物理选择性必修 第二册第一节 感应电流的方向精品课时练习

粤教版（2019）选择性必修二 2.1 感应电流的方向

一、单选题

1．图甲所示为2019年日本发射货运飞船搭载的STARS-Me系列卫星，其包含两颗微小、犹如魔方大小的卫星，卫星之间通过一根细钢缆相连，它们以相同角速度环绕地球从东向西转动，其简化图如图乙所示，己知卫星A位于卫星B正下方，轨道高度均低于地球同步轨道，下列说法正确的是（     ）

A．两颗卫星线速度均大于7.9km/s

B．根据公式，卫星A的线速度大于B的线速度

C．卫星A与卫星B之间钢缆上可能没有力的作用

D．当两颗卫星在赤道平面上方转动时，卫星A电势高

2．如图所示，是金属框，框内存在着如图所示的匀强磁场。当导体向右移动时，下列说法正确的是（　　）

A．电路中感应电流为顺时针方向

B．电路中感应电流为逆时针方向

C．电路中感应电流为顺时针方向

D．导体中感应电流方向为指向

3．如图甲所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，磁铁的极向下。将磁铁托起到某一高度（弹簧处于压缩状态）后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一个固定的闭合金属圆环（如图乙所示），仍将磁铁托起到同一高度后放开，磁铁就会很快地停下来。针对这个现象下列解释正确的是（　　）

A．磁铁很快停下来的主要原因是圆环中产生了感应电流

B．磁铁、弹簧、地球组成的系统机械能守恒

C．磁铁在运动过程中一直受到向上安培力的阻碍作用

D．金属圆环的制作材料一定不是铝，因为磁铁对铝不会产生力的作用

4．如图所示，AOC是光滑的金属轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列判断正确的是（　　）

A．感应电流的方向始终是由

B．感应电流的方向始终是由

C．PQ受磁场力的方向垂直杆向左

D．PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上

5．研究人员发现一种具有独特属性的新型合金能够将内能直接转化为电能，具体而言，只要略微提高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示，A为圆柱形合金材料，B为线圈，套在圆柱形合金材料正中央线圈的半径大于合金材料的半径，现对A进行加热，下列说法正确的是（　　）

A．B线圈有向左运动的趋势

B．B线圈有扩张的趋势

C．B线圈中感应电流产生的磁场阻止了B线圈内磁通量的增加

D．若从右向左看B中产生顺时针方向电流，则A左端是强磁性合金的N极

6．如图，同一绝缘光滑水平地面上，一个小金属环a和一个大金属环b的圆心在同一点。a环中通有逆时针方向的恒定电流I，b环中不通电。现将a环沿直线移向图中a＇位置，则b环中感应电流i的方向和b环的运动情况分别为（　　）

A．i为顺时针方向，b环圆心向靠近a＇位置运动

B．i为顺时针方向，b环圆心向远离a＇位置运动

C．i为逆时针方向，b环圆心向靠近a＇位置运动

D．i为逆时针方向，b环圆心向远离a＇位置运动

7．如图所示，紧绕有闭合线圈的绝缘圆筒放在表面由非磁性材料制成的电子秤上，一条形磁铁（N极向下）从圆筒正上方由静止释放后插入圆筒。空气阻力不计。对磁铁插入圆筒且未碰到电子秤表面的过程，下列说法正确的是（　　）

A．磁铁的加速度恒定

B．磁铁的机械能减小

C．通过电阻的电流方向如图中箭头所示

D．与磁铁尚未运动时相比电子秤的示数减小

8．据媒体报道，我国的003号航母在建造时配备了电磁弹射系统，该系统能够使得舰载机的出勤效率远高于利用滑跃式甲板起飞的出勤效率。已知航母上舰载机起飞所利用的电磁弹射系统原理简化为如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去，则下列说法正确的是（　　）

A．若将金属环置于线圈的右侧，则金属环将不能弹射出去

B．金属环向左运动的瞬间有扩大趋势

C．增加线圈的匝数，不会影响金属环的加速度

D．合上开关S的瞬间，从左侧看金属环中产生沿逆时针方向的感应电流

9．下列说法正确的是（       ）

A．由UEd可知，在匀强电场中两点间的电势差U等于电场强度E乘以两点间的距离d

B．由可知，若通电导线在某空间未受磁场力，则表明该空间不存在磁场

C．楞次定律其实质是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现

D．由UEIr可知，当电路处于断路状态时I0，EU。所以，电源电动势就是断路状态时的路端电压

10．课堂上，杨老师演示了一个有趣的电磁现象：将一空心铝管竖立，把一块直径比铝管内径小一些的圆柱形的强磁铁从铝管上端由静止释放，强磁铁在铝管内下落过程中始终沿着铝管的轴线运动，不与铝管内壁接触，且无翻转。可以观察到，相比强磁铁自由下落，强磁铁在铝管中的下落会延缓许多。强磁铁由静止释放在铝管中运动过程中，关于其运动和受力情况，下列分析正确的是（　　）

