2.1感应电流的方向 同步作业（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 同步作业（解析版）
1．如图所示，是法拉第最初发现电磁感应现象的实验装置示意图，软铁环上绕有M、M两个线圈，关于该实验下列说法正确的是（　　）
A．当S保持闭合时，M、N中都有恒定电流
B．当S断开瞬间，M中电流立即消失、N中也没有电流
C．当S由断开到闭合瞬间，N中有图中箭头所指方向电流
D．当S由闭合到断开瞬间，N中有图中箭头所指方向电流
2．如图所示，A、B都是很轻的铝环，分别吊在绝缘细杆的两端，杆可绕竖直轴在水平面内转动，环A是闭合的，环B是断开的。若用磁铁分别靠近这两个圆环，则下面说法正确的是（　　）
A．图中磁铁N极接近A环时，A环的磁通量增加，A环被排斥
B．图中磁铁S极远离A环时，A环的磁通量减少，A环被排斥
C．图中磁铁N极接近B环时，B环的磁通量增加，B环被吸引
D．图中磁铁S极远离B环时，B环的磁通量减少，B环被吸引
3．关于楞次定律，下列说法中正确的是（　　）
A．感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反
B．感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同
C．感应电流的磁场方向可能与原磁场的方向相反，也可能与原磁场的方向相同
D．感应电流的磁场总是阻止原磁场的磁通量的变化
4．某空间中出现了如图中虚线所示的一组闭合的电场线，这可能是（　　）
A．在中心点O有一静止的点电荷
B．沿AB方向有一段通有恒定电流的直导线
C．沿BA方向的磁场在减弱
D．沿AB方向的磁场在减弱
5．如图，矩形闭合金属框abcd的平面与水平匀强磁场垂直，由于线框的位置发生变化而使ab边受到竖直向上的磁场力的作用，则线框在下面的几种情况中能够出现这种现象的是（）
A．向左平动进入磁场
B．向右平动退出磁场
C．以ad边为转轴刚开始向纸外转动时
D．以ab边为转轴刚开始向纸外转动时
6．如图所示，在一空心螺线管内部中点处悬挂一铜环，电路接通瞬间，下列说法正确的是（　　）
A．无感应电流
B．从左往右看，铜环中有逆时针方向的感应电流
C．铜环有收缩趋势
D．铜环有扩张趋势
7．如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置1匀速运动到位置2。则（　　）
A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a
B．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a
C．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右
D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左
8．两个圆环保持圆心重合放在水平桌面上，大圆环环内有若干带正电小球，小圆环环内有若干带负电小球，小球可在圆环内无摩擦运动，不计小球之间的库仑力。现人为控制令大圆环中的小球沿逆时针方向（俯视）做圆周运动，线速度大小随时间均匀增加，则关于小圆环中的小球的运动，描述正确的是（ ）
A．逆时针运动，线速度大小恒定
B．逆时针运动，线速度增大
C．顺时针运动，线速度大小恒定
D．顺时针运动，线速度增大
9．如题图所示，水平面上固定两根平行的光滑金属导轨，其上面横放着两根金属棒ab和cd，现有一条形磁铁竖直向下插入ab和cd棒之间，则ab和cd棒的运动情况是（　　）
A．相互远离 B．相互靠近
C．两棒都向左方运动 D．两棒都向右方运动
10．矩形线圈 位于通电长导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行，长导线中已通如图所示电流，则为使线圈中产生逆时针方向的感应电流，则可采用的措施是（　　）
A．将线圈水平向右移动
B．将线圈竖直向上移动
C．增大导线中的电流
D．以为轴线圈转动90°的过程中
11．华为mate40 pro作为国产高端手机的典型代表，集成了很多高精尖技术，其中有一项功能尤其引人关注，那就是mate40 pro实现了双向无线超级快充，大大方便了人们的生活。如图甲所示为无线正向充电原理图，充电底座接交流电源，对充电底座供电，充电底座内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电。如图乙所示，若在某段时间内，磁场垂直于接收线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度大小逐渐增大。下列说法正确的是（　　）
A．无线充电时，手机上受电线圈的工作原理是“电流的磁效应”
B．送电线圈内的电流大小在逐渐减小
C．受电线圈中感应电流方向由c→d
D．受电线圈有扩张趋势
12．如图所示，矩形线框abcd可以在两根平行的金属导轨MN、PQ上滑动，把它们放在磁场中，当线框向右滑动时，下列说法哪个正确（　　）
A．因为ac、bd切割磁感线，所以MP中有方向向下的感应电流
B．因为ac、bd切割磁感线，所以MP中有方向向上的感应电流
C．因为ac、bd切割磁感线产生的感应电流相互抵消，所以MP中没有感应电流
