“四翼”检测评价（五） 科学探究：感应电流的方向

“四翼”检测评价（五）科学探究：感应电流的方向A组—重基础·体现综合1．(2022·宁德高二检测)某磁场的磁感线如图所示，有一闭合铝质线圈自图示位置A落至位置B，在下落的过程中，自上向下看，铝质线圈中的感应电流方向是()A．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向B．先沿逆时针方向，再沿顺时针方向C．始终沿顺时针方向D．始终沿逆时针方向解析：选A在下落过程中，磁感应强度先增大后减小，所以穿过线圈的磁通量先增大后减小，线圈从A处落到中间位置处，穿过线圈的磁通量增大，感应电流产生的磁场方向向下，所以从上向下看，感应电流的方向为顺时针；线圈从中间位置处落到B处，穿过线圈的磁通量减小，感应电流产生的磁场方向向上，所以从上向下看，感应电流的方向为逆时针。由以上的分析可知，A正确，B、C、D错误。2.如图，通有恒定电流的固定直导线右侧有一矩形线圈，导线与线圈置于同一光滑水平面。若增大导线中的电流强度，线圈将()A．保持静止 B．发生转动C．向左平移 D．向右平移解析：选D当导线中电流强度增大，导线产生的磁场增强，使得穿过线圈的磁通量增大，从而产生感应电流阻碍磁通量的增大，由楞次定律可知，线圈向右运动时可以阻碍磁通量的增大，D正确，A、B、C错误。3.如图所示，水平放置的条形磁铁中央，有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与圆环的轴线重合。现将圆环沿半径向外均匀扩大，则()A．穿过圆环的磁通量增大B．圆环中无感应电流C．从左往右看，圆环中产生顺时针方向的感应电流D．圆环受到磁铁的作用力沿半径向外解析：选C磁感线是闭合曲线，穿过圆环的磁感线条数等于圆环内磁铁内部、外部所有磁感线的总和，圆环内磁铁内部磁感线比外部多，外部的磁感线与内部的磁感线方向相反，外部的磁感线被内部抵消。现将弹性圆环均匀向外扩大，则磁铁外部磁感线条数变多，将内部磁感线抵消多，导致磁通量变小，A错误；磁通量变小，则由楞次定律得，从左往右看，产生顺时针方向的感应电流，B错误，C正确；产生顺时针感应电流，在外部磁感线的作用下，根据左手定则可知，弹性圆环受到的安培力方向沿半径向内，D错误。4.如图所示，一个有弹性的闭合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平面内，当通电直导线中电流增大时，圆环的面积S和橡皮绳的长度l的变化情况是()A．S增大，l变长 B．S减小，l变短C．S增大，l变短 D．S减小，l变长解析：选D当通电直导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增大，金属圆环中产生感应电流，根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍磁通量的增大：一是用缩小圆环面积的方式进行阻碍；二是用远离直导线的方式进行阻碍，D正确。5.(2022·厦门高二检测)如图所示，边长为d的正方形线圈，从位置A开始向右运动，并穿过宽为L(L＞d)的匀强磁场区域到达位置B，则()A．整个过程，线圈中始终有感应电流B．整个过程，线圈中始终没有感应电流C．线圈进入磁场和离开磁场的过程中，有感应电流，方向都是逆时针方向D．线圈进入磁场过程中，感应电流的方向为逆时针方向；穿出磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向解析：选D在线圈进入或离开磁场的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生，线圈完全在磁场中时，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，A、B错误；由右手定则可知，线圈进入磁场过程中，线圈中感应电流沿逆时针方向，线圈离开磁场过程中，感应电流沿顺时针方向，C错误，D正确。6．(多选)如图所示，导体棒ab、cd可在水平轨道上自由滑动，且两水平轨道在中央交叉处互不相通。当导体棒ab向左移动时()A．ab中感应电流的方向为a到bB．ab中感应电流的方向为b到aC．cd向左移动D．cd向右移动解析：选AD由右手定则可判断ab中感应电流方向为从a到b，从而cd中电流方向为从c到d，根据左手定则可判定导体cd中安培力方向水平向右，即向右移动，A、D正确。7.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动。金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是()A．a→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d解析：选B线框从右侧开始由静止释放，穿过线框平面的磁通量逐渐减少，由楞次定律可得感应电流的方向为d→c→b→a→d；过最低点所在的竖直线后继续向左摆动过程中，穿过线框平面的磁通量逐渐增大，由楞次定律可得感应电流的方向仍为d→c→b→a→d，B正确。