,当 N 极向下插入时,线圈 上端相当于 N 极,当 S 极向下插入时,线圈上端相当于 S 极,与磁铁的极性总相反, 存在斥力,故选项 C 错误,D 正确。 7.如图所示,一闭合铝环套在一根光滑水平杆上,当条形磁铁靠近它时,下列结论正 确的是( ) A.N 极靠近铝环时,铝环将向左运动 B.S 极靠近铝环时,铝环将向左运动 C.N 极靠近铝环时,铝环将向右运动 D.S 极靠近铝环时,铝环将向右运动 答案:AB 解析:N 极靠近铝环时,向左通过线圈的磁通量会增加,由楞次定律可知,感应电流 的磁场要阻碍原磁通量的增加,所以铝环将向左运动,选项 A 正确,C 错误;S 极靠 近铝环时,向右通过线圈的磁通量会增加,由楞次定律可知,感应电流的磁场要阻 碍原磁通量的增加,所以铝环将向左运动,选项 B 正确,D 错误。 8.一金属线框 abcd 从离磁场区域上方高 h 处自由落下,然后进入与线框平面垂直 的匀强磁场中(如图所示),在进入磁场的过程中,可能发生的情况是( ) A.线框做加速运动,加速度 amg,线框将减速进入磁场。由此可见,线框进入磁场的 运动特点是由其自由下落的高度 h 决定的(对于确定的线框),A、B、C 三种情况
均有可能。但D所示情况绝不可能,因为线框进入磁场,才会受到向上的安培力, 线框的速度方向不会向上,可见线框不会反向运动。 拓展提高 一、选择题(第1~3题为单选题,第4-5题为多选题) 1某同学受楞次定律的启发,提出一个“电磁阻尼辅助升降货梯”设计方案,货梯底 座为电磁铁,货梯井管为四壁闭合合金管,当货梯下行时,电磁铁通电(产生的磁极 如图所示),货梯井管上的感应电流产生的磁场对货梯下行有阻碍作用,货梯便会 缓缓下降,几乎不用牵引绳作用。设计示意图如图所示,当货梯下行时,关于货梯 井管上的感应电流的方向(从上往下看),下列说法正确的是() 货梯井管 A.整个货梯井管上的感应电流均沿顺时针方向 B.整个货梯井管上的感应电流均沿逆时针方向 C.货梯底座以上的货梯井管上的感应电流沿逆时针方向,以下的货梯井管上的感 应电流沿顺时针方向 D.货梯底座以上的货梯井管上的感应电流沿顺时针方向,以下的货梯井管上的感 应电流沿逆时针方向 答案C 解析:当电磁铁远离货梯底座以上的货梯井管时,磁通量减小,根据楞次定律,可以 判断此处的感应电流产生的磁场与电磁铁的磁场相同,再根据右手定则,可以知道 此处的感应电流方向从上往下看为逆时针:当电磁铁靠近货梯底座以下的货梯井 管时,磁通量增加,根据楞次定律,可以判断此处的感应电流产生的磁场与电磁铁 的磁场相反,再根据右手定则,可以知道此处的感应电流方向从上往下看为顺时 针,所以选项C正确,A、B、D错误。 2.MN、GH为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆,匀 强磁场垂直穿过N、GH所在的平面,如图所示,则( M a c N A.若固定ab,使cd向右滑动,则回路中电流方向为a→b→d→c B.若ab向左、cd向右同时运动,则回路中电流为零 C.若ab、cd以相同的速度一起向右滑动,则回路中电流方向为c→d→b→a D.若ab、cd都向右运动,且两杆速度ycd>vab,则回路中电流方向为c→d→b→a 答案D
均有可能。但 D 所示情况绝不可能,因为线框进入磁场,才会受到向上的安培力, 线框的速度方向不会向上,可见线框不会反向运动。 拓展提高 一、选择题(第 1~3 题为单选题,第 4~5 题为多选题) 1.某同学受楞次定律的启发,提出一个“电磁阻尼辅助升降货梯”设计方案,货梯底 座为电磁铁,货梯井管为四壁闭合合金管,当货梯下行时,电磁铁通电(产生的磁极 如图所示),货梯井管上的感应电流产生的磁场对货梯下行有阻碍作用,货梯便会 缓缓下降,几乎不用牵引绳作用。设计示意图如图所示,当货梯下行时,关于货梯 井管上的感应电流的方向(从上往下看),下列说法正确的是( ) A.整个货梯井管上的感应电流均沿顺时针方向 B.整个货梯井管上的感应电流均沿逆时针方向 C.货梯底座以上的货梯井管上的感应电流沿逆时针方向,以下的货梯井管上的感 应电流沿顺时针方向 D.货梯底座以上的货梯井管上的感应电流沿顺时针方向,以下的货梯井管上的感 应电流沿逆时针方向 答案:C 解析:当电磁铁远离货梯底座以上的货梯井管时,磁通量减小,根据楞次定律,可以 判断此处的感应电流产生的磁场与电磁铁的磁场相同,再根据右手定则,可以知道 此处的感应电流方向从上往下看为逆时针;当电磁铁靠近货梯底座以下的货梯井 管时,磁通量增加,根据楞次定律,可以判断此处的感应电流产生的磁场与电磁铁 的磁场相反,再根据右手定则,可以知道此处的感应电流方向从上往下看为顺时 针,所以选项 C 正确,A、B、D 错误。 