2.1感应电流的方向 达标练习（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册
2.1感应电流的方向 达标练习（解析版）
1．下列说法正确的是（　　）
A．法拉第经过多年研究终于总结出了判断感应电流方向的方法
B．密立根以精湛的技术测出了普朗克常数
C．卢瑟福通过实验发现原子中包含有电子
D．汤姆孙通过实验分析得出原子中心有一个很小的核
2．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示方式连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断（　　）
A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转
B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转
C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央
D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向
3．在物理课上，老师给同学们表演了一个小“魔术”：他首先出示了两根外表看上去完全相同的管子甲和乙，然后又拿出两个完全相同、直径略小于管的内径、且带有磁性的小铁球，如图所示。表演时老师先将两个小铁球接触两管子，证明铁球和管子不会相互吸引，然后将两小球同时从竖直放置的甲、乙两管的上端口由静止释放，结果发现小铁球很快穿过甲管落地，而小铁球穿过乙管的过程却比较慢。对于这个现象，同学们做出了如下几个猜想，你认为其中可能正确的是（　　）
A．甲管是用塑料制成的，乙管是用铜制成的
B．甲管是用铝制成的，乙管是用塑料制成的
C．甲管是用胶木制成的，乙管是用塑料制成的
D．甲管是用铜制成的，乙管是用铝制成的
4．1931年物理学家狄拉克利用数学公式预言了只有一个磁极的粒子“磁单极粒子”的存在。1982年物理学家卡布莱拉设计了一个寻找“磁单极粒子”的实验，他设想，如果一个只有N极的“磁单极粒子”从上向下穿过如图所示的超导线圈，则从上向下看，超导线圈中将出现（　　）
A．一直沿逆时针方向持续流动的感应电流
B．一直沿顺时针方向持续流动的感应电流
C．先沿顺时针方向后沿逆时针方向的感应电流
D．先沿逆时针方向后沿顺时针方向的感应电流
5．据新闻报道：2020年5月16日，广西玉林一在建工地发生了一起事故，一施工电梯突然失控从高处坠落，此次电梯坠落事故导致了一些人员伤亡。为了防止类似意外发生，某课外研究性学习小组积极投入到如何防止电梯坠落的设计研究中，所设计的防止电梯坠落的应急安全装置如图所示，在电梯轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，该学习小组认为能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置，下列说法正确的是（　　）
A．该小组设计原理有问题，当电梯突然坠落时，该装置不可能起到阻碍电梯下落的作用
B．当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中
C．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B中电流方向相反
D．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，已经穿过A闭合线圈，所以线圈A不会阻碍电梯下落，只有闭合线圈B阻碍电梯下落
6．如图所示，导线框ABC与长直导线在同一平面内，直导线通恒定电流I，当线框由左向右匀速靠近直导线及穿过直导线后远离导线过程中，线框中感应电流的方向分别是（　　）
A．都是ABC B．都是CBA
C．先ABC，后CBA D．先CBA，后ABC
7．一足够长直导线固定在光滑水平面内，导线中通有如图所示的恒定电流，一硬质金属环在该平面内运动，初速度v0的方向与电流方向垂直、下列判断正确的是（　　）
A．金属环中感应电流的方向始终沿逆时针方向
B．金属环所受合力始终保持不变
C．金属环做匀速直线运动
D．金属环最终停止在该水平面上
8．如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，圆心的正上方有一用轻质弹簧悬挂的条形磁铁。现将磁铁托起到弹簧处于原长时放开，磁铁将沿竖直方向上下振动。若磁铁在振动过程中始终没有接触桌面，下列说法错误的是（　　）
A．磁铁向下振动的过程中，金属圆环中将产生俯视图中逆时针方向的感应电流
B．磁铁向上振动的过程中，金属圆环始终保持扩张的趋势以阻碍磁通量的变化
C．磁铁向下振动的过程中，圆环对桌面的压力大于圆环的重力
D．最终磁铁静止不动，则该过程中磁铁减少的重力势能全部转化为圆环中产生的焦耳热
9．如图所示，条形磁铁从高h处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈。开关S断开，条形磁铁至落地用时，落地时速度为；S闭合，条形磁铁至落地用时，落地时速度为，则它们的大小关系正确的是（　　）
A．， B．，
C．， D．，
10．两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（　　）
A．导体棒AB内有电流通过，方向是A→B
B．导体棒CD内有电流通过，方向是D→C
C．磁场对导体棒AB的作用力向左
D．磁场对导体棒CD的作用力向左
11．如图所示，I和II是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒。ab和cd用导线连成一个闭合回路。当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力。由此可知（　　）
