第十三章 电磁感应与电磁波精选试卷训练(Word版 含解析)

第十三章 电磁感应与电磁波精选试卷训练(Word 版 含解析)

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.如图所示,三根相互平行的固定长直导线1L 、2L 和3L 垂直纸面如图放置,与坐标原点分别位于边长为a 的正方形的四个点上, 1L 与2L 中的电流均为I ,方向均垂直于纸面向外, 3L 中的电流为2I ,方向垂直纸面向里(已知电流为I 的长直导线产生的磁场中,距导

线r 处的磁感应强度kI B r

(其中k 为常数).某时刻有一质子(电量为e )正好沿与x 轴正方向成45°斜向上经过原点O ,速度大小为v ,则质子此时所受磁场力为( )

A .方向垂直纸面向里,大小为

23kIve B .方向垂直纸面向外,大小为

322kIve a C .方向垂直纸面向里,大小为

32kIve a D .方向垂直纸面向外,大小为

23kIve 【答案】B

【解析】

【详解】 根据安培定则,作出三根导线分别在O 点的磁场方向,如图:

由题意知,L 1在O 点产生的磁感应强度大小为B 1= kI

a

,L 2在O 点产生的磁感应强度大小

为B2=

2

kI

a

,L 3在O点产生的磁感应强度大小为B3=2kI

a

,先将B2正交分解,则沿x轴

负方向的分量为B2x=

2

kI

a

sin45°=

2

kI

a

,同理沿y轴负方向的分量为

B2y=

2

kI

a

sin45°=

2

kI

a

,故x轴方向的合磁感应强度为B x=B1+B2x=

3

2

kI

a

,y轴方向的合磁感应强度为B y=B3?B2y=

3

2

kI

a

,故最终的合磁感应强度的大小为22

32

2

x y

kI

B B B

a

==,

方向为tanα=y

x

B

B

=1,则α=45°,如图:

故某时刻有一质子(电量为e)正好沿与x轴正方向成45°斜向上经过原点O,由左手定则

可知,洛伦兹力的方向为垂直纸面向外,大小为f=eBv=

32

2

kIve

a

,故B正确; 故选B.

【点睛】

磁感应强度为矢量,合成时要用平行四边形定则,因此要正确根据安培定则判断导线周围磁场方向是解题的前提.

2.为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是()

A.B. C.

D.

【答案】B

【解析】

要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况:地磁的南极在地理北极的附近,故右手的拇指必需指向南方,然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向.

【详解】

地磁的南极在地理北极的附近,故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方;而根据安培定则:拇指与四指垂直,而四指弯曲的方向就是电流流动的方向,故四指的方向应该向西.故B正确.

【点睛】

主要考查安培定则和地磁场分布,掌握安培定则和地磁场的分布情况是解决此题的关键所在.另外要掌握此类题目一定要乐于伸手判定.

3.已知无限长通电直导线周围某一点的磁感应强度B的表达式:0

2

I

B

r

μ

π

=,其中r

0是该点到通电直导线的距离,I为电流强度,μ0为比例系数(单位为N/A2).试推断,一个半径为R的圆环,当通过的电流为I时,其轴线上距圆心O点为r0处的磁感应强度应为

()

A.()

2

3

222

2

r I

R r

+

B.()

3

222

2

IR

R r

μ

+

C.()

2

3

222

2

IR

R r

μ

+

D.()

2

00

3

222

2

r I

R r

μ

+

【答案】C

【解析】

根据,0

2

I

B

r

μ

π

=,μ

0单位为:T?m/A;

A、等式右边单位:

2

3

m A

=A/m

m

,左边单位为T,不同,故A错误;B、等式右边单位:3

(T m/A)m A

=T/m

m

??

,左边单位为T,不同,故B错误;C、等式右边单位:

2

3

(T m/A)m A

=T

m

??

,左边单位为T,相同,故C正确;D、等式右边单位

2

3

(T m/A)m A

=T

m

??

