人教版普高物选修2 第2章 电磁感应定律 专题强化1楞次定律的应用讲义(教师版+学生版)

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人教版普高物选修2第2章 电磁感应定律 专题强化1楞次定律的应用 (讲义)--教师版(定稿)
人教版普高物选修2第2章 电磁感应定律 专题强化1楞次定律的应用
知识点1、楞次定律的重要推论
(1)用绝缘细绳吊起一个铝环,用磁体的N极去靠近铝环,如图甲所示。可以观察到什么现象?如果用S极去靠近铝环可以观察到什么现象?请解释此现象。
如图(a)所示,当磁体N极靠近铝环时,穿过铝环的磁通量增加,根据楞次定律可知,铝环中产生的感应电流的方向为逆时针(从左往右看),将环形感应电流等效成小磁针(左N极右S极),铝环与磁体相互排斥,铝环向右摆动;
同理分析,如图(b)所示,当S极靠近铝环时,铝环中产生的感应电流的方向为顺时针(从左往右看)。环形感应电流等效成的小磁针(左S极右N极),铝环与磁体相互排斥。铝环向右摆动,即无论是N极还是S极,只要磁体靠近铝环,二者就相互排斥。
(2)若把磁体从靠近铝环处向左移开,可以观察到什么现象?请解释此现象。
(2)如图(c)所示,当磁体N极远离铝环时,穿过铝环的磁通量减小,铝环中产生的感应电流的方向为顺时针(从左往右看),将环形感应电流等效成小磁针(左S极右N极),铝环与磁体相互吸引,铝环向左摆动。
总结:------楞次定律中“阻碍”的含义可以拓展为:感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
主要有以下几种表现形式:
内容 例证
阻碍原磁通量变化——“增反减同” 阻碍相对运动——“来拒去留”
使回路面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”或“增扩减缩(内密外疏)” B减小时,线圈中的Φ减小,为了阻碍Φ减小,线圈有扩张趋势,各边受到的安培力向外
b环中电流减小时a环中Φ减小,为了阻碍Φ的减小,a环面积有缩小的趋势
使金属环有远离或靠近的趋势——“增离减靠” 穿过金属环P的磁通量增加时,P向右运动;穿过P的磁通量减小时,P向左运动
专题讲练1
1.1、阻碍原磁通量的变化(增反减同)
1、如图甲所示,有一闭合导体环,磁场方向垂直于环面向里(为正方向),当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化时,顺着磁场方向看,导体环中感应电流的方向是( D )
A.一直顺时针
B.一直逆时针
C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针
2、如图甲所示,有一闭合线圈,磁场方向垂直于线圈平面向里(为正方向),当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化,则在0~2t0时间内,线圈中感应电流的方向(A)
A.一直顺时针
B.一直逆时针
C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针
3、如图甲所示,线圈ab中通有如图乙所示的电流,电流正方向为从a到b,在0~t2这段时间内,用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流,则下列说法正确的是( B )
A.0~t2这段时间内穿过铝环的磁通量一直在减小
B.从左向右看,铝环中感应电流的方向始终为顺时针
C.t1时铝环无感应电流
D.从左向右看,感应电流的方向始终为逆时针
4、长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动,如图甲所示。长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的电流,其I-t图像如图乙所示。规定沿长直导线方向向上的电流为正方向。关于0~T时间内矩形线框中感应电流的方向,下列说法正确的是( D )
A.由顺时针方向变为逆时针方向
B.由逆时针方向变为顺时针方向
C.由顺时针方向变为逆时针方向,再变为顺时针方向
D.由逆时针方向变为顺时针方向,再变为逆时针方向
5、(多选)如图甲所示,绝缘的水平桌面上放置一金属圆环,在圆环的正上方放置一个螺线管,在螺线管中通入如图乙所示的电流,电流从螺线管a端流入为正。以下说法正确的是( BD )
A.0~1 s内圆环面积有扩张的趋势
B.1~2 s内圆环面积有扩张的趋势
C.1~2 s内和2~3 s内圆环中的感应电流方向相反
D.从上往下看,0~2 s内圆环中的感应电流先沿顺时针方向、后沿逆时针方向
6、(多选)如图甲所示,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中通以如图乙所示的变化电流,设t=0时电流沿逆时针方向(图中箭头所示)。关于线圈B的电流方向和所受安培力产生的效果,下列说法中正确的是( BD )
A.在0B.在0C.在t1D.在t17、如图所示,一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内,磁铁中心与圆心重合,为了在磁铁开始运动时在线圈中得到逆时针方向的感应电流,磁铁的运动方式应是( A )
A.N极向纸内,S极向纸外,使磁铁绕O点转动
B.N极向纸外,S极向纸内,使磁铁绕O点转动
C.磁铁在线圈平面内顺时针转动 D.磁铁在线圈平面内逆时针转动
8、如图所示,U形导线框中通入如图所示电流,在导线框所在的平面内悬挂一个金属圆环.当线框中电流逐渐减小的过程中,正确的是 ( BD )(多选)
A.金属环中无感应电流 B.金属环中有逆时针方向的感应电流
C.悬挂金属环的绝缘线中的拉力变大 D.金属环保持静止
9、甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内,甲环中通以顺时针方向电流I,如图所示,当甲环中电流逐渐增大时,乙环中每段导线所受磁场力的方向是 ( A )
A.指向圆心 B.背离圆心
C.垂直纸面向内 D.垂直纸面向外
10、如图所示,小金属环和大金属环重叠在同一平面内,两环相互绝缘,小环有一半面积在大环内,当大环接通电源的瞬间,小环中感应电流的情况是 ( C )
A.无感应电流
B.有顺时针方向的感应电流
C.有逆时针方向的感应电流 D.无法确定
11、如图所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中,线圈ab将( C )
A.静止不动 B.逆时针转动
C.顺时针转动 D.发生转动,但因电源的极性不明,无法确定转动的方向
12、如图所示,1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路。通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流的条件。关于该实验下列说法正确的是( C )
A. 闭合开关S的瞬间,电流表G中有a→b的感应电流
B. 闭合开关S的瞬间,电流表G中有b→a的感应电流
C. 闭合开关S后,在减小电阻R的过程中,电流表G中有a→b的感应电流
D. 闭合开关S后,在减小电阻R的过程中,电流表G中有b→a的感应电流
13、如图所示,在载流直导线近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,在导轨上有两可自由滑动的导体棒ab和cd。当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( C )
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
14、如图所示,两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是( B )
A.同时增大B1减小B2 B.同时减小B1增大B2
C.同时以相同的变化率增大B1和B2
D.同时以相同的变化率减小B1和B2
15、(多选)如图所示,在水平面上有一固定的导轨,导轨为U形金属框架,框架上放置一金属杆ab,不计摩擦,在竖直方向上有匀强磁场,则( BD )
A.若磁场方向竖直向上并增强时,杆ab将向右移动
B.若磁场方向竖直向上并减弱时,杆ab将向右移动
C.若磁场方向竖直向下并增强时,杆ab将向右移动
D.若磁场方向竖直向下并减弱时,杆ab将向右移动
16、(多选)如图所示,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是( AD )
A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
D.开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