A．先加速下落后减速下落

B．始终做加速运动，且加速度不断增大

C．所受铝管对它的作用力方向竖直向上

D．所受合力方向竖直向上

11．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

12．如图所示，螺线管导线的两端与平行金属板相接，一个带正电的小球用绝缘细线悬挂在两金属板间，并处于静止状态。若使一条形磁铁从左向右靠近螺线管，则（　　）

A．小球向右摆动 B．小球向左摆动

C．小球向前摆动 D．小球保持静止

13．如图所示，甲、乙、丙为三个相同的铝管，甲、乙两管的侧壁分别开有横槽和竖槽，丙管未开槽，现将三个铝管分别套在竖直圆柱形强磁铁上，由上端口静止释放，忽略管与磁铁间的摩擦以及开槽后管的质量变化。关于铝管穿过强磁铁的时间，下列判断正确的是（　　）

A．甲最短 B．乙最短

C．丙最短 D．甲、乙相同

14．闭合线圈abcd运动到如图所示的位置时，bc边所受到的磁场力的方向向下，那么线圈的运动情况是（　　）

A．向左平动进入磁场 B．向右平动进入磁场

C．向上平动 D．向下平动

15．某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对箱内人员的伤害。当轿厢坠落到图示位置时，关于该装置，以下说法正确的是（　　）

A．从下往上看，金属线圈A中的感应电流沿逆时针方向

B．从下往上看，金属线圈B中的感应电流沿顺时针方向

C．金属线圈B对轿厢下落有阻碍作用，A没有阻碍作用

D．金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势

二、填空题

16．如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′，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。现在将垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，导体棒MN感应电流方向是_______,安培力水平________。

17．如图，A、B两个线圈置于同一水平桌面上，从上往下看，A线圈通有顺时针方向的电流，则B线圈内的磁场方向为向______（选填“上”或“下”）；当A线圈电流增大时，B线圈会产生______（选填“顺”或“逆”）时针方向的感应电流．

18．如图所示，线圈A绕在一铁芯上，A中导线接有一电阻在把磁铁N极迅速靠近A线圈的过程中，通过电阻R的感应电流的方向为______ 指向______ 填 “P”、“Q”；若线圈A能自由移动，则它将______ 移动填“向左”、“向右”或“不”．

19．如图所示，一矩形线圈与长直通电导线在同一平面内，且长直导线位于线圈的正中间的右侧，现使导线中的电流增大，则矩形线圈中产生的感应电流方向为______，导线框所受的磁场力的方向为_________.

三、解答题

20．如图所示，矩形线框abcd在匀强磁场中向左运动，则求cd边中的感应电流方向。

21．图中的A和B都是铝环，A环是闭合的，B环是断开的，横梁可以绕中间的支点转动。某人在实验时，用磁铁的任意一极移近A环，A环都会被推斥，把磁铁远离A环，A环又会被磁铁吸引。但磁极移近或远离B环时，却没有发现与A环相同的现象。这是为什么？

22．请写出应用楞次定律判断感应电流方向的步骤．

23．如图，在磁场中放入一线圈，若磁场B变大或变小，问：

（1）有没有感应电流？为什么？

（2）两次感应电流方向相同吗？

24．如图所示，矩形线框向右运动，在图中画出边中感应电流的方向．

参考答案：

1．D

【解析】

【详解】

A．第一宇宙速度7.9km/s是物体在地球表面附近做匀速圆周运动的速度，同时也是绕地球运行的最大环绕速度，所以两颗卫星线速度均小于7.9km/s，故A错误；

B．由题意并根据可知卫星A的线速度小于B的线速度，故B错误；

C．根据可知，若没有钢缆的作用，则卫星A的线速度应比卫星B的线速度大，由于钢缆的作用使得卫星A的线速度小于B的线速度，所以钢缆上一定有力的作用，故C错误；

D．赤道上方地磁场的方向为从南向北，当两颗卫星在赤道平面上方从东向西转动时，根据右手定则可知A卫星电势高，故D正确。

故选D。

2．A

【解析】

【详解】

D．根据题意，由右手定则可知，导体中感应电流方向为指向，故D错误；

AB．由D分析可知，电路中感应电流为顺时针方向，故B错误A正确；

C．由D分析可知，电路中感应电流为逆时针方向，故C错误。

故选A。

3．A

【解析】

【详解】

A．磁铁上下运动过程中在圆环中产生了感应电流，因此受到安培力作用，根据牛顿第三定律，磁铁也受到安培力的作用。由楞次定律可知产生的感应电流总是阻碍磁通量的变化，在此处体现为阻碍磁铁的相对运动，故磁铁能很快停下来，A正确；

