第1节　科学探究感应电流的方向练习（Word含解析）

第2章　电磁感应及其应用
第1节　科学探究:感应电流的方向基础过关练
题组一　楞次定律实验探究
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.小明同学探究楞次定律的实验装置如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.若线圈导线的绕向未知,对探究楞次定律没有影响
B.若磁铁匀速向上远离线圈,闭合回路中不会产生感应电流
C.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反
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
3.一灵敏电流计,当电流从它的正接线柱流入时,指针向正接线柱一侧偏转。现把它与一个线圈串联,将磁铁从线圈上方插入或拔出。请完成下列填空:
(1)图(a)中灵敏电流计指针的偏转方向为　　　　　　。(填“偏向正接线柱”或“偏向负接线柱”)
(2)图(b)中磁铁下方的极性是　　　　。(填“N极”或“S极”)
(3)图(c)中磁铁的运动方向是　　　　。(填“向上”或“向下”)
(4)图(d)中线圈从上向下看的电流方向是　　　　。(填“顺时针”或“逆时针”)
题组二　对楞次定律的理解
4.下列关于电磁感应现象的说法中正确的是 (　　)
A.电磁感应现象是由奥斯特发现的
B.电磁感应现象中,感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相同
C.电磁感应现象中,感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反
D.电磁感应现象中,感应电流的磁场方向可能与引起感应电流的磁场方向相同,也可能相反
5.关于楞次定律,下列说法正确的是 (　　)
A.感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
B.闭合电路的一部分导体在磁场中运动时,必受磁场的阻碍作用
C.原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场同向
D.感应电流的磁场总是跟原磁场反向,阻碍原磁场的变化
题组三　对右手定则的理解与应用
6.(多选)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,如图所示,能正确表示磁感应强度B的方向、导体运动的速度方向与产生的感应电流方向间的关系是 (　　)
7.如图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中运动的情境,其中能产生由a到b的感应电流的是 (　　)
题组四　楞次定律的应用
8.如图所示,螺线管CD的导线绕法不明,当磁铁AB插入螺线管时,闭合电路中有图示方向的感应电流产生,下列关于螺线管磁场极性的判断,正确的是 (　　)
A.C端一定是N极
B.D端一定是N极
C.C端的极性一定与磁铁B端的极性相同
D.C端的极性一定与磁铁A端的极性相同
9.如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd,在细长磁铁的N极附近竖直下落,由图示位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很靠近位置Ⅱ。在这个过程中,线圈中感应电流 (　　)
A.沿abcd流动
B.沿dcba流动
C.从Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,从Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动
D.从Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,从Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动
10.如图所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法中正确的是　 (　　)
A.向左拉出和向右拉出时,环中的感应电流方向相反
B.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿顺时针方向的
C.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿逆时针方向的
D.环在离开磁场之前,就已经有感应电流了
11.(2020河南洛阳高二上期末)如图,R、P、L是三个金属圆环,其中R、L固定,当P沿着图中速度方向运动,且P中通如图所示方向的电流时,眼睛看到L和R中的电流方向是 (　　)
