2.2感应电流的方向——楞次定律 自主提升过关练（word解析版）

2.2感应电流的方向——楞次定律 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．如图所示，长直导线与矩形导线框固定在同一平面内，直导线中通有图示方向电流。当电流逐渐减弱时，下列说法正确的是（　　 ）
A．穿过线框的磁通量不变 B．线框中产生顺时针方向的感应电流
C．线框中产生逆时针方向的感应电流 D．线框所受安培力的合力向右
2．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。在时间内，直导线中电流方向向上，下列说法正确的是（　　）
A．时间内，线框内感应电流方向为顺时针，线框有扩张趋势
B．时间内，线框内感应电流方向为顺时针，线框有收缩趋势
C．时间内，线框内感应电流方向为逆时针，线框有扩张趋势
D．时间内，线框内感应电流方向为逆时针，线框有收缩趋势
3．如图所示，a和c是两闭合的金属线圈，b为通电线圈，由于b线圈中电流变化，a上产生顺时针方向的感应电流，下列说法正确的是（　　）
A．c上的感应电流方向一定是顺时针方向
B．c上可以没有感应电流
C．c上的感应电流可能是逆时针方向
D．b上的电流方向一定是逆时针方向
4．如图所示，在某节实验课上，李老师把一个带有长铁芯的导电线圈L、开关S和电源用导线连接起来，并将一金属套环套过线圈L的铁芯后放在线圈上方。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再做此实验。他连接好电路，经重复试验，导电线圈上的套环均未动。对比李老师演示的实验，下列四个说法中，导致套环未动的原因可能是（ ）
A．导电线圈接在了直流电源上 B．电源电压过高
C．所选导电线圈的匝数太多 D．所用套环的材料与李老师的不同
5．如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极拔出线圈的过程中（　　）
A．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥
B．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引
C．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥
D．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引
6．水力发电站和火力发电站一般都采用旋转磁极式发电机，但是发电机的结构一般不同。水力发电站常采用图甲所示原理的发电机，A、B、C、D均为线圈；火力发电站常采用图乙所示原理的发电机，A、B、C、D均为沿轴方向的导线。当图中固定有磁铁的转子顺时针匀速旋转到图示位置时某同学在两图中标示了电流方向，下列说法正确的是（　　）
A．图甲中B、C线圈电流标示方向正确
B．图乙中A、D导线电流标示方向正确
C．图甲中A、C线圈电流标示方向正确
D．图乙中C、D导线电流标示方向正确
7．如图所示，一条形磁铁平放在水平桌面上。一闭合线圈在竖直平面内，从条形磁铁探出桌面的一端的左上方竖直下落。开始时线圈平面垂直于磁铁。在线圈通过磁铁截面的过程中磁铁一直静止。下列说法正确的是（　　）
A．线圈在竖直平面内做自由落体运动
B．线圈中感应电流的方向不会变化
C．磁铁受桌面的支持力一直大于重力
D．磁铁受到桌面的摩擦力一直向左
8．如图甲所示，水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，矩形导线框abcd靠近长直导线静止放在桌面上。当长直导线中的电流按图乙所示的规律变化时（图甲中电流所示的方向为正方向），则（　　）
A． t1到t2时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向右
B．t2到t3时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向左
C．0到t2时间内，线框内感应电流方向不变，线框受力方向也不变
D．t1到t3时间内，线框内感应电流方向不变，线框受力方向改变
9．如图所示，导线AB与CD平行。若电流从右向左流经电流表时，电流表指针向右偏转，下面说法正确的是（　　）
A．闭合开关瞬间，电表指针向右偏
B．断开开关瞬间，电表指针向左偏
C．闭合开关瞬间，导线CD受向上的安培力
D．断开开关瞬间，导线CD受向下的安培力
10．如图所示，光滑无电阻的金属框架MON竖直放置，水平方向的匀强磁场垂直MON平面，质量为m的金属棒ab从∠abO=45°的位置由静止释放，两端沿框架在重力作用下滑动。在棒由图示位置滑动到处于水平位置的过程中，ab中感应电流的方向是（　　）
A．由a到b B．由b到a
C．先由a到b，再由b到a D．先由b到a，再由a到b
11．如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈，若工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向（左视图）均匀增大的电流，则下列说法的是（电流方向判断均从左向右观察）（　　）
A．无金属片通过时，接收线圈中感应电流的方向为顺时针
B．无金属片通过时，接收线圈中不存在感应电流
C．有金属片通过时，金属片中不存在感应电流
