第十三章 电磁感应与电磁波精选试卷检测题(Word版 含答案)
第十三章电磁感应与电磁波精选试卷检测题(Word版含答案)
一、第十三章电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优(难)
1.取两个完全相同的长导线,用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管,当该螺线管中通以电流强度为I的电流时,测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B,若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管,并通以电流强度也为I的电流时,则在螺线管内中部的磁感应强度大小为()
A.0 B.0.5B C.B D.2 B
【答案】A
【解析】
试题分析:乙为双绕线圈,两股导线产生的磁场相互抵消,管内磁感应强度为零,故A正确.
考点:磁场的叠加
名师点睛:本题比较简单,考查了通电螺线管周围的磁场,弄清两图中电流以及导线的绕法的异同即可正确解答本题.
2.如图甲,一电流强度为I的通电直导线在其中垂线上A点处的磁感应强度B∝,式中r 是A点到直导线的距离.在图乙中是一电流强度为I的通电圆环,O是圆环的圆心,圆环的半径为R,B是圆环轴线上的一点,OB间的距离是r0,请你猜测B点处的磁感应强度是( )
A.
2
2
R I
B
r
∝
B.()3
222
I
B
R r
∝
+
C.()
2
3
222
R I
B
R r
∝
+
D.()
2
3
222
r I
B
R r
∝
+
【答案】C
【解析】
因一电流强度为I 的通电直导线在其中垂线上A 点处的磁感应强度B ∝ I
r
,设比例系数为k ,得:B=K I r ,其中 I r
的单位A/m ;220R I r 的单位为A ,当r 0为零时,O 点的磁场强度变为无穷大了,不符合实际,选项A 错误.()3
2220I
R r + 的单位为A/m 3,单位不相符,选项
B 错误,()232220R I
R
r +的单位为A/m ,单位相符;当r 0为零时,也符合实际,选项C 正
确.()203
2220r I R r + 的单位为A/m ,单位相符;但当r 0为零时,O 点的磁场强度变为零了,
不符合实际,选项D 错误;故选C .
点睛:本题关键是结合量纲和特殊值进行判断,是解决物理问题的常见方法,同时要注意排除法的应用,有时能事半功倍.
3.分子运动看不见、摸不着,不好研究,但科学家可以通过研究墨水的扩散现象认识它,这种方法在科学上叫做“转换法”,下面是小红同学在学习中遇到的四个研究实例,其中采取的方法与刚才研究分子运动的方法相同的是( )
A .研究电流、电压和电阻关系时,先使电阻不变去研究电流与电压的关系;然后再让电压不变去研究电流与电阻的关系
B .用磁感线去研究磁场问题
C .研究电流时,将它比做水流
D .电流看不见、摸不着,判断电路中是否有电流时,我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A .这种研究方法叫控制变量法,让一个量发生变化,其它量不变,A 错误;
B .用磁感线去研究磁场问题的方法是建立模型法,使抽象的问题具体化,B 错误
C .将电流比做水流,这是类比法,C 错误
D .判断电路中是否有电流时,我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定,即将电流的有无转化为灯泡是否发光,故是转化法,D 正确。
故选D 。
4.如图,在直角三角形ACD 区域的C 、D 两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线,导线
