2.1感应电流的方向 同步练习（Word版含解析）

粤教版（2019）选择性必修二 2.1 感应电流的方向
一、单选题
1．如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的条形磁铁。当一水平线圈从磁铁上方附近沿直线AB快速经过时，若磁铁始终不动，关于线圈中电流方向正确判断的是（从上往下看）（　　）
A．一直是逆时针 B．一直是顺时针
C．先逆时针，后顺时针 D．先顺时针，后逆时针
2．如图所示，两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（　　）
A．同时增大减小
B．同时减小增大
C．同时以相同的变化率增大和
D．以上三者均不能产生顺时针电流
3．小李同学在探究电磁感应现象和楞次定律时，进行了如下实验：如图所示，矩形金属线圈放置在水平薄玻璃上，玻璃正下方有两块完全相同的蹄形磁铁，磁铁四个磁极之间的距离相等。当两块磁铁匀速向右通过玻璃正下方时，玻璃上的线圈始终保持不动，关于线圈所受摩擦力的方向，下列说法正确的是（　　）
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
4．如图为地球磁场的磁感线示意图。在北半球，地磁场竖直分量向下。一飞行员驾驶飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变，由于地磁场的存在，机翼就会切割磁感线，致使机翼的两端之间会有一定的电势差。则从飞行员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势（　　）
A．高 B．低
C．相等 D．以上情况都有可能
5．如图所示，A、B是两根互相平行的、固定的长直通电导线，二者电流大小和方向都相同．一个矩形闭合金属线圈abcd与A、B在同一平面内，并且ab边保持与通电导线平行．线圈从图中的位置1匀速向左移动，经过位置2，最后到位置3，其中位置2恰在A、B的正中间．则下列说法中正确的是（　　）
A．在位置2时，穿过线圈的磁通量为零
B．在位置2时，穿过线圈的磁通量的变化率为零
C．从位置1到位置3的整个过程中，线圈内感应电流的方向发生了变化
D．从位置1到位置3的整个过程中，线圈受到的磁场力的方向先向右后向左
6．如图所示，螺线管导线的两端与平行金属板相接，一个带正电的小球用绝缘细线悬挂在两金属板间，并处于静止状态。若使一条形磁铁从左向右靠近螺线管，则（　　）
A．小球向右摆动 B．小球向左摆动
C．小球向前摆动 D．小球保持静止
7．如图所示，虚线左侧有范围足够大的匀强磁场，矩形闭合导线框abcd的一部分位于磁场中，磁场方向与线框平面垂直。下列说法正确的是（　　）
A．线框向上平动时，会产生感应电流
B．线框向下平动时，会产生感应电流
C．线框向左平动时（未全部进入磁场），会产生感应电流
D．线框向右平动时（未全部离开磁场），不会产生感应电流
8．如图所示，紧绕有闭合线圈的绝缘圆筒放在表面由非磁性材料制成的电子秤上，一条形磁铁（N极向下）从圆筒正上方由静止释放后插入圆筒。空气阻力不计。对磁铁插入圆筒且未碰到电子秤表面的过程，下列说法正确的是（　　）
A．磁铁的加速度恒定
B．磁铁的机械能减小
C．通过电阻的电流方向如图中箭头所示
D．与磁铁尚未运动时相比电子秤的示数减小
9．如图所示，绝缘光滑水平面上有两个离得很近的导体环a、b。将条形磁铁沿它们的正中向下移动（不到达该平面），a、b将如何移动（　　）
A．a、b将相互远离 B．a、b将相互靠近
C．a、b将不动 D．无法判断
10．如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合线圈，则线圈对条形磁铁的作用力方向是（　　）
A．先向左，再向右 B．先向右，再向左 C．始终向右 D．始终向左
11．如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆置于导轨上并与导轨形成闭合回路，一圆环形金属框位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是
A．中沿顺时针方向，中沿逆时针方向
B．中沿顺时针方向，中沿顺时针方向
C．中沿逆时针方向，中沿逆时针方向
D．中沿逆时针方向，中沿顺时针方向
12．如图所示，和分别是线圈的两个端点，是线圈的中心抽头，和分别与平行金属导轨连接，导轨平面垂直于匀强磁场。导轨上的金属杆贴着导轨向左加速切割磁感线时，设、、三点的电势各为、、，则（　　）
A．， B．，
C．， D．，
13．如图所示，AOC是光滑的金属轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列判断正确的是（　　）
A．感应电流的方向始终是由
B．感应电流的方向始终是由
C．PQ受磁场力的方向垂直杆向左
D．PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上
