1.(2010·徐州模擬)在圖1所示的電路中,兩個(gè)靈敏電流表G1和G2的零點(diǎn)都在刻度盤(pán)中央,當(dāng)電流從“+”接線柱流入時(shí),指針向右擺;電流從“-”接線柱流入時(shí),指針向左擺.在電路接通后再斷開(kāi)的瞬間,下列說(shuō)法中符合實(shí)際情況的是 ( )
A.G1表指針向左擺,G2表指針向右擺
B.G1表指針向右擺,G2表指針向左擺
C.G1、G2表的指針都向左擺
D.G1、G2表的指針都向右擺
解析:電路接通后線圈中電流方向向右,當(dāng)電路斷開(kāi)時(shí),線圈中電流減小,產(chǎn)生與原方向相同的自感電動(dòng)勢(shì),與G2和電阻組成閉合回路,所以G1中電流方向向右,G2中電流方向向左,即G1指針向右擺,G2指針向左擺.B項(xiàng)正確.
答案:B
12.(16分)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于邊長(zhǎng)為2l的正方形范圍內(nèi),有一個(gè)電阻為R、邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框abcd,沿垂直于磁感線方向,以速度v勻速通過(guò)磁場(chǎng),如圖13所示,從ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí).
(1)畫(huà)出穿過(guò)線框的磁通量隨時(shí)間變化的圖象;
(2)判斷線框中有無(wú)感應(yīng)電流.若有,請(qǐng)判斷出感應(yīng)電流的方向;若無(wú),請(qǐng)說(shuō)明
理由.
解析:線框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程可分為三個(gè)階段:進(jìn)入磁場(chǎng)階段(只有ab邊在磁場(chǎng)中)、
在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段(ab、cd兩邊都在磁場(chǎng)中)、離開(kāi)磁場(chǎng)階段(只有cd邊在磁場(chǎng)中).
(1)①線框進(jìn)入磁場(chǎng)階段:t為0-,線框進(jìn)入磁場(chǎng)中的面積與時(shí)間成正比,S=lvt,
最后為Φ=BS=Bl2.
②線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段:t為-,
線框磁通量為Φ=Bl2,保持不變.
③線框離開(kāi)磁場(chǎng)階段:t為-,線框磁通量線性減小,最后為零.
(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)階段,穿過(guò)線框的磁通量增加,線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流.由右手定則可知,感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍?/p>
線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段,穿過(guò)線框的磁通量保持不變,無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生.
線框離開(kāi)磁場(chǎng)階段,穿過(guò)線框的磁通量減小,線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流.由右手定則可知,感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍?/p>
答案:(1)如右圖所示
(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)階段,感應(yīng)電流方向逆時(shí)針;線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段,無(wú)感應(yīng)電流;線框離開(kāi)磁場(chǎng)階段,感應(yīng)電流方向順時(shí)針.
答案:C
11.(14分)如圖12所示,固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng).t=0時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,此時(shí)MN到達(dá)的位置使MDEN構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形.為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,從t=0開(kāi)始,磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間t變化?請(qǐng)推導(dǎo)出這種情況下B與t的關(guān)系式.
解析:要使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,應(yīng)使穿過(guò)線圈平面的磁通量不發(fā)生變化
在t=0時(shí)刻,穿過(guò)線圈平面的磁通量
Φ1=B0S=B0l2
設(shè)t時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,此時(shí)磁通量為
Φ2=Bl(l+vt)
由Φ1=Φ2得B=.
答案:B=
10.如圖11所示,AOC是光滑的金屬軌道,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金屬直桿如圖所示立在導(dǎo)軌上,直桿從圖示位置由靜止開(kāi)始在重力作用下運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中Q端始終在OC上,空間存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則在PQ桿滑動(dòng)的過(guò)程中,下列判斷正確的是 ( )
A.感應(yīng)電流的方向始終是由P→Q
B.感應(yīng)電流的方向先是由P→Q,后是由Q→P
C.PQ受磁場(chǎng)力的方向垂直桿向左
D.PQ受磁場(chǎng)力的方向先垂直于桿向左,后垂直于桿向右
解析:在PQ桿滑動(dòng)的過(guò)程中,桿與導(dǎo)軌所圍成的三角形面積先增大后減小,三角形POQ內(nèi)的磁通量先增大后減小,由楞次定律可判斷B項(xiàng)對(duì);再由PQ中電流方向及左手定則可判斷D項(xiàng)對(duì).