A.都是顺时针
B.都是逆时针
C.L中顺时针,R中逆时针
D.L中逆时针,R中顺时针
题组五　楞次定律阻碍作用的表现
12.如图所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜环平面与螺线管横截面平行。当开关S接通瞬间,两铜环的运动情况是 (　　)
A.同时向两侧被推开
B.同时向螺线管靠拢
C.一个被推开,一个被吸引,但因电源正负极未知,无法具体判断
D.同时被推开或同时向螺线管靠拢,因电源正负极未知,无法具体判断
13.(2021河北邯郸高二期末)如图所示,两个正方形金属框架放置于水平绝缘桌面上,构成“回”字结构,内框架通有顺时针方向的电流。某时刻当通过内框架的电流突然增大时,则 (　　)
A.外框架中感应电流的方向为顺时针,有收缩趋势
B.外框架中感应电流的方向为顺时针,有扩张趋势
C.外框架中感应电流的方向为逆时针,有收缩趋势
D.外框架中感应电流的方向为逆时针,有扩张趋势
14.(多选)如图,线圈串有两发光二极管D1、D2(具有正向导电发光特性)。若手握“物体”向线圈运动时,D1发光。则 (　　)
A.该物体可能是一种铜质材料
B.手握“物体”向线圈运动时,会感觉到一股斥力
C.手握“物体”向线圈运动时,D2也会发光
D.手握“物体”远离线圈运动时,D2会发光
能力提升练
题组一　楞次定律的理解与应用
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.(2020黑龙江牡丹江第三高级中学高二上期末,)电阻R、电容器C与一个线圈连成闭合回路,条形磁铁静止在线圈的正上方,N极朝下,如图所示。现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流的方向和电容器极板的带电情况是 (　　)
A.从a到b,上极板带正电
B.从a到b,下极板带正电
C.从b到a,上极板带正电
D.从b到a,下极板带正电
2.(2020湖北沙市高二上期末,)如图所示,AOC是光滑的金属导轨,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,ab是一根金属棒,与导轨接触良好,它从图示位置由静止开始在重力作用下运动,运动过程中b端始终在OC上,a端始终在OA上,直到完全落在OC上,空间存在着匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,则ab棒在上述过程中 (　　)
A.感应电流方向是b→a
B.感应电流方向是a→b
C.感应电流方向先是b→a,后是a→b
D.感应电流方向先是a→b,后是b→a
3.(2021浙江舟山高二期末,)如图所示,水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置,两直导线中的电流大小与变化情况完全相同,电流方向如图所示,当两直导线中的电流都增大时,四个线圈a、b、c、d中产生逆时针方向(俯视)感应电流的是 (　　)
A.线圈a B.线圈b
C.线圈c D.线圈d
4.(2021广东湛江高二下期中,)为了测量列车运行的速度和加速度的大小,可采用如图甲所示的装置,它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)。当列车经过线圈上方时,线圈中产生的电流被记录下来,P、Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面磁场垂直地面向下(如图乙),则在列车经过线圈的过程中,流经线圈的电流 (　　)
A.始终沿逆时针方向
B.先沿逆时针,再沿顺时针方向
C.先沿顺时针,再沿逆时针方向
D.始终沿顺时针方向
5.(2021山东枣庄三中高二下质检,)如图所示,矩形导线框从通电直导线EF左侧运动到右侧的过程中,关于导线框中产生的感应电流,下列说法正确的是 (　　)
A.感应电流先沿abcd方向,再沿adcb方向
B.感应电流先沿adcb方向,再沿abcd方向
C.感应电流先沿adcb方向,然后沿abcd方向,再沿adcb方向
D.感应电流先沿abcd方向,然后沿adcb方向,再沿abcd方向
6.(2020河北保定高二上月考,)如图所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变阻器R的滑片P自右向左滑动的过程中,线圈ab将 (　　)
A.发生转动,但电源的极性不明,无法确定转动方向
B.顺时针转动
C.逆时针转动
D.静止不动
题组二　楞次定律阻碍作用的表现
7.(2021湖北鄂州高二期末,)如图所示,A为水平放置的塑料圆盘,在其侧面均匀分布着许多负电荷。在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个可伸缩的金属圆环B,使B的环面水平且与A的盘面平行,其轴线与塑料圆盘A的轴线OO'重合。现在,若正在绕轴线OO'沿箭头所示方向转动的A由于某种原因逐渐停了下来,则这一过程中金属环B的面积S和丝线受到的拉力F的变化情况是 (　　)