2.MN、GH 为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd 为跨在导轨上的两根金属杆,匀 强磁场垂直穿过 MN、GH 所在的平面,如图所示,则( ) A.若固定 ab,使 cd 向右滑动,则回路中电流方向为 a→b→d→c B.若 ab 向左、cd 向右同时运动,则回路中电流为零 C.若 ab、cd 以相同的速度一起向右滑动,则回路中电流方向为 c→d→b→a D.若 ab、cd 都向右运动,且两杆速度 vcd>vab,则回路中电流方向为 c→d→b→a 答案:D
解析:若固定αb,使cd向右滑动,由右手定则可判断出回路产生顺时针方向的电 流,故选项A错误。若ab向左,cd向右,ab、cd所围的线圈面积增大,磁通量增大。 由楞次定律可知,abdc中有顺时针方向的电流,故选项B错误。若ab、cd向同方 向运动且速度大小相同,则ab、cd所围的线圈面积不变,磁通量不变,不产生感应 电流,故选项C错误。若ab、cd向右运动,但vcd>vab,则abdc所围面积增大,磁通 量也增大,由楞次定律可判断出产生cd→b→a方向的电流,故选项D正确。 3.如图所示,在水平放置的螺线管的中央,放着一个可绕水平轴OO'自由转动的闭 合线圈abcd,轴OO'与螺线管的轴线垂直,ab边在OO轴的左上方,闭合开关S的 瞬间,关于线圈的运动情况,下列说法正确的是( A.不转动 B.ab边向左转动 C.ab边向右转动 D转动的方向与螺线管中的电流方向有关 答案B 解析:根据安培定则与线圈的绕法可知,通电时,通电螺线管中产生的磁场的N极 向左:闭合S的瞬间,螺线管中的电流增大,所以产生的磁场增大,即向左的磁场增 大,根据楞次定律可知,线圈的感应电流的磁场方向向右,感应电流的方向为abcd 的方向,由左手定则可知,ab边受安培力的方向向下,cd边受安培力的方向向上,所 以αb边向左转动,故选项A、C错误,B正确:同理可得若螺线管中的电流方向反 向,αb边转动方向不变,故选项D错误。 4磁悬浮高速列车在我国某市已正式投入运行。下图就是磁悬浮的原理,图中A 是圆柱形磁铁,B是用超导材料制成的超导圆环,将超导圆环B水平放在磁铁A 上,它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方,则() A.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流:当稳定后,感应电流消失 B.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流:当稳定后,感应电流仍存在 C.若A的N极朝上,B中感应电流的方向为顺时针方向(俯视) D.若A的N极朝上,B中感应电流的方向为逆时针方向(俯视) 答案BC 解析:当将B环靠近A时,由于越靠近A,B环中的磁通量越大,即在B环中会产生 感应电流:由于圆环材料是超导材料,即没有电阻,所以稳定后B环中的电流不会
解析:若固定 ab,使 cd 向右滑动,由右手定则可判断出回路产生顺时针方向的电 流,故选项 A 错误。若 ab 向左,cd 向右,ab、cd 所围的线圈面积增大,磁通量增大, 由楞次定律可知,abdc 中有顺时针方向的电流,故选项 B 错误。若 ab、cd 向同方 向运动且速度大小相同,则 ab、cd 所围的线圈面积不变,磁通量不变,不产生感应 电流,故选项 C 错误。若 ab、cd 向右运动,但 vcd>vab,则 abdc 所围面积增大,磁通 量也增大,由楞次定律可判断出产生 c→d→b→a 方向的电流,故选项 D 正确。 3.如图所示,在水平放置的螺线管的中央,放着一个可绕水平轴 OO'自由转动的闭 合线圈 abcd,轴 OO'与螺线管的轴线垂直,ab 边在 OO'轴的左上方,闭合开关 S 的 瞬间,关于线圈的运动情况,下列说法正确的是( ) A.不转动 B.ab 边向左转动 C.ab 边向右转动 D.转动的方向与螺线管中的电流方向有关 答案:B 解析:根据安培定则与线圈的绕法可知,通电时,通电螺线管中产生的磁场的 N 极 向左;闭合 S 的瞬间,螺线管中的电流增大,所以产生的磁场增大,即向左的磁场增 大,根据楞次定律可知,线圈的感应电流的磁场方向向右,感应电流的方向为 abcd 的方向,由左手定则可知,ab 边受安培力的方向向下,cd 边受安培力的方向向上,所 以 ab 边向左转动,故选项 A、C 错误,B 正确;同理可得若螺线管中的电流方向反 向,ab 边转动方向不变,故选项 D 错误。 