2.1科学探究：感应电流的方向同步练习（含解析）2023——2024学年高物理鲁科版（2019）选择性必修第二册
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| 名称 | 2.1科学探究：感应电流的方向同步练习（含解析）2023——2024学年高物理鲁科版（2019）选择性必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-04-18 21:36:37 | ||
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文档简介
2.1 科学探究：感应电流的方向 同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．通电螺线管外套着a、b两个金属环，两个环的圆心在螺线管的轴线上，如图所示。闭合开关S，在移动滑动变阻器的滑动头P时，下列说法正确的（ ）
A．磁通量
B．当P向右滑动时，a、b两环的面积有收缩的趋势
C．当P向左滑动时，b环中的感应电流方向为逆时针方向（从左向右看）
D．a、b两环中感应电流的磁场与螺线管内部磁感应强度方向相同
2．如图所示，通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上且金属环a位于通电螺线管中间位置，金属环b在螺线管右侧附近，b的环面与a的环面平行，当螺线管中电流增加时，下列说法正确的是（ ）
A．a环有缩小的趋势 B．a环中无感应电流，不受安培力
C．b环靠近螺线管 D．b环有缩小的趋势
3．在如图所示的条件下，闭合金属框（环）中能产生感应电流且方向发生变化的是（ ）
A．图甲中，水平放置的条形磁体，其正下方下落的坚直金属框
B．图乙中，水平放置的闭合金属环，一条通有交变电流的水平直导线处于其直径正上方
C．图丙中，条形磁体附近水平放置的金属框从位置向位置坚直向下运动
D．图丁中，闭合金属环自图中处落至处，为中点
4．如图所示，金属圆环静止在光滑水平桌面上，所处磁场方向如图。两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会使圆环向B1侧移动的是（ ）
A．同时增大B1减小B2
B．同时减小B1增大B2
C．B1不变，减小B2
D．同时以相同的变化率减小B1和B2
5．如图所示，一个导电圆环静止在绝缘水平桌面上，其圆心O正上方有一N极朝下的条形磁铁正在竖直方向运动，某时刻圆环产生了如图所示方向的电流I(俯视图逆时针)，则此时( )
A．磁铁的运动方向竖直向上 B．圆环对磁铁的作用力方向向下
C．导电圆环有收缩的趋势 D．导电圆环对桌面的压力小于重力
6．如图所示，两通电长直导线沿正方体的边和边放置，通过大小相等、方向如图中所示的恒定电流。一闭合圆形金属小线圈，初始位置圆心在A点，可沿不同方向以相同速率做匀速直线运动，运动过程中小线圈平面始终与平面平行。沿AD方向观察，不考虑地磁场影响，下列说法正确的是（ ）
A．C和D两点的磁感应强度相同
B．点的磁感应强度方向由D点指向点
C．圆形小线圈由A点向点移动时能产生顺时针方向的感应电流
D．圆形小线圈由A点向D点移动时能产生逆时针方向的感应电流
7．如图所示，圆形导体线圈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。现将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A．穿过线圈a的磁通量减小
B．从上往下看，线圈a中将产生顺时针方向的感应电流
C．线圈a有扩张的趋势
D．线圈a对桌面的压力增大
8．如图所示，光滑固定金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．P、Q将相互远离
B．P、Q对导轨M、N的压力小于自身重力
C．磁铁下落的加速度可能大于重力加速度g
D．磁铁动能的增加量小于重力势能的减少量
二、多选题
9．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（极性如图所示），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．环对桌面的压力将增大
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
10．如图所示，当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时，线圈A向右摆动，则（ ）
A．ab只能向右做匀加速运动
B．ab向左或向右做减速运动
C．电容器C上的电荷量保持不变
D．电容器C上的电荷量在减小
11．如图所示装置中，线圈和缠绕在硅钢片制成的铁芯上，两导体杆分别放在如图所示的磁场中。导体杆原来静止。当导体杆做如下哪些运动时，杆将向右移动（ ）
A．向右匀速运动 B．向右加速运动
C．向左加速运动 D．向左减速运动
12．如图所示，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
C．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
三、实验题
13．几位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素
(1)如图，请补齐连线。
(2)连接好电路，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中能使指针向左偏转的有________。
A．闭合开关时
B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动时