,左边单位为T,相同,但当r0=0时B=0,显然不合实际,故D错

【点睛】本题要采用量纲和特殊值的方法进行判断,即先根据单位判断,再结合r0取最小值进行分析.结合量纲和特殊值进行判断是解决物理问题的常见方法.

4.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。

5.如图所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a,下列各种情况中铜环a中没有感应电流的是()

A.将电键突然断开的瞬间

B.线圈中通以恒定的电流

C.通电时,使滑动变阻器的滑片P做加速移动

D.通电时,使滑动变阻器的滑片P做匀速移动

【答案】B

【解析】

【详解】

A.将电键突然断开的瞬间,线圈产生的磁场从有到无消失,穿过铜环a 的磁通量减小,产生感应电流,故A 不符合题意;

B.线圈中通以恒定的电流时,线圈产生稳恒的磁场,穿过铜环a 的磁通量不变,没有感应电流产生,故B 符合题意;

C.通电时,使变阻器的滑片P 作加速滑动时,变阻器接入电路的电阻变化,回路中电流变化,线圈产生的磁场变化,穿过铜环a 磁通量变化,产生感应电流,故C 不符合题意;

D.通电时,使变阻器的滑片P 作匀速滑动时,变阻器接入电路的电阻减小,回路中电流增大,线圈产生的磁场增强,穿过铜环a 磁通量增大,产生感应电流,故D 不符合题意;

6.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 3,方向垂直于A

C 向下 C 3,方向垂直于AC 向上

D 3,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

03

2cos30

B B 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3

B,方向垂直于AC向下与上述结论相符,故B正确;

C.大小为3

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。

7.如图所示,三根完全相同的通电直导线a、b、c平行固定,三根导线截面的连线构成一等边三角形,O点为三角形的中心,整个空间有磁感应强度大小为B、方向平行于等边三角形所在平面且垂直bc边指向a的匀强磁场。现在三根导线中通以方向均向里的电流,其中I b=I c=I。已知通电长直导线在某点产生的磁感应强度的大小跟电流成正比,导线b在O 点产生的磁感应强度大小为B。则下列说法正确的是()

A.若O点的磁感应强度平行ac边,则I a=(1+

3

3

)I

B.若O点的磁感应强度平行ab边,则I a=(13

I

C.若O点的磁感应强度垂直ac边,则I a=31)I D.若O点的磁感应强度垂直ab边,则I a=31)I 【答案】A

【解析】

【详解】

三条直导线在O 点的磁场方向如图;其中B c 和B b 的合场强水平向右大小为B bc =B ;方向水平向右。

A .若O 点的磁感应强度平行ac 边,则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在垂直于ac 方向的合磁场为零,即

sin 30cos30cos300c a B B B +-=

其中B c =B =kI ,解得

I a =(13I 选项A 正确;

B .若O 点的磁感应强度平行ab 边,则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在垂直于ab 方向的合磁场为零,即 sin 30cos30sin 300b a B B B -+=

其中B b =B =kI ,解得

I a =3-1)I

选项B 错误;

C .若O 点的磁感应强度垂直ac 边,则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在平行于ac 方向的合磁场为零,即

cos30sin 30-sin 300a bc B B B +=

表达式无解,则O 点的磁感应强度的方向不可能垂直ac 边,选项C 错误;

D .若O 点的磁感应强度垂直ab 边,则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在平行于ab 方向的合磁场为零,即

cos30cos 60cos 600bc a B B B +-=

其中B c =B =kI ,解得

I a =3)I

选项D 错误。

故选A 。

8.如图所示,真空中两个等量异种点电荷+q(q>0)和-q以相同角速度绕O点在纸面中沿逆时针方向匀速转动,O点离+q较近,则( )

A.O点的磁感应强度方向始终垂直纸面向外

B.O点的磁感应强度方向始终垂直纸面向里

C.O点的磁感应强度方向随时间周期性变化

D.O点的磁感应强度大小随时间周期性变化

【答案】A

【解析】

【详解】

点电荷+q绕O点匀速转动,相当于逆时针方向的环形电流,由安培定则可知,在O点产生磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外;点电荷-q绕O点匀速转动,相当于顺时针方向的环形电流,由安培定则可知,在O点产生磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里.因+q 离O点近,+q在O点激发的磁场的磁感应强度较强,故合磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外,选项A正确,B、C错误;由于+q和-q离O点的距离始终保持不变,则等效电流在该点产生的磁感应强度大小不变,合磁场的磁感应强度大小保持不变,选项D错误.

