高中物理 粤教版选修3-2课后作业 　感应电流的方向 Word版含解析

选择题(本题共8小题，每小题6分)
1．(多选)如图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流，各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是 (　　)
A　　　　B　　 　C　 　　D
CD　[先根据楞次定律“来拒去留”判断线圈的N极和S极．A中线圈上端应为N极，B中线圈上端应为N极，C中线圈上端应为S极，D中线圈上端应为S极，再根据安培定则确定感应电流的方向，A、B错误，C、D正确．]
2．如图所示，在匀强磁场中有一个用比较软的金属导线制成的闭合圆环．在此圆环的形状由圆形变成正方形的过程中(　　)
A．环中有感应电流，方向a→d→c→b
B．环中有感应电流，方向a→b→c→d
C．环中无感应电流
D．条件不够，无法确定
A　[由圆形变成正方形的过程中，面积减小，磁通量减小，由楞次定律可知，正方形中产生a→d→c→b方向的电流，A对．]
3.如图所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上A点作切线OO′，OO′与线圈在同一平面上．在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中，线圈中电流方向(　　)
A．始终为A→B→C→A
B．始终为A→C→B→A
C．先为A→C→B→A再为A→B→C→A
D．先为A→B→C→A再为A→C→B→A
A　[设如图所示时刻的磁通量为正，则当线圈转动到与OO′垂直时磁通量为0，根据楞次定律判断出电流方向为A→B→C→A；当线圈继续转动到OO′左侧时，磁通量反向增大，故线圈中电流方向仍为A→B→C→A，所以A正确，B、C、D错误．]
4．如图所示，P沿着速度方向运动，且P中通如图所示电流，则眼睛看到的L和R的电流方向是(　　)
A．都是顺时针
B．都是逆时针
C．L顺时针，R逆时针
D．L逆时针，R顺时针
D　[根据安培定则可知，P中产生的磁场方向与速度v的方向相反，同时P靠近L，远离R，则根据楞次定律增反减同可知，L中电流为逆时针，R中电流为顺时针，故D正确，A、B、C错误．]
5．老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插入其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是(　　)
A．磁铁插向左环，横杆发生转动
B．磁铁插向右环，横杆发生转动
C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动
D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动
B　[因左环不闭合，右环闭合，当磁铁插入左环时形不成闭合回路，无感应电流，横杆不发生转动，插入右环时，环中磁通量增加，出现感应电流，由楞次定律知横杆发生转动．]
6．如图所示，在通电密绕长螺线管靠近左端处，吊一金属环a处于静止状态，在其内部也吊一金属环b处于静止状态，两环环面均与螺线管的轴线垂直且环中心恰在螺线管中心轴上，当滑动变阻器R的滑片P向左端移动时，a、b两环的运动情况将是(　　)
A．a右摆，b左摆　　 B．a左摆，b右摆
C．a右摆，b不动 D．a左摆，b不动
D　[若滑动变阻器的滑片向左滑动，接入电路的阻值变小，通过螺线管的电流变大，根据通电螺线管内外的磁感线分布特点可知，穿过a环的磁通量将增大，根据楞次定律的推论，a环将左摆来阻碍磁通量的增大，由微元法可得b环所受的安培力指向圆心且在同一平面内，故b环面积缩小但不摆动，D正确．]
7．闭合金属圆环由静止释放，不计空气阻力，下落高度为h，如图所示．落地前要穿过一固定在地面上的条形磁铁，则下落时间t(　　)
A．t< B．t>
C．t＝ D．无法确定
B　[若没有条形磁铁，线圈自由下落，则下落时间t＝；有磁铁时，线圈中产生感应电流，线圈受安培力作用，方向向上，加速度小于g，故下落时间t>，B正确．]
8．如图为“研究电磁感应现象”的实验装置，现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接，在闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下．那么合上开关后，下列说法中正确的是(　　)
A．将线圈A迅速插入线圈B时，电流计指针向左偏转一下
B．将线圈A插入线圈B稳定后，电流计指针一直向右偏
C．将线圈A插入线圈B稳定后，将变阻器滑片迅速向左滑动时，电流计指针向右偏转
D．将线圈A插入线圈B稳定后，将变阻器滑片迅速向左滑动时，电流计指针向左偏转
D　[闭合开关，穿过线圈B的磁通量增大，灵敏电流表的指针向右偏；将线圈A迅速插入线圈B时，穿过线圈B的磁通量增大，则灵敏电流计指针将向右偏转，故A错误；将线圈A插入线圈B稳定后，穿过线圈B的磁通量不变，则灵敏电流表的指针不偏转，故B错误；将线圈A插入线圈B稳定后，将变阻器滑片迅速向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，线圈A电流变小，穿过线圈B的磁场方向不变，但磁通量变小，灵敏电流计指针将左偏转，故C错误，D正确．]
[能力提升练]
一、选择题(本题共4小题，每小题6分)
1．如图所示，四组同学分别制做探究电磁感应现象的实验装置，在一根较长的铁钉上用漆包线绕了两圈a和b，将与线圈b相连的cd段漆包线水平置于小磁针的正上方，小磁针静止放在水平桌面上，若某一组同学在闭合开关S瞬间，从上向下俯视看，小磁针N极顺时针偏转，那么该组同学是用了下面哪组装置(　　)
