2.1感应电流的方向 课时练习（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 课时练习（解析版）
1．两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环。当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（　　）
A．A可能带正电且转速减小 B．A可能带正电且转速增大
C．A一定带负电且转速减小 D．A可能带负电且转速增大
2．如图甲所示，在长直导线MN旁放有一闭合导线框abcd，长直导线与导线框在同一平面内，长直导线中通有如图乙所示的交变电流。规定电流沿MN的方向为正，下列说法中正确的是（　　）
A．0~t1时间内，线框中产生沿abcd方向的感应电流
B．t2时刻通过线框的磁通量最大
C．0~t1时间内，线框受到向右的安培力
D．t1~t3时间内，线框受到的安培力方向不变
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．如图所示，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流，若（　　）
A．金属环向上运动，则环中产生顺时针方向的感应电流
B．金属环向下运动，则环中产生顺时针方向的感应电流
C．金属环向左侧直导线靠近，则环中产生逆时针方向的感应电流
D．金属环向右侧直导线靠近，则环中产生逆时针方向的感应电流
5．如图所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内。当长直导线中的电流增大时，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
6．如图所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直于桌面竖直向下，过线圈上A点作切线，与线圈在同一平面上.在线圈以为轴翻转180°的过程中，线圈中电流方向（　　）
A．始终为A→C→B→A
B．先为A→C→B→A后为A→B→C→A
C．始终为A→B→C→A
D．先为A→B→C→A后为A→C→B→A
7．如图所示，一水平放置的圆形线圈a固定，另一较小的圆形通电线圈b从线圈a的正上方下落，在下落过程中两线圈始终保持平行且共轴，则线圈b从线圈a的正上方下落过程中，从上往下看线圈a应是（　　）
A．有逆时针方向的感应电流
B．有顺时针方向的感应电流
C．先有顺时针方向的感应电流，后有逆时针方向的感应电流
D．先有逆时针方向的感应电流，后有顺时针方向的感应电流
8．如图甲所示，线圈中通有如图乙所示的电流，电流从a到b为正方向，那么在这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则（　　）
A．从左向右看感应电流先逆时针后顺时针 B．感应电流的大小先减小后增加
C．铝环受到的安培力先向左后向右 D．铝环始终有收缩趋势
9．用绝缘丝线悬吊一个轻质闭合铝环P。用磁铁的N极靠近P环时，可观察到P环远离磁铁，现改用磁铁的S极用同样方式靠近P环（如图），则P环（　　）
A．静止不动
B．靠近磁铁
C．没有感应电流
D．产生顺时针方向电流
10．电磁驱动是21世纪初问世的新概念、新技术，现已广泛应用在指针永久磁体转轴我们的日常生活中。装在汽车上的磁性转速表就利用了电磁驱动，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．永久磁体和铝盘应装在同一转轴上，两者同步转动游丝铝盘
B．永久磁体和铝盘应装在不同的转轴上，两者转动方向相反
C．永久磁体相对铝盘转动，铝盘中产生感应电流，并受安培力而转动
D．在电磁驱动的过程中，通过克服安培力做功消耗机械能转化为电能
11．一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
12．如图所示，两光滑的平行导轨固定在绝缘水平面上，整个空间存在竖直向上的匀强磁场，两导体棒垂直地放在导轨上与导轨始终保持良好的接触，现该导体棒水平方向的速度分别为，取水平向右的方向为正方向。则下列说法正确的是（　　）
A．如果，则感应电流方向沿
B．如果，则回路中没有感应电流
C．如果，则感应电流方向沿
D．如果，则感应电流方向沿
13．如图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是（　　）
A．FN先小于mg后大于mg
B．FN先大于mg后小于mg
C．运动趋势向左
D．运动趋势向右
14．如图所示，线圈P、Q同轴放置，P与开关S、电源和滑动变阻器R组成回路，Q与电流计G相连，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有（　　）
