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文檔簡介
2024-2025學年高二物理舉一反三系列1.52安培力和洛倫茲力本章測試B(含答案)1.52安培力和洛倫茲力本章測試B原卷版一、單選題1.古人很早就開始研究磁現(xiàn)象,中國古代百科全書《呂氏春秋》中記載“磁石召鐵,或引之也”,表明磁石靠近鐵塊時對鐵塊有力的作用,下列有關磁的說法正確的是()A.磁石對鐵的作用是通過磁場產(chǎn)生的B.磁場看不見、摸不著,實際并不存在,是人們假想的一種物質C.英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)通電導線在周圍空間也可以產(chǎn)生磁場D.若一小段通電導線在空間某處所受磁場力為零,則該處的磁感應強度一定為零2.如圖所示為研究平行通電直導線之間相互作用的實驗裝置。接通電路后發(fā)現(xiàn)兩根導線均發(fā)生形變,此時通過導線M和N的電流大小分別為I1和I2已知I1>I2,方向均向上。若用F1和F2分別表示導線M與N受到的磁場力的大小,則下列說法中正確的是()A.F1=F2,兩根導線相互吸引B.F1=F2,兩根導線相互排斥C.F1>F2,兩根導線相互吸引D.F1>F2,兩根導線相互排斥3.通電長直導線在其周圍空間產(chǎn)生磁場。某點的磁感應強度大小B與該點到導線的距離r及電流I的關系為(k為常量)。如圖所示,豎直通電長直導線中的電流I方向向上,絕緣的光滑水平面上P處有一帶正電小球從圖示位置以初速度v0水平向右運動,小球始終在水平面內(nèi)運動,運動軌跡用實線表示,若從上向下看,則小球的運動軌跡可能是圖中的()
A.
B.
C.
D.
4.下列①、②、③、④四幅圖分別是速度選擇器、磁流體發(fā)電機、質譜儀、回旋加速器的結構示意圖,下列說法中正確的是()A.圖①中粒子沿直線PQ運動的條件是B.圖②中可以判斷出通過電阻的電流方向為從上到下C.圖③中在分析同位素時,半徑最大的粒子對應質量也最大D.圖④隨著粒子的運動越來越快,粒子走過半圓的時間間隔越來越短5.如圖表示,在磁感強度為的水平勻強磁場中,有一足夠長的絕緣細棒在豎直面內(nèi)垂直磁場方向放置,細棒與水平面夾角為。一質量為、帶電荷為的圓環(huán)套在棒上,圓環(huán)與棒間的動摩擦因數(shù)為,且。現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑,試問圓環(huán)在下滑過程中圓環(huán)的最大速率為()A. B.C. D.6.一圓筒處于磁感應強度大小為B的勻強磁場中,磁場方向與筒的軸平行,筒的橫截面如圖所示。圖中直徑MN的兩端分別開有小孔,筒繞其中心軸以角速度ω順時針轉動。在該截面內(nèi),一帶電粒子從小孔M射入筒內(nèi),射入時的運動方向與MN成30°角。當筒轉過90°時,該粒子恰好從小孔N飛出圓筒,不計重力。若粒子在筒內(nèi)未與筒壁發(fā)生碰撞,則帶電粒子的比荷為()A. B. C. D.二、多選題7.如圖甲所示,為特高壓輸電線路上使用六分裂阻尼間隔棒的情景。其簡化如圖乙,間隔棒將6條輸電導線分別固定在一個正六邊形的頂點、、、、、上,為正六邊形的中心,A點、B點分別為、的中點。已知通電導線在周圍形成磁場的磁感應強度與電流大小成正比,與到導線的距離成反比。6條輸電導線中通有垂直紙面向外,大小相等的電流,其中導線中的電流對導線中電流的安培力大小為,則(
)A.A點和B點的磁感應強度相同B.其中導線所受安培力大小為C.、、、、五根導線在點的磁感應強度方向垂直于向下D.、、、、五根導線在點的磁感應強度方向垂直于向上8.如圖所示,用絲線吊一個質量為m的帶電(絕緣)小球處于勻強磁場中,空氣阻力不計,當小球分別從等高的A點和B點向最低點O運動且兩次經(jīng)過O點時()A.小球的動能相同 B.絲線所受的拉力相同C.小球所受的洛倫茲力相同 D.小球的向心加速度相同9.如圖,在平面直角坐標系的第一象限內(nèi),存在垂直紙面向外的勻強磁場,磁感應強度大小為B。大量質量為m、電量為q的相同粒子從y軸上的點,以相同的速率在紙面內(nèi)沿不同方向先后射入磁場,設入射速度方向與y軸正方向的夾角為。當時,粒子垂直x軸離開磁場。不計粒子的重力。則()A.粒子一定帶正電B.當時,粒子也垂直x軸離開磁場C.粒子入射速率為D.粒子離開磁場的位置到O點的最大距離為10.如圖所示,在磁感應強度大小為B、水平向里的勻強磁場中,直線MN既水平又垂直于磁場。整個空間存在有電場強度大小為E、豎直向下的勻強電場。質量為m、電荷量為q的帶正電粒子從MN上的a點以大小為v的速度沿MN向右射出,粒子運動的部分軌跡如圖中的實線所示,軌跡上的b點在MN上,c點是軌跡的最高點。已知,不計空氣阻力和粒子的重力。在粒子從a運動到b的過程中,下列說法正確的是()A.c點距MN的距離為 B.a(chǎn)、b兩點間的距離為C.粒子在c點的速度大小為 D.粒子運動的加速度大小恒定不變?nèi)?、實驗題11.某同學用圖中所給器材進行與安培力有關的實驗。兩根金屬導軌ab和a1b1固定在同一水平面內(nèi)且相互平行,足夠大的電磁鐵(未畫出)的N極位于兩導軌的正上方,S極位于兩導軌的正下方,一金屬棒置于導軌上且兩導軌垂直。(1)在圖中畫出連線,完成實驗電路。要求滑動變阻器以限流方式接入電路,且在開關閉合后,金屬棒沿箭頭所示的方向移動。
(2)為使金屬棒在離開導軌時具有更大的速度,有人提出以下建議:A.適當增加兩導軌間的距離B.換一根更長的金屬棒C.適當增大金屬棒中的電流其中正確的是(填入正確選項前的標號)12.圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場.現(xiàn)通過測量通電導線在磁場中所受的安培力,來測量磁場的磁感應強度大小、并判定其方向.所用部分器材已在圖中給出,其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框,其底邊水平,兩側邊豎直且等長;E為直流電源;R為電阻箱;為電流表;S為開關.此外還有細沙、天平、米尺和若干輕質導線.(1)在圖中畫線連接成實驗電路圖.(2)完成下列主要實驗步驟中的填空:①按圖接線.②保持開關S斷開,在托盤內(nèi)加入適量細沙,使D處于平衡狀態(tài);然后用天平稱出細沙質量m1.③閉合開關S,調節(jié)R的值使電流大小適當,在托盤內(nèi)重新加入適量細沙,使D;然后讀出,并用天平稱出.④用米尺測量.(3)用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應強度的大小,可以得出B=.(4)判定磁感應強度方向的方法是:若,磁感應強度方向垂直紙面向外;反之,磁感應強度方向垂直紙面向里.四、解答題13.如圖所示的狹長區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場,區(qū)域的左、右兩邊界均沿豎直方向,磁場左、右兩邊界之間的距離為d,磁場磁感應強度的大小為B,某一質量為m,電荷量q的帶負電粒子從左邊界M點以水平向右的初速度進入磁場區(qū)域,該粒子從磁場的右邊界N點飛出,飛出時速度方向與初速度方向的夾角θ=60°,重力不計。求:(1)該粒子的運動速率;(2)該粒子在磁場中運動的時間。14.某一具有速度選擇器的質譜儀原理如圖所示,為粒子加速器,加速電壓為;為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為,兩板間距離為d;為偏轉分離器,磁感應強度為。今有一質量為、電荷量為的正粒子(不計重力),經(jīng)加速后,該粒子恰能通過速度選擇器,粒子進入分離器后做勻速圓周運動。求:(1)粒子的速度為多少?(2)速度選擇器兩板間電壓為多少?(3)粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為多大?
