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鲁科版选择性必修二第二章第一节科学探究:感应电流的方向提升练
一、单项选择题
1.对楞次定律的理解下面说法正确的是( )
A. 若原磁场磁感应强度增大,则感应电流的磁场一定与原磁场方向相反.
B. 若原磁场磁感应强度减小,则感应电流的磁场一定与原磁场方向相同.
C. 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,利用楞次定律本身只能判断感应电流的磁场方向。
D. 利用楞次定律和左手定则最终确定感应电流的方向。
2.如图所示,匀强磁场垂直纸面向里,正方形闭合金属线框从空中落入磁场,在下落过程中,线框的边始终与磁场的边界平行,完全进入磁场后再从磁场中离开,下列说法正确的是( )
A. 线框进入磁场过程中,边中感应电流方向
B. 线框进入磁场过程中,边受到的安培力方向向上
C. 线框离开磁场过程中,边中感应电流方向
D. 线框离开磁场过程中,边受到的安培力方向向下
3.在“探究影响感应电流方向的因素”实验中,螺线管与灵敏电流计构成闭合电路,如图所示,条形磁铁极朝下,现将磁铁靠近螺线管
A. 螺线管产生向上的感应磁场 B. 穿过螺线管中的磁通量减小
C. 螺线管受到磁铁向上的拉力 D. 电流计的指针会向左边偏转
4.年英国物理学家狄拉克从理论上预言:存在只有一个磁极的粒子,即“磁单极子”年,美国物理学家卡布莱拉设计了一个寻找磁单极子的实验,他设想如果一个只有极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈,那么从上向下看,超导线圈上将出现( )
A. 先是逆时针方向,然后是顺时针方向的感应电流
B. 先是顺时针方向,然后是逆时针方向的感应电流
C. 顺时针方向持续流动的感应电流
D. 逆时针方向持续流动的感应电流
5.如图所示,匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸内,、、、为圆形线圈上等距离的四点.现用外力在上述四点将线圈拉成正方形,设线圈导线不可伸长,且线圈仍处在原先所在平面内.则在线圈发生形变的过程中( )
A. 线圈中将产生方向的感应电流 B. 线圈中将产生方向的感应电流
C. 线圈中的感应电流先后 D. 线圈中的感应电流先后
6.在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈相接,如图所示.导轨上放一根导线,磁感线垂直于导轨所在平面.当导线向右加速运动时,所包围的小闭合线圈产生的感应电流方向,及所具有的形变趋势是( )
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
7.如图所示,线圈连接光滑平行水平导轨,导轨处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中,导轨电阻不计,导轨上放着导体棒为了使闭合线圈产生图示方向的感应电流,可使导体棒( )
A. 向右匀速运动 B. 向右减速运动 C. 向左加速运动 D. 向左减速运动
8.如图所示,、、三个线圈是同心圆,线圈上连接有直流电源和开关,则下列说法正确的是( )
A. 在闭合的一瞬间,线圈中有逆时针方向的瞬时电流,有收缩趋势
B. 在闭合的一瞬间,线圈中有逆时针方向的瞬时电流,有扩张趋势
C. 在闭合的一瞬间,线圈中有逆时针方向的瞬时电流,有收缩趋势
D. 在闭合的一瞬间,线圈中有顺时针方向的瞬时电流,有扩张趋势
9.如图所示,金属导轨上的导体棒在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜制线圈中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )
A. 向左做减速运动 B. 向左做加速运动 C. 向右做匀速运动 D. 向右做加速运动
10.如图所示,、为光滑的水平平行金属导轨,、为跨在导轨上的两根金属杆,垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过、所在的平面,则( )
A. 若固定,使向右滑动,则回路有电流,电流方向为
B. 若、以相同的速度一起向右运动,则回路有电流,电流方向为
C. 若向左、向右同时运动,则回路中的电流为零
D. 若、都向右运动,且两杆速度,则回路有电流,电流方向为
11.固定的长直导线附近有一个矩形线框,它们处于同一光滑水平面上,俯视图如图所示。导线中通有向右的电流,下列说法正确的是( )
A. 电流在线框所在位置处产生的磁场方向垂直于纸面向外
B. 若线框以一定的初速度远离长直导线,其受到的安培力将保持不变
C. 若线框平行长直导线向右运动,线框中将产生逆时针方向的电流
D. 若导线中电流突然减弱,线框将靠近长直导线
12.如图所示,绝缘的水平桌面上放置一金属圆环,在圆环的正上方固定一个线圈,线圈与平行金属导轨相连并与导体棒组成闭合回路,金属导轨处于垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,由于导体棒的运动,使得圆环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的重力,下列说法正确的是( )
A. 导体棒向右加速运动 B. 导体棒向左加速运动
C. 导体棒向右减速运动 D. 导体棒向左减速运动
13.置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线,与套在铁芯上部的线圈相连.套在铁芯下部的线圈引出两根导线接在两根水平导轨上,如图所示.导轨上有一根金属棒处在竖直向上的匀强磁场中.下列说法正确的是 ( )
A. 圆盘顺时针加速转动时,棒将向右运动
B. 圆盘顺时针匀速转动时,棒将向右运动
C. 圆盘顺时针减速转动时,棒将向右运动
D. 圆盘逆时针加速转动时,棒将向左运动
14.如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。金属杆置于导轨上并与导轨形成闭合回路,一圆环形金属框位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。现让金属杆突然向右运动,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. 中沿顺时针方向,中沿逆时针方向
B. 中沿顺时针方向,中沿顺时针方向
C. 中沿逆时针方向,中沿逆时针方向
D. 中沿逆时针方向,中沿顺时针方向
二、多选题:本大题共5小题,共20分。
15.如图所示,线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出的瞬间,线圈和电流表构成的闭合回路中产生的感应电流方向正确的是( )
A. B. C. D.
16.如图甲所示,匀强磁场垂直穿过矩形金属线框,磁感应强度随时间按图乙所示规律变化,下列说法正确的是( )
A. 时刻线框的感应电流方向为
B. 时刻线框的感应电流方向为
C. 时刻线框的感应电流最大
D. 时刻线框边受到的安培力方向向右
17.下列四个选项分别对以下四幅图中的物理量的方向给予了说明,其中正确的有
A. 甲图长直导线中通有竖直向下的电流,周围激发出的磁场方向如图中同心圆环的箭头所示
B. 乙图中倾斜导体棒受到的安培力的方向如图所示
C. 丙图中的导体棒在静止的磁场中向右运动,产生的感应电流方向如图中导体棒内箭头所示