A．闭合开关S后，把R的滑片右移
B．闭合开关S后，把R的滑片左移
C．闭合开关S后，把Q靠近P
D．无需闭合开关S，只要把Q靠近P即可
15．如图，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带正电绝缘环，A为导体环。当B绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是（　　）
A．A中产生逆时针的感应电流 B．A中产生顺时针的感应电流
C．A具有收缩的趋势 D．A具有扩展的趋势
16．如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。请通过分析形成以下结论：把条形磁铁向水平方向移动时，金属圆环将受到水平方向运动的驱动力，驱动力的方向跟条形磁铁运动的方向相同。
17．重为G的线圈系在一个弹簧测力计上，其下方有一通电导线，如图甲所示，导线所通过的电流如图乙所示，它们均在同一平面内，求下列不同时刻弹簧测力计的示数与G的关系。
(1)在t1时刻；
(2)在t2时刻；
(3)在t3时刻。
参考答案
1．B
【详解】
AB．若A带正电，顺时针转动产生顺时针方向的电流，A中磁场方向垂直纸面向里，当转速增大，B中磁通量增加,根据楞次定律,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，即感应电流磁场方向垂直纸面向外，故A中产生逆时针电流，故A错误；B正确；
CD．若A带负电，顺时针转动产生逆时针方向的电流，A中磁场方向垂直纸面向外，当转速减小，B中磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即感应电流磁场方向垂直纸面向外，故A中产生逆时针电流，因此圆环可能带正电也可能带负电，故CD错误。
故选B。
2．C
【详解】
A．在0～t1时间内，由M到N的电流增大，则穿过矩形导线框abcd的磁通量向内增大，根据楞次定律可知，导线框中产生adcb方向的感应电流，故A错误；
B． t2时刻由M到N的电流为0，通过线框的磁通量为0，故B错误；
C．0~t1时间内，由A选项的分析知，穿过矩形导线框abcd的磁通量向内，导线框中产生adcb方向的感应电流，由左手定则可知，长直导线受到的安培力向右，故C正确；
D． t1~t2时间内, 由M到N的电流减小，则穿过矩形导线框abcd的磁通量向内减小，根据楞次定律可知，导线框中产生abcd方向的感应电流，由左手定则可知，长直导线受到的安培力向左；t2~t3时间内，由N到M的电流增大，则穿过矩形导线框abcd的磁通量向外增大，根据楞次定律可知，导线框中产生abcd方向的感应电流，由左手定则可知，长直导线受到的安培力向右；故D错误。
故选C。
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．D
【详解】
AB．直导线之间的磁场是对称的，圆环在中间时，通过圆环的磁通量为零，金属环上下运动的时候，圆环的磁通量不变，不会有感应电流产生，故AB错误；
C．金属环向左侧直导线靠近，则穿过圆环的磁场垂直纸面向外并且增强，根据楞次定律可得，环上的感应电流方向为顺时针，故C错误；
D．金属环向右侧直导线靠近，则穿过圆环的磁场垂直纸面向里并且增强，根据楞次定律可得，环上的感应电流方向为逆时针，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】
由安培定则可知，线框中的磁场向内，当长直导线中的电流增大时，线框中磁通量增大，据楞次定律可知，线框中感应电流方向为逆时针方向，据楞次定律的推论可知，为了阻碍磁通量的增大，线框有向右的运动趋势，故线框受安培力的合力方向向右，B正确。
故选B。
6．C
【详解】
当线圈平面与磁场方向平行时，线圈平面与磁场方向的夹角为0度，则。当线圈与磁场方向垂直时，穿过线圈平面的磁通量最大，图示情况是磁场与线圈垂直，所以开始时穿过线圈的磁通量最大，转过90°时穿过线圈的磁通量最小，所以在线圈由图示位置以为轴翻转180°的过程中，向里穿过线圈的磁通量先减小，后增大，向里穿过线圈的磁通量减小时，根据楞次定律可知，产生的感应电流的方向是A→B→C→A，转过角度大于90°后，向里穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，产生的感应电流的方向仍然是A→B→C→A，故选C。
7．C
【详解】
根据安培定则，通电线圈b产生的磁场向上，则当线圈b靠近线圈a时，穿过线圈a的磁通量向上增加，则a中产生顺时针方向的感应电流；b穿过a后远离a向下运动，穿过线圈a的磁通量向上减小，则a中产生逆时针方向的感应电流。
故选C。
8．C
【详解】
