题目内容

15.1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言:在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,他设想如果只有N极的磁单极子从上而下穿过如图所示的电阻为零的超导线圈,那么从上向下看,这个线圈将出现(  )
A.接近过程中感应电流方向是顺时针方向
B.远离过程中感应电流方向是顺时针方向
C.超导环中感应感应大小先增大,后减小
D.超导环中感应电流一直增大

分析 磁单极子穿过超导线圈,导致线圈中的磁通量发生变化,根据磁通量变化情况,由楞次定律可判定感应电流的方向,再结合法拉第电磁感应定律,及超导体没有电阻,即可求解.

解答 解:AB、若N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,感应磁场方向:从上向下看,再由右手螺旋定则可确定感应电流方向逆时针;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,感应磁场方向:从下向上,再由右手螺旋定则可确定感应电流方向逆时针.因此线圈中产生的感应电流方向不变.所以AB错误;
C、根据法拉第电磁感应定律,感应电动势先增大后减小,而由于超导体,则感应电流电流大小一直增大,故C错误,D正确.
故选:D.

点评 该题考查右手螺旋定则、楞次定律,及磁单极子的特征.同时注意磁体外部的感应线是从N极射出,射向S极,同时注意超导体没有电阻.

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