高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册2.4 电磁感应的案例分析练习题

【优质】第4节电磁感应的案例分析-1练习

一．填空题

1．如图所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分位于未通电的螺线管内，而S极在螺线管的上方．

（1）若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧秤的示数将________；

（2）若弹簧秤的长度增加，则将a．b接入电源时a端应接在电源的________极．

2．如图所示，竖直放置的条形磁铁中央，有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与弹性环轴线重合，现将弹性圆环均匀向外扩大，则穿过弹性圆环的磁通量将______（选填“增大”．“不变”或“减小”），从上向下看，弹性圆环中的电流方向为_______（选填“顺时针”．“没有”或“逆时针”），弹性圆环受到的安培力方向为______（选填“沿半径向外”．“没有”或“沿半径向内”）。

3．现把电阻与线圈两端相连构成闭合回路，在线圈正上方放一条形磁铁，如图所示，磁铁的S极朝下，在将磁铁的S极插入线圈的过程中，通过电阻的感应电流的方向由___________，线圈与磁铁相互___________（填“吸引”或“排斥”）。

4．判断磁场的方向____________（左手定则，右手定则），判断安培力的方向_____________（左手定则，右手定则）。

5．用如图所示的装置做“探究感应电流方向的规律”实验，磁体从靠近线圈的上方静止下落，当磁体运动到如图所示的位置时，流过线圈的感应电流方向从________（填“a到b”或“b到a”）。在磁体穿过整个线圈的过程中，传感器显示的电流i随时间t的图像应该是________。

6．如图所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时，线圈产生的感应电流I的方向为________（选填“顺时针”．“逆时针”．“无感应电流”），线圈所受安培力的合力为F，的方向为______（选填“向左”．“向右”．“F为零”）。

7．楞次定律:________具有这样的方向，即感应电流的________总要阻碍引起感应电流的________的变化

8．某同学使用如图所示的三组器材探究电磁感应现象。

（1）在甲图中，闭合开关s后，将滑片P向右减速移动的过程中，线圈B中的磁通量______（选填“增大”或“减小”）。

（2）在乙图中，将如图所示条形磁铁向下插入线圈的过程中，感应电流从______（选填“正”或“负”）极接线柱流入电表。

（3）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈连接，如图丙所示．已知线圈由端开始绕至端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离时，指针向右偏转．俯视线圈，其绕向为_______（填：“顺时针”或“逆时针”）。

9．如图，铝环A用轻线静止悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧，若突然闭合电键S，则铝环A将________（填“向左”或“向右”或“不”）摆动，并有________（填“收缩”或“扩张”）趋势。

10．如图，铁质齿轮P可绕其水平轴O转动，其右端有一带线圈的条形磁铁，G是一个电流计，当P转动，铁齿靠近磁铁时铁齿被磁化，通过线圈的磁通量_____，线圈中就会产生感应电流。当P从图示位置开始转到下一个铁齿正对磁铁的过程中，通过G的感应电流的方向是______。

11．一水平放置的矩形线圈在条形磁铁S极附近下落，下落过程中，线圈平面保持水平，如图所示，位置Ⅰ和Ⅲ都靠近位置Ⅱ，则线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，线圈内________感应电流产生；线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ的过程中，线圈内________感应电流产生．(填“有”或“无”)

12．如图为某同学验证楞次定律的实验，在水平面固定一“U”形铝框架，框架上置一铝杆ab，不计摩擦，将条形磁铁放在框架正上方，当将磁铁做如下运动时，判断杆ab的运动方向：

(1)将磁铁竖直向上运动时，杆ab将向_________运动。

(2)将磁铁竖直向下运动时，杆ab将向_________运动。

(3)将磁铁水平向右运动时，杆ab将向_________运动。（填“左”或“右”）

13．如图所示,导线AB与CD互相平行,则在闭合开关S时导线CD中感应电流的方向为___________;在断开开关S时导线CD中感应电流的方向为__________.(填“由C到D”或“由D到C”)

14．如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电微粒静止于平行板（两板水平放置）电容器中间，若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，粒子质量为m，带电量为q，则磁感应强度的变化率为________（设线圈的面积为s）

15．在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图所示。它们是：①电流表；②直流电源；③带铁芯的线圈A；④线圈B；⑤开关；⑥滑动变阻器（用来控制电流以改变磁场强弱）。

(1)试按实验的要求在实物图上连接完整电路（图中已连好一根导线）；______

(2)若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上，而在开关刚刚闭合时电流表指针右偏，则开关闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，电流表指针将______（选填“左偏”．“右偏”或“不偏”）。

