1.2 探究感应电流的方向 课堂限时训练（Word版，含解析）

探究感应电流的方向
A组
1.(多选)下列说法中正确的是(　　)
A.感应电流的磁场方向总是和回路中原磁场方向相反
B.感应电流的磁场方向总是和回路中原磁场方向相同
C.感应电流的磁场方向可能和回路中原磁场方向相反
D.感应电流的磁场方向可能和回路中原磁场方向相同
2.飞机在一定高度水平飞行时,由于地磁场的存在,其机翼就会切割磁感线,两机翼的两端点之间会有一定的电势差。若飞机在北半球水平飞行,且地磁场的竖直分量方向竖直向下,则从飞行员的角度看(　　)
A.机翼左端的电势比右端的电势低
B.机翼左端的电势比右端的电势高
C.机翼左端的电势与右端的电势相等
D.以上情况都有可能
3.如图所示,两个大小相等互相绝缘的导体环,B环与A环有部分面积重叠,当开关S断开时(　　)
A.B环内有顺时针方向的感应电流
B.B环内有逆时针方向的感应电流
C.B环内没有感应电流
D.条件不足,无法判定
4.如图,MN、GH为平行导轨,AB、CD为跨在导轨上的两根横杆,导轨和横杆均为导体,有匀强磁场垂直于导轨所在平面,方向如图所示。I表示回路中的电流,则(　　)
A.当AB不动而CD向右滑动时,I≠0且沿顺时针方向
B.当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时,I=0
C.当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时,I=0
D.当AB、CD都向右滑动,且AB速度大于CD时,I≠0且沿逆时针方向
5.
如图所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)(　　)
A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引
B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥
C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引
D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥
6.
如图所示,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到(　　)
A.拨至M端或N端,圆环都向左运动
B.拨至M端或N端,圆环都向右运动
C.拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动
D.拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动
7.如图所示,两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈A中通以如下面右图所示的变化电流,t=0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示)。在t1~t2时间内,对于线圈B,下列说法中正确的是(　　)
A.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势
B.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势
C.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有扩张的趋势
D.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有收缩的趋势
8.如下图所示,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棒受到向下的磁场力。由此可知Ⅰ是　　　　　极,Ⅱ是　　　　　极,a、b、c、d四点的电势由高到低依次排列的顺序是　　　　　。
9.
如右图所示,两根相距为L的竖直平行金属导轨,位于磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,导轨电阻不计,另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd,质量均为m,电阻均为R。若要使cd静止不动,则ab杆应向　　　　方向运动。
B组
1.闭合线框abcd,自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场,当它经过如图所示的三个位置时,感应电流的方向判断正确的是(　　)
A.经过Ⅰ时,a→d→c→b→a
B.经过Ⅱ时,a→b→c→d→a
C.经过Ⅱ时,a→d→c→b→a
D.经过Ⅲ时,a→d→c→b→a
2.
如图所示,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,运动趋势向左
B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左
C.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右
D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右
3.如图所示,用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点,悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d0 L,先将线框拉开到如图所示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦力,下列说法正确的是(　　)
A.金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→a
B.金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a
C.金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D.向左摆动进入或离开磁场的过程中,所受安培力方向向右;向右摆动进入或离开磁场的过程中,所受安培力方向向左
4.(多选)如图甲所示,等离子气流由左方连续以速度v0射入M和N两板间的匀强磁场中,直导线ab与M、N相连接,线圈A与直导线cd连接,线圈A内有随图乙所示变化的磁场,且规定向左为磁场B的正方向,则下列叙述正确的是(　　)
A.0~1 s内,ab、cd导线互相排斥
B.1~2 s内,ab、cd导线互相吸引
C.2~3 s内,ab、cd导线互相吸引
D.3~4 s内,ab、cd导线互相排斥
5.(多选)如图所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈,线圈等距离排列,且与传送带以相同的速度匀速运动。为了检测出个别未闭合的不合格线圈,让传送带通过一固定匀强磁场区域,磁场方向垂直于传送带,根据穿过磁场后线圈间的距离,就能够检测出不合格线圈,通过观察图形,判断下列说法正确的是(　　)
A.若线圈闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动
B.若线圈不闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动
