A.B环将有沿半径向外方向扩张的趋势 B.B环中产生顺时针方向的电流 C.B环对桌面的压力将增大 D.B环对桌面的压力将减小

解析:A环以图示的顺时针方向绕圆心加速转动,因绝缘环A带正电,所以产生顺时针方向的电流,使得B环中的磁通量变大,由楞次定律可得感应电流方向是逆时针的,两环的电流方向相反,则具有沿半径扩张趋势,故A正确,B错误.因两同心圆环A,B置于同一光滑水平桌面上,相互作用力在水平面上,对桌面的压力不变,故C,D错误.

9.1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言:存在只有一个磁极的粒子即“磁单极子”.1982年美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验,仪器的主要部分是一个由超导体组成的线圈,超导体的电阻为零,一个微弱的电动势就可以在超导线圈中引起感应电流,而且这个电流将长期维持下去,并不减弱,他设想,如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈,那么从上向下看,超导线圈上将出现( D )

A.先是逆时针方向的感应电流,然后是顺时针方向的感应电流 B.先是顺时针方向的感应电流,然后是逆时针方向的感应电流 C.顺时针方向持续流动的感应电流 D.逆时针方向持续流动的感应电流

解析:若N极磁单极子穿过超导线圈的过程中,当磁单极子靠近线圈时,穿过线圈中磁通量增加,且磁场方向从上向下,所以由楞次定律可知,从上向下看,可确定感应电流方向沿逆时针方向;当磁单极子远离线圈时,穿过线圈中磁通量减小,且磁场方向从下向上,所以由楞次定律可知,从上向下看线圈中产生的感应电流方向不变,D正确.

10.(2019·贵州铜仁模拟)(多选)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中,与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以在导轨上自由滑动,当AB在外力F作用下向右运动时,下列说法正确的是( BD )

A.导体棒CD内有电流通过,方向是D→C B.导体棒CD内有电流通过,方向是C→D C.磁场对导体棒CD的作用力向左 D.磁场对导体棒CD的作用力向右

解析:AB切割磁感线产生感应电流,根据右手定则判断可知,AB中感应电流的方向为B→A,则导体棒CD中有电流通过,方向是C→D,故A错误,B正确.感应电流通过CD棒,CD棒受到安培力作用,由左手定则判断可知磁场对导体棒CD的安培力向右,故C错误,D正确.

11.(2019·安徽六安模拟)已知地磁场类似于条形磁铁产生的磁场,地磁N极位于地理南极.如图所示,在安徽某中学实验室的水平桌面上,放置边长为L的正方形闭合导体线框abcd,线框的ad边沿南北方向,ab边沿东西方向,下列说法正确的是( C )

A.若使线框向东平移,则a点电势比d点电势高 B.若使线框向北平移,则a点电势等于b点电势

C.若以ad边为轴,将线框向上翻转90°,则翻转过程线框中电流方向始终为adcb方向 D.若以ab边为轴,将线框向上翻转90°,则翻转过程线框中电流方向始终为adcb方向 解析:安徽位于北半球,地磁场的竖直分量向下,若使线圈向东平动,地磁场的竖直分量向下,线圈的磁通量没有变化,没有感应电流产生,ad切割磁感线,产生感应电动势,a点的电势比d点的电势低,选项A错误;若使线圈向北平动,地磁场的竖直分量向下,ab切割磁感线,由右手定则判断可知,a点的电势比b点的电势高,故B错误;若以ad边为轴,将线框向上翻转90°,线圈的磁通量向下减小,根据楞次定律判断知线圈中感应电流方向为adcba,选项C正确;若以ab为轴将线圈向上翻转,因地磁场方向沿向北斜向下的方向,则线圈的磁通量先增加后减小,根据楞次定律判断知线圈中感应电流方向先abcda,后adcba方向,故D错误.