17、电阻R、电容器C与一个线圈连成闭合回路,条形磁铁静止在线圈的正上方,N极朝下,如图 所示,现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( D )
A.从a到b,上极板带正电 B.从a到b,下极板带正电
C.从b到a,上极板带正电 D.从b到a,下极板带正电
18、汽车自动控制刹车系统(ABS)的原理如图所示。铁质齿轮P与车轮同步转动,右端有一个绕有线圈的磁体(极性如图),M是一个电流检测器。当车轮带动齿轮P转动时,靠近线圈的铁齿被磁化,使通过线圈的磁通量增大,铁齿离开线圈时又使磁通量减小,从而能使线圈中产生感应电流,感应电流经电子装置放大后即能实现自动控制刹车。齿轮从图示位置开始转到下一个铁齿正对线圈的过程中,通过M的感应电流的方向是 ( C )
A)总是从左向右
B)总是从右向左
C)先从右向左,然后从左向右
D)先从左向右,然后从右向左
19、如图所示,两个环形导体互相垂直放置着,环中通有如图所示的电流。要使环中产生如图所示方向的感应电流。若固定环,可采用下面的方法( B )
A.从左边看逆时针方向转动环而保持环中的电流不变
B.从左边看顺时针方向转动环而保持环中的电流不变
C.固定环而增大环的电流
D.固定环而减小环的电流
1.2、阻碍导体间的相对运动(来拒去留)
由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时,产生的感应电流与磁场间有力的作用,这种力的作用会“阻碍”相对运动,即“来拒去留”。
如图甲所示,条形磁体靠近线圈时,受到的是斥力;如图乙所示,条形磁体远离线圈时,受到的是引力。
1、如图,圆形线圈竖直固定,当条形磁铁沿线圈轴线从左向右匀速靠近、远离线圈的过程中,磁铁受到的磁场力方向( A )
A. 都向左 B. 都向右
C. 先向左后向右 D. 先向右后向左
2、(多选)如图所示,用绳吊起一个铝环,用条形磁体的N极去靠近铝环,直至从右侧穿出的过程中( AC )
A.磁体从左侧靠近铝环时,铝环向右摆动
B.磁体在右侧远离铝环时,铝环向左摆动
C.磁体从左侧靠近铝环时,铝环A侧为N极
D.磁体在右侧远离铝环时,铝环B侧为S极
3、如图 所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管,则电路中( C )
A.始终有感应电流自a向b流过电流表G
B.始终有感应电流自b向a流过电流表G
C.先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流
D.将不会产生感应电流
4、如图所示,质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上.当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈,沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、快速经过时,线圈始终保持不动.则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况,以下判断正确的是(AD) (多选)
A.FN先大于mg,后小于mg
B.FN一直大于mg
C.Ff先向左,后向右 D.Ff一直向左
5、如图所示,在一固定水平放置的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁,从离地面高h处,由静止开始下落,最后落在水平地面上.磁铁下落过程中始终保持竖直方向,并从圆环中心穿过圆环,而不与圆环接触.若不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法中正确的是 ( A )
A.在磁铁下落的整个过程中,圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)
B.磁铁在整个下落过程中,所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下
C.磁铁在整个下落过程中,它的机械能不变
D.磁铁落地时的速率一定等于
6、金属环水平固定放置,现将一竖直的条形磁铁,在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放,在条形磁铁穿过圆环的过程中,条形磁铁与圆环 ( D )
A.始终相互吸引 B.始终相互排斥
C.先相互吸引,后相互排斥 D.先相互排斥,后相互吸引
7、如图所示,A、B为大小、形状均相同且内壁光滑,但用不同材料制成的圆管,竖直固定在相同高度.两个相同的磁性小球,同时从A、B管上端的管口无初速度释放,穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面.下面对于两管的描述中可能正确的是 ( AD )(多选)
A.A管是用塑料制成的,B管是用铜制成的
B.A管是用铝制成的,B管是用胶木制成的
C.A管是用胶木制成的,B管是用塑料制成的
D.A管是用胶木制成的,B管是用铝制成的
8、(多选)如图所示,在光滑水平桌面上有两个金属圆环,在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁体,当给条形磁体一竖直向上的初速度后(不考虑金属环之间的作用,重力加速度大小为g),将会出现的情况是( AC )
A.两金属环将相互靠拢 B.两金属环将相互远离
C.磁体的加速度会大于g D.磁体的加速度会小于g
9、某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律,在线圈自上而下穿过固定的条形磁铁的过程中,从上向下看,线圈中感应电流方向是 ( A )
A.先顺时针方向,后逆时针方向
B.先逆时针方向,后顺时针方向
C.一直是顺时针方向 D.一直是逆时针方向
10、如图所示,绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a、b.将条形磁铁沿它们的正中向下移动(不到达该平面),a、b将如何移动( A )
A.a、b将相互远离 B.a、b将相互靠近
C.a、b将不动 D.无法判断
11、如图所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则 ( A )
A.T1>mg,T2>mg B.T1C.T1>mg,T2mg
12、如图所示,一个铅质圆环无初速度地自位置Ⅰ下落到位置Ⅱ,所用时间( B )
A.等于 B.大于 C.小于 D.无法确定
13、如图所示,一条形磁体从高h处自由下落,中途穿过一个固定的空心线圈,开关S断开时,由开始下落至落地用时t1,落地时速度为v1;S闭合时,由开始下落至落地用时t2,落地时速度为v2。则它们的大小关系正确的是( D )
A.t1>t2,v1>v2 B.t1=t2,v1=v2
C.t1<t2,v1<v2 D.t1<t2,v1>v2
14、如图,铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落,在下落过程中,下列判断中正确的是 ( B )
A.金属环在下落过程中机械能守恒
B.金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量
C.金属环的机械能先减小后增大
D.磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力
15、(多选)在光滑水平桌面上放置一条形磁铁,在条形磁铁中央位置的正上方水平放置一铜质圆环,以下判断中正确的是(AC)
A.释放圆环,在环下落的过程中,环平面始终水平,穿过环的磁通量不变
B.释放圆环,在环下落的过程中,环平面始终水平,穿过环的磁通量增加
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,圆环产生向左的运动趋势
16、如图所示,矩形线圈放置在水平薄木板上,有两块相同的蹄形磁体,四个磁极之间的距离相等,当两块磁体以相同的速度匀速向右通过线圈时,线圈始终静止不动,那么线圈受到木板的摩擦力方向是( D )
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
17、如图所示,甲是闭合铜线框,乙是有缺口的铜线框,丙是闭合的塑料线框,它们的正下方都放置一薄强磁铁,现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转),则以下说法正确的是( D )
A.三者同时落地
B.甲、乙同时落地,丙后落地
C.甲、丙同时落地,乙后落地
D.乙、丙同时落地,甲后落地
18、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,下列说法正确的是( AC )(多选)