A.S增大,F增大 B.S增大,F减小
C.S减小,F减小 D.S减小,F增大
8.(2020江西高安中学高二上期末,)如图所示,水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环,圆心的正上方一定高度处有一个竖直的条形磁铁。把条形磁铁水平向右移动时,金属圆环始终保持静止。下列说法不正确的是 (　　)
A.金属圆环相对桌面有向右的运动趋势
B.金属圆环对桌面的压力小于其自身重力
C.金属圆环有扩张的趋势
D.金属圆环受到水平向右的摩擦力
题组三　三定则一定律的综合应用
9.(2020黑龙江哈尔滨六中高二上期末,)(多选)如图所示,在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属轨道,轨道与轨道平面内的圆形线圈P相连,要使在同一平面内所包围的小闭合线圈Q内产生顺时针方向的感应电流,导线ab的运动情况可能是 (　　)
A.匀速向右运动 B.加速向右运动
C.减速向右运动 D.加速向左运动
10.(2021福建泉州永春一中高二下月考,)(多选)如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经标出。左线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计,在与导轨垂直的方向上放着金属棒ab,金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法中正确的是 (　　)
A.当金属棒ab向右匀速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点
B.当金属棒ab向右匀速运动时,b点电势高于a点,c点与d点等电势
C.当金属棒ab向右加速运动时,b点电势高于a点,c点电势高于d点
D.当金属棒ab向右加速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点
题组四　从能量角度理解楞次定律
11.(2021广东深圳高三一模,)如图所示,用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于O点,在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环。现将磁铁从A处由静止释放,经过B、C到达最低处D,再摆到左侧最高处E,圆环始终保持静止,则磁铁 (　　)
A.从B到C的过程中,圆环中产生逆时针方向的电流(从上往下看)
B.摆到D处时,圆环给桌面的压力小于圆环受到的重力
C.从A到D和从D到E的过程中,圆环受到的摩擦力方向相同
D.在A、E两处的重力势能相等
12.(2020山东菏泽高二下期中,)如图所示,两个完全相同的矩形导线框A、B在靠得很近的竖直平面内,线框的对应边相互平行。线框A固定且通有电流I,线框B从图示位置由静止释放,在运动到A下方的过程中 (深度解析)
A.穿过线框B的磁通量先变小后变大
B.线框B中感应电流的方向先沿顺时针后沿逆时针
C.线框B所受安培力的合力为零
D.线框B的机械能一直减小
答案全解全析
第2章　电磁感应及其应用
第1节　科学探究:感应电流的方向
基础过关练
1.C　若线圈导线的绕向未知,则不能确定电流的方向,也不能确定感应电流的磁场方向,则不能探究楞次定律,选项A错误;磁铁匀速向上远离线圈,线圈中磁通量会减小,则闭合回路中会产生感应电流,选项B错误;根据楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,选项C正确;根据楞次定律可知,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同,也可能相反,选项D错误。
2.B　滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时,线圈A中电流减小,线圈B中的磁通量减小,闭合电路中产生感应电流,电流计指针向右偏转。由此可知,当线圈B中的磁通量减小时,电流计指针向右偏。当线圈A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,选项B正确,A错误;滑动变阻器的滑动端P向左或向右滑动时,线圈B中的磁通量均变化,电流计指针会发生偏转,C错误;由以上分析知,D错误。
3.答案　(1)偏向正接线柱　(2)S极　(3)向上　(4)顺时针
解析　(1)磁铁向下运动,穿过线圈的磁通量增加,原磁场方向向下,根据楞次定律可知,感应电流方向俯视为逆时针方向,从正接线柱流入电流计,指针偏向正接线柱。