D. 丁图中磁感应强度在增大,在金属圆环中产生的感应电流的方向如图中箭头所示
18.水力发电站和火力发电站都采用旋转磁极式发电机,但是发电机的结构一般不同。水力发电站常采用图甲所示原理的发电机,、、、均为线圈火力发电站常采用图乙所示原理的发电机,、、、均为沿轴方向的导线。当图中固定有磁铁的转子顺时针匀速旋转到图示位置时,某同学在两图中标示了电流方向,下列说法正确的是( )
A. 图甲中、线圈电流标示方向正确 B. 图甲中、线圈电流标示方向正确
C. 图乙中、导线电流标示方向正确 D. 图乙中、导线电流标示方向正确
19.纸面内有形金属导轨,部分是直导线。虚线范围内有垂直纸面向里的匀强磁场。右侧有圆线圈。为了使中产生顺时针方向的感应电流,贴着导轨的金属棒在磁场里的运动情况是( )
A. 向右加速运动 B. 向右减速运动 C. 向左加速运动 D. 向左减速运动
三、填空、实验题
20.如图所示,小明和小刚利用蹄形磁体、灵敏电流计、开关、导体和若干导线等器材来探究感应电流产生的条件。闭合开关,他们完成操作,将观察到的现象记入表格:
序号 导体的运动情况 有无感应电流
左右运动 有
上下运动 无
前后运动 无
斜向上、斜向下运动 有
分析、两次实验现象,小明说:“闭合电路的一部分导体在磁场中的运动方向与磁场方向垂直时,电路中就会产生感应电流。”小刚认为不准确,因为导体 ______运动时,其运动方向也与磁场方向垂直,但无感应电流;
采纳小刚意见后,小明又说:“闭合电路的一部分导体在磁场中垂直切割磁感线时,电路中才会产生感应电流”,小刚认为不全面,因为导体 ______运动时,也有感应电流;
从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是将______能转化为电能;如果将图中的灵敏电流计换成______,可以探究磁场对电流的作用。
21.如图所示为利川一中某兴趣小组“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。
滑动变阻器采用限流接法,请用笔画线代替导线将实物电路补充完整。
兴趣小组甲正确连接电路后,开始实验探究。下列说法正确的是
A.开关闭合后,线圈插入线圈的过程中,电表的指针会偏转
B.线圈插入线圈中后,断开开关的瞬间,电表的指针会偏转
C.线圈插入线圈中,开关闭合后,移动滑动变阻器的滑片,电表的指针不偏转
D.线圈插入线圈中,开关闭合后,滑动变阻器滑片不动,电表的指针一定会偏转
兴趣小组乙为了探究影响感应电流大小和方向的因素,闭合开关后,以不同的速度移动滑动变阻器的滑片,观察指针摆动情况;由此实验可以得出恰当的结论是
A.线圈的磁性变强或变弱影响指针摆动幅度大小
B.线圈的磁性变强或变弱影响指针摆动方向
C.线圈的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小
D.线圈的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向
22.为了验证楞次定律,老师把很轻的薄铝环、分别吊在绝缘细杆的两端,杆可绕中间竖直轴在水平面内转动,环是闭合的,环是断开的。
老师用磁铁极分别接近和远离这两个圆环,发现 。
A.磁铁极接近环时,环被吸引,而后被推开
B.磁铁极远离环时,环被排斥,而后随磁铁运动
C.用磁铁极接近环时,环被推斥,远离磁铁运动
D.用磁铁的任意一磁极接近环时,环均被排斥
甲同学想重复这个实验,他没有找到铝环,于是想用铁环替代,请问这样做是否可以 为什么 。
乙同学把一个较厚的铝条弯成带缺口的铝环,缺口很窄,替换原有的环,调整平衡后,用一块磁性很强的磁铁靠近有缺口的铝环,发现铝环被微微推开了一小段距离,试解释其中的原因 。
23.为探究影响感应电流方向的因素,同学们做了如下的实验。
