2022年高中物理第章电磁感应电磁感应的发现感应电流产生的条件学业分层测评教科版选修- .pdf

1 1 电磁感应的发现感应电流产生的条件(建议用时： 45 分钟 ) 学业达标 1( 多选 ) 自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献下列说法正确的是( ) 【导学号： 31310003】A奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系D焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系【解析】奥斯特发现的电流的磁效应表明了电能生磁，A正确；欧姆定律描述了电流与电阻、电压或电动势之间的关系，焦耳定律才揭示了热现象与电现象间的联系，B错误，D正确；法拉第发现的电磁感应现象表明了磁能生电，C正确【答案】ACD 2关于磁通量的概念，以下说法中正确的是( ) A磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大B磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大C穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零D穿过线圈的磁通量为零，磁感应强度也一定为零【解析】磁通量的多少是由磁感应强度、线圈的面积以及二者的位置关系共同决定的，仅磁感应强度大或者线圈面积大，不能确定穿过线圈的磁通量就大，故A、B错误；当线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量为零，但是磁感应强度不为零，故C正确， D错误【答案】C 3关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是( ) A任一闭合回路在磁场中运动，闭合回路中就一定会有感应电流B任一闭合回路在磁场中做切割磁感线运动，闭合回路中一定会有感应电流C穿过任一闭合回路的磁通量为零的瞬间，闭合回路中一定不会产生感应电流D无论用什么方法，只要穿过闭合回路的磁感线条数发生了变化，闭合回路中一定会有感应电流【解析】只要穿过闭合回路的磁通量发生变化就一定会产生感应电流，而磁通量是穿过某一面积磁感线的净条数，选项D正确；闭合回路在磁场中运动，磁通量可能变化，也可能不变， 选项 A错误；闭合回路在磁场中做切割磁感线运动，磁通量可能变化， 也可能不变，选项 B错误；磁通量为零的瞬间不能说明闭合回路中的磁通量没有发生变化，选项C错误名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 2 【答案】D 4如图 1-1-9 所示，ab是水平面上一个圆线圈的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电直导线ef. 已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时， 电流磁场穿过圆线圈面积的磁通量将 ( ) 图 1-1-9【导学号： 31310004】A逐渐增大B逐渐减小C始终为零D不为零，但保持不变【解析】利用安培定则判断电流产生的磁场，作出如图所示俯视图，考虑到磁场具有对称性， 可以知道， 穿进圆线圈的磁感线的条数与穿出圆线圈的磁感线条数是相等的，故选C. 【答案】C 5.(2016 无锡高二期末)如图 1-1-10所示，在范围足够大、垂直纸面向里的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2和O3O4都是线圈的对称轴，应使线圈怎样运动才能使其中产生感应电流( ) 图 1-1-10A向左平动B向上或向下平动C向右平动D绕O1O2转动【解析】由于磁场为匀强磁场，无论线圈在平面内如何平动，其磁通量都不变化，因此不会产生感应电流，故A、B 、C错误；当线圈绕O1O2转动时，磁通量将发生变化，如转过90时磁通量为零，因此有感应电流产生，故D正确【答案】D 6( 多选 ) 闭合线圈按下列选项中的方式在磁场中运动，则穿过闭合线圈的磁通量发生名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 3 变化的是 ( ) 【导学号： 31310005】【解析】A图中，图示状态0，转到 90过程中 增大，因此磁通量发生变化；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图中一定要把条形磁铁周围的磁感线空间分布图弄清楚，在图示位置，线圈中的磁通量为零，在向下移动过程中，线圈的磁通量一直为零，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 BS始终不变故正确答案为A、B. 【答案】AB 7( 多选 ) 如图 1-1-11 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，若井字形回路中有感应电流通过，则可能( ) 图 1-1-11Av1v2Bv1v2Cv1v2D无法确定【解析】只要金属棒ab、cd的运动速度不相等，井字形回路中的磁通量就发生变化，闭合回路中就会产生感应电流故选项A、B正确【答案】AB 8. 