15.如圖,在0≤x≤h,區(qū)域中存在方向垂直于紙面的勻強磁場,磁感應強度B的大小可調,方向不變。一質量為m,電荷量為q(q>0)的粒子以速度v0從磁場區(qū)域左側沿x軸進入磁場,不計重力。(1)若粒子經(jīng)磁場偏轉后穿過y軸正半軸離開磁場,分析說明磁場的方向,并求在這種情況下磁感應強度的最小值Bm;(2)如果磁感應強度大小為,粒子將通過虛線所示邊界上的一點離開磁場。求粒子在該點的運動方向與x軸正方向的夾角及該點到x軸的距離。
1.52安培力和洛倫茲力本章測試B解析版一、單選題1.古人很早就開始研究磁現(xiàn)象,中國古代百科全書《呂氏春秋》中記載“磁石召鐵,或引之也”,表明磁石靠近鐵塊時對鐵塊有力的作用,下列有關磁的說法正確的是()A.磁石對鐵的作用是通過磁場產(chǎn)生的B.磁場看不見、摸不著,實際并不存在,是人們假想的一種物質C.英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)通電導線在周圍空間也可以產(chǎn)生磁場D.若一小段通電導線在空間某處所受磁場力為零,則該處的磁感應強度一定為零【答案】A【詳解】A.磁體之間、磁體與鐵之間的相互作用都是通過磁場產(chǎn)生的,故A正確;B.磁場雖然看不見、摸不著,但是一種實實在在存在的物質,故B錯誤;C.丹麥物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導線在周圍空間也可以產(chǎn)生磁場,故C錯誤;D.若一小段通電導線在空間某處所受磁場力為零,則該處的磁感應強度不一定為零,因為當導線和磁感線平行時,磁場力也為零,故D錯誤。故選A。2.如圖所示為研究平行通電直導線之間相互作用的實驗裝置。接通電路后發(fā)現(xiàn)兩根導線均發(fā)生形變,此時通過導線M和N的電流大小分別為I1和I2已知I1>I2,方向均向上。若用F1和F2分別表示導線M與N受到的磁場力的大小,則下列說法中正確的是()A.F1=F2,兩根導線相互吸引B.F1=F2,兩根導線相互排斥C.F1>F2,兩根導線相互吸引D.F1>F2,兩根導線相互排斥【答案】A【詳解】根據(jù)右手定則判斷通電直導線周圍產(chǎn)生磁場,再根據(jù)左手定則判斷安培力的方向,可知兩根導線相互吸引;由于M對N的吸引力和N對M的吸引力是一對相互作用力,故F1和F2大小相等,方向相反,故BCD錯誤,A正確。故選A。3.通電長直導線在其周圍空間產(chǎn)生磁場。某點的磁感應強度大小B與該點到導線的距離r及電流I的關系為(k為常量)。如圖所示,豎直通電長直導線中的電流I方向向上,絕緣的光滑水平面上P處有一帶正電小球從圖示位置以初速度v0水平向右運動,小球始終在水平面內(nèi)運動,運動軌跡用實線表示,若從上向下看,則小球的運動軌跡可能是圖中的()
A.
B.
C.
D.
【答案】A【詳解】根據(jù)右手螺旋定則可知直線電流I產(chǎn)生的磁場方向與光滑的水平面平行,根據(jù)左手定則可知,帶正電的小球受到的洛倫茲力方向始終與該水平面垂直,沿水平方向沒有分力,所以洛倫茲力對運動的電荷不做功,由此可知小球將做勻速直線運動。故選A。4.下列①、②、③、④四幅圖分別是速度選擇器、磁流體發(fā)電機、質譜儀、回旋加速器的結構示意圖,下列說法中正確的是()A.圖①中粒子沿直線PQ運動的條件是B.圖②中可以判斷出通過電阻的電流方向為從上到下C.圖③中在分析同位素時,半徑最大的粒子對應質量也最大D.圖④隨著粒子的運動越來越快,粒子走過半圓的時間間隔越來越短【答案】C【詳解】A.根據(jù)洛倫茲力和電場力相互平衡,可知qE=qvB故故A錯誤;B.根據(jù)左手定則可知,等離子體中的正電荷向下偏,負電荷向上偏,所以B極板的電勢高,通過電阻的電流方向為從下到上,故B錯誤;C.在加速電場中,則有在磁場中,則有可得則半徑最大的粒子對應質量也最大,故C正確;D.根據(jù)洛倫茲力充當向心力,可知則周期為可知粒子走過半圓的時間間隔與速度無關,故D錯誤;故選C。5.如圖表示,在磁感強度為的水平勻強磁場中,有一足夠長的絕緣細棒在豎直面內(nèi)垂直磁場方向放置,細棒與水平面夾角為。一質量為、帶電荷為的圓環(huán)套在棒上,圓環(huán)與棒間的動摩擦因數(shù)為,且。現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑,試問圓環(huán)在下滑過程中圓環(huán)的最大速率為()A. B.C. D.【答案】C【詳解】由于,所以環(huán)將由靜止開始沿棒下滑,設當環(huán)A的速度達到最大值vm時,環(huán)受桿的彈力為N,方向垂直于桿向下,摩擦力為f=N此時應有a=0,即解得故選C。6.一圓筒處于磁感應強度大小為B的勻強磁場中,磁場方向與筒的軸平行,筒的橫截面如圖所示。圖中直徑MN的兩端分別開有小孔,筒繞其中心軸以角速度ω順時針轉動。在該截面內(nèi),一帶電粒子從小孔M射入筒內(nèi),射入時的運動方向與MN成30°角。當筒轉過90°時,該粒子恰好從小孔N飛出圓筒,不計重力。若粒子在筒內(nèi)未與筒壁發(fā)生碰撞,則帶電粒子的比荷為()A. B. C. D.【答案】A【詳解】由題可知,粒子在磁場中做圓周運動的軌跡如圖所示由幾何關系可知,粒子在磁場中做圓周運動的圓弧所對的圓心角為30°,因此粒子在磁場中運動的時間為粒子在磁場中運動的時間與筒轉過90°所用的時間相等,即解得故選A。二、多選題7.如圖甲所示,為特高壓輸電線路上使用六分裂阻尼間隔棒的情景。其簡化如圖乙,間隔棒將6條輸電導線分別固定在一個正六邊形的頂點、、、、、上,為正六邊形的中心,A點、B點分別為、的中點。已知通電導線在周圍形成磁場的磁感應強度與電流大小成正比,與到導線的距離成反比。6條輸電導線中通有垂直紙面向外,大小相等的電流,其中導線中的電流對導線中電流的安培力大小為,則(