4.磁悬浮高速列车在我国某市已正式投入运行。下图就是磁悬浮的原理,图中 A 是圆柱形磁铁,B 是用超导材料制成的超导圆环,将超导圆环 B 水平放在磁铁 A 上,它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁 A 的上方,则( ) A.在 B 放入磁场的过程中,B 中将产生感应电流;当稳定后,感应电流消失 B.在 B 放入磁场的过程中,B 中将产生感应电流;当稳定后,感应电流仍存在 C.若 A 的 N 极朝上,B 中感应电流的方向为顺时针方向(俯视) D.若 A 的 N 极朝上,B 中感应电流的方向为逆时针方向(俯视) 答案:BC 解析:当将 B 环靠近 A 时,由于越靠近 A,B 环中的磁通量越大,即在 B 环中会产生 感应电流;由于圆环材料是超导材料,即没有电阻,所以稳定后 B 环中的电流不会
变小,且永远存在,故选项A错误,B正确:圆环B水平放在磁铁A上且悬浮在磁铁 A的上方,即相互排斥,若磁铁A的N极朝上,则B环的下面是N极,故由安培定 则可判断B环中感应电流为顺时针方向(俯视),故选项C正确,D错误。 5.如图所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放于导轨上,形 成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时( M N AP、Q将相互靠拢 B.P、Q将相互远离 C.磁铁的加速度仍为g D磁铁的加速度小于g 答案:AD 解析:假设磁铁的下端为N极,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律可判断感应 电流的磁场方向向上,根据安培定则可判断出回路中感应电流方向为逆时针方向, 再根据左手定则可判断P、Q所受的安培力的方向,安培力使P、Q相互靠拢。 由于回路所受的安培力的合力向下,根据牛顿第三定律知,磁铁将受到向上的反作 用力,从而加速度小于g。若磁铁的下端为S极,根据类似的分析可以得出相同的 结果,所以选项A、D正确。 二、非选择题 6.某同学在探究感应电流的方向的实验中,设计了如图所示的装置。线圈A通过 电流表甲、高阻值的电阻R'、滑动变阻器R和开关S连接到电源上,线圈B的 两端接到另一个电流表乙上,两个电流表完全相同,零刻度线在表盘中央。闭合开 关后,当滑动变阻器R的滑片P不动时,甲、乙两个电流表指针的位置如图所 示。 P a Rb (1)当滑片P较快地向左滑动时,电流表甲的指针的偏转情况是 电流表乙 的指针的偏转情况是 。(均选填“向左偏“向右偏”或“不偏转) (2)断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,电流表乙的指针的偏转情况是 (选填“向左偏“向右偏”或“不偏转) (3)从上述实验可以初步得出结论:
变小,且永远存在,故选项 A 错误,B 正确;圆环 B 水平放在磁铁 A 上且悬浮在磁铁 A 的上方,即相互排斥,若磁铁 A 的 N 极朝上,则 B 环的下面是 N 极,故由安培定 则可判断 B 环中感应电流为顺时针方向(俯视),故选项 C 正确,D 错误。 5.如图所示,光滑固定导轨 M、N 水平放置,两根导体棒 P、Q 平行放于导轨上,形 成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时( ) A.P、Q 将相互靠拢 B.P、Q 将相互远离 C.磁铁的加速度仍为 g D.磁铁的加速度小于 g 答案:AD 解析:假设磁铁的下端为 N 极,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律可判断感应 电流的磁场方向向上,根据安培定则可判断出回路中感应电流方向为逆时针方向, 再根据左手定则可判断 P、Q 所受的安培力的方向,安培力使 P、Q 相互靠拢。 由于回路所受的安培力的合力向下,根据牛顿第三定律知,磁铁将受到向上的反作 用力,从而加速度小于 g。若磁铁的下端为 S 极,根据类似的分析可以得出相同的 结果,所以选项 A、D 正确。 二、非选择题 6.某同学在探究感应电流的方向的实验中,设计了如图所示的装置。线圈 A 通过 电流表甲、高阻值的电阻 R'、滑动变阻器 R 和开关 S 连接到电源上,线圈 B 的 两端接到另一个电流表乙上,两个电流表完全相同,零刻度线在表盘中央。闭合开 关后,当滑动变阻器 R 的滑片 P 不动时,甲、乙两个电流表指针的位置如图所 示。 (1)当滑片 P 较快地向左滑动时,电流表甲的指针的偏转情况是 ,电流表乙 的指针的偏转情况是 。(均选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”) (2)断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,电流表乙的指针的偏转情况是 (选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)。 (3)从上述实验可以初步得出结论:
