课时作业(7) 感应电流的方向（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册（粤教版2019）

课时作业(7)　感应电流的方向 1．关于感应电流，下列说法正确的是(　　) A．根据楞次定律知：感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量 B．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱 C．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 D．当导体切割磁感线运动时，必须用安培定则确定感应电流的方向 C　[由楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，A错误；感应电流的磁场总是阻碍电路中的原磁通量的变化，不是阻碍原磁场，B错误；由楞次定律知，如果是因磁通量的减少而引起的感应电流，则感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同，阻碍磁通量的减少；如果是因磁通量的增加而引起的感应电流，则感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反，阻碍磁通量的增加，C正确；导体切割磁感线运动时，应直接用右手定则确定感应电流的方向；若闭合回路磁通量变化，由楞次定律确定感应电流的磁场方向，然后用安培定则确定感应电流的方向，D错误．] 2．如图所示，线圈两端与电阻和电容器相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下．在将磁铁的S极插入线圈的过程中(　　) A．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥 B．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥 C．电容器的B极板带正电，线圈与磁铁相互吸引 D．电容器的B极板带负电，线圈与磁铁相互排斥 B　[当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，原磁场方向向上，所以感应磁场方向向下，根据右手螺旋定则，拇指表示感应磁场的方向，四指弯曲的方向表示感应电流的方向，即通过电阻的电流方向为b→a.根据楞次定律“来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用，故磁铁与线圈相互排斥．综上所述：线圈中感应电流的方向为电阻的电流方向由b→a，磁铁与线圈相互排斥，故A错误，B正确；由上分析可知，B极板带正电，且线圈与磁铁相互排斥，故C、D错误．] 3．如图所示，两个线圈的绕向相同，其中右侧线圈与电流表构成闭合回路，要使得右侧线圈中产生的感应电流由c到d流过电流表，且电流表示数恒定，则左侧线圈中的电流随时间变化的图像可能是(规定左侧线圈中从a到b的电流方向为正方向)(　　) A　[当右侧线圈中产生的感应电流由c到d流过电流表时，感应电流的磁场方向向右；根据楞次定律可知，穿过线圈的磁通量若方向向右，则正在减小，若穿过线圈的磁通量的方向向左，则正在增大；根据安培定则可知，此时左侧线圈中的电流随时间变化是从a到b正在增大，或电流的方向从b到a，正在减小，故A正确，B、C、D错误．] 4．在匀强磁场中，一通有恒定电流的导体圆环用绝缘细线悬挂在天花板上，初始时刻圆环平面与磁场方向平行，如图所示．则关于圆环刚开始通电后转动角度θ(≤90°)的时间内(从上往下看)，下列说法正确的是(　　) A．圆环顺时针转动，同时有向内收缩的趋势 B．圆环逆时针转动，同时有向内收缩的趋势 C．圆环顺时针转动，同时有向外扩张的趋势 D．圆环逆时针转动，同时有向外扩张的趋势 C　[通电圆环在磁场中受到安培力作用，取左右两侧的一小段电流元分析，根据左手定则可知，左侧电流元受到安培力垂直纸面向里，右侧电流元受到安培力垂直纸面向外，则从上往下看，圆环顺时针转动．当转动角度θ＝90°时，顺着磁感线方向看，电流方向为顺时针，根据左手定则可知，圆环受到安培力沿着半径方向的分力向外，故圆环有向外扩张的趋势，说明圆环在顺时针转动的同时，向外扩张，故C正确，A、B、D错误．] 5．某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律，当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时(　　) A．N极从上向下靠近线圈时，将受到线圈的吸引力 B．S极从上向下远离线圈时，将受到线圈的排斥力 C．通过电流表的感应电流方向是先a→Ⓖ→b，后b→Ⓖ→a D．通过电流表的感应电流方向是先b→Ⓖ→a，后a→Ⓖ→b D　[根据楞次定律可知，当N极从上向下靠近线圈时，线圈内产生的感应电流对条形磁铁的运动有阻碍作用，可知条形磁铁将受到线圈的排斥力，故A错误；根据楞次定律可知，当S极从上向下远离线圈时，线圈内产生的感应电流对条形磁铁的运动有阻碍作用，可知条形磁铁将受到线圈的吸引力，故B错误；当条形磁铁沿固定线圈的中轴线自上至下经过固定线圈时，穿过线圈的磁通量向下，且先增加后减小，根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，故感应电流的磁场先向上后向下，故感应电流先逆时针后顺时针(俯视)，即先b→Ⓖ→a，后a→Ⓖ→b，故C错误，D正确．] 6．如图甲，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向．螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内．当螺线管内的磁感应强度B随时间按图乙所示规律变化时(　　) A．在t1～t2时间内，L有扩张趋势 B．在t2～t3时间内，L有扩张趋势 C．在t2～t3时间内，L内有逆时针方向的感应电流 D．在t3～t4时间内，L内有顺时针方向的感应电流 D　[在t1～t2时间内，外加磁场磁感应强度增加且斜率在增大，则在导线框中产生顺时针方向且增加的电流，该电流激发的磁场通过圆环，由楞次定律可以确定L必须减小面积以达到阻碍磁通量的增大，故L有收缩的趋势，故A错误；在t2～t3时间内，外加匀强磁场均匀变化，在导线框中产生稳定电流，该电流激发的磁场为稳定磁场，故L中磁通量不变，则L中没有感应电流，因此没有变化的趋势，故B、C错误；在t3～t4时间内，向下的磁通量减小且斜率在减小，根据楞次定律，在线圈中的电流方向由c到b且减小，根据安培定则，穿过圆环L的磁通量向里减小，则根据楞次定律，在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，故D正确．] 