D．虽然ac、bd切割磁感线，但通过abcd闭合回路的磁通量不变，所以MP中没有感应电流
13．已知地磁场类似于条形磁铁产生的磁场，地磁N极位于地理南极附近。如图所示，在湖北某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线框abcd，线框的ad边沿南北方向，ab边沿东西方向，下列说法正确的是（　　）
A．若使线框向东平移，则a点电势比d点电势低
B．若使线框向北平移，则a点电势等于b点电势
C．若以ad边为轴，将线框向上翻转，则翻转过程线框中电流方向始终为adcba方向
D．若以ab边为轴，将线框向上翻转，则翻转过程线框中电流方向始终为adcba方向
14．磁悬浮高速列车在我国上海、青岛已投入正式运行。如图是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，且N极朝上，B是用超导材料制成的超导圆环。在超导圆环B进入磁场时，则（　　）
A．B中将产生感应电流，当稳定后，感应电流消失
B．B中将产生感应电流，当稳定后，感应电流仍存在
C．B中感应电流的方向如图俯视为顺时针方向
D．B悬浮时感应电流产生的磁场方向与圆柱形磁铁A上端的磁场方向一致
15．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．金属环向左侧直导线靠近，穿过环的磁通量增加
B．金属环向右侧直导线靠近，穿过环的磁通量减小
C．金属环向上运动，环上无感应电流
D．金属环向下运动，环上的感应电流方向为顺时针方向
16．如图，在磁场中放入一线圈，若磁场B变大或变小，问：
（1）有没有感应电流？为什么？
（2）两次感应电流方向相同吗？
17．如图所示，一个单匝正方形线圈abcd，以速度U匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场中，在线圈以速度v匀速进入磁场的过程中，线圈平面始终垂直于磁场，且cd边平行于磁场边界MN。已知线圈的边长为L、电阻为R，在线圈进入磁场的过程中，求：
（1）流过ab边的电流方向；
（2）线圈中电流I的大小；
（3）线圈克服安培力所做的功W。
参考答案
1．D
【详解】
A．当S保持闭合时，M中有恒定电流，但是N中磁通量不变，不会有感应电流，选项A错误；
B．当S断开瞬间，M中电流立即消失、但是穿过N的磁通量减小，会有感应电流产生，选项B错误；
C．当S由断开到闭合瞬间，根据楞次定律可知，N中有图中箭头方向相反的感应电流，选项C错误；
D．当S由闭合到断开瞬间，根据楞次定律可知，N中有图中箭头所指方向电流，选项D正确。
故选D。
2．A
【详解】
A．当磁铁N极靠近A环时，A环的磁通量增加，由楞次定律可得A环中感应电流，又处于磁场中，则受到的安培力作用，根据楞次定律的“来拒去留”法可知使它远离磁铁，即A环被排斥，故正确；
B．当磁铁S极远离A环时，A环的磁通量减少，由楞次定律可得A环中感应电流，又处于磁场中，则受到的安培力作用，根据楞次定律的“来拒去留”法可知使它随磁铁运动，即A环被吸引，故B错误；
C．当磁铁N极接近B环时，B环的磁通量增加，有感应电动势，但由于不闭合，所以没有感应电流，则不受安培力作用，所以B环不会被吸引，故C错误；
D．当磁铁S极远离B环时，B环的磁通量减少，有感应电动势，但由于不闭合，所以没有感应电流，则不受安培力作用，所以B环不会被吸引，故D错误；
故选A。
3．C
【详解】
ABC．当磁通量增大时，感应电流的磁场与它相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与它相同。即感应电流的磁场方向取决于引起感应电流的磁通量是增加还是减小，感应电流的磁场方向与磁通量增大还是减小有关，故AB错误，C正确；
D．感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
闭合的电场线是由变化的磁场产生的，闭合的电场线类似于环形电流，根据安培定则环形电流产生的磁场由B→A，阻碍原磁通量的变化，所以BA方向的磁场在减弱，或者AB方向的磁场在增强。
故选C。
5．A
【详解】
AB．ab边受竖直向上的磁场力的作用，根据左手守则判断出ab边中感应电流的方向是a→b，再根据右手定则判断线圈应该向左平动切割磁感线，故A正确，B错误；
C．若以ad边为转轴刚开始向纸外转动时，开始过程中，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，故C错误；
D．当以ab边为转轴刚开始向纸外转动时，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，线圈中产生顺时针方向感应电流，此时ab边受到竖直向下的磁场力的作用，故D错误。
故选A。
6．C
【详解】
AB．根据楞次定律，当接通开关瞬间时，导致穿过线圈的磁通量向左增大，则铜环中的感应电流的磁场的方向向右，从左往右看，铜环的感应电流顺时针，故AB错误；
CD．当接通开关瞬间时，导致穿过线圈的磁通量向左增大，根据楞次定律可知，铜环的面积有收缩的趋势，故C正确，D错误。
故选C。
【点睛】
考查楞次定律与左手定则的应用，掌握右手螺旋定则内容，注意左手定则与右手定则的区别，同时注意磁通量的概念。
7．D
【详解】