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
19、如图所示,固定水平长直细导线中通有方向向右的恒定电流I,一矩形金属线框位于竖直平面内紧靠导线但不接触,若线框从图中实线位置由静止释放,在下落到虚线位置的过程中,下列说法正确的是(B )
A. 穿过线框内的磁通量变小
B. 线框所受安培力的方向始终竖直向上
C. 线框中感应电流方向先是逆时针后变为顺时针 D. 线框的机械能守恒
1.3、通过改变线圈面积来“阻碍”原磁通量的变化(增缩减扩)
对闭合电路的面积,收缩或扩张是为了阻碍穿过电路的原磁通量的变化。若穿过闭合电路的磁通量增加,面积有收缩趋势;若穿过闭合电路的磁通量减少,面积有扩张趋势。口诀记为“增缩减扩”。
说明 此法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况。
1、如图所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与圆环在同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将( D )
A.S增大,l变长 B.S减小,l变短
C.S增大,l变短 D.S减小,l变长
2、如图所示,通电螺线管N置于闭合金属环M的轴线上,当N中的电流突然减小时,则( AD )(多选)
A.环M有缩小的趋势
B.环M有扩张的趋势
C.螺线管N有缩短的趋势
D.螺线管N有伸长的趋势
3、如图,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置,当a绕O点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环a( B )
A.顺时针加速旋转
B.顺时针减速旋转
C.逆时针加速旋转
D.逆时针减速旋转
4、如图所示的磁场中有一个垂直于磁场中心磁感线放置的闭合圆环,现在将圆环从图示A位置水平向右移到B位置,从左向右看,感应电流方向和圆环变形趋势正确的是( A )
A.顺时针,扩张趋势
B.顺时针,收缩趋势
C.逆时针,扩张趋势 D.逆时针,收缩趋势
5、如图a、b、c三个圆环在同一平面内,当b环中的顺时针方向电流减小时,则( D )
A. a环中感应电流方向为顺时针,有收缩趋势
B. a环中感应电流方向为逆时针,有扩张趋势
C. c环中感应电流方向为顺时针,有收缩趋势
D. c环中感应电流方向为逆时针,有扩张趋势
6、如图所示,a、b、c三个线圈是同心圆,b线圈上连接有直流电源和开关K,则下列说法正确的是( C )
A.K闭合电路稳定后,在断开K的一瞬间,线圈c中有感应电流,线圈a中没有感应电流
B.K闭合电路稳定后,在断开K的一瞬间,线圈a中有感应电流,线圈c中没有感应电流
C.在K闭合的一瞬间,线圈a中有逆时针方向的瞬时感应电流,有扩张趋势
D.在K闭合的一瞬间,线圈c中有顺时针方向的瞬时感应电流,有收缩趋势
7、如图所示,环形导线b与导轨、导体棒构成闭合回路,导体棒在匀强磁场中可沿导轨左右运动,金属环a与环形导线b共面共心(说明:导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大,导体棒匀速切割磁感线时,感应电流恒定),下列说法正确的是( D )
A.若导体棒向左匀速运动,环a将产生逆时针方向的感应电流,且有扩张的趋势
B.若导体棒向左加速运动,环a不会产生感应电流,无收缩或扩张的趋势
C.若导体棒向左加速运动,环a将产生顺时针方向的感应电流,且有收缩的趋势
D.若导体棒向右加速运动,环a将产生逆时针方向的感应电流,且有扩张的趋势
8、如图所示,两个闭合正方形线框A、B的中心重合,放在同一水平面内.当小线框A中通有不断增大的顺时针方向的电流时,对于线框B,下列说法中正确的是 ( D )
A.有顺时针方向的电流且有收缩的趋势
B.有顺时针方向的电流且有扩张的趋势
C.有逆时针方向的电流且有收缩的趋势
D.有逆时针方向的电流且有扩张的趋势
9、如图(a)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(b)所示的交变电流,t=0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示),在t1~t2时间段内,对于线圈B,下列说法中正确的是 ( A )
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
10、(多选)金属棒ab、cd放在水平光滑导轨上,条形磁体向下加速运动,在接近导轨时,下列说法正确的有(重力加速度为g)( AD )
A.ab、cd相互靠近
B.ab、cd相互远离
C.磁体加速度大于g
D.磁体加速度小于g
1.4、使金属环有远离或靠近的趋势——“增离减靠”
1、如图,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向上滑动,下列表述正确的是(ABC)(多选)
A.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
B.穿过线圈a的磁通量变小
C.线圈a有扩张的趋势
D.线圈a对水平桌面的压力FN将增大
2、如图所示装置,在下列各种操作中,会使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A向右运动的是( D )
A.开关S接通的瞬间
B.开关S接通后,电路中电流稳定时
C.开关S接通后,滑动变阻器触头向上滑动的瞬间
D.开关S断开的瞬间
3、如图所示,两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑的绝缘杆上,当一条形磁体向左运动靠近两环时,两环的运动情况是( B )
A.同时向左运动,间距变大 B.同时向左运动,间距变小
C.同时向右运动,间距变小 D.同时向右运动,间距变大
4、如图所示,水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环,其中B接电源。在接通电源的瞬间,A、C两环 ( B )
A.都被B吸引 B.都被B排斥
C.A被吸引,C被排斥 D.A被排斥,C被吸引
5、(多选)航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示,由绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路,右侧金属圆环套在光滑的绝缘杆上。当开关闭合瞬间,线圈中突然通过直流电流时,线圈右侧的金属圆环被弹射出去。下列说法正确的是( BCD )
A.从右侧看,开关闭合瞬间金属圆环中会产生逆时针方向的感应电流
B.电源正、负极调换后,闭合开关S的瞬间,金属圆环仍能向右弹射
C.若将金属圆环置于线圈左侧,电路接通时,使滑动变阻器的滑片向上加速滑动时,金属圆环会被向左弹射出去
D.若将金属圆环置于线圈左侧,则闭合开关S的瞬间,金属圆环将向左弹射
6、如图所示,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到( B )
A.拨至M端或N端,圆环都向左运动
B.拨至M端或N端,圆环都向右运动
C.拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动
D.拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动
知识点2、“三定则一定律”的综合应用
安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较
比较项目 安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律
适用场合 判断电流周围的磁感线方向 判断通电导线在磁场中所受的安培力方向 判断导体切割磁感线时产生的感应电流方向 判断回路中磁通量变化时产生的感应电流方向
因果关系 因电而生磁(I→B) 因电而受力(I、B→F安) 因动而生电(v、B→I感) 因磁通量变化而生电(ΔΦ→I感)
专题讲练2
1、(多选)如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,MN的左边有一闭合电路,当PQ在外力的作用下运动时,MN向右运动,则PQ所做的运动可能是( BC )
A.向右加速运动 B.向左加速运动
C.向右减速运动 D.向左减速运动
解析 MN向右运动,说明MN受到向右的安培力,因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里MN中的感应电流由M→N L1中感应电流的磁场方向向上;若L2中磁场方向向上减弱PQ中电流为Q→P且减小向右减速运动;若L2中磁场方向向下增强PQ中电流为P→Q且增大,向左加速运动.
