《感应电流方向的探究》感应电流方向的探究

1单选题

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静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中应电流的方向是(　　)

a→b→c→d

d→c→b→a→d

先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a

先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d

题目答案

答案解析

分析：

本题考查楞次定律的应用，关键在于先找出原磁通量的变化，再由楞次定律确定感应电流的磁场方向，最后确定感应电流．

解答：

解：由楞次定律，一开始磁通量减小，后来磁通量增大，由“增反”“减同”可知电流方向是d→c→b→a→d；

故选：B．

点评：

楞次定律可理解为“增反减同”，在应用中要掌握其步骤，并能正确应用安培定则等相关知识．

2单选题

1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言，存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”．1982年英国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验，他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过一个如图所示的超导线圈，那么从上向下看，超导线圈上将出现 (　　)

逆时针方向持续流动的感应电流

顺时针方向持续流动的感应电流

先是逆时针方向，后是顺时针方向的感应电流

先是顺时针方向，后是逆时针方向的感应电流

题目答案

答案解析

分析：

磁单极子穿过超导线圈，导致线圈中的磁通量发生变化，根据磁通量变化情况，由楞次定律可判定感应电流的方向．

解答：

解：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，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：从上向下看，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向逆时针；当磁单极子远离线圈时，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逆时针．因此线圈中产生的感应电流方向不变．所以四个选项中A正确．

故选：A

点评：

查右手螺旋定则、楞次定律，及磁单极子的特征．同时注意磁体外部的磁感线是从N极射出，射向S极．

3单选题

如图所示，在两根平行长直导线M、N中，通入同方向同大小的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动，在移动过程中，线框中感应电流的方向为(　　)

沿abcda不变

沿adcba不变

由abcda变成adcba

由adcba变abcda

题目答案

答案解析

分析：

两根平行长直导线M、N中，通以同方向同强度的电流，产生磁场，根据安培定则和磁场的叠加原理可知，在中线OO′右侧磁场向外，左侧磁场向里．当导线框向左运动时，磁通量变化，产生感应电流，根据楞次定律判断感应电流方向．

解答：

解：根据安培定则和磁场的叠加原理判断得知，在中线OO′右侧磁场向外，左侧磁场向里．

当导线框位于中线OO′右侧运动时，磁场向外，磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流方向为adcba；

当导线框经过中线OO′，磁场方向先向外，后向里，磁通量先减小，后增加，根据楞次定律，可知感应电流方向为adcba；

当导线框位于中线OO′左侧运动时，磁场向里，磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流方向为adcba．

故选：B．

点评：

本题考查运用楞次定律判断感应电流方向的能力，难点在于分析导线框经过中线时磁场方向和磁通量的变化情况．

4单选题

沿abcda不变

沿adcba不变

由abcda变成adcba

由adcba变成abcda

题目答案

答案解析

分析：

解答：

点评：

本题考查运用楞次定律判断感应电流方向的能力，难点在于分析导线框经过中线时磁场方向和磁通量的变化情况．

5单选题

如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西稳定、强度较大的直流电流．现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏电流计，图中未画出)检测此通电直导线的位置，若不考虑地磁场的影响，在检测线圈位于水平面内，从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中，俯视检测线圈，其中的感应电流的方向是：(　　)

先顺时针后逆时针

先逆时针后顺时针

先顺时针后逆时针，然后再顺时针

先逆时针后顺时针，然后再逆时针

题目答案

答案解析

分析：

当通过线圈的磁通量发生变化时，线圈中将会产生感应电流．根据右手螺旋定则可确定通电导线周围的磁场方向，再根据楞次定律判断感应电流的方向．

解答：

解：根据右手螺旋定则可确定如图所示的电流周围的磁场方向；当检测线圈水平向南移动时，由于通电导线的磁场作用，导致穿过线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电流，因此有：先向下的磁场在增加，则有感应电流方向逆时针；当移置正上方前，向下的磁场在减小，所以感应电流方向为顺时针；当继续向南移动时，向上磁场在减弱，则有感应电流方向逆时针，故D正确，ABC均错误；

故选D．

点评：

解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围的磁场方向，掌握感应电流的产生条件，会根据楞次定律判断感应电流的方向．

6多选题

(多选)如图所示，重现了当初法拉第的一个实验．下列说法中正确的是(　　)

右边磁铁S极断开时，有感应电流从a至b通过检流计

右边磁铁S极断开时，有感应电流从b至a通过检流计

左边磁铁N极断开时，有感应电流从a至b通过检流计

左边磁铁N极断开时，有感应电流从b至a通过检流计

题目答案

答案解析

分析：

画出磁铁周围磁感线的分布情况，根据楞次定律判断感应电流的方向．

解答：

解：A、B，通过线圈的磁感线方向如图所示，当右边磁铁S极断开时，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律判断可知，电路中产生逆时针方向的感应电流，则有感应电流从a至b通过检流计．故A正确，B错误．

C、D通过线圈的磁感线方向如图所示，当右边磁铁S极断开时，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律判断可知，电路中产生逆时针方向的感应电流，则有感应电流从a至b通过检流计．故C正确，D错误．

故答案为：AC

点评：

本题是楞次定律的简单应用，关键要把握两个条件：一是磁场的方向；二是磁通量的变化情况，再判断感应电流的方向．

7单选题

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线圈时，通过电流计的感应电流的方向是(　　)

a→G→b

先先a→G→b，后b→G→a

b→G→a

先b→G→a，后a→G→b

题目答案

答案解析

分析：

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，根据楞次定律判断感应电流的磁场方向，再结合右手螺旋定则判断感应电流的方向．

解答：

解：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)，故ABC错误，D正确；

故选：D

点评：

本题是楞次定律的基本应用．对于电磁感应现象中，导体与磁体的作用力也可以根据楞次定律的另一种表述判断：感应电流的磁场总要阻碍导体与磁体间的相对运动．

8单选题

如图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是（　　）

题目答案

答案解析

分析：

当磁铁的运动，导致线圈的磁通量变化，从而产生感应电流，感应磁场去阻碍线圈的磁通量的变化．

解答：

解：A、当磁铁N极向下运动时，线圈的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反．再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而上．故A错误；

B、当磁铁S极向上运动时，线圈的磁通量变小，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相同．再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而上，故B错误；

C、当磁铁S极向下运动时，线圈的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反．再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而下．故C错误；

D、当磁铁N极向上运动时，线圈的磁通量变小，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相同．再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而下，故D正确；

故选：D．

点评：

可从运动角度去分析：来拒去留．当N极靠近时，则线圈上端相当于N极去抗拒，从而确定感应电流方向．

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