AD．导线框进入磁场时，cd边切割磁感线，由右手定则可知，电流方向为a→d→c→b→a，这时由左手定则可判断cd边受到的安培力方向水平向左，A错误，D正确；
BC．在导线框离开磁场时，ab边处于磁场中且在做切割磁感线运动，同样用右手定则和左手定则可以判断电流的方向为a→b→c→d→a，这时安培力的方向仍然水平向左，BC错误。
故选D。
8．B
【详解】
因为大圆环中带正电的小球沿逆时针方向（俯视）做圆周运动，线速度大小随时间均匀增加，则可知产生方向向上的均匀增加的磁场，由楞次定律可知，变化的磁场在小圆环产生的感生电场沿顺时针方向，小球带负电，小球所受电场力沿逆时针方向，即沿逆时针方向加速运动。
故选B。
9．B
【详解】
当条形磁铁插入导轨之间时，穿过导轨的磁通量增大，根据楞次定律判断出导轨中产生感应电流，产生磁场将会阻碍磁通量增大，故两棒向里靠近，减小穿过的面积，从而起到阻碍磁通量增大的作用。因此不论条形磁铁是S极还是N极，由于磁铁的插入导轨之间时，则两棒靠近。
故选B。
10．C
【详解】
根据安培定则，直导线周围的磁场如图
A．将线圈水平向右移动，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，线圈中产生顺时针方向的感应电流，A错误；
B．将线圈竖直向上移动，穿过线圈的磁通量不变化，不产生感应电流，B错误；
C．增大导线中的电流，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律，线圈中产生逆时针时针方向的感应电流，C正确；
D．以为轴线圈转动90°的过程中，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，线圈中产生顺时针时针方向的感应电流，D错误。
故选C。
11．C
【详解】
A．无线充电时，手机上受电线圈的工作原理是电磁感应，故A错误；
B．由磁感应强度大小逐渐增大可知，送电线圈内的电流大小在逐渐增大；
C．由楞次定律可知，受电线圈的磁场增强，则受电线圈中感应电流的磁场与原磁场方向相反，即受电线圈中感应电流的磁场方向向下，再根据安培定则可知，受电线圈中感应电流方向由c→d，故C正确；
D．根据楞次定律的第二种表述“增缩减扩”可知，受电线圈有收缩趋势，故D错误。
故选C。
12．B
【详解】
AB．由右手定则可知，线框向右运动时，ac、bd切割磁感线在MP中产生的感应电流向上，选项A错误，B正确；
CD．线框向右运动时，穿过线框与导轨构成的闭合回路的磁通量发生变化，MP中有感应电流产生，选项CD错误。
故选B。
13．AC
【详解】
A．地球北半部的磁场方向由南向北斜向下，可分解为水平向北和竖直向下两个分量。若线圈向东平移，根据右手定则可知a点电势低于d点电势，故A正确；
B．若线圈向北平移，根据右手定则可知a点电势高于b点电势，故B错误；
C．若以ad边为轴，将线框向上翻转过程中，根据楞次定律及安培定则可知线框中的电流方向始终为adcba方向，故C正确；
D．若以ab边为轴，将线框向上翻转过程中，穿过线框的磁通量先增大后减小，根据楞次定律及安培定则可知，线框中的电流方向为先沿abcda方向再沿adcba方向，故D错误。
故选AC。
14．BC
【详解】
AB．在超导圆环B进入磁场的过程中，根据楞次定律不难判断出B中会产生感应电流，而因为B是超导体没有电阻，故即使B稳定后电磁感应现象消失，B中的电流也不会消失，A错误，B正确；
CD．根据楞次定律可知，圆柱形磁铁的N极朝上，放入线圈时，线圈中的磁通量向上增大，则感应电流的磁场应向下，与A磁场方向相反，B中感应电流方向从上向下俯视看应为顺时针，C正确，D错误；
故选BC。
15．AC
【分析】
由题中“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”可知，本题考查闭合线圈磁通量变化以及感应电流方向，根据楞次定律和通电导线磁场分布规律可分析本题。
【详解】
AB、根据通电导线磁场分布规律可知，在两根通电导线中间，及分布垂直纸面向外的磁场也分布垂直纸面向里的磁场，并且在中间位置，磁通量为零，因此金属环无论向左向右移动，磁通量均增加，故A正确B错误；
CD、因为金属环内磁通量为零，根据对称性，金属环上下移动磁通量不会发生变化，根据楞次定律可知，无感应电流产生，故C正确D错误。
16．（1）有感应电流产生，因为磁通量发生变化了（2）不相同
【详解】
（1）若磁场B变大或变小，穿过线圈的磁通量增大或减小，所以线圈中有感应电流产生，因为穿过线圈的磁通量发生变化；
（2）若磁场B变大，穿过线圈的磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流的磁场与原磁场方向相反即向外，由右手螺旋定则可知，线圈中产生逆时针方向的电流，若磁场B变小，穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可知，感应电流的磁场与原磁场方向相同即向里，由右手螺旋定则可知，线圈中产生顺时针方向的电流。
17．（1）b到a；（2）；（3）。
【详解】
（1）根据右手定则可知，线圈中的电流方向是顺时针，所以流过ab的电流方向为b到a；
（2）设线圈中的电动势为E，则有：
E=BLv
根据闭合电路的欧姆定律有：
得
（3）设线圈受到的安培力为F，则有：
F=BIL
则安培力做功为：
W=FL
解得