2、如图所示装置中,cd杆原来静止.当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动( BD )(多选)
A.向右匀速运动 B.向右加速运动
C.向左加速运动 D.向左减速运动
3、如图所示,线圈M和线圈N绕在同一铁芯上.M与电源、开关、滑动变阻器相连,P为滑动变阻器的滑动触头,开关S处于闭合状态,N与电阻R相连.下列说法正确的是 (AD ) (多选)
A.当P向右移动时,通过R的电流为b到a
B.当P向右移动时,通过R的电流为a到b
C.断开S的瞬间,通过R的电流为b到a
D.断开S的瞬间,通过R的电流为a到b
4、(多选)如图所示,一电子以初速度v沿金属板平行方向飞入MN极板间,若突然发现电子向M板偏转,则可能是( AC )
A.电键S闭合瞬间
B.电键S由闭合到断开瞬间
C.电键S是闭合的,变阻器滑片P向左迅速滑动 D.电键S是闭合的,变阻器滑片P向右迅速滑动
5、如图所示,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是( D )
A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向
B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向
C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向
D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向
6、如图甲所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R,金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度B随时间的变化关系如图乙所示(以向下为正方向),0~2t0时间内ab始终保持静止。则下列说法正确的是( C )
A.0~2t0时间内ab中的感应电流方向总是由b到a
B.0~t0时间内ab棒所受的安培力向左
C.t0~2t0时间内ab棒所受的静摩擦力向右
D.t0~2t0时间内穿过回路的磁通量逐渐减小
7、(多选)如图所示是创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》。两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上,与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路,两个磁性很强的条形磁体如图放置,当用手左、右摆动线圈P时,线圈Q也会跟着摆动,仿佛小熊在荡秋千。以下说法正确的是( AB )
A.P向右摆动的过程中,P中的电流方向为顺时针(从右向左看)
B.P向右摆动的过程中,Q也会向右摆动
C.P向右摆动的过程中,Q会向左摆动
D.若用手左、右摆动Q,P会始终保持静止
8、如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引 ( BC )(多选 )
A.向右做匀速运动 B.向左做减速运动
C.向右做减速运动 D.向右做加速运动
9、如图所示,绝缘的水平桌面上放置一金属圆环P,在圆环P的正上方固定一个线圈Q,线圈Q与平行金属导轨相连并与导体棒ab组成闭合回路,金属导轨处于垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,由于导体棒ab的运动,使得圆环P中产生逆时针方向(从上向下看)的感应电流,并且对桌面的压力小于圆环P的重力,下列说法正确的是(C)
A.导体棒ab向右加速运动
B.导体棒ab向左加速运动
C.导体棒ab向右减速运动 D.导体棒ab向左减速运动
10、 (多选)如图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大导线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的金属棒ab的运动情况可能是(两导线圈共面放置,且金属棒切割磁感线速度越大,感应电流越大)( BC )
A.向右匀速运动
B.向左加速运动
C.向右减速运动 D.向右加速运动
11、如图所示,通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面,位置靠近ab且相互绝缘.当MN中电流突然减小时,线圈所受安培力的合力方向 ( B )
A.向左 B.向右
C.垂直纸面向外 D.垂直纸面向里
12、如图所示,矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上,ab边与MN平行,且MN靠近ab边放置,导线MN中通有向上的电流,当MN中的电流增大时,下列说法正确的是( C )
A.导线框abcd中没有感应电流
B.导线框abcd中有顺时针方向的感应电流
C.导线框所受安培力的合力方向水平向左
D.导线框所受安培力的合力方向水平向右
13、如图所示,通电导线cd右侧有一个金属框与导线cd在同一平面内,金属棒ab放在框架上,若ab受到向左的磁场力,则cd中电流的变化情况是 ( BD )(多选)
A.cd中通有由d→c方向逐渐减小的电流
B.cd中通有由d→c方向逐渐增大的电流
C.cd中通有由c→d方向逐渐减小的电流
D.cd中通有由c→d方向逐渐增大的电流
14、如图所示,固定的水平长直导线中通有电流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行.线框由静止释放,在下落过程中 ( B )
A.穿过线框的磁通量保持不变
B.线框中感应电流方向保持不变
C.线框所受安培力的合力为零
D.线框的机械能不断增大
15、通电直导线a与圆形金属环b共面放置,相互绝缘,如图所示放置,当a通了电流,b中产生顺时针方向的感应电流,且b受到的合力向下,由此可知,直导线a中电流( A )
A.向右减小 B.向右增大
C.向左减小 D.向左增大
16、如图所示,闭合矩形线圈abcd与长直导线MN在同一平面内,线圈的ab、dc两边与直导线平行,直导线中有逐渐增大、但方向不明的电流,则(BC)(多选)
A.可知道线圈中的感应电流方向
B.可知道线圈各边所受磁场力的方向
C.可知道整个线圈所受的磁场力的方向
D.无法判断线圈中的感应电流方向,也无法判断线圈所受磁场力的方向
17、如图甲,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同的线圈Q,P和Q共轴,Q中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图乙所示,P所受的重力为G,桌面对P的支持力为FN,
①t1时刻FN>G ②t2时刻FN>G ③t3时刻FN<G ④t4时刻FN=G
其中上面表述中,正确的是(C )
A.①② B.①③
C.①④ D.②③④
18、纸面内有U形金属导轨,AB部分是直导线。虚线范围内有向纸里的均匀磁场,AB右侧有圆线圈C,为了使C中产生顺时针方向的感应电流,贴着导轨的金属棒MN在磁场里的运动情况是(C )
A.向右匀速运动
B.向左匀速运动
C.向右加速运动
D.向右减速运动
19、如图所示,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( BD)(多选)
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
20、如图所示,和是水平放置的固定平行导轨,它们的左端、用导线连接,导体棒垂直导轨搁在两导轨上,它能在导轨上左右滑动,在的左上方、的右上方,有与平行的通电导线,它与的水平距离较远,而与的水平距离较近,要使上有从流向的感应电流,并在磁场力的作用下向右滑动,导线中的电流方向及其大小的变化情况应为( D )
A.从到,变大 B.从到,变小
C.从到,变大 D.从到,变小
21、如图所示,一个半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中,场中各点的磁感应强度为 By =,y 为该点到地面的距离,c 为常数,B0为一定值.铝框平面与磁场垂直,直径 ab 水平,(空气阻力不计)铝框由静止释放下落的过程中( C )
A. 直径 ab 受安培力方向与框的运动方向相同为动力
B. 半圆弧 ab 受安培力方向与框的运动方向相反为阻力
