第十二章 第1练 电磁感应现象　楞次定律　实验：探究影响感应电流方向的因素

1.如图所示，闭合线圈abcd水平放置，其面积为S，匝数为n，线圈与磁感应强度为B的匀强磁场的夹角θ＝45°.现将线圈以ab边为轴沿顺时针方向转动90°，则在此过程中线圈磁通量的改变量大小为()A．0 B.eq\r(2)BSC.eq\r(2)nBS D．nBS2．在“探究电磁感应的产生条件”实验中，如图所示，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面．开关闭合的瞬间，发现电流表指针向右偏转，能使电流表指针向右偏转的其他实验操作是()A．拔出线圈AB．迅速向左移动滑动变阻器的滑片C．断开开关D．在线圈A中插入铁芯3．(2022·北京卷·11)如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框abcd，ad边与导线平行．调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则()A．线框中产生的感应电流方向为a→b→c→d→aB．线框中产生的感应电流逐渐增大C．线框ad边所受的安培力大小恒定D．线框整体受到的安培力方向水平向右4.(2023·江苏南通市高三阶段检测)如图所示，一带正电粒子从直径上方掠过在水平面内的金属圆环表面，粒子与圆环不接触，该过程中()A．穿过金属环的磁通量一定不变B．环中一定有感应电流C．金属环有扩张趋势D．粒子与金属环无相互作用5.如图所示，空间存在垂直纸面向里的磁场，磁场在竖直方向均匀分布，在水平方向非均匀分布，且关于竖直平面MN对称，绝缘轻线上端固定在M点，下端与一个粗细均匀的铜制圆环相连．现将圆环由P处无初速度释放，圆环第一次向右摆动最远能到达Q处(图中未画出)．已知圆环始终在同一竖直平面内摆动，则在圆环从P摆向Q的过程中，下列说法正确的是()A．位置P与Q可能在同一高度B．感应电流方向始终逆时针C．感应电流方向先逆时针后顺时针D．圆环整体所受安培力先做负功后做正功6.如图所示，在条形磁体的外面套着一个闭合弹簧线圈，若把线圈四周向外拉，使线圈包围的面积变大，则线圈中感应电流的情况是()A．弹簧线圈中有感应电流，俯视电流方向为逆时针方向B．弹簧线圈中有感应电流，俯视电流方向为顺时针方向C．因线圈中磁通量不变，故无感应电流D．无法判断有无感应电流7．(2023·江苏常州市模拟)电吉他的工作原理是在琴身上装有线圈，线圈附近被磁化的琴弦振动时，会使线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电流，再经信号放大器放大后传到扬声器．其简化示意图如图所示．则当图中琴弦向右靠近线圈时()A．穿过线圈的磁通量减小B．线圈中不产生感应电流C．琴弦受向左的安培力D．线圈有扩张趋势8．(2023·江苏省扬州中学高三检测)科学家们曾设想存在磁单极子，即一些仅带有N极或S极单一磁极的磁性物质．假设在P点有一个固定的N极单一磁极子，在其周围形成均匀辐射磁场，磁感线如图所示．当质量为m、半径为R的导体圆环通有恒定的电流时，恰好能静止在该磁单极子正上方，环心与P点的距离为H，且圆环平面恰好沿水平方向．已知距磁单极子r处的磁感应强度大小为B＝eq\f(k,r)，其中k为已知常量，重力加速度为g.下列选项正确的是()A．圆环静止时电流的方向为逆时针方向(俯视)B．圆环静止时磁场对圆环的安培力使其有沿半径方向扩张的趋势C．圆环静止时可由题中条件求出环中电流的大小为eq\f(mgH2,2πkR)D．若将圆环竖直向上平移一小段距离后由静止释放，开始下落后环中电流会先变大9.如图所示，在有界匀强磁场中水平放置相互平行的金属导轨，导轨电阻不计，导轨上金属杆ab与导轨接触良好．磁感线垂直导轨平面向上(俯视图)，导轨与处于磁场外的大线圈M相接，欲使置于M内的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，下列做法可行的是()A．ab匀速向右运动B．ab加速向右运动C．ab不动而突然撤去磁场D．ab不动而突然增强磁场10.如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与胶木圆盘面平行，其轴线与胶木圆盘A的轴线OO′重合．现使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则()A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大11.如图，在竖直方向上的两个匀强磁场B1和B2中，各放入一个完全一样的水平金属圆盘a和b，它们可绕竖直轴自由转动．用导线将a盘中心与b盘边缘相连，b盘中心与a盘边缘相连．从上向下看，当a盘顺时针转动时()A．b盘总是逆时针转动B．若B1、B2同向，b盘顺时针转动C．若B1、B2反向，b盘顺时针转动D．b盘总是顺时针转动12.