C．开关闭合后将B线圈从线圈中拔出时
(3)连接好电路，闭合开关，把B线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是 （选填“>”“<”或“=”）。
14．甲、乙、丙三位同学分别利用如图所示的装置进行电磁感应现象的探究。
(1)如图a，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有_______。
A．闭合开关
B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动
C．开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出
D．开关闭合时将A线圈倒置再重新插入B线圈中
(2)如图b所示，乙同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，时刻电流为0，如图c所示。下列说法正确的是（ ）
A．在时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为0
B．在到时间内，强磁铁的加速度大于重力加速度
C．强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下
D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加
(3)丙同学设计了如图d所示的实验装置，其中R为光敏电阻（其阻值与光照强度呈负相关），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），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为 （选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将 （选填“向左”或“向右”）运动。
四、解答题
15．交流异步电动机是利用交变电流产生的旋转磁场带动闭合线圈转动的电动机，其工作原理与下图所示的装置类似。磁铁旋转产生旋转磁场，带动闭合线圈转动。请根据所学物理知识回答以下问题，并说明理由。
（1）线圈中是否有感应电流
（2）线圈转动方向是否与磁铁转动方向一致
（3）电动机带负载工作时，线圈的转速是否可以达到磁铁转动的转速
16．如图所示，用丝线把闭合金属环悬挂于点O，图中虚线的左边有匀强磁场，右边则没有磁场，用手拨动金属环，使悬线偏离竖直位置，放手后，金属环摆动， 但金属环的摆动会很快停下来。试从能量转化角度解释这一现象。若整个空间都有向外的匀强磁场，还会有这种现象吗？
17．如图所示，一根足够长的无缝铝管竖直放置，一块圆形强磁铁从铝管上端开口处静止释放。不计摩擦阻力和空气阻力，在磁铁下落的过程中，请回答：
（1）铝管是否产生感应电流并说明原因；
（2）描述磁铁进入铝管后的运动情况；
（3）系统中的能量转化情况。
18．如图表示一对同轴螺线管，图中线圈A中的电流方向用“·”和“×”表示，请画出两条线圈A磁场的磁感线，再分析如果线圈A中的电流增大或减小，则线圈B中的感应电流分别为什么方向（用“·”或“×”表示）。
19．在如图中，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上，线圈M的电路中串联着电池、开关与滑动变阻器，线圈N的电路中串联着电流表。若电流从左侧（右侧）流入电流表则电流表指针向左（右）偏转，根据楞次定律判定以下几个过程中电流表指针的偏转情况。
（1）开关S闭合后的短暂过程；
（2）开关S闭合后，滑动变阻器滑片P向左滑动的过程。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．C
【详解】A．由于螺线管内部磁场和外部磁场均通过线圈a、b，且内部磁场的磁通量大于外部磁场的磁通量，则
因为螺线管外部磁场通过金属环a的磁通量小于通过金属环b的磁通量，故
故A错误；
B．P向右滑动，滑动变阻器阻值减小，电路总阻值减小，螺线管电流变大，根据安培定则可知通过a、b环中的磁通量向左变大，根据楞次定律可知，a、b两环的面积有扩张的趋势，故B错误；
C．P向左滑动，滑动变阻器阻值增大，电路总阻值增大，螺线管电流变小，根据安培定则可知通过a、b环中的磁通量向左变小，根据楞次定律可知，b环中的感应电流方向为逆时针方向（从左向右看），故C正确；
D．移动滑动变阻器的滑动头P，电路总电阻变化，线圈电流变化，电流磁场的变化使金属环a、b发生电磁感应现象，若螺线管电流的磁场变大，在金属环范围内，螺线管内部磁场比外部磁场变化快，则两金属环磁通量变大，故感应电流的磁场与螺线管内部磁场反向；反之，感应电流的磁场与螺线管内部磁场同向，故D错误。
故选C。
2．D
【详解】A．电流增加时，通电螺线管产生的磁场增强，a环磁通量增加。由楞次定律可知，从左向右看，a环感应电流为逆时针方向。由于外部磁场有向左的分量，由左手定则可判断，a环有扩张的趋势。故AB错误；
CD．电流增加时，磁场变强，b环磁通量增加，为阻碍原磁通量的增加，b环远离螺线管且有缩小的趋势。故C错误；D正确。
故选D。
3．D
【详解】A．水平放置的条形磁体，其正下方下落的坚直金属框，磁感线与金属框平行，穿过金属框的磁通量始终为零，无磁通量的变化，则没有感应电流产生，故A错误；
B．水平放置的闭合金属环，一条通有交变电流的水平直导线处于其直径正上方，进出金属环的磁通量一样多，则磁通量始终为零，无磁通量的变化，则没有感应电流产生，故B错误；
C．条形磁体附近水平放置的金属框从位置向位置坚直向下运动，在位置到B位置，磁感线向上穿过减小；从B位置到C位置，磁感线向下穿过增加，根据楞次定律可知这两个过程都有感应电流，但方向相同，故C错误；