所用电流计指针偏转方向与电流方向间的关系为:当电流从“”接线柱流入电流计时,指针向右偏转
如图甲,将条形磁铁极向下插入螺线管时,发现电流计的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示,则螺线管中感应电流产生的磁场方向 填“向下”或“向上”
关于该实验,下列说法正确的是 。填正确答案标号
A.将磁铁插入的速度越大,电流计指针偏转幅度越大
B.将磁铁插入的速度越大,电流计指针偏转幅度越小
C.将磁铁的极向下,并将其抽出,电流计指针向左偏转
D.将磁铁的极向下,并将其插入,电流计指针向右偏转
本实验也可以用发光二极管代替电流计进行实验,如图丙所示,将条形磁铁极向下插入螺线管,可观察到发光二极管 填“”或“”短暂发光。由此可分析得出:当穿过螺线管的磁通量增加时,感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向 填“相同”或“相反”。
24.由下图探究感应电流的方向具有的规律,其中为灵敏电流计,没有电流通过时指针指向中间刻度,这种实验方案采用了_______填“归纳总结”或“假设推理”物理思想方法;
为指针零刻度在中央的灵敏电流表,连接在直流电路中时的偏转情况如图中所示,即电流从电流表的左接线柱进时,指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图中的条形磁铁的运动方向是向___________填“上”、“下”;图中的条形磁铁下端为__________极填“”、“”;
25.某同学使用如图所示的三组器材探究电磁感应现象。
在甲图中,闭合开关后,将滑片向右减速移动的过程中,线圈中的磁通量 选填“增大”或“减小”。
在乙图中,将如图乙所示条形磁铁向下插入线圈的过程中,感应电流从 选填“正”或“负”极接线柱流入电表。
为判断线圈绕向,可将灵敏电流计与线圈连接,如图丙所示已知线圈由端开始绕至端当电流从电流计左端流入时,指针向左偏转。当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离时,指针向右偏转俯视线圈,其绕向为 填:“顺时针”或“逆时针”。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A. 若原磁场磁通量增大,则感应电流的磁场一定与原磁场方向相反,故A错误;
B. 若原磁场磁通量减小,则感应电流的磁场一定与原磁场方向相同,故B错误;
C. 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,利用楞次定律本身只能判断感应电流的磁场方向,故C正确;
D. 利用楞次定律和右手定则最终确定感应电流的方向,故D错误。
2.【答案】
【解析】A.线圈进入磁场过程中,边切割磁感线,根据楞次定律,感应电流方向为,故A错误;
B.线圈进入磁场过程中,穿过线圈的磁通量增大,线圈面积有收缩的趋势,边受到的安培力方向向上,故B正确;
C.线圈离开磁场过程中,边切割磁感线,感应电流方向,故C错误;
D.线圈离开磁场过程中,穿过线圈的磁通量减少,线圈面积有扩张的趋势,边受到的安培力方向向上,故D错误。
3.【答案】
【解析】、条形磁铁极朝下靠近螺线管,穿过螺线管的磁通量向下增加,根据楞次定律,螺线管产生向上的感应磁场来阻碍磁通量的增加, A正确, B 错误。
、因为螺线管产生向上的感应磁场,与条形磁铁相互排斥,所以螺线管受到磁铁向下的力, C错误。
D、由于不知道电流计指针偏转方向与电流方向的关系,无法确定指针向哪边偏转, D错误。
4.【答案】