16．我们可以通过以下实验，来探究产生感应电流的条件

(1)接好电路，合上开关瞬间，电流表指针___________（填“偏转”或“不偏转”）；

(2)电路稳定后，电流表指针___________（填“偏转”或“不偏转”）；迅速移动滑动变阻器的滑片，电流表指针___________（填“偏转”或“不偏转”）；

(3)根据以上实验可得：产生感应电流的条件___________。

17．如图所示，导体AB做切割磁感线运动时，线路中________电流产生，而导体AB顺着磁感线运动时，线路中________电流产生。（均选填“有”或“无”）

18．如图所示，线圈丙端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一坚直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过程中，通过电阻的感应电流的方向为___________(a→b，b→a)线圈与磁铁相互__________(“吸引”．“排斥”).

参考答案与试题解析

1．【答案】  减小  负

【解析】（1）当螺线管将a接电源正极，b接负极时，线圈中产生磁场，由安培定则判断得知，螺线管内部磁场方向向上，上端相当于N极，对磁铁产生向上的斥力，所以弹簧秤示数减小．
（2）若弹簧秤的长度增加，说明磁铁受到吸引力的作用，螺线管的上边是S极，下边是N极，则将a．b接入电源时a端应接在电源的负极．

2．【答案】减小    顺时针    沿半径向内   

【解析】

【分析】

【详解】

[1][2][3]磁感线是闭合曲线，磁铁内部穿过圆环的磁感线总条数一定，外部磁感线分布在无限大空间，将磁铁内部的磁感线抵消一部分，当将弹性圆环均匀向外扩大时，磁铁外部穿过圆环的磁感线增多，外部抵消的增多，所以总磁通量将减小。则原磁通量向下减小，则根据楞次定律可知，圆环中产生顺时针的感应电流；根据左手定则可知，安培力沿半径方向向内。

3．【答案】b-a    排斥   

【解析】【来源】黑龙江省齐齐哈尔市第八中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题

[1]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。
[2]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。

4．【答案】右手定则    左手定则   

【解析】【来源】湖南省茶陵县第三中学2019-2020学年高二（下)开学考试物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]右手定则可以判断磁场的方向，判断安培力的方向需要使用左手定则。

5．【答案】b到a    A   

【解析】

[1]当磁体运动到如图所示的位置时，线圈中的磁通量正在增大，感应电流所产生的磁场的方向竖直向下，根据右手定则可判定电流方向从b到a；

[2]磁体进入线圈的过程中，线圈中有感应电流；磁体完全进入线圈后，线圈内的磁通量保持不变，感应电流为零，磁体在线圈内加速下落；磁体离开线圈时的速度大于磁体进入线圈时的速度，感应电流也大于磁体进入线圈过程中的感应电流。故选A。

6．【答案】顺时针    右   

【解析】【来源】上海浦东上中东校2019-2020学年高二下学期中期素质评估物理试题

【分析】

【详解】

[1]金属线框abcd放在导线MN上，导线中电流产生磁场，根据安培定则判断可知，线框abcd左右两侧磁场方向相反，线框左侧的磁通量小于线框右侧的磁通量，磁通量存在抵消的情况，总磁通量的方向与MN右侧磁场的方向相同，为垂直于纸面向里。若MN中电流突然减小时，穿过线框的磁通量将减小，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abcd感应电流方向为顺时针

[2]再由左手定则可知，左边受到的安培力水平向右，而右边的安培力方向也水平向右，故安培力的合力F向右

7．【答案】感应电流    磁场    磁通量   

【解析】【来源】青海省西宁市海湖中学2018-2019学年高二5月月考物理试题（下学期第二次)

【详解】

楞次在分析了许多实验事实后提出楞次定律，即感应电流应具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

8．【答案】增大    负    逆时针   

【解析】

（1）[1]滑片P向右减速移动的过程中，电阻减小，电路中电流增大，线圈A产生的磁场增强，B中的磁通量增大。

（2）[2]条形磁铁向下插入线圈，线圈中的磁场方向向上，且磁通量增大，根据楞次定律的“增减反同”，线圈中的感应电流产生的磁场向下，根据安培定则和图中线圈的绕向可知线圈中感应电流从上端流入，下端流出，因此电流从负接线柱流入电表。

（3）[3]条形磁铁从图中位置向右远离L时，穿过L的磁通量向上且减小，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场向上，由安培定则可知，线圈中电流由b流向a，俯视线圈，其绕向为逆时针。