D．闭合金属环自图中处落至处，金属环从A到O，磁通量向上增加，从O到B，磁通量向上减少，根据楞次定律可知，两个过程都有感应电流，且电流的方向相反，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】AC．开始时闭合回路的磁通量为零，同时增大B1减小B2，或B1不变，减小B2，都会使磁通量垂直纸面向里增大，根据楞次定律可知感应电流方向为逆时针，根据左手定则可知圆环所受安培力向下，即圆环向B2侧移动，故AC不符合题意；
B．开始时闭合回路的磁通量为零，同时减小B1增大B2，会使磁通量垂直纸面向外增大，根据楞次定律可知感应电流方向为顺时针，根据左手定则可知圆环所受安培力向上，即圆环向B1侧移动，故B符合题意；
D．开始时闭合回路的磁通量为零，同时以相同的变化率减小B1和B2，闭合回路的磁通量始终为零，没有感应电流产生，所以圆环始终静止，故D不符合题意。
故选B。
5．C
【详解】A．根据楞次定律可知，磁铁的运动方向竖直向下，选项A错误；
BD．根据“来拒去留”可知，圆环对磁铁的作用力方向向上，磁铁对圆环的作用力方向向下，则圆环对桌面的压力大于重力，选项BD错误；
C．根据“增缩减扩”可知，导电圆环有收缩的趋势，选项C正确。
故选C。
6．D
【详解】A．根据右手螺旋定则，知边导线产生的磁感应强度为、和边导线产生的磁感应强度为、，在C和D两点产生的磁场方向如图所示
根据矢量的合成，知C和D两点的合磁场大小相等，方向不同，故A错误；
B．根据右手螺旋定则，知边导线在点产生的磁场方向由，边导线在点产生的磁场方向由，根据矢量的合成，得点的磁感应强度方向由点指向D点，故B错误；
C．圆形小线圈由A点向点移动时，因为小线圈平面始终与AA′B′B平面平行，故磁通量不变，无感应电流产生，故C错误；
D．圆形小线圈由A点向D点移动时，磁通量减小，根据楞次定律得感应电流磁场方向垂直纸面向外，产生逆时针方向的感应电流，故D正确。
故选D。
7．D
【详解】A．将滑动变阻器的滑片P向下滑动，则滑动变阻器接入电路的阻值减小，电流变大，线圈b的磁场增强，穿过线圈a的磁通量变大，故A错误；
B．穿过线圈a的磁通量向下增加，根据楞次定律可知，从上往下看，线圈a中将产生逆时针方向的感应电流，故B错误；
CD．穿过线圈a的磁通量向下增加，根据“增缩减扩”可知，线圈a有收缩的趋势，即螺线管b对线圈a有排斥作用，线圈a受到桌面的支持力增大，根据牛顿第三定律可得，线圈a对桌面的压力增大，故C错误，D正确。
故选D。
8．D
【详解】A．当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，穿过回路的磁通量增大，则由“增缩减扩”可得，P、Q将相互靠近，故A错误；
BC．由于穿过回路的磁通量增大，则由“来拒去留”可得，竖直方向磁铁受到向上的力，由于力的作用是相互的，则P、Q棒受到向下的力，则磁铁下落的加速度肯定小于重力加速度，P、Q对导轨M、N的压力大于自身重力，故BC错误；
D．由能量守恒可得，磁铁减小的重力势能等于磁铁增加的动能、导体棒增加的动能以及产生的焦耳热之和，则磁铁动能的增加量小于重力势能的减少量，故D正确。
故选D。
9．ABC
【详解】A．根据楞次定律可知，由于条形磁铁下部极性为N极，可以确定环中感应电流的方向是逆时针的，故A正确；
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BC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ABC。
10．BD
【详解】A．ab向右做匀加速运动，则通过螺线管的电流不断增加，从而使螺线管产生不断增强的磁场，根据安培定则可知，此时螺线管左侧相当于条形磁铁的S极，由于穿过线圈A的磁通量增加，而根据楞次定律可知，线圈A中的感应电流产生的磁场要阻碍其磁通量的增加，根据安培定则可知此时线圈A中感应电流产生的磁场右侧相当于条形磁体的S极，根据同名磁极相互排斥可知，线圈A将向左摆动，远离螺线管，故A错误；
B．当ab向左或向右做减速运动时，回路中的感应电流减小，从而使螺线管产生的磁场减弱，因此通过线圈A的磁通量减小，根据楞次定律的推论“增斥减引”可知，线圈A将向右摆动，靠近螺线管，故B正确；
CD．由于电容器与ab并联，电容器两端的电压大小等于ab切割磁感线产生的感应电动势的大小，而根据以上分析可知，要使线圈A向右摆动，则ab需减速切割磁感线，由此而产生不断减小的感应电动势，从而使得电容器两端的电压不断减小，而根据
可知，电容器两端电压减小，则其所带电荷量必须减小，此过程中电容器放电，故C错误，D正确。
故选BD。
11．BD
【详解】A．匀速运动时，中感应电流恒定，中磁通量不变，穿过的磁通量不变，中无感应电流产生，保持静止，A错误；
B．向右加速运动时，和棒构成的回路中有顺时针方向增大的电流，铁芯中有逆时针方向增大的磁场，和棒构成的回路中有从c到d的感应电流，由左手定则可知，棒向右移动，B项正确；
C．向左加速运动时，和棒构成的回路中有逆时针方向增大的电流，铁芯中有顺时针方向增大的磁场，和棒构成的回路中有从d到c的感应电流，由左手定则可知，棒向左移动，故C错误；
D．向左减速运动时，和棒构成的回路中有逆时针方向减小的电流，铁芯中有顺时针方向减小的磁场，和棒构成的回路中有从c到d的感应电流，由左手定则可知，棒向右移动，故D正确。
故选BD。
12．AD
【详解】AB．开关闭合后的瞬间，根据右手定则可知右侧线圈产生的磁场向右穿过左侧线圈，即穿过左侧线圈的磁通量向右增加，根据楞次定律可知，流过直导线电流方向由南到北，则直导线电流在小磁针所在处的磁场方向垂直纸面向里，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，故A正确，B错误；
