选择性必修二2.1感应电流的方向(word版含答案)

选择性必修二 2.1 感应电流的方向
一、单选题
1．如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上。下列操作后的现象判断正确的是（　　）
A．闭合开关S瞬间，线圈P里没有感应电流
B．断开开关S瞬间，线圈P里有感应电流，且流经电表的电流方向为a→b
C．闭合开关S瞬间，线圈P里有感应电流，且流经电表的电流方向为a→b
D．闭合开关S，待线圈M中电流稳定时，线圈P里有感应电流
2．如图记录的是“探究影响感应电流方向的因素”的实验现象，则下列判断正确的是（　　）
A．由甲、乙可知，当磁铁靠近线圈时，磁铁和线圈相斥
B．由甲、乙可知，感应电流的方向由穿过线圈的磁场方向决定
C．由丙、丁可知，当磁铁远离线圈时，磁铁和线圈相斥
D．由丙、丁可知，穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反
3．如图所示，一闭合小金属线圈从蹄形磁铁的N极正上方移到S极正上方，从上往下看，此过程中小线圈中感应电流的方向 （　　）
A．始终沿顺时针 B．始终沿逆时针
C．先沿顺时针后沿逆时针 D．先沿逆时针后沿顺时针
4．如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁（极性不明），当条形磁铁下落时，可以判定（ ）
A．环中将产生俯视逆时针的感应电流
B．环对桌面的压力将减小
C．环有面积减少的趋势
D．磁铁将受到竖直向下的电磁作用力
5．如图所示，光滑平行导轨M、N固定在同一水平面上，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时（　　）
A．P、Q将互相靠拢 B．P、Q将互相远离
C．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度大于g
6．安检门是一种检测人员有无携带金属物品的探测装置，又称金属探测门。安检门主要应用在机场、车站等人流较大的公共场所用来检查人身体上隐藏的金属物品，如枪支、管制刀具等。如图为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈。工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀减小的电流，则（　　）
A．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为逆时针
B．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大
C．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为逆时针
D．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化
7．位于光滑水平面上的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁体沿着螺线管的轴线以初速度v水平穿过，如图所示，在此过程中（　　）
A．磁体做匀速直线运动
B．磁体做加速运动
C．小车向右做加速运动
D．小车先加速后减速
8．如图所示，一通有图示方向恒定电流的长直导线和一单匝闭合金属线圈放在光滑的水平面上，现给线圈一个初速度，的方向与电流方向的夹角为，电流足够大，则下列说法正确的是（　　）
A．线圈最终停在水平面上
B．线圈中感应电流沿逆时针方向
C．线圈中的感应电流大小恒定
D．线圈最终以的速率做匀速直线运动
9．如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。当把线圈水平向右平移时，条形磁铁始终保持静止。移动线圈的过程中，从上方俯视，下列说法正确的是（　　）
A．穿过圆环的磁通量变大 B．圆环中产生顺时针方向的感应电流
C．圆环中产生逆时针方向的感应电流 D．圆环中不产生感应电流
10．如图所示，导线框与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，在线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是（　　）
A．先，后，再 B．先，后
C．始终 D．先，后，再
11．如图所示，在一固定的圆柱形磁铁的N极附近置一水平线圈abcd，磁铁轴线与线圈水平中心线轴重合。下列说法正确的是（ ）