7．如图所示，当把滑动变阻器的滑片P从右向左滑动时，在线圈A中感应电流的方向是从________端流进电流表，从________端流出；在线圈B中感应电流的方向是从________端流进电流表，从________端流出． 解析　当滑片P从右向左滑动时，电路中的电阻变大，电流减小，由右手螺旋定则可知，铁芯中向左的磁感应强度减小．由楞次定律可知，线圈A、B中感应电流的磁场方向向左．再由安培定则可知，在线圈A中感应电流的方向是从a端流进电流表，从b端流出；在线圈B中感应电流的方向是从d端流进电流表，从c端流出． 答案　a　b　d　c 8．为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示．已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计G右端流入时，指针向右偏转．将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向右偏转． (1)在图中L上画上几匝线圈，以便能看清线圈绕向． (2)当条形磁铁穿过线圈L后，向下远离L时，指针将指向________．(选填“左侧”“右侧”或“中央”) (3)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针将指向________．(选填“左侧”“右侧”或“中央”) 解析　(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，穿过L的磁场向下，磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，感应电流磁场应该向上，电流计指针向右偏转，电流从电流计右端流入，由安培定则可知，俯视线圈，线圈绕向为逆时针，如图． (2)当条形磁铁穿过线圈L后，向下远离L时，穿过L的磁场向下，磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流磁场应向下，感应电流为顺时针(俯视线圈)，指针将向左偏转． (3)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，穿过L的磁场向上，磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流磁场应向上，指针向右偏转． 答案　(1)见解析图　　(2)左侧　　(3)右侧 9．(多选)如图所示，在北京某地有一间房子坐北朝南，门口朝向正南，门扇四周是铝合金边框，中间是绝缘体玻璃，则下列说法正确的是(　　) A．房子所在位置地磁场的磁感线由南指向北，与水平面平行 B．无论开门还是关门的过程中，穿过门扇的磁通量是变化的 C．某人站在室内面向正南推开门过程，对这个人来说，铝合金边框中的感应电流方向为逆时针 D．某人站在室内面向正南关上门过程，对这个人来说，铝合金边框中的感应电流方向为逆时针 BC　[北京位于北半球，北京地区的磁场方向具有水平向北的分量与竖直向下的分量两部分，故A错误；地磁场有由南向北的分量，门闭合时磁通量不为0，当朝南的门向外推开后，平面与磁场平行时，没有磁感线穿过线框平面，穿过环面的磁通量为0.开门还是关门的过程中，穿过门扇的磁通量是变化的．故B正确；根据楞次定律，穿过窗框的磁通量减小时，站在室内面向正南的人判断，产生的感应电流的方向为逆时针．故D错误，C正确．] 10．(多选)如图，圆环形导体线圈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，下列说法中正确的是(　　) 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对水平桌面的压力将增大 AD　[当滑片P向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大，从而判断出穿过线圈a的磁通量增加，磁场方向向下，根据楞次定律即可判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针，故A正确，B错误；再根据微元法将线圈a无限分割，根据左手定则不难判断出线圈a应有收缩的趋势，或直接根据楞次定律的第二描述“感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因”，因为滑片向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加，故只有线圈面积减小时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a应有收缩的趋势，故C错误；开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑片向下滑动时，可以用“等效法”，即将线圈a和b看作两个条形磁铁，不难判断此时两磁铁的N极相对，互相排斥，故线圈a对水平桌面的压力将增大，所以D正确．] 11．如图所示，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(d>L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下．导线框以某一初速度向右运动．t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域．下列v­t图像中能正确描述上述过程的是(　　) D　[导线框闭合，导线框以某一初速度向右运动，其右侧边进入磁场、左侧边未进入磁场的过程中，由楞次定律的广义表述“来拒去留”可知，导线框受到向左的安培力作用，做减速运动；当导线框完全进入磁场中时，穿过导线框的磁通量不变，不产生感应电流，导线框不受安培力作用，做匀速运动；导线框右侧边出磁场、左侧边未出磁场的过程中，由楞次定律的广义表述“来拒去留”可知，导线框受到向左的安培力作用，导线框做减速运动．导线框进、出磁场区域时，速度不断减小，受到的安培力不断减小，导线框的加速度不断减小，所以能正确描述导线框运动过程的速度—时间图像是D选项．] 12．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像． (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＝Bl 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像如图所示： (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． 学科网（北京）股份有限公司 $$