CD．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，穿过左侧线圈的磁通量向右减少，根据楞次定律可知，流过直导线电流方向由北到南，则直导线电流在小磁针所在处的磁场方向垂直纸面向外，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，故C错误，D正确。
故选AD。
13．(1)
(2)A
(3)>
【详解】（1）电路连线如图：
（2）甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，说明当穿过线圈A的磁通量减小时指针右偏，则：
A．闭合开关时，穿过线圈A的磁通量增加，则指针左偏，故A正确；
B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流减小，则穿过线圈A的磁通量减小，指针右偏，故B错误；
C．开关闭合后将B线圈从A线圈中拔出时，穿过线圈A的磁通量减小，指针右偏，故C错误；
故选A。
（3）补齐连线并闭合开关后，把B线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，因快插时磁通量的变化率较大，则感应电动势较大，则两情况下A线圈中产生的感应电动势的大小关系是>。
14．(1)CD
(2)A
(3) 逆时针 向左
【详解】（1）断开开关时，A线圈中电流迅速减小，则B线圈中磁通量减小，出现感应电流，使灵敏电流计指针向右偏转；为了同样使指针向右偏转，应减小B线圈中的磁通量或增加B线圈中反向的磁通量。
A．闭合开关，A线圈中的电流突然增大，则B线圈中的磁通量增大，A错误；
B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路阻值减小，A线圈中的电流增大，则B线圈中的磁通量增大，B错误；
C．开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出，则B线圈中的磁通量减小，C正确；
D．开关闭合时将A线圈倒置，再重新插入B线圈中，则B线圈中反向的磁通量增加，D正确。
故选CD。
（2）A．时刻电流为0，说明感应电动势为零，由可知穿过线圈的磁通量的变化率为0，A正确；
B．由“来拒去留”可知在到时间内，强磁铁受到线圈向上的作用力，且初始阶段有小于重力，由
可知初始阶段强磁铁的加速度小于重力加速度，B错误；
C．由“来拒去留”可知强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力始终向上，C错误；
D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量加上线圈产生的内能，D错误。
故选A。
（3）[1]根据安培定则，螺线管内部磁场向右，金属环中的磁场向右，当光照增强时，热敏电阻的阻值减小，回路电流增大，金属环的磁通量增大，根据增反减同，感应电流的磁场向左，根据安培定则，从左向右看，金属环A中电流方向为逆时针；
[2]金属环A是逆时针电流，螺线管是顺时针的电流，反向电流相互排斥，金属环将向左运动。
15．（1）有；（2）是；（3）不可以
【详解】（1）由题图可知，当磁铁旋转产生旋转磁场时，穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生。
（2）对磁铁旋转从右向左看，磁铁逆时针转动，闭合线圈的上直边相对磁铁顺时针转动，由右手定则可知，上直边产生的感应电流方向从右向左，由左手定则可知，上直边受到的安培力沿逆时针方向，即上直边受到的安培力对线圈产生逆时针方向的转动力矩，线圈逆时针转动，线圈转动方向是与磁铁转动方向一致。
（3）电动机带负载工作时，线圈的转速不可以达到磁铁转动的转速，若线圈的转速达到磁铁转动的转速，则穿过闭合线圈的磁通量不会发生变化，线圈中不会产生感应电流，线圈就不会产生转动的力矩，电动机不能带负载工作。
16．见解析
【详解】金属环进出磁场的过程中产生感应电流，环中会有电热产生，部分机械能转化为内能，故金属环摆动几次便停下来。若整个空间都有向外的匀强磁场，则金属环中无感应电流产生，机械能守恒，金属环会一直摆动（不考虑空气阻力）。
17．（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析
【详解】（1）强磁铁从铝管中经过时，铝管中会产生感应电流，因铝管形成的闭合回路中的磁通量发生变化。
（2）由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍磁铁相对铝管的运动，磁铁运动越快，铝管中的感应电流越大，感应电流对磁铁的阻碍作用也越大，因此磁铁先做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速运动。
（3）磁铁由静止释放后，磁铁的一部分机械能首先转化为电能，由焦耳定律可知，电能再转化为铝管的内能。
18．见解析
【详解】当线圈A中通有图中方向的电流时，根据安培定则可知，A产生的磁场的方向如图；
如果线圈A中的电流增大，则线圈A产生的磁场的向右的磁通量增大，穿过B的磁通量也增大，根据楞次定律可知，B中产生的电流的方向上边向里，下边向外；
如果线圈A中的电流减小，则线圈A产生的磁场的向右的磁通量减小，穿过B的磁通量也向右减小，根据楞次定律可知，B中产生的电流的方向上边向外，下边向里。
19．（1）向左偏转；（2）向右偏转
【详解】（1）在开关S闭合后的短暂过程中，线圈M中的电流从无到有，用安培定则判定，铁芯中水平向右的磁场增大，穿过线圈N的磁通量增加，由楞次定律知线圈N内部由感应电流产生的磁场方向向左，再由安培定则可判定可知，感应电流流过电流表使其指针向左偏转。