)A.A點和B點的磁感應強度相同B.其中導線所受安培力大小為C.、、、、五根導線在點的磁感應強度方向垂直于向下D.、、、、五根導線在點的磁感應強度方向垂直于向上【答案】BC【詳解】A.根據(jù)對稱性可知A點和B點的磁感應強度大小相等,方向不同,關于點對稱,故A錯誤;B.根據(jù)題意可知、對導線的安培力大小,、對導線的安培力大小為對導線,安培力大小為,根據(jù)矢量的合成可得導線所受安培力故B正確;CD.根據(jù)安培定則,、兩條導線在點的磁感應強度等大反向,、兩條導線在點的磁感應強度等大反向,、、、、五根導線在點的磁感應強度方向與導線在點的磁感應強度方向相同,垂直于向下,故C正確,D錯誤。故選C。8.如圖所示,用絲線吊一個質量為m的帶電(絕緣)小球處于勻強磁場中,空氣阻力不計,當小球分別從等高的A點和B點向最低點O運動且兩次經(jīng)過O點時()A.小球的動能相同 B.絲線所受的拉力相同C.小球所受的洛倫茲力相同 D.小球的向心加速度相同【答案】AD【詳解】A.帶電絕緣小球受到的洛倫茲力和拉力與小球的速度方向時刻垂直,則洛倫茲力和拉力對小球都不做功,只改變速度方向,不改變速度大小,只有重力做功,故當小球兩次經(jīng)過O點時速度大小相等,動能相同,故A正確;BC.小球分別從A點和B點向最低點O運動,兩次經(jīng)過O點時速度大小相同、方向相反,由,則洛倫茲力大小相等,由左手定則可知小球兩次經(jīng)過O點時洛倫茲力方向相反。若從A到O點時洛倫茲力向上,則從B點到O時洛倫茲力方向向下,由牛頓第二定律有,從A到O點解得從B到O點解得故細線所受的拉力大小不同,故BC錯誤;D.由兩次經(jīng)過O點時速度大小相同,可知小球的向心加速度大小相同,方向都豎直向上指向懸點,故D正確。故選AD。9.如圖,在平面直角坐標系的第一象限內(nèi),存在垂直紙面向外的勻強磁場,磁感應強度大小為B。大量質量為m、電量為q的相同粒子從y軸上的點,以相同的速率在紙面內(nèi)沿不同方向先后射入磁場,設入射速度方向與y軸正方向的夾角為。當時,粒子垂直x軸離開磁場。不計粒子的重力。則()A.粒子一定帶正電B.當時,粒子也垂直x軸離開磁場C.粒子入射速率為D.粒子離開磁場的位置到O點的最大距離為【答案】ACD【詳解】A.根據(jù)題意可知粒子垂直軸離開磁場,根據(jù)左手定則可知粒子帶正電,A正確;BC.當時,粒子垂直軸離開磁場,運動軌跡如圖粒子運動的半徑為洛倫茲力提供向心力解得粒子入射速率若,粒子運動軌跡如圖根據(jù)幾何關系可知粒子離開磁場時與軸不垂直,B錯誤,C正確;D.粒子離開磁場距離點距離最遠時,粒子在磁場中的軌跡為半圓,如圖根據(jù)幾何關系可知解得D正確。故選ACD。10.如圖所示,在磁感應強度大小為B、水平向里的勻強磁場中,直線MN既水平又垂直于磁場。整個空間存在有電場強度大小為E、豎直向下的勻強電場。質量為m、電荷量為q的帶正電粒子從MN上的a點以大小為v的速度沿MN向右射出,粒子運動的部分軌跡如圖中的實線所示,軌跡上的b點在MN上,c點是軌跡的最高點。已知,不計空氣阻力和粒子的重力。在粒子從a運動到b的過程中,下列說法正確的是()A.c點距MN的距離為 B.a(chǎn)、b兩點間的距離為C.粒子在c點的速度大小為 D.粒子運動的加速度大小恒定不變【答案】AD【詳解】AD.由題意可知,粒子的運動可以分為一個向右的勻速直線運動的分運動,速度大小為則粒子這個分運動所受的洛倫茲力與粒子所受的電場力平衡,則另一個分運動是勻速圓周運動,速度大小為粒子做勻速圓周運動的周期為由,解得半徑粒子從a到c是半個周期,c點距MN的距離為故A正確;B.粒子從a到b是做勻速圓周運動的一個周期,分運動勻速圓周運動的位移為零,分運動勻速直線運動的位移大小就是a、b兩點間的距離為故B錯誤;C.粒子在c處的速度為向右的大小為u的速度與大小為的向左的速度的矢量和,粒子在c點的速度大小為故C錯誤;D.粒子做勻速直線運動的分加速度為零,做勻速圓周運動的分加速度大小不變,兩個分運動的加速度的矢量和大小不變,故D正確。故選AD。三、實驗題11.某同學用圖中所給器材進行與安培力有關的實驗。兩根金屬導軌ab和a1b1固定在同一水平面內(nèi)且相互平行,足夠大的電磁鐵(未畫出)的N極位于兩導軌的正上方,S極位于兩導軌的正下方,一金屬棒置于導軌上且兩導軌垂直。(1)在圖中畫出連線,完成實驗電路。要求滑動變阻器以限流方式接入電路,且在開關閉合后,金屬棒沿箭頭所示的方向移動。
(2)為使金屬棒在離開導軌時具有更大的速度,有人提出以下建議:A.適當增加兩導軌間的距離B.換一根更長的金屬棒C.適當增大金屬棒中的電流其中正確的是(填入正確選項前的標號)【答案】AC/CA【詳解】(1)[1]如圖所示,注意滑動變阻器的接法是限流接法。(2)[2]AC.根據(jù)公式可得適當增加導軌間的距離或者增大電流,可增大金屬棒受到的安培力,根據(jù)動能定理可知金屬棒離開導軌時的動能變大,即離開導軌時的速度變大,AC正確;B.若換用一根更長的金屬棒,但金屬棒切割磁感線的有效長度即導軌間的寬度不變,所以對最后的速度沒有影響,B錯誤。故選AC?!痉椒记伞繉τ诟咧袑嶒?,要求能明確實驗原理,認真分析各步驟,從而明確實驗方法;同時注意掌握圖像的性質,能根據(jù)圖像進行分析,明確對應規(guī)律的正確應用.12.圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場.現(xiàn)通過測量通電導線在磁場中所受的安培力,來測量磁場的磁感應強度大小、并判定其方向.所用部分器材已在圖中給出,其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框,其底邊水平,兩側邊豎直且等長;E為直流電源;R為電阻箱;為電流表;S為開關.此外還有細沙、天平、米尺和若干輕質導線.(1)在圖中畫線連接成實驗電路圖.(2)完成下列主要實驗步驟中的填空:①按圖接線.②保持開關S斷開,在托盤內(nèi)加入適量細沙,使D處于平衡狀態(tài);然后用天平稱出細沙質量m1.③閉合開關S,調節(jié)R的值使電流大小適當,在托盤內(nèi)重新加入適量細沙,使D;然后讀出,并用天平稱出.④用米尺測量.(3)用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應強度的大小,可以得出B=.(4)判定磁感應強度方向的方法是:若,磁感應強度方向垂直紙面向外;反之,磁感應強度方向垂直紙面向里.