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是一根立在导轨上的金属直杆，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()A．感应电流的方向始终是由P→QB．感应电流的方向始终是由Q→PC．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下，后垂直于杆向右上第1练电磁感应现象楞次定律实验：探究影响感应电流方向的因素1．B2.D3.D4.B5．C[圆环从P摆向Q的过程中，由于磁场在竖直方向均匀分布，在水平方向非均匀分布，导致环中磁通量变化，从而产生感应电流，产生焦耳热，则在整个运动过程中环的机械能会减少，因此Q不可能与P在同一高度，故A错误；根据楞次定律，环在向下摆的过程中，穿过环垂直向里的磁通量在增加，当向上摆的过程中，穿过环垂直向里的磁通量在减少，则感应电流方向先逆时针后顺时针，故B错误，C正确；安培力一直阻碍圆环与磁场的相对运动，一直做负功，故D错误．]6．A[磁感线在条形磁体的内外形成闭合曲线，则磁体外部的磁感线总数等于内部的磁感线总数，且在线圈平面处磁体内外磁感线方向相反(磁体内向上、磁体外向下)，而磁体外部的磁感线分布在无穷大的空间，所以题图中线圈中磁体内部的磁感线多于外部的磁感线，则穿过线圈的总磁通量等于磁体内部的磁感线条数减去磁体外部、线圈内部的磁感线条数．当弹簧线圈包围的面积增大时，磁体内部的磁感线总数不变，而线圈内部、磁体外部反向的磁感线条数增多，则穿过线圈的总磁通量减小，将产生感应电流．由于磁体内部磁场方向向上，故线圈内部磁场方向向上且磁通量减小，由楞次定律可知，线圈内的感应电流为俯视逆时针方向，故选A.]7．C[琴弦向右靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增大，线圈中产生感应电流，由“来拒去留”可知琴弦受到向左的安培力，由“增缩减扩”可知线圈有收缩趋势，故A、B、D错误，C正确．]8．D[圆环所在处的磁场的方向向上，则圆环产生的感应磁场的方向向下，根据安培定则可知，静止时圆环的电流方向为顺时针方向(俯视)，A错误；由左手定则可知，环上的各点受到的安培力的方向斜向上且指向圆环内侧，所以圆环有沿半径方向收缩的趋势，B错误；对圆环的某一部分进行受力分析如图：在水平方向，根据安培力的对称性可知，整个的环在水平方向的合力为0，竖直方向上安培力的合力与重力大小相等，由于在圆环处各点电流的方向与磁场的方向都垂直，所以整体受到的安培力F安＝BI·2πR，由几何关系F安cosθ＝mg，cosθ＝eq\f(R,\r(H2＋R2))，B＝eq\f(k,\r(H2＋R2))，联立解得I＝eq\f(mgH2＋R2,2πkR2)，C错误；若将圆环竖直向上平移一小段距离后圆环受到的安培力将减小，由静止释放时，重力开始时大于安培力，所以圆环加速下落，穿过线圈的磁通量增加，产生与原电流同方向的电流，因加速下落，下落过程中B变大，由法拉第电磁感应定律，感应电动势先变大，所以线圈中电流先变大，D正确．]9．C[ab匀速向右运动，匀速向右切割磁感线，在M中产生顺时针的恒定感应电流，形成的磁场恒定，不会使N产生感应电流，A错误；当ab加速向右运动时，M中产生顺时针方向的感应电流且在增大，在M内形成垂直纸面向里的磁场且增大，由楞次定律可知，N中会产生逆时针的感应电流，B错误；ab不动而突然撤去磁场，使M中产生逆时针方向的感应电流，M中形成垂直纸面向外的磁场，导致穿过N的磁通量增大，由楞次定律可知，N中会产生顺时针方向的电流，C正确；同理可知，当ab不动而突然增强磁场时N中会产生逆时针方向的感应电流，D错误．]10．B[使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，穿过金属环B的磁通量增大，根据楞次定律，金属环B的面积有缩小的趋势，且B有向上升高(远离)的趋势，丝线受到的拉力减小，故B项正确．]11．C[若B1、B2都竖直向上，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为a′→O→b′→O′→a′，b盘电流为b′→O′，根据左手定则，b盘受到安培力沿逆时针方向(俯视)转动；若B1、B2都竖直向下，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为O→a′→O′→b′→O，b盘电流为O′→b′，根据左手定则，b盘受到安培力沿逆时针方向(俯视)转动；若B1向上，B2向下，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为a′→O→b′→O′→a′，b盘电流为b′→O′，根据左手定则，b盘受到安培力沿顺时针方向(俯视)转动；若B1向下，B2向上，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半