A．当线圈刚沿轴向右平移时，线圈中有感应电流，方向为abcda
B．当线圈刚绕轴转动时（ad向外，bc向里），线圈中有感应电流，方向为abcda
C．当线圈刚沿垂直纸面方向向外平移时，线圈中有感应电流，方向为adcba
D．当线圈刚绕轴转动时（ab向里，cd向外），线圈中有感应电流，方向为adcba
12．如图，是电子感应加速器的示意图，上图是侧视图，下图是真空室的俯视图，如果从上向下看，要实现电子沿逆时针方向在环中加速运动。那么电磁铁线圈中的电流应满足（　　）
A．与图示线圈中电流方向一致，电流在减小 B．与图示线圈中电流方向一致，电流在增大
C．与图示线圈中电流方向相反，电流在减小 D．与图示线圈中电流方向相反，电流在增大
13．1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”。1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验，他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，从上向下看，导线图中出现的感应电流方向是（　　）
A．先逆时针，后顺时针 B．先顺时针，后逆时针
C．一直顺时针 D．一直逆时针
14．如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流从a到b为正方向，在0~t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则 （　　）
A．从左向右看感应电流先逆时针后顺时针
B．铝环受到的安培力一直向左
C．铝环受到的安培力先向左后向右
D．铝环始终有收缩趋势
15．如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中（　　）
A．感应电流的方向先顺时针后逆时针再顺时针
B．感应电流的方向一直是逆时针
C．安培力的方向始终与速度方向相反
D．安培力的方向始终沿水平方向
二、填空题
16．如图所示，光滑平行金属导轨和都处于同一水平面内，P和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向左运动时，流过导体棒的电流方向为_________，MN向右运动时，流过导体棒的电流方向为_________。（均选填“M→N”或“N→M”）
17．小张同学用图甲的实验装置“研究电磁感应现象”。断开开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下。
（1）闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针________（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
（2）如图乙所示，R为热敏电阻，其阻值随着周围环境温度的升高而减小。轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于其左侧。若周围环境温度急剧上升时，从左向右看，金属环A中电流方向_________（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将有_________（填“收缩”或“扩张”）的趋势。
18．把一个用丝线悬挂的铅球放在电路中的线圈上方，如图所示，在下列三种情况下，悬挂铅球的丝线所受的拉力与铅球不在线圈上方时比较：
（1）当滑片不动时，拉力____________．
（2）当滑动变阻器的滑片向右移动时，拉力__________． (填“变大”、“不变”或“变小”)
19．如图所示，金属棒ab置于电阻不计、水平放置的U形光滑导轨上，在虚线ef右侧存在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向下的有界匀强磁场。在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。金属棒ab在水平恒力F的作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右加速运动，在此过程中，回路abdc中电流沿______ （选填“顺时针方向”或“逆时针方向”），圆环L有______ （选填“收缩”或“扩张”）趋势，圆环内产生的感应电流沿______ （选填“顺时针方向”或“逆时针方向”）。
三、解答题
