2.1感应电流的方向 达标作业（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 达标作业（解析版）
1．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，能够被磁化通常所说的磁性材料是指强磁性物质。铁磁性材料一般是Fe，Co，Ni元素及其合金，稀土元素及其合金，以及一些Mn的化合物。因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法不正确的有（ ）
A．取走磁体，电吉他将不能正常工作
B．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势
C．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
D．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
2．磁单极子自1932年被狄拉克提出以来，科学家们一直都在努力寻找其存在的确凿证据。如果一个只有S极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈，则从上向下看，这个线圈中将出现（　　）
A．先逆时针后顺时针的感应电流
B．先顺时针后逆时针的感应电流
C．逆时针方向的持续流动的感应电流
D．顺时针方向的持续流动的感应电流
3．如图甲所示长直导线与闭合金属线框固定于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化如图乙所示，在0~时间内，直导线中电流的方向向右，则在~T时间内，金属线框中感应电流的方向与所受安培力的方向分别是（　　）
A．顺时针，向上 B．逆时针，向下 C．顺时针，向下 D．逆时针，向上
4．航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，则合上开关S的瞬间（　　）
A．两个金属环都向左运动
B．两个金属环都向右运动
C．从左侧向右看，两个金属环中感应电流沿顺时针方向
D．铜环受到的安培力等于铝环受到的安培力
5．矩形导线框固定在匀强磁场中，如图甲所示，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向外，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则（　　）
A．0～t1时间内，导线框中电流的方向为adcba
B．0～t1时间内，导线框中电流越来越小
C．0～t2时间内，导线框中电流的方向始终为abcda
D．0～t2时间内，导线框ab边受到的安培力大小恒定不变
6．如图所示，一根两端开口的铜管竖直放置，一磁性较强的柱形磁体从上端放入管中，过了较长时间才从铜管下端落出，比自由落体慢了许多。则（　　）
A．磁体下落变慢，主要是由于磁体受到了空气的阻力
B．磁体下落变慢，主要是由于磁体受到金属铜的吸引
C．铜管对磁体的作用力方向始终向上
D．铜管内感应电流方向保持不变
7．如图，线圈M和线N绕在同一铁芯上，M与电源、开关、滑动变阻器相连，P为滑动变阻器的滑片，开关S处于闭合状态，N与电阻R相连，下列说法正确的是（　　）
A．当滑片P向右移动时，电阻R中没有感应电流流过
B．当滑片P向右移动时，通过R的电流方向为由b到a
C．断开开关S的瞬间，通过R的电流方向为由a到b
D．断开开关S的瞬间，电阻R中没有感应电流流过
8．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，直导线中电流方向向下，则在~T时间内，下列叙述线框中感应电流的方向与所受安培力方向正确的是（　　）
A．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左
B．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右
C．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右
D．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左
9．如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中（ ）
A．穿过线框的磁通量保持不变
B．线框中感应电流方向发生变化
C．线框所受安培力的合力为零
D．线框的机械能不断减小
10．直导线ab放在如图所示的水平导体框架上，构成一个闭合回路。长直导线cd和框架处在同一个平面内，且cd和ab平行，当cd中通有电流时，发现ab向右运动。关于cd中的电流下列说法正确的是（　　）
电流肯定在增大，不论电流是什么方向
B．电流肯定在减小，不论电流是什么方向
电流大小恒定，方向由c到d
D．电流大小恒定，方向由d到c
11．如图所示，固定的水平长直导线中通有向右的电流I。矩形闭合导线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行，将线框由静止释放，不计空气阻力，则在线框下落过程中（ ）
A．穿过线框的磁通量保持不变