9.丹麦物理学家奥斯特在1820年通过实验发现电流磁效应,下列说法正确的是( ) A.奥斯特在实验中观察到电流磁效应,揭示了电磁感应定律

B.将直导线沿东西方向水平放置,把小磁针放在导线的正下方,给导线通以足够大电流,小磁针一定会转动

C.将直导线沿南北方向水平放置,把小磁针放在导线的正下方,给导线通以足够大电流,小磁针一定会转动

D.将直导线沿南北方向水平放置,把铜针(用铜制成的指针)放在导线的正下方,给导线通以足够大电流,铜针一定会转动

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

奥斯特在实验中观察到了电流的磁效应,而法拉第发现了电磁感应定律;故A错误;将直导线沿东西方向水平放置,把小磁针放在导线的正下方时,小磁针所在位置的磁场方向可能与地磁场相同,故小磁针不一定会转动;故B错误;将直导线沿南北方向水平放置,把小磁针放在导线的正下方,给导线通以足够大电流,由于磁场沿东西方向,则小磁针一定会转动;故C正确;铜不具有磁性,故将导线放在上方不会受力的作用,故不会偏转;故D错误;故选C.

【点睛】

本题考查电流的磁场的性质,要注意能明确电磁场方向的判断,并掌握小磁针受力方向为该点磁场的方向.

10.三根通电长直导线平行放置,其截面构成等边三角形,O点为三角形的中心,通过三根直导线的电流大小分别用小I1,I2、I3表示,电流方向如图所示.当I1=I2=I3=I时,O点的磁感应强度大小为B,通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小跟电流成正比,则下列说法正确的是()

A.当I1=3I,I2=I3=I时,O点的磁感应强度大小为2B

B.当I1=3I,I2=I3=I时,O点的磁感应强度大小为3B

C.当I2=3I,I1=I3=I时,O点的磁感应强度大小为

3 2

B

D.当I3=3I,I1=I2=I时,O点的磁感应强度大小为23B

【答案】A

【解析】

【详解】

AB.根据安培定则画出I1、I2、I3在O点的磁感应强度示意图,当I1=I2=I3时,令B1=B2=B3=B0,示意图如图甲所示

根据磁场叠加原理,可知此时O点的磁感应强度大小B与B0满足关系

01 2

B B

;当I1=3I2,I2=I3=I时,B1=3B0,B2=B3=B0,示意图如图乙所示

由图乙解得O 点的磁感应强度大小为4B 0=2B ,故A 正确,B 错误;

CD .当I 2=3I ,I 1=I 3=I 时,B 1=B 3=B 0,B 2=3B 0,示意图如图丙所示

由图丙解得O 点的磁感应强度大小为0233B B =,同理可得,当I 3=3I ,I 1=I 2=I 时,O 点的磁感应强度大小也为3B ,故CD 错误。

故选A 。

11.如图所示,三条有方向的曲线可能是电场中的电场线,也可能是磁场中的磁感线。则下列说法正确的是( )

A .若是磁感线,同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力小

B .若是磁感线,a 、b 两处的磁感应强度的大小不相等,B a

C .若是电场线,同一电荷放在a 处受力可能比放在b 处受力大

D .若是电场线,由于a 处电场强度比b 处小,故同一电荷放在a 处的电势能一定比放在b 处小

【答案】B

【解析】

【详解】

A .由于通电导线在磁场中受到的作用力不仅与磁感应强度有关,还与电流和磁感线方向的夹角有关,由sin F BIL θ=可知放在a 处的导线受力也可能比放在b 处所受安培力大;故选项A 错误;

