高中物理探究感应电流的产生条件练习题附答案(5页).doc

-高中物理探究感应电流的产生条件练习题附答案-第 6 页1.如图4116所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef.已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，电流磁场穿入圆面积的磁通量将()A逐渐增大图4116B逐渐减小C始终为零D不为零，但保持不变解析：选C.利用安培定则判断直线电流产生的磁场，作出俯视图如图考虑到磁场具有对称性，可以知道，穿入线圈的磁感线的条数与穿出线圈的磁感线的条数是相等的故选C.A、B同心放置且半径RA>RB，将一条形磁铁置于两环圆心处，且与圆环平面垂直，如图4117所示则穿过A、B两圆环的磁通量的大小关系为()AA>BBAB图4117CA<BD无法确定解析：选C.磁感线是闭合曲线，磁铁内部是由S极到N极，而外部是由N极回到S极，而磁通量是穿过某个面的磁感线的净条数，故C正确3.如图4118所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属线框共面，第一次将金属线框由平移到，第二次将金属框绕cd边翻转到，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为1和2，则()A1>2 B12C1<2 D不能判断图4118解析：时的磁通量为1，在位置时的磁通量为，直线电流产生的磁场在处比在处要强，>.将线框从平移到，磁感线是从线框的同一面穿过的，所以1|；将线框从绕cd边转到，磁感线分别是从线框的正反两面穿过的，所以2|()|(以原来穿过的为正，则后来从另一面穿过的为负)故正确选项为C.图41194.如图4119所示，闭合圆导线圈平行地放置在匀强磁场中，其中ac、bd分别是平行、垂直于磁场方向的两直径试分析线圈做以下哪种运动时能产生感应电流()A使线圈在其平面内平动或转动B使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动C使线圈以ac为轴转动D使线圈以bd为轴稍做转动解析：选D.根据产生感应电流的条件可知：只需使穿过闭合回路的磁通量发生变化，就能在回路中产生感应电流线圈在匀强磁场中运动，磁感应强度B为定值，根据前面分析B·S知：只要回路中相对磁场的正对面积改变量S0，则磁通量一定要改变，回路中一定有感应电流产生当线圈在纸面内平动或转动时，线圈相对磁场的正对面积始终为零，因此S0，因而无感应电流产生；当线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动时，同样S0，因而无感应电流产生；当线圈以ac为轴转动时，线圈相对磁场的正对面积改变量S仍为零，回路中仍无感应电流；当线圈以bd为轴稍做转动，则线圈相对磁场的正对面积发生了改变，因此在回路中产生了感应电流，故选D.5.如图4120所示，在第一象限内存在磁场，已知沿x轴方向磁感应强度均匀增加，满足Bxkx，沿y轴方向磁感应强度不变线框abcd做下列哪种运动时可以产生感应电流()A沿x轴方向匀速运动B沿y轴方向匀速运动C沿x轴方向匀加速运动图4120D沿y轴方向匀加速运动解析：选AC.根据磁场的特点，线框沿x轴方向运动，磁通量增加，有感应电流；沿y轴方向运动磁通量不变，不产生感应电流6.如图4123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()Av1>v2 Bv1<v2图4123Cv1v2 D无法确定解析：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7.如图4124所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h，那么下列说法中正确的是()图4124A线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生B线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生C线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转变成电能D整个线框都在磁场中运动时，机械能转变成电能解析：选AC.产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，线框全部在磁场中时，磁通量不变，不产生感应电流，故B错而进入和穿出磁场的过程中磁通量发生变化，也就产生了感应电流，故A正确在产生感应电流的过程中消耗了机械能，故C正确D错误8.一个单匝矩形线圈abcd，边长ab20 cm，bc30 cm，如图4125所示放在Oxyz直角坐标系内，线圈平面垂直于Oxy平面，与Ox轴和Oy轴的夹角分别为30°和60°，匀强磁场的磁感应强度B102 T试计算：当磁场方向分别沿Ox、Oy、Oz方向时，穿过线圈的磁通量各为多少？图4125解析：匀强磁场中穿过垂直于磁场方向、面积为S的平面的磁通量为BS，题中磁场沿Ox、Oy、Oz方向时，找出矩形线圈在垂直于磁场方向上的投影面积，就可直接用上述公式计算矩形线圈的面积：Sab×bc×0.20 m26×102 m2，它在垂直于三条坐标轴上的投影面积的大小分别为：SxScos6×102× m23×102 m2，SyScos6×102× m23×102 m2，Sz0.当磁感应强度B沿Ox方向时，穿过线圈的磁通量xBSx102×3×102 Wb3×104 Wb.当磁感应强度B沿Oy方向时，穿过线圈的磁通量yBSy102×3×102 Wb3×104 Wb.当磁感应强度B沿Oz方向时，穿过线圈的磁通量zBSz0.答案：3×104 Wb3×104 Wb09.如图4126所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，B0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1 cm.现于纸面内先后放上与磁场垂直的圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1 cm,10匝；B线圈半径为2 cm,1匝；C线圈半径为0.5 cm,1匝问：(1)在B减为0.4 T的过程中，A和B中磁通量改变多少？图4126(2)当磁场转过30°角的过程中，C中磁通量改变多少？解析：(1)对A线圈，A1B1rA2，A2B2rA2.磁通量改变量A|A2A1|(0.80.4)××104 Wb×104 Wb对B线圈，B1B1rB2，B2B2rB2，磁通量改变量B|B2B1|(0.80.4)××104 Wb×104 Wb.(2)对C线圈：C1BrC2，磁场转过30°，线圈仍全部处于磁场中，线圈面积在垂直磁场方向的投影为rC2cos30°，则C2BrC2cos30°.磁通量改变量C|C2C1|BrC2(1cos30°)××(5×103)2×(10.866) Wb×106 Wb.答案：见解析图412710.如图4127所示，固定在水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动，此时adeb构成一个边长为L的正方形，开始时磁感应强度为B0.若从t0时刻起，磁感应强度逐渐减小，棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度应怎样随时间变化(写出B与t的关系式)?解析：要使电路中感应电流为零，只需穿过闭合电路中的总磁通量不变，故BL(Lvt)B0L2，B.答案：B