高中物理人教版2第四章电磁感应 学业分层测评

学业分层测评(一)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．(2023·大连高二检测)关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是()A．位于磁场中的闭合线圈一定会产生感应电流B．闭合线圈平行磁感线运动时，线圈中一定产生感应电流C．穿过闭合线圈的磁通量发生变化时，一定能产生感应电流D．闭合线圈垂直磁感线运动时，线圈中一定产生感应电流【解析】位于磁场中的闭合线圈，只有磁通量发生变化，才一定会产生感应电流，故A错误；闭合线圈平行磁感线运动时，闭合电路中磁通量没有变化，则闭合电路中就没有感应电流，故B错误；穿过闭合电路的磁感线的条数发生变化，磁通量一定发生变化，则闭合电路中就有感应电流，故C正确；导体做切割磁感线运动，不一定有感应电流产生，只有当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时才有感应电流产生，故D错误．【答案】C2．(2023·龙岩高二检测)如图所示实验装置中用于研究电磁感应现象的是()【导学号：94530003】【解析】选项A是用来探究影响安培力的大小因素的实验；选项B是研究电磁感应现象的实验，观察导体棒在磁场中做切割磁感线运动时电流表是否会产生感应电流；选项C是用来探究安培力的方向与哪些因素有关的实验；选项D是奥斯特实验，证明通电导线周围存在磁场．【答案】B图4­1­113．(2023·衡水高二检测)如图4­1­11所示，矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外，图示虚线右侧匀强磁场区域足够大，下述过程中能使线圈产生感应电流的是()A．以bc边为轴转动45°B．以ad边为轴转动45°C．将线圈向下平移D．将线圈向上平移【解析】如果线圈以bc边为轴转动45°，边ad还未到达分界面，穿过线圈的磁通量不会发生变化，A错误；如果线圈以ad边为轴转动，线圈在垂直于磁场方向上的投影面积减小，穿过线圈的磁通量发生变化，故选项B正确；如果将线圈向下或向上平移，穿过线圈的磁通量不发生变化，故线圈中不产生感应电流，C、D错误．【答案】B4．关于磁通量，下列说法中正确的是()【导学号：94530004】A．磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量B．磁通量越大，磁感应强度越大C．通过某一面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零D．磁通量就是磁感应强度【解析】磁通量是标量，故A不对；由Φ＝BS⊥可知Φ由B和S⊥两个因素决定，Φ较大，有可能是由于S⊥较大造成的，所以磁通量越大，磁感应强度越大是错误的，故B不对；由Φ＝BS⊥可知，当线圈平面与磁场方向平行时，S⊥＝0，Φ＝0，但磁感应强度B不为零，故C对；磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量，故D不对．【答案】C5．(多选)在如图所示的各图中，闭合线框中能产生感应电流的是()【解析】感应电流产生的条件是：只要穿过闭合线框的磁通量变化，闭合线框中就有感应电流产生．A图中，当线框转动过程中，线框的磁通量发生变化，线框中有感应电流产生；B图中离直导线越远磁场越弱，所以当线框远离导线时，线框中磁通量不断变小，所以B图中也有感应电流产生；C图中一定要把条形磁铁周围的磁感线空间分布图弄清楚，在图示位置，线框中的磁通量为零，在向下移动过程中，线框的磁通量一直为零，磁通量不变，线框中无感应电流产生；D图中，线框中的磁通量一直不变，线框中无感应电流产生．故正确答案为A、B.【答案】AB6．(多选)如图4­1­12所示，下列情况能产生感应电流的是()图4­1­12A．如图(甲)所示，导体棒AB顺着磁感线运动B．如图(乙)所示，条形磁铁插入或拔出线圈时C．如图(丙)所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时D．如图(丙)所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时【解析】A中导体棒顺着磁感线运动，穿过闭合电路的磁通量没有发生变化，无感应电流，故A错；B中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加，拔出线圈时线圈中的磁通量减少，都有感应电流，故B正确；C中开关S一直接通，回路中为恒定电流，螺线管A产生的磁场稳定，螺线管B中的磁通量无变化，线圈中不产生感应电流，故C错；D中开关S接通，滑动变阻器的阻值变化使闭合回路中的电流变化，螺线管A的磁场发生变化，螺线管B中磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，故D正确．