（2）开关闭合后，滑动变阻器滑片P向左滑动的过程中，其电阻变大，电流减小，故其在铁芯中水平向右的磁场减小，穿过线圈N的磁通量减小，由楞次定律知线圈N内部由感应电流产生的磁场方向向右，再由安培定则可判定可知，感应电流使得电流表指针向右偏转。
答案第1页，共2页
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．通电螺线管外套着a、b两个金属环，两个环的圆心在螺线管的轴线上，如图所示。闭合开关S，在移动滑动变阻器的滑动头P时，下列说法正确的（ ）
A．磁通量
B．当P向右滑动时，a、b两环的面积有收缩的趋势
C．当P向左滑动时，b环中的感应电流方向为逆时针方向（从左向右看）
D．a、b两环中感应电流的磁场与螺线管内部磁感应强度方向相同
2．如图所示，通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上且金属环a位于通电螺线管中间位置，金属环b在螺线管右侧附近，b的环面与a的环面平行，当螺线管中电流增加时，下列说法正确的是（ ）
A．a环有缩小的趋势 B．a环中无感应电流，不受安培力
C．b环靠近螺线管 D．b环有缩小的趋势
3．在如图所示的条件下，闭合金属框（环）中能产生感应电流且方向发生变化的是（ ）
A．图甲中，水平放置的条形磁体，其正下方下落的坚直金属框
B．图乙中，水平放置的闭合金属环，一条通有交变电流的水平直导线处于其直径正上方
C．图丙中，条形磁体附近水平放置的金属框从位置向位置坚直向下运动
D．图丁中，闭合金属环自图中处落至处，为中点
4．如图所示，金属圆环静止在光滑水平桌面上，所处磁场方向如图。两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会使圆环向B1侧移动的是（ ）
A．同时增大B1减小B2
B．同时减小B1增大B2
C．B1不变，减小B2
D．同时以相同的变化率减小B1和B2
5．如图所示，一个导电圆环静止在绝缘水平桌面上，其圆心O正上方有一N极朝下的条形磁铁正在竖直方向运动，某时刻圆环产生了如图所示方向的电流I(俯视图逆时针)，则此时( )
A．磁铁的运动方向竖直向上 B．圆环对磁铁的作用力方向向下
C．导电圆环有收缩的趋势 D．导电圆环对桌面的压力小于重力
6．如图所示，两通电长直导线沿正方体的边和边放置，通过大小相等、方向如图中所示的恒定电流。一闭合圆形金属小线圈，初始位置圆心在A点，可沿不同方向以相同速率做匀速直线运动，运动过程中小线圈平面始终与平面平行。沿AD方向观察，不考虑地磁场影响，下列说法正确的是（ ）
A．C和D两点的磁感应强度相同
B．点的磁感应强度方向由D点指向点
C．圆形小线圈由A点向点移动时能产生顺时针方向的感应电流
D．圆形小线圈由A点向D点移动时能产生逆时针方向的感应电流
7．如图所示，圆形导体线圈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。现将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A．穿过线圈a的磁通量减小
B．从上往下看，线圈a中将产生顺时针方向的感应电流
C．线圈a有扩张的趋势
D．线圈a对桌面的压力增大
8．如图所示，光滑固定金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．P、Q将相互远离
B．P、Q对导轨M、N的压力小于自身重力
C．磁铁下落的加速度可能大于重力加速度g
D．磁铁动能的增加量小于重力势能的减少量
二、多选题
9．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（极性如图所示），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．环对桌面的压力将增大
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
10．如图所示，当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时，线圈A向右摆动，则（ ）
A．ab只能向右做匀加速运动
B．ab向左或向右做减速运动
C．电容器C上的电荷量保持不变
D．电容器C上的电荷量在减小
11．如图所示装置中，线圈和缠绕在硅钢片制成的铁芯上，两导体杆分别放在如图所示的磁场中。导体杆原来静止。当导体杆做如下哪些运动时，杆将向右移动（ ）
A．向右匀速运动 B．向右加速运动
C．向左加速运动 D．向左减速运动
12．如图所示，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
C．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
三、实验题
13．几位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素
(1)如图，请补齐连线。
(2)连接好电路，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中能使指针向左偏转的有________。
A．闭合开关时
B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动时
C．开关闭合后将B线圈从线圈中拔出时
(3)连接好电路，闭合开关，把B线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是 （选填“>”“<”或“=”）。
14．甲、乙、丙三位同学分别利用如图所示的装置进行电磁感应现象的探究。
