第一章 第三节
1．如图所示，螺线管CD的导线绕法不明，当磁铁AB插入螺线管时，闭合电路中有图示方向的感应电流产生，下列关于螺线管磁场极性的判断，正确的是( )
A．C端一定是N极
B．D端一定是N极
C．C端的极性一定与磁铁B端的极性相同
D．因螺线管的绕法不明，故无法判断极性
【答案】C
【解析】由“来拒去留”得磁铁与螺线管之间产生相斥的作用，即螺线管的C端一定与磁铁的B端极性相同，与螺线管的绕法无关．但因为磁铁AB的N、S极性不明，所以螺线管CD的两端极性也不能明确，所以A、B、D错，C对．
2．(2018·上海名校二模)如图所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上．现将一矩形金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘．当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为( )
A．受力向右 B．受力向左
C．受力向上 D．受力为零
【答案】A
【解析】根据安培定则判断可知，线框左右两侧磁场方向相反，右侧的磁通量被部分左侧的磁通量抵消．当导线中电流增大时，穿过线框的磁通量增大，线框产生感应电流，根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，则线框将向磁通量减小方向运动，即向右移动．故A正确，B、C、D错误．
3．(多选)(2019·梧州名校联考)边长为h的正方形金属导线框，从如图所示的位置由静止开始下落，通过一匀强磁场区域，磁场方向水平，且垂直于线框平面，磁场区域宽度为H，上下边界如图中虚线所示，H>h，则线框从开始下落到完全穿过磁场区的全过程中( )
A．线框中总有感应电流存在
B．线框受到的合力不可能为0
C．线框运动方向始终是向下的
D．线框速度的大小不一定总是在增加
【答案】CD
【解析】金属线框在进入磁场过程中，磁通量增加，有感应电流产生．由右手定则，感应电流为逆时针方向；由左手定则可知，线框受磁场力方向向上．开始时刻，磁场力小于重力，加速度向下，线框速度增大，磁场力也随之增大．若磁场力增大到与重力相等时，线框将匀速下落．因为H>h，当线框上边进入磁场，下边未出磁场，线框中没有磁通量变化，无感应电流，亦不受磁场力作用，线框以加速度g向下加速运动，当线框下边穿出磁场，线框中磁通量减少，产生顺时针感应电流，线框上边受到向上的磁场力作用．但合力向上、向下、为零均有可能．故选CD.
4．(多选)下列说法正确的是( )
A．感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反
B．感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反
C．楞次定律只能判定闭合回路中感应电流的方向
D．楞次定律可以判定不闭合的回路中感应电动势的方向
【答案】BD
【解析】本题的关键是理解楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化．如果是因磁通量的减小而引起的感应电流，则感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同，阻碍磁通量的减小；如果是因磁通量的增大而引起的感应电流，则感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反，阻碍磁通量的增大，故A项错误，B项正确；楞次定律既可以判定闭合回路中感应电流的方向，还可以判定不闭合回路中感应电动势的方向．C项错误，D项正确．
5．如图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转)，则哪个最先落地，哪个最后落地？
【解析】甲中产生感应电流，感应电流的磁场阻碍线框下落，a第一章 第三节
基础达标
一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5～6题有多项符合题目要求)
1．如图所示，一线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在匀强磁场中运动，已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时(位置Ⅱ正好是细杆竖直位置)，线圈内的感应电流方向(顺着磁场方向看去)是( )
A．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是顺时针方向
B．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是逆时针方向
C．Ⅰ位置是顺时针方向，Ⅱ位置为零，Ⅲ位置是逆时针方向
D．Ⅰ位置是逆时针方向，Ⅱ位置为零，Ⅲ位置是顺时针方向
【答案】D
2．如图所示，一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内，磁铁中心与圆心重合，为了在磁铁开始运动时线圈中能得到逆时针方向的感应电流，磁铁的运动方式应是( )
A．N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动
B．N极向纸外，S极向纸内，使磁铁绕O点转动
C．磁铁在线圈平面内顺时针转动
D．磁铁在线圈平面内逆时针转动
【答案】A
3．(2019·惠州校级月考)一磁铁自上向下运动，穿过一闭合导电回路，如图所示．当磁铁运动到a处和b处时，回路中感应电流的方向分别是( )
A．顺时针，逆时针 B．逆时针，顺时针
C．顺时针，顺时针 D．逆时针，逆时针
【答案】B
