2019-2020年高中物理 4.1-4.2劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件課后習(xí)題（含解析）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(shí)代的發(fā)現(xiàn) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件課后習(xí)題（含解析）新人教版選修3-2課時(shí)演練促提升1.如圖所示,一個(gè)矩形線圈與兩條通有相同大小電流的平行直導(dǎo)線處于同一平面,并且處在兩導(dǎo)線的中央,則()A.兩導(dǎo)線電流同向時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量為零B.兩導(dǎo)線電流反向時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量為零C.兩導(dǎo)線電流同向或反向,穿過(guò)線圈的磁通量都相等D.兩導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)是不均勻的,不能判定穿過(guò)線圈的磁通量是否為零解析:根據(jù)安培定則,兩導(dǎo)線電流同向時(shí),它們?cè)诰€圈處產(chǎn)生的磁場(chǎng)反向,穿過(guò)線圈的磁通量為零;兩導(dǎo)線電流反向時(shí),它們?cè)诰€圈處產(chǎn)生的磁場(chǎng)同向,穿過(guò)線圈的磁通量不為零,故選項(xiàng)A正確。答案:A2.如圖所示,條形磁鐵正上方放置一矩形線框,線框平面水平且與條形磁鐵平行。則線框由N極端勻速平移到S極端的過(guò)程中,線框中的感應(yīng)電流的情況是()A.線框中始終無(wú)感應(yīng)電流B.線框中始終有感應(yīng)電流C.線框中開始有感應(yīng)電流,當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到磁鐵中部時(shí)無(wú)感應(yīng)電流,過(guò)中部后又有感應(yīng)電流D.線框中開始無(wú)感應(yīng)電流,當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到磁鐵中部時(shí)有感應(yīng)電流,過(guò)中部后又無(wú)感應(yīng)電流解析:先畫出條形磁鐵的磁場(chǎng)分布情況,然后分析線圈在平移過(guò)程中,穿過(guò)線框的磁通量的變化情況,可知,穿過(guò)線圈的磁通量始終在變化,故B正確。答案:B3.如圖所示,矩形線框在磁場(chǎng)內(nèi)做的各種運(yùn)動(dòng)中,能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()解析:產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化,選項(xiàng)B符合要求。答案:B4.如圖所示,豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線通以圖示方向的電流,有一矩形金屬線框abcd與導(dǎo)線處在同一平面內(nèi),下列情況下,矩形線框中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.導(dǎo)線中電流變大B.線框向右平動(dòng)C.線框向下平動(dòng)D.線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)解析:導(dǎo)線中電流變大,則周圍的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng),線框中磁通量增大,可以產(chǎn)生感應(yīng)電流;線框向右平動(dòng)時(shí),線框中的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小,磁通量減小,可以產(chǎn)生感應(yīng)電流;線框向下平動(dòng)時(shí),線框中的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,磁通量不變,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流;線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線框中的磁通量發(fā)生變化,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選項(xiàng)A、B、D不合題意,選項(xiàng)C符合題意。答案:C5.如圖所示,一通電螺線管b放在閉合金屬線圈a內(nèi),螺線管的中心線恰好和線圈的一條直徑MN重合。要使線圈a中產(chǎn)生感應(yīng)電流,可采用的方法有()A.使螺線管在線圈a所在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)B.使螺線管上的電流發(fā)生變化C.使線圈以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)D.使線圈以與MN垂直的直徑為軸轉(zhuǎn)動(dòng)解析:圖示位置,線圈a所在平面與磁感線平行,穿過(guò)線圈的磁通量為零,當(dāng)按A、B、C所述方式變化時(shí),線圈a所在平面仍與磁感線平行,磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流;按D所述方式變化時(shí),由于線圈與磁場(chǎng)夾角變化引起磁通量變化,能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選D。答案:D6.(多選)如圖所示是截面為等腰直角形的三棱柱,其側(cè)面abcd為正方形,邊長(zhǎng)為L(zhǎng),將它按圖示位置放置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,下面說(shuō)法中正確的是()A.通過(guò)abcd平面的磁通量大小為BL2B.通過(guò)dcfe平面的磁通量大小為BL2C.通過(guò)abfe平面的磁通量大小為BL2D.