答案:(1)向左偏向右偏 (2)向右偏 (3)穿过闭合回路的磁通量发生变化产生感应电流时,感应电流的磁场总要阻碍引 起感应电流的磁通量的变化 解析:由题图可知,电流由哪一侧接线柱流入电流表,电流表的指针就向哪一侧偏 转。 ()当滑片P较快地向左滑动时,通电回路中的电流增大,电流表甲的指针向左偏。 穿过线圈B的磁通量增大且原磁场方向向下,由楞次定律可知,感应电流的磁场 方向向上,由安培定则得,电流表乙的指针向右偏。 (2)断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,左侧(通电)回路中的电流增大,穿过线 图B的磁通量增大且原磁场方向向下,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向向 上,由安培定则得,电流表乙的指针向右偏。 (3)通过实验可以初步得出结论:穿过闭合回路的磁通量发生变化产生感应电流 时,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 挑战创新 如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时 间1的变化关系如图乙所示。在0时间内,直导线中电流向上,则在;T时间内, 请判断线框中感应电流的方向与线框所受安培力的合力方向。 答案:逆时针,向右 解析:在0时间内,直导线中电流向上,由题图乙知,在T时间内,直导线电流方 向也向上,根据安培定则知,导线右侧磁场的方向垂直纸面向里,电流逐渐增大,则 磁场逐渐增强,根据楞次定律,金属线框中产生逆时针方向的感应电流。根据左手 定则,金属线框左边受到的安培力方向向右,右边受到的安培力方向向左,离导线 越近,磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到的安培力,所以金属线框所受 安培力的合力方向向右
答案:(1)向左偏 向右偏 (2)向右偏 (3)穿过闭合回路的磁通量发生变化产生感应电流时,感应电流的磁场总要阻碍引 起感应电流的磁通量的变化 解析:由题图可知,电流由哪一侧接线柱流入电流表,电流表的指针就向哪一侧偏 转。 (1)当滑片 P 较快地向左滑动时,通电回路中的电流增大,电流表甲的指针向左偏, 穿过线圈 B 的磁通量增大且原磁场方向向下,由楞次定律可知,感应电流的磁场 方向向上,由安培定则得,电流表乙的指针向右偏。 (2)断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,左侧(通电)回路中的电流增大,穿过线 圈 B 的磁通量增大且原磁场方向向下,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向向 上,由安培定则得,电流表乙的指针向右偏。 (3)通过实验可以初步得出结论:穿过闭合回路的磁通量发生变化产生感应电流 时,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 挑战创新 如图甲所示,长直导线与闭合金属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~ 𝑇 2时间内,直导线中电流向上,则在𝑇 2 ~T 时间内, 请判断线框中感应电流的方向与线框所受安培力的合力方向。 答案:逆时针,向右 解析:在 0~ 𝑇 2时间内,直导线中电流向上,由题图乙知,在 𝑇 2 ~T 时间内,直导线电流方 向也向上,根据安培定则知,导线右侧磁场的方向垂直纸面向里,电流逐渐增大,则 磁场逐渐增强,根据楞次定律,金属线框中产生逆时针方向的感应电流。根据左手 定则,金属线框左边受到的安培力方向向右,右边受到的安培力方向向左,离导线 越近,磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到的安培力,所以金属线框所受 安培力的合力方向向右