14．如图甲所示，OO'轴沿竖直方向，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极间，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO'轴转动，不计摩擦;如图乙所示，闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速度为零，不计摩擦，整个曲面处在垂直纸面的磁场中（图中未画出），下列说法正确的是（　　）
A．图甲中当逆时针（从上向下看）转动蹄形磁铁时，磁铁的磁极未知，故线圈转动方向未知
B．图甲中当蹄形磁铁不动时，给闭合线圈一初速度，使其沿OO'轴转动，由于不计摩擦，线圈将匀速转动
C．图乙中若磁场为非匀强磁场，因圆环面积不变，可知圆环磁通量不变，故圆环机械能守恒，滚上的高度仍为h
D．图乙中若磁场为非匀强磁场，圆环滚下过程中，圆环内有感应电流
15．如图甲所示，环形导线b与导轨、导体棒构成闭合回路，导体棒在匀强磁场中向左运动，金属环a与导线环b共面共心；如图乙所示，金属环N放置于环形电流i所产生的磁场中，环形电流i方向为顺时针方向，环面与磁场方向垂直。下列说法正确的是（　　）
A．若图甲中的导体棒向左匀速运动，环a将产生逆时针方向的感应电流，且有扩张的趋势
B．若图甲中的导体棒向左加速运动，环a不会产生感应电流，无收缩或扩张的趋势
C．若图乙中的电流i减弱，N中将产生沿逆时针方向的感应电流，且有收缩的趋势
D．若图乙中的电流i减弱，N中将产生沿顺时针方向的感应电流，且有收缩的趋势
二、填空题
16．如图所示，两条平行导电导轨与一螺线管相连，导轨所在处的左半部分有一垂直于导轨平面向里的匀强磁场，导轨上搁有一根导体棒，且在磁场区内，现使导体棒向左平移，则导体棒中的感应电流方向为__________，螺线管的________端为N极，螺线管右侧的小磁针N极应指向________．
17．如图所示，当线圈由图示位置开始向左拉出磁场时，线圈中感应电流方向是___________；线圈受到磁场对其作用力的合力方向是_________________。
18．如图所示，条形磁铁移近螺线管时螺线管和条形磁铁之间________（填“有”或“无”）相互电磁作用力；螺线管中A点电势________ B点电势．（填“高于”或“低于”）
19．如图所示，两金属棒、放在磁场中，并组成闭合电路，当棒向左运动时，棒受到向下的磁场力，则Ⅰ是_________极，Ⅱ是_________极．
三、解答题
20．在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图所示接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系.当闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央.然后按图所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路
（1）S闭合后，将螺线管A（原线圈）插入螺线管B（副线圈）的过程中，电流表的指针将如何偏转？
（2）保持开关S闭合，线圈A放在B中不动时，指针如何偏转？
（3）保持开关S闭合，线圈A放在B中不动将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表指针将如何偏转？
（4）保持开关S闭合，线圈A放在B中不动，突然断开S，电流表指针将如何偏转？
21．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。
22．简要说明楞次定律是能量守恒定律的表现？
23．如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求：
(1)通过电流表中的电流方向
(2)磁感应强度的大小B；
24．如图所示，水平放置一个有铁芯的螺线管，在螺线管的一端悬挂着一个轻小的闭合导电线圈，问：闭合开关S的瞬间，轻小的闭合导电线圈将怎样运动？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
根据条形磁铁磁感线分布规律可知，沿直线AB快速经过过程，穿过线圈向上的磁通量先增加后减少，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场应阻碍原磁通量的变化，根据右手螺旋定则可以判断，线圈中电流方向先顺时针，后逆时针。
故选D。
2．B
【解析】
【详解】
ABD．产生顺时针方向的感应电流则感应磁场的方向垂直纸面向里。由楞次定律可知，圆环中的原磁通量变化为向里的磁通量减少或者向外的磁通量增多，故AD错误，B正确。
C．同时以相同的变化率增大B1和B2，或同时以相同的变化率减小B1和B2，总的磁通量总保持大小相同，不会产生感应电流，故C错误。
故选B。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