【解析】若磁单极子穿过超导线圈的过程中,当磁单极子靠近线圈时,穿过线圈中磁通量增加,且磁场方向斜向右下,所以由楞次定律可知,感应电流的磁场方向斜向左上,则从上向下看,由右手螺旋定则可确定感应电流方向逆时针;当磁单极子远离线圈时,穿过线圈中磁通量减小,且磁场方向从斜向左上,所以由楞次定律可知,感应电流的磁场方向斜向左上,则从上向下看,由右手螺旋定则可确定感应电流方向逆时针.因此线圈中产生的感应电流方向一直是逆时针方向不变.故D正确,ABC错误。 故选:。
5.【答案】
【解析】当由圆形变成正方形时面积变小磁通量变小,根据楞次定律知在线圈中将产生方向的感应电流,故选:。
6.【答案】
【解析】向右运动时,由右手定则可知,感应电流由流向,
加速运动,感应电动势:变大,感应电流:变大,
由安培定则知的磁场垂直纸面向里增大,所以穿过的磁通量垂直纸面向里增大,为阻碍磁通量的增加,感应电流在内的磁场应垂直纸面向外,由安培定则知中感应电流为逆时针,原磁通量增大由楞次定律可知为阻碍磁通量的增加有收缩的趋势,故C正确,ABD错误。
7.【答案】
【解析】如果是磁通量减小引起的感应电流,则感应电流产生的磁场与原磁场方向相同,所以线圈中的电流方向和中的电流方向相同,并且在减小,所以根据右手定则,导体棒在向左做减速运动;
如果是磁通量增加引起的感应电流,则中的感应电流方向与原磁场方向相反。且原磁场磁感应强度在增加,即导体棒向右做加速运动。
故选D。
8.【答案】
【解析】在闭合的一瞬间,线圈中有顺时针方向的瞬时电流,线圈内磁场垂直纸面向里增大,线圈外磁场垂直纸面向外增大,研究线圈,根据楞次定律、右手螺旋定则和左手定则,线圈中有逆时针方向的瞬时电流,有收缩趋势,故A正确,B错误;
研究线圈,根据楞次定律、右手螺旋定则和左手定则,线圈中有逆时针方向的瞬时电流,有扩张的趋势,故CD错误。故选A。
9.【答案】
【解析】A.导体棒向左做减速运动时,根据右手定则判断,中产生的感应电流方向从到,根据安培定则可知,螺线管左端为极,感应电流减小,螺线管产生的磁场减弱,穿过的磁通量减小,根据楞次定律可知,中产生逆时针方向从左向右看的感应电流,右侧相当于极,则线圈被螺线管吸引,故A正确;
B.导体棒向左做加速运动时,根据右手定则可判断,中产生的感应电流方向从到,根据安培定则可知,螺线管左端为极,感应电流增大,螺线管产生的磁场增强,穿过的磁通量增大,根据楞次定律可知,中产生顺时针方向从左向右看的感应电流,右侧相当于极,则线圈被螺线管排斥,故B错误;
C.导体向右做匀速运动时,根据右手定则判断,中产生的感应电流方向从到,根据安培定则可知,螺线管左端为极,感应电流不变,螺线管产生的磁场不变,穿过的磁通量不变,中没有感应电流,线圈不会被螺线管吸引,故C错误;
D.导体向右做加速运动时,根据右手定则判断,中产生的感应电流方向从到,根据安培定则可知,螺线管左端为极,感应电流增大,螺线管产生的磁场增强,穿过的磁通量增大,根据楞次定律可知,中产生逆时针方向从左向右看的感应电流,右侧相当于极,则线圈被螺线管排斥,故D错误。
10.【答案】
【解析】A.若固定,使向右滑动,则回路有电流,由右手定则可判断出回路中产生顺时针方向的电流,故A错误;
B.若、同向运动且速度大小相同,回路所围面积不变,磁通量不变,故不产生感应电流,故B错误;
C.若向左运动,同时向右运动,由右手定则可判断出回路中有顺时针方向的电流,故C错误;
D.若、都向右运动,且两杆速度关系为,则回路所围面积发生变化,磁通量也发生变化,由楞次定律可判断出,回路中产生顺时针方向的电流,故D正确。
11.【答案】
【解析】A. 根据安培定则可知,电流在线框处产生的磁场方向垂直于纸面向里,故 A项错误
B.电流在线框处产生的磁场方向垂直于纸面向里,当线框以一定的初速度远离长直导线,线框中的磁通量减弱,为了阻碍磁通量的减弱,此时线圈中产生瞬时针方向的电流,随着线框远离直导线,线框所处位置的磁感应强度减弱,所以其所受的安培力减小,故 B项错误;
C.若线框平行长直导线向右运动,其穿过线框的磁通量没有发生变化,所以线框中没有感应电流,故 C项错误
D. 当导线中电流突然减弱,线框中的磁通量减弱,为了阻碍磁通量的减弱,此时线框中产生顺时针方向的电流,根据左手定则可以判断出线框左右两边所受安培力方向相反,其距离直导线的距离相同,所以安培力大小相等,即左右两边的安培力互相抵消。线框上边所受安培力向上,下边所受安培力向下,但上边因为离直导线更近,即磁感应强度更大,其安培力更大,所以线框受到的安培力的合力向上,即线框将靠近直导线,故 D项正确。
12.【答案】
【解析】A.导体棒向右加速运动时,感应电流从流向,在线圈里产生向上的磁场,金属圆环的磁通量增加,为阻碍增加,金属圆环产生顺时针方向的感应电流,对桌面的压力大于圆环的重力,故A不符合题意;
B.导体棒向左加速运动时;感应电流从流向,在线圈里产生向下的磁场,金属圆环的磁通量增加,为阻碍增加,金属圆环产生逆时针方向的感应电流,对桌面的压力大于圆环的重力,故B不符合题意;
C.导体棒向右减速运动时,感应电流从流向,在线圈里产生向上的磁场,金属圆环的磁通量减少,为阻碍减少,金属圆环产生逆时针方向的感应电流,对桌面的压力小于圆环的重力,故C符合题意;
D.导体棒向左减速运动时,感应电流从流向,在线圈里产生向下的磁场,金属圆环的磁通量减少,为阻碍减少,金属圆环产生顺时针方向的感应电流,对桌面的压力小于圆环的重力,故D不符合题意;
故选C。
13.【答案】
【解析】本题考查电磁感应产生电流的条件及安培力方向。
由右手定则可知,圆盘顺时针加速转动时,感应电流从圆心流向边缘,线圈中产生的磁场方向向下且磁场增强,由楞次定律可知,线圈中的感应磁场方向向上,由右手螺旋定则可知,棒中感应电流方向由,由左手定则可知,棒受的安培力方向向左,故A错误;
同理可知,若圆盘顺时针减速转动时,则棒将向右运动,选项C正确;
当圆盘顺时针匀速转动时,线圈中产生恒定的电流,那么线圈的磁通量不变,则棒没有感应电流,则将不会运动,故B错误;
若圆盘逆时针加速转动时,感应电流从边缘流向圆心,线圈中产生的磁场方向向上且磁场增强,由楞次定律可知,线圈中的感应磁场方向向下,由右手螺旋定则可知,棒中感应电流方向由,由左手定则可知,棒受的安培力方向向右,故D错误;故选C。
14.【答案】
【解析】、突然向右运动,导体切割磁感线,根据右手定则,可知电流由流向,中电流沿逆时针方向,中的电流产生的磁场向外,则中的合磁场向里减弱,根据楞次定律可知的感应电流产生的磁场应指向纸面内,则中感应电流方向为顺时针。故ABC错误,D正确。
15.【答案】
【解析】A、当磁铁极向下运动时,线圈的磁通量变大,由增反减同可知,则感应磁场与原磁场方向相反。再根据安培定则,可判定感应电流的方向:沿线圈盘旋而上。故A错误;
B、当磁铁极向上运动时,线圈的磁通量变小,由增反减同可知,则感应磁场与原磁场方向相同。再根据安培定则,可判定感应电流的方向:沿线圈盘旋而上,故B错误;
C、当磁铁极向下运动时,线圈的磁通量变大,由增反减同可知,则感应磁场与原磁场方向相反。再根据安培定则,可判定感应电流的方向:沿线圈盘旋而下,故C正确;
D、当磁铁极向上运动时,线圈的磁通量变小,由增反减同可知,则感应磁场与原磁场方向相同。再根据安培定则,可判定感应电流的方向:沿线圈盘旋而下,故D正确。
故选:。
16.【答案】
【解析】A.磁感应强度变大,由楞次定律可知感应电流是逆时针;即时刻线框的感应电流方向为 方向;故A正确;
B.磁感应强度变小;由楞次定律可知感应电流是顺时针;即时刻线框的感应电流方向为 方向;故B错误;
C.时刻磁通量变化为零,线框的感应电流为零;故C错误;
D.时刻线框边电流向下,由左手定则,边受到的安培力方向向右;故D正确;
故选AD。
17.【答案】
【解析】A.根据安培定则可知,甲图长直导线中通有竖直向下的电流,周围激发出的磁场方向俯视时为顺时针方向,故A错误;
