【重点推荐】2019高中物理 第一章 电磁感应 第三节 感应电流的方向分层训练 粤教版选修3-2

第三节感应电流的方向

A级抓基础

1．(2016·上海卷)磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁( )

A．向上运动B．向下运动

C．向左运动D．向右运动

解析：若磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，原磁场方向向下，所以感应磁场方向向上，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，故可判断出产生了如图中箭头所示的感应电流；同理，若磁铁向上运动，则感应电流的方向与图中感应电流的方向相反．故A错误，B正确；若磁铁向右运动或向左运动，穿过线圈的磁通量变小，原磁场方向向下，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，故可判断出产生的感应电流的方向与图中感应电流的方向相反．故C、D错误．

答案：B

2.美国物理学家卡布莱用实验寻找磁单极子．实验根据的原理就是电磁感应现象，仪器的主要部分是由超导体做成的线圈，设想有一个磁单极子穿过超导线圈，如图所示，于是在超导线圈中将产生感应电流，关于感应电流的方向下列说法正确的是( )

A．磁单极子穿过超导线圈的过程中，线圈中产生的感应电流的方向发生变化

B．N磁单极子与S磁单极子分别穿过超导线圈的过程中，线圈中感应电流方向相同

C．磁单极子穿过超导线圈的过程中，线圈中感应电流方向不变

D．假若磁单极子为N磁单极子，穿过超导线圈的过程中，线圈中感应电流方向始终为顺时针(从上往下看)

解析：若N磁单极子穿过超导线圈的过程中，当磁单极子靠近线圈时，当穿过线圈中磁通量增加，且磁场方向从上向下，所以由楞次定律可知，感应磁场方向从下向上，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向为逆时针；当N磁单极子远离线圈时，当穿过线圈中磁通量减小，且磁场方向从下向上，所以由楞次定律可知，感应磁场方向从下向上，再由右手螺旋定则可确定

感应电流方向为逆时针，且线圈中产生的感应电流方向不变；若是S磁单极子穿过超导线圈，同理得出：靠近线圈时，感应磁场从上向下，则感应电流方向顺时针，当远离时，感应电流方向也是顺时针．故ABD错误，C正确．

答案：C

3．如图所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流(自左向右看)( )

A．沿顺时针方向

B．先沿顺时针方向后沿逆时针方向

C．沿逆时针方向

D．先沿逆时针方向后沿顺时针方向

解析：条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，原磁场方向向右，且磁通量在增加，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化，所以感应电流的磁场向左，由安培定则，知感应电流的方向(自左向右看)沿逆时针方向．故C正确，A、B、D错误．答案：C

4．(多选)小明有一个磁浮玩具，其原理是利用电磁铁产生磁性，让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来，其构造如图所示．若图中电源的电压固定，可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置，则下列叙述正确的是( )

A．电路中的电源必须是直流电源

B．电路中的a端点须连接直流电源的负极

C．若增加环绕软铁的线圈匝数，可增加玩偶飘浮的最大高度

D．若将可变电阻的电阻值调大，可增加玩偶飘浮的最大高度

解析：让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来，则需让玩偶受到向上的恒定的磁场力，在线圈中要产生上面是N极的恒定的磁场，故电路中的电源必须是直流电源，且根据左手定则，电路中的a端点须连接直流电源的正极，选项A正确、B错误；若增加环绕软铁的线圈匝数，可使电磁铁产生的磁场增强，从而增加玩偶飘浮的最大高度，选项C正确；若将可变电阻的电阻值

调大，则通过电磁铁的电流减小，磁场减弱，则可减小玩偶飘浮的最大高度，选项D错误．故选A、C.

答案：AC

5．目前，我国的电磁弹射技术已达到世界先进水平，将很快装备到下一代航母中．航母上舰载机电磁弹射的驱动原理如图所示，当闭合开关S，固定线圈中突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环(舰载机)被弹射出去．则( )

A．闭合S的瞬间，从左侧看环中的感应电流沿顺时针方向

B．若将电池正负极调换后，金属环将向右弹射

C．若将金属环置于线圈的右侧，金属环将向左弹射

D．若将金属环置于线圈的右侧，金属环将向右弹射

解析：闭合S瞬间穿过金属环的磁通量增大，依据楞次定律，从左侧看感应电流沿逆时针方向，故A错误；电池正负极变化只影响磁场方向并不影响磁场的变化，根据“来拒去留”可得，金属环受力向左，故将向左弹射出去，故B错误；若将金属环置于线圈的右侧，根据“来拒去留”可得，金属环受力向右，故将向右弹射出去，故C错误，D正确．

答案：D

6．(多选)如图所示，线圈竖直放置且固定不动，当它正上方的磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，则磁铁可能( )

A．向下运动B．向上运动

C．向左平移D．以上运动都不可能

解析：因为流过电阻的电流是由A经R到B，则由右手定则可知，产生感应电流在线圈中的磁场方向向下，与原磁场方向相同，故穿过线圈的磁通量是减小的，故线圈可能向上运动或者向左平移，选项B、C正确．

答案：BC

B级提能力

7.如图所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度L将( )

A ．S 减小，L 变长

B ．S 减小，L 变短

C ．S 增大，L 变短

D ．S 增大，L 变长

解析：根据右手螺旋定则可知，直线电流下边磁场方向垂直纸面向里，由于电流增大，则弹性的金属圆环中的磁通量增大，导致产生感应电流，根据楞次定律可知，圆环中的感应电流方向为逆时针方向；根据左手定则可知，弹性的金属圆环上边的所受的安培力竖直向下，弹性的金属圆环下边的所受的安培力竖直向上，由于下边离长直导线电流越远，磁场越弱，所以向下的安培力大于向上的安培力，从而导致橡皮绳的长度l 变长；可将圆环等效成一段一段的导线，由左手定则可知，安培力指向圆心，导致弹性环面积S 减小，故A 正确，BCD 错误．

答案：A

8．如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m 的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB 正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力F N 及在水平方向运动趋势的正确判断是( )

A ．F N 先小于mg 后大于mg ，运动趋势向左

B ．F N 先大于mg 后小于mg ，运动趋势向左

C ．F N 先大于mg 后小于mg ，运动趋势向右

D ．F N 先小于mg 后大于mg ，运动趋势向右

解析：根据楞次定律可知，在磁铁穿过线圈的过程中，线圈先受斥力作用后受引力作用，所以线圈所受的支持力先大于重力后小于重力，“来拒去留”，线圈有向右的运动趋势，所以只有选项C 正确．

答案：C

9．如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示．在0～T 2时间内，直导线中电流向上，则在T 2

～T 时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是( )