B .若是磁感线,磁感线疏密程度表示磁场的强弱,故a b B B <,则选项B 正确;

C .若是电场线,电场线疏密程度表示电场的强弱,一定有a b E E <,由F =Eq 可知,同一电荷在a 处受力-定比b 处受力小,则选项C 错误;

D .电荷在电场中的电势能与电荷的正负和电势高低有关,与电场强度大小无关,由于不知道电荷的正负,故不确定电势能大小,则选项D 错误;

故B。

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

【解析】

【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.自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做

出了贡献.下列说法正确的是()

A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系

B.欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系

C.法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系

D.焦耳发现了电流的热效应,定量得出了电能和热能之间的转换关系

【答案】ACD

【解析】

试题分析:本题考查物理学史,根据电磁学发展中科学家的贡献可找出正确答案.

解:A、奥斯特最先发现了电流的磁效应,揭开了人类研究电磁相互作用的序幕,故A正确;

B、欧姆定律说明了电流与电压的关系,故B错误;

C、法拉第经十年的努力发现了电磁感应现象,故C正确;

D、焦耳发现了电流的热效应,故D正确;

故选ACD.

点评:电流具有磁效应、热效应、化学效应等,本题考查其发现历程,要求我们熟记相关的物理学史.

14.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.

【点睛】

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.

15.如图所示,两根细长直导线平行竖直固定放置,且与水平固定放置的光滑绝缘杆MN 分别交于a 、b 两点,点O 是ab 的中点,杆MN 上c 、d 两点关于O 点对称.两导线均通有大小相等、方向相反的电流,通电导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度大小B =I k r

,其中I 为导线中电流大小,r 为该点到导线的距离,k 为常量.一带负电的小球穿在杆上,以初速度v 0由c 点沿杆运动到d 点.设在c 、O 、d 三点杆对小球的支持力大小分别为F c 、F O 、F d ,则下列说法正确的是

A .F c =F d

B .F O

C .小球做变加速直线运动

D .小球做匀速直线运动

【答案】ABD

【解析】

【分析】

【详解】

CD .根据右手螺旋定则可知,从a 点出发沿连线运动到b 点,左边直导线产生的磁场垂直纸面向里,右边直导线产生的磁场垂直纸面也向里;距离左边直导线x 处的合磁场

12()

I I kIl B B B k k x l x x l x =+=+=-- 由数学知识可知,当12

x l = 时B 最小,可知在ab 连线中点O 处磁场最弱,连线上合磁场大小先减小过O 点后增大,方向先里,根据左手定则可知,小球从a 向b 运动过程中,受到向下的洛伦兹力作用,在速度方向不受力的作用,则将做匀速直线运动,故C 错误,D 正确.

AB .cd 两点关于O 点对称,磁感应强度相等,则小球受洛伦兹力相等,则杆对小球的支持力F c =F d ;O 点磁场最弱,则F O

故选ABD .

点睛:本题考查了右手螺旋定则和左手定则的熟练应用,正确解答带电粒子在磁场中运动的思路为明确受力情况,进一步明确其运动形式和规律.

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.某研究小组同学做下面两个实验:

(1)甲同学在“研究电磁感应现象”的实验中,首先要按图甲接线,以查明电流表指针的偏转

方向与电流方向之间的关系;然后按图乙将电流表与线圈B 连成一个闭合回路,将线圈A 、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路,在图甲中,当闭合S 时,观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央.在图乙中:S 闭合后,将螺线管A 插入螺线管B 的过程中,电流表的指针________(选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”);线圈A 放在B 中不动时,指针将________(选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”);线圈A 放在B 中不动,突然断开开关S ,电流表指针将________(选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”).