C. 铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度 g
D. 铝框下落加速度大小可能等于 g
1 物理学习的核心在于思维 最基本的知识、方法才是最重要的; 30%兴趣+30%信心+30%方法+10%勤奋+l%天赋>100%成功人教版普高物选修2第2章 电磁感应定律 专题强化1楞次定律的应用 (讲义)--学生版(定稿)
人教版普高物选修2第2章 电磁感应定律 专题强化1楞次定律的应用
知识点1、楞次定律的重要推论
(1)用绝缘细绳吊起一个铝环,用磁体的N极去靠近铝环,如图甲所示。可以观察到什么现象?如果用S极去靠近铝环可以观察到什么现象?请解释此现象。
(2)若把磁体从靠近铝环处向左移开,可以观察到什么现象?请解释此现象。
总结:------楞次定律中“阻碍”的含义可以拓展为:感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
主要有以下几种表现形式:
内容 例证
阻碍原磁通量变化——“增反减同” 阻碍相对运动——“来拒去留”
使回路面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”或“增扩减缩(内密外疏)” B减小时,线圈中的Φ减小,为了阻碍Φ减小,线圈有扩张趋势,各边受到的安培力向外
b环中电流减小时a环中Φ减小,为了阻碍Φ的减小,a环面积有缩小的趋势
使金属环有远离或靠近的趋势——“增离减靠” 穿过金属环P的磁通量增加时,P向右运动;穿过P的磁通量减小时,P向左运动
专题讲练1
1.1、阻碍原磁通量的变化(增反减同)
1、如图甲所示,有一闭合导体环,磁场方向垂直于环面向里(为正方向),当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化时,顺着磁场方向看,导体环中感应电流的方向是(   )
A.一直顺时针
B.一直逆时针
C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针
2、如图甲所示,有一闭合线圈,磁场方向垂直于线圈平面向里(为正方向),当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化,则在0~2t0时间内,线圈中感应电流的方向( )
A.一直顺时针 B.一直逆时针
C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针
3、如图甲所示,线圈ab中通有如图乙所示的电流,电流正方向为从a到b,在0~t2这段时间内,用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流,则下列说法正确的是(   )
A.0~t2这段时间内穿过铝环的磁通量一直在减小
B.从左向右看,铝环中感应电流的方向始终为顺时针
C.t1时铝环无感应电流
D.从左向右看,感应电流的方向始终为逆时针
4、长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动,如图甲所示。长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的电流,其I-t图像如图乙所示。规定沿长直导线方向向上的电流为正方向。关于0~T时间内矩形线框中感应电流的方向,下列说法正确的是(  )
A.由顺时针方向变为逆时针方向
B.由逆时针方向变为顺时针方向
C.由顺时针方向变为逆时针方向,再变为顺时针方向
D.由逆时针方向变为顺时针方向,再变为逆时针方向
5、(多选)如图甲所示,绝缘的水平桌面上放置一金属圆环,在圆环的正上方放置一个螺线管,在螺线管中通入如图乙所示的电流,电流从螺线管a端流入为正。以下说法正确的是( )
A.0~1 s内圆环面积有扩张的趋势 B.1~2 s内圆环面积有扩张的趋势
C.1~2 s内和2~3 s内圆环中的感应电流方向相反
D.从上往下看,0~2 s内圆环中的感应电流先沿顺时针方向、后沿逆时针方向
6、(多选)如图甲所示,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中通以如图乙所示的变化电流,设t=0时电流沿逆时针方向(图中箭头所示)。关于线圈B的电流方向和所受安培力产生的效果,下列说法中正确的是(   )
A.在0B.在0C.在t1D.在t17、如图所示,一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内,磁铁中心与圆心重合,为了在磁铁开始运动时在线圈中得到逆时针方向的感应电流,磁铁的运动方式应是(   )
A.N极向纸内,S极向纸外,使磁铁绕O点转动
B.N极向纸外,S极向纸内,使磁铁绕O点转动
C.磁铁在线圈平面内顺时针转动 D.磁铁在线圈平面内逆时针转动
8、如图所示,U形导线框中通入如图所示电流,在导线框所在的平面内悬挂一个金属圆环.当线框中电流逐渐减小的过程中,正确的是 ( )(多选)
A.金属环中无感应电流 B.金属环中有逆时针方向的感应电流
C.悬挂金属环的绝缘线中的拉力变大 D.金属环保持静止
9、甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内,甲环中通以顺时针方向电流I,如图所示,当甲环中电流逐渐增大时,乙环中每段导线所受磁场力的方向是 ( )
A.指向圆心 B.背离圆心
C.垂直纸面向内 D.垂直纸面向外
10、如图所示,小金属环和大金属环重叠在同一平面内,两环相互绝缘,小环有一半面积在大环内,当大环接通电源的瞬间,小环中感应电流的情况是 ( )
A.无感应电流
B.有顺时针方向的感应电流
C.有逆时针方向的感应电流 D.无法确定
11、如图所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中,线圈ab将(   )
A.静止不动 B.逆时针转动
C.顺时针转动 D.发生转动,但因电源的极性不明,无法确定转动的方向
12、如图所示,1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路。通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流的条件。关于该实验下列说法正确的是(   )
A. 闭合开关S的瞬间,电流表G中有a→b的感应电流
B. 闭合开关S的瞬间,电流表G中有b→a的感应电流
C. 闭合开关S后,在减小电阻R的过程中,电流表G中有a→b的感应电流
D. 闭合开关S后,在减小电阻R的过程中,电流表G中有b→a的感应电流
13、如图所示,在载流直导线近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,在导轨上有两可自由滑动的导体棒ab和cd。当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
14、如图所示,两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是(   )
A.同时增大B1减小B2 B.同时减小B1增大B2
C.同时以相同的变化率增大B1和B2 D.同时以相同的变化率减小B1和B2
15、(多选)如图所示,在水平面上有一固定的导轨,导轨为U形金属框架,框架上放置一金属杆ab,不计摩擦,在竖直方向上有匀强磁场,则(   )
A.若磁场方向竖直向上并增强时,杆ab将向右移动
B.若磁场方向竖直向上并减弱时,杆ab将向右移动
C.若磁场方向竖直向下并增强时,杆ab将向右移动
D.若磁场方向竖直向下并减弱时,杆ab将向右移动
16、(多选)如图所示,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是(   )
A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
D.开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
17、电阻R、电容器C与一个线圈连成闭合回路,条形磁铁静止在线圈的正上方,N极朝下,如图 所示,现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )
A.从a到b,上极板带正电 B.从a到b,下极板带正电
C.从b到a,上极板带正电 D.从b到a,下极板带正电