(1)如图a，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有_______。
A．闭合开关
B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动
C．开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出
D．开关闭合时将A线圈倒置再重新插入B线圈中
(2)如图b所示，乙同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，时刻电流为0，如图c所示。下列说法正确的是（ ）
A．在时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为0
B．在到时间内，强磁铁的加速度大于重力加速度
C．强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下
D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加
(3)丙同学设计了如图d所示的实验装置，其中R为光敏电阻（其阻值与光照强度呈负相关），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），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为 （选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将 （选填“向左”或“向右”）运动。
四、解答题
15．交流异步电动机是利用交变电流产生的旋转磁场带动闭合线圈转动的电动机，其工作原理与下图所示的装置类似。磁铁旋转产生旋转磁场，带动闭合线圈转动。请根据所学物理知识回答以下问题，并说明理由。
（1）线圈中是否有感应电流
（2）线圈转动方向是否与磁铁转动方向一致
（3）电动机带负载工作时，线圈的转速是否可以达到磁铁转动的转速
16．如图所示，用丝线把闭合金属环悬挂于点O，图中虚线的左边有匀强磁场，右边则没有磁场，用手拨动金属环，使悬线偏离竖直位置，放手后，金属环摆动， 但金属环的摆动会很快停下来。试从能量转化角度解释这一现象。若整个空间都有向外的匀强磁场，还会有这种现象吗？
17．如图所示，一根足够长的无缝铝管竖直放置，一块圆形强磁铁从铝管上端开口处静止释放。不计摩擦阻力和空气阻力，在磁铁下落的过程中，请回答：
（1）铝管是否产生感应电流并说明原因；
（2）描述磁铁进入铝管后的运动情况；
（3）系统中的能量转化情况。
18．如图表示一对同轴螺线管，图中线圈A中的电流方向用“·”和“×”表示，请画出两条线圈A磁场的磁感线，再分析如果线圈A中的电流增大或减小，则线圈B中的感应电流分别为什么方向（用“·”或“×”表示）。
19．在如图中，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上，线圈M的电路中串联着电池、开关与滑动变阻器，线圈N的电路中串联着电流表。若电流从左侧（右侧）流入电流表则电流表指针向左（右）偏转，根据楞次定律判定以下几个过程中电流表指针的偏转情况。
（1）开关S闭合后的短暂过程；
（2）开关S闭合后，滑动变阻器滑片P向左滑动的过程。
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参考答案：
1．C
【详解】A．由于螺线管内部磁场和外部磁场均通过线圈a、b，且内部磁场的磁通量大于外部磁场的磁通量，则
因为螺线管外部磁场通过金属环a的磁通量小于通过金属环b的磁通量，故
故A错误；
B．P向右滑动，滑动变阻器阻值减小，电路总阻值减小，螺线管电流变大，根据安培定则可知通过a、b环中的磁通量向左变大，根据楞次定律可知，a、b两环的面积有扩张的趋势，故B错误；
C．P向左滑动，滑动变阻器阻值增大，电路总阻值增大，螺线管电流变小，根据安培定则可知通过a、b环中的磁通量向左变小，根据楞次定律可知，b环中的感应电流方向为逆时针方向（从左向右看），故C正确；
D．移动滑动变阻器的滑动头P，电路总电阻变化，线圈电流变化，电流磁场的变化使金属环a、b发生电磁感应现象，若螺线管电流的磁场变大，在金属环范围内，螺线管内部磁场比外部磁场变化快，则两金属环磁通量变大，故感应电流的磁场与螺线管内部磁场反向；反之，感应电流的磁场与螺线管内部磁场同向，故D错误。
故选C。
2．D
【详解】A．电流增加时，通电螺线管产生的磁场增强，a环磁通量增加。由楞次定律可知，从左向右看，a环感应电流为逆时针方向。由于外部磁场有向左的分量，由左手定则可判断，a环有扩张的趋势。故AB错误；
CD．电流增加时，磁场变强，b环磁通量增加，为阻碍原磁通量的增加，b环远离螺线管且有缩小的趋势。故C错误；D正确。
故选D。
3．D
【详解】A．水平放置的条形磁体，其正下方下落的坚直金属框，磁感线与金属框平行，穿过金属框的磁通量始终为零，无磁通量的变化，则没有感应电流产生，故A错误；
B．水平放置的闭合金属环，一条通有交变电流的水平直导线处于其直径正上方，进出金属环的磁通量一样多，则磁通量始终为零，无磁通量的变化，则没有感应电流产生，故B错误；
C．条形磁体附近水平放置的金属框从位置向位置坚直向下运动，在位置到B位置，磁感线向上穿过减小；从B位置到C位置，磁感线向下穿过增加，根据楞次定律可知这两个过程都有感应电流，但方向相同，故C错误；
D．闭合金属环自图中处落至处，金属环从A到O，磁通量向上增加，从O到B，磁通量向上减少，根据楞次定律可知，两个过程都有感应电流，且电流的方向相反，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】AC．开始时闭合回路的磁通量为零，同时增大B1减小B2，或B1不变，减小B2，都会使磁通量垂直纸面向里增大，根据楞次定律可知感应电流方向为逆时针，根据左手定则可知圆环所受安培力向下，即圆环向B2侧移动，故AC不符合题意；
