2.1感应电流的方向 综合训练（word版含答案）

2.1感应电流的方向
一、选择题（共15题）
1．1931年物理学家狄拉克利用数学公式预言了只有一个磁极的粒子“磁单极粒子”的存在。1982年物理学家卡布莱拉设计了一个寻找“磁单极粒子”的实验，他设想，如果一个只有N极的“磁单极粒子”从上向下穿过如图所示的超导线圈，则从上向下看，超导线圈中将出现（　　）
A．一直沿逆时针方向持续流动的感应电流
B．一直沿顺时针方向持续流动的感应电流
C．先沿顺时针方向后沿逆时针方向的感应电流
D．先沿逆时针方向后沿顺时针方向的感应电流
2．如图甲所示，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中通以如图乙所示的变化电流，设t=0时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）。关于线圈B的电流方向和所受安培力产生的效果，下列说法中正确的是（　　）
A．0到t1时间内有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势
B．0到t1时间内有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势
C．t1到t2时间内有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势
D．t1到t2时间内有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势
3．一根沿东西方向的水平导体棒在赤道上方自由下落，则导体棒上各点的电势正确的说法是（　 　）
A．东端高 B．西端高
C．中点高 D．各点电势相同
4．如图，A和B都是铝环，环A是闭合的，环B是断开的，两环分别固定在一横梁的两端，横梁可以绕中间的支点转动。下列判断正确的是（　　）
A．用磁铁的N极靠近A环时，A环会转动靠近磁铁
B．用磁铁的N极靠近B环时，B环会转动靠近磁铁
C．用磁铁的N极靠近A环，A环不会有感应电流产生
D．用磁铁的N极靠近B环，B环不会有感应电流产生
5．如图所示，金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则（　　）
A．ab棒不受安培力作用
B．ab棒a端的电势比b端低
C．ab棒中感应电流的方向由b到a
D．螺线管产生的磁场，A端为N极
6．如图所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是(　　)
A．先向左，后向右
B．先向左、后向右、再向左
C．一直向右
D．一直向左
7．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M端或N端，电路接通的瞬间，圆环都向右运动，该过程中的电磁学规律的发现者为（　　）
A．楞次 B．霍尔 C．洛伦兹 D．库仑
8．如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方略靠前固定一根与线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流释放线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中（ ）
A．线框中感应电流方向依次为顺时针逆时针
B．线框的磁通量为零时，感应电流却不为零
C．线框所受安培力的合力方向依次为向上向下向上
D．线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动
9．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
10．如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下列表述正确的是（　　）
A．线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流
B．穿过线圈a的磁通量变大
C．线圈a有收缩的趋势
D．线圈a对水平桌面的压力F将变小
11．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
12．如图所示，光滑绝缘水平面上存在方向竖直向下的有界（边界竖直）匀强磁场，一直径与磁场区域宽度相同的闭合金属圆形线圈在平行于水平面的拉力作用下，在水平面上沿虚线方向匀速通过磁场。下列说法正确的是（　　）
A．线圈通过磁场区域的过程中，线圈中的感应电流沿顺时针方向
B．线圈通过磁场区域的过程中，线圈中的感应电流沿逆时针方向
C．该拉力的方向水平向右
D．该拉力的方向与线圈运动速度的方向相同
13．如图所示，在一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一个正方形闭合导线框abcd从匀强磁场外自右向左匀速经过磁场，则从ad边进入磁场起至bc边出磁场止，线圈中感应电流的情况是（ ）
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→b→c→d→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
14．如图所示，电阻为R的长直螺线管两端通过电阻可忽略的导线相连接。一个质量为m的小条形磁铁从静止开始落入其中，经过一段距离后以速度v做匀速运动。假设小磁铁在下落过程中始终沿螺线管的轴线运动且无翻转，则（　　）
A．小磁铁的磁性越强，小磁铁最后做匀速运动的速度v就越小
B．螺线管的电阻R越大，小磁铁最后做匀速运动的速度v 就越小
C．小磁铁做匀速运动时，由于回路中的磁通量没有变化，因此在回路中没有感应电流产生
D．小磁铁做匀速运动时在回路中产生的感应电流I=
15．以下叙述正确的是（ 　 ）
A．经典力学只适用于低速、宏观物体，不适用于高速微观粒子