B．磁铁、弹簧、地球组成的系统中，有安培力做功，系统机械能不守恒，B错误；

C．磁铁在向下运动的过程中受到向上的安培力，在向上运动的过程中受到向下的安培力，C错误；

D．磁铁很快停下来是由于安培力作用，而非磁铁对金属的吸引力，所以只要圆环是金属的，就能产生感应电流从而受到安培力，D错误。

故选A。

4．D

【解析】

【详解】

AB．在PQ杆滑动的过程中，的面积先增大，后减小，穿过磁通量先增大，后减小，根据楞次定律可知：感应电流的方向先是由P到Q，后是由Q到P，故AB错误；

CD．由左手定则判断得到：PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上，故D正确，C错误。

故选D。

5．B

【解析】

【详解】

AB．现对A进行加热，其磁感应强度增大，则通过B线圈的磁通量增大，由楞次定律可知B线圈一定有扩张的趋势，故A错误，B正确；

C．根据楞次定律可知B线圈中感应电流产生的磁场阻碍了B线圈内磁通量的增加，但并不阻止，只是增加的缓慢而已，故C错误；

D．根据楞次定律可知，若从右向左看B中产生顺时针方向电流，则A左端是强磁性合金的S极，故D错误。

故选B。

6．A

【解析】

【详解】

a环中通有逆时针方向的恒定电流I，a环内的磁场方向垂直纸面向外，a环外的磁场方向垂直纸面向里，b环的总磁通量方向向外，当a环沿直线移向图中a＇位置时，b环内的磁通量向外增大，由楞次定律可知，b环中感应电流i的方向为顺时针，根据楞次定律推论，阻碍相对运动，所以b环圆心向靠近a＇位置运动，则A正确；BCD错误；

故选A。

7．B

【解析】

【详解】

A．根据来拒去留，磁铁所受的磁场力是斥力，因为磁铁加速下落，斥力的大小是变化的，所以磁铁的加速度是变化的，A错误；

B．斥力对磁铁做负功，磁铁的机械能减小，B正确；

C．线圈所在处的磁场方向向下并且增大，根据增反减同，感应电流的磁场向上，根据安培定则，线圈中产生逆时针的感应电流，通过电阻的电流方向与如图中箭头所示的方向相反，C错误；

D．根据牛顿第三定律，磁铁对线圈的磁场力向下，与磁铁尚未运动时相比电子秤的示数增大，D错误。

故选B。

8．D

【解析】

【分析】

本题考查楞次定律相关知识。

【详解】

A．若将金属环放在线圈右侧，根据楞次定律可知，金属环将向右运动，仍可以弹射出去，A错误；

B．固定线圈上突然通过直流电流，穿过金属环的磁通量增大，根据“增缩减扩”可知金属环被向左弹射的瞬间，有缩小的趋势，B错误；

C．电流一定时，线圈匝数越多，形成的磁场越强，通电瞬间金属环的磁通量变化率越大，则金属环中产生的感应电流越大，又因为感应电流方向与固定线圈中的电流方向相反，则金属环被弹射出去的作用力越大，故金属环的加速度越大，C错误；

D．在闭合开关的瞬间，穿过金属环的磁通量向右增大，由楞次定律可知，金属环中产生的感应电流从左侧看沿逆时针方向，D正确。

故选D。

9．C

【解析】

【详解】

A．由公式U=Ed可知，在匀强电场中两点间电势差U等于电场强度E与两点间沿电场方向距离d的乘积， A错误；

B．一根通电直导线在某个空间没有受到磁场力的作用，可能是空间没有磁场，也可能是电流的方向与磁场方向平行，B错误；

C．楞次定律其实质是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现， C正确；

D．由可知，当电路处于断路状态时I=0，E=U。所以电源电动势在数值上等于断路状态时的路端电压，但二者不能等同。电动势是描述电源性质的重要物理量，是非静电力把单位正电荷从负极移到正极所做的功，而电源的路端电压是指电源加在外电路两端的电压，是静电力把单位正电荷从正极经外电路移到负极所做的功。D错误。

故选C。

10．C

【解析】

【详解】

ACD．根据楞次定律‘来拒去留’可知，铝管对强磁铁的作用力竖直向上，又因为仅仅是阻碍，不是阻止，所以铝管对强磁铁的的作用力小于强磁铁的重力，磁铁所受合力竖直向下，即物体一直做加速运动，故AD错误，C正确；