答案:BD
9.(2010·南京模擬)如圖10所示,通過(guò)水平絕緣的傳送帶輸送完全相同的銅線圈,線圈均與傳送帶以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng).為了檢測(cè)出個(gè)別未閉合的不合格線圈,讓傳送帶通過(guò)一固定勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直于傳送帶,線圈進(jìn)入磁場(chǎng)前等距離排列,穿過(guò)磁場(chǎng)后根據(jù)線圈間的距離,就能夠檢測(cè)出不合格線圈,通過(guò)觀察圖形,判斷下列說(shuō)法正確的是
( )
A.若線圈閉合,進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線圈相對(duì)傳送帶向后滑動(dòng)
B.若線圈不閉合,進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線圈相對(duì)傳送帶向后滑動(dòng)
C.從圖中可以看出,第2個(gè)線圈是不合格線圈
D.從圖中可以看出,第3個(gè)線圈是不合格線圈
解析:由產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件和楞次定律知,A正確,B錯(cuò)誤.由各線圈位置關(guān)系知,C錯(cuò)誤,D正確.
答案:AD
8.如圖9所示,在條形磁鐵的中央位置的正上方水平固定一銅質(zhì)圓環(huán).以下判斷中正確的是 ( )
A.釋放圓環(huán),環(huán)下落時(shí)環(huán)的機(jī)械能守恒
B.釋放圓環(huán),環(huán)下落時(shí)磁鐵對(duì)桌面的壓力比磁鐵受的重力大
C.給磁鐵水平向右的初速度,磁鐵滑出時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)
D.給磁鐵水平向右的初速度,圓環(huán)產(chǎn)生向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)
解析:由條形磁鐵磁場(chǎng)分布特點(diǎn)可知,穿過(guò)其中央位置正上方的
圓環(huán)的合磁通量為零,所以在環(huán)下落的過(guò)程中,磁通量不變,沒(méi)有感應(yīng)電流,圓環(huán)只
受重力,則環(huán)下落時(shí)機(jī)械能守恒,A對(duì),B錯(cuò);給磁鐵水平向右的初速度,由楞次定律
可知,圓環(huán)的運(yùn)動(dòng)總是阻礙自身磁通量的變化,所以環(huán)要受到向右的作用力,由牛頓
第三定律可知,磁鐵要受到向左的作用力而做減速運(yùn)動(dòng)(或據(jù)“總阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)”的推
論得出),故C對(duì)D錯(cuò).
答案:AC
7.如圖8所示,一個(gè)金屬薄圓盤(pán)水平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下列做法中能使圓盤(pán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( )
A.圓盤(pán)繞過(guò)圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)
B.圓盤(pán)以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)
C.圓盤(pán)在磁場(chǎng)中向右勻速平移
D.勻強(qiáng)磁場(chǎng)均勻增加
解析:圓盤(pán)繞過(guò)圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)和在磁場(chǎng)中勻速平
移,都不會(huì)使其磁通量發(fā)生變化,故不會(huì)有電磁感應(yīng)現(xiàn)象,A、C錯(cuò)誤;圓盤(pán)繞水平軸
轉(zhuǎn)動(dòng)或磁場(chǎng)均勻增加,都會(huì)使圓盤(pán)中的磁通量發(fā)生變化,故有感應(yīng)電流產(chǎn)生,B、D
正確.
