人教版物理选修3-2第一二节习题及答案

划时代的发现探究感应电流的产生条件【测控导航】知识点题号及难易度基础中档较难1.物理学史12.产生感应电流的条件2、5、79、103.电磁感应现象的探究64.磁通量大小的计算48125.磁通量变化的计算311基础达标1.(2012巴中市四县高二检测)下列科学家中,发现了电磁感应现象的是(C)A.奥斯特 B.牛顿 C.法拉第 D.安培解析:1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,选项C正确.2.(2012东北师大附中高二检测)关于产生感应电流的条件,以下说法中正确的是(D)A.闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定有感应电流产生B.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动,闭合电路中一定有感应电流产生C.穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间,闭合电路中一定没有感应电流产生D.只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回路中就有感应电流产生解析:产生感应电流的条件有两个:(1)闭合电路;(2)穿过电路的磁通量发生了变化.故选项D正确.3.(2012武汉市重点中学第一学期高二检测)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,第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ,设先后两次通过金属框的磁通量变化大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则(C)A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ1=ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2 D.不能判断解析:将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ磁通量的变化量大小ΔΦ1=|Φ'-Φ|,将金属框绕cd边翻转到Ⅱ时磁通量变化量大小为ΔΦ2=|-Φ'-Φ|,所以ΔΦ1<ΔΦ2,选项C正确.4.如图所示,矩形线框abcd放置在水平面内,磁场方向与水平方向成α角,已知sinα=4/5,回路面积为S,磁感应强度为B,则通过线框的磁通量为(B)A.BS B.4BS/5 C.3BS/5 D.3BS/4解析:在磁通量公式Φ=BS中,B与S必须垂直,若B与S不垂直,则S要转化为垂直于B的有效面积,也可以将B转化为垂直于S的垂直分量,故Φ=BSsinα=4BS/5.故选项B正确.5.如图所示,在竖直向下足够大的匀强磁场中,有一闭合导体环,环面与磁场垂直.当导体环在磁场中完成下述运动时,可能产生感应电流的是(D)A.导体环保持水平在磁场中向上或向下运动B.导体环保持水平向左或向右加速平动C.导体环绕垂直环面、通过环心的轴转动D.导体环以一条直径为轴,在磁场中转动解析:只要导体环保持水平,无论它如何运动,穿过环的磁通量都不变,都不会产生感应电流.导体环以直径为轴在磁场中转动时,穿过环的磁通量改变,会产生感应电流.故选项D正确.6.(2012广州高二检测)某同学在实验室重做法拉第发现电磁感应现象的实验,他将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验装置.当他接通、断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其原因是(A)A.开关的位置接错 B.电流表的正负极接错C.线圈B的接头3、4接反 D.蓄电池的正负极接反解析:本实验的目的是用来研究在开关通断瞬间,一个线圈中的电流从有到无或从无到有是否会在另一个线圈中产生感应电流的情况.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,因而图中接法达不到实验目的.开关应串联在电源所在的电路中,故选项B、C、D错,选项A正确.弄清物理情景,熟知产生感应电流的条件,充分利用所学物理知识解答.7.(2012银川高二检测)如图所示,ab是闭合电路的一部分,处在垂直于纸面向外的匀强磁场中(C)A.当ab垂直于纸面向外平动时,ab中有感应电流B.当ab垂直于纸面向里平动时,ab中有感应电流C.当ab垂直于磁感线向右平动时,ab中有感应电流D.当ab垂直于磁感线向左平动时,ab中无感应电流解析:闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时,回路中一定有感应电流,故当ab垂直于纸面向外、向里平动时,都不切割磁感线,ab中都没有感应电流,故选项A、B错;当ab垂直于磁感线向右、向左平动时都切割磁感线,ab中都有感应电流,故选项C对,D错.8.如图所示,a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内,当线圈a中有电流I通过时,它们的磁通量分别为Φa、Φb、ΦA.Φa<Φb<ΦcB.Φa>Φb>ΦcC.Φa<Φc<ΦbD.Φa>Φc>Φb解析:当a中有电流通过时,穿过a、b、c三个闭合线圈向里的磁感线条数一样多,向外的磁感线条数c最多,其次是b,a中没有向外的磁感线,因此根据合磁通量的计算,应为Φa>Φb>Φc.磁感线的条数可用来形象地表示一个回路的磁通量大小,所以判断穿过闭合电路的磁通量是否变化时,可充分利用穿过闭合电路的磁感线的条数是否变化来判断某过程中磁通量是否变化.9.(2012合肥高二检测)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导体棒ab、cd,导体棒ab、cd的运动速度分别为v1、v2,如图所示,ab棒上有持续的电流通过,则一定有(C)A.v1>v2 B.v1<v2C.v1≠v2 D.v1=v2解析:对于匀强磁场来说,磁通量Φ=BS,根据题中条件,仅当闭合回路中有效面积S发生变化时才有Φ的变化,因此应有v1≠v2,这时存在着v1>v2或v1<v2两种可能,只有选项C正确.素能提升10.目前观察到的一切磁体都存在N、S两个极,而科学家却一直在寻找是否存在只有一个磁极的磁单极子.若确定存在磁单极子,设法让磁单极子A通过一超导材料制成的线圈(如图所示),则下列对于线圈中的感应电流的判断,正确的是(C)A.只有A进入线圈的过程中有电流B.只有A离开线圈的过程中有电流C.A离开线圈后,电流保持不变D.A离开线圈后,电流消失解析:通过磁单极子的过程,穿过超导线圈的磁通量是变化的,因此线圈中有感应电流,又因为超导体不消耗能量,所以磁单极子离开后,电流不消失,选项C正确.11.磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内,有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd沿垂直于磁感线方向、以速度v匀速通过磁场,如图所示.从ab边进入磁场算起:(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象;(2)判断线框中有无感应电流.解析:(1)线框穿过磁场的过程可分为三个阶段:进入磁场阶段(只有ab边在磁场中),在磁场中运动阶段(ab、cd边都在磁场中),离开磁场阶段(只有cd边在磁场中).线框进入磁场阶段:t为0到lv,线框进入磁场中的面积按线性增加,S=lvt,最后Φ=Bl2线框在磁场中运动阶段:t为lv到2lv,穿过线框的磁通量为Φ线框离开磁场阶段:t为2lv到为零.Φt图象如图所示.(2)线框进入磁场阶段,穿过线框的磁通量增加,有感应电流产生;在磁场中运动阶段,穿过线框的磁通量不变,无感应电流产生;离开磁场时,穿过线框的磁通量减少,有感应电流产生.答案:见解析本题分析过程中需明确两点:(1)线框的运动过程;(2)感应电流的产生条件.12.某地的地磁感应强度B的水平分量Bx=0.18×10-4T,竖直分量By=0.54×10-4T.求:(1)地磁场B的大小及它与水平方向的夹角α的正切值;(2)在水平面内2.0m2的面积里地磁场的磁通量Φ解析:(1