　
A　　　　　　　　　B
　
C　　　　　　　　D
B　[A、C、D项中，当开关接通瞬间，线圈b中没有电源，线圈b中没有电流，则线圈a中不会产生磁通量变化，因此均不导致小磁针N极转动，故A、C、D错误；B项中，电池通电的瞬间，线圈a中产生电流，根据安培定则，结合楞次定律，电流的方向由c到d，cd导线下方的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针N极向纸内偏转，S极向纸外偏转，那么从上向下俯视看，小磁针N极顺时针偏转，故B正确．]
2．航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示．合上开关S的瞬间，处于线圈左侧的金属环被弹射出去．则下列说法正确的是(　　)
A．开关S合上瞬间，从右向左看环中有逆时针方向感应电流
B．金属环向左运动过程中将有收缩趋势
C．若将电池正负极调换后，金属环不能向左弹射
D．若将金属环置于线圈的右侧，环将向右弹射
D　[线圈中电流为左侧流入，磁场方向向右，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，金属环的感应电流由右侧看为顺时针；故A错误；金属环向左运动过程中，穿过线圈的磁通量减小，则由楞次定律可知，为阻碍磁通量减小，故金属环的面积有扩张的趋势，故B错误；电池正负极调换后，金属环受力向左，故仍将向左弹出；故C错误；若金属环放在线圈右方，根据“来拒去留”可得，环将向右弹射；故D正确．]
3.如图所示，一根长导线弯成如图中abcd的形状，在导线框中通以直流电，在框的正中间用绝缘的橡皮筋悬挂一个金属环P，环与导线框处于同一竖直平面内，当电流I增大时，下列说法中正确的是(　　)
A．金属环P中产生顺时针方向的电流
B．橡皮筋的长度增大
C．橡皮筋的长度不变
D．橡皮筋的长度减小
B　[导线框中的电流产生的磁场垂直于纸面向里，当电流I增大时，金属环P中的磁通量增大，由楞次定律和安培定则可知金属环P中产生逆时针方向的感应电流，故A项错误；根据对称性及左手定则可知金属环P所受安培力的合力方向向下，并且随电流I的增大而增大，所以橡皮筋会被拉长，故B项正确，C、D项错误．]
4．(多选)如图所示，一用绝缘材料做的玩偶两脚固定在矩形闭合线圈两个边上，现将其放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)，当磁铁匀速向右通过线圈时，玩偶却静止不动，那么下列说法正确的是(　　)
A．线圈受摩擦力方向一直向左
B．线圈受摩擦力方向先向左、后向右
C．感应电流的方向顺时针→逆时针→顺时针(从上向下看)
D．感应电流的方向顺时针→逆时针(从上向下看)
AC　[根据楞次定律“阻碍”的效果，阻碍导体、磁体间的相对运动．当蹄形磁铁接近线圈时，线圈有向右的运动趋势，所受静摩擦力方向向左，当蹄形磁铁远离线圈时，两者吸引，线圈仍有向右的运动趋势，所受静摩擦力方向仍向左，A对，B错；穿过线圈的磁通量先向上的增加，再向下的增多，最后向下的减少．由楞次定律知，从上往下看，感应电流的方向先顺时针，再逆时针，最后顺时针，C对，D错．]
二、非选择题(本题共2小题，共28分)
5．(14分)如图所示，试探究在以下四种情况中小磁针N极的偏转方向．
(1)开关S闭合时；
(2)开关S闭合后；
(3)开关S闭合后，调节滑动变阻器使电流增强；
(4)开关S断开时．
[解析]　开关S闭合时，左边线圈的电流及磁场情况和穿过右边线圈磁通量方向如图所示．
(1)S闭合时，穿过右边线圈的磁通量Φ增加，由楞次定律可知，感应电流b→a，再由安培定则可知，N极指向垂直纸面向外的方向．
(2)S闭合后，穿过右边线圈的磁通量Φ不变，不产生感应电流，小磁针不偏转．
(3)此种情况与(1)现象相同，即N极指向垂直纸面向外的方向．
(4)此种情况与(1)现象相反，即N极指向垂直纸面向里的方向．
[答案]　见解析
6．(14分)磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内，有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度v匀速通过磁场，如图所示，从ab进入磁场时开始计时．
(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象．
(2)判断线框中有无感应电流．若有，请判断出感应电流的方向；若无，请说明理由．
[解析]　线框穿过磁场的过程可分为三个阶段：进入磁场阶段(只有ab边在磁场中)、在磁场中运动阶段(ab、cd两边都在磁场中)、离开磁场阶段(只有cd边在磁场中)．
(1)①线框进入磁场阶段：t为0～，线框进入磁场中的面积与时间成正比，S＝lvt，最后为Φ＝BS＝Bl2.
②线框在磁场中运动阶段：t为～，线框磁通量为Φ＝Bl2，保持不变．
③线框离开磁场阶段：t为～，线框磁通量线性减小，最后为零．
磁通量随时间变化的图象如图所示：
(2)线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中将产生感应电流，由右手定则可知，感应电流方向为逆时针方向．线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应电流产生．线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减少，线框中将产生感应电流．由右手定则可知，感应电流方向为顺时针方向．
[答案]　(1)见解析　(2)线框进入磁场阶段，感应电流方向为逆时针方向；线框在磁场中运动阶段，无感应电流；线框离开磁场阶段，感应电流方向为顺时针方向．