由楞次定律，线圈的感应电流总要阻碍磁极的相对运动，故磁极对线圈有向右的安培力，则线圈所受摩擦力一直向左。
故选D。
4．A
【解析】
【详解】
北半球的地磁场有竖直向下的分量，飞机飞行时，水平机翼切割向下的磁感线，根据右手定则，可知无论飞机向任何方向飞行，则从飞行员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势高。
故选A。
5．A
【解析】
【详解】
AB．磁通量是指穿过线圈中磁感线的净条数，故在位置2，A导线在线圈中的磁场方向向里，B导线在线圈中的磁场方向向外，则线圈的磁通量为0，但磁通量的变化率不为0，A正确，B错误；
C．1→2，磁通量向外减小，感应电流为逆时针方向，2→3，磁通量向里增大，感应电流仍为逆时针方向，C错误；
D．由楞次定律知，线圈所受磁场力总是阻碍线圈与导线的相对运动，方向总是向右，D错误．
故选A。
6．A
【解析】
【详解】
当磁铁插入时，导致线圈的磁通量发生变化，从而导致线圈中产生感应电动势，假设电路闭合，则由楞次定律可知，感应电流方向是从右极向下通过线圈再到左极，由于线圈相当于电源，因此左极电势高，所以带正电小球将向右摆动，故A正确，BCD错误。
故选A。
7．C
【解析】
【详解】
AB．线框上下平动时，线框中的磁通量没有发生变化，线框中没有感应电流，故AB错误；
C．线框向左平动时（未全部进入磁场），线框中的磁通量变大，会产生感应电流，故C正确；
D．线框向右平动时（未全部离开磁场），线框中的磁通量变小，会产生感应电流，故D错误。
故选C。
8．B
【解析】
【详解】
A．根据来拒去留，磁铁所受的磁场力是斥力，因为磁铁加速下落，斥力的大小是变化的，所以磁铁的加速度是变化的，A错误；
B．斥力对磁铁做负功，磁铁的机械能减小，B正确；
C．线圈所在处的磁场方向向下并且增大，根据增反减同，感应电流的磁场向上，根据安培定则，线圈中产生逆时针的感应电流，通过电阻的电流方向与如图中箭头所示的方向相反，C错误；
D．根据牛顿第三定律，磁铁对线圈的磁场力向下，与磁铁尚未运动时相比电子秤的示数增大，D错误。
故选B。
9．A
【解析】
【详解】
根据Φ＝BS，磁铁向下移动过程中B增大，所以穿过每个环中的磁通量都增大，a、b中产生同方向的感应电流，两环间有斥力作用，所以a、b将相互远离，A正确。
故选A。
10．D
【解析】
【详解】
条形磁铁从左向右进入螺线管的过程中，磁通量在增加，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化，可知线圈对条形磁铁的作用力方向是向左；条形磁铁从左向右离开螺线管的过程中，磁通量在减少，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化，可知线圈对条形磁铁的作用力方向是向左，故D正确，ABC错误。
11．D
【解析】
【详解】
PQ突然向右运动，导体切割磁感线，根据右手定则，可知电流由Q流向P，中电流沿逆时针方向，PQRS中的电流产生的磁场向外增强，则T中的合磁场向里减弱，根据楞次定律可知T的感应电流产生的磁场应指向纸面内，则T中感应电流方向为顺时针。故ABC错误，D正确。
故选D。
12．C
【解析】
【详解】
由右手定则可知
当加速运动时，在线圈中产生变大的感应电流，则通电螺线管的磁场增强，在线圈产生感应电动势，根据楞次定律可知
故C正确，ABD错误。
故选C。
13．D
【解析】
【详解】
AB．在PQ杆滑动的过程中，的面积先增大，后减小，穿过磁通量先增大，后减小，根据楞次定律可知：感应电流的方向先是由P到Q，后是由Q到P，故AB错误；
CD．由左手定则判断得到：PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上，故D正确，C错误。
故选D。
14．D
【解析】
【详解】
A．当逆时针（从上向下看）转动蹄形磁铁时，根据楞次定律可知，为阻碍磁通量变化，则线圈与磁铁转动方向相同，A错误；
B．当蹄形磁铁不动时，闭合线圈以某一初速度绕OO'轴转动，切割磁感线，产生感应电流，线圈受到的安培力阻碍线圈的转动，则线圈做减速转动，B错误；
CD．若题图乙中磁场是非匀强磁场，闭合金属环滚动过程中，磁通量变化，环中产生感应电流，金属环的一部分机械能转化为电能，金属环在曲面另一侧滚上的高度减小，C错误D正确。
故选D。
15．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．若题图甲中的导体棒向左匀速运动，根据右手定则，导线环b中产生逆时针方向的感应电流，通过导线b的感应电流恒定，产生的磁场也恒定，金属环a中不会产生感应电流，A错误；