18、汽车自动控制刹车系统(ABS)的原理如图所示。铁质齿轮P与车轮同步转动,右端有一个绕有线圈的磁体(极性如图),M是一个电流检测器。当车轮带动齿轮P转动时,靠近线圈的铁齿被磁化,使通过线圈的磁通量增大,铁齿离开线圈时又使磁通量减小,从而能使线圈中产生感应电流,感应电流经电子装置放大后即能实现自动控制刹车。齿轮从图示位置开始转到下一个铁齿正对线圈的过程中,通过M的感应电流的方向是 ( )
A)总是从左向右 B)总是从右向左
C)先从右向左,然后从左向右 D)先从左向右,然后从右向左
19、如图所示,两个环形导体互相垂直放置着,环中通有如图所示的电流。要使环中产生如图所示方向的感应电流。若固定环,可采用下面的方法( )
A.从左边看逆时针方向转动环而保持环中的电流不变
B.从左边看顺时针方向转动环而保持环中的电流不变
C.固定环而增大环的电流
D.固定环而减小环的电流
1.2、阻碍导体间的相对运动(来拒去留)
由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时,产生的感应电流与磁场间有力的作用,这种力的作用会“阻碍”相对运动,即“来拒去留”。
如图甲所示,条形磁体靠近线圈时,受到的是斥力;如图乙所示,条形磁体远离线圈时,受到的是引力。
1、如图,圆形线圈竖直固定,当条形磁铁沿线圈轴线从左向右匀速靠近、远离线圈的过程中,磁铁受到的磁场力方向(   )
A. 都向左
B. 都向右
C. 先向左后向右
D. 先向右后向左
2、(多选)如图所示,用绳吊起一个铝环,用条形磁体的N极去靠近铝环,直至从右侧穿出的过程中(   )
A.磁体从左侧靠近铝环时,铝环向右摆动
B.磁体在右侧远离铝环时,铝环向左摆动
C.磁体从左侧靠近铝环时,铝环A侧为N极
D.磁体在右侧远离铝环时,铝环B侧为S极
3、如图 所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管,则电路中(   )
A.始终有感应电流自a向b流过电流表G
B.始终有感应电流自b向a流过电流表G
C.先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流
D.将不会产生感应电流
4、如图所示,质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上.当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈,沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、快速经过时,线圈始终保持不动.则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况,以下判断正确的是( ) (多选)
A.FN先大于mg,后小于mg
B.FN一直大于mg
C.Ff先向左,后向右 D.Ff一直向左
5、如图所示,在一固定水平放置的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁,从离地面高h处,由静止开始下落,最后落在水平地面上.磁铁下落过程中始终保持竖直方向,并从圆环中心穿过圆环,而不与圆环接触.若不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法中正确的是 ( )
A.在磁铁下落的整个过程中,圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)
B.磁铁在整个下落过程中,所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下
C.磁铁在整个下落过程中,它的机械能不变
D.磁铁落地时的速率一定等于
6、金属环水平固定放置,现将一竖直的条形磁铁,在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放,在条形磁铁穿过圆环的过程中,条形磁铁与圆环 (   )
A.始终相互吸引 B.始终相互排斥
C.先相互吸引,后相互排斥 D.先相互排斥,后相互吸引
7、如图所示,A、B为大小、形状均相同且内壁光滑,但用不同材料制成的圆管,竖直固定在相同高度.两个相同的磁性小球,同时从A、B管上端的管口无初速度释放,穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面.下面对于两管的描述中可能正确的是 ( )(多选)
A.A管是用塑料制成的,B管是用铜制成的
B.A管是用铝制成的,B管是用胶木制成的
C.A管是用胶木制成的,B管是用塑料制成的
D.A管是用胶木制成的,B管是用铝制成的
8、(多选)如图所示,在光滑水平桌面上有两个金属圆环,在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁体,当给条形磁体一竖直向上的初速度后(不考虑金属环之间的作用,重力加速度大小为g),将会出现的情况是(   )
A.两金属环将相互靠拢 B.两金属环将相互远离
C.磁体的加速度会大于g D.磁体的加速度会小于g
9、某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律,在线圈自上而下穿过固定的条形磁铁的过程中,从上向下看,线圈中感应电流方向是 ( )
A.先顺时针方向,后逆时针方向
B.先逆时针方向,后顺时针方向
C.一直是顺时针方向 D.一直是逆时针方向
10、如图所示,绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a、b.将条形磁铁沿它们的正中向下移动(不到达该平面),a、b将如何移动(   )
A.a、b将相互远离 B.a、b将相互靠近
C.a、b将不动 D.无法判断
11、如图所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则 ( )
A.T1>mg,T2>mg B.T1C.T1>mg,T2mg
12、如图所示,一个铅质圆环无初速度地自位置Ⅰ下落到位置Ⅱ,所用时间( )
A.等于 B.大于 C.小于 D.无法确定
13、如图所示,一条形磁体从高h处自由下落,中途穿过一个固定的空心线圈,开关S断开时,由开始下落至落地用时t1,落地时速度为v1;S闭合时,由开始下落至落地用时t2,落地时速度为v2。则它们的大小关系正确的是(  )
A.t1>t2,v1>v2 B.t1=t2,v1=v2
C.t1<t2,v1<v2 D.t1<t2,v1>v2
14、如图,铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落,在下落过程中,下列判断中正确的是 (   )
A.金属环在下落过程中机械能守恒
B.金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量
C.金属环的机械能先减小后增大
D.磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力
15、(多选)在光滑水平桌面上放置一条形磁铁,在条形磁铁中央位置的正上方水平放置一铜质圆环,以下判断中正确的是( )
A.释放圆环,在环下落的过程中,环平面始终水平,穿过环的磁通量不变
B.释放圆环,在环下落的过程中,环平面始终水平,穿过环的磁通量增加
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,圆环产生向左的运动趋势
16、如图所示,矩形线圈放置在水平薄木板上,有两块相同的蹄形磁体,四个磁极之间的距离相等,当两块磁体以相同的速度匀速向右通过线圈时,线圈始终静止不动,那么线圈受到木板的摩擦力方向是(   )
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
17、如图所示,甲是闭合铜线框,乙是有缺口的铜线框,丙是闭合的塑料线框,它们的正下方都放置一薄强磁铁,现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转),则以下说法正确的是( )
A.三者同时落地
B.甲、乙同时落地,丙后落地
C.甲、丙同时落地,乙后落地
D.乙、丙同时落地,甲后落地
18、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,下列说法正确的是(   )(多选)
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