(2)由题图可知,电流从负接线柱流入电流计,根据安培定则,感应电流的磁场方向向下,又磁通量增加,根据楞次定律可知,磁铁下方为S极。
(3)磁场方向向下,电流从负接线柱流入电流计,根据安培定则,感应电流的磁场方向向下,根据楞次定律可知,磁通量减小,磁铁向上运动。
(4)题图(d)中磁铁向下运动,穿过线圈的磁通量增加,原磁场方向向上,根据楞次定律可知,感应电流方向俯视为顺时针方向。
4.D　电磁感应现象是由法拉第发现的,在电磁感应现象中,感应电流的磁场总阻碍引起感应电流的磁通量的变化,磁通量增加时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反,磁通量减少时,两者方向相同。因此,A、B、C说法错误,D项正确。
5.A　感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,选项A正确;闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时,不受磁场的阻碍作用,选项B错误;原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场反向,选项C错误;原磁场穿过闭合回路的磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场同向,选项D错误。
6.BC　题图A中导体不切割磁感线,导体中无电流;由右手定则可以判断B、C两项正确;题图D中感应电流方向应垂直纸面向外。
7.A　由右手定则可判定A中电流由a到b,B中电流由b到a,C中电流由b到a,D中电流由b到a,故A正确。
8.C　由“来拒去留”得磁铁与螺线管之间产生相斥的作用,即螺线管的C端一定与磁铁的B端极性相同,与螺线管的绕法无关。但因为磁铁AB的N、S极性不明,所以螺线管CD的两端极性也不能明确,所以A、B、D错,C对。
9.A　从Ⅰ到Ⅱ,向上的磁通量减少,根据楞次定律可知,线圈中感应电流产生的磁场方向向上,用安培定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视),即沿abcd。同理可以判断,从Ⅱ到Ⅲ,向下的磁通量增加,由楞次定律可知,线圈中感应电流产生的磁场方向向上,感应电流的方向沿abcd,故选项A正确。
10.B　不管将金属圆环从哪边拉出磁场,穿过闭合圆环的磁通量都要减少,根据楞次定律可知,感应电流的磁场要阻碍磁通量的减少,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,应用安培定则可以判断出感应电流的方向是沿顺时针方向的,选项B正确,选项A、C错误;环在离开磁场之前,穿过圆环的磁通量没有发生改变,没有感应电流产生,故选项D错误。
11.D　根据安培定则可知,P中电流产生的磁场方向沿轴线向右;同时P靠近L,远离R,则根据楞次定律的推论“增反减同”可知,L中电流沿逆时针方向,R中电流沿顺时针方向,故选D。
12.A　当开关S接通瞬间,小铜环中磁通量从无到有,磁通量增加,根据楞次定律,感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加,则两环将向两侧运动,故A正确。
13.D　当内框架中电流方向为顺时针时,内框架内部磁场方向垂直纸面向里,内框架外部磁场方向垂直纸面向外。外框架内部的磁场方向有两种,合磁场方向垂直纸面向里。当通过内框架的电流突然增大时,磁通量增大,根据楞次定律的推论“增反减同”,可判断出外框架中感应电流的方向为逆时针方向;外框架的四边均处在垂直于纸面向外的磁场中,每个边的受力均垂直于框架边向外,外框架有扩张趋势,故D正确,A、B、C错误。
14.BD　由手握“物体”向线圈运动时,D1发光,可知,线圈中产生了感应电流,穿过线圈的磁通量发生改变,则该物体是一种磁性材料,故A错误;手握“物体”向线圈运动时,D1发光,根据楞次定律“来拒去留”可知,会感觉到一股斥力,故B正确;手握“物体”向线圈运动时,D1发光,说明感应电流方向沿逆时针方向(从左向右看),由于二极管的单向导电性,因此D2不会发光,故C错误;手握“物体”远离线圈运动时,根据楞次定律可知,感应电流方向与靠近时相反,则D2会发光,故D正确,故选B、D。
能力提升练
1.D　磁铁N极接近线圈的过程中,线圈中有向下的磁场,并且磁通量增加,由楞次定律可得,感应电流的方向为b→a,故电容器下极板带正电,上极板带负电,D正确。
2.C　在金属棒向下滑动的过程中,金属棒与导轨所围成的三角形面积先增大后减小,三角形aOb内的磁通量先增大后减小,由楞次定律可判断C选项正确。
3.A　由安培定则可知,线圈a中磁场方向垂直纸面向里,当电流增大时,根据楞次定律结合安培定则可知线圈a中有逆时针方向的感应电流,故A正确;b、d线圈中的磁通量为零,当导线中的电流变化时不产生感应电流,故B、D错误;线圈c中磁场方向垂直纸面向外,当电流增大时,根据楞次定律结合安培定则可知线圈c中有顺时针方向的感应电流,故C错误。故选A。