A．b点电势高于a点电势
B．I是S极
C．cd中电流方向是由d到c
D．当ab棒向左运动时，ab棒受到向左的磁场力
12．如图所示，一个闭合矩形金属线框abcd与一根绝缘轻杆相连，轻杆上端O点是一个固定转动轴，转动轴与线框平面垂直，线框静止时恰好位于蹄形磁铁的正中间，线框平面与磁感线垂直。现将线框从左侧某一高度处由静止释放，在线框左右摆动进入、离开磁场的过程中，关于线框受到磁场力的方向的分析正确的是（ ）
A．线框向左摆动进入、离开磁场的过程中，受力方向向左；向右摆动进入、离开磁场的过程中，受力方向向右
B．线框向左摆动进入、离开磁场的过程中，受力方向向右；向右摆动进入、离开磁场的过程中，受力方向向左
C．线框向左摆动进入、离开磁场的过程中，受力方向先向左后向右；向右摆动进入、离开磁场的过程中，受力方向先向右后向左
D．线框向左、向右摆动进入、离开磁场的过程中始终不受磁场力
13．下列各图是验证楞次定律实验的示意图，各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中与事实不相符的是（　　）
A． B．
C． D．
14．如图要使图中ab导线中有向右的电流，则导线cd应（ ）
A．向右加速运动 B．向右减速运动
C．向左加速运动 D．向左减速运动
15．如图所示，在光滑水平桌面上放置一条形磁铁，在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环。不计空气阻力，则以下判断中正确的是（ ）
A．若释放圆环，环下落过程中无感应电流产生
B．若释放圆环，环下落过程中机械能将减小
C．若给磁铁水平向右的初速度，磁铁滑出时做减速运动
D．若给磁铁水平向右的初速度，圆环产生向左运动的趋势
16．图中的A和B都是铝环，A环是闭合的，B环是断开的，横梁可以绕中间的支点转动。某人在实验时，用磁铁的任意一极移近A环，A环都会被推斥，把磁铁远离A环，A环又会被磁铁吸引。但磁极移近或远离B环时，却没有发现与A环相同的现象。这是为什么？
17．在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图所示接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系.当闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央.然后按图所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路
（1）S闭合后，将螺线管A（原线圈）插入螺线管B（副线圈）的过程中，电流表的指针将如何偏转？
（2）保持开关S闭合，线圈A放在B中不动时，指针如何偏转？
（3）保持开关S闭合，线圈A放在B中不动将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表指针将如何偏转？
（4）保持开关S闭合，线圈A放在B中不动，突然断开S，电流表指针将如何偏转？
参考答案
1．B
【详解】
A．楞次经过多年研究终于总结出了判断感应电流方向的方法。故A错误；
B．密立根以精湛的技术测出了普朗克常数。故B正确；
C．汤姆孙通过实验发现原子中包含有电子。故C错误；
D．卢瑟福通过实验分析得出原子中心有一个很小的核。故D错误。
故选B。
2．B
【详解】
A．由题意知，当线圈B中的磁通量减小时，B所在闭合电路中产生感应电流使电流计指针向右偏转。当线圈A向上移动时，线圈B中磁通量减小，电流计指针向右偏转，A错误；
B．当线圈A中的铁芯向上拔出或断开开关时，线圈B中的磁通量均减小，电流计指针均向右偏转，B正确；
C．P向左或向右匀速滑动时，线圈A中电流均变化，B中磁通量变化，有感应电流产生，电流计指针发生偏转，C错误；
D．综上分析可知，D错误。
故选B。
3．A
【详解】
磁性球穿过金属管时，穿过管子的磁通量发生变化，产生感应电流，感应电流产生磁场，阻碍磁性小球的运动，小球下落较慢，运动时间长；磁性小球穿过非金属管时，不会产生感应电流，小球只受到重力作用而做自由落体运动，小球下落较快，运动时间短；由题意可知，小铁球很快穿过甲管落地，而小铁球穿过乙管的过程却比较慢，则甲管是非金属管，乙管是金属管，则选项A正确，BCD错误。
故选A。
4．A
【详解】
磁单极粒子靠近线圈时，线圈内磁场向下，磁通量增大，据楞次定律可知，电流沿逆时针方向，当磁单极粒子远离线圈时，线圈内磁场向上，磁通量减小，据楞次定律可知，电流沿逆时针方向。
故选A。
5．C
【详解】
A．若电梯突然坠落时，线圈内的磁感应强度发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍磁铁的相对运动，可起到应急避险作用，故A错误；
B．感应电流会阻碍磁铁的相对运动，但不能阻止磁铁的运动，故B错误；
C．当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上向下看是逆时针方向，B中中向上的磁场增强，感应电流的方向从上向下看是顺时针方向，可知A与B中感应电流方向相反，故C正确；
D．结合A的分析可知，当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】
由安培定则得，载有恒定电流的直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直纸面向外，右边的磁场方向垂直向里，当线圈向导线靠近时，则穿过线圈的磁通量变大，根据楞次定律，可知：感应电流方向为CBA；当穿过直导线后远离导线时，则穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可知，感应电流方向为CBA。
故选B。
7．D
【详解】