12.(2019·江西景德镇模拟)(多选)如图所示,一根长导线弯曲成“∏”形,通以直流电I,正中间用绝缘线悬挂一金属环C,环与导线处于同一竖直平面内.在电流I增大的过程中,下列判断正确的是( BC )

A.金属环中无感应电流产生

B.金属环中有逆时针方向的感应电流

C.悬挂金属环C的竖直线的拉力大于环的重力 D.悬挂金属环C的竖直线的拉力小于环的重力

解析:根据安培定则,金属环左、右及上方电流在环处产生的磁场方向垂直纸面向里,当电流I增大,B增大,所以有感应电流产生,A错误.由楞次定律得,感应电流方向沿逆时针,且有向下运动的趋势,即拉力大于重力,选项B,C正确,D错误.

13.如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置.小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部.则小磁块( C )

A.在P和Q中都做自由落体运动 B.在两个下落过程中的机械能都守恒 C.在P中的下落时间比在Q中的长

D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大

解析:小磁块从铜管P中下落时,P中的磁通量发生变化,P中产生感应电流,给小磁块一个向

上的磁场力,阻碍小磁块向下运动,因此小磁块在P中不是做自由落体运动,而塑料管Q中不会产生电磁感应现象,因此Q中小磁块做自由落体运动,A项错误;P中的小磁块受到的磁场力对小磁块做负功,机械能不守恒,B项错误;由于在P中小磁块下落的加速度小于g,而Q中小磁块做自由落体运动,因此从静止开始下落相同高度,在P中下落的时间比在Q中下落的时间长,C项正确;根据动能定理可知,落到底部时在P中的速度比在Q中的速度小,D项错误.

第2节 法拉第电磁感应定律 自感和涡流

1.(2019·河北衡水金卷)如图所示,三只完全相同的灯泡A,B,C分别与带有铁芯的电感线圈L、定值电阻R、二极管D串联在电路中,闭合开关S,电路稳定后,三只灯泡亮度相同.下列说法正确的是( B )

A.断开开关S,灯泡A,C马上熄灭,灯泡B慢慢熄灭 B.断开开关S,灯泡C马上熄灭,灯泡A,B慢慢熄灭

C.断开开关S瞬间,通过灯泡B的电流方向是从左向右的

D.如果先抽掉电感线圈的铁芯,再断开开关S,会发现灯泡B熄灭得 更慢

解析:闭合开关S,电路稳定后,三只灯泡亮度相同,说明导通状态下,三个支路的电流相同;断开开关S后,电感线圈产生自感电动势,阻碍电流减小,与灯泡B所在支路形成回路,所以灯泡A,B不是马上熄灭,而是慢慢熄灭,灯泡C所在支路由于二极管的作用反向电流不能通过,灯泡C马上熄灭,故A项错误,B项正确;断开开关S瞬间,通过电感线圈的电流方向不变,通过灯泡B的电流方向是从右向左的,故C项错误;根据自感电动势可知如果先抽掉电感线圈的铁芯,自感系数L减小,再断开开关S,由于电感线圈的自感电动势减小,会发现灯泡B熄灭得明显变快,故D项错误.

2.(多选)如图所示,闭合金属环从曲面上h高处滚下,又沿曲面的另一侧上升,设环的初速度为零,摩擦不计,曲面处在图示磁场中,则( BD )

A.若是匀强磁场,环滚上的高度小于h B.若是匀强磁场,环滚上的高度等于h C.若是非匀强磁场,环滚上的高度等于h D.若是非匀强磁场,环滚上的高度小于h

解析:若是匀强磁场,金属环中无涡流产生,无机械能损失,故选项A错误,B正确.若是非匀强磁场,金属环中有涡流产生,机械能损失转化为内能,故选项C错误,D正确.

3.(2018·福建漳州第二次调研)(多选)如图是磁电式转速传感器的结构简图.该装置主要由测量齿轮、软铁、永久磁铁、线圈等原件组成.测量齿轮为磁性材料.等距离地安装在被测旋转体的一个圆周上(圆心在旋转体的轴线上),齿轮转动时线圈内就会产生感应电流.设感应电流的变化频率为f.测量齿轮的齿数为N,旋转体转速为n,则( AD )