【答案】(1)如圖所示重新處于平衡狀態(tài)電流表的示數(shù)I此時細沙的質量m2D的底邊長度L【詳解】(1)[1]如圖所示(2)[2][3][4]③重新處于平衡狀態(tài);讀出電流表的示數(shù)I;此時細沙的質量m2;④D的底邊長度l;(3)(4)[5][6]開關S斷開時,D中無電流,D不受安培力,此時D所受重力Mg=m1g;S閉合后,D中有電流,左右兩邊所受合力為0,D所受合力等于底邊所受的安培力,如果m2>m1,有m2g=m1g+BIL則安培力方向向下,根據(jù)左手定則可知,磁感應強度方向向外;如果m2<m1,有m2g=m1g-BIL則安培力方向向上,根據(jù)左手定則可知,磁感應強度方向向里;綜上所述,則.四、解答題13.如圖所示的狹長區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場,區(qū)域的左、右兩邊界均沿豎直方向,磁場左、右兩邊界之間的距離為d,磁場磁感應強度的大小為B,某一質量為m,電荷量q的帶負電粒子從左邊界M點以水平向右的初速度進入磁場區(qū)域,該粒子從磁場的右邊界N點飛出,飛出時速度方向與初速度方向的夾角θ=60°,重力不計。求:(1)該粒子的運動速率;(2)該粒子在磁場中運動的時間。【答案】(1);(2)【詳解】(1)如圖所示設粒子的軌道半徑為,根據(jù)幾何關系可知由洛倫茲力提供向心力可得聯(lián)立解得該粒子的運動速率為(2)該粒子在磁場中運動的時間為又聯(lián)立解得14.某一具有速度選擇器的質譜儀原理如圖所示,為粒子加速器,加速電壓為;為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為,兩板間距離為d;為偏轉分離器,磁感應強度為。今有一質量為、電荷量為的正粒子(不計重力),經(jīng)加速后,該粒子恰能通過速度選擇器,粒子進入分離器后做勻速圓周運動。求:(1)粒子的速度為多少?(2)速度選擇器兩板間電壓為多少?(3)粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為多大?
【答案】(1);(2);(3)【詳解】(1)粒子在A加速器中做加速直線運動,由動能定理得解得,粒子的速度為(2)粒子在B速度選擇器中做勻速直線運動,由受力平衡條件得解得,速度選擇器兩板間電壓為(3)粒子在磁場中做勻速圓周運動,由洛倫茲力提供向心力可得,勻速圓周運動的半徑為15.如圖,在0≤x≤h,區(qū)域中存在方向垂直于紙面的勻強磁場,磁感應強度B的大小可調,方向不變。一質量為m,電荷量為q(q>0)的粒子以速度v0從磁場區(qū)域左側沿x軸進入磁場,不計重力。(1)若粒子經(jīng)磁場偏轉后穿過y軸正半軸離開磁場,分析說明磁場的方向,并求在這種情況下磁感應強度的最小值Bm;(2)如果磁感應強度大小為,粒子將通過虛線所示邊界上的一點離開磁場。求粒子在該點的運動方向與x軸正方向的夾角及該點到x軸的距離?!敬鸢浮浚?)磁場方向垂直于紙面向里;;(2);【詳解】(1)由題意,粒子剛進入磁場時應受到方向向上的洛倫茲力,因此磁場方向垂直于紙面向里。設粒子進入磁場中做圓周運動的半徑為R,根據(jù)洛倫茲力公式和圓周運動規(guī)律,有①由此可得②粒子穿過y軸正半軸離開磁場,其在磁場中做圓周運動的圓心在y軸正半軸上,半徑應滿足③由②可得,當磁感應強度大小最小時,設為Bm,粒子的運動半徑最大,由此得④(2)若磁感應強度大小為,粒子做圓周運動的圓心仍在y軸正半軸上,由②④式可得,此時圓弧半徑為⑤粒子會穿過圖中P點離開磁場,運動軌跡如圖所示。設粒子在P點的運動方向與x軸正方向的夾角為α,由幾何關系⑥即⑦由幾何關系可得,P點與x軸的距離為⑧聯(lián)立⑦⑧式得⑨
2.1楞次定律原卷版目錄TOC\o"1-1"\h\u一、【楞次定律判斷感應電流方向知識點梳理】 1二、【楞次定律判斷運動趨勢知識點梳理】 4三、【楞次定律之二次感應知識點梳理】 7【楞次定律判斷感應電流方向知識點梳理】楞次定律1.內(nèi)容:感應電流具有這樣的方向,即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁
通量的變化。2.實質:感應電流沿著楞次定律所述的方向,是能量守恒定律的必然結果。右手定則1.內(nèi)容:伸開右手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一個平面內(nèi);讓
磁感線從掌心進入,并使拇指指向導線運動的方向,這時四指所指的方向就是感應電流的方向。如圖所示。2.應用范圍:判定導線切割磁感線時感應電流的方向。楞次定律的理解及應用1.因果關系閉合導體回路中原磁通量的變化是產(chǎn)生感應電流的原因,而感應電流的磁場的產(chǎn)生是感應電流存在的結果,即只有當穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化時,才會有感應電流的磁場出現(xiàn)。2.“阻礙”的含義(1)誰阻礙誰:感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁通量的變化。(2)阻礙什么:阻礙的是磁通量的變化,而不是磁通量本身。(3)如何阻礙:磁通量增加時,感應電流的磁場與原磁場的方向相反;磁通量減小時,
感應電流的磁場與原磁場的方向相同(增反減同)。(4)結果如何:阻礙只是延緩了磁通量的變化,而不是阻止它的變化,變化將繼續(xù)進
行(阻而未止)。【楞次定律判斷感應電流方向舉一反三】1.如圖所示,一水平放置的圓形通電線圈Ⅰ固定,另一個較小的線圈Ⅱ從正上方下落,在下落過程中Ⅱ的面積保持與線圈Ⅰ的平面平行且兩圓心同在一豎直線上,則線圈Ⅱ從正上方下落到穿過線圈Ⅰ直至在下方運動的過程中,從上往下看線圈Ⅱ()
A.無感應電流 B.有順時針方向的感應電流C.有先順時針后逆時針的感應電流 D.由先逆時針后順時針的感應電流2.如圖所示,一邊長為d的正方形閉合線圈由A位置勻速通過一個勻強磁場運動到B位置。已知磁場寬度L大于線圈邊長d,則()