20．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？
21．图是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成一个闭合电路。在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间后才执行这个动作。延时继电器就是因此而得名的。
(1)请解释：当开关S断开后，为什么电磁铁还会继续吸住衔铁一小段时间？
(2)如果线圈B不闭合，是否会对延时效果产生影响？为什么？
22．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？
23．如图所示，通电直导线MN和矩形线框abcd位于同一平面内（两者之间绝缘）。初始时直导线位于线框正中央。当线框向右平移到图中虚线所在位置的过程中，线框中感应电流的方向如何？
24．如图所示，闭合电路abcd中的一部分导体ab在磁场中向右运动，试判断闭合电路中的电流方向。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．闭合开关瞬间，线圈M产生磁场，穿过线圈P的磁通量从无到有增加，则线圈P里有感应电流，故A错误；
B．断开开关瞬间，线圈M产生在铁芯中产生的向右的磁场消失，线圈P中的磁通量突然从向右变为无，根据楞次定律，感应电流在铁芯内产生的磁场向右，根据右手螺旋定则，流经电表的电流方向为，故B错误；
C．闭合开关瞬间，线圈M中产生向右的磁场，穿过线圈P的磁通量向右，从无到有增加，根据楞次定律，感应电流在铁芯中产生的磁场向左，根据右手螺旋定则，流经电表的电流方向为，故C正确；
D．闭合开关，待线圈M中电流稳定时，线圈P中的磁通量稳定不变，不产生感应电流，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】
A．甲图中，当磁铁靠近线圈时，线圈中产生如图所示从下到上的感应电流，根据安培定则可知线圈的上端相当于N极，则与上面磁铁的N极相互排斥；同理，乙图中线圈与磁铁之间也是相互排斥的，选项A正确；
B．由甲、乙可知，感应电流的方向由穿过线圈的磁场方向以及磁通量的变化情况共同决定，选项B错误；
C．由丙可知，当磁铁远离线圈时，线圈中产生的感应电流的磁场上端是S极，与磁铁的N极相互吸引；同理可知丁图中，线圈中产生的感应电流的磁场上端是N极，与磁铁的S极相互吸引；选项C错误；
D．由丙、丁可知，穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同，选项D错误。
故选A。
3．B
【详解】
小线圈从蹄形磁铁的N极正上方移到S极正上方的过程中，磁通量先向上减小后向下增大;根据楞次定律的推论“增反减同”，可判断小线圈中感应电流的方向始终沿逆时针（从上往下看），ACD错误，B正确。
故选B。
4．C
【详解】
A．根据楞次定律可知，由于条形磁铁的极性不明，无法确定环中感应电流的方向，故A错误；
BC．磁铁向下移动，穿过环中的磁通量增大，根据楞次定律可知，环有面积减少的趋势和向后退的趋势，则环对桌面的压力将增大，故B错误C正确；
D．根据力的作用是相互的可知，磁铁将受到竖直向上的电磁作用力，故D错误。
故选C。
5．A
【详解】
当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，可知，P、Q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用，同时，由于相互靠近，根据楞次定律的理解，阻碍相对运动，则磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g。
故选A。
6．D
【详解】
A．当左侧线圈中通有不断减小的顺时针方向的电流时，可知穿过右侧线圈的磁通量向右，且不断减小，根据楞次定律可知，右侧线圈中产生顺时针方向的感应电流，故A错误；
B．无金属片通过时，通电线圈中存在顺时针方向均匀减小的电流，则通电线圈中的磁通量均匀减小，所以穿过右侧线圈中的磁通量均匀减小，则磁通量的变化率是定值，由法拉第电磁感应定律可知，接收线圈中的感应电流不变，故B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，感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同，所以也会将该空间中的磁场的变化削弱一些，引起接收线圈中的感应电流大小发生变化。但是电流的方向不会发生变化，C错误，故选D。
