2024-2025学年高中物理第4章电磁感应1划时代的发现2探究感应电流的产生条件课时分层作业含解析新人教版选修3-2

PAGE6-课时分层作业(一)划时代的发觉探究感应电流的产生条件(时间：40分钟分值：100分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分)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．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式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C[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.]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B[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．]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AB[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．故选项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为v匀速地通过磁场区域，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)C[当线框刚刚完全进入磁场时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．(多选)闭合线圈按如图所示的方式在磁场中运动，则穿过闭合线圈的磁通量发生改变的是()ABCDAB[A图中，图示状态Φ＝0，转至90°过程中Φ增大，因此磁通量发生改变；B图中离直导线越远磁场越弱，磁感线越稀，所以当线圈远离导线时，线圈中磁通量不断变小；C图中肯定要把条形磁铁四周的磁感线空间分布图弄清晰，在图示位置，线圈中的磁通量为零，在向下移动过程中，线圈的磁通量始终为零，磁通量不变；D图中，随着线圈的转动，B与S都不变，B又垂直于S，所以Φ＝BS始终不变，故选项A、B正确．]二、非选择题(14分)7．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？[解析]第3s内就是从2s末到3s末，所以2s末时磁感应强度为B1＝(2＋3×2)T＝8T3s末时的磁感应强度为B2＝(2＋3×3)T＝11T所以ΔΦ＝ΔBS＝(11－8)×0.12Wb＝3×10－2Wb.[答案]3×10－2Wb一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1．(多选)如图所示，起先时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列方法中可行的是()A．将线框向左拉出磁场B．以ab边为轴转动C．以ad边为轴转动(小于60°)D．以bc边为轴转动(小于60°)ABC[将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc部分做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量削减，所以线框中将产生感应电流；当线框以ab边为轴转动时，线框的cd边的右半段在做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量在发生改变，所以线框中将产生感应电流；当线框以ad边为轴转动(小于60°)时，穿过线框的磁通量在减小，所以在这个过程中线框中会产生感应电流．假如转过的角度超过60°(60°～300°)，bc边在无磁场区转动，那么线框中将不产生感应电流；当线框以bc边为轴转动时，假如转动的角度小于60°，则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积)．]2．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C[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，磁通量保持为零，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项正确．]3．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改变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C[本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示(从上向下看)．磁通量是指穿过一个面的磁感线的多少，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，故穿过这个面的磁通量将减小，回路中会有感应电流产生，选项C正确．]4．(多选)如图所示，A、B两回路中各有一开关S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果中可能的是()A．先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转B．S1、S2闭合后，在断开S2的瞬间，电流计指针偏转C．先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转D．S1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，电流计指针偏转AD[回路A中有电源，当S1闭合后，回路中有电流，产生磁场，回路B中有磁通量．在S1闭合或断开的瞬间，回路A中的电流从无到有或从有到无，产生的磁场发生改变，从而使穿过回路B的磁通量发生改变，此时若S2是闭合的，则回路B中有感应电流，电流计指针偏转，所以选项A、D正确．]5．(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长通电直导线，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CD[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，故选项A、B错误，C、D正确．]6．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、cA[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，选项A正确．]二、非选择题(14分)7．如图所示，矩形线圈的面积为0.2m2，放在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中，线圈的一边ab(1)穿过线圈的磁通量是多大？(2)当线圈从图示位置绕ab边转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量改变了多少？[解析](1)穿过线圈的磁通量为：Φ＝BSsin30°＝0.1×0.2