(2)乙同学为了研究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电阻的大小关系,用图丙所示电路进行实验,得出两种U-I 图线如图丁所示.根据U-I 图线可知正常光照射时光敏电阻阻值为________Ω,强光源照射时电阻为________Ω;若实验中所用电压表的内阻约为5k Ω,毫安表的内阻约为100Ω;考虑到电表内阻对实验结果的影响,此实验中____(填“正常光照射时”或“强光照射时”)测得的电阻误差较大.若测量这种光照下的电阻,则需将实物图中毫安表的连接方式采用________(填“内接”或“外接”)法进行实验,实验结果较为准确.

【答案】(1)向左偏 不偏转 向右偏 (2)3000 200 强光照射时 外接

【解析】

(1)由图甲知电流从左接线柱流入电流表时,其指针向左偏转.S 闭合后,将A 插入B 中,磁通量增大,由楞次定律和安培定则可判断B 中电流方向向下,从左接线柱流入,故电流表指针向左偏转;A 放在B 中不动,磁通量不变,不产生感应电流,指针不偏转;断开开关,穿过B 的磁通量减小,电流表指针向右偏转.

(2)根据R=U/I 且在U-I 图象中斜率等于电阻阻值可得,正常光照射时

R a =K a =32.4 30000.810U I -=Ω=Ω?;强光照射时R b =K b =30.8 200410

U I -=Ω=Ω?;由实物图可知,本实验采用电流表内接法;由(1)中所求可知,强光照射时电阻较小,与电流

表内接接近,因此强光照射时误差较大;强光照射时,光敏电阻阻值为200Ω

,根据5000 25200

v R R ==;200 2100A R R ==可得: v A R R R R >,说明此时该电阻为小电阻,电流表的分压作用引起的误差大,应采用外接法;

点睛:本题考查电路接法以及误差分析的方法,要注意明确电流表内外接法的正确选择,按照大电阻应采用内接法,小电阻采用外接法的方式进行选择.

17.为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G 与线圈L 连接,固定于离地面某高处,如图所示。已知线圈由a 端开始绕至b 端,当电流从电流计G 右端流入时,指针向右偏转。将磁铁N

极向下从线圈上方竖直向下插入L 时,发现指针向右偏转。

(1)在图L 上画两匝线圈,以便能看清线圈绕向______;

(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L 时,指针将向________偏传(选填“左”或“右”);

(3)将条形磁铁从线圈L 正上方自由释放(忽略空气阻力),当磁铁穿过线圈L 后,向下远离L 的短暂过程中,条形磁铁的加速度________重力加速度(选填“大于”、“等于” 或“小于”)。

【答案】 右 小于

【解析】

【分析】

【详解】

(1) [1]将磁铁N 极向下从线圈上方竖直插入L 时,穿过L 的磁场向下,磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,感应电流磁场应该向上,电流表指针向右偏转,电流从电流表右端流入,由安培定则可知,俯视线圈,线圈绕向为逆时针;

(2)[2]当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时,穿过线圈的磁通量向上减小,根据楞次定律可知,感应电流磁场应该向上,产生的感应电流从电流计的右端流入,则指针将向右偏传;

(3) [3]将条形磁铁从线圈L正上方自由释放(忽略空气阻力),当磁铁穿过线圈L后,向下远离L的短暂过程中,根据楞次定律“来拒去留”可知,条形磁铁受到向上的磁场力,则其加速度小于重力加速度。

18.某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。

(1)首先按图甲(1)所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转;再按图甲(2)所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是

(______)

A.检查电流计测量电路的电流是否准确

B.检查干电池是否为新电池

C.推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系。

(2)接下来用图乙所示的装置做实验,图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中,观察到电流计指针向右偏转,说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿______(选填“顺时针”或“逆时针”)方向。

(3)下表是该小组的同学设计的记录表格的一部分,表中完成了实验现象的记录,还有一项需要推断的实验结果未完成,请帮助该小组的同学完成_______________(选填“垂直纸面

向外”或“垂直纸面向里”)。

实验记录表(部分)

操作N极朝下插入螺线管

从上往下看的平面图(B0表示原磁场,

即磁铁产生的磁场)

