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专题10 电磁感应
1.(2017天津卷)如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是
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A.ab中的感应电流方向由b到a
B.ab中的感应电流逐渐减小
C.ab所受的安培力保持不变
D.ab所受的静摩擦力逐渐减小
答案:D
解析:导体棒ab、电阻R、导轨构成闭合回路,磁感应强度均匀减小(
为一定值),则闭合回路中的磁通量减小,根据楞次定律,可知回路中产生顺时针方向的感应电流,ab中的电流方向由a到b,故A 错误;根据法拉第电磁感应定律,感应电动势
,回路面积S不变,即感应电动势为定值,根据欧姆定律
,所以ab中的电流大小不变,故B错误;安培力
,电流大小不变,磁感应强度减小,则安培力减小,故C错误;导体棒处于静止状态,所受合力为零,对其受力分析,水平方向静摩擦力f与安培力F等大反向,安培力减小,则静摩擦力减小,故D正确.
2.(2017全国卷Ⅰ)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示.无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是
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答案:A
解析:本题考查电磁感应、电磁阻尼及其相关的知识点.施加磁场来快速衰减STM的微小振动,其原理是电磁阻尼,在振动时通过紫铜薄板的磁通量变化,紫铜薄板中产生感应电动势和感应电流,则其受到安培力作用,该作用阻碍紫铜薄板振动,即促使其振动衰减.方案A中,无论紫铜薄板上下振动还是左右振动,通过它的磁通量都发生变化;方案B中,当紫铜薄板上下振动时,通过它的磁通量可能不变,当紫铜薄板向右振动时,通过它的磁通量不变;方案C中,紫铜薄板上下振动、左右振动时,通过它的磁通量可能不变;方案D中,当紫铜薄板上下振动时,紫铜薄板中磁通量可能不变.综上可知,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是A.
3. (2017浙江卷)如图所示,两平行直导线
和
竖直放置,通以方向相反大小相等的电流,a、b两点位于两导线所在的平面内.则
A.b点的磁感应强度为零
B.
导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里
C.
导线受到的安培力方向向右
D.同时改变了导线的电流方向,
导线受到的安培力方向不变
答案:D
解析:由右手螺旋定则可知.cdJ导线和ef导线在b处产生的磁场方向都垂直纸面向外.所以由矢量合成知b处的磁感应强度垂直纸面向外.故A错误:由右手螺旋定则知ef导线在左侧产生的磁感应强度垂直纸面向外,故B错误:由左手定则知.cd导线受到的安培力方向向左.故C错误:由题意可知,cd导线所处的位置磁汤方向发生改变,但同时自身电流方向向也发生改变,由左手定则知cd导线所受安培力方向不变.故D正确