第二章　电磁感应 第一节　感应电流的方向 课时训练（有解析）高中物理粤教版选择性必修第二册

第二章　电磁感应 第一节　感应电流的方向
基础对点练
1．某小组设计如下实验探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素．
　
(1)图甲中，将条形磁铁从图示位置先迅速向上后迅速向下移动一小段距离，出现的现象是________．
A．灯泡A、B均不发光
B．灯泡A、B交替短暂发光
C．灯泡A短暂发光、灯泡B不发光
D．灯泡A不发光、灯泡B短暂发光
(2)通过实验得知：当电流从图乙中电流计的右端正接线柱流入时指针向右偏转．则当磁体________(填“向上”或“向下”)运动时，电流计指针向右偏转．
(3)为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图丙的电路，请用实线完成其余部分电路的连接．
2．某实验小组用图a所示装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验．该小组同学在纸上画出实验草图，记录磁极运动的四种情况，根据实验结果，分别标出不同情况下磁体的N极、S极运动方向以及相应感应电流的方向，如图b所示，请回答下面问题：
(1)甲、乙两次实验记录表明，当磁体靠近线圈运动，即穿过线圈的磁通量________(填“增大”或“减小”)时，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向________(填“相同”或“相反”).
(2)丙、丁两次实验记录表明，当磁体远离线圈运动，即穿过线圈的磁通量________(填“增大”或“减小”)时，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向________(填“相同”或“相反”).
(3)总结上述实验结果，可以得到关于感应电流方向的规律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要__________引起感应电流的磁通量的变化．
3．如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置Ⅲ，Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ、在这个过程中，线圈中感应电流(　　)
A．沿abcda流动
B．沿adcba流动
C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcda流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿adcba流动
D．由Ⅰ到Ⅱ是沿adcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcda流动
4．如图所示，在通电长直导线AB的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈P，直导线与线圈在同一平面内．下列说法正确的是(　　)
A．AB导线右侧的磁场是匀强磁场
B．AB导线右侧的磁场方向垂直于纸面向外
C．当AB导线中的电流增大时，线圈中产生的感应电流沿顺时针方向
D．当AB导线中的电流增大时，线圈会向右摆动
5．如图甲所示，两固定在绝缘水平面上的同心金属圆环P、Q水平放置，圆环P中通有如图乙所示的电流，以图示方向为电流正方向，下列说法正确的是(　　)
A．时刻，两圆环相互排斥
B．时刻，圆环Q中感应电流最大，受到的安培力最大
C．～时间内，圆环Q中感应电流始终沿逆时针方向
D．～T时间内，圆环Q有收缩的趋势
6．(多选)如图所示，在水平面上有一个闭合的线圈，将一根条形磁铁从线圈的上方插入线圈中，在磁铁进入线圈的过程中，线圈中会产生感应电流，磁铁会受到线圈中电流的作用力，若从线圈上方俯视，关于感应电流和作用力的方向，以下判断正确的是(　　)
A．若磁铁的N极向下插入，线圈中产生顺时针方向的感应电流
B．若磁铁的S极向下插入，线圈中产生顺时针方向的感应电流
C．无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向下的引力
D．无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向上的斥力
7．法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机．如图所示，圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与零刻度在中央的电流表连接起来形成回路．转动摇柄，使圆盘逆时针匀速转动．下列说法正确的是(　　)
A．圆盘的磁通量不变，电流表指针指向零刻度
B．圆盘转动的角速度增大，产生的交变电流周期减小
C．若磁场的磁感应强度增大，产生的恒定电流增大
D．若圆盘顺时针匀速转动， 电流从导线b流入电流表
综合提升练
8．如图所示，CDEF是金属框，框内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场．当导体棒MN向左移动时，下列说法正确的是(　　)
A．MNDC回路中感应电流为顺时针方向
B．MNEF回路中感应电流为逆时针方向
C．导体棒M端的电势低于N端的电势
D．导体棒MN中感应电流方向为N到M
综合提升练
9．如图，两金属棒ab、cd分别置于两个异名磁极之间，组成闭合回路．能使cd棒受到向下磁场力的情况是(　　)
①磁极Ⅰ为S极，磁极Ⅲ为S极，ab棒向左运动　②磁极Ⅰ为S极，磁极Ⅲ为S极，ab棒向右运动　③磁极Ⅰ为N极，磁极Ⅲ为N极，ab棒向左运动　④磁极Ⅰ为N极，磁极Ⅲ为N极，ab棒向右运动
A．①②④ B．①②③④