8.(2022·莆田高二检测)如图所示，一根质量为M、长为L的铜管放置在水平桌面上，现让一块质量为m、可视为质点的钕铁硼强磁铁从铜管上端由静止下落，强磁铁在下落过程中不与铜管接触，且不计空气阻力，在此过程中()A．桌面对铜管的支持力大小一直为MgB．铜管和强磁铁组成的系统机械能守恒C．铜管中没有感应电流D．强磁铁下落到桌面的时间t＞eq\r(\f(2L,g))解析：选D强磁铁通过铜管时，导致铜管的磁通量发生变化，从而产生感应电流，故C错误；磁铁在铜管中运动的过程中，虽不计空气阻力，但在此过程中安培力做功产生热能，所以系统机械能不守恒，故B错误；由于铜管对磁铁有向上的阻力，则由牛顿第三定律可知磁铁对铜管有向下的力，则桌面对铜管的支持力大小F>Mg，故A错误；因铜管对磁铁有阻力，所以运动时间与自由落体运动相比会变长，即有t＞eq\r(\f(2L,g))，故D正确。9．如图是某实验小组在研究磁通量变化时感应电流方向实验中的部分操作示意图，图甲所示是电流通过灵敏电流计时指针的偏转情况，图乙是磁铁从线圈中抽出时灵敏电流计指针的偏转情况。(1)图甲电路中串联定值电阻R主要是为了________。A．减小电路两端的电压，保护电源B．增大电路两端的电压，保护电源C．减小电路中的电流，保护灵敏电流计D．减小电路中的电流，便于观察灵敏电流计的读数(2)实验操作如图乙所示，当磁铁向上抽出时，电流计G中指针是________偏(选填“左”或“右”)；继续操作如图丙所示，判断此时条形磁铁的运动是________线圈(选填“插入”或“抽出”)。解析：(1)电路中串联定值电阻，目的是减小电流，保护灵敏电流计。故C项正确，A、B、D项错误。(2)在题图乙中，当磁铁向上抽出，磁通量减少，根据楞次定律知，感应电流的磁场与原磁场方向相同，则流过电流计的电流方向为从下往上，所以电流计指针向右偏。在题图丙中，知感应电流流过电流计的方向是从上而下，则感应电流的磁场方向向上，与原磁场方向相同，知磁通量在减小，即磁铁抽出线圈。答案：(1)C(2)右抽出eq\a\vs4\al(B)组—重应用·体现创新10．现代汽车中有一种防抱死系统(简称ABS)，该系统有一个自动检测车速的装置，用来控制车轮的转动，其原理如图所示：铁质齿轮P与车轮同步转动，右侧紧靠有一个绕有线圈的条形磁体，磁体的左端是S极，右端是N极，M是一个电流检测器。当车轮带动齿轮转动时，这时由于铁齿靠近或离开线圈时，使穿过线圈的磁通量发生变化，导致线圈中产生了感应电流。这个脉冲电流信号经放大后去控制制动机构，可有效地防止车轮制动时被抱死。在齿A从图中所示位置顺时针转到虚线位置过程中，M中的感应电流方向为()A．一直从右向左B．一直从左向右C．先从右向左，后从左向右D．先从左向右，后从右向左解析：选D铁齿靠近线圈时被磁化，产生的磁场方向从左向右，齿轮P从图示位置按顺时针方向转动的过程中，先是齿A下面的铁齿离开，通过线圈的磁通量先减小，接着齿A靠近，通过线圈的磁通量增加。根据楞次定律，线圈中感应电流的磁场先向右后向左，根据右手螺旋定则判断出感应电流的方向，所以通过M的感应电流的方向先从左向右，然后从右向左，D正确，A、B、C错误。11.(多选)如图所示，在北半球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，穿过门扇的磁通量都是变化的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解析：选BC北半球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，A错误；地磁场有由南向北的分量，门闭合时磁通量的方向向北，开门还是关门的过程中，穿过门扇的磁通量都是变化的，B正确；根据楞次定律，穿过门扇的磁通量减小时，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，C正确；同理可知D错误。12．(2022·泉州高二检测)为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口，若俯视，轨道平面磁场垂直地面向下，如图乙所示。则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈Ⅰ的电流方向为()A．始终逆时针方向B．始终顺时针方向C．先逆时针、再顺时针方向D．先顺时针、再逆时针方向解析：选C在列车经过线圈的上方时，由于列车上磁场的方向垂直地面向下，所以线圈内的磁通量方向垂直地面向下，先增大后减小，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流的方向为先逆时针、再顺时针方向，C正确。13.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________。(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__________。(均选填“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