2024-2025学年新教材高中物理第5章初识电磁场与电磁波第2节电磁感应现象及其应用课后习题含解析鲁科版必修3

PAGE6-第2节电磁感应现象及其应用1.关于磁通量,下列说法中正确的是()A.穿过某一面积的磁通量为零,该处磁感应强度的大小为零B.磁场中磁感应强度大的地方,磁通量肯定很大C.在磁场中所取平面的面积增大,磁通量可能减小D.在磁场中所取平面的面积增大,磁通量总是增大解析穿过某个面的磁通量是指垂直穿过该面的磁感线的净条数,C项正确。答案C2.关于电磁感应现象,下列说法中正确的是()A.闭合线圈放在变更的磁场中,必定有感应电流产生B.闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动,必定产生感应电流C.穿过闭合线圈的磁通量变更时,线圈中有感应电流D.只要穿过电路的磁通量发生变更,电路中就肯定有感应电流产生解析产生感应电流的条件:(1)闭合电路;(2)磁通量Φ发生变更,两个条件缺一不行。答案C3.如图所示试验装置中用于探讨电磁感应现象的是()解析选项A是用来探究影响安培力大小的因素的试验;选项B是探讨电磁感应现象的试验,视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试验;选项D是奥斯特试验,证明通电导线四周存在磁场。答案B4.(多选)如图所示是等腰直角三棱柱,其平面ABCD为正方形,边长为L,它们按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B0,则下列说法正确的是()A.穿过ABCD平面的磁通量大小为B0L2B.穿过BCFE平面的磁通量大小为22B0LC.穿过ADFE平面的磁通量大小为零D.穿过ABCD平面的磁通量大于穿过BCFE平面的磁通量解析依据Φ=BS⊥,因此通过ABCD平面的磁通量Φ=B0L2cos45°=22B0L2,A错误;平面BCFE⊥B0,而BC=L,CF=Lcos45°=22L,所以平面BCFE的面积S=BC·CF=22L2,因而Φ'=B0S=22B0L2,B正确,D错误;平面ADFE答案BC5.如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd,在瘦长磁铁的N极旁边竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内。线圈由位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ,且位置Ⅰ和位置Ⅲ都很靠近位置Ⅱ。在这个过程中,线圈中的磁通量()A.增大 B.减小C.先增大,后减小 D.先减小,后增大解析磁铁产生的磁场如图所示,线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中,磁感线穿过线圈的条数削减,故向上的磁通量减小,线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ的过程中,线圈内穿过的向下的磁通量增大,故磁通量是先减小后增大,故D正确,A、B、C错误。答案D6.如图所示,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()解析产生感应电流的条件是穿过线圈的磁通量发生变更,选项B符合要求。答案B7.某学生做“探究感应电流的产生条件”的试验,将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的试验电路,当他闭合、断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其缘由是()A.开关位置接错B.电流表的正、负极接反C.线圈B的接头3、4接反D.蓄电池的正、负极接反解析应在蓄电池电路中加开关,通、断开关时才会有变更的电流。题图中把开关接入线圈B的电路中,对电流的变更不起作用。选项A正确。答案A实力提升1.如图所示,一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内,螺线管的中心线恰好和线圈的一条直径MN重合。要使线圈a中产生感应电流,可采纳的方法为()A.使螺线管在线圈a所在平面内转动B.使螺线管上的电流发生变更C.使线圈以MN为轴转动D.使线圈以与MN垂直的直径为轴转动解析题图所示位置,线圈a所在平面与磁感线平行,穿过线圈的磁通量为零,当按A、B、C所述方式变更时,线圈a所在平面仍与磁感线平行,磁通量不变,不产生感应电流;按D所述方式变更时,由于线圈与磁场夹角变更引起磁通量变更,能够产生感应电流,故选D。答案D2.(多选)如图所示,线圈abcd在磁场区域ABCD中,下列哪种状况下线圈中有感应电流产生()A.把线圈变成圆形(周长不变)B.使线圈在磁场中加速平移C.使磁场增加或减弱D.使线圈以过ab的直线为轴旋转解析把线圈变成圆形(周长不变),线圈面积变大,线圈中磁通量增大,线圈中有感应电流产生,故A项正确;使线圈在磁场中加速平移,线圈中磁通量不变,线圈中没有感应电流产生,B错误;磁场增加或减弱,线圈中磁通量增大或减小,线圈中有感应电流产生,故C项正确;使线圈以过ab的直线为轴旋转,线圈在磁场中的有效面积变更,线圈中磁通量变更,线圈中有感应电流产生,故D项正确。答案ACD3.如图是机场的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情境。当探测线圈靠近金属物体时,在金属探测器中就会产生电流,假如能检测出这种变更,就可以判定探测线圈旁边有金属物体了。下图中能反映出金属探测器工作原理的是()解析探测器靠近金属物体时,相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线,从而产生了电流。选项B是导体棒切割磁感线,选项C是通电导体在磁场中受力运动,选项A、D是电流的磁效应。综上所述,选项B正确。答案B4.如图所示,在条形磁铁的外面套着一个闭合金属弹簧线圈P,现用力从四周拉弹簧线圈,使线圈包围的面积变大,则下列关于穿过弹簧线圈磁通量的变更以及线圈中是否有感应电流产生的说法中,正确的是()A.磁通量增大,有感应电流产生B.磁通量增大,无感应电流产生C.磁通量减小,有感应电流产生D.磁通量减小,无感应电流产生解析本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示(从上向下看)。由于垂直纸面对外的和垂直纸面对里的磁感线要抵消一部分,当弹簧线圈P的面积扩大时,垂直纸面对里的磁感线条数增加,而垂直纸面对外的磁感线条数是肯定的,故穿过P的磁通量将减小,回路中会有感应电流产生。答案C5.如图所示,有一个垂直于纸面对里的匀强磁场,磁感应强度B1=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线圈A、B、C,圆心均在O处,A线圈半径为1cm,1匝;B线圈半径为2cm,1匝;C线圈半径为0.5cm,2匝。问:(1)在磁感应强度减为B2=0.4T的过程中,A和B中磁通量各变更多少?(2)保持B1=0.8T不变,在磁场方向转过30°角的过程中,C中的磁通量变更多少?解析(1)设圆形磁场区域的半径为R,对A线圈有Φ1=B1πR2,Φ2=B2πR2,磁通量的变更量ΔΦA=|Φ2-Φ1|=(0.8-0.4)×3.14×(10-2)2Wb=1.256×10-4Wb。穿过B线圈的磁感线条数和穿过A的磁感线条数相同,即B的磁通量和A的磁通量相同,所以ΔΦB=ΔΦA=1.256×10-4Wb