9．【答案】  (1). 向左    (2). 收缩

【解析】[1][2]突然闭合电键S，电流变大，则穿过铝环A的磁通量变大，由来拒去留可知，铝环A与长直螺线管间存在排斥力，则金属环A将向左运动，因磁通量增大，由增缩减扩可知，金属环A有收缩趋势。

10．【答案】增大    先向左再向右   

【解析】【来源】2020届上海市宝山区高三（下)二模物理试题

【分析】

【详解】

[1]铁齿被磁化产生的磁场方向与线圈原磁场方向相同，从右向左，所以通过线圈的磁通量增大。

[2]线圈正对铁齿离开，从右向左的磁场减弱，根据楞次定律可知线圈中产生的磁场从右向左，根据安培定则可知通过G的电流为从右向左；当上边铁齿靠近线圈时，线圈中从右向左的磁场增强，根据楞次定律可知线圈中产生的磁场从左向右，根据安培定则可知通过G的电流从左向右，所以通过G的感应电流的方向是先向左再向右。

11．【答案】  有  有

【解析】【来源】人教版选修3-2第四章第1节 划时代的发现 习题3

如图所示，线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，穿过线圈的磁通量减小，则产生感应电流； 线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ的过程中，线圈内穿过的磁通量向上增加，则也会产生感应电流。

12．【答案】右    左    右   

【解析】【来源】河南省开封市五县联考2019-2020学年高二上学期期末物理试题

【分析】

【详解】

(1)[1]由“增缩减扩”可知，磁铁竖直向上运动时，回路磁通量变小时，杆将向右移动；

(2)[2]由“增缩减扩”可知，将磁铁竖直向下运动时，回路磁通量变大时，杆将向左移动；

(3)[3]由“增缩减扩”可知，将磁铁水平向右运动时，回路磁通量变小时，杆将向右移动。

13．【答案】由D到C由C到D

【解析】

【详解】

在闭合开关S时，根据安培定则可知导线框CD所处的磁场方向垂直纸面向里，AB直导线中的电流增大，穿过线框CD的磁通量增大，根据楞次定律得：线框中感应电流方向为顺时针方向．则导线CD中有感应电流，其方向由D到C；

在断开开关S时，根据安培定则可知导线框CD所处的磁场方向垂直纸面向里，AB直导线中的电流减小，穿过线框CD的磁通量减小，根据楞次定律得到：线框中感应电流方向为逆时针方向．则导线CD中有感应电流，其方向由C到D．

【点睛】

本题考查安培定则．楞次定律综合应用的能力．安培定则可以用来判断通电导线产生的磁场方向，楞次定律用来判断线圈感应电流产生的磁场方向．

14．【答案】mgd/nsq

【解析】【来源】山西省晋中市平遥县第二中学2018-2019学年高二下学期第一次月考物理试题

【详解】

磁场均匀增加时，由楞次定律可判断上极板带正电．所以平行板电容器的板间的电场方向向下，带电粒子受重力和电场力平衡，所以粒子带负电．带电粒子受重力和电场力平衡得：mg=F；，U=nS；磁感应强度的变化率

15．【答案】    左偏   

【解析】

(1)[1]电路连接如下图

(2)[2]若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上，在开关刚刚闭合时线圈A中电流增大，线圈A产生的磁场增强，线圈B中的感应使电流表指针右偏；则开关闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，线圈A中的电流减小，线圈A的磁场减弱，则线圈B中的感应电流将反向，电流表指针将左偏。

16．【答案】偏转    不偏转    偏转    闭合回路磁通量发生变化   

【解析】【来源】海南省三亚华侨学校（南新校区）2020-2021学年高二（下）开学考试物理试题

(1)[1]接好电路，合上开关瞬间，小螺线管电流增大，产生的磁场增大，则大螺线管磁通量变化，所以大螺线管中发生电磁感应，电流表指针偏转。

(2)[2]电路稳定后，小螺线管中磁场不变，大螺线管中磁通量不变，所以不产生感应电流，电流表指针不偏转。

[3]迅速移动滑动变阻器的滑片，小螺线管中电流变化，产生变化的磁场，则大螺线管磁通量变化，所以大螺线管中发生电磁感应，电流表指针偏转。

(3)[4]根据以上实验可得：产生感应电流的条件闭合回路磁通量发生变化。

17．【答案】    ①. 有    ②. 无

【解析】

【分析】

【详解】[1][2]如图所示，导体AB做切割磁感线运动时，线路中有电流产生，而导体AB顺着磁感线运动时，线路中无流产生

18．【答案】b→a    排斥   

【解析】【来源】安徽省马鞍山市第二中学2018-2019学年高二第二学期期中素质测试物理试题

【详解】

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。