答案:BD
6.如圖7所示是驗(yàn)證楞次定律實(shí)驗(yàn)的示意圖,豎直放置的線圈固定不動(dòng),將磁鐵從線圈上方插入或拔出,線圈和電流表構(gòu)成的閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.各圖中分別標(biāo)出了磁鐵的極性、磁鐵相對(duì)線圈的運(yùn)動(dòng)方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況,其中正確的是 ( )
解析:根據(jù)楞次定律可確定感應(yīng)電流的方向:對(duì)C選項(xiàng),當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí):(1)閉合線圈原磁場(chǎng)的方向--向上;(2)穿過(guò)閉合線圈的磁通量的變化--增加;(3)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向--向下;(4)利用安培定則判斷感應(yīng)電流的方向--與圖中箭頭方向相同.故C項(xiàng)正確.同理分析可知D項(xiàng)正確.
答案:CD
5.現(xiàn)代汽車(chē)中有一種先進(jìn)的制動(dòng)機(jī)構(gòu),可保證車(chē)輪在制動(dòng)時(shí)
不是完全剎死滑行,而是讓車(chē)輪仍有一定的滾動(dòng).經(jīng)研究
這種方法可以更有效地制動(dòng),它有一個(gè)自動(dòng)檢測(cè)車(chē)速的裝
置,用來(lái)控制車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng),其原理如圖6所示,鐵質(zhì)齒輪P
與車(chē)輪同步轉(zhuǎn)動(dòng),右端有一個(gè)繞有線圈的磁體,M是一個(gè)
電流檢測(cè)器.當(dāng)車(chē)輪帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈中會(huì)有電流,
這是由于齒靠近線圈時(shí)被磁化,使磁場(chǎng)增強(qiáng),齒離開(kāi)線圈時(shí)磁場(chǎng)減弱,磁通量變化
使線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流.將這個(gè)電流經(jīng)放大后去控制制動(dòng)機(jī)構(gòu),可有效地防止車(chē)
輪被制動(dòng)抱死.在齒a轉(zhuǎn)過(guò)虛線位置的過(guò)程中,關(guān)于M中感應(yīng)電流的說(shuō)法正確的是
( )
A.M中的感應(yīng)電流方向一直向左
B.M中的感應(yīng)電流方向一直向右
C.M中先有自右向左、后有自左向右的感應(yīng)電流
D.M中先有自左向右、后有自右向左的感應(yīng)電流
解析:由楞次定律知,感應(yīng)電流的“效果”總是阻礙引起感應(yīng)電流的“原因”.由于齒靠近線圈時(shí)被磁化,使磁場(chǎng)增強(qiáng),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙原磁場(chǎng)增強(qiáng),由安培定則可知M中感應(yīng)電流的方向?yàn)樽宰笙蛴;齒離開(kāi)線圈時(shí)磁場(chǎng)減弱,由楞次定律知,M中感應(yīng)電流方向?yàn)樽杂蚁蜃螅瓺項(xiàng)正確.
答案:D
4.(2010·填江模擬)如圖5甲所示,兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合,放在同一水平面內(nèi),線圈A中通以如圖5乙所示的變化電流,t=0時(shí)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針(如圖中箭頭所示).在t1-t2時(shí)間內(nèi),對(duì)于線圈B,下列說(shuō)法中正確的是 ( )
A.線圈B內(nèi)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏,線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)
B.線圈B內(nèi)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎圈有收縮的趨勢(shì)
C.線圈B內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏,線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)
D.線圈B內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎圈有收縮的趨勢(shì)
解析:在t1-t2時(shí)間內(nèi),通入線圈A中的電流是正向增大的,即逆時(shí)針?lè)较蛟龃蟮,其?nèi)部會(huì)產(chǎn)生增大的向外的磁場(chǎng),穿過(guò)B的磁通量增大,由楞次定律可判定線圈B中會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流.線圈B中電流為順時(shí)針?lè)较,與A中的電流方向相反,有排斥作用,故線圈B將有擴(kuò)張的趨勢(shì).綜上所述,A項(xiàng)正確.
答案:A
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