中通有大小相等、方向相反的恒定电流,∠A =90?,∠C =30?,E 是CD 边的中点,此时E 点的磁感应强度大小为B ,若仅将D 处的导线平移至A 处,则E 点的磁感应强度( )
A .大小仍为
B ,方向垂直于A
C 向上
B .大小为
3B ,方向垂直于AC 向下 C .大小为3B ,方向垂直于AC 向上 D .大小为3B ,方向垂直于AC 向下
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
根据对称性C 、D 两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线在E 点产生的磁感应强度
02
B B =
由几何关系可知 AE =CE =DE
所以若仅将D 处的导线平移至A 处在E 处产生的磁感应强度仍为B 0,如图所示
仅将D 处的导线平移至A 处,则E 点的磁感应强度为
032cos30B B '=?=
方向垂直于AC 向下。 A .大小仍为B ,方向垂直于AC 向上 与上述结论不相符,故A 错误;
B .大小为32
B ,方向垂直于A
C 向下 与上述结论相符,故B 正确;
C.大小为
3
2
B,方向垂直于AC向上与上述结论不相符,故C错误;
D.大小为3B,方向垂直于AC向下与上述结论不相符,故D错误;
故选B。
5.正三角形ABC在纸面内,在顶点B、C处分别有垂直纸面的长直导线,通有方向如图所示、大小相等的电流,正方形abcd也在纸面内,A点为正方形对角线的交点,ac连线与BC平行,要使A点处的磁感应强度为零,可行的措施是
A.在a点加一个垂直纸面的通电长直导线,电流方向垂直纸面向外
B.在b点加一个垂直纸面的通电长直导线,电流方向垂直纸面向里
C.在c点加一个垂直纸面的通电长直导线,电流方向垂直纸面向外
D.在d点加一个垂直纸面的通电长直导线,电流方向垂直纸面向里
【答案】A
【解析】
【详解】
由图可知,B导线中方向向里,C导线中方向向外,根据安培定则知两导线在a点处的磁感应强度方向夹角为120°,合磁感应强度B B
'=.如图所示:
要使A点处的磁感应强度为零,则:
A.在a点加一个垂直纸面的通电长直导线,电流方向垂直纸面向外,根据安培定则可知a 在A点产生的磁场方向向上,A点处的磁感应强度可能为零,故A正确;
B.在b点加一个垂直纸面的通电长直导线,电流方向垂直纸面向里,根据安培定则可知b 在A点产生的磁场方向向左,A点处的磁感应强度不可能为零,故B错误;
C.在c 点加一个垂直纸面的通电长直导线,电流方向垂直纸面向外,根据安培定则可知c 在A 点产生的磁场方向向下,A 点处的磁感应强度不可能为零,故C 错误;
D.在d 点加一个垂直纸面的通电长直导线,电流方向垂直纸面向里,根据安培定则可知b 在A 点产生的磁场方向向右,A 点处的磁感应强度不可能为零,故D 错误。 6.如图所示,把两个完全一样的环形线圈互相垂直地放置,它们的圆心位于一个共同点O 上,当通以相同大小的电流时,O 点处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度大小之比是( )
A .1∶1
B .2∶1
C .1∶2
D .2∶1
【答案】B
【解析】
【详解】 根据安培定则可知,竖直方向的通电圆环在圆心O 处产生的磁感应强度方向垂直纸面向里,大小为B ,水平方向的通电圆环在圆心O 处产生的磁感应强度方向竖直向上,大小为B ,两者相互垂直,圆心O 处的磁感强度的大小是2O B B =,一个线圈单独产生的磁感应强度大小为B ,则O 点处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度大小之比2:1,故B 正确,A 、C 、D 错误;
故选B .
【点睛】
该题是关于磁场的叠加问题,首先运用安培定则每个圆环在圆心O 处产生的磁感应强度的方向,利用平行四边形定则进行矢量合成,即求出O 处的磁感应强度大小.