边长l10 cm的正方形线框固定在匀强磁场中，磁场方向与线框平面间的夹角30，如图1-1-12 所示磁感应强度随时间变化的规律为B(2 3t) T ，则第 3 s 内穿过线框的磁通量的变化量 为多少？图 1-1-12名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 4 【导学号： 31310006】【解析】第 3 s 内就是从 2 s 末到 3 s 末，所以2 s 末的磁场的磁感应强度为B1(232)T 8 T,3 s末的磁场的磁感应强度为B2(2 33)T 11 T，则 BSsin (11 8)0.12sin 30 Wb1.5 102 Wb. 【答案】1.5 102 Wb 能力提升 9如图 1-1-13 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a、b、c，下列说法中正确的是( ) 图 1-1-13AabbcCaccb【解析】当a中有电流通过时，穿过a、b、c三个闭合线圈的向里的磁感线条数一样多，向外的磁感线的条数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，应该是：abc. 【答案】B 10(2016江南十校联考) 现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图1-1-14 连接下列说法正确的是( ) 图 1-1-14A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B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央零刻度C开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转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】由法拉第电磁感应现象可知，当线圈磁通量发生变化时，产生感应电流，故可知， 当线圈A插入线圈B中后，开关闭合或断开瞬间，线圈A中的电流变化，周围磁场变名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 5 化，所以线圈B中的磁通量发生变化，产生感应电流，故A错误；同样道理，当滑动变阻器的滑片P滑动时，线圈A中电流变化，线圈B中的磁通量发生变化，产生感应电流，与滑片P是否匀速无关，所以B 、D 错误；开关闭合的情况下，线圈A插入或拔出都会使B中磁通量发生变化，所以产生感应电流，故选项C正确【答案】C 11. 如图 1-1-15 所示，一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面，而且处在两导线的中央，则( ) 图 1-1-15【导学号： 31310007】A两电流方向相同时，穿过线圈的磁通量为零B两电流方向相反时，穿过线圈的磁通量为零C两电流同向和反向时，穿过线圈的磁通量大小相等D因两电流产生的磁场不均匀，因此不能判断穿过线圈的磁通量是否为零【解析】由安培定则判断出两大小相等电流之间的磁场分布如图所示：两电流同向时，0，两电流反向时，0. 故 A对【答案】A 12.( 多选)(2016 成都高二检测) 在纸面内放有一条形磁铁和一个位于磁铁正上方的圆形线圈如图1-1-16 所示，下列情况中能使线圈中产生感应电流的是( ) 图 1-1-16A将线圈绕着纸面内的竖直直径转动B将磁铁在纸面内向右平移名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 6 C将磁铁绕垂直纸面的轴转动D将磁铁的N极向纸外转， S极向纸内转【解析】将线圈绕着纸面内的竖直直径转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中会产生感应电流， 故 A对；将磁铁向右平移或绕垂直纸面的轴转动，线圈始终与磁感线平行，磁通量始终为零，没有变化，不产生感应电流，所以B、C均不正确；将磁铁的N极向纸外转， S极向纸内转，磁通量增加，线圈中产生感应电流，所以D项正确【答案】AD 13. 如图 1-1-17 所示，一带电小球A用绝缘细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，其正下方有一导体圆环B放在绝缘水平面上，圆环B的圆心位于悬点正下方图 1-1-17(1) 将圆环以环上某点为支点竖起时，圆环中是否产生感应电流；(2) 将圆环在水平面上拉动时，圆环中是否产生感应电流【导学号： 31310008】【解析】带电小球做圆锥摆运动等效为一环形电流，在空间产生磁场， 可由安培定则判断磁感线的分布特点(1) 当圆环竖起时， 穿过圆环的磁通量减少，由感应电流的产生条件知圆环中产生电流(2) 当圆环被拉动时，穿过圆环的磁通量减少，圆环中产生感应电流【答案】(1) 产生(2) 产生名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -