考点 40电磁感应现象 楞次定律
1.《梦溪笔谈》中记录了一次罕见的雷击事件:房屋被雷击后,屋内的银饰、宝刀等金属熔化了,但是漆器、刀鞘等非金属却完好(原文为:有一木格,其中杂贮诸器,其漆器银扣者,银悉熔流在地,漆器曾不焦灼。有一宝刀,极坚钢,就刀室中熔为汁,而室亦俨然)。导致金属熔化而非金属完好的原因可能为( )
A.摩擦 B.声波 C.涡流 D.光照
2.某同学搬运如图所示的磁电式电流表时,发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议,该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运,发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是 ( )
A.未接导线时,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
B.未接导线时,表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用
C.接上导线后,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
D.接上导线后,表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用
3.如图,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
4.如图所示,线圈 M 和线圈 P 绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是 ( )
A.闭合开关瞬间,线圈 M 和线圈 P 相互吸引
B.闭合开关,达到稳定后,电流表的示数为0
C.断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到b
D.断开开关瞬间,线圈P 中感应电流的磁场方向向左
5.如图所示,在绝缘的水平面上,有闭合的两个线圈 a、b,线圈 a 处在匀强磁场中,现将线圈a 从磁场中匀速拉出,线圈a、b中产生的感应电流方向分别是 ( )
A.顺时针,顺时针
B.顺时针,逆时针
C.逆时针,顺时针
D.逆时针,逆时针
6.用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图2所示,分别把条形磁体的N 极或S 极插入、拔出螺线管,观察并标记感应电流的方向。
关于本实验,下列说法正确的是 (填选项前的字母)。
A.需要记录感应电流的大小
B.通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向
C.图2中甲和乙表明,感应电流的方向与条形磁体的插入端是 N极还是S极有关
7.(2023 北京卷)如图所示,L 是自感系数很大、电阻很小的线圈,P、Q是两个相同的小灯泡。开始时,开关S处于闭合状态,P灯微亮,Q灯正常发光,断开开关 ( )
A. P 与Q 同时熄灭 B. P 比Q先熄灭
C. Q闪亮后再熄灭 D. P闪亮后再熄灭
8.汽车测速利用了电磁感应现象,汽车可简化为一个矩形线圈 abcd,埋在地下的线圈分别为1、2,通上顺时针(俯视)方向电流,当汽车经过线圈时 ( )
A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上
B.汽车进入线圈1 过程产生的感应电流方向为 abcd
C.汽车离开线圈1 过程产生的感应电流方向为 abcd
D.汽车进入线圈2 过程受到的安培力方向与速度方向相同
9.如图所示,圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,OC导体棒的O 端位于圆心,棒的中点A 位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O 点在纸面内逆时针转动,O、A、C点电势分别为φ 、φ 、φc,则 ( )
A.φ >φc
10.(多选)如图所示,两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在水平桌面上,其所在平面竖直且平行,导轨最高点到水平桌面的距离等于半径,最低点的连线OO'与导轨所在竖直面垂直。空间充满竖直向下的匀强磁场(图中未画出),导轨左端由导线连接。现将具有一定质量和电阻的金属棒MN平行OO'放置在导轨图示位置,由静止释放。MN运动过程中始终平行于 OO'且与两导轨接触良好,不考虑自感影响,下列说法正确的是 ( )
A. MN最终一定静止于OO'位置
B. MN 运动过程中安培力始终做负功
C.从释放到第一次到达OO'位置过程中,MN的速率一直在增大
D.从释放到第一次到达OO'位置过程中,MN中电流方向由 M到N
1C 雷击过程有变化的电、磁场,使金属中磁通量变化而产生涡流并发热,当温度高于金属熔点时其熔化,题述非金属不是导体,雷击时不产生感应电流,不发热,所以不会熔化,C正确。
2D 两接线柱用导线连接后,与线圈形成闭合电路。由于搬运使线圈晃动,磁通量发生变化,线圈中产生感应电动势,C错误。两接线柱未接导线就没有形成闭合电路,有感应电动势,但不会产生感应电流,线圈在磁场中不会受到安培力的作用,A、B错误。接线柱之间接上导线后形成了闭合回路,磁通量变化产生感应电动势的同时线圈内会产生感应电流,通电的线圈在磁场中受到安培力的阻碍作用,线圈连带表针晃动减弱,D正确。
3B 无论开关与哪个电源接通,左侧线圈通电后相当于条形磁铁,形成的磁场相当于条形磁铁的磁场,将开关闭合时,线圈及金属圆环内磁场由0开始增加,根据楞次定律可知,金属圆环将向磁场弱的方向移动,即向右移动。圆环移动方向与开关拨至M或拨至N无关。故选 B项。
4 B 闭合开关瞬间,由楞次定律可知,线圈P 中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反,二者相互排斥,A错误;闭合开关,达到稳定后,通过线圈P 的磁通量保持不变,感应电流为零,电流表的示数为零,B正确;断开开关瞬间,穿过线圈P 的磁通量向右减小,由楞次定律可知线圈 P中感应电流的磁场方向向右,因此流过电流表的感应电流方向由b到a,C、D错误。
5A 线圈a从磁场中匀速拉出的过程中,穿过线圈a的磁通量在减小,则根据楞次定律可知线圈a中的感应电流方向为顺时针;由于将线圈a从磁场中匀速拉出,则线圈a中产生的电流为恒定电流,在线圈a靠近线圈b的过程中,线圈a在线圈b中产生的磁场的方向垂直纸面向外,且磁通量增大,由楞次定律可得线圈b中产生的感应电流方向为顺时针,A 正确,B、C、D错误。
6 答案 BC
解题思路 本实验探究影响感应电流方向的因素,故不需要记录感应电流的大小,A错误;本实验通过电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向,B正确;由题图2甲和乙知,条形磁体插入 N极和S极时,电流方向不同,故感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关,C正确。
7D 由电路结构可知,流经Q 的电流等于流经 P与自感线圈L的电流之和,又知自感线圈电阻很小,由并联电路分流原理可知流经自感线圈的电流大于流经 P 的电流,因此当开关断开时,Q马上熄灭,由自感线圈的性质可知其会产生与原电流方向相同的自感电动势,以阻碍其自身电流减小,此时流经P灯的电流和流经自感线圈的电流相等,因此P会闪亮后再熄灭,可知D 项正确。
BC 线圈1、2中所通电流方向均为顺时针(俯视),由安培定则知,产生的磁场方向都垂直线圈平面向下,A错误;汽车进入线圈1 过程,通过线圈 abcd的磁通量增大,感应电流方向与线圈1中电流反向,为逆时针(adcb),离开线圈1过程,通过线圈 abcd的磁通量减小,感应电流方向为顺时针(abcd),B错误,C正确;汽车进入线圈2过程,通过线圈abcd的磁通量增大,感应电流方向为逆时针,汽车受到的安培力方向与速度方向相反,D错误。
9 A
10 ABD MN最终受到重力和导轨的支持力保持静止,则一定静止于最低点OO'位置,A正确;根据楞次定律,MN运动过程中,安培力始终做负功,B正确;从释放到第一次到达OO'位置的过程中,MN的速率先增大后减小,C错误;从释放到第一次到达OO'位置的过程中,根据楞次定律可知MN中电流方向由M到N,D正确。