7.如图所示,ACE 是半圆弧,O 为圆心,C 为半圆弧的最高点,37COD ∠=?,A 、C 、D 处各有一垂直纸面的通电直导线,电流大小均为I ,长度均为L ,A 和D 处通电直导线的电流方向垂直纸面向外,C 处通电直导线的电流方向垂直纸面向里,三根通电直导线在O 点处产生的磁感应强度大小均为B ,则O 处的磁感应强度大小为( )
A 5B
B .2B
C .55B
D .0
【答案】C
【解析】 【详解】
根据右手螺旋定则画出A 、C 、D 各通电直导线在O 处产生的磁感应强度,如图所示。将D B 分解到水平和竖直两个方向上,并分别在两个方向合成,则水平方向的合矢量
cos370.2x B B B B ?=-=
竖直方向的合矢量
sin370.4y B B B B ?=-=
所以O 点处的磁感应强度大小
225(0.2)(0.4)5
O B B B B =+=
故选C 。
8.如图所示为两条长直平行导线的横截面图,两导线中均通有垂直纸面向外、强度大小相等的电流,图中的水平虚线为两导线连线的垂直平分线,A 、B 两点关于交点O 对称,已知A 点与其中一根导线的连线与垂直平分线的夹角为θ=30°,且其中任意一根导线在A 点所产生的磁场的磁感应强度大小为B 。则下列说法正确的是( )
A .根据对称性可知A 、
B 两点的磁感应强度方向相同
B .A 、B 3B
C .A 、B 两点磁感应强度大小均为B
D .在连线的中垂线上所有点的磁感应强度一定不为零
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A .根据安培定则判断得知,两根通电导线产生的磁场方向均沿逆时针方向,由于对称,两根通电导线在A 、
B 两点产生的磁感应强度大小相等,根据平行四边形进行合成得到,A 、B 两点的磁感应强度大小相等,A 点磁场向下,B 点磁场向上,方向相反,A 错误; B
C .两根导线在A 点产生的磁感应强度的方向如图所示
根据平行四边形定则进行合成,得到A点的磁感应强度大小为
?=
B B
2cos303
同理,B点的磁感应强度大小也为
B B
?=
2cos303
B正确、C错误;
D.只有当两根通电导线在同一点产生的磁感应强度大小相等、方向相反时,合磁感应强度才为零,则知O点的磁感应强度为零,D错误。
故选B。
9.N95口罩中起阻隔作用的关键层是熔喷布,熔喷布的纤维里加入了驻极体材料,它能依靠静电感应吸附比熔喷布网状纤维孔洞小很多的0.1μm量级或更小的微粒,从而有了更好的过滤效果。制备驻极体的一种方法是对某些电介质材料进行加热熔化,然后在强电场中进行极化冷却。电介质中每个分子都呈电中性,但分子内正、负电荷分布并不完全重合,每个分子可以看成是等量异号的电荷对。如图所示,某种电介质未加电场时,分子取向随机排布,熔化时施加水平向左的匀强电场,正、负电荷受电场力的作用,分子取向会发生一致性的变化。冷却后撤掉电场,形成驻极体,分子取向能够较长时间维持基本不变。这个过程就像铁在强磁场中被磁化成磁铁的过程。根据以上信息可知,下列说法中正确的是()
A.驻极体能够吸引带电的微粒,但不能吸引电中性的微粒
B.驻极体吸附小微粒利用了静电感应,所以驻极体所带的总电荷量一定不为零
C.不带电的微粒也能被驻极体吸引,但并不会中和驻极体表面的电荷
D.加有驻极体的口罩会因存放时间过长其中的电场衰减而过期,这是驻极体向外放电使电荷减少的结果
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.极体不仅能够吸引带电的微粒,还能依靠静电效应吸引微小的电中性颗粒,故A错误;
B.极体吸附小微粒利用了静电感应,但驻极体内部的总电荷量为零,只是分子取向一致,对外显示静电效应而已,故B错误;
C.带电的微粒由于静电效应能被驻极体吸引,但驻极体内部正负电荷代数和为零,不存在中和现象,故C正确;
D.有驻极体的口罩会因存放时间过长其中的电场衰减而过期,这是因为驻极体内部的分子取向再次变得杂乱无章的缘故,故D错误。
故选C。
10.已知长直导线中电流I产生磁场的磁感应强度分布规律是B=
I
k
r
(k为常数,r为某点到直导线的距离)。如图所示,在同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙,两导线通有大小分别为2I和I且方向相反的电流,O点到两导线的距离相等。现测得O点的磁感
应强度的大小为
B。则甲导线单位长度受到的安培力大小为()
A.0
6
B I
B.0
4
B I
C.0
3
B I
D.0
2
B I
【答案】C
【解析】
【详解】
设两导线间距为d,根据右手螺旋定则知,甲导线和乙导线在O点的磁感应强度方向均为垂直纸面向里,根据矢量叠加有
26
22
I I kI
B k k
d d d
=+=
乙导线在甲导线处产生的磁感应强度大小
6
B
I
B k
d
==
则甲导线单位长度受到的安培力大小
2
3
B I
B IL
F
L
?