通過(guò)整個(gè)三棱柱的磁通量為零解析:由公式=BScos 可以得出通過(guò)側(cè)面abcd的磁通量1=BL2cos 45=BL2,A錯(cuò)誤;通過(guò)平面dcfe的磁通量2=BLL,B正確;通過(guò)平面abfe的磁通量3=BL2cos 90=0,C錯(cuò)誤;而整個(gè)三棱柱表面是個(gè)閉合曲面,穿入與穿出的磁感線條數(shù)相等,即穿過(guò)它的凈磁感線的條數(shù)是0,故穿過(guò)整個(gè)三棱柱的磁通量為零,D正確。答案:BD7.(多選)如圖所示,A、B兩回路中各有一開關(guān)S1、S2,且回路A中接有電源,回路B中接有靈敏電流計(jì),下列操作及相應(yīng)的結(jié)果中可能的是()A.先閉合S2,后閉合S1的瞬間,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)B.S1、S2閉合后,在斷開S2的瞬間,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)C.先閉合S1,后閉合S2的瞬間,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)D.S1、S2閉合后,在斷開S1的瞬間,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)解析:回路A中有電源,當(dāng)S1閉合后,回路中有電流,產(chǎn)生磁場(chǎng),回路B中有磁通量。在S1閉合或斷開的瞬間,回路A中的電流從無(wú)到有或從有到無(wú),產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生變化,從而使穿過(guò)回路B的磁通量發(fā)生變化,此時(shí)若S2是閉合的,則回路B中有感應(yīng)電流,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),所以選項(xiàng)A、D正確。答案:AD8.如圖所示為法拉第研究“磁生電”現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置原理圖。兩個(gè)線圈分別繞在一個(gè)鐵環(huán)上,線圈A接直流電源,線圈B接靈敏電流表,下列哪種情況不可能使線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流()A.開關(guān)S閉合或斷開瞬間B.開關(guān)S閉合一段時(shí)間之后C.開關(guān)S閉合后,改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置時(shí)D.拿走鐵環(huán),再做這個(gè)實(shí)驗(yàn),開關(guān)S閉合或斷開的瞬間解析:根據(jù)法拉第對(duì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的五類概括,選項(xiàng)A、C、D符合變化的電流(變化的磁場(chǎng))產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象。而開關(guān)S閉合一段時(shí)間之后,A線圈中是恒定電流,產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng),B線圈中磁通量穩(wěn)定不變,故不能使B線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選項(xiàng)B符合題意。答案:B9.要研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn),為了能明顯地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,請(qǐng)?jiān)谌鐖D所示的實(shí)驗(yàn)器材中,選擇必要的器材,在圖中用實(shí)線接成相應(yīng)的實(shí)物電路圖。答案:實(shí)物電路圖如圖所示。B組1.如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的U形導(dǎo)軌上,有兩根等長(zhǎng)的平行導(dǎo)線ab和cd,以相同的速度v勻速向右滑動(dòng)。為使ab中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,對(duì)開關(guān)S來(lái)說(shuō)()A.打開和閉合都可以B.應(yīng)打開C.打開和閉合都不行D.應(yīng)閉合解析:若開關(guān)打開,導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)時(shí),閉合回路abdc中磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流;若開關(guān)閉合,導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)時(shí),閉合回路abNM中磁通量變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流。所以,應(yīng)選D選項(xiàng)。答案:D2.如圖所示,在條形磁鐵的外面套著一個(gè)閉合金屬?gòu)椈删€圈P,現(xiàn)用力從四周拉彈簧線圈,使線圈包圍的面積變大,則下列關(guān)于穿過(guò)彈簧線圈磁通量的變化以及線圈中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生的說(shuō)法中,正確的是()A.磁通量增大,有感應(yīng)電流產(chǎn)生B.磁通量增大,無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生C.磁通量減小,有感應(yīng)電流產(chǎn)生D.磁通量減小,無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生解析:本題中條形磁鐵磁感線的分布如圖所示(從上向下看)。磁通量是指穿過(guò)一個(gè)面的磁感線的多少,由于垂直紙面向外的和垂直紙面向里的磁感線要抵消一部分,當(dāng)彈簧線圈P的面積擴(kuò)大時(shí),垂直紙面向里的磁感線條數(shù)增加,而垂直紙面向外的磁感線條數(shù)是一定的,故穿過(guò)P的磁通量將減小,回路中會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。答案:C3.