A．金属环向右运动时，穿过环的磁通量向里减小，由楞次定律可知，环中感应电流的方向始终沿顺时针方向，选项A错误；
B．金属环向右运动过程中磁场减弱，产生的感应电流减小，则所受安培力减小，即环所受合力减小，选项B错误；
CD．金属环受向左的安培力且逐渐减小，则金属环做变减速运动，最终停止在该水平面上，选项C错误，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．磁铁向下振动的过程中，通过金属圆环的向下的磁场变强，根据楞次定律，金属圆环中将产生俯视图中逆时针方向的感应电流，故A正确；
B．磁铁向上振动的过程中，通过金属圆环的向下的磁场变弱，磁通量减少，为了阻碍磁通量的减少，金属圆环始终保持扩张的趋势，故B正确；
C．磁铁向下振动的过程中，闭合导体环内的磁通量增大，因此金属圆环做出的反应是面积有收缩的趋势，同时将远离磁铁，故增大了和桌面的挤压程度，从而使金属圆环对桌面压力增大，即圆环对桌面的压力大于圆环的重力，故C正确；
D．磁铁上下运动的过程中磁铁的重力势能、动能、弹簧的弹性势能都不断变化，同时金属圆环中产生的电能，而电能最终转化为焦耳热，所以磁铁静止不动后，磁铁减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能与金属圆环中产生的焦耳热，故D错误。
故选D。
9．D
【详解】
开关S断开时，线圈中无感应电流，对条形磁铁无阻碍作用，条形磁铁自由下落，故
当S闭合时，线圈中有感应电流，对条形磁铁有阻碍作用，故
所以
，
故选D。
10．C
【详解】
A．AB棒切割磁感线产生感应电流，根据右手定则可知，导体棒AB中感应电流的方向是。故A错误；
B．AB棒切割磁感线产生感应电流，根据右手定则可知，导体棒AB中感应电流的方向是，CD中感应电流方向是。故B错误；
C．根据左手定则可知，磁场对导体棒AB的作用力向左。故C正确；
D．根据左手定则可知，磁场对导体棒CD的作用力向右。故D错误。
故选C。
11．B
【详解】
对cd导线，根据左手定则，cd中电流方向是由c到d，对ab棒，根据右手定则，I是S极，a点为等效电源正极，所以b点电势低于a点电势，根据左手定则，ab棒受到向右的磁场力。
故选B。
12．B
【详解】
从切割磁感线角度来看，在线框向左摆动进入磁场的过程中，主要是ab边切割磁感线，磁场方向由N极指向S极，由右手定则可判断，电流方向由a流向b，由左手定则可判断线框受力方向向右；当向左摆动离开磁场时，主要是cd边切割磁感线，电流方向由d指向c，受力方向向右。同理可判断当线框向右摆动进入和离开磁场时受力方向向左。故B正确，ACD错误。
故选B。
13．AB
【详解】
A．根据楞次定律可知，该图中线圈中应该产生由下到上的感应电流，A错误，符合题意；
B．根据楞次定律可知，该图中线圈中应该产生由下到上的感应电流，B错误，符合题意；
C．根据楞次定律可知，该图中线圈中应该产生由上到下的感应电流，C正确，不符合题意；
D．根据楞次定律可知，该图中线圈中应该产生由上到下的感应电流，D正确，不符合题意；
故选AB。
14．AD
【详解】
由于导体棒cd的运动，导致ab导线中有向右的电流，从而根据楞次定律可知，穿过导线ab的磁场要么向左减小，要么向右增大．因此由右手螺旋定则可知，要么从c到d的感应电流，且大小减小；要么有从d到c感应电流，且大小增大．所以根据右手定则及切割感应电动势，可知要么向左减速运动，要么向右加速运动，故AD正确，BC错误；
故选AD。
15．AC
【详解】
AB．圆环竖直向下运动时，通过圆环的磁通量始终为零，不产生感应电流，不受安培力，仅受重力，所以机械能守恒，故A正确，B错误；
C．给磁铁水平向右的初速度，根据楞次定律的另一种表述，从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍相对运动，则磁铁向右做减速运动，故C正确；
D．给磁铁水平向右的初速度，根据楞次定律的另一种表述，从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍相对运动，圆环产生向右运动的趋势，故D错误。
故选AC。
16．见解析
【详解】
当条形磁铁插入A环时，穿过A环的磁通量增加，A环闭合产生感应电流，磁铁对A环产生安培力，阻碍两者相对运动，因此A环阻碍磁铁靠近，A环都会被推斥，出现转动现象；同理把磁铁远离A环，A环又会被磁铁吸引；当条形磁铁向B环靠近时，B环断开，B环中不产生感应电流，磁铁对B环没有安培力作用，B环将静止不动。
17．（1）向右偏转 （2）不偏转 （3）向右偏转 （4）向左偏转
【详解】
在图（a）中，闭合开关，电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向左偏转，即电流从哪个接线柱流入，指针就向哪侧偏转．在图（b）中，闭合开关后，由安培定则可知，线圈A中的电流产生的磁场竖直向上；
(1)将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向上，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将右偏转；
(2)保持开关S闭合，线圈A放在B中不动时，穿过B的磁通量恒定不变，没有感应电流产生，电流表不偏转；
(3)保持开关S闭合，线圈A放在B中不动将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻减小，A中的电流增大，所以A中的磁场增强，所以穿过B的磁通量增大，楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将右偏转；
(4)线圈A放在B中不动，突然断开S，A中电流产生的磁场突然消失，故穿过B的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，电流表指针向左偏转。