B．若题图甲中的导体棒向左加速运动，根据右手定则，导线b中产生逆时针方向的感应电流，且感应电流不断增大，由右手螺旋定则可知，导线环b内部的磁场方向垂直纸面向外且逐渐增强，将金属环a内部的磁场分为b内部的磁场和a、b之间的磁场两部分，根据叠加原理，可知通过金属环a中的合磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外且大小逐渐增强，由楞次定律可知，金属环a产生的磁场将阻碍a中磁场的变化，则金属环a产生的磁场方向垂直纸面向里，即金属环a中产生顺时针方向的感应电流，根据同向电流相互吸引、反向电流相互排斥，可知金属环a有扩张的趋势，B错误；
CD．由右手螺旋定则可知，若题图乙中环形电流i减弱，则i内部产生的磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里且大小逐渐减弱，将金属环N内部的磁场分为i内部和N、i之间两部分，根据叠加原理，可知通过金属环N中的合磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里且大小逐渐减弱，由楞次定律可知，金属环N产生的磁场将阻碍N中磁场的变化，则金属环N产生的磁场方的磁感应强度向垂直纸面向里，即金属环N中产生顺时针方向的感应电流，根据同向电流相互吸引、反向电流相互排斥，可知金属环N有收缩的趋势，C错误，D正确。
故选D。
16． 由M到N 下 上
【解析】
【详解】
[1]根据右手定则可知，当MN导体棒应向左平移时，则导体棒中的感应电流方向由M到N；
[2]依据安培定则，则螺线管的下端为N极；
[3]根据小磁针静止时N极的指向即为磁场方向，因此小磁针N极应指向上；
17． 顺时针 向右
【解析】
【详解】
[1]根据楞次定律可知圈中感应电流方向是顺时针方向；
[2]根据楞次定律可知线圈受到磁场对其作用力的合力方向是水平向右。
18． 无 低于
【解析】
【详解】
条形磁铁移近螺线管时，由于螺线管不闭合，不产生感应电流，所以螺线管和条形磁铁之间无相互电磁作用力；
条形磁铁移近螺线管时，螺线管磁通量增加，根据楞次定律可知螺线管中感应电动势方向从A指向B，A端相当于电源的负极，B端相当于电源的正极，则A点电势低于B点电势．
【点睛】
解决本题要明确产生感应电流的必要条件是电路必须闭合，没有感应电流，线圈不受安培力．根据楞次定律判断感应电动势的方向，即可判断电势的高低．
19． S N
【解析】
【详解】
[1][2]由左手定则可知，cd受到的安培力方向向下，棒中电流方向是：由c指向d；由右手定则可知，ab棒所处位置磁场方向：竖直向上，则Ⅰ是S极，Ⅱ是N极；
20．（1）向右偏转 （2）不偏转 （3）向右偏转 （4）向左偏转
【解析】
【详解】
在图（a）中，闭合开关，电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向左偏转，即电流从哪个接线柱流入，指针就向哪侧偏转．在图（b）中，闭合开关后，由安培定则可知，线圈A中的电流产生的磁场竖直向上；
(1)将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向上，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将右偏转；
(2)保持开关S闭合，线圈A放在B中不动时，穿过B的磁通量恒定不变，没有感应电流产生，电流表不偏转；
(3)保持开关S闭合，线圈A放在B中不动将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻减小，A中的电流增大，所以A中的磁场增强，所以穿过B的磁通量增大，楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将右偏转；
(4)线圈A放在B中不动，突然断开S，A中电流产生的磁场突然消失，故穿过B的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，电流表指针向左偏转。
21．（1）b到a；（2）；（3）。
【解析】
【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
22．见解析
【解析】
【详解】
能量守恒定律是自然界普遍的规律，楞次定律中感应电动势的后果总是和引起感应电流的原因相对抗或阻碍，而这种对抗或阻碍的作用是把其他形式的能量转化为感应电流所在回路中的电能，之后电能又转化为内能。在电磁感应这种能量转化过程中，总的能量是守恒的，楞次定律的意义在于它是能量的转化和守恒定律在电磁感应现象中的具体体现，所以楞次定律的本质是能量守恒定律。
23．（1）从右向左；（2）.
【解析】
【详解】
(1)右手定则可知，通过导体棒的电流方向向右，流过电流表的电流从右向左；
(2)电流稳定后，导体棒做匀速运动，则有
BIL＝mg
解得
24．将向远离螺线管的方向摆动
【解析】
【详解】
闭合开关S的瞬间，螺线管产生的磁场使得闭合导电线圈中的磁通量瞬间增大，根据楞次定律可知，线圈中会产生感应电流阻碍这种变化，即感应电流的磁场会与螺线管的磁场相斥，所以闭合导电线圈将向远离螺线管的方向摆动。
答案第1页，共2页
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