A.整個運動過程中,線圈中一直有感應電流B.進入磁場和離開磁場的過程中,感應電流方向相同C.進入磁場時感應電流方向順時針,離開磁場時感應電流方向逆時針D.進入磁場時感應電流方向逆時針,離開磁場時感應電流方向順時針3.(多選)如圖所示,導體棒AB、CD可在水平光滑軌道上自由滑動,下列說法正確的是(??)A.將導體棒CD固定,當導體棒AB向左移動時,AB中感應電流的方向為A到BB.將導體棒CD固定,當AB向右移動時,AB中感應電流的方向為A到BC.將導體棒AB固定,當CD向左移動時,AB中感應電流的方向為A到BD.將導體棒AB固定,當CD向右移動時,AB中感應電流的方向為A到B4.如圖所示,用一根長為L、質量不計的細桿與一個上弧長為,下弧長為的金屬線框的中點連接并懸掛于O點,懸點正下方存在一個上弧長為下弧長為的方向垂直紙面向里的勻強磁場,且遠小于L。先將線框拉開到如圖所示位置,松手后讓線框進入磁場,忽略空氣阻力和摩擦。下列說法正確的是(
)A.金屬線框從右側進入磁場時感應電流的方向為:a→b→c→d→aB.金屬線框從左側進入磁場時感應電流的方向為:a→b→c→d→aC.金屬線框dc邊進入磁場與ab邊離開磁場的速度大小總是相等D.金屬線框最終將在磁場內(nèi)做簡諧運動5.如圖所示,線圈P、Q同軸放置,P與開關S、電源和滑動變阻器R組成回路,Q與電流計G相連,要使線圈Q產(chǎn)生圖示方向的電流,可采用的方法有(
)A.閉合開關S后,把R的滑片右移 B.閉合開關S后,把R的滑片左移C.閉合開關S后,使Q遠離P D.無須閉合開關S,只要使Q靠近P即可6.某磁場磁感線如圖所示,有銅線圈自圖示A位置落至B位置,在下落過程中,自上向下看,線圈中的感應電流方向是()A.始終順時針 B.始終逆時針C.先順時針再逆時針 D.先逆時針再順時針7.如圖所示,通電導線旁邊同一平面有矩形線圈abcd。則(
)
A.若線圈豎直向上平動,沒有感應電流產(chǎn)生B.若線圈向左平動,其中感應電流方向是a→b→c→dC.當線圈向右平動時,其中感應電流方向是a→d→c→bD.當線圈以導線為軸轉動時,其中感應電流方向是a→b→c→d【楞次定律判斷運動趨勢知識點梳理】阻礙”的表現(xiàn):電磁感應現(xiàn)象中,感應電流產(chǎn)生的“效果”總要“反抗”(或“阻礙”)引起感應電流的“原因”。常見的“阻礙”現(xiàn)象有以下幾種:引起感應電流的原因感應電流產(chǎn)生的效果如何“阻礙”口訣磁場變化產(chǎn)生磁場在磁通量增加時,產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相反,反之則相同增反減同導體相對運動產(chǎn)生磁場力產(chǎn)生的磁場力總是阻礙導體的相對運動來拒去留磁場變化線圈面積變化在磁通量增加時,線圈收縮,面積減小,反之則擴大增縮減擴(1)若是由于相對運動產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象,則感應電流所產(chǎn)生的力的效果阻礙相對運動(來拒去留)。(2)電磁感應現(xiàn)象中,回路面積變化總要阻礙磁通量的變化,當回路中只有一個方向的磁通量時,才可直接應用“增縮減擴”。【楞次定律判斷運動趨勢舉一反三】8.如圖,光滑固定導軌M、N水平放置,兩根導體棒P、Q平行放在導軌上,形成閉合回路,當一條形磁鐵從上方向下迅速接近回路時,可動的兩導體棒P、Q將()
A.保持不動 B.相互遠離 C.相互靠近 D.無法判斷9.(多選)如圖所示,光滑固定的金屬導軌M、N水平放置。兩根導體棒P、Q平行放置在導軌上,形成一個閉合回路,一條形磁鐵從高處下落接近回路時(
)
A.P、Q將彼此靠攏B.P、Q將相互遠離C.磁鐵的加速度仍為gD.磁鐵的加速度小于g10.如圖1所示,絕緣水平面上導體環(huán)甲,乙同心放置,導體環(huán)丙位于乙的右側,乙中通有逆時針方向的電流且電流值按如圖2所示的規(guī)律變化,下列說法正確的是()A.甲中感應電流方向為順時針,有收縮趨勢B.甲中感應電流方向為逆時針,有擴張趨勢C.丙中感應電流方向為順時針,有收縮趨勢D.丙中感應電流方向為逆時針,有擴張趨勢11.如圖所示,粗糙水平桌面上有一質量為的銅質矩形線圈,當一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線正上方等高快速經(jīng)過時,若線圈始終不動,則關于線圈在水平方向運動趨勢的正確判斷是()
A.運動趨勢始終向左 B.運動趨勢始終向右C.運動趨勢先向左后向右 D.運動趨勢先向右后向左12.某同學在學習了電磁感應相關知識之后,做了探究性實驗:將閉合線圈按圖示方式放在電子秤上,線圈上方有一S極朝下豎直放置的條形磁鐵,手握磁鐵在線圈的正上方靜止,此時電子秤的示數(shù)為m0。下列說法正確的是()
A.將磁鐵加速靠近線圈的過程中,線圈中產(chǎn)生的電流沿逆時針方向(俯視)B.將磁鐵勻速靠近線圈的過程中,線圈中產(chǎn)生的電流沿逆時針方向(俯視)C.將磁鐵勻速遠離線圈的過程中,電子秤的示數(shù)等于m0D.將磁鐵加速遠離線圈的過程中,電子秤的示數(shù)小于m013.如圖所示,A、B、C為同一平面內(nèi)的線圈,其中A、B為同心圓,現(xiàn)給B中通以順時針方向的電流,在B中的電流逐漸增大的過程中,下列說法正確的是()
A.線圈A、C中均為順時針方向B.線圈A、C中均為逆時針方向C.線圈A面積有擴大的趨勢,線圈C面積有縮小的趨勢D.線圈A、C面積均有縮小的趨勢14.如圖所示,通電直導線旁放有一閉合線圈abcd,線圈與直導線在同一平面內(nèi)并可自由移動,ab與直導線平行。當直導線中的電流I大小發(fā)生變化時,下列判斷正確的是()A.電流I增大,線圈向右平動 B.電流I增大,線圈向左平動C.電流I減小,線圈向紙面外平動 D.電流I減小,線圈向紙面內(nèi)平動15.如圖所示,通電螺線管左端外側和內(nèi)部分別靜止懸吊導體環(huán)a和b,環(huán)c套在螺線管正中間,并與螺線管共軸。當滑動變阻器R的滑動觸頭向右滑動時,下列說法正確的是()A.a(chǎn)環(huán)向左擺B.b環(huán)有縮小的趨勢C.c環(huán)有擴大的趨勢D.三個環(huán)中感應電流方向相同【楞次定律之二次感應知識點梳理】二次感應判斷步驟:①根據(jù)第一個磁場的變化判斷出電流的大小和變化②再根據(jù)電流和磁場呈正相關的關系判斷產(chǎn)生的磁場的變化③根據(jù)第二個磁場的變化判斷出第二個閉合電路的電流的變化【楞次定律之二次感應舉一反三練習】16.