B．开始时闭合回路的磁通量为零，同时减小B1增大B2，会使磁通量垂直纸面向外增大，根据楞次定律可知感应电流方向为顺时针，根据左手定则可知圆环所受安培力向上，即圆环向B1侧移动，故B符合题意；
D．开始时闭合回路的磁通量为零，同时以相同的变化率减小B1和B2，闭合回路的磁通量始终为零，没有感应电流产生，所以圆环始终静止，故D不符合题意。
故选B。
5．C
【详解】A．根据楞次定律可知，磁铁的运动方向竖直向下，选项A错误；
BD．根据“来拒去留”可知，圆环对磁铁的作用力方向向上，磁铁对圆环的作用力方向向下，则圆环对桌面的压力大于重力，选项BD错误；
C．根据“增缩减扩”可知，导电圆环有收缩的趋势，选项C正确。
故选C。
6．D
【详解】A．根据右手螺旋定则，知边导线产生的磁感应强度为、和边导线产生的磁感应强度为、，在C和D两点产生的磁场方向如图所示
根据矢量的合成，知C和D两点的合磁场大小相等，方向不同，故A错误；
B．根据右手螺旋定则，知边导线在点产生的磁场方向由，边导线在点产生的磁场方向由，根据矢量的合成，得点的磁感应强度方向由点指向D点，故B错误；
C．圆形小线圈由A点向点移动时，因为小线圈平面始终与AA′B′B平面平行，故磁通量不变，无感应电流产生，故C错误；
D．圆形小线圈由A点向D点移动时，磁通量减小，根据楞次定律得感应电流磁场方向垂直纸面向外，产生逆时针方向的感应电流，故D正确。
故选D。
7．D
【详解】A．将滑动变阻器的滑片P向下滑动，则滑动变阻器接入电路的阻值减小，电流变大，线圈b的磁场增强，穿过线圈a的磁通量变大，故A错误；
B．穿过线圈a的磁通量向下增加，根据楞次定律可知，从上往下看，线圈a中将产生逆时针方向的感应电流，故B错误；
CD．穿过线圈a的磁通量向下增加，根据“增缩减扩”可知，线圈a有收缩的趋势，即螺线管b对线圈a有排斥作用，线圈a受到桌面的支持力增大，根据牛顿第三定律可得，线圈a对桌面的压力增大，故C错误，D正确。
故选D。
8．D
【详解】A．当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，穿过回路的磁通量增大，则由“增缩减扩”可得，P、Q将相互靠近，故A错误；
BC．由于穿过回路的磁通量增大，则由“来拒去留”可得，竖直方向磁铁受到向上的力，由于力的作用是相互的，则P、Q棒受到向下的力，则磁铁下落的加速度肯定小于重力加速度，P、Q对导轨M、N的压力大于自身重力，故BC错误；
D．由能量守恒可得，磁铁减小的重力势能等于磁铁增加的动能、导体棒增加的动能以及产生的焦耳热之和，则磁铁动能的增加量小于重力势能的减少量，故D正确。
故选D。
9．ABC
【详解】A．根据楞次定律可知，由于条形磁铁下部极性为N极，可以确定环中感应电流的方向是逆时针的，故A正确；
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BC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ABC。
10．BD
【详解】A．ab向右做匀加速运动，则通过螺线管的电流不断增加，从而使螺线管产生不断增强的磁场，根据安培定则可知，此时螺线管左侧相当于条形磁铁的S极，由于穿过线圈A的磁通量增加，而根据楞次定律可知，线圈A中的感应电流产生的磁场要阻碍其磁通量的增加，根据安培定则可知此时线圈A中感应电流产生的磁场右侧相当于条形磁体的S极，根据同名磁极相互排斥可知，线圈A将向左摆动，远离螺线管，故A错误；
B．当ab向左或向右做减速运动时，回路中的感应电流减小，从而使螺线管产生的磁场减弱，因此通过线圈A的磁通量减小，根据楞次定律的推论“增斥减引”可知，线圈A将向右摆动，靠近螺线管，故B正确；
CD．由于电容器与ab并联，电容器两端的电压大小等于ab切割磁感线产生的感应电动势的大小，而根据以上分析可知，要使线圈A向右摆动，则ab需减速切割磁感线，由此而产生不断减小的感应电动势，从而使得电容器两端的电压不断减小，而根据
可知，电容器两端电压减小，则其所带电荷量必须减小，此过程中电容器放电，故C错误，D正确。
故选BD。
11．BD
【详解】A．匀速运动时，中感应电流恒定，中磁通量不变，穿过的磁通量不变，中无感应电流产生，保持静止，A错误；
B．向右加速运动时，和棒构成的回路中有顺时针方向增大的电流，铁芯中有逆时针方向增大的磁场，和棒构成的回路中有从c到d的感应电流，由左手定则可知，棒向右移动，B项正确；
C．向左加速运动时，和棒构成的回路中有逆时针方向增大的电流，铁芯中有顺时针方向增大的磁场，和棒构成的回路中有从d到c的感应电流，由左手定则可知，棒向左移动，故C错误；
D．向左减速运动时，和棒构成的回路中有逆时针方向减小的电流，铁芯中有顺时针方向减小的磁场，和棒构成的回路中有从c到d的感应电流，由左手定则可知，棒向右移动，故D正确。
故选BD。
12．AD
【详解】AB．开关闭合后的瞬间，根据右手定则可知右侧线圈产生的磁场向右穿过左侧线圈，即穿过左侧线圈的磁通量向右增加，根据楞次定律可知，流过直导线电流方向由南到北，则直导线电流在小磁针所在处的磁场方向垂直纸面向里，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，故A正确，B错误；
CD．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，穿过左侧线圈的磁通量向右减少，根据楞次定律可知，流过直导线电流方向由北到南，则直导线电流在小磁针所在处的磁场方向垂直纸面向外，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，故C错误，D正确。