B.根据左手定则可知,乙图中倾斜导体棒受到的安培力的方向垂直导体棒斜向右下方,故B错误;
C.根据右手定则可知,丙图中的导体棒在静止的磁场中向右运动,产生的感应电流方向自下而上,故C正确;
D.根据楞次定律可知,丁图中磁感应强度在增大,在金属圆环中产生的感应电流的方向为逆时针方向,故D正确。
18.【答案】
【解析】题图甲中,、、、线圈中磁场均减弱,根据磁场减弱方向,结合楞次定律和安培定则,可知、线圈电流标示方向正确,、线圈电流标示方向错误,A正确,B错误;
题图乙中,磁铁运动,导线切割磁感线产生电流,由右手定则可知,、导线电流标示方向正确,、导线电流标示方向错误,C正确,D错误。
19.【答案】
【解析】A.导线加速向右运动时,导线产生的感应电动势和感应电流都增大,由右手定则判断出来中感应电流方向由,根据安培定则判断可知:在处产生的磁场方向:垂直纸面向外,穿过磁通量增大,由楞次定律判断得知:线圈产生顺时针方向的感应电流,故A正确;
B.导线减速向右运动时,导线产生的感应电动势和感应电流都减小,由右手定则判断出来中感应电流方向由,根据安培定则判断可知:在处产生的磁场方向:垂直纸面向外,穿过磁通量减小,由楞次定律判断得知:线圈产生逆时针方向的感应电流,故B错误;
C.导线加速向左运动时,导线产生的感应电动势和感应电流都增大,由右手定则判断出来中感应电流方向由,根据安培定则判断可知:在处产生的磁场方向:垂直纸面向里,穿过磁通量增大,由楞次定律判断得知:线圈产生逆时针方向的感应电流,故C错误;
D.导线减速向左运动时,导线产生的感应电动势和感应电流都减小,由右手定则判断出来中感应电流方向由,根据安培定则判断可知:在处产生的磁场方向:垂直纸面向里,穿过磁通量减小,由楞次定律判断得知:线圈产生顺时针方向的感应电流,故D正确。
故选:。
20.【答案】前后 斜向上、斜向下 机械 电源
【解析】分析、两次实验现象,小明说“一闭合电路的一部分导体在磁场中的运动方向与磁场方向垂直时,电路中就会产生感应电流”,小刚认为不准确因为导体前后运动时,其运动方向也与最场方向垂直,但无感应电流;
采纳小刚意见后,小明又说“闭合电路的一部分导体在磁场中垂直切割磁感线时,电路中才会产生感应电流”,小刚认为不全面,因为导体斜向上、斜向下运动时也有感应电流。
从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是将机械能转化为电能;
在探究磁场对电流的作用时,电路中必须有电源,如果将图中的灵敏电流计换成电源,可以探究磁场对电流的作用。
故答案为:前后; 斜向上、斜向下; 机械;电源。
21.【答案】;
;
【解析】将线圈和电流计串联形成一个回路,将开关、滑动变阻器、电源、线圈串联而成另一个回路即可,实物图如下所示:
。
根据楞次定律可知,只要穿过副线圈的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流:
A.开关闭合后,线圈插入线圈的过程中,穿过副线圈的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流,电表的指针会偏转,故A正确;
B.线圈插入线圈中后,断开开关的瞬间,穿过副线圈的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流,电表的指针会偏转,故B正确;
C.线圈插入线圈中,开关闭合后,移动滑动变阻器的滑片,穿过副线圈的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流,电表的指针会偏转,故C错误;
D.线圈插入线圈中,开关闭合后,滑动变阻器滑片不动,穿过副线圈的磁通量不发生变化,闭合电路中不会产生感应电流,电表的指针不会偏转,故D错误。