19、如图所示,固定水平长直细导线中通有方向向右的恒定电流I,一矩形金属线框位于竖直平面内紧靠导线但不接触,若线框从图中实线位置由静止释放,在下落到虚线位置的过程中,下列说法正确的是( )
A. 穿过线框内的磁通量变小
B. 线框所受安培力的方向始终竖直向上
C. 线框中感应电流方向先是逆时针后变为顺时针 D. 线框的机械能守恒
1.3、通过改变线圈面积来“阻碍”原磁通量的变化(增缩减扩)
对闭合电路的面积,收缩或扩张是为了阻碍穿过电路的原磁通量的变化。若穿过闭合电路的磁通量增加,面积有收缩趋势;若穿过闭合电路的磁通量减少,面积有扩张趋势。口诀记为“增缩减扩”。
说明 此法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况。
1、如图所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与圆环在同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将(   )
A.S增大,l变长 B.S减小,l变短
C.S增大,l变短 D.S减小,l变长
2、如图所示,通电螺线管N置于闭合金属环M的轴线上,当N中的电流突然减小时,则( )(多选)
A.环M有缩小的趋势
B.环M有扩张的趋势
C.螺线管N有缩短的趋势
D.螺线管N有伸长的趋势
3、如图,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置,当a绕O点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环a(   )
A.顺时针加速旋转
B.顺时针减速旋转
C.逆时针加速旋转
D.逆时针减速旋转
4、如图所示的磁场中有一个垂直于磁场中心磁感线放置的闭合圆环,现在将圆环从图示A位置水平向右移到B位置,从左向右看,感应电流方向和圆环变形趋势正确的是( )
A.顺时针,扩张趋势
B.顺时针,收缩趋势
C.逆时针,扩张趋势 D.逆时针,收缩趋势
5、如图a、b、c三个圆环在同一平面内,当b环中的顺时针方向电流减小时,则( )
A. a环中感应电流方向为顺时针,有收缩趋势
B. a环中感应电流方向为逆时针,有扩张趋势
C. c环中感应电流方向为顺时针,有收缩趋势
D. c环中感应电流方向为逆时针,有扩张趋势
6、如图所示,a、b、c三个线圈是同心圆,b线圈上连接有直流电源和开关K,则下列说法正确的是(   )
A.K闭合电路稳定后,在断开K的一瞬间,线圈c中有感应电流,线圈a中没有感应电流
B.K闭合电路稳定后,在断开K的一瞬间,线圈a中有感应电流,线圈c中没有感应电流
C.在K闭合的一瞬间,线圈a中有逆时针方向的瞬时感应电流,有扩张趋势
D.在K闭合的一瞬间,线圈c中有顺时针方向的瞬时感应电流,有收缩趋势
7、如图所示,环形导线b与导轨、导体棒构成闭合回路,导体棒在匀强磁场中可沿导轨左右运动,金属环a与环形导线b共面共心(说明:导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大,导体棒匀速切割磁感线时,感应电流恒定),下列说法正确的是(   )
A.若导体棒向左匀速运动,环a将产生逆时针方向的感应电流,且有扩张的趋势
B.若导体棒向左加速运动,环a不会产生感应电流,无收缩或扩张的趋势
C.若导体棒向左加速运动,环a将产生顺时针方向的感应电流,且有收缩的趋势
D.若导体棒向右加速运动,环a将产生逆时针方向的感应电流,且有扩张的趋势
8、如图所示,两个闭合正方形线框A、B的中心重合,放在同一水平面内.当小线框A中通有不断增大的顺时针方向的电流时,对于线框B,下列说法中正确的是 ( )
A.有顺时针方向的电流且有收缩的趋势
B.有顺时针方向的电流且有扩张的趋势
C.有逆时针方向的电流且有收缩的趋势
D.有逆时针方向的电流且有扩张的趋势
9、如图(a)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(b)所示的交变电流,t=0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示),在t1~t2时间段内,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
10、(多选)金属棒ab、cd放在水平光滑导轨上,条形磁体向下加速运动,在接近导轨时,下列说法正确的有(重力加速度为g)(   )
A.ab、cd相互靠近
B.ab、cd相互远离
C.磁体加速度大于g D.磁体加速度小于g
1.4、使金属环有远离或靠近的趋势——“增离减靠”
1、如图,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向上滑动,下列表述正确的是( )(多选)
A.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
B.穿过线圈a的磁通量变小
C.线圈a有扩张的趋势
D.线圈a对水平桌面的压力FN将增大
2、如图所示装置,在下列各种操作中,会使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A向右运动的是(   )
A.开关S接通的瞬间
B.开关S接通后,电路中电流稳定时
C.开关S接通后,滑动变阻器触头向上滑动的瞬间 D.开关S断开的瞬间
3、如图所示,两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑的绝缘杆上,当一条形磁体向左运动靠近两环时,两环的运动情况是(  )
A.同时向左运动,间距变大 B.同时向左运动,间距变小
C.同时向右运动,间距变小 D.同时向右运动,间距变大
4、如图所示,水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环,其中B接电源。在接通电源的瞬间,A、C两环 ( )
A.都被B吸引 B.都被B排斥
C.A被吸引,C被排斥 D.A被排斥,C被吸引
5、(多选)航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示,由绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路,右侧金属圆环套在光滑的绝缘杆上。当开关闭合瞬间,线圈中突然通过直流电流时,线圈右侧的金属圆环被弹射出去。下列说法正确的是(   )
A.从右侧看,开关闭合瞬间金属圆环中会产生逆时针方向的感应电流
B.电源正、负极调换后,闭合开关S的瞬间,金属圆环仍能向右弹射
C.若将金属圆环置于线圈左侧,电路接通时,使滑动变阻器的滑片向上加速滑动时,金属圆环会被向左弹射出去
D.若将金属圆环置于线圈左侧,则闭合开关S的瞬间,金属圆环将向左弹射
6、如图所示,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到(   )
A.拨至M端或N端,圆环都向左运动
B.拨至M端或N端,圆环都向右运动
C.拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动
D.拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动
知识点2、“三定则一定律”的综合应用
安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较
比较项目 安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律
适用场合 判断电流周围的 方向 判断通电导线在磁场中所受的 方向 判断导体切割磁感线时产生的 方向 判断回路中磁通量变化时产生的 方向
因果关系 因电而生磁(I→B) 因电而受力(I、B→F安) 因动而生电(v、B→I感) 因磁通量变化而生电(ΔΦ→I感)
专题讲练2
1、(多选)如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,MN的左边有一闭合电路,当PQ在外力的作用下运动时,MN向右运动,则PQ所做的运动可能是( )
A.向右加速运动
B.向左加速运动
C.向右减速运动
D.向左减速运动
2、如图所示装置中,cd杆原来静止.当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动(   )(多选)
A.向右匀速运动 B.向右加速运动