故选D。
7．C
【详解】
磁铁水平穿入螺线管时管中将产生感应电流由楞次定律知：该电流产生的磁场的作用力阻碍磁铁的运动；同理磁铁穿出时电流产生的磁场的作用力也阻碍磁铁的运动。故整个过程中，磁铁做减速运动，而对于小车上的螺线管来说，在此过程中螺线管受到的安培力都是水平向右，这个安培力使小车向右运动，且一直做加速运动，故C正确，ABD错误。
故选C。
8．D
【关键能力】
本题考查法拉第电磁感定律、楞次定律、运动的分解等知识，考查考生的逻辑推理能力。
【详解】
线圈运动过程中，穿过线圈的磁通量向下减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线圈中产生顺时针方向的感应电流，根据“来拒去留”可知，通电直导线对线圈有水平向左的安培力，则线圈在垂直于通电直导线方向上做减速运动，直至速度减为零，由于穿过线圈的磁通量大小不再改变，所以线圈中没有感应电流产生，线圈将以的速度沿着平行于通电直导线方向做匀速直线运动，综上所述，ABC错误，D正确。
故选D。
9．C
【详解】
A．由图可知，圆环内磁通量向上，当线圈向右水平平移时，圆环的面积不变，穿过圆环的磁场的磁感应强度减小，因此穿过圆环的磁通量变小，故A项错误；
BCD．由选项A可知，穿过圆环的磁通量变小，因此根据楞次定律可知，圆环中感应电流的方向为逆时针方向，故C项正确，B项、D项错误。
故选C。
10．D
【详解】
线框在直导线左侧时，随着线框向右运动，向外的磁通量增加，根据楞次定律线框中感应电流的方向为。在线框的边跨过直导线后，如图所示
根据右手定则边产生的感应电流方向为，边产生的感应电流方向为。线框全部跨过直导线后，随着向右运动，向内的磁通量减少，根据楞次定律知线框中感应电流的方向为，故D正确，ABC错误。
故选D。
11．C
【详解】
A．当线圈刚沿轴向右平移时，穿过线圈的磁通量一直为零，则线圈中无感应电流产生，故A错误；
B．当线圈刚绕轴转动时（ad向外，bc向里），穿过线圈的磁通量一直为零，则线圈中无感应电流产生，故B错误；
C．当线圈刚沿垂直纸面方向向外平移时，垂直纸面方向向外穿过线圈的磁通量增加，则线圈中有感应电流，根据楞次定律可知，电流方向为adcba，故C正确；
D．当线圈刚绕轴转动时（ab向里，cd向外），穿过线圈的磁通量一直为零，则线圈中无感应电流产生，故D错误。
故选C。
12．B
【详解】
电子在真空室内逆时针做圆周运动，由左手定则可知，真空室内磁场从下到上，则上方为S极，由右手螺旋定则可知电流方向应与图示线圈中电流方向一致，与图示线圈中电流方向一致，要使电子逆时针加速，则感生电场的方向应为顺时针，由右手定则线圈产生的磁场向上增大，所以电流在增大，故B正确，ACD错误。
故选B。
13．D
【详解】
若N磁单极子穿过超导线圈的过程中，当磁单极子靠近线圈时，穿过线圈中磁通量增加，且磁场方向从上向下，所以由楞次定律可知，感应磁场方向从上向下看，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向逆时针；当磁单极子远离线圈时，穿过线圈中磁通量减小，且磁场方向从下向上，所以由楞次定律可知，感应磁场方向从下向上，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向逆时针。因此线圈中产生的感应电流方向一直逆时针不变。
故选D。
14．C
【详解】
ABC．由于电流从a到b为正方向，当电流从a流向b，由右手螺旋定则可知，线圈的磁场水平向右，由于电流逐渐减小，所以磁通量变小，根据楞次定律可得，铝环M中感应电流方向为顺时针（从左向右看），线圈与铝环相互吸引（同相电流相吸引）；当电流从b流向a，由右手螺旋定则可知，线圈的磁场水平向左，因电流增大，则磁通量变大，根据楞次定律可得，铝环M中感应电流方向为顺时针（从左向右看），线圈与铝环相互排斥（反向电流相排斥），故铝环M中的电流方向一直为逆时针，铝环受到的安培力先向左后向右，A、B错误，C正确；
D．穿过线圈M的磁通量先减小后增大，根据楞次定律，阻碍磁通量的变化，则铝环受到的安培力先向左后向右，线圈先扩大后收缩的趋势，故D错误。
故选C。
15．D
【详解】
AB．圆环从a处到圆环右侧到达两磁场边界的过程中，穿过圆环的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，此过程中的感应电流方向为逆时针方向。圆环从圆环右侧到达两磁场边界到最低点过程中，穿过圆环的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，此时电流方向沿顺时针方向。圆环从最低点到离开两磁场边界时，穿过圆环的磁通量向外增加，根据楞次定律可知，此时感应电流的方向沿顺时针方向。圆环从离开磁场后到b处的过程中，穿过圆环的磁通量向外减小，则根据楞次定律可知，此过程中的感应电流方向沿逆时针方向，故AB错误；