B．线框中感应电流的方向为逆时针
C．线框所受安培力的合力方向竖直向上
D．线框的机械能不断增大
12．如图所示，弹簀上端固定，下端悬挂一条形磁体。在磁体的正下方水平桌面上放置一闭合的金属线圈，将磁体向上托起至弹簧的原长处由静止释放，整个过程中磁体没与桌面碰撞，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．磁体向下运动的过程中，线圈中的感应电流方向为顺时针方向（自上向下看）
B．磁体向下运动的过程中，线圈对桌面的压力小于重力
C．线圈中感应电流的磁场始终阻碍磁体的运动
D．磁体向下运动时，线圈有扩张的趋势
13．如图所示在光滑绝缘的水平桌面上放一弹性闭合导体环，在导体环轴线上方有一条形磁铁，当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时 （ ）
A．穿过导体环的磁通量变大
B．导体环有扩张趋势
C．导体环对桌面的压力减小
D．导体环对桌面的压力增大
14．如图所示，甲、乙两个并排放置的共轴线圈，甲中通有如图丙所示的电流，则(　　)
A．在t1到t2时间内，甲、乙相吸
B．在t2到t3时间内，甲、乙相斥
C．t1时刻两线圈间作用力为零
D．t2时刻两线圈间吸引力最大
15．如图1所示，同心导体圆环M、N处在同一平面内，M环的半径大于N环，若先后在两环中通有如图2所示的电流i，电流沿顺时针方向，则下列判断正确的是（　　）
A．若在M环通有电流，则N环中的感应电流沿逆时针方向，N环有收缩的趋势
B．若在M环通有电流，则N环中的感应电流沿顺时针方向，N环有扩张的趋势
C．若在N环通有电流，则M环中的感应电流沿顺时针方向，M环有收缩的趋势
D．若在N环通有电流，则M环中的感应电流沿逆时针方向，M环有扩张的趋势
16．如图所示，v为闭合电路中一部分导线在匀强磁场中运动的速度方向，试标出导线中的感应电流方向．
17．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？
参考答案
1．D
【详解】
A．取走磁体，就没有磁场，弦振动时，在线圈中不会产生感应电流，电吉他将不能正常工作，A不符合题意；
B．根据可知，增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势，B不符合题意；
C．弦振动过程中，磁场方向不变，到那时磁通量有时变大，有时变小，则线圈中的电流方向不断变化，C不符合题意；
D．铜不可以被磁化，选用铜质弦，电吉他不能正常工作，D符合题意。
故选D。
2．D
【详解】
只有S极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈时，穿过线圈的磁通量先向上增加，后向下减小，根据楞次定律可知，从上向下看线圈中产生顺时针方向的持续流动的感应电流。
故选D。
3．B
【详解】
在0~时间内，直导线中电流向右，由题图乙知在~T时间内直导线电流方向也向右根据安培定则知，导线下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，穿过线框的磁通量逐渐增大，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，金属线框上侧边受到的安培力方向向下，下侧边受到的安培力方向向上，离导线越近，磁场越强，则上侧边受到的安培力大于下侧边受到的安培力，所以金属线框所受安培力的合力方向向下。
故选B。
4．C
【详解】
AB．若环放在线圈两边，根据“来拒去留”可得，合上开关S的瞬间，环为阻碍磁通量增大，则环将向两边运动，故AB错误；
C．线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，电流由左侧向右看为顺时针，故C正确；
D．由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大；故铜环受到的安培力要大于铝环，故D错误；
故选C。
5．C
【详解】
ABC．0～t2时间内，图像的斜率不变，所以线圈中感应电动势的大小和方向均不变，根据楞次定律得电流方向为abcda。根据闭合电路的欧姆定律得感应电流的大小不变，AB错误，C正确；
D．因为电流不变，但是磁场变化，所以导线框ab边受到的安培力大小和方向均改变，D错误。
故选C。
6．C
【详解】
ABC．把铜管看成一个个铜环叠加构成，磁体下落，穿过每个铜环内的磁通量发生变化，进而铜环内产生感应电流，感应电流阻碍原磁通量的变化，根据“来拒去留”，铜管对磁体的作用力方向始终向上，故AB错误，C正确；
D．磁体的两极所产生的磁场方向不同，因而两极的磁感线穿过每个小铜环的磁通量方向不同，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向不同，D错误；
故选C。
7．B
【详解】
AB．当P向右移动，电阻变大，导致电流减小，根据右手螺旋定则可知，线圈M右端是N极，左端是S极，导致向右穿过线圈N的磁通量变小，则由楞次定律可得感应电流方向由b流向a；故A错误，B正确；
CD．当断开S的瞬间，导致电流减小，根据右手螺旋定则可知，线圈M右端是N极，左端是S极，导致向右穿过线圈N的磁通量变小，则由楞次定律可得感应电流方向由b流向a；故CD错误。