C.向左加速运动 D.向左减速运动
3、如图所示,线圈M和线圈N绕在同一铁芯上.M与电源、开关、滑动变阻器相连,P为滑动变阻器的滑动触头,开关S处于闭合状态,N与电阻R相连.下列说法正确的是 ( ) (多选)
A.当P向右移动时,通过R的电流为b到a
B.当P向右移动时,通过R的电流为a到b
C.断开S的瞬间,通过R的电流为b到a D.断开S的瞬间,通过R的电流为a到b
4、(多选)如图所示,一电子以初速度v沿金属板平行方向飞入MN极板间,若突然发现电子向M板偏转,则可能是( )
A.电键S闭合瞬间 B.电键S由闭合到断开瞬间
C.电键S是闭合的,变阻器滑片P向左迅速滑动 D.电键S是闭合的,变阻器滑片P向右迅速滑动
5、如图所示,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是(   )
A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向 B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向
C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向 D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向
6、如图甲所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R,金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度B随时间的变化关系如图乙所示(以向下为正方向),0~2t0时间内ab始终保持静止。则下列说法正确的是(   )
A.0~2t0时间内ab中的感应电流方向总是由b到a
B.0~t0时间内ab棒所受的安培力向左
C.t0~2t0时间内ab棒所受的静摩擦力向右
D.t0~2t0时间内穿过回路的磁通量逐渐减小
7、(多选)如图所示是创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》。两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上,与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路,两个磁性很强的条形磁体如图放置,当用手左、右摆动线圈P时,线圈Q也会跟着摆动,仿佛小熊在荡秋千。以下说法正确的是(   )
A.P向右摆动的过程中,P中的电流方向为顺时针(从右向左看)
B.P向右摆动的过程中,Q也会向右摆动
C.P向右摆动的过程中,Q会向左摆动 D.若用手左、右摆动Q,P会始终保持静止
8、如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引 (   )(多选 )
A.向右做匀速运动 B.向左做减速运动
C.向右做减速运动 D.向右做加速运动
9、如图所示,绝缘的水平桌面上放置一金属圆环P,在圆环P的正上方固定一个线圈Q,线圈Q与平行金属导轨相连并与导体棒ab组成闭合回路,金属导轨处于垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,由于导体棒ab的运动,使得圆环P中产生逆时针方向(从上向下看)的感应电流,并且对桌面的压力小于圆环P的重力,下列说法正确的是( )
A.导体棒ab向右加速运动 B.导体棒ab向左加速运动
C.导体棒ab向右减速运动 D.导体棒ab向左减速运动
10、 (多选)如图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大导线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的金属棒ab的运动情况可能是(两导线圈共面放置,且金属棒切割磁感线速度越大,感应电流越大)(   )
A.向右匀速运动 B.向左加速运动
C.向右减速运动 D.向右加速运动
11、如图所示,通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面,位置靠近ab且相互绝缘.当MN中电流突然减小时,线圈所受安培力的合力方向 ( )
A.向左 B.向右
C.垂直纸面向外 D.垂直纸面向里
12、如图所示,矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上,ab边与MN平行,且MN靠近ab边放置,导线MN中通有向上的电流,当MN中的电流增大时,下列说法正确的是(   )
A.导线框abcd中没有感应电流
B.导线框abcd中有顺时针方向的感应电流
C.导线框所受安培力的合力方向水平向左
D.导线框所受安培力的合力方向水平向右
13、如图所示,通电导线cd右侧有一个金属框与导线cd在同一平面内,金属棒ab放在框架上,若ab受到向左的磁场力,则cd中电流的变化情况是 (   )(多选)
A.cd中通有由d→c方向逐渐减小的电流
B.cd中通有由d→c方向逐渐增大的电流
C.cd中通有由c→d方向逐渐减小的电流
D.cd中通有由c→d方向逐渐增大的电流
14、如图所示,固定的水平长直导线中通有电流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行.线框由静止释放,在下落过程中 ( )
A.穿过线框的磁通量保持不变
B.线框中感应电流方向保持不变
C.线框所受安培力的合力为零
D.线框的机械能不断增大
15、通电直导线a与圆形金属环b共面放置,相互绝缘,如图所示放置,当a通了电流,b中产生顺时针方向的感应电流,且b受到的合力向下,由此可知,直导线a中电流( )
A.向右减小 B.向右增大
C.向左减小 D.向左增大
16、如图所示,闭合矩形线圈abcd与长直导线MN在同一平面内,线圈的ab、dc两边与直导线平行,直导线中有逐渐增大、但方向不明的电流,则( )(多选)
A.可知道线圈中的感应电流方向
B.可知道线圈各边所受磁场力的方向
C.可知道整个线圈所受的磁场力的方向
D.无法判断线圈中的感应电流方向,也无法判断线圈所受磁场力的方向
17、如图甲,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同的线圈Q,P和Q共轴,Q中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图乙所示,P所受的重力为G,桌面对P的支持力为FN,
①t1时刻FN>G ②t2时刻FN>G ③t3时刻FN<G ④t4时刻FN=G
其中上面表述中,正确的是( )
A.①② B.①③
C.①④ D.②③④
18、纸面内有U形金属导轨,AB部分是直导线。虚线范围内有向纸里的均匀磁场,AB右侧有圆线圈C,为了使C中产生顺时针方向的感应电流,贴着导轨的金属棒MN在磁场里的运动情况是( )
A.向右匀速运动 B.向左匀速运动
C.向右加速运动 D.向右减速运动
19、如图所示,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( )(多选)
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
20、如图所示,和是水平放置的固定平行导轨,它们的左端、用导线连接,导体棒垂直导轨搁在两导轨上,它能在导轨上左右滑动,在的左上方、的右上方,有与平行的通电导线,它与的水平距离较远,而与的水平距离较近,要使上有从流向的感应电流,并在磁场力的作用下向右滑动,导线中的电流方向及其大小的变化情况应为( )
A.从到,变大 B.从到,变小
C.从到,变大 D.从到,变小
21、如图所示,一个半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中,场中各点的磁感应强度为 By =,y 为该点到地面的距离,c 为常数,B0为一定值.铝框平面与磁场垂直,直径 ab 水平,(空气阻力不计)铝框由静止释放下落的过程中(   )
A. 直径 ab 受安培力方向与框的运动方向相同为动力
B. 半圆弧 ab 受安培力方向与框的运动方向相反为阻力
C. 铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度 g D. 铝框下落加速度大小可能等于 g
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