2019高中物理 第一章 電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活 1.1 電磁感應(yīng)——劃時代的發(fā)現(xiàn)練習(xí)（含解析）滬科選修3-2.docx

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電磁感應(yīng)——劃時代的發(fā)現(xiàn) 課時演練促提升 A組 1.下列現(xiàn)象中,屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(　　) A.磁場對電流產(chǎn)生力的作用 B.變化的磁場使閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流 C.插入通電螺線管中的軟鐵棒被磁化 D.電流周圍產(chǎn)生磁場 答案:B 2.(2014海南文昌期中檢測)法拉第通過精心設(shè)計(jì)的一系列試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律,將歷史上認(rèn)為各自獨(dú)立的學(xué)科“電學(xué)”與“磁學(xué)”聯(lián)系起來。在下面幾個典型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想中,所作的推論后來被實(shí)驗(yàn)否定的是(　　) A.既然磁鐵可使近旁的鐵塊帶磁,靜電荷可使近旁的導(dǎo)體表面感應(yīng)出電荷,那么靜止導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁靜止的線圈中感應(yīng)出電流 B.既然磁鐵可在近旁運(yùn)動的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動勢,那么穩(wěn)恒電流也可在近旁運(yùn)動的線圈中感應(yīng)出電流 C.既然運(yùn)動的磁鐵可在近旁靜止的線圈中感應(yīng)出電流,那么靜止的磁鐵也可在近旁運(yùn)動的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動勢 D.既然運(yùn)動的磁鐵可在近旁的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動勢,那么運(yùn)動導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁的線圈中感應(yīng)出電流 解析:對選項(xiàng)A,靜止的導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流附近產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,通過旁邊靜止的線圈不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)A被實(shí)驗(yàn)否定,符合題意;穩(wěn)恒電流周圍的穩(wěn)定磁場是非勻強(qiáng)磁場,運(yùn)動的線圈可能會產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)B不合題意;靜止的磁鐵周圍存在穩(wěn)定的磁場,旁邊運(yùn)動的導(dǎo)體棒會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,選項(xiàng)C不合題意;運(yùn)動的導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流周圍產(chǎn)生運(yùn)動的磁場,即周圍磁場變化,在旁邊的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)D不合題意。 答案:A 3.如圖所示,各圖中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是(　　) 解析:選項(xiàng)A中,線圈沒閉合,無感應(yīng)電流;選項(xiàng)C中,導(dǎo)線在圓環(huán)的正上方,不論電流如何變化,穿過線圈的磁感線相互抵消,磁通量恒為零,也無感應(yīng)電流;選項(xiàng)B中,磁通量增大,有感應(yīng)電流;選項(xiàng)D中,回路中的磁通量恒定,無感應(yīng)電流。故選項(xiàng)B正確。 答案:B 4.某學(xué)生做觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn),將電流計(jì)、線圈A和B、蓄電池、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路,當(dāng)接通、斷開開關(guān)時,電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn),其原因是 (　　) A.開關(guān)位置錯接在了電流計(jì)和線圈B上 B.電流表的正、負(fù)極接反 C.線圈B的接頭3、4接反 D.蓄電池的正、負(fù)極接反 解析:圖中所示開關(guān)的連接不能控制含有電源的電路中電流的通斷。而本實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容之一就是用來研究在開關(guān)通斷瞬間電流的有無導(dǎo)致磁場變化,進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況,但圖中的接法達(dá)不到目的。 答案:A 5.(多選) 帶負(fù)電的圓環(huán)繞圓心旋轉(zhuǎn),在環(huán)的圓心處有一個閉合線圈,小線圈和圓環(huán)在同一平面內(nèi),則(　　) A.只要圓環(huán)在轉(zhuǎn)動,小線圈內(nèi)就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B.圓環(huán)不管怎樣轉(zhuǎn)動,小線圈內(nèi)都沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生 C.圓環(huán)在做變速轉(zhuǎn)動時,小線圈內(nèi)一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生 D.圓環(huán)做勻速轉(zhuǎn)動時,小線圈內(nèi)沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生 解析:帶電圓環(huán)轉(zhuǎn)動形成電流,勻速轉(zhuǎn)動形成恒定電流,通過小線圈的磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,變速轉(zhuǎn)動時形成變化的電流,通過小線圈的磁通量變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)A、B錯誤,選項(xiàng)C、D正確。 答案:CD 6.現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵心的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān)按如圖所示連接。下列說法中正確的是(　　) A.開關(guān)閉合后,線圈A插入或拔出都會引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) B.線圈A插入線圈B中后,開關(guān)閉合和斷開的瞬間電流計(jì)指針均不會偏轉(zhuǎn) C.開關(guān)閉合后,滑動變阻器的滑片P勻速滑動,會使電流計(jì)指針靜止在中央零刻度 D.開關(guān)閉合后,只有滑動變阻器的滑片P加速滑動,電流計(jì)指針才能偏轉(zhuǎn) 解析:開關(guān)閉合后,線圈A插入或拔出都會引起穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化,從而電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)A正確;線圈A插入線圈B中后,開關(guān)閉合和斷開的瞬間,線圈B的磁通量會發(fā)生變化,電流計(jì)指針會偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)B錯誤;開關(guān)閉合后,滑動變阻器的滑片P無論勻速滑動還是加速滑動,都會導(dǎo)致線圈A的電流發(fā)生變化,線圈B的磁通量變化,電流計(jì)指針都會發(fā)生偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)C、D錯誤。 答案:A 7.一球冠處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,如下圖所示,若球冠的底面大圓半徑為r,磁場方向與球冠底面垂直,則穿過整個球冠的磁通量為　　　　。 解析:垂直磁感線的有效面積應(yīng)為球冠底面大圓的面積S=πr2,則Φ=BS=Bπr2。 答案:Bπr2 8. 如右圖所示,環(huán)形金