如圖所示裝置中,平行導軌光滑、水平放置,cd桿原來靜止。當ab桿做如下哪些運動時,cd桿將向左移動()A.向左勻速運動 B.向左減速運動C.向右加速運動 D.向右減速運動17.如圖,金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導軌上,在ef右側存在有界勻強磁場B,磁場方向垂直導軌平面向上,在ef左側的無磁場區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導軌在同一平面內(nèi)?,F(xiàn)使金屬棒ab以初速度v0從磁場左邊界ef處進入磁場,則金屬棒ab在運動過程中,圓環(huán)L有(選填“收縮”或“擴張”)趨勢,圓環(huán)L內(nèi)產(chǎn)生的感應電流方向為方向(選填“順時針”或“逆時針”)。
18.如圖,水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒、,當在外力的作用下運動時,在磁場的作用下向右運動,則所做的運動可能是()
A.向右勻速運動B.向右加速運動C.向左減速運動D.向左加速運動19.(多選)如圖所示裝置中,cd桿光滑且靜止。當ab桿做如下哪些運動時,cd桿將向右移動(導體棒切割磁感線速度越大,感應電流越大)()
A.向右勻速運動 B.向右加速運動C.向左加速運動 D.向左減速運動20.(多選)如圖,在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導軌,導軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導軌上并與導軌形成閉合回路PQRS,一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi),線框與導軌共面?,F(xiàn)讓金屬桿PQ向右做減速運動,在之后的運動過程中,關于感應電流的方向,下列說法正確的是()A.PQRS中沿順時針方向,T中沿逆時針方向B.PQRS中沿逆時針方向,T中沿逆時針方向C.T具有收縮趨勢,PQ受到向右的安培力D.T具有擴張趨勢,PQ受到向左的安培力
2.1楞次定律解析版目錄TOC\o"1-1"\h\u一、【楞次定律判斷感應電流方向知識點梳理】 1二、【楞次定律判斷運動趨勢知識點梳理】 4三、【楞次定律之二次感應知識點梳理】 7【楞次定律判斷感應電流方向知識點梳理】楞次定律1.內(nèi)容:感應電流具有這樣的方向,即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁
通量的變化。2.實質:感應電流沿著楞次定律所述的方向,是能量守恒定律的必然結果。右手定則1.內(nèi)容:伸開右手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一個平面內(nèi);讓
磁感線從掌心進入,并使拇指指向導線運動的方向,這時四指所指的方向就是感應電流的方向。如圖所示。2.應用范圍:判定導線切割磁感線時感應電流的方向。楞次定律的理解及應用1.因果關系閉合導體回路中原磁通量的變化是產(chǎn)生感應電流的原因,而感應電流的磁場的產(chǎn)生是感應電流存在的結果,即只有當穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化時,才會有感應電流的磁場出現(xiàn)。2.“阻礙”的含義(1)誰阻礙誰:感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁通量的變化。(2)阻礙什么:阻礙的是磁通量的變化,而不是磁通量本身。(3)如何阻礙:磁通量增加時,感應電流的磁場與原磁場的方向相反;磁通量減小時,
感應電流的磁場與原磁場的方向相同(增反減同)。(4)結果如何:阻礙只是延緩了磁通量的變化,而不是阻止它的變化,變化將繼續(xù)進
行(阻而未止)。【楞次定律判斷感應電流方向舉一反三】1.如圖所示,一水平放置的圓形通電線圈Ⅰ固定,另一個較小的線圈Ⅱ從正上方下落,在下落過程中Ⅱ的面積保持與線圈Ⅰ的平面平行且兩圓心同在一豎直線上,則線圈Ⅱ從正上方下落到穿過線圈Ⅰ直至在下方運動的過程中,從上往下看線圈Ⅱ()
A.無感應電流 B.有順時針方向的感應電流C.有先順時針后逆時針的感應電流 D.由先逆時針后順時針的感應電流【答案】C【詳解】根據(jù)右手定則,在線圈2下落到線圈1所在的平面之前,線圈1中電流在線圈2產(chǎn)生的磁通量向上,且不斷增大,根據(jù)楞次定律,從上往下看,線圈2中產(chǎn)生的順時針方向感應電流削弱磁通量的變化,當線圈2從線圈1所在平面繼續(xù)下落時,線圈1中電流在線圈2產(chǎn)生的磁通量仍然向上,且不斷減小,根據(jù)楞次定律,從上往下看線圈2產(chǎn)生逆時針感應電流削弱磁通量變化,故C正確。故選C。2.如圖所示,一邊長為d的正方形閉合線圈由A位置勻速通過一個勻強磁場運動到B位置。已知磁場寬度L大于線圈邊長d,則()
A.整個運動過程中,線圈中一直有感應電流B.進入磁場和離開磁場的過程中,感應電流方向相同C.進入磁場時感應電流方向順時針,離開磁場時感應電流方向逆時針D.進入磁場時感應電流方向逆時針,離開磁場時感應電流方向順時針【答案】D【詳解】由右手定則可知,線圈進入磁場的過程中,感應電流方向沿逆時針方向,當線圈完全在磁場中,穿過線圈的磁通量不變,沒有感應電流的產(chǎn)生,線圈離開磁場時,根據(jù)右手定則,感應電流方向沿順時針方向。故選D。3.(多選)如圖所示,導體棒AB、CD可在水平光滑軌道上自由滑動,下列說法正確的是(??)A.將導體棒CD固定,當導體棒AB向左移動時,AB中感應電流的方向為A到BB.將導體棒CD固定,當AB向右移動時,AB中感應電流的方向為A到BC.將導體棒AB固定,當CD向左移動時,AB中感應電流的方向為A到BD.將導體棒AB固定,當CD向右移動時,AB中感應電流的方向為A到B【答案】AC【詳解】AB.由右手定則可判斷,當AB向左運動時,AB中感應電流方向為A→B;當AB向右運動時,AB中感應電流方向為B→A,A正確,B錯誤;CD.當CD向左運動時,CD中的感應電流方向為C→D,AB中的感應電流方向為A→B;當CD向右移動時,AB中感應電流方向為B→A,C正確,D錯誤。故選AC。4.如圖所示,用一根長為L、質量不計的細桿與一個上弧長為,下弧長為的金屬線框的中點連接并懸掛于O點,懸點正下方存在一個上弧長為下弧長為的方向垂直紙面向里的勻強磁場,且遠小于L。先將線框拉開到如圖所示位置,松手后讓線框進入磁場,忽略空氣阻力和摩擦。下列說法正確的是(