故选B。
8．B
【详解】
在时间内，直导线中电流方向向上，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；根据左手定则知金属框左边受到的安培力方向水平向右，金属框右边受到的安培力水平向左，离导线越近，磁场越强，则金属框左边受到的安培力大于金属框右边受到的安培力，所以金属框所受安培力的合力水平向右。
故选B。
9．D
【详解】
AB．根据右手螺旋定则可知，直导线下方的磁场方向垂直纸面向里，线框由静止释放，穿过线框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向为顺时针方向，且方向不发生变化，故AB错误；
C．因为线框上下两边所在处的磁感应强度方向相同、大小不同，所以线框所受的安培力的合力一定不为零，故C错误；
D．整个线框所受的安培力的合力竖直向上，对线框做负功，线框的机械能减小，故D正确。
故选D。
10．A
【详解】
直导线ab放在水平导体框架上，构成一个闭合回路，ab向右运动，说明ab棒受到的安培拉力水平向右，现在分两种情况：①cd中的电流从c到d，闭合回路的处于向上的磁场中，且ab棒受到的安培拉力水平向右，根据左手定则可知ab棒的感应电流从b到a，回路产生的新磁场与原磁场反向，在根据楞次定律，原磁场增强，故cd中的电流增大；②cd中的电流从d到c，闭合回路的处于向下的磁场中，且ab棒受到的安培拉力水平向右，根据左手定则可知ab棒的感应电流从a到b，回路产生的新磁场与原磁场反向，在根据楞次定律，原磁场增强，故cd中的电流增大。故BCD错误，A正确。
故选A。
11．C
【详解】
A．在导线下方产生的磁场，距离导线越远，磁场越弱，线框在下落过程中，逐渐远离导线，穿过线框的磁感线的条数减小，磁通量减小，A错误；
B．根据安培定则，在导线的下方，电流产生的磁场垂直于纸面向里，下落过程中，磁通量随线框下落而减小，根据楞次定律，感应电流的磁场与原磁场方向相同，所以感应电流的方向为顺时针方向，B错误；
C．由左手定则可知线框的左边框和右边框所受安培力大小相等，方向相反，故线框水平方向所受合外力为零，由于离导线越远的地方磁场越弱，所以线框的上边框受到的安培力大于下边框受到的安培力，故合力的方向竖直向上，C正确；
D．下落过程中，穿过线框的磁通量随线框下落而减小，线框中产生电能，故线框在下落过程中一部分机械能会转化成热能，机械能减小，D错误。
故选C。
12．C
【详解】
A．由图可知，磁体下落过程中，穿过线圈的磁场方向向下，则穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，线圈中的感应电流方向为逆时针方向（自上向下看），故A错误；
B．由A可知感应电流产生的磁场方向向上，即线圈感应电流产生的磁场N极向上，和磁体的N极相互排斥，所以受到向下的力，故磁体向下运动的过程中，线圈对桌面的压力大于重力，故B错误；
C．由楞次定律可知线圈中感应电流的磁场始终阻碍磁体的运动，故C正确；
D．由楞次定律：“增缩减扩”可知磁体向下运动时，线圈有收缩的趋势，故D错误。
故选C。
13．AD
【详解】
根据楞次定律可知：当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，闭合导体环内的磁通量增大，因此线圈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，从而使导体环对桌面压力增大。
故选AD。
14．ABC
【详解】
在到时间内，甲的电流减小，故甲产生的磁场减小，穿过乙的磁通量减小，故乙中感应电流产生的磁场和原磁场方向相同，乙中的感应电流方向和甲的相同，出现相互吸引现象，在到时间内，甲的电流增大，故甲产生的磁场增大，穿过乙的磁通量增大，所以乙中感应电流产生的磁场和原磁场方向相反，即乙中的感应电流方向和甲的相反，出现相斥现象，AB正确；由题意可知，在时刻，线圈甲中的电流最大，而磁通量的变化率是最小，为零，所以线圈乙感应电流也是最小，为零，因此两线圈间作用力为零，C正确；在时刻，线圈甲中的电流最小，而磁通量的变化率是最大的，所以线圈乙感应电流也是最大，但由于甲中电流为零，故甲、乙间的相互作用力为零，D错误．
【点睛】解决本题的关键掌握安培定则、楞次定律的内容，知道感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化．同时注意同向电流相互吸引与同种电荷相互排斥不同；本题也可以直接利用”阻碍“的另一种描述”来拒去留“进行分析，明确相互间的作用力．
15．AD
【详解】
AB．若在M环通有电流，则穿过N环的磁通量垂直纸面向里，逐渐增大，故N环中的感应电流沿逆时针方向，N环受到沿半径向里的安培力，有收缩的趋势，选项A正确，B错误；
CD．若在N环通有电流，则穿过M环的磁通量垂直纸面向里，逐渐增大，M环中感应电流沿逆时针方向，M环受到沿半径向外的安培力，有扩张的趋势，选项C错误、D正确。
故选AD。
16．垂直纸面向里
【详解】
由右手定则可知，当闭合电路中一部分导线在匀强磁场中向上运动时，导线中的感应电流方向为垂直纸面向里。如图
17．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。