以不同速度移动滑动变阻器的滑片可以改变螺线管的磁性强弱及其强弱变化快慢,通过操作可以判断螺线管的磁性变强或变弱影响指针摆动方向,磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小,故BC正确,AD错误。
22.【答案】 不可以 铁环会被磁铁磁化,总是吸引,不能复现实验现象 厚的铝环中会产生明显的局部小范围涡流,同样可以和磁场发生作用。
【解析】根据楞次定律的推论:“来拒去留”可知,磁铁极接近环时,环被排斥,被推开,故AB错误;
C.对于圆环,当磁铁靠近时,虽磁通量变大,有感应电动势,但由于不闭合,所以没有感应电流,则不受安培力作用,所以对于圆环,无论靠近还是远离,都不会有远离与吸引等现象,故C错误;
D.当磁铁的任意一磁极靠近时,导致圆环的磁通量变大,由楞次定律可得圆环的感应电流,使它远离磁铁,故D正确。
故选:;
不可以,因为铁环会被磁铁磁化,总是吸引,不能复现实验现象;
铝环被微微推开了一小段距离,是因为厚的铝环中会产生明显的局部小范围涡流,同样可以和磁场发生作用。
故答案为: 不可以 铁环会被磁铁磁化,总是吸引,不能复现实验现象 厚的铝环中会产生明显的局部小范围涡流,同样可以和磁场发生作用。
23.【答案】向下 相反
【解析】条形磁铁极向下插入螺线管时,螺旋管中的磁场向上且增大;现电流计的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示,根据安培定则可知,则螺线管中感应电流产生的磁场方向向下
将磁铁向下插入或向上抽出的速度越大,灵敏电流计指针偏转幅度越大, B错误, A正确
C.将磁铁的极向下,并将其抽出,电流计指针向右偏转, C错误
D.将磁铁的极向下,并将其插入,电流计指针向左偏转, D错误.
如图丙所示,将条形磁铁极向下插入螺线管,根据楞次定律可知,回路中产生顺时针方向的电流,根据二极管的单向导电性可知,可观察到发光二极管短暂发光。由此可分析得出:当穿过螺线管的磁通量增加时,感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向相反。
24.【答案】归纳总结;下;。
【解析】该实验中由于灵敏电流计在没有电流通过时指针指在中间刻度,所以可以通过确认电流计指针偏转方向与通过电流计的电流方向的关系才能知道产生的感应电流的具体的方向,同时通过记录磁铁在线圈中的磁场方向,最后判断出磁场的变化与感应电流的方向关系,然后结合实验的现象总结归纳,得出相应的结论,所以该实验使用的方法为归纳总结法。
故答案为:归纳总结
为指针零刻度在中央的灵敏电流表,连接在直流电路中时的偏转情况如图甲中所示,即电流从电流表的左接线柱进时,指针也从中央向左偏。
图乙中指针向左偏,可以知道感应电流的方向是顺时针,感应电流的磁场方向向下,条形磁铁的磁场方向向上,由楞次定律可知,磁能量增加,条形磁铁向下插入。
图丙中可以知道指针向右偏,则感应电流从电流表的右侧流入,线圈中感应电流的方向逆时针,由安培定则可知,感应电流的磁场方向向上,条形磁铁向上拔出,即磁通量减小,由楞次定律可知,条形磁铁的磁场方向应该向上,所以条形磁铁上端为极,下端为极。
故答案为:下,。
25.【答案】增大;负;逆时针
【解析】滑片向右减速移动的过程中,电阻减小,电路中电流增大,线圈产生的磁场增强,中的磁通量增大;
条形磁铁向下插入线圈,线圈中的磁场方向向上,且磁通量增大,根据楞次定律的“增减反同”,线圈中的感应电流产生的磁场向下,根据安培定则和图中线圈的绕向可知线圈中感应电流从上端流入,下端流出,因此电流从负接线柱流入电表;
条形磁铁从图中位置向右远离时,穿过的磁通量向上且减小,由楞次定律可知,感应电流产生的磁场向上,由安培定则可知,线圈中电流由流向,俯视线圈,其绕向为逆时针。
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