CD．由于磁感应强度在竖直方向均匀分布，且水平方向非均匀分布，则在整个过程中，导线的等效长度总是沿竖直方向的，故根据左手定则可知，安培力的方向始终沿水平方向，故C错误，D正确。
故选D。
16． M→N N→M
【详解】
[1]根据右手定则，MN向左运动时，MN中的电流方向为M→N。
[2]根据右手定则，MN向右运动时，MN中的电流方向为N→M。
17． 向左偏转 逆时针 收缩
【详解】
（1）[1]断开开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下, 将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，电流增大，与断开开关电流减小相反，灵敏电流计的指针向左偏转；
（2）[2]周围环境温度急剧上升时，R电阻减小，电流增大，直螺线管产生的原磁场向右增加，根据楞次定律可知，金属环上感应电流产生的磁场向左，从左向右看，金属环A中电流方向逆时针；
[3] 金属环上逆时针的感应电流在直螺线管产生的向右的磁场中受到的安培力有收缩的趋势．
18． 不变 变小
【详解】
（1）铅球相当于口朝下的线圈，滑动变阻器的滑动端不移动时，电流没有变化，则铅球没有感应电流出现，则拉力等于重力，保持不变；
（2）当滑动变阻器的滑动头向右移动时，电流增大磁场增强，穿过铅球的磁通量变大，由楞次定律可知线圈与铅球互相排斥，则拉力变小．
19． 逆时针方向 收缩 顺时针方向
【详解】
[1][2][3]根据右手定则可知，ab棒切割磁感线，abdc回路中产生沿逆时针方向的感应电流，则abdc回路中感应电流在圆环处产生垂直纸面向外的磁场。感应电流的大小与ab棒切割磁感线的速度成正比，随着ab棒不断向右加速运动，穿过小圆环的磁通量不断增大，由楞次定律可知，小圆环中产生沿顺时针方向的感应电流，小圆环有收缩的趋势。
20．将向远离螺线管的方向摆动
【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。
21．(1)因为线圈B中产生了电磁感应现象，从而产生延时作用；(2)线圈不闭合，则不会产生延时效果。
【详解】
(1)由题意可知，当S断开后，线圈A中磁场减弱，穿过线圈B的磁通量要减小，根据楞次定律可知，B中产生的感应电流的磁场阻碍原来磁通量的减小，导致穿过线圈B的磁通量减小变慢，产生有延时释放D的作用；
(2)如果线圈不闭合，则B线圈中会有电磁感应现象，但不产生感应电流，故不会产生延时效果；
22．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。
23．线框中感应电流的方向为逆时针方向
【详解】
方法一：直导线MN中的电流所产生的磁场方向，可根据安培定则，判断出在导线右侧是垂直纸面向里（用”×”来表示），而在导线左侧是垂直纸面向外（用“ ”来表示）。当线框向右移动时，ab边和cd边做切割磁感线运动产生感应电动势（相当于两个电源），线框的ab边向右切割磁感线运动，由右手定则可得ab中感应电动势的方向是a→b。同理可得在cd边中的感应电动势的方向是c→d。所以线框abcd中的感应电流方向为逆时针方向。
方法二：若用楞次定律来判断亦可。根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。当原磁通量减少时，感应电流磁场与原磁场方向相同；当原磁通量增加时，感应电流磁场与原磁场方向相反。在运用楞次定律时，首先判明线框abcd向右平移时磁通量由零开始增大且方向垂直纸面向里。（提示：穿过线框的磁通量的计算，不仅要看穿过此线框磁感线条数的多少，还要看磁感线的方向，以相反方向穿过线框的磁感线计算磁通量时要”相互抵消”。）因此，感应电流磁场与原磁场方向相反。然后可判断线框中感应电流的磁场方向应向外。最后由安培定则判断感应电流是逆时针方向。
24．闭合电路中电流是顺时针方向
【详解】
用右手定则，右手心让磁感线穿过（即手掌心向纸外），大拇指同导线ab的运动方向相同（即向右），则四指向上得出通过导线ba的电流方向是b到a，由此可知闭合电路中产生顺时针方向的电流。
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