D．有金属片通过时，金属片因存在感应电流而发热
12．如图所示，A、B都是铝环，A环闭合，B环有缺口，两者固定在横梁两端，横梁可绕中间支点转动。某同学用条形磁铁的一个磁极靠近或远离静止的A、B环，观察到不同现象。下列推断正确的是（　　）
A．N极远离A环时，A环被吸引是由于A环被磁化
B．S极靠近A环时，A环产生顺时针方向的电流
C．N极靠近B环时，B环不动，是因为B环内磁通量不发生变化
D．S极远离B环时，B环不动，是因为B环没有产生感应电动势
13．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（　　）
A．向右加速运动 B．向左加速运动
C．向右减速运动 D．向左减速运动
14．如图所示，线圈固定在水平放置的光滑绝缘圆管上，将金属环放在线圈右侧，则下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关S时，从右向左看，金属环中感应电流沿逆时针方向
B．闭合开关S时，金属环将向右运动
C．若金属环不闭合，则闭合开关时金属环不会产生感应电动势
D．若将电源的正负极对换，闭合开关S时，金属环向左运动
15．如图所示，软导线放在水平面上，空间存在竖直方向的匀强磁场，由于磁场发生变化，回路形状由图甲变为图乙。关于该磁场的方向以及强弱的变化，下列说法可能正确的是（　　）
A．方向竖直向上，逐渐增强 B．方向竖直向上，逐渐减弱
C．方向竖直向下，逐渐增强 D．方向竖直向下，逐渐减弱
二、解答题
16．如图所示，金属棒ab和cd搁在水平导轨上，当ab向右运动时标出cd上的电流方向和cd的运动方向。
17．如图甲所示，一轻质闭合铝框两端装有转轴，铝框放在U形磁铁的N、S之间，能灵活转动。现转动安装在U形磁铁上的摇把P使磁铁转动起来，会发现铝框会随之同方向转动起来，试说明其原理。
参考答案
1．B
【详解】
A．当电流逐渐减弱时，电流产生的磁场减小，穿过线框的磁通量减小，故A错误；
BC．根据右手定则可以判定，导线右侧的磁场方向向里，磁通量减小时，产生的感应电流的磁场方向向里，是顺时针方向的感应电流，故B正确；C错误；
D．根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减小，有向磁场强度较大的左侧运动的趋势，所以它的受力向左，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】
AB．在时间内，直导线电流方向向上，根据安培定则，知导线左侧磁场的方向垂直纸面向外，电流逐渐减小，则磁场逐渐减弱，根据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流，且线框面积有扩张的趋势，故AB错误；
CD．同理可知，时间内，感应电流方向为逆时针，线框有收缩趋势，故C错误，D正确。
故选D。
3．A
【详解】
ABC．由于b中电流变化一定会引其c中所包围的磁通量变化，故c中一定有感应电流；因a中电流为顺时针，而c中磁通量的变化一定与a中磁通量变化情况相同，因此c中电流一定为顺时针方向，故A正确，BC错误；
D．a中电流为顺时针，感应电流的磁场方向向里，则根据楞次定律可知，b中电流可能是顺时针减小或逆时针增大，故D错误；
故选A。
4．D
【详解】
A．导电线圈接在了直流电源上，在闭合S的一瞬间，通过套环的磁通量也会瞬间增大从而使套环跳起，故A不符合题意；
BC．电源电压过高和所选导电线圈的匝数太多，线圈L产生的磁场强度都会增大，理论上应使套环跳起得更高，故BC不符合题意；
D．所用套环的材料与李老师的不同，即有可能选用了绝缘体制作的套环，或者材料密度较大的套环，前者是由于套环中不会产生感应电流而不跳起，后者是因为套环质量较大，以至于感应电流的阻碍作用不足以将套环托起，故D符合题意。
故选D。
5．B
【详解】
将磁铁的S极拔出线圈的过程中，则穿过线圈的磁通量向上减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向向上，则产生的感应电流方向在线圈上由下到上，在电阻上由a到b；根据“来拒去留”可判断线圈与磁铁相互吸引。
故选B。
6．A
【详解】
AC．题图甲中，A、B、C、D线圈中磁场均减弱，根据磁场减弱方向，结合楞次定律和安培定则，可知B、C线圈电流标示方向正确，A、D线圈电流标示方向错误，故A正确，C错误；
BD．题图乙中，磁铁运动，导线切割磁感线产生电流，由右手定则可知，A、B导线电流标示方向正确，C、D导线电流标示方向错误，故BD错误；
故选A。
7．C
【详解】
A．线圈向下运动的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生，并阻碍线圈运动，则线圈做的不是自由落体运动，故A错误；
B．线圈向下运动的过程中，穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知，感应电流的方向发生变化，故B错误；
C．线圈向下运动的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生，并阻碍线圈运动，即磁铁对线圈的作用力一直向上，根据牛顿第三定律，线圈对磁铁的作用力向下，则磁铁受桌面的支持力一直大于重力，故C正确；