原磁场通过螺线管磁通量的增减增加

感应电流的方向沿逆时针方向

感应电流的磁场B'的方向

(4)该小组同学通过实验探究,对楞次定律有了比较深刻的认识。结合以上实验,有同学认为,理解楞次定律,关键在于抓住__________(选填“B0”或“'B”)总是要阻碍

________填“B0”或“B'”)磁通量的变化。

【答案】C 顺时针垂直纸面向外B′B0

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由题意可知,电流从电流计左边进时,指针左偏,右边进时,指针右偏,本实验目的是探究感应电流的方向,则进行上述实验的目的是推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系,故选C;

(2)[2]电流计指针向右偏转,说明电流从电流计的右边(正接线柱)流入,则说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿顺时针方向;

(3)[3]由题意可知,感应电流的方向为逆时针,由右手螺旋定则可知,感应电流的磁场方向垂直纸面向外;

(4)[4]由题意可知,理解楞次定律,关键在于抓住'B总是要阻碍0B磁通量的变化

19.如图为“探究电磁感应现象”的实验装置.

()1将图中所缺的导线补接完整.

()2如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能出现的情况有:

①将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将________偏转(选填“发生”或“不发生”);

②原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针________偏转(选填“发生”或“不发生”);

③在上述两过程中灵敏电流计指针的偏转方向________(选填“相同”或“相反”).()3在做“探究电磁感应现象”实验时,如果副线圈两端不接任何元件,则副线圈电路中将________.(不定项选择)

A.因电路不闭合,无电磁感应现象

B.有电磁感应现象,但无感应电流,只有感应电动势

C.不能用楞次定律判断感应电动势方向

D.可以用楞次定律判断感应电动势方向

【答案】发生,发生,相反, BD

【解析】

(1)将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路,再将电流计与大螺线管串联成另一个回路,电路图如图所示;

(2)闭合电键,磁通量增加,指针向右偏转,将原线圈迅速插入副线圈,磁通量增加,则灵敏电流计的指针将向右偏转一下;

原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电阻增大,则电流减小,穿过副线圈的磁通量减小,则灵敏电流计指针向左偏转一下;

(3)如果副线圈B两端不接任何元件,线圈中仍有磁通量的变化,仍会产生感应电动势,不会没有感应电流存在,但是可根据楞次定律来确定感应电流的方向,从而可以判断出感应电动势的方向,故BD正确,AC错误;

故选BD.

20.在“探究电磁感应的产生条件”的实验中,现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及电键如图所示部分连接。

(1)连线图中还有①~⑥个接线柱未连接,但只需连接两根导线就能将电路连接完整正确,这两根连线分别连接的是______。

A.①②和③⑤ B.①③和②⑤ C.①③和②④

(2)实验探究中,下列说法正确的是______(填选项前的字母)

A.线圈A插入线圈B,电键闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,电流计指针静止在中央零刻度。

B.线圈A插入线圈B后,电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转。

C.电键闭合后,线圈A插入线圈B或从线圈B中拔出,都会引起灵敏电流计指针偏转D.线圈A插入线圈B,电键闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电表指针才能偏转。

【答案】B C

【解析】

【详解】

(1)[1]将电源、电键、变阻器、线圈A串联成一个回路,注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱,再将电流计与线圈B串联成另一个回路,电路图如图所示

故B正确;

(2)[2]A.电键闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,线圈A中的电流发生变化,穿过B 的磁通量发生变化,B中会产生感应电流,电流计指针发生偏转,故A错误;

B.线圈A插入线圈B中后,电键闭合和断开的瞬间电流计指针均会偏转,故B错误;C.电键闭合后,线圈A插入或拔出时,穿过B的磁通量都会发生变化,都会产生感应电流,电流计指针都会偏转,故C正确;

D.电键闭合后,只要滑动变阻器的滑片P移动,不论是加速还是匀速,穿过B的磁通量都会变化,都会有感应电流产生,电流计指针都会偏转,故D错误。

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