==
C正确,ABD错误。
故选C。
11.如图所示,三根通电长直导线A、B、C互相平行,其横截面位于等腰直角三角形的三个顶点上,三根导线中通入的电流大小相等,且A、C中电流方向垂直于纸面向外,B中电流方向垂直于纸面向内;已知通电导线在其周围某处产生的磁场的磁感应强度
kI
B
r
=,其中I为通电导线中的电流强度,r为某处到通电直导线的距离,k为常量.下列说法正确的
是( )
A.A所受磁场作用力的方向与B、C所在平面垂直
B.B所受磁场作用力的方向与A、C所在平面垂直
C.A、B单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶2
D.A、B单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶2
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
A.利用右手定则可知:A处的合磁场方向沿AC方向,所以A所受磁场作用力的方向与A、C所在平面垂直,A错;
B.利用右手定则可知:B处的合磁场方向沿AC方向,所以B所受磁场作用力的方向与A、C所在平面垂直,B对;
CD.知通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度
kI
B
r
,根据磁场的叠加知:A处的磁
场大小为
2
2
kI
r
,而B处的磁场强度为2
kI
r
,所以A、B单位长度所受的磁场作用力
大小之比为1:2,C对,D错;
故选:BC
12.如图,两根互相平行的长直导线垂直穿过纸面上的M、N两点。导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、o、b在M、N的连线上,o为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到o点的距离均相等。关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是()
A. o点处的磁感应强度为零
B.a、c两点处磁感应强度的方向相同
C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同
D.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反
【答案】BC
【分析】
根据右手螺旋定则确定两根导线在a、b、c、d四点磁场的方向,根据平行四边形定则进行矢量叠加。
【详解】
A.根据右手螺旋定则,M处导线在o点产生的磁场方向垂直MN向下,N处导线在o点产生的磁场方向垂直MN向下,合成后磁感应强度不等于0,故A错误;
B.由右手定则可知,M、N处导线在a点产生的磁场方向均垂直MN向下,则a点磁感应强度的方向垂直MN向下;M、N处导线在c点产生的磁场大小相等,方向分别垂直
cM向下,垂直cN向下且关于直线cd对称,由平行四边形法则可得,c点磁感应强度的方向同样垂直MN向下,故B正确;
C、M处导线在c处产生的磁场方向垂直于cM偏下,在d出产生的磁场方向垂直dM偏下,N在c处产生的磁场方向垂直于cN偏下,在d处产生的磁场方向垂直于dN偏下,根据平行四边形定则,知c处的磁场方向垂直MN向下,d处的磁场方向垂直MN向下,磁感应强度方向相同,且合磁感应强度大小相等,故C正确;
D.M在a处产生的磁场方向垂直MN向下,在b处产生的磁场方向垂直MN向下,N在a 处产生的磁场方向垂直MN向下,b处产生的磁场方向垂直MN向下,根据磁感应强度的叠加知,a、b两点处磁感应强度大小相等,方向相同,故D错误。
【点睛】
本题考查了比较磁感应强度大小由于方向关系问题,解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流与其周围磁场方向的关系,会根据平行四边形定则进行合成。
13.下列说法中正确的有()
A.满足F=﹣kx的振动是简谐运动
B.波可以发生干涉、衍射等现象
C.由波速公式v=λf可知,空气中声波的波速由f、λ共同决定
D.发生多普勒效应时波的频率发生了变化
E.周期性的振荡电场和振荡磁场彼此交互激发并向远处传播形成电磁波
【答案】ABE
【解析】
【分析】
【详解】
A、在简谐运动的回复力表达式F=-kx中,对于弹簧振子,F为振动物体在振动方向受到的合外力,k为弹簧的劲度系数;对于单摆回复力为重力沿圆周的切向分力,故A正确.
