2024-2025学年新教材高中物理第十三章电磁感应与电磁波初第3节电磁感应现象及应用作业含解析新人教版必修3

PAGEPAGE5第3节电磁感应现象及应用A组·基础达标1．(多选)很多科学家在物理学发展中做出了重要贡献．下列表述中正确的是()A．卡文迪许测出引力常数B．法拉第发觉电磁感应现象C．安培提出了分子电流假说D．库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律【答案】ABCD【解析】解答本题时可按以下流程分析：eq\x(卡文迪许)→eq\x(扭秤试验测定引力常数G)→eq\x(A正确)eq\x(法拉第)→eq\x(探讨“磁生电”现象)→eq\x(B正确)eq\x(安培)→eq\x(安培分子电流假说)→eq\x(C正确)eq\x(库仑)→eq\x(归纳总结库仑定律)→eq\x(D正确)2．如图所示，AB是水平面上一个圆的直径，在过AB的竖直面内有一根通电直导线CD，已知CD∥AB．当CD竖直向上平移时，电流的磁场穿过圆面积的磁通量将()A．渐渐增大 B．渐渐减小C．始终为零 D．不为零，但保持不变【答案】C【解析】由于CD位于AB的正上方，依据安培定则可知，CD产生的磁感线在以AB为直径的圆内穿入和穿出的条数相同，所以不管电流怎么改变，下面圆内部的磁通量始终为0．故C正确．3．如图所示，条形磁铁以速度v向螺线管靠近，下面几种说法中正确的是()A．螺线管中不会产生感应电流B．螺线管中会产生感应电流C．只有磁铁速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流D．只有在磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流【答案】B【解析】螺线管所在的回路是闭合的，当条形磁铁向螺线管靠近时，穿过闭合回路的磁通量发生改变，产生感应电流．故B正确．4．(多选)如图所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直．导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd，与导轨接触良好．这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2，且“井”字形回路中有感应电流通过，则可能()A．v1＞v2 B．v1＜v2C．v1＝v2 D．无法确定【答案】AB【解析】只要金属棒ab、cd的运动速度不相等，穿过“井”字形回路的磁通量就会发生改变，闭合回路中就会产生感应电流．故A、B正确．5．如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽度为d，将一边长为l的正方形导线框以速度v匀速通过磁场区域，若d>l，则线框中不产生感应电流的时间应等于()A．eq\f(d,v) B．eq\f(l,v)C．eq\f(d－l,v) D．eq\f(d－2l,v)【答案】C【解析】当线框完全进入磁场后至线框刚刚出磁场时，通过线框的磁通量不发生改变，线框中不会产生感应电流，则线框中不产生感应电流的时间为eq\f(d－l,v)，C正确．6．如图所示，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，下列各种状况中铜环a中不产生感应电流的是()A．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【答案】A【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，线圈中电流改变，铜环a处磁场改变，穿过铜环的磁通量改变，会产生感应电流，故A正确．7．如图所示，两直导线中通以相同的电流I，矩形线圈位于两导线之间的实线位置Ⅰ，穿过线圈的磁通量为Φ．已知虚线位置Ⅱ与实线位置Ⅰ关于右边的直导线对称，虚线位置Ⅲ与两直导线的距离相等，虚线位置Ⅳ和虚线位置Ⅴ关于左边直导线对称，且与左边直导线的距离和实线位置Ⅰ与右边直导线的距离相等．现将线圈由实线位置移到图示各个虚线位置，则()A．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅱ时，磁通量大小不变B．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅲ时，磁通量改变大小为ΦC．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅳ时，磁通量改变为零D．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅴ时，磁通量大小不变【答案】B【解析】将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅱ时，磁通量大小发生改变，故A错误；虚线位置Ⅲ在两导线之间且距离两直导线的距离相等，磁通量为零，将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅲ时，磁通量改变大小为Φ，故B正确；题图示虚线位置Ⅳ的磁场方向垂直纸面对里，而实线位置Ⅰ的磁场方向垂直纸面对外，两个位置磁通量大小相等，所以将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅳ时，磁通量改变大小为2Φ，故C错误；将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅴ时，两电流在Ⅴ处合场强与Ⅰ处不同，磁通量大小发生改变，故D错误．8．如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种状况下，线框中会产生感应电流的是()A．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动【答案】C【解析】四种状况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，线圈按A、B、D三种状况移动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持不变，线框中不产生感应电流；C中线圈转动后，穿过线框的磁通量不断发生改变，所以产生感应电流，C正确．9．边长l＝10cm的正方形线框，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，如图所示．磁感应强度随时间改变的规律为B＝2＋3t(T)，则第3s内穿过线圈的磁通量的改变量ΔΦ为多少？【答案】3×10－2Wb【解析】第3s内就是从2s末到3s末．2s末磁感应强度为B1＝(2＋3×2)T＝8T3s末磁感应强度为B2＝(2＋3×3)T＝11T所以ΔΦ＝ΔBS＝(11－8)×0.12Wb＝3×10－2Wb．B组·实力提升10．(多选)如图所示，在同一平面上有两条相互垂直且彼此绝缘的通电直导线，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中完全对称放置，两条长直导线中电流大小与改变状况完全相同，电流方向如图所示，当两条导线中的电流都起先增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的状况是()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】依据安培定则可推断出两通电直导线的磁场方向，线圈a中磁场方向均垂直于纸面对里，线圈c中磁场方向均垂直于纸面对外，线圈b、d中合磁通量为零．当导线中电流增大时，线圈a、c中合磁通量增大，有感应电流产生，线圈b、d中合磁通量为零，无感应电流产生，故A、B错误，C、D正确．11．在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电源构成闭合电路，假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内，a、b、c三个闭合金属圆环的位置如图所示．当滑动变阻器的滑片滑动时，能产生感应电流的圆环是()A．a、b B．b、cC．a、c D．a、b、c【答案】A【解析】当滑动变阻器的滑片滑动时，电路中电流发生改变，从而引起闭合铁芯中的磁场改变，穿过a、b两圆环的磁通量随之改变，有感应电流产生，而c环中有两股铁芯同时穿过，穿入和穿出c环的磁通量始终相等，合磁通量为零，所以c中不能产生感应电流，故A正确．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，如图所示，初位置时线框平面与B平行．问：(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，穿过线框的磁通量Φ为多少？这一过程中穿过线框的磁通量的改变量ΔΦ为多少？【答案】(1)0(2)eq\f(\r(3),2)Bl1l2eq