(多選)2013年12月2日1時(shí)30分,我國(guó)嫦娥三號(hào)搭載月球車“玉兔號(hào)”從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心順利升空,正式開始探月之旅。假如月球車登月后要探測(cè)一下月球表面是否有磁場(chǎng),應(yīng)該怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)()A.直接將電流表放于月球表面,看是否有示數(shù)來(lái)判斷磁場(chǎng)有無(wú)B.將電流表與線圈組成閉合電路,使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng),若電流表無(wú)示數(shù),則判斷月球表面無(wú)磁場(chǎng)C.將電流表與線圈組成閉合電路,使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng),若電流表有示數(shù),則判斷月球表面有磁場(chǎng)D.將電流表與線圈組成閉合電路,使線圈分別繞兩個(gè)互相垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng),月球表面若有磁場(chǎng),則電流表至少有一次示數(shù)不為零解析:只要線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流表有示數(shù),就說(shuō)明月球上一定有磁場(chǎng)。如果沒有電流,只能說(shuō)明線圈中的磁通量沒有發(fā)生變化,需要變換轉(zhuǎn)動(dòng)軸或運(yùn)動(dòng)方向再試。如果線圈分別繞兩個(gè)互相垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)空間有磁場(chǎng)時(shí),至少會(huì)有一次產(chǎn)生感應(yīng)電流,C、D正確。答案:CD4.(多選)下列說(shuō)法中正確的是()A.只要導(dǎo)體相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體中就一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B.閉合導(dǎo)體回路在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體回路中不一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C.只要穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量不為零,導(dǎo)體回路中就一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D.只要穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化,導(dǎo)體回路中就一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流解析:產(chǎn)生感應(yīng)電流要有兩個(gè)條件:一是導(dǎo)體回路要閉合;二是穿過(guò)導(dǎo)體回路的磁通量要發(fā)生變化,故D正確;如果導(dǎo)體沒有構(gòu)成閉合回路或構(gòu)成閉合回路但沿磁感線運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體中就沒有感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;如果閉合導(dǎo)體回路在與回路平面垂直的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),兩邊都切割磁感線,但閉合導(dǎo)體回路的磁通量仍沒有發(fā)生變化,也不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B正確;穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量不為零,但如果磁通量沒有變化,回路中就沒有感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤。答案:BD5.如圖所示,矩形線圈abcd左半邊處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,右半邊在磁場(chǎng)外,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線圈一半的面積為S,初始時(shí)磁場(chǎng)垂直于線圈平面,求下列情況中線圈中磁通量的變化量:(1)以ab邊為軸線圈轉(zhuǎn)過(guò)90。(2)以ab邊為軸線圈轉(zhuǎn)過(guò)60。(3)以中線ef為軸線圈轉(zhuǎn)過(guò)180。解析:(1)線圈初始磁通量1=BS,轉(zhuǎn)過(guò)90后,2=0,所以=2-1=-BS,大小為BS。(2)當(dāng)線圈以ab邊為軸邊轉(zhuǎn)過(guò)60時(shí),矩形線圈恰好全部進(jìn)入磁場(chǎng),2=B2Scos 60=BS,所以=2-1=0,說(shuō)明磁通量未發(fā)生變化。(3)當(dāng)線圈繞中線轉(zhuǎn)過(guò)180時(shí),因?yàn)?=BS,磁感線是垂直于線圈的正前面向里穿過(guò)的,當(dāng)線圈繞中線轉(zhuǎn)過(guò)180時(shí),線圈的正后面轉(zhuǎn)到正前面,磁感線是從原正后面向里穿過(guò)的,故2=-BS,所以=2-1=-2BS,大小為2BS。答案:見解析。6.如圖是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)所需的器材,用實(shí)線將帶有鐵芯的線圈A、電源、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)連接成原線圈回路,將小量程電流表和線圈B連接成副線圈回路,并列舉出在實(shí)驗(yàn)中能夠改變副線圈回路磁通量,使副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種方法:(1)。(2)。(3)。答案:實(shí)線連接,如圖所示。(1)A線圈在B線圈中,合上(或斷開)開關(guān)瞬間(2)將原線圈插入副線圈或從副線圈中抽出的過(guò)程中(3)A線圈在B線圈中,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)