B、一切波都可以发生干涉和衍射现象,是波特有现象,故B正确.
C、声波是机械波,机械波的波速由介质决定,故C错误.
D、多普勒效应说明观察者与波源有相对运动时,接收到的波频率会发生变化,但波源的频率不变,故D错误.
E、变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,交替产生电场和磁场形成由近向远传播的电磁波,故E正确.故选ABE.
衍射、干涉是波所特有的现象,机械波的波速由介质决定;根据多普勒效应可知,当波源和观察者间距变小,观察者接收到的频率一定比波源频率高.当波源和观察者距变大,观察者接收到的频率一定比波源频率低;根据麦克斯韦电磁场理论,变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,交替产生,由近向远传播,形成电磁波.
14.如图,正四棱柱abcd—a′b′c′d′的两条棱bb′和dd′上各有一根通有相同恒定电流的无限长直导线,则()
A.a点磁场方向平行于db连线
B.a、c两点的磁感应强度相同
C.ac连线上由a到c磁感应强度先增大后减小
D.穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数相等
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由右手螺旋定则可知,bb′处通电导线在a点产生的磁感应强度垂直纸面向外,dd′处通电导线在a点产生的磁感应强度沿ab向下,且两导线在a处产生的磁感应强度大小相等,由矢量合成可知,a点磁场方向平行于db连线,故A正确;
B.由右手螺旋定则可知,dd′处通电导线在c点产生的磁感应强度垂直纸面向里,bb′处通电导线在a点产生的磁感应强度沿cd向上,且两导线在c处产生的磁感应强度大小相等,由矢量合成可知,c点磁场方向平行于db连线,但与a点磁场方向相反,故B错误;C.由于ac与bd相互垂直,设垂足为M,由右手螺旋定则可知,M点的磁感应强度为0,则ac连线上由a到c磁感应强度先减小后增大,故C错误;
D.b b′处通电导线产生的磁场穿过矩形abb′a′的磁通量为0,dd′处通电导线产生的磁场穿过矩形add′a′的磁通量为0,则穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数别为dd′处通电导线产生的磁场和bb′处通电导线产生的磁场,由于两导线电流相等,分别到两距形的距离相等,则穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数相等,故D正确。
故选AD。
15.两根长直导线a、b平行放置,如图所示为垂直于导线的截面图,图中O点为两根导线ab 连线的中点,M、N为ab的中垂线上的两点且与a、b等距,两导线中通有等大、同向的恒定电流,已知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度B的大小跟该点到通电导线的距离r成反比,则下列说法中正确的是( )
A.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相同
B.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相反
C.在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零
D.若在N点放一小磁针,静止时其北极垂直MN向上
【答案】BD
【解析】
试题分析:根据安培定则判断得知,两根通电导线产生的磁场方向均沿逆时针方向,由于对称,
两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度大小相等,根据平行四边形进行合成得到,M 点和N点的磁感应强度大小相等,M点磁场向下,N点磁场向上,方向相反.故A错误,B正确.当两根通电导线在同一点产生的磁感应强度大小相等、方向相反时,合磁感应强度为零,则知O点的磁感应强度为零.故C错误.若在N点放一小磁针,静止时其北极垂直MN指向上.故D正确.故选BD.
考点:磁场的叠加;右手定则
【名师点睛】本题考查安培定则和平行四边定则的综合应用,注意安培定则的用右手.明确小磁针N极受力方向即为磁场方向.
二、第十三章电磁感应与电磁波初步实验题易错题培优(难)
16.如图是某实验小组在研究磁通量变化时感应电流方向实验中的部分操作示意图,图甲所示是电流通过灵敏检流计时指针的偏转情况,图乙是磁铁从线圈中抽出时灵敏检流计指
针的偏转情况.