故选AD。
13．(1)
(2)A
(3)>
【详解】（1）电路连线如图：
（2）甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，说明当穿过线圈A的磁通量减小时指针右偏，则：
A．闭合开关时，穿过线圈A的磁通量增加，则指针左偏，故A正确；
B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流减小，则穿过线圈A的磁通量减小，指针右偏，故B错误；
C．开关闭合后将B线圈从A线圈中拔出时，穿过线圈A的磁通量减小，指针右偏，故C错误；
故选A。
（3）补齐连线并闭合开关后，把B线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，因快插时磁通量的变化率较大，则感应电动势较大，则两情况下A线圈中产生的感应电动势的大小关系是>。
14．(1)CD
(2)A
(3) 逆时针 向左
【详解】（1）断开开关时，A线圈中电流迅速减小，则B线圈中磁通量减小，出现感应电流，使灵敏电流计指针向右偏转；为了同样使指针向右偏转，应减小B线圈中的磁通量或增加B线圈中反向的磁通量。
A．闭合开关，A线圈中的电流突然增大，则B线圈中的磁通量增大，A错误；
B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路阻值减小，A线圈中的电流增大，则B线圈中的磁通量增大，B错误；
C．开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出，则B线圈中的磁通量减小，C正确；
D．开关闭合时将A线圈倒置，再重新插入B线圈中，则B线圈中反向的磁通量增加，D正确。
故选CD。
（2）A．时刻电流为0，说明感应电动势为零，由可知穿过线圈的磁通量的变化率为0，A正确；
B．由“来拒去留”可知在到时间内，强磁铁受到线圈向上的作用力，且初始阶段有小于重力，由
可知初始阶段强磁铁的加速度小于重力加速度，B错误；
C．由“来拒去留”可知强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力始终向上，C错误；
D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量加上线圈产生的内能，D错误。
故选A。
（3）[1]根据安培定则，螺线管内部磁场向右，金属环中的磁场向右，当光照增强时，热敏电阻的阻值减小，回路电流增大，金属环的磁通量增大，根据增反减同，感应电流的磁场向左，根据安培定则，从左向右看，金属环A中电流方向为逆时针；
[2]金属环A是逆时针电流，螺线管是顺时针的电流，反向电流相互排斥，金属环将向左运动。
15．（1）有；（2）是；（3）不可以
【详解】（1）由题图可知，当磁铁旋转产生旋转磁场时，穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生。
（2）对磁铁旋转从右向左看，磁铁逆时针转动，闭合线圈的上直边相对磁铁顺时针转动，由右手定则可知，上直边产生的感应电流方向从右向左，由左手定则可知，上直边受到的安培力沿逆时针方向，即上直边受到的安培力对线圈产生逆时针方向的转动力矩，线圈逆时针转动，线圈转动方向是与磁铁转动方向一致。
（3）电动机带负载工作时，线圈的转速不可以达到磁铁转动的转速，若线圈的转速达到磁铁转动的转速，则穿过闭合线圈的磁通量不会发生变化，线圈中不会产生感应电流，线圈就不会产生转动的力矩，电动机不能带负载工作。
16．见解析
【详解】金属环进出磁场的过程中产生感应电流，环中会有电热产生，部分机械能转化为内能，故金属环摆动几次便停下来。若整个空间都有向外的匀强磁场，则金属环中无感应电流产生，机械能守恒，金属环会一直摆动（不考虑空气阻力）。
17．（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析
【详解】（1）强磁铁从铝管中经过时，铝管中会产生感应电流，因铝管形成的闭合回路中的磁通量发生变化。
（2）由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍磁铁相对铝管的运动，磁铁运动越快，铝管中的感应电流越大，感应电流对磁铁的阻碍作用也越大，因此磁铁先做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速运动。
（3）磁铁由静止释放后，磁铁的一部分机械能首先转化为电能，由焦耳定律可知，电能再转化为铝管的内能。
18．见解析
【详解】当线圈A中通有图中方向的电流时，根据安培定则可知，A产生的磁场的方向如图；
如果线圈A中的电流增大，则线圈A产生的磁场的向右的磁通量增大，穿过B的磁通量也增大，根据楞次定律可知，B中产生的电流的方向上边向里，下边向外；
如果线圈A中的电流减小，则线圈A产生的磁场的向右的磁通量减小，穿过B的磁通量也向右减小，根据楞次定律可知，B中产生的电流的方向上边向外，下边向里。
19．（1）向左偏转；（2）向右偏转
【详解】（1）在开关S闭合后的短暂过程中，线圈M中的电流从无到有，用安培定则判定，铁芯中水平向右的磁场增大，穿过线圈N的磁通量增加，由楞次定律知线圈N内部由感应电流产生的磁场方向向左，再由安培定则可判定可知，感应电流流过电流表使其指针向左偏转。
（2）开关闭合后，滑动变阻器滑片P向左滑动的过程中，其电阻变大，电流减小，故其在铁芯中水平向右的磁场减小，穿过线圈N的磁通量减小，由楞次定律知线圈N内部由感应电流产生的磁场方向向右，再由安培定则可判定可知，感应电流使得电流表指针向右偏转。
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