B．惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性一定大，因为物体速度越大越难使其停下
C．带电粒子射入磁场（不计重力）将作匀速圆周运动
D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果
二、填空题
16．如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′，都处于同一水平面内，P、Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，现垂直于导轨放置一根导体棒MN，MN向右运动时，MN中的电流方向为________，MN向左运动时，MN中的电流方向为________（均选填“M→N”或“N→M”）。
17．如图所示，一正离子在垂直于匀强磁场的固定光滑轨道内做匀速圆周运动，当磁场均匀增大时，离子运动的周期将________。
18．如图，铁质齿轮P可绕其水平轴O转动，其右端有一带线圈的条形磁铁，G是一个电流计，当P转动，铁齿靠近磁铁时铁齿被磁化，通过线圈的磁通量_____，线圈中就会产生感应电流。当P从图示位置开始转到下一个铁齿正对磁铁的过程中，通过G的感应电流的方向是______。
三、综合题
19．如图所示，闭合电路中的一部分导线在电磁铁的磁场中垂直于磁场运动，导线的运动方向向下，试标出导线中产生的感应电流方向．
20．如图所示边长为l的正方形金属线框，以一定的速度进入磁感应强度为B的有界匀强磁场（磁场宽度略大于线框边长），线框平面始终与磁场方向垂直。从线框进入磁场区域直到完全离开的过程中，线框中产生的感应电流方向是怎样的？（方向采用“顺时针”或“逆时针”）
21．如图所示，在通有电流I的长直导线附近有一个矩形线圈，线圈与导线始终在同一个平面内。线圈在导线的一侧，垂直于导线左右平移时，其中产生了方向的电流。已知距离载流直导线较近的位置磁场较强。请判断：线圈在向哪个方向移动？
22．如图所示，v为闭合电路中一部分导线在匀强磁场中运动的速度方向，试标出导线中的感应电流方向．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
磁单极粒子靠近线圈时，线圈内磁场向下，磁通量增大，据楞次定律可知，电流沿逆时针方向，当磁单极粒子远离线圈时，线圈内磁场向上，磁通量减小，据楞次定律可知，电流沿逆时针方向。
故选A。
2．B
【详解】
0到t1时间内电流沿逆时针方向减小，穿过线圈B的磁通量垂直纸面向外减小，根据楞次定律可知线圈B内有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势；t1到t2时间内电流沿顺时针方向增大，穿过线圈B的磁通量垂直纸面向里增大，根据楞次定律可知线圈B内有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势。综上所述可知ACD错误，B正确。
故选B。
3．A
【详解】
伸开右手，使拇指与其余四指垂直，并且与手掌在同一个平面内；在赤道的上方磁场的方向从南向北，让磁感线从掌心进入，拇指所指的方向指向导体棒运动方向，也就是竖直向下，这时四指由西指向东，也就是感应电流的方向．导线作为电源，在电源内部电流从负极流向正极，所以东端电势高，故A正确，BCD错误．
4．D
【详解】
A．A环闭合，磁铁靠近A环时，由来拒去留可知，A环会转动远离磁铁，A错误；
BD．B环不闭合，磁铁靠近B环时，环内不产生感应电流，因此环不受到磁场的作用，横杆不转动，B错误，D正确；
C．用磁铁的N极靠近A环，向里的磁通量增大，所以A环中感应磁场方向向外，A环能产生逆时针的感应电流，C错误；
故选D。
5．C
【详解】
A．金属棒ab沿导轨向右运动时，所受安培力方向向左，以“阻碍”其运动，故A错误；
B．根据右手定则可知，流过金属棒ab的感应电流的方向是从b流向a，ab棒相当于电路中的电源，在电源内部，电流是从负极（低电势）流向正极（高电势），即a端电势更高，故B错误；
CD．流过螺线管的电流方向是从A端到达B端，根据右手螺旋定则可知，螺线管的A端为S极，故C正确，D错误。
故选C。
6．D
【详解】
根据楞次定律的“阻碍变化”知“来拒去留”，当两磁铁靠近线圈时，线圈要阻碍其靠近，线圈有向右移动的趋势，受木板的摩擦力向左，当磁铁远离时，线圈要阻碍其远离，仍有向右移动的趋势，受木板的摩擦力方向仍是向左的，故选项D正确．
7．A
【详解】
由题意可知，当电路接通的瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大，右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流，异向电流相互排斥。该过程利用的原理是楞次定律，其发现者为楞次。
故选A。
8．B
【详解】
A．根据右手定则，通电直导线的磁场在上方向外，下方向里；离导线近的地方磁感应强度大，离导线远的地方磁感应强度小．线框从上向下靠近导线的过程，向外的磁感应强度增加，根据楞次定律，线框中产生顺时针方向的电流；穿越导线时，上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加，先是向外的磁通量减小，之后变成向里的磁通量，并逐渐增大，直至最大；根据楞次定律，线框中产生逆时针方向的电流．向里的磁通量变成最大后，继续向下运动，向里的磁通量又逐渐减小，这时的电流新方向又变成了顺时针，即感应电流方向依次为ACBA→ABCA→ACBA.故A错误；
B．根据A中的分析，穿越导线时，上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加，先是向外的磁通量减小，一直减小到0，之后变成向里的磁通量，并逐渐增大．这一过程是连续的，始终有感应电流存在，故B正确；
CD．根据楞次定律，感应电流始终阻碍线框相对磁场的运动，故受安培力的方向始终向上，不是0，因此线框不可能做自由落体运动，故C错误，D错误．
故选B.