)A.金屬線框從右側進入磁場時感應電流的方向為:a→b→c→d→aB.金屬線框從左側進入磁場時感應電流的方向為:a→b→c→d→aC.金屬線框dc邊進入磁場與ab邊離開磁場的速度大小總是相等D.金屬線框最終將在磁場內(nèi)做簡諧運動【答案】D【詳解】A.金屬線框從右側進入磁場時,由于電磁感應,產(chǎn)生電流,根據(jù)楞次定律判斷電流的方向為a→d→c→b→a,故A錯誤。B.金屬線框左側進入磁場時由于電磁感應,產(chǎn)生電流,根據(jù)楞次定律判斷電流的方向為a→d→c→b→a,故B錯誤。CD.根據(jù)能量轉化和守恒,線圈每次經(jīng)過邊界時都會消耗機械能,故可知,金屬線框dc邊進入磁場與ab邊離開磁場的速度大小不相等。如此往復擺動,最終金屬線框在勻強磁場內(nèi)擺動,由于遠小于L,單擺做簡諧運動的條件是擺角小于等于10°,故最終在磁場內(nèi)做簡諧運動,故C錯誤,D正確。故選D。5.如圖所示,線圈P、Q同軸放置,P與開關S、電源和滑動變阻器R組成回路,Q與電流計G相連,要使線圈Q產(chǎn)生圖示方向的電流,可采用的方法有(
)A.閉合開關S后,把R的滑片右移 B.閉合開關S后,把R的滑片左移C.閉合開關S后,使Q遠離P D.無須閉合開關S,只要使Q靠近P即可【答案】B【詳解】ABC.閉合開關S后,線圈P產(chǎn)生的磁場向右穿過線圈Q,線圈Q中的原磁場方向水平向右,要使線圈Q產(chǎn)生圖示方向的電流,即線圈Q中的感應磁場方向水平向左,根據(jù)“增反減同”的結論,線圈Q中的原磁場的磁通量要增加,則可以把R的滑片左移或者使Q靠近P,故B正確,AC錯誤;D.開關S不閉合,線圈Q中無磁場通過,Q中不會有電流產(chǎn)生,故D錯誤。故選B。6.某磁場磁感線如圖所示,有銅線圈自圖示A位置落至B位置,在下落過程中,自上向下看,線圈中的感應電流方向是()A.始終順時針 B.始終逆時針C.先順時針再逆時針 D.先逆時針再順時針【答案】C【詳解】在下落過程中,磁感應強度先增大后減小,所以穿過線圈的磁通量先增大后減小,從A處落到O處,穿過線圈的磁通量增大,所以感應電流的磁場方向向下,則感應電流的方向為順時針,從O處落到B處,穿過線圈的磁通量減少,產(chǎn)生的感應電流的磁場方向向上,則感應電流的方向為逆時針。故選C。7.如圖所示,通電導線旁邊同一平面有矩形線圈abcd。則(
)
A.若線圈豎直向上平動,沒有感應電流產(chǎn)生B.若線圈向左平動,其中感應電流方向是a→b→c→dC.當線圈向右平動時,其中感應電流方向是a→d→c→bD.當線圈以導線為軸轉動時,其中感應電流方向是a→b→c→d【答案】A【詳解】A.若線圈豎直向上平動,線圈中的磁通量沒有變化,故線圈中不產(chǎn)生感應電流,A正確;B.若線圈向左平動,線圈靠近導線磁通量增加,由楞次定律和安培定則可知,其中感應電流方向是a→d→c→b,B錯誤;C.當線圈向右平動時,線圈遠離導線磁通量減小,由楞次定律和安培定則可知,其中感應電流方向是a→b→c→d,C錯誤;D.當線圈以導線為軸轉動時,線圈中磁通量不發(fā)生變化,沒有感應電流產(chǎn)生,D錯誤。故選A?!纠愦味膳袛噙\動趨勢知識點梳理】阻礙”的表現(xiàn):電磁感應現(xiàn)象中,感應電流產(chǎn)生的“效果”總要“反抗”(或“阻礙”)引起感應電流的“原因”。常見的“阻礙”現(xiàn)象有以下幾種:引起感應電流的原因感應電流產(chǎn)生的效果如何“阻礙”口訣磁場變化產(chǎn)生磁場在磁通量增加時,產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相反,反之則相同增反減同導體相對運動產(chǎn)生磁場力產(chǎn)生的磁場力總是阻礙導體的相對運動來拒去留磁場變化線圈面積變化在磁通量增加時,線圈收縮,面積減小,反之則擴大增縮減擴(1)若是由于相對運動產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象,則感應電流所產(chǎn)生的力的效果阻礙相對運動(來拒去留)。(2)電磁感應現(xiàn)象中,回路面積變化總要阻礙磁通量的變化,當回路中只有一個方向的磁通量時,才可直接應用“增縮減擴”?!纠愦味膳袛噙\動趨勢舉一反三】8.如圖,光滑固定導軌M、N水平放置,兩根導體棒P、Q平行放在導軌上,形成閉合回路,當一條形磁鐵從上方向下迅速接近回路時,可動的兩導體棒P、Q將()
A.保持不動 B.相互遠離 C.相互靠近 D.無法判斷【答案】C【詳解】當一條形磁鐵從上方向下迅速接近回路時,可知回路中的磁通量向下增加,回路產(chǎn)生逆時針方向的感應電流,根據(jù)楞次定律“增縮減擴”原理可知,回路面積將減小,即兩導體棒P、Q將相互靠近。故選C。9.(多選)如圖所示,光滑固定的金屬導軌M、N水平放置。兩根導體棒P、Q平行放置在導軌上,形成一個閉合回路,一條形磁鐵從高處下落接近回路時(
)