AC．根据题意可知，由于电流从a到b为正方向，当电流是从a流向b，由右手螺旋定则可知，线圈的磁场水平向右，由于电流的减小，所以磁通量变小，根据楞次定律可得，铝环M的感应电流顺时针(从左向右看)，线圈与铝环相互吸引。当电流是从b流向a，由右手螺旋定则可知，线圈的磁场水平向左，当电流增大，则磁通量变大，根据楞次定律可得，所以铝环M感应电流顺时针(从左向右看)，线圈与铝环相互排斥。故电流方向不变，铝环受到的安培力先向左后向右。故A错误C正确；
B．由图乙可知，ab内的电流的变化率不变，则产生的磁场的变化率不变，根据法拉第电磁感应定律可知，产生的电动势的大小不变，所以感应电流的大小也不变，故B错误；
D．穿过铝环的磁通量先减小后增大，依据楞次定律产生的感应电流磁场阻碍其磁通量变化，而铝环当收缩时，会导致穿过其磁通量增大，当扩张时，则导致其穿过磁通量减小，那么铝环先有收缩的趋势，然后有扩张的趋势，故D错误。
故选C。
9．D
【详解】
AB．当条形磁铁S极靠近线圈时，根据楞次定律：近斥离吸，可知，则靠近时受到圆环的排斥，环将远离磁体，AB错误；
CD．当条形磁铁S极靠近时，导线线圈的磁通量增大，由楞次定律：增反减同，可知，线圈中产生感应电流的方向顺时针，C错误D正确。
故选D。
10．C
【详解】
A．永久磁铁固定在转轴上，铝盘国定在指针轴上，铝盘和永久磁体不是同转轴带动，所以两者转动不是同步的，故Ａ错误；
Ｂ．该转速表运用了电磁感应原理，由楞次定律知，铝盘磁场总是阻碍永久磁铁转动，要使减小穿过铝盘磁通量的变化，永久磁铁转动方向与铝盘转动方向相同，故Ｂ错误；
Ｃ．当永久磁铁随转轴转动时，产生转动的磁场，在铝盘中产生感应电流，这时永久磁铁的磁场会对铝盘上的感应电流有安培力的作用，而产生一个转动的力矩，使指针转动，由于弹簧游丝的反力矩会使指针稳定在某一刻度上，故Ｃ正确；
D．在电磁驱动的过程中，通过安培力做功消耗电能转化为机械能，故D错误。
故选C。
11．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。
12．D
【详解】
A．如果，由右手定则可判断出应产生顺时针方向的电流，故A错误；
B．如果所围的线圈面积增大，磁通量增大，由楞次定律得知，中有顺时针方向的电流，故B错误；
C．如果所围的线圈面积不变，磁通量不变，故不产生感应电流，故C错误；
D．如果，则所围面积增大，磁通量也增大，故由楞次定律可判断出产生的电流，故D正确。
故选D。
13．BD
【详解】
AB．当磁铁沿矩形线圈中线AB正上方通过时，线圈中向下的磁通量先增加后减小，由楞次定律可知，线圈中感应电流的方向（从上向下看）先逆时针再顺时针，则线圈先上方为N极下方为S极，后改为上方为S极下方为N极，根据同名磁极相斥、异名磁极相吸，则线圈受到的支持力先大于mg后小于mg，A错误，B正确；
CD．在磁铁到达线圈中心前，线圈和磁铁之间是排斥力，在磁铁到达线圈中心后，线圈和磁铁之间是吸引力，根据受力的方向可得，线圈有向右的运动趋势，C错误，D正确。
故选BD。
14．BC
【详解】
AB．闭合开关S后，线圈P形成的磁场向右穿过线圈Q，若把R的滑片右移，Q中的磁通量减小，据楞次定律可知，线圈Q中电流方向与图中所标电流方向相反，同理可知，若把R的滑片左移，线圈Q中电流方向与图中所标电流方向相同，A错误，B正确；
C．闭合开关S后，把Q靠近P，Q中的磁场向右、磁通量增大，据楞次定律可知，线圈Q中的电流方向与图中所标电流方向相同，C正确；
D．若S不闭合，则线圈Q中无磁场，故Q中不会有电流产生，D错误。
故选BC。
15．AD
【详解】
由图可知，B为均匀带正电绝缘环，B中电流为顺时针，由右手螺旋定则可知，电流的磁场向里且逐渐增大
AB．由楞次定律可知，磁场增大时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，所以感应电流的磁场的方向向外，感应电流的方向为逆时针方向，故A正确，B错误；
CD．B环外的磁场的方向与B环内的磁场的方向相反垂直纸面向外，A中产生逆时针的感应电流，由左手定则可知，A环受到的外的安培力，则A环具有面积扩展的趋势，故C错误，D正确。
故选AD。
16．见解析
【详解】
当条形磁铁沿轴线竖直向右迅速移动时，闭合导体环内的磁通量减小，因此线圈做出的反应是：根据“增缩减扩”，则面积有扩大的趋势，同时根据“来拒去留”可知线圈将跟随磁铁运动，金属圆环受安培力向右。
17．(1)小于G；(2)等于G；(3)大于G
【详解】
(1)在t1时刻穿过线圈的磁通量增加，线圈中产生感应电流，由楞次定律知线圈有收缩的趋势，受到向上的安培力，故弹簧测力计的示数小于G；
(2)在t2时刻穿过线圈的磁通量不变，线圈中不产生感应电流，由力的平衡知，弹簧测力计的示数等于G；
(3)在t3时刻穿过线圈的磁通量减少，线圈中产生感应电流，由楞次定律知线圈有扩张的趋势，受到向下的安培力，故弹簧测力计的示数大于G。