2023高中物理第4章电磁感应第1、2节划时代的发现、探究感应电流的产生条件课时作业新人教版选修3-2

PAGE划时代的发现、探究感应电流的产生条件基础夯实一、选择题(1～4题为单项选择题，5题为多项选择题)1．如以下图所示实验装置中用于研究电磁感应现象的是eq\x(导学号09152022)(B)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。2．(河北承德存瑞中学2022～2022学年高二上学期检测)以下说法中正确的选项是eq\x(导学号09152022)(D)A．闭合电路的导体做切割磁感线的运动，电路中就一定有感应电流B．整个闭合回路从磁场中出来时，闭合回路中一定有感应电流C．穿过闭合回路的磁通量越大，越容易产生感应电流D．穿过闭合回路的磁感线条数不变，但全部反向，在这个变化的瞬间闭合回路中有感应电流解析：只有闭合回路中的局部导体做切割磁感线运动，电路中才会产生感应电流，故A错误；只有磁通量发生变化，才能在闭合回路中产生感应电流，故B错误；感应电流的产生和磁通量的大小无关，故C错误；穿过闭合回路的磁感线条数不变，但全部反向，在这个变化的瞬间，闭合回路中磁通量变化，那么有感应电流，故D正确，应选D。3．(华中师大附中2022～2022学年高二下学期检测)磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量。如下图，通过恒定电流的导线MN与闭合线框共面。第一次将线框由1平移到2，第二次将线框绕cd边翻转到2。设先后两次通过线框的磁通量的变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2，那么eq\x(导学号09152022)(C)A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．无法确定解析：设线框在位置1时的磁通量为Φ1，在位置2时的磁通量为Φ2，直线电流产生的磁场在1处比在2处要强。假设平移线框，那么ΔΦ1＝Φ1－Φ2；假设转动线框，磁感线是从线框的正反两面穿过的，一正一负，因此ΔΦ2＝Φ1＋Φ2。根据分析知：ΔΦ1<ΔΦ2，选项C正确。4．(辽宁葫芦岛市2022～2022学年高二下学期期末)如下图，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是eq\x(导学号09152022)(D)解析：A．线框在匀强磁场中运动时，穿过线框的磁感线条数不变，即磁通量不变，没有感应电流产生，故A错误。B．图示的线框与磁场平行，穿过线框的磁通量为零，而且当线框平动时，磁通量始终为零，没有变化，所以没有感应电流产生，故B错误。C．线框与磁场平行，穿过线框的磁通量为零，当线框向右平动时，磁通量保持为零，没有变化，所以没有感应电流产生，故C错误。D．线框在磁场中转动时，穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，故D正确。5．(青州市实验中学2022～2022学年高二期中)闭合线圈以如下图的方式在磁场中运动，那么在闭合线圈中产生感应电流的是eq\x(导学号09152022)(AB)解析：A图中，图示状态Φ＝0，转到90°过程中Φ增大，因此磁通量发生变化，能产生感应电流；B图中离直导线越远磁场越弱，磁感线越稀，所以当线圈远离导线时，线圈中磁通量不断变小，能产生感应电流；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，线圈中的磁通量为零，在向下移动过程中，线圈的磁通量一直为零，磁通量不变，故不能产生感应电流；D图中，随着线圈的转动，B与S都不变，B又垂直于S，所以Φ＝BS始终不变，故不能产生感应电流。故正确答案为A、B。二、非选择题6．在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如下图。它们是：eq\x(导学号09152022)①电流计②直流电源③带铁芯的线圈A④线圈B⑤电键⑥滑动变阻器(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？试举出三种方法。答案：(1)如下图(2)①闭合开关②断开开关③开关闭合时移动滑动变阻器滑片解析：(1)使线圈A与电键、直流电源、滑动变阻器串联，线圈B与电流计连成闭合回路；(2)只要能使穿过线圈B的磁通量发生变化，就可以使线圈B中产生感应电流。7.一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如下图放置，平面abcd与竖直方向成θ角，将abcd绕ad轴转180°角，那么穿过线圈平面的磁通量的变化量是多少？eq\x(导学号09152022)答案：2BScosθ解析：开始时穿过线圈平面的磁通量为：Φ1＝BScosθ后来穿过线圈平面的磁通量为：Φ2＝－BScosθ那么磁通量的变化量为：ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BScosθ能力提升一、选择题(1～3题为单项选择题，4～6题为多项选择题)1.(潍坊七中2022～2022学年高二上学期检测)匀强磁场区域宽为d，一正方形线框abcd的边长为l，且l>d，线框以速度v通过磁场区域，如下图，从线框进入到完全离开磁场的时间内，线框中没有感应电流的时间是eq\x(导学号09152022)(B)A．eq\f(l＋d,v) B．eq\f(l－d,v)C．eq\f(l＋2d,v) D．eq\f(l－2d,v)解析：只有线框在进入磁场的过程中(bc边未出磁场)和线框在出磁场的过程中(仅ad边在磁场中运动)，穿过线框的磁通量才发生变化，产生感应电流。ad边和bc边都在磁场外穿越磁场的过程中，没有感应电流，那么t＝eq\f(l－d,v)。2．在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成电路，假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内，a、b、c三个闭合金属圆环位置如下图，当滑动变阻器的滑片左右滑动时，能产生感应电流的圆环是eq\x(导学号09152022)(A)A．