9．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。
10．D
【详解】
试题分析：解本题时应该掌握：楞次定律的理解、应用．在楞次定律中线圈所做出的所有反应都是阻碍其磁通量的变化．如：感应电流磁场的磁通量、面积、速度、受力等．
当滑动变阻器的滑片P向上滑动，通过线圈a的电流减小，闭合导体环b内的磁通量减小，根据楞次定律可知：线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流因此线圈，做出的反应是面积有扩展的趋势，同时将靠近磁铁，故减小了和桌面的挤压程度，从而使导体环对桌面压力减小，选项A BC错误，D正确，
故选D．
11．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。
12．C
【详解】
AB．线圈进入磁场过程中，垂直于纸面向里的磁场变大，根据楞次定律可知线圈中的感应电流产生的磁场应垂直于纸面向外，根据安培定则可知线圈中电流为逆时针方向，线圈离开磁场的过程中垂直于纸面向里的磁场变小，根据楞次定律可知线圈中的感应电流产生的磁场应垂直于纸面向里，根据安培定则可知线圈中的电流为顺时针方向，综上所述，线圈通过磁场区域的过程中，线圈中的感应电流先逆时针，后顺时针，AB错误；
CD．线圈切割磁感线的有效长度示意图如图
结合楞次定律阻碍相对运动的推论，根据左手定则可知安培力始终水平向左，则该拉力的方向水平向右，C正确，D错误。
故选C。
13．BC
【详解】
AB．线框进入磁场时，由楞次定律可知感应电流方向为a→d→c→b→a，线框离开磁场时，电流方向为a→b→c→d→a，选项A错误，B正确；
CD．根据左手定则判断得知，线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向右；同理线框离开磁场时，安培力方向水平向右；选项C正确，D错误；
故选BC。
14．AD
【详解】
AB．根据楞次定律，小磁铁的磁性越强，通过导线环的磁通量越大，磁通量变化越大，因此下落过程中在导线环中产生的感应电流越大，感应电流产生的磁场也就越强，从而对小磁铁的阻碍也就越大，小磁铁向下运动的加速度就越小，因此小磁铁最后匀速运动的速度就越小，B错误，A正确；
C．小磁铁最后做匀速直线运动时，受到的线圈对它的阻力与重力大小相等，方向相反，所以线圈中的感应电流不可能为0，C错误；
D．设小磁铁做匀速运动时，下落距离h，在此过程中有
mgh=Q
式中Q为小磁铁匀速下落h高度在螺线管中产生的热量，其大小为
式中E是螺线管中产生的感应电动势，是小磁铁通过距离h所需的时间，由于小磁铁匀速运动，因此有
联立解得
感应电流为
I=
D正确。
故选AD。
15．AD
【详解】
经典力学只适用于低速、宏观物体，不适用于高速微观粒子，选项A正确；惯性是物体的固有属性，惯性的大小只与物体的质量有关，与速度无关，选项B错误；带电粒子垂直射入匀强磁场（不计重力）时将作匀速圆周运动，选项C错误；感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果，选项D正确；故选AD.
16． N→M M→N
【详解】
根据右手定则，MN中的电流方向为N→M。
根据右手定则，MN中的电流方向为M→N。
17．变小
【详解】
当磁场均匀增大时，在光滑轨道处产生逆时针方向的感应电场，正离子在电场力作用下做加速运动，动能增加，速度增加，T＝，周期减小。
18． 增大 先向左再向右
【详解】
铁齿被磁化产生的磁场方向与线圈原磁场方向相同，从右向左，所以通过线圈的磁通量增大。
线圈正对铁齿离开，从右向左的磁场减弱，根据楞次定律可知线圈中产生的磁场从右向左，根据安培定则可知通过G的电流为从右向左；当上边铁齿靠近线圈时，线圈中从右向左的磁场增强，根据楞次定律可知线圈中产生的磁场从左向右，根据安培定则可知通过G的电流从左向右，所以通过G的感应电流的方向是先向左再向右。
19．
【详解】
由右手螺旋定则可知，左边螺线管的右边的S极，右边螺线管的左边的N极，所形成的磁场方向水平向左，由右手则可知，产生的感应电流方向垂直纸面向里，如图
20．先逆时针方向，然后不产生感应电流，最后沿顺时针方向。
【详解】
线圈进入磁场时，穿过线圈的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向为逆时针方向；当线圈全部进入磁场后，穿过线圈的磁通量不变，线圈中无感应电流；线圈出离磁场时，穿过线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向为顺时针方向；
21．向左移动
【详解】
选择矩形线圈为研究对象，画出通电直导线一侧的磁感线分布图（图），磁感线方向垂直纸面向里，用“×”表示。已知矩形线圈中感应电流的方向是，根据右手螺旋定则，感应电流的磁场方向是垂直纸面向外的（即指向读者的，用矩形中心的圆点“·”表示）。根据楞次定律，感应电流的磁场应该是阻碍穿过线圈的磁通量变化的。现在已经判明感应电流的磁场从纸面内向外指向读者，是跟原来磁场的方向相反的。因此线圈移动时通过它的磁通量一定是在增大。这说明线圈在向左移动。
22．垂直纸面向里
【详解】
由右手定则可知，当闭合电路中一部分导线在匀强磁场中向上运动时，导线中的感应电流方向为垂直纸面向里。如图
答案第1页，共2页