C.从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈
D.从图中可以看出,第4个线圈是不合格线圈
6.某同学制作了一个手动手电筒。下图是手电筒的简单结构示意图,左右两端是两块完全相同的条形磁铁,中间是一根绝缘直杆,由绝缘细铜丝绕制的多匝环形线圈只可在直杆上自由滑动,线圈两端接一灯泡,晃动手电筒时线圈也来回滑动,灯泡就会发光,其中O点是两磁极连线的中点,a、b两点关于O点对称。
(1)试分析其工作原理。
(2)灯泡中的电流方向是否变化。
参考答案：
A组
1.(多选)下列说法中正确的是(　　)
A.感应电流的磁场方向总是和回路中原磁场方向相反
B.感应电流的磁场方向总是和回路中原磁场方向相同
C.感应电流的磁场方向可能和回路中原磁场方向相反
D.感应电流的磁场方向可能和回路中原磁场方向相同
解析:根据楞次定律:“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”可知,当引起感应电流的原磁通量增加时,感应电流的磁场要阻碍该磁通量的增加,感应电流的磁场方向只能与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少,感应电流的磁场方向必须与原磁场方向相同,可简单地记为“增反减同”,所以感应电流的磁场方向并不是总与原磁场方向相同,也并不是总与原磁场方向相反,一定要正确理解“阻碍”的含义。所以选项C、D正确,选项A、B错误。
答案:CD
2.飞机在一定高度水平飞行时,由于地磁场的存在,其机翼就会切割磁感线,两机翼的两端点之间会有一定的电势差。若飞机在北半球水平飞行,且地磁场的竖直分量方向竖直向下,则从飞行员的角度看(　　)
A.机翼左端的电势比右端的电势低
B.机翼左端的电势比右端的电势高
C.机翼左端的电势与右端的电势相等
D.以上情况都有可能
解析:地磁场的竖直分量方向竖直向下,运用右手定则,手心向上且大拇指向前,则四指指向左端,所以左端电势比右端电势高。
答案:B
3.如图所示,两个大小相等互相绝缘的导体环,B环与A环有部分面积重叠,当开关S断开时(　　)
A.B环内有顺时针方向的感应电流
B.B环内有逆时针方向的感应电流
C.B环内没有感应电流
D.条件不足,无法判定
解析:由右手定则可知穿过B环的磁通量向里,当S断开时,磁通量减少。由楞次定律可知B中产生顺时针方向的感应电流,选项A正确。
答案:A
4.如图,MN、GH为平行导轨,AB、CD为跨在导轨上的两根横杆,导轨和横杆均为导体,有匀强磁场垂直于导轨所在平面,方向如图所示。I表示回路中的电流,则(　　)
A.当AB不动而CD向右滑动时,I≠0且沿顺时针方向
B.当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时,I=0
C.当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时,I=0
D.当AB、CD都向右滑动,且AB速度大于CD时,I≠0且沿逆时针方向
解析:当AB不动而CD向右滑动时,I≠0,电流方向沿逆时针,故选项A错误;当AB向左、CD向右滑动时,磁通量变化,故I≠0,选项B错误;当AB、CD都向右滑动,且速度大小相等时,磁通量无变化,故I=0,即选项C正确;当AB、CD都向右滑动,且AB速度大于CD时,I≠0,方向沿顺时针,故选项D错误。
答案:C
5.
如图所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)(　　)
A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引
B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥
C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引
D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥
答案:B
6.
如图所示,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到(　　)
A.拨至M端或N端,圆环都向左运动
B.拨至M端或N端,圆环都向右运动
C.拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动
D.拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动
解析:开关S无论拨至M端还是N端,螺线管中的磁通量都变大,则右边金属圆环中的磁通量变大,根据楞次定律,为了阻碍磁通量变大,圆环都向右运动,选项B正确。
答案:B
7.如图所示,两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈A中通以如下面右图所示的变化电流,t=0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示)。在t1~t2时间内,对于线圈B,下列说法中正确的是(　　)
A.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势
B.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势
C.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有扩张的趋势
D.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有收缩的趋势
答案:A
8.如下图所示,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棒受到向下的磁场力。由此可知Ⅰ是　　　　　极,Ⅱ是　　　　　极,a、b、c、d四点的电势由高到低依次排列的顺序是　　　　　。
解析:由左手定则可知cd中电流方向是由c到d,可知ab中电流方向是由b到a,又由右手定则可知Ⅰ、Ⅱ间磁场方向是由下向上的,所以Ⅰ是S极,Ⅱ是N极,a、b、c、d四点电势高低为φa>φc>φd>φb。
答案:S　N　φa>φc>φd>φb
9.
如右图所示,两根相距为L的竖直平行金属导轨,位于磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,导轨电阻不计,另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd,质量均为m,电阻均为R。若要使cd静止不动,则ab杆应向　　　　方向运动。
解析:根据右手定则、左手定则知,ab向上运动时金属杆cd受到的安培力方向才向上,与重力平衡保持静止状态。
答案:上
B组
1.闭合线框abcd,自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场,当它经过如图所示的三个位置时,感应电流的方向判断正确的是(　　)
A.经过Ⅰ时,a→d→c→b→a
B.经过Ⅱ时,a→b→c→d→a
C.经过Ⅱ时,a→d→c→b→a
D.经过Ⅲ时,a→d→c→b→a
解析:经过Ⅰ时,向里的磁通量增加,根据楞次定律知感应电流的磁场方向向外,由右手定则判断感应电流方向为逆时针,故A错误;经过Ⅱ时,磁通量不变,则感应电流为0,故B、C错误;经过Ⅲ时,向里的磁通量减少,根据楞次定律知感应电流的磁场方向向里,由右手定则判断感应电流方向为顺时针,故D正确。
答案:D
2.
