2019-2020年高中物理 4.1-4.2劃時代的發(fā)現(xiàn) 探究感應電流的產(chǎn)生條件課后鞏固提升 新人教版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 4.1-4.2劃時代的發(fā)現(xiàn) 探究感應電流的產(chǎn)生條件課后鞏固提升 新人教版選修3-2 一、單項選擇題(每小題7分，共49分) 1．關(guān)于產(chǎn)生感應電流的條件，以下說法中正確的是(　　) A．閉合電路在磁場中運動，閉合電路中就一定有感應電流產(chǎn)生 B．閉合電路在磁場中做切割磁感線運動，閉合電路中一定有感應電流產(chǎn)生 C．穿過閉合電路的磁通量為零的瞬間，閉合電路中一定沒有感應電流產(chǎn)生 D．只要穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導體回路中就有感應電流產(chǎn)生 2. 兩圓環(huán)A、B同心放置且半徑RA＞RB，將一條形磁鐵置于兩環(huán)圓心處，且與圓環(huán)平面垂直，如圖所示，則穿過A、B兩圓環(huán)的磁通量的大小關(guān)系為(　　) A．ΦA(chǔ)＞ΦB B．ΦA(chǔ)＝ΦB C．ΦA(chǔ)＜ΦB D．無法確定 3．如圖所示，導線ab和cd互相平行，則下列四種情況下導線cd中無電流的是(　　) A．開關(guān)S閉合或斷開的瞬間 B．開關(guān)S是閉合的，但滑動觸頭向左滑 C．開關(guān)S是閉合的，但滑動觸頭向右滑 D．開關(guān)S始終閉合，不滑動觸頭 4．在如圖所示的實驗中，如果AB的運動速度大小為v1，兩磁極的運動速度大小為v2，則(　　) A．當v1＝v2，且方向相同或相反，可以產(chǎn)生感應電流 B．當v1＞v2或v1＜v2，且方向相同或相反，可以產(chǎn)生感應電流 C．無論v1與v2的大小是否相等，只要二者的方向垂直，絕不可能產(chǎn)生感應電流 D．如果v1＝0，而兩磁極運動的速度v2與導體AB始終垂直，一定能產(chǎn)生感應電流 5．如圖所示，在勻強磁場中的U形導軌上，有兩根等長的平行導線ab和cd，以相同的速度v勻速向右滑動．為使ab中有感應電流產(chǎn)生，對開關(guān)S來說(　　) A．斷開和閉合都可以 B．應斷開 C．斷開和閉合都不行 D．應閉合 6.某學生做“探究感應電流的產(chǎn)生條件”的實驗，將電流計、線圈A和B、電池、開關(guān)用導線連接成如圖所示的實驗電路，以下說法中正確的是(　　) A．開關(guān)閉合立即觀察電流計指針偏轉(zhuǎn)而開關(guān)斷開立即觀察電流計指針不偏轉(zhuǎn) B．開關(guān)閉合立即觀察電流計指針不偏轉(zhuǎn)而開關(guān)斷開立即觀察電流計指針偏轉(zhuǎn) C．開關(guān)閉合與斷開立即觀察電流計指針都不偏轉(zhuǎn) D．開關(guān)閉合與斷開立即觀察電流計指針都偏轉(zhuǎn) 7．如圖所示，一有限范圍的勻強磁場，寬度為d，將一邊長為l的正方形導線框以速度為v勻速地通過磁場區(qū)域，若d>l，則線圈中不產(chǎn)生感應電流的時間應等于(　　) A. B. C. D. 答案 1．D　產(chǎn)生感應電流的條件有兩個：(1)閉合電路； (2)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生了變化．故D項正確． 2．C　 根據(jù)磁感線的分布情況可知，磁鐵內(nèi)部穿過環(huán)面的磁感線方向向上，外部磁感線方向向下．由于磁感線是閉合曲線，磁鐵內(nèi)部的磁感線條數(shù)等于磁鐵外部磁感線的總條數(shù)，而磁鐵外部磁感線分布在無限大的空間，所以穿過環(huán)面的磁鐵外部向下的磁感線將磁鐵內(nèi)部向上的磁感線抵消一部分，B的面積小，抵消較小，則磁通量較大，所以ΦB＞ΦA(chǔ). 3．D　如果導線cd中無電流產(chǎn)生，則說明通過ab中的電流沒有發(fā)生變化，顯然不是開關(guān)S閉合或斷開的瞬間；若是開關(guān)S閉合，不管滑動觸頭右移還是左移，ab中的電流都會發(fā)生變化，那么cd中都會有感應電流．經(jīng)以上分析，可知只有 D選項正確． 4．B　關(guān)鍵是看導體AB有沒有切割磁感線，分析時可把兩磁極的運動速度v2看作是磁感線的運動速度． 5．D　ab、cd桿以相同的速度同向運動，相對靜止，即abcd閉合回路的面積不變，磁通量不變，只有當開關(guān)閉合后，構(gòu)成abNM閉合回路的磁通量發(fā)生變化，ab中才能產(chǎn)生感應電流．故A、B、C錯，D正確． 6．D　線圈A中的電流產(chǎn)生的磁場穿過線圈B，開關(guān)閉合和斷開時，A中的電流發(fā)生變化，穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化，線圈B產(chǎn)生感應電流，電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故選項A、B、C錯，D對． 7．