a、b两环 B．b、c两环C．a、c两环 D．a、b、c三个环解析：当滑动变阻器的滑片左右滑动时，引起电路中电流变化，从而引起闭合铁芯中的磁通量变化，a、b两圆环中的磁通量必定随之变化，引起感应电流的产生，而c环中有两股铁芯同时穿过，穿入和穿出的磁通量始终相等，合磁通量为零，所以c中不能产生感应电流。应选A。3．如下图，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈Ⅱ与电流计Ⓖ相连，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，在以下情况下、电流计Ⓖ中无示数的是eq\x(导学号09152022)(B)A．开关闭合瞬间B．开关闭合稳定后C．开关闭合稳定后来回移动滑动变阻器的滑片D．开关断开瞬间解析：开关闭合前，线圈Ⅰ、Ⅱ中均无磁场，开关闭合瞬间，线圈Ⅰ中电流从无到有，电流的磁场也从无到有，穿过线圈Ⅱ的磁通量从无到有，线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计Ⓖ有示数；开关闭合稳定后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈Ⅱ虽有磁通量但磁通量稳定不变，线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计Ⓖ无示数；开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑片，电阻变化，线圈Ⅰ中的电流变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计Ⓖ有示数；开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计Ⓖ有示数。4．(绵阳南山中学2022～2022学年高二下学期开学检测)如下图，用导线做成的圆形或矩形回路与一直导线构成几种位置组合，哪几种组合中，切断直导线中电流时，闭合回路中会有感应电流产生eq\x(导学号09152023)(BD)解析：切断直导线中电流时，B、D选项中矩形回路中磁通量减少，会产生感应电流，A、C选项中矩形回路中磁通量始终为零，不会产生感应电流，应选B、D。5．(成都七中2022～2022学年高二检测)如下图，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，假设要使线框中产生感应电流，以下方法中可行的是eq\x(导学号09152024)(ABC)A．将线框向左拉出磁场B．以ab边为轴转动(小于90°)C．以ad边为轴转动(小于60°)D．以bc边为轴转动(小于60°)解析：将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc局部做切割磁感线的运动，或者说穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流。当线框以ab边为轴转动时，线框的cd边的右半段在做切割磁感线的运动，或者说穿过线框的磁通量在发生变化，所以线框中将产生感应电流。当线框以ad边为轴转动(小于60°)时，穿过线框的磁通量在减小，所以在这个过程中线框中会产生感应电流，如果转过的角度超过60°，bc边将进入无磁场区，那么线框中将不产生感应电流(60°～300°)。当线框以bc边为轴转动时，如果转动的角度小于60°，那么穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形面积的一半的乘积)。6．(山西实验中学2022～2022学年高二上学期期末)如下图，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如下图，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是eq\x(导学号09152025)(CD)A．线圈a中无感应电流 B．线圈b中有感应电流C．线圈c中有感应电流 D．线圈d中无感应电流解析：根据安培定那么可判断出电流产生的磁场方向，线圈a中的磁场方向均垂直于纸面向里，线圈c中的磁场方向均垂直于纸面向外，线圈b、d中的合磁通量始终为零，故增大两直导线中的电流时，线圈a、c中的磁通量发生变化，有感应电流产生，而线圈b、d中无感应电流产生。选项C、D正确，A、B错误。二、非选择题7.某学生做观察电磁感应现象的实验，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如下图的实验电路，当它接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是开关位置接错。eq\x(导学号09152026)解析：图中所示开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断。而本实验的内容之一就是用来研究在开关通断瞬间，导致线圈B内磁场变化，进而产生感应电流的情况，但图中的接法却达不到目的。8.如下图，有一个垂直纸面向里的匀强磁场B＝0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1cm。现于纸面内先后放上圆形线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1cm,10匝；D线圈半径为2cm,1匝；C线圈半径为0.5cm,1匝；问：eq\x(导学号09152027)(1)在磁感应强度B减少为0.4T的过程中，A和D中的磁通量改变了多少？(2)当磁场转过30°角的过程中，C中的磁通量改变了多少？答案：(1)1.256×10－4Wb1.256×10－4Wb(2)8.4×10－6Wb解析：(1)对A线圈，Φ1＝B1πreq\o\al(2,A)，Φ2＝B2πreq\o\al(2,A)。