如图所示,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,运动趋势向左
B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左
C.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右
D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右
解析:条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时,通过线圈的磁通量先增加后又减小。当通过线圈磁通量增加时,为阻碍其增加,在竖直方向上线圈有向下运动的趋势,所以线圈受到的支持力大于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势,当通过线圈的磁通量减小时,为阻碍其减小,在竖直方向上线圈有向上运动的趋势,所以线圈受到的支持力小于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势。综上所述,线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力,运动趋势总是向右。
答案:D
3.如图所示,用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点,悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d0 L,先将线框拉开到如图所示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦力,下列说法正确的是(　　)
A.金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→a
B.金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a
C.金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D.向左摆动进入或离开磁场的过程中,所受安培力方向向右;向右摆动进入或离开磁场的过程中,所受安培力方向向左
解析:当线框进入磁场时,dc边切割磁感线,由楞次定律可判断,感应电流的方向为:a→d→c→b→a;当线框离开磁场时,同理可判其感应电流的方向为:a→b→c→d→a,选项A、B错误;线框dc边(或ab边)进入磁场或离开磁场时,都要切割磁感线产生感应电流,机械能转化为电能,故dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等,选项C错误;由“来拒去留”知,选项D正确。
答案:D
4.(多选)如图甲所示,等离子气流由左方连续以速度v0射入M和N两板间的匀强磁场中,直导线ab与M、N相连接,线圈A与直导线cd连接,线圈A内有随图乙所示变化的磁场,且规定向左为磁场B的正方向,则下列叙述正确的是(　　)
A.0~1 s内,ab、cd导线互相排斥
B.1~2 s内,ab、cd导线互相吸引
C.2~3 s内,ab、cd导线互相吸引
D.3~4 s内,ab、cd导线互相排斥
解析:根据左手定则,可判定等离子气流中的正离子向上极板M偏转,负离子向下极板N偏转,所以ab中电流方向是a向b的。在0~1s内,线圈A中的磁场方向向右,磁感应强度减小,由楞次定律可知感应电流是c向d的,根据ab、cd内电流的流向关系可知两导线相互吸引,选项A错误;在1~2s内,线圈A内磁场方向向左,磁感应强度增强,由楞次定律可知,电流方向是c向d的,根据电流的流向关系可知两导线相互吸引,选项B正确;同理可以判定选项C错误,选项D正确。
答案:BD
5.(多选)如图所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈,线圈等距离排列,且与传送带以相同的速度匀速运动。为了检测出个别未闭合的不合格线圈,让传送带通过一固定匀强磁场区域,磁场方向垂直于传送带,根据穿过磁场后线圈间的距离,就能够检测出不合格线圈,通过观察图形,判断下列说法正确的是(　　)
A.若线圈闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动
B.若线圈不闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动
C.从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈
D.从图中可以看出,第4个线圈是不合格线圈
解析:若线圈闭合进入磁场时,由于产生电磁感应现象,根据楞次定律可判断线圈相对传送带向后滑动,故选项A正确;若线圈不闭合,进入磁场时,不会产生感应电流,故线圈相对传送带不发生滑动,故选项B错误。从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈,选项C正确,选项D错误。
答案:AC
6.某同学制作了一个手动手电筒。下图是手电筒的简单结构示意图,左右两端是两块完全相同的条形磁铁,中间是一根绝缘直杆,由绝缘细铜丝绕制的多匝环形线圈只可在直杆上自由滑动,线圈两端接一灯泡,晃动手电筒时线圈也来回滑动,灯泡就会发光,其中O点是两磁极连线的中点,a、b两点关于O点对称。
(1)试分析其工作原理。
(2)灯泡中的电流方向是否变化。
解析:(1)线圈来回滑动时,穿过线圈的磁通量不断变化,线圈中产生感应电流,灯泡发光。
(2)线圈由a滑至b过程中,磁场方向向左,穿过线圈的磁通量先减小后增加,根据楞次定律,灯泡中电流方向先由右向左,后由左向右同样可判断线圈由b滑至a过程中,灯泡中电流方向先由右向左,后由左向右。所以线圈中电流方向有变化。
答案:(1)见解析　(2)有变化