C．②④ D．①③
10．两根相互平行的金属导轨水平放置于图中所示的匀强磁场中，在导轨上与导轨始终垂直且接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动．当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是(　　)
A．磁场对导体棒CD的作用力水平向左
B．磁场对导体棒AB的作用力水平向右
C．导体棒CD内有电流通过，方向是C→D
D．导体棒CD内有电流通过，方向是D→C
答案解析
1、【答案】(1)B　(2)向上
(3)
【解析】(1)将条形磁铁从图甲所示位置先迅速向上后迅速向下移动一小段距离，则线圈中产生的感应电流方向相反，两个二极管相继分别导通，出现的现象是灯泡A、B交替短暂发光，故选B．
(2)通过实验得知，当电流从图乙中电流计的右端正接线柱流入时指针向右偏转；则当电流计指针向右偏转时，螺线管中产生的感应电流从上往下，根据楞次定律可知，磁体向上运动．
2、【答案】(1)增大　相反　(2)减小　相同　(3)阻碍
【解析】(1)当磁体靠近线圈运动时，穿过线圈的磁感线条数增加，即穿过线圈的磁通量增大；根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反．
(2)当磁体远离线圈运动时，穿过线圈的磁感线条数减少，即穿过线圈的磁通量减小；根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同．
(3)感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．
3、【答案】A　【解析】根据题意，由条形磁铁的磁场分布情况可知，线圈在Ⅱ位置时穿过线圈的磁通量最少，线圈从Ⅰ位置到Ⅱ位置，穿过线圈自下而上的磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍其减少，则在线圈中产生的感应电流的方向为abcda；线圈从Ⅱ位置到Ⅲ位置，穿过线圈自上而下的磁通量在增加，感应电流的磁场阻碍其增加，由楞次定律可知感应电流的方向仍然是abcda，故选A．
4、【答案】D　【解析】由通电直导线周围的磁场分布可知，离通电导线越远，其磁感应强度越小，所以导线右侧的磁场不是匀强磁场，A错误；由安培定则可知，在AB导线的右侧，其磁场方向垂直于纸面向里，B错误；当AB导线中的电流增加时，其线圈内的磁感应强度变大，所以线圈的磁通量变大，由楞次定律可知，其线圈中产生的感应电流沿逆时针方向，C错误；由之前的分析可知，线圈内产生的感应电流沿逆时针，且导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里，由左手定则可知，线圈上边受到的安培力方向向下，线圈下边受到的安培力方向向上，由于上下两边的电流大小相等，距离导线AB距离相等，所以安培力大小相等，互相抵消．由左手定则可知，线圈左边的安培力方向右，线圈右边的安培力方向左，由于左右两边的电流大小相等，左边线圈距离导线AB距离更近，所以线圈的安培力的合力向右，所以线圈向右摆动，D正确．
5、【答案】D　【解析】时刻，P中电流最大，但电流的变化率为零，则在Q中的感应电流为零，则两圆环无相互作用力，A错误；时刻，圆环P中电流的变化率最大，此时圆环Q中感应电流最大，但是由于圆环P中电流为零，则Q受到的安培力为零，B错误；～时间内，圆环P中电流先沿正方向减小，后沿负方向增加，则根据楞次定律可知，圆环Q中感应电流始终沿顺时针方向，C错误；～T时间内，圆环P中电流沿负向减小，则根据楞次定律可知，圆环Q中产生逆时针方向的电流，圆环Q所处的磁场方向向下，由左手定则可知，圆环Q所受安培力指向圆心，则有收缩的趋势，D正确．
6、【答案】BD　【解析】若磁铁的N极向下插入，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向下，根据楞次定律可知，线圈中产生逆时针方向的感应电流，A错误；若磁铁的S极向下插入，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向上，根据楞次定律可知，线圈中产生顺时针方向的感应电流，B正确；根据安培定则判断可知，当N极向下插入时，线圈上端相当于N极；当S极向下插入，线圈上端相当于S极，与磁铁的极性总相反，存在斥力，C错误，D正确．
7、【答案】C　【解析】圆盘转动，沿半径方向的“导体棒”切割磁场产生感应电流，该电流方向不变，其大小与圆盘的角速度和磁感应强度有关， A、B错误， C正确；若圆盘顺时针匀速转动，根据右手定则可知电流从导线a流入电流表， D错误．
8、【答案】C　【解析】由右手定则知导体棒MN中感应电流方向为M到N，MNDC回路中感应电流为逆时针方向，MNEF回路中感应电流为顺时针方向，A、B、D错误；导体棒MN充当电源作用，电源内部电流从低电势流向高电势，故电势M端的电势低于N端的电势，C正确．
9、【答案】D　【解析】磁极Ⅲ为S极，则cd棒所处的磁场方向向左，使cd棒受到向下磁场力，根据左手定则可知，cd棒的电流方向为d指向c，所以ab棒的电流方向为由b指向a，当磁极Ⅰ为S极时，ab棒所处的磁场方向竖直向上，由右手定则可得ab棒向左运动，所以①正确，②错误；磁极Ⅲ为N极，则cd棒所处的磁场方向向右，使cd棒受到向下磁场力，根据左手定则可知，cd棒的电流方向为c指向d，所以ab棒的电流方向为由a指向b，当磁极Ⅰ为N极时，ab棒所处的磁场方向竖直向下，由右手定则可得ab棒向左运动，所以③正确，④错误．
10、【答案】C　【解析】当AB在外力F作用下向右运动时，导体棒AB、CD和导轨组成一个闭合回路，由右手定则可知回路中电流方向为A→C→D→B，又由左手定则，可知磁场对导体棒CD的作用力水平向右，磁场对导体棒AB的作用力水平向左，A、B、D错误，C正确．