【解析】当磁铁接近线圈时，线圈中的磁通量向下增大，由楞次定律可知感应电流的磁场方向向上，由安培定则知线圈中感应电流的方向为逆时针(俯视)，同理可知，b处感应电流为顺时针．B正确，A、C、D错误．
4．如图所示，一个绕圆心轴MN匀速转动的金属圆盘，匀强磁场垂直于圆盘平面，磁感应强度为B，圆盘中心和圆盘边缘通过电刷与螺线管相连，圆盘转动方向如图所示，则下述结论中正确的是( )
A．圆盘上的电流由圆心流向边缘
B．圆盘上的电流由边缘流向圆心
C．金属圆盘上各处电势相等
D．螺线管产生的磁场，F端为N极
【答案】A
【解析】可将圆盘半径的金属当作一条条导体，并运动至CD处切割磁感线．根据右手定则可判断电流方向为C→D，A正确，B错误；圆盘相当于电源，各处电势不相等，C错误；由右手螺旋定则可知E端为N极，D错误．
5．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成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是( )
A．线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流
B．穿过线圈a的磁通量变小
C．线圈a有扩张的趋势
D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大
【答案】AD
6．如图所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流I减小时( )
A．环A有缩小的趋势 B．环A有扩张的趋势
C．螺线管B有缩短的趋势 D．螺线管B有伸长的趋势
【答案】AD
【解析】对于圆环A，通过它的磁通量等于里面磁通量大小与螺线管外那部分大小之差，I减小时磁感线条数减小，故圆环有收缩的趋势，A正确；电流减小，螺线管内每个线圈的吸引力减小，故有伸长的趋势，D正确．
二、非选择题
7．如图所示，在两根平行长直导线M、N中，通以同方向同大小的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速运动，在移动过程中，线框中感应电流方向是怎样的？
【答案】始终是abcd
【解析】如图所示，线框在两电流中线OO′的右侧时，穿过线框的合磁通量垂直纸面向外，线框左移，磁通量变小，为阻碍这个方向的磁通量减小，感应电流的磁场方向也垂直纸面向外，所以感应电流的方向就是abcd.当线框跨越两电流中线OO′时，线框的合磁通量由穿出变为穿进，且合磁通量增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，即垂直纸面向外，所以感应电流还是abcd．
8．如图是环保型手电筒的外形．环保型手电筒不需要任何化学电池作为电源，不会造成由废电池引起的环境污染．使用时只要将它摇动一分钟，手电筒便可持续照明好几分钟．手电筒内部有一永久磁铁，外层有一线圈，那么这种手电筒的原理是什么？
【答案】见解析
【解析】环保型手电筒应用了电磁感应原理，内部有磁铁外部有线圈，摇动时，使磁铁相对线圈运动，产生感应电流，把机械能转换为电能，并有一电容器暂时储存电能从而维持手电筒照明几分钟．
能力提升
9．(多选)矩形闭合线圈放置在水平薄板上，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，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是( )
A．摩擦力方向一直向左
B．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→逆时针→顺时针
D．感应电流的方向顺时针→逆时针
【答案】AC
10．(多选)如图所示，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断中正确的是( )
A．金属环在下落过程中的机械能守恒
B．金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量
C．金属环的机械能先减小后增大
D．磁铁对桌面的压力始终不小于其自身的重力
【答案】BD
11．如图甲所示，在螺线管输入端MN间输入如图乙所示的电流，P为圆形闭合导线圈，则在A、B、C、D、E五个点对应的时刻中能使P受力向左的点是________；受力向右的点是________；不受力的点是________．
甲 乙
【答案】E D ABC
【解析】螺线管中输入的电流对应A、C时刻，电流(不变化)变化率为零，在P中的磁通量不变化，因而无感应电流产生，所以A、C点对应的时刻，P不受螺线管的磁场力，B对应的时刻螺线管中的电流为零，则磁感应强度为零，则P也不受螺线管的磁场力．D点对应的时刻，螺线管中的电流增强与在P中产生的感应电流的磁场方向相反，相互排斥，故P受到螺线管向右的磁场力；E点对应的时刻螺线管中的电流减弱与在P中产生的感应电流的磁场方向相同，故相互吸引，P受到螺线管向左的磁场力．
12．(1)如图甲所示，线圈静止时恰位于蹄形磁铁正中，线圈平面与磁感线垂直，现使线圈左右摆动，则过程中线圈里感应电流的方向情况怎样？
(2)如图乙所示，若线圈平面始终垂直于纸面处于水平方向的匀强磁场中，从Ⅰ位置由静止释放，当线圈第一次经过位置Ⅱ和Ⅲ时，判定线圈中感应电流的方向．
甲 乙
【答案】见解析
【解析】(1)线圈在磁体右侧向磁体靠近时，通过线圈向里的磁通量增大，由楞次定律和安培定则可判定线圈中电流方向为adcba；同理在右侧远离磁体时电流方向为abcda；在左侧远离时：abcda；在左侧靠近时：adcba．
(2)线圈运动到O点正下方时磁通量最大．经过位置Ⅱ时，通过线圈向右的磁通量增加，由楞次定律和安培定则可判定感应电流方向为adcba(从左向右看为逆时针)；同理在Ⅲ时电流方向为abcda(从左向右看为顺时针)．
