2024年高考物理必修三专题练习第3节 电磁感应现象及应用

《模型畫法·物理課堂》馮考必勝第3节电磁感应现象及应用【刷基础】【题型1认识电磁感应现象】1．在电磁学发展过程中，下列说法不正确的是()A．法拉第发现了电磁感应现象B．奥斯特发现了电流的磁效应C．洛伦兹发现了电荷间相互作用力的规律D．安培提出了分子电流假说答案：C解析：法拉第发现了电磁感应现象，故A正确；奥斯特发现了电流的磁效应，故B正确；洛伦兹发现了运动的电荷在磁场中受力，为了纪念他就把运动的电荷在磁场中受的力叫洛伦兹力，库仑分析得出了电荷间的相互作用力的规律，故C错误；安培提出了分子电流假说，故D正确．【题型2磁通量的变化】2．一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动，磁场方向水平向右，已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次由位置D到位置C的过程中，下列对穿过线圈磁通量的变化判断正确的是()A．一直变大B．一直变小C．先变大后变小D．先变小后变大答案：C解析：该题中，线圈在位置D和位置C时都不与磁场方向垂直，而根据磁通量的计算公式Φ＝BScosθ，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量最大，所以线圈第一次由位置D到位置C的过程中，穿过线圈的磁通量先变大后变小．故选C.3．[辽宁大连103中学2021高二上月考]如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置1绕cd边翻转到位置2，第二次将金属框由位置1平移到位置2，设先后两次通过金属框的磁通量的变化量的大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则()A．ΔΦ1>ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2D．不能判断答案：A解析：设金属框在位置1时磁通量大小为Φ1，在位置2时磁通量大小为Φ2，第一次将金属框由1绕cd边翻转到2，穿过金属框的磁感线的方向发生改变，磁通量变化量ΔΦ1＝Φ1＋Φ2，第二次将金属框由1平移到2，穿过金属框的磁感线方向没有改变，磁通量变化量ΔΦ2＝Φ1－Φ2，ΔΦ1＞ΔΦ2，A正确，B、C、D错误．【题型3实验探究产生感应电流的条件】 4．如图为“探究感应电流与磁通量变化关系”的实验装置图．下列操作中不能产生感应电流的是()A．开关S闭合瞬间B．开关S断开瞬间C．开关S闭合后，滑动变阻器滑片P移动D．开关S闭合后，滑动变阻器滑片P不移动答案：D解析：开关S闭合瞬间，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，故A错误；开关S断开瞬间，穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，故B错误；开关S闭合后，滑动变阻器滑片P移动，穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，故C错误；开关S闭合后，滑动变阻器滑片P不移动，穿过线圈B的磁通量不发生变化，没有感应电流产生，故D正确．5．(多选)如图所示，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到灵敏电流计上，把线圈A放进线圈B中．下列说法中正确的是()A．开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，电流计指针均不会偏转C．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，电流计指针向相反的方向偏转D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转答案：AC解析：开关闭合后，线圈A插入或拔出时，穿过线圈B的磁通量都会发生变化，都会产生感应电流，电流计指针都会偏转，故A正确；线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，穿过线圈B的磁通量都会发生变化，都会产生感应电流，电流计指针都会偏转，故B错误；线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，穿过线圈B的磁通量分别增大和减小，磁通量的方向不变，故会产生方向相反的感应电流，电流计指针向相反的方向偏转，故C正确；开关闭合后，只要滑动变阻器的滑片P移动，不论是加速还是匀速，穿过线圈B的磁通量都会变化，都会有感应电流产生，电流计指针都会偏转，故D错误．【题型4感应电流有无的判断方法】6．[辽宁盘锦第二高级中学2020高二下段考](多选)关于感应电流，下面说法正确的是()A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流B．只要闭合电路中有部分导线做切割磁感线运动，导体中就一定有感应电流C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流答案：BD解析：只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流，选项A错误，D正确；只要闭合电路中有部分导线做切割磁感线运动，导体中就一定有感应电流，选项B正确；闭合电路的一部分导体如果不做切割磁感线的运动，若磁场变化，磁通量变化，也能产生感应电流，选项C错误．7．[广东湛江2020高二下期末]如图所示，圆形线框在匀强磁场中所做的各种运动，能够产生感应电流的是()答案：B解析：线框向右匀速平动时，穿过线框的磁通量不变，线框中不会产生感应电流，A错误；线框绕OO′转动时，穿过线框的磁通量不断变化，线框中会产生感应电流，B正确；线框绕O点转动时，穿过线框的磁通量不变，线框中不会产生感应电流，C错误；线框绕OO′转动时，穿过线框的磁通量始终为零，线框中不会产生感应电流，D错误．【题型5电磁感应现象的应用】8．(多选)主持节目、演唱常用到话筒，其中有一种动圈式话筒，其工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号，下列说法正确的是()A．该传感器是根据电流的磁效应工作的B．该传感器是根据电磁感应原理工作的C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量会改变D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电流答案：BC解析：当声波使膜片前后振动时，穿过金属线圈的磁通量会改变，线圈中产生感应电流，将声音信号转变为电信号，该传感器是根据电磁感应原理工作的，A、D错误，B、C正确．【刷易错】【易错点不能正确判断穿过线圈的磁通量】9．[湖南三湘名校教育联盟2020高二下联考]下图中金属圆环均带有绝缘外皮，A项中直导线与圆环在同一平面内，B项中直导线与环面垂直，C项中直导线在圆环水平直径正上方且与直径平行，D项中直导线与圆环接触且与圆环直径重合，当电流增大时，环中有感应电流的是()答案：A解析：A中电流变化，线圈中磁通量变化，线圈中有感应电流，A正确；B中线圈平面与电流产生的磁感线平行，因此回路中磁通量始终为零，没有感应电流，B错误；C、D中线圈穿过回路的磁通量均为零，故都没有感应电流，C、D错误．【刷提升】1．[江西新余一中2020高二下段考]如图所示的下列实验中，有感应电流产生的是()eq\a\vs4\al(A.闭合导体环在无限大,匀强磁场中加速平动)B.磁场中转动的线圈C.金属杆切割磁感线运动D.切割磁感线的导体细杆答案：C解析：闭合导体环在无限大匀强磁场中加速平动，磁通量没有变化，不能产生感应电流，A错误；线圈与磁场方向平行，线圈转动时磁通量不发生改变，故不能产生感应电流，B错误；闭合回路中金属杆切割磁感线运动，能够产生感应电流，C正确；导体细杆切割磁感线的过程中，没有形成闭合回路，故不能产生感应电流，D错误．2．[辽宁师范大学附属中学2020高二上月考](多选)如图所示，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，电流方向如图所示，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()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中无感应电流答案：CD解析：根据安培定则知，线圈a中的磁场方向垂直纸面向里，线圈c中的磁场方向垂直纸面向外，线圈b、d中的磁通量始终为零，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．3．匀强磁场区域宽为d，方向垂直纸面向里，纸面内一正方形线框abcd的边长为l，且l>d，bc边与磁场区域边界平行，线框以垂直bc边的速度v匀速通过磁场区域，如图所示，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()A．eq\f(l＋d,v)B．eq\f(l－d,v)C．eq\f(l＋2d,v)D．eq\f(l－2d,v)答案：B解析：只有线框在进入磁场的过程中(bc边未出磁场)和线框在穿出磁场的过程中(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边都在磁场外运动的过程中没有感应电流，则t＝eq\f(l－d,v).B正确．4．(多选)在纸面内放有一磁铁和一圆线圈(如图所示)，下列情况线圈中不能产生感应电流的是()A．将磁铁在纸面内向上平移B．将磁铁在纸面内向右平移C．将磁铁绕垂直于纸面的轴转动D．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内答案：ABC解析：图示位置，没有磁感线穿过线圈，穿过线圈的磁通量为零，将磁铁在纸面内向上平移时，穿过线圈的磁通量仍为零，没有变化，所以线圈中没有感应电流产生，故A正确．将磁铁在纸面内向右平移时，穿过线圈的磁通量仍为零，没有变化，所以线圈中没有感应电流产生，故B正确．将磁铁绕垂直于纸面的轴转动，穿过线圈的磁通量仍为零，没有变化，所以线圈中没有感应电流产生，故C正确．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内，将有磁感线穿过线圈，穿过线圈的磁通量增大，线圈中有感应电流产生，故D错误．5．[四川绵阳高中2020高二下期末]如图所示，线圈M与电源E、开关S、滑动变阻器R1相连，线圈N与灵敏电流计G、滑动变阻器R2相连，线圈M与线圈N绕在同一铁芯上．在下列情况中，线圈N中没有感应电流产生的是()A．开关S闭合瞬间B．开关S闭合稳定后，向右匀速移动R1的滑片C．开关S闭合稳定后，向右加速移动R1的滑片D．开关S断开稳定后，向右加速移动R2的滑片答案：D解析：线圈N中可以组成闭合电路，开关S闭合瞬间，线圈M中电流增大，导致线圈N中磁通量增大，有感应电流产生，A不符合题意；开关S闭合稳定后，向右匀速或向右加速移动R1的滑片，线圈M中电流大小发生变化，导致线圈N中磁通量变化，产生感应电流，B、C不符合题意；开关S断开稳定后，向右加速移动R2的滑片，线圈M中始终无电流，线圈N中磁通量不发生变化，不会产生感应电流，D符合题意．6．[江苏南京五校2021高二上联考](多选)如图所示，O1O2是矩形导线框ABCD的对称轴，其左方有匀强磁场，下列情况下ABCD中有感应电流产生的是()A．以AD为轴向纸外转动90°B．将ABCD向上平移C．将ABCD以AB为轴转动60°D．将ABCD以CD为轴转动60°答案：AD解析：以AD为轴向纸外转动90°，穿过线圈的磁通量减小，线圈中有感应电流产生，选项A正确；将ABCD向上平移，穿过线圈的磁通量不变，线圈中无感应电流产生，选项B错误；将ABCD以AB为轴转动60°，穿过线圈的磁通量始终为eq\f(1,2)BS，线圈中无感应电流产生，选项C错误；将ABCD以CD为轴转动60°，穿过线圈的磁通量由eq\f(1,2)BS减小到零，线圈中有感应电流产生，选项D正确．7．如图所示，金属裸导线框ab