B．磁铁运动速度越大，来拒去留越明显，即铝管对磁铁的作用力越大，所以物体的加速度在减小，故B错误。

故选C。

11．D

【解析】

【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。

12．A

【解析】

【详解】

当磁铁插入时，导致线圈的磁通量发生变化，从而导致线圈中产生感应电动势，假设电路闭合，则由楞次定律可知，感应电流方向是从右极向下通过线圈再到左极，由于线圈相当于电源，因此左极电势高，所以带正电小球将向右摆动，故A正确，BCD错误。

故选A。

13．B

【解析】

【详解】

下落过程中，铝管中磁通量变化会产生感应电流，根据楞次定律“阻碍”含义可知，受到向上的安培力阻碍其运动，乙管开有竖槽，电阻最大，产生的感应电流最小，因此安培力最小，运动最快，因此乙向下运动的时间最短，故ACD错误，B正确。

故选B。

14．A

【解析】

【详解】

当bc受力向下时，说明感应电流方向由b指向c，当向左进入磁场时，磁通量增加，感应电流的磁场方向应该与原磁场方向相反，垂直纸面向里，用右手螺旋定则可以判断感应电流方向为顺时针方向。故BCD错，A对。

故选A。

15．D

【解析】

【详解】

AB．当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从下往上看是顺时针方向，B中中向上的磁场增强，感应电流的方向从下往上看是逆时针方向，AB错误；

C．结合A的分析可知，当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，C错误；

D．闭合线圈A中向上的磁场减弱，B中中向上的磁场增强，根据楞次定律可知，线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势，D正确。

故选D。

16．     N→M     向左

【解析】

【详解】

[1]导体棒向右运动，根据右手定则可知，导体棒MN感应电流方向是N→M ；

[2]由左手定则可知，安培力水平向左。

17．     上     顺

【解析】

【分析】

根据右手定则判断A中电流产生的磁场方向；根据楞次定律判断B中感应电流的方向；

【详解】

根据右手定则可知，A中电流形成的磁场方向从上往下看向下，则B线圈内的磁场方向为向上；当A线圈电流增大时，B线圈磁通量向上增加，根据楞次定律可知，B中会产生顺时针方向的感应电流．

18．     Q     P     向左

【解析】

【详解】

当把软铁迅速靠近A线圈的过程中，根据楞次定律，增反减同，则感应电流方向由Q到P，

由楞次定律的相对运动表述：近则斥、离则吸，可知：线圈A将向左移动．

点睛：考查理解楞次定律的应用，注意楞次定律的总结性规律：近则斥、离则吸；增则缩，减则扩；增则反，减则同．

19．     顺时针     向右

【解析】

【详解】

[1]根据题意可知导线右边的线框中磁场方向垂直纸面向里，导线左边的线框中磁场方向垂直纸面向外，由于导线位于线圈的正中间偏右位置，所以左侧穿过线圈的磁通量大于右侧的，穿过线圈的总磁通量方向为垂直纸面向外，故当电流增大时，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流为顺时针方向；

[2]线圈上下两个边框受力平衡，左侧边框处所受安培力向右，右侧边框所受安培力方向向右，故线框所受到的安培力方向向右。

20．c→d

【解析】

【分析】

【详解】

根据右手定则，切割磁感线的ab边中感应电流方向是a→b，则流到cd边，电流方向为c→d。

21．见解析

【解析】

【详解】

当条形磁铁插入A环时，穿过A环的磁通量增加，A环闭合产生感应电流，磁铁对A环产生安培力，阻碍两者相对运动，因此A环阻碍磁铁靠近，A环都会被推斥，出现转动现象；同理把磁铁远离A环，A环又会被磁铁吸引；当条形磁铁向B环靠近时，B环断开，B环中不产生感应电流，磁铁对B环没有安培力作用，B环将静止不动。

22．见解析

【解析】

【详解】

用楞次定律判断感应电流方向一般有4个步骤：

① 确定原磁场的方向；

②判断原磁通量的变化趋势；

② 根据楞次定律确定感应电流的磁场的方向；

④根据右手螺旋定则确定感应电流的方向。

23．（1）有感应电流产生，因为磁通量发生变化了（2）不相同

【解析】

【详解】

（1）若磁场B变大或变小，穿过线圈的磁通量增大或减小，所以线圈中有感应电流产生，因为穿过线圈的磁通量发生变化；

（2）若磁场B变大，穿过线圈的磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流的磁场与原磁场方向相反即向外，由右手螺旋定则可知，线圈中产生逆时针方向的电流，若磁场B变小，穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可知，感应电流的磁场与原磁场方向相同即向里，由右手螺旋定则可知，线圈中产生顺时针方向的电流。

24．从d到c

【解析】

【详解】

矩形线框向右运动，磁通量减小，由楞次定律可知，线框中产生顺时针方向的电流，所以cd边电流方向为从d到c。如图