D．线圈在桌面以上，线圈对磁铁的作用力方向是右下方，则磁铁受桌面的摩檫力向左，线圈在桌面以下，线圈对磁铁的作用力方向是左下方，则磁铁受桌面的摩檫力向右，故D错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．t1到t2时间内，根据安培定则可知导线框所在处的磁场方向垂直纸面向里，直导线中的电流减小，所以穿过线框的磁通量减小，根据楞次定律，可得线框中感应电流方向为abcda，根据左手定则可知导线框所受安培力向左，故A错误；
B．同理t2到t3时间内，长直导线中的电流向下且增大，根据安培定则可知导线框所在处的磁场方向垂直纸面向外，直导线中的电流增大，所以穿过线框的磁通量增大，根据楞次定律，可得线框中感应电流方向为abcda，根据左手定则可知导线框所受安培力向右，故B错误；
C．同理0到t1时间内，根据安培定则可知导线框所在处的磁场方向垂直纸面向里，直导线中的电流增大，所以穿过线框的磁通量增加，根据楞次定律，可得线框中感应电流方向为adcba，故0到t2时间内，线框内感应电流方向改变，故C错误；
D．t1到t2时间内线框中感应电流方向为abcda，根据左手定则可知导线框所受安培力向左，t2到t3时间内线框中感应电流方向为abcda，根据左手定则可知导线框所受安培力向右，故t1到t3时间内，线框内感应电流方向不变，线框受力方向改变，故D正确。
故选D。
9．C
【详解】
A．当闭合开关瞬间，依据安培定则，可知，穿过上方闭合回路中的磁通量向外且在增大，依据楞次定律，则回路中感应电流方向为顺时针，因此电流表指针向左偏转，故A错误；
B．当断开开关瞬间，依据安培定则，可知，穿过上方闭合回路中的磁通量向外且在减小，依据楞次定律，则回路中感应电流方向为逆时针，因此电流表指针向右偏转，故B错误；
C．结合A选项，根据左手定则知闭合开关瞬间，导线CD受向上的安培力，故C正确；
D．断开开关瞬间，磁场消失，导线CD不受安培力，故D错误。
故选C。
10．A
【详解】
以ab棒与金属框架组成的回路为研究对象，由几何知识可知，当∠abO为45°时，回路面积最大，故棒由图示位置开始运动的过程中，穿过回路的磁通量在减小，由楞次定律可知，产生的感应电流方向为顺时针，即ab中感应电流的方向为由a到b，BCD错误，A正确。
故选A。
11．D
【详解】
AB．当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时，知穿过右侧接收线圈的磁通量向右，且增大，根据楞次定律，右侧接收线圈中产生逆时针方向的电流， AB错误；
CD．有金属片通过时，则穿过金属片中的磁通量发生变化时，金属片中也会产生感应电流，金属片因存在感应电流而发热，C错误D正确。
故选D。
12．B
【详解】
A. N极远离A环时，A环被吸引是由于A环产生感应电流，A错误；
B. S极靠近A环时，A环的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流的磁场垂直纸面向里，根据安培定则，A环产生顺时针方向的电流，B正确；
CD. S极远离B环时，B环磁通量发生变化产生感应电动势，有缺口无感应电流，磁铁与B环无作用力，所以B环不动，CD错误。
故选B。
13．BC
【详解】
根据安培定则可知，MN处于ab产生的垂直向里的磁场中，MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，L1中感应电流的磁场向上，由楞次定律可知，L2线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减弱，或向下增强。
若L2中磁场方向向上减弱，根据安培定则可知PQ中电流方向为Q→P且减小，根据右手定则可知PQ向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强，根据安培定则可知PQ中电流方向为P→Q且增大，根据右手定则可知PQ向左加速运动。
故选BC。
14．AB
【详解】
A．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，感应电流的磁场向右，感应电流由右向左看，金属环中感应电流沿逆时针方向，故A正确；
B．闭合开关时，线圈中电流增大，磁场增强，根据楞次定律的“来拒去留”可得，金属环受力向右，将向右运动，故B正确；
C．若金属环不闭合，则闭合开关时金属环不会产生感应电流，但仍然能产生感应电动势，故C错误；
D．电池正负极调换后，闭合开关时，线圈中电流增大，磁场增强，根据楞次定律的“来拒去留”可得，金属环受力向右，故仍将向右运动，故D错误。
故选AB。
15．AC
【详解】
根据楞次定律，感应电流的磁场会阻碍原磁场的磁通量变化，无论穿过回路的磁感线的方向如何，只要磁场逐渐增强，穿过回路的磁通量就会增加，回路的面积就将减小。
故选AC。
16．
【详解】
根据右手定则可判断ab中感应电流从a到b，则cd中电流方向从c到d；由左手定则可知cd受安培力向右，如图。
17．见解析
【详解】
为了更好地展示导体相对运动方向和磁场运动方向，画出自右向左观察实验装置的右侧视图，如图乙所示。
当U形磁铁如图所示逆时针转动时，O点上部磁感线向左切割ab导线，同时O点下部磁感线向右切割cd导线，根据相对运动的原理可假设磁感线不同，导线ab向右切割磁感线，而导线cd向左切割磁感线。应用右手定则可知铝框中的感应电流方向为a→b→c→d。再应用左手定则可知ab边和cd边所受的磁场力方向分别为向左和向右，这样线框受到两个逆时针方向的力矩作用转动起来。