【答案】BD7．如图4­1­13所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成一闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a，下列各种情况铜环a中不产生感应电流的是()图4­1­13A．线圈中通以恒定的电流B．通电时，使滑动变阻器的滑片P匀速移动C．通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动D．将开关突然断开的瞬间【解析】线圈中通以恒定电流时，铜环a处磁场不变，穿过铜环的磁通量不变，铜环中不产生感应电流．滑动变阻器滑片移动或开关断开时，线圈中电流变化，铜环a处磁场变化，穿过铜环的磁通量变化，会产生感应电流．故选A.【答案】A8．(多选)如图4­1­14所示，闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速度滚下，又沿曲面的另一侧上升，则()图4­1­14A．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于hB．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于hC．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于hD．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h【解析】若是匀强磁场，环在磁场中运动的过程中磁通量不变，不会有感应电流产生，小金属环机械能守恒，仍能上升到h高处，故B正确；若是非匀强磁场，环在磁场中运动，磁通量发生变化，有感应电流产生，环的机械能将减少，上升高度将小于h，故D正确．【答案】BD[能力提升]9．(2023·扬州高二检测)如图4­1­15所示，闭合环形金属轻弹簧，套在条形磁铁中心位置．若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量及弹簧中产生感应电流的情况是()图4­1­15【导学号：94530005】A．增大，有感应电流B．减小，有感应电流C．不变，无感应电流D．无法确定变化情况及是否产生感应电流【解析】本题属于合磁通量问题，注意弹簧圈所在处存在两个方向的磁场，即磁铁内部的磁场和外部的磁场，它们各自产生正负不同的磁通量，总的磁通量等于两者绝对值之差，当拉大弹簧面积时，内部磁场的磁通量不变，而外部磁场的磁通量却增大(穿过弹簧圈的外部磁感线增多)，故Φ＝|Φ内|－|Φ外|应减小．穿过弹簧的磁通量变化，所以有感应电流产生，故B项正确．【答案】B10．(2023·济宁高二检测)如图4­1­16所示，一有限范围的匀强磁场的宽度为d，将一边长为l的正方形导线框由磁场边缘以速度v匀速地通过磁场区域，若d>l，则在线框通过磁场区域的过程中，不产生感应电流的时间为()图4­1­16\f(d,v) B．eq\f(l,v)\f(d－l,v) D．eq\f(d－2l,v)【解析】线框完全进入磁场后，磁通量不变化，线框中无感应电流，当线框进入、离开磁场时，磁通量变化，都会产生感应电流，故不产生感应电流的距离为d－l，时间为t＝eq\f(d－l,v).【答案】C11．在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图4­1­17所示．它们是：①电流计②直流电源③带铁芯的线圈A④线圈B⑤开关⑥滑动变阻器图4­1­17(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)．(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出两种方法．【解析】(1)如图所示．(2)将断开的开关闭合；将闭合的开关断开；闭合开关后，改变滑动变阻器滑片的位置；闭合开关后，将线圈A插入线圈B；闭合开关后，将线圈A从线圈B中拔出．(任选其二)【答案】见解析12．矩形线框abcd的两边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴OO′转动，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与OO′垂直，如图4­1­18所示，初位置时线框平面与B平行．求：图4­1­18【导学号：94530006】(1)初位置时穿过线框的磁通量Φ0为多少？(2)当线框绕轴OO′沿图示方向转过60°时，磁通量Φ为多少？这一过程中磁通量的变化量ΔΦ为多少？【解析】(1)线框在初始位置时，线框平面与磁场平行，有