4.B　列车带着磁体向右运动到线圈左边后,相当于线圈左边的一段导线向左切割磁感线,线圈中的感应电流沿逆时针方向;线圈离开磁场时,相当于线圈右边的一段导线向左切割磁感线,这一过程中线圈中的感应电流沿顺时针方向,故线圈中的感应电流先沿逆时针方向,再沿顺时针方向,选项B正确。
5.D　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里,在导线右边的方向为垂直纸面向外。当导线框从导线左侧向导线靠近时,穿过导线框的向里的磁通量变大,根据楞次定律结合安培定则可知感应电流沿abcd方向,即逆时针方向;当导线框越过导线直到导线框中心轴线与导线重合时,穿过导线框的向里的磁通量变小,则感应电流沿adcb方向,即顺时针方向;当导线框继续向右运动直到导线框越过导线时,穿过导线框向外的磁通量变大,由楞次定律结合安培定则可知感应电流沿adcb方向,即顺时针方向;当导线框向右远离导线时,穿过导线框向外的磁通量变小,由楞次定律结合安培定则可知,感应电流沿abcd方向,即逆时针方向,故A、B、C错误,D正确。
6.C　当滑动变阻器的滑片P自右向左滑动时,电流减小,穿过线框的磁感应强度减小,引起闭合矩形线框的磁通量减小,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。线框所在位置的磁场方向大致是水平的,要阻碍引起感应电流的磁通量的减小,所以线框逆时针转动,故选C。
7.A　塑料圆盘A绕其轴线OO'按箭头所示方向转动时,从上往下看,形成顺时针方向的环形电流,转速减慢到停下时,形成的环形电流减小,根据右手螺旋定则知,通过圆环B的磁通量向下且减小,根据楞次定律的推论“增缩减扩”可知圆环B的面积有扩张的趋势,且有向下运动的趋势,所以丝线的拉力增大,故A正确,B、C、D错误。
8.D　当条形磁铁水平向右移动时,金属圆环内的磁通量减小,由“增缩减扩”可知,金属圆环有扩大的趋势,根据“来拒去留”可知,磁铁与金属圆环间相互吸引,则圆环对桌面的压力小于其自身重力,且圆环相对桌面有向右的运动趋势,则金属圆环受到水平向左的摩擦力,故A、B、C不符合题意,D符合题意。
9.CD　要使Q中产生电流,P中的感应电流必须是变化的,导体ab必须做变速运动,故A项错误;若要Q中产生顺时针电流,由“增反减同”知,P中感应电流有两种情况:
→故C、D两项正确,B项错误。
10.BD　当金属棒ab向右匀速运动时,金属棒中产生恒定的感应电动势,由右手定则判断感应电流方向为a→b,则b点电势高于a点。又因左线圈中的感应电动势恒定,则感应电流也恒定,所以穿过右线圈的磁通量保持不变,右线圈中不产生感应电流,c点与d点等电势,故A错误,B正确;当金属棒ab向右做加速运动时,由右手定则可推断b点电势高于a点,且金属棒ab两端的电压不断增大,那么左线圈中的感应电流也不断增大,由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的,并且磁场不断增强,所以右线圈中向上的磁通量不断增加,由楞次定律可判断右边电路中的感应电流的方向应沿逆时针方向,而在右线圈绕成的电路中,感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上。把这个线圈看成电源,由于电流是从c沿内电路(即右线圈)流向d,所以d点电势高于c点,故C错误,D正确。
11.C　磁铁从B到C的过程中,穿过圆环中的磁场方向向上且磁通量增大,据“增反减同”可判断圆环中产生顺时针方向的电流(从上往下看),A错误;磁铁摆到D处时,圆环中产生的感应电流有阻碍磁通量增大的趋势,即有使圆环远离磁铁的趋势,故给桌面的压力大于圆环受到的重力,B错误;由楞次定律的推论“来拒去留”可知,磁铁从A到D和从D到E的过程中,圆环受到的摩擦力方向均向右,C正确;由于有部分机械能转化为电能,故磁铁在A、E两处的重力势能不相等,D错误。故选C。
12.D　穿过线框B的磁通量先是从里指向外,大小先变大(感应电流沿顺时针)后变小到零(感应电流沿逆时针),然后穿过线框B的磁通量从外指向里,大小先从零变大(感应电流沿逆时针)后变小到零(感应电流沿顺时针),最后磁通量又从里指向外,并且逐渐变大(感应电流沿顺时针),选项A、B错误;线框上、下两条边会受到安培力的作用,因为通过这两条边的感应电流时刻相等,但它们所在位置处的磁感应强度的大小和指向却不一定时刻相同,所以安培力的合力不一定为零(或者根据能量的转化与守恒求解,因为有感应电流产生,线框消耗电能,安培力的合力肯定对线框做功,所以安培力的合力不为零),选项C错误;根据能量的转化与守恒,部分机械能转化为线框消耗的电能,所以线框B的机械能一直减小,选项D正确。
方法技巧
　　判断机械能的增减关键是看安培力对线框做正功还是负功,做正功机械能增加,做负功机械能减小。