(1)图甲电路中串联定值电阻R主要是为了_____
A.减小电路两端的电压,保护电源
B.增大电路两端的电压,保护电源
C.减小电路中的电流,保护灵敏检流计
D.减小电路中的电流,便于观察灵敏检流计的读数
(2)实验操作如图乙所示,当磁铁向上抽出时,检流计G中指针是_____偏(填“左”或“右”);继续操作如图丙所示,判断此时条形磁铁的运动是______线圈(填“插入”或“抽出”).
【答案】(1)C;(2)右,抽出
【解析】
试题分析:根据楞次定律,通过磁通量的变化判断感应电流的方向,以及通过感应电流的方向判断磁通量是增加还是减小.
解:(1)电路中串联定值电阻,目的是减小电流,保护灵敏检流计.故C正确,A、B、D 错误.
(2)在乙图中,当磁铁向上抽出,磁通量减小,根据楞次定律知,感应电流的磁场与原磁场方向相同,则流过电流计的电流方向为从下往上,所以检流计指针向右偏.在丙图中,知感应电流流过检流计的方向是从上而下,则感应电流的磁场方向向上,与原磁场方向相同,知磁通量在减小,即磁铁抽出线圈.
故答案为(1)C;(2)右,抽出.
【点评】解决本题的关键掌握楞次定律的内容,并且能灵活运用.
17.在“研究电磁感应现象”实验中
(1)下图给出了可供使用的实验器材,某同学选择了电源、开关和带铁芯的原副线圈,还需选择的器材有:________________________________________________。
(2)从能量转化的角度来看,闭合电路的部分导体切割磁感线而产生感应电流的过程是________能转化为_________能;若闭合电路中的感应电流是因磁感强度发生变化而产生的,则是________能转化为_________能。
(3)下面四幅图中,“+”和“-”分别表示灵敏电流计的正、负接线柱。已知电流从正接线
柱流入灵敏电流计时,指针向正接线柱一侧偏转,电流从负接线柱流入时,指针向负接线柱一侧偏转。图中给出了条形磁铁运动的方向、指针偏转方向或螺线管的绕线方向,以下判断正确的是(___________)
A.甲图中电流计的指针偏转方向向右
B.乙图中螺线管内部的磁场方向向下
C.丙图中条形磁铁向下运动
D.丁图中螺线管的绕线方向从上往下看为顺时针方向
【答案】滑动变阻器;灵敏电流计机械电磁场电 ABD
【解析】
【详解】
(1)[1].某同学选择了电源、开关和带铁芯的原副线圈,还需选择的器材有:滑动变阻器和灵敏电流计;
(2)[2][3][4][5].从能量转化的角度来看,闭合电路的部分导体切割磁感线而产生感应电流的过程是机械能转化为电能;若闭合电路中的感应电流是因磁感强度发生变化而产生的,则是磁场能转化为电能。
(3)[6].A.甲图中N极插入螺线管时,向下的磁通量增加,根据楞次定律可知,产生的感应电流在螺线管中由上到下,则电流计的电流从“+”极流入,则指针偏转方向向右,选项A正确;
B.乙图中感应电流从“-”极流入电流表,则螺线管中电流从下往上,根据右手螺旋法则可知螺线管内部的磁场方向向下,选项B正确;
C.丙图中感应电流从“+”极流入电流表,则螺线管中电流从上往下,根据右手螺旋法则可知螺线管内部的磁场方向向上,则图中条形磁铁向上运动,选项C错误;
D.丁图中感应电流从“-”极流入电流表,则螺线管中电流从下往上,图中条形磁铁向上运动,则螺线管中感应电流的磁场向下,则螺线管的绕线方向从上往下看为顺时针方向,选项D正确;
故选ABD.
18.应用下图器材研究电磁感应现象的实验.
(1)将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路,接通、断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其原因是_________
A.开关位置错误 B.电流表的正、负极接反
C.线圈B的接头3、4接反 D.蓄电池的正、负极接反
(2)如果想验证楞次定律,必需先要明确_________
A.线圈A和B的绕线方向
B.线圈A和B的自感系数大小
C.电流表指针偏向与流入的电流方向的关系
D.线圈A和B的匝数大小
【答案】A AC
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1].由电路图可知,电键接在电流表所在电路,电键连接错误,闭合与断开电键时,通过螺线管A的电流不变,穿过螺线管B的磁通量不变,没有感应电流产生,电流表指针不偏转;故A正确;
(2)[2].因为实验中需要根据右手定则判断螺线管中的磁场,所以需要明确两个线圈的绕线方向;在判断感应线圈中的电流方向时,需要根据电流表指针偏向与流入的电流方向的关系判断,故AC正确;而自感系数和匝数跟产生感应电流大小有关,本实验要验证感应电流方向规律,所以只要有感应电流即可,感应电流的大小与实验无关,BD错误.
19.某兴趣小组的一同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的原线圈A、副线圈B、电流计及开关按图示方式连接来研究电磁感应现象.
(1)将原线圈A插入副线圈B中,闭合开关瞬间,副线圈中感应电流与原线圈中电流的方向_____(选填“相同”或“相反”).
(2)该同学发现:在原线圈A放在副线圈B中的情况下,将开关接通的瞬间电流计指针向左偏转,则开关闭合后将变阻器的滑动片P快速向接线柱C移动过程中,电流计指针将_____(选填“左偏”、“右偏”或“不偏”).若要看到电流计指针向右偏,请你说出两种具体做法:①_____;②_____.
【答案】相反左偏滑动变阻器滑片向左滑动断开开关瞬间
【解析】
【详解】
(1)将原线圈A插入副线圈B中,闭合开关瞬间,穿过副线圈的磁通量增大,由楞次定律可知,副线圈中感应电流与原线圈中电流的方向相反;
(2)在原线圈A放在副线圈B中的情况下,将开关接通时,通过副线圈的磁通量增大,接通开关的瞬间电流计指针向左偏转,这说明通过副线圈的磁通量增大时,线圈产生的感应电流使电流表指针向左偏转;当开关闭合后将变阻器的滑动片P快速向接线柱C移动过程中,线圈A中电流增大,产生的磁场增大,穿过副线圈的磁通量增大,电流计指针将左偏;
要使电流计指针向右偏,穿过副线圈的磁通量应减小,由电路图可知,此时应该:滑动变阻器滑片向左滑动,或闭断开关瞬间.
【点睛】
本题无法直接利用楞次定律进行判断,但是可以根据题意得出产生使电流表指针右偏的条件,即可不根据绕向判出各项中应该出现的现象.
20.一同学用如图所示装置研究感应电流方向与引起感应电流的磁场变化的关系。已知电流从接线柱a流入电流表时,电流表指针右偏,实验时原磁场方向、磁铁运动情况及电流表指针均记录在下表中。
(1)由实验1、3得出的结论是:穿过闭合回路的磁通量______(填“增加”、“减少”)时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向______(填“相同”、“相反”);
(2)由实验2、4得出的结论是:穿过闭合回路的磁通量______(填“增加”、“减少”)时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向______(填“相同”、“相反”);
(3)由实验1、2、3、4得出的结论是:_________________。
【答案】增加相反减少相同感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]由表中信息可知,在实验1、3中,磁铁插入线圈,穿过线圈的磁通量增加,而穿过线圈的磁场方向相反,感应电流方向相反,感应电流磁场方向与原磁场方向相反,由此可知:穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。
(2)[3][4]由表中实验信息可知,在实验2、4中,穿过线圈的磁通量减小,磁场方向相反,感应电流方向相反,感应电流磁场方向与原磁场方向相同,由此可知:穿过闭合回路的磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
(3)[5]综合分析4次实验可知:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。