一、单项选择题
1.下列图中能产生感应电流的是( )
解析:选B.根据产生感应电流的条件:A中,电路没闭合,无感应电流;B中,电路闭合,且垂直磁感线的平面的面积增大,即闭合电路的磁通量增大,有感应电流;C中,穿过闭合线圈的磁感线相互抵消,磁通量恒为零,无感应电流;D中,闭合回路中的磁通量不发生变化,无感应电流.
2.物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”.如图所示,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环.闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起.某同学另找来器材再探究此实验.他连接好电路,经重复实验,线圈上的套环均未动.对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是( )
A.线圈接在了直流电源上
B.电源电压过高
C.所选线圈的匝数过多
D.所用套环的材料与老师的不同
解析:选D.无论实验用的是交流电还是直流电,闭合开关S的瞬间,穿过套环的磁通量均增加,只要套环的材料是导体,套环中就能产生感应电流,套环就会跳起.如果套环是用塑料做的,则不能产生感应电流,也就不会受安培力作用而跳起,选项D正确.
3.(2018·浙江宁波模拟)如图甲所示,在同一平面内有两个圆环A、B,圆环A将圆环B分为面积相等的两部分,以图甲中A环电流沿顺时针方向为正,当圆环A中的电流如图乙所示变化时,下列说法正确的是( )
A.B中始终没有感应电流
B.B中有顺时针方向的感应电流
C.B中有逆时针方向的感应电流
D.B中的感应电流先沿顺时针方向,后沿逆时针方向
解析:选B.由安培定则可知,环A产生的磁场分布,环内垂直纸面向里,环外垂直纸面向外,由于内部的磁场大于外部的磁场,由矢量的叠加原理可知B环总磁通量向里;当导线中的电流强度I逐步减小时,导致环产生感应电流.根据楞次定律,则有感应电流的方向顺时针;同理,当导线中的电流强度I反向逐渐增大时,导致环产生感应电流.根据楞次定律,则感应电流的方向为顺时针,故B正确,A、C、D错误.
4.如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示.在0~时间内,直导线中电流向上,则在~T时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( )
A.顺时针,向左 B.逆时针,向右
C.顺时针,向右 D.逆时针,向左
解析:选B.在0~时间内,直导线中电流向上,由题图乙知,在~T时间内,直导线电流方向也向上,根据安培定则知,导线右侧磁场的方向垂直纸面向里,电流逐渐增大,则磁场逐渐增强,根据楞次定律,金属线框中产生逆时针方向的感应电流.根据左手定则,金属线框左边受到的安培力方向向右,右边受到的安培力方向向左,离导线越近,磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到的安培力,所以金属线框所受安培力的合力方向向右,故B正确,A、C、D错误.
5.(2018·山东烟台模拟)如图所示,通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面,位置靠近ab且相互绝缘.当矩形线圈突然向右运动时,线圈所受安培力的合力方向( )
A.向左 B.向右
C.垂直纸面向外 D.垂直纸面向里
解析:选A.根据楞次定律,“来拒去留”,感应电流的效果总是阻碍相对运动,所以线圈向右运动时所受安培力向左.
6.(2018·佛山模拟)如图所示,一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中,若要使圆环中产生如箭头所示方向的瞬时感应电流,下列方法可行的是( )
A.使匀强磁场的磁感应强度均匀增大
B.使圆环绕水平轴ab如图转动30°
C.使圆环绕水平轴cd如图转动30°
D.保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动
解析:选A.根据右手定则,圆环中感应电流产生的磁场竖直向下与原磁场方向相反,根据楞次定律,说明圆环磁通量在增大.磁场增强则磁通量增大,A正确;使圆环绕水平轴ab或cd转动30°,圆环在中性面上的投影面积减小,磁通量减小,只会产生与图示方向反向的感应电流,B、C错误;保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动,圆环仍与磁场垂直,磁通量不变,不会产生感应电流,D错误.