A.P、Q將彼此靠攏B.P、Q將相互遠離C.磁鐵的加速度仍為gD.磁鐵的加速度小于g【答案】AD【詳解】根據(jù)楞次定律,當條形磁鐵從高處下落接近回路時,線圈磁通量變大,感應電流產(chǎn)生的感應磁場,阻礙原磁通量的變化,對磁鐵產(chǎn)生向上的斥力,因此磁鐵的加速度小于g,同時P、Q將彼此靠攏,減小面積,阻礙原磁通量的變大,AD正確,BC錯誤。故選AD。10.如圖1所示,絕緣水平面上導體環(huán)甲,乙同心放置,導體環(huán)丙位于乙的右側,乙中通有逆時針方向的電流且電流值按如圖2所示的規(guī)律變化,下列說法正確的是()A.甲中感應電流方向為順時針,有收縮趨勢B.甲中感應電流方向為逆時針,有擴張趨勢C.丙中感應電流方向為順時針,有收縮趨勢D.丙中感應電流方向為逆時針,有擴張趨勢【答案】A【詳解】AB.根據(jù)安培定則,穿過環(huán)甲的磁場方向垂直紙面向外,由于電流增大,則磁場變強,磁通量變大,根據(jù)楞次定律,甲中感應電流方向為順時針。根據(jù)“增縮減擴”,有收縮趨勢,A正確,B錯誤;CD.導體環(huán)乙在環(huán)丙位置的磁場方向垂直紙面向里,且磁感應強度不斷增大,根據(jù)楞次定律可知丙中感應電流方向為逆時針,有收縮趨勢,CD錯誤。故選A。11.如圖所示,粗糙水平桌面上有一質量為的銅質矩形線圈,當一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線正上方等高快速經(jīng)過時,若線圈始終不動,則關于線圈在水平方向運動趨勢的正確判斷是()
A.運動趨勢始終向左 B.運動趨勢始終向右C.運動趨勢先向左后向右 D.運動趨勢先向右后向左【答案】B【詳解】當磁鐵向右運動靠近的過程中,線圈中的磁通量增大,根據(jù)楞次定律的第二種描述“來拒去留”可知,線圈水平方向有向右的趨勢;當磁鐵向右側遠離線圈的過程中,線圈中的磁通量減小,根據(jù)楞次定律的第二種描述“來拒去留”可知,線圈水平方向也有向右的趨勢。故選B。12.某同學在學習了電磁感應相關知識之后,做了探究性實驗:將閉合線圈按圖示方式放在電子秤上,線圈上方有一S極朝下豎直放置的條形磁鐵,手握磁鐵在線圈的正上方靜止,此時電子秤的示數(shù)為m0。下列說法正確的是()
A.將磁鐵加速靠近線圈的過程中,線圈中產(chǎn)生的電流沿逆時針方向(俯視)B.將磁鐵勻速靠近線圈的過程中,線圈中產(chǎn)生的電流沿逆時針方向(俯視)C.將磁鐵勻速遠離線圈的過程中,電子秤的示數(shù)等于m0D.將磁鐵加速遠離線圈的過程中,電子秤的示數(shù)小于m0【答案】D【詳解】AB.根據(jù)楞次定律和安培定則可判斷,將一條形磁鐵的S極加速或勻速靠近線圈時,線圈中產(chǎn)生的感應電流方向為順時針方向(俯視),故AB錯誤;CD.將條形磁鐵遠離線圈的過程,穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中產(chǎn)生了感應電流,根據(jù)楞次定律的推論“來拒去留”可知,線圈與磁鐵相互吸引,導致電子秤的示數(shù)小于,跟磁鐵勻速還是加速無關,故C錯誤,D正確。故選D。13.如圖所示,A、B、C為同一平面內(nèi)的線圈,其中A、B為同心圓,現(xiàn)給B中通以順時針方向的電流,在B中的電流逐漸增大的過程中,下列說法正確的是()
A.線圈A、C中均為順時針方向B.線圈A、C中均為逆時針方向C.線圈A面積有擴大的趨勢,線圈C面積有縮小的趨勢D.線圈A、C面積均有縮小的趨勢【答案】C【詳解】AB.由題意可知線圈B的電流在逐漸增大,電流產(chǎn)生的磁場也在不斷增大。根據(jù)右手螺旋定則判斷出線圈B的電流在線圈A產(chǎn)生的磁場垂直紙面向里,根據(jù)楞次定律可以判斷出線圈A產(chǎn)生的感應電流為逆時針方向,對應產(chǎn)生的磁場垂直紙面向外。同理,根據(jù)右手螺旋定則判斷出線圈B的電流在線圈C產(chǎn)生的磁場垂直紙面向外,根據(jù)楞次定律可以判斷出線圈C產(chǎn)生的感應電流為順時針方向,對應產(chǎn)生的磁場垂直紙面向里,AB錯誤;CD.穿過線圈A的磁通量等于垂直紙面向里的磁通量減去線圈B外垂直紙面向外的磁通量,根據(jù)AB選項分析結合楞次定律可知線圈A面積有擴大的趨勢,根據(jù)楞次定律增縮減擴可知線圈C面積有縮小的趨勢,C正確,D錯誤。故選C。14.如圖所示,通電直導線旁放有一閉合線圈abcd,線圈與直導線在同一平面內(nèi)并可自由移動,ab與直導線平行。當直導線中的電流I大小發(fā)生變化時,下列判斷正確的是()A.電流I增大,線圈向右平動 B.電流I增大,線圈向左平動C.電流I減小,線圈向紙面外平動 D.電流I減小,線圈向紙面內(nèi)平動【答案】A【詳解】AB.當直導線中的電流I增大時,穿過線圈的磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知,線圈產(chǎn)生逆時針方向的感應電流,根據(jù)左手定則可知,線圈受到的安培力向右,所以線圈向右運動,故A正確,B錯誤;CD.同理,當直導線中的電流I減小時,穿過線圈的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知,線圈產(chǎn)生順時針方向的感應電流,根據(jù)左手定則可知,線圈受到的安培力向左,所以線圈向左運動,故CD錯誤。故選A。15.如圖所示,通電螺線管左端外側和內(nèi)部分別靜止懸吊導體環(huán)a和b,環(huán)c套在螺線管正中間,并與螺線管共軸。當滑動變阻器R的滑動觸頭向右滑動時,下列說法正確的是()A.a(chǎn)環(huán)向左擺B.b環(huán)有縮小的趨勢C.c環(huán)有擴大的趨勢D.三個環(huán)中感應電流方向相同【答案】D【詳解】ABC.根據(jù)右手螺旋定則,通電螺線管的左端為N級,右端為S級,穿過a環(huán)、b環(huán)、c環(huán)的凈磁感線均從右到左,當滑動變阻器向右滑動時,接入電路電阻變大,電流變小,磁感應強度變小,根據(jù)楞次定律,a環(huán)將向右擺,感應電流產(chǎn)生的附加磁場為從右到左,b環(huán)擴張,感應電流方向產(chǎn)生的附加磁場為從右到左,c環(huán)收縮,產(chǎn)生的附加磁場為從右到左,ABC錯誤;D.由于a環(huán)、b環(huán)、c環(huán)的感應電流產(chǎn)生的附加磁場均從右到左,因此三個環(huán)中的感應電流方向相同,D正確。故選D。【楞次定律之二次感應知識點梳理】二次感應判斷步驟:①根據(jù)第一個磁場的變化判斷出電流的大小和變化②再根據(jù)電流和磁場呈正相關的關系判斷產(chǎn)生的磁場的變化③根據(jù)第二個磁場的變化判斷出第
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