课时1 法拉第电磁感应定律 楞次定律 自感 涡流
1.下列四幅演示实验图中,实验现象能正确表述实验结论的是( B )
A.图甲用磁铁靠近轻质铝环A,A会靠近磁铁
B.图乙断开开关S,触点C不立即断开
C.图丙闭合开关S时,电流表有示数,断开开关S时,电流表没有示数
D.图丁铜盘靠惯性转动,手持磁铁靠近铜盘,铜盘转动加快
解析:图甲用磁铁靠近轻质铝环A,由于A环中发生电磁感应现象,根据楞次定律可知,A将远离磁铁,故A错误;图乙断开开关S,由于B线圈中发生电磁感应现象阻碍电流的减小,因此线圈仍有磁性,触点C不立即断开,故B正确;图丙闭合开关S和断开开关S时均会发生电磁感应,因此电流表均有示数,故C错误;当转动铜盘时,磁铁靠近铜盘,导致铜盘切割磁感线,从而产生感应电流,出现安培力,由楞次定律可知,产生安培力导致铜盘转动受到阻碍,因此铜盘转动减慢,故D
错误。
2.如图所示为感应式发电机,a,b,c,d是空间四个可用电刷与铜盘边缘接触的点,O1,O2是连接铜盘轴线导线的接线端,M,N是电流表的接线端。现在将铜盘转动,能观察到感应电流的是( B )
A.将电流表的接线端M,N分别连接a,c位置
B.将电流表的接线端M,N分别连接O1,a位置
C.将电流表的接线端M,N分别连接O1,O2位置
D.将电流表的接线端M,N分别连接c,d位置
解析:当铜盘转动时,其切割磁感线产生感应电动势,此时铜盘相当于电源,铜盘边缘和中心为电源的两个极,则要想观察到感应电流,M,N应分别连接电源的两个极,故B正确。
3.现代科学研究中常要用到高速电子,电子感应加速器就是电子加速的设备。它的基本原理如图所示,上、下为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化。上图为侧视图,下图为真空室的俯视图,如果从上向下看,电子沿逆时针方向运动。以下分析正确的是( A )
A.变化的磁场在真空室内形成感生电场使电子加速
B.变化的电场在真空室内形成磁场使电子加速
C.当电磁铁线圈电流的方向与图示方向相反时,为使电子加速,电磁铁中的电流应该由小变大
D.当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时,为使电子加速,电磁铁中的电流应该由大变小
解析:根据法拉第电磁感应定律可知,变化的磁场在真空室内形成感生电场,而电场能使电子加速,选项A正确;因洛伦兹力对电荷不做功,故选项B错误;当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时,线圈中的电流增强,磁场就增大了,根据楞次定律,感生电场产生的磁场要阻碍它增大,所以感生电场为顺时针方向,即电流方向为顺时针,所以电子沿逆时针方向在电场力作用下加速运动,在洛伦兹力约束下做圆周运动,选项C,D错误。
4.(多选)如图所示,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,现接通交流电源,过了几分钟,杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间,下列措施可行的有( AB )
A.增加线圈的匝数
B.提高交流电源的频率
C.将金属杯换为瓷杯
D.取走线圈中的铁芯