C　當線圈剛剛完全進入磁場時至線圈剛剛出磁場時，通過線圈的磁通量不發(fā)生變化，線圈中不會產(chǎn)生感應電流． ——————————————————————————— 二、多項選擇題(每小題7分，共21分) 8．如圖所示，用導線做成的圓形回路與一直導線構(gòu)成幾種位置組合，哪些組合中，切斷直導線中的電流時，閉合回路中會有感應電流產(chǎn)生(圖A、B、C中直導線都與圓形線圈在同一平面內(nèi)，O點為線圈的圓心，圖D中直導線與圓形線圈垂直，并與中心軸重合)(　　) 9．如圖所示，一個矩形鐵芯上繞制兩個線圈A和B.在下列關(guān)于B線圈中是否有感應電流的判斷中，正確的是(　　) A．S閉合后，B線圈中一直有感應電流 B．S閉合一段時間后，B中感應電流消失，但移動變阻器滑片時，B中又有感應電流出現(xiàn) C．在S斷開和閉合的瞬間，B中都有感應電流 D．因為A、B兩線圈是兩個不同的回路，所以B中始終沒有感應電流 10．1823年，科拉頓做了這樣一個實驗，他將一個磁鐵插入連有靈敏電流計的螺旋線圈，來觀察在線圈中是否有電流產(chǎn)生．在實驗時， 科拉頓為了排除磁鐵移動時對靈敏電流計的影響，他通過很長的導線把連在螺旋線圈上的靈敏電流計放到另一間房里．他想，反正產(chǎn)生的電流應該是“穩(wěn)定”的(當時科學界都認為利用磁場產(chǎn)生的電流應該是“穩(wěn)定”的)，插入磁鐵后，如果有電流，跑到另一間房里觀察也來得及．就這樣，科拉頓開始了實驗．然而，無論他跑得多快，他看到的電流計指針都是指在“0”刻度的位置，科拉頓失敗了．以下關(guān)于科拉頓實驗的說法中正確的是(　　) A．實驗中根本沒有感應電流產(chǎn)生 B．實驗中有感應電流產(chǎn)生 C．科拉頓的實驗裝置是完全正確的 D．科拉頓實驗沒有觀察到感應電流是因為在插入磁鐵的過程中會有感應電流產(chǎn)生，但當跑到另一間房觀察時，電磁感應過程已經(jīng)結(jié)束，不會看到電流計指針的偏轉(zhuǎn) 三、非選擇題(共30分) 11. 一個單匝矩形線圈abcd，邊長ab＝30 cm，bc＝20 cm，如圖所示放在O－xyz直角坐標系內(nèi)，線圈平面垂直于Oxy平面，與Ox軸和Oy軸的夾角分別為α＝30和β＝60，勻強磁場的磁感應強度B＝10－2 T．試計算：當磁場方向分別沿Ox，Oy，Oz方向時，穿過線圈的磁通量各為多少？ 12. 如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動．t＝0時，磁感應強度為B0，此時MN到達的位置恰好使MDEN構(gòu)成一個邊長為l的正方形．為使MN棒中不產(chǎn)生感應電流，從t＝0開始，磁感應強度B應隨時間t怎樣變化？請推導這種情況下B與t的關(guān)系式． 答案 8.BC　對圖A而言，因為通電直導線位于環(huán)形導線所在平面內(nèi)，且與直徑重合，因此穿過圓環(huán)的磁通量為零，所以當切斷導線中的電流時，磁通量在整個變化過程中必為零，所以閉合回路中不會有感應電流產(chǎn)生；對圖B而言，因為磁通量為大小兩個部分磁感線條數(shù)之差，當切斷直導線中的電流時，磁通量為零，即此過程中磁通量有變化，故閉合回路中會有感應電流產(chǎn)生；同理分析可得圖C中也有感應電流產(chǎn)生；對圖D而言，因為環(huán)形導線與直導線產(chǎn)生的磁場的磁感線平行，故磁通量為零．當切斷直導線中的電流時，磁通量在整個變化過程中皆為零，所以閉合回路中不會有感應電流產(chǎn)生，所以當切斷直導線中的電流時，能產(chǎn)生感應電流的有B、C兩種情況． 9．BC　線圈中有電流時，產(chǎn)生的磁場通過鐵芯能穿過B線圈，當A線圈中的電流變化時產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化，則穿過B線圈的磁通量發(fā)生變化，B線圈中產(chǎn)生感應電流． 10．BCD　感應電流是在磁通量變化的過程中產(chǎn)生的，這種變化一旦停止，感應電流也就不存在了． 11．Φx＝310－4 Wb　Φy＝310－4 Wb　Φz＝0 解析：勻強磁場中穿過垂直于磁場方向、面積為S的平面的磁通量為Φ＝BS，題中磁場沿Ox，Oy，Oz方向時，找出矩形線圈在垂直于磁場方向上的投影面積，就可直接用上述公式計算． 矩形線圈的面積 S＝abbc＝0.300.20 m2＝610－2 m2， 它垂直于三條坐標軸上的投影面積的大小分別為Sx＝Scosβ＝610－2 m2＝310－2 m2， Sy＝Scosα＝610－2 m2＝310－2 m2，Sz＝0. 當磁感應強度B沿Ox方向時，穿過線圈的磁通量Φx＝BSx＝10－2310－2 Wb＝310－4 Wb. 當磁感應強度B沿Oy方向時，穿過線圈的磁通量Φy＝BSy＝10－2310－2 Wb＝310－4 Wb. 當磁感應強度B沿Oz方向時，穿過線圈的磁通量Φz＝BSz＝0. 12．B＝ 解析：要使MN棒中不產(chǎn)生感應電流，則閉合回路MNED中的磁通量Φ必須保持不變．否則Φ一旦變化，則MN中就會產(chǎn)生感應電流．Φ＝BS，而整個過程中磁通量Φ保持不變，則Φ＝B0l2＝B(l2＋lvt)，解得：B＝.