2024-2025年新教材高中物理第5章初识电磁场与电磁波2电磁感应现象及其应用课时检测含解析鲁科版必修第三册

PAGE6-电磁感应现象及其应用(15分钟30分)一、选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分)1.关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是 ()A.导体在磁场中运动，导体中就肯定有感应电流B.导体做切割磁感线运动，导体中就肯定有感应电流C.穿过闭合回路的磁通量不为零，闭合回路中就肯定产生感应电流D.无论什么方法，只要穿过闭合回路的磁通量发生变更，闭合电路中就肯定产生感应电流【解析】选D。导体在磁场中运动时，不肯定有闭合回路，同时回路中磁通量不肯定发生变更，故导体中不肯定有感应电流，故A错误；导体在磁场中做切割磁感线运动，磁通量不肯定发生变更，且不肯定有闭合回路，不肯定产生感应电流，故B错误；依据感应电流产生的条件，不管用什么方法，只要穿过闭合回路的磁通量发生变更，闭合回路中就有感应电流产生，故D正确；闭合回路放在磁场中，或在磁场中运动，磁通量不肯定发生变更，不肯定会产生感应电流，故C错误。2.下列四幅图中能产生感应电流的情形是 ()【解析】选B。依据产生感应电流的条件推断，A中，电路没有闭合，无感应电流；B中，磁感应强度不变，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过线圈的磁感线相互抵消，Φ恒为零，无感应电流；D中，磁通量不发生变更，无感应电流。3.如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ。在下列各过程中，肯定能在轨道回路里产生感应电流的是 ()A.ab向右运动，同时使θ减小B.使磁感应强度B减小，θ角同时也减小C.ab向左运动，同时增大磁感应强度BD.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)【解析】选A。ab向右运动，回路面积增大，θ减小，cosθ增大，由Φ=BScosθ知，Φ增大，故A正确；同理可推断B、C、D中Φ不肯定变更，不肯定产生感应电流。4.在一空间有方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场，如图所示，垂直纸面对外的磁场分布在一半径为a的圆形区域内，垂直纸面对里的磁场分布在除圆形区域外的整个区域，该平面内有一半径为b(b>a)的圆形线圈，线圈平面与磁感应强度方向垂直，线圈与半径为a的圆形区域是同心圆。从某时刻起磁感应强度大小起先减小到，则此过程中该线圈磁通量的变更量的大小为 ()A.πB(b2-a2) B.πB(b2-2a2)C.πB(b2-a2) D.πB(b2-2a2)【解析】选D。计算磁通量Φ时，磁感线既有垂直纸面对外的，又有垂直纸面对里的，所以可以取垂直纸面对里的方向为正方向，磁感应强度大小为B时线圈磁通量Φ1=πB(b2-a2)-πBa2，磁感应强度大小为时线圈磁通量Φ2=πB(b2-a2)-πBa2，因而该线圈磁通量的变更量的大小为ΔΦ=|Φ2-Φ1|=πB(b2-2a2)，故选项D正确。【补偿训练】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Ⅰ平移到Ⅱ，其次次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变更量分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则 ()A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ1=ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2 D.不能推断【解析】选C。导体MN四周的磁场为非匀强磁场，靠近MN处的磁场强些，磁感线密些，远离MN处的磁感线疏些，当线框在Ⅰ位置时穿过平面的磁通量为Φ1，当线框在Ⅱ位置时穿过平面的磁通量为Φ2，则磁通量的变更量为ΔΦ1=|Φ2-Φ1|=Φ1-Φ2。当线框翻转到Ⅱ位置时，磁感线相当于从反面穿过平面，则磁通量为-Φ2，则磁通量的变更量为ΔΦ2=|Φ2-Φ1|=Φ1+Φ2，故选C。二、非选择题(本题共1小题，共10分)5.如图所示的矩形线圈，ab=30cm，ad=50cm，匀强磁场磁感应强度B=0.8T，绕轴OO′从图示位置起先匀速转动，试求：(1)穿过线圈的磁通量最大值Φm为多大？(2)图示位置起先匀速转动30°过程中，线圈中磁通量变更量为多少？【解析】(1)当线圈转至与磁感线垂直时，磁通量有最大值为：Φm=BS=0.8×0.3×0.5Wb=0.12Wb(2)在图示位置线圈平面与磁场平行Φ1=0，从图示位置匀速转动30°时的磁通量Φ2=BSsin30°=BS=0.06Wb则磁通量的变更量ΔΦ=Φ2-Φ1=0.06Wb答案：(1)0.12Wb(2)0.06Wb(10分钟20分)6.(6分)如图所示，一水平放置的矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成30°角，现若使矩形线框以左边的边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中通过线框的磁通量变更量的大小是 ()A.BS B.BSC.BS D.2BS【解析】选C。Φ是标量，但有正负之分，Φ1=BS，Φ2=-BS，ΔΦ=Φ2-Φ1=-BS-BS，则磁通量变更量的大小为BS，故此题选C。【补偿训练】现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。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.开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中心零刻度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【解析】选A。开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的磁通量发生变更，从而使电流计指针偏转，选项A正确；线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，线圈B的磁通量会发生变更，电流计指针会偏转，选项B错误；开关闭合后，滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动，都会导致线圈A的电流发生变更，使线圈B的磁通量变更，电流计指针都会发生偏转，选项C、D错误。7.(14分)如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t=0起先，磁感应强度B应随时间t怎样变更？请推导这种状况下B与t的关系式。【解题指南】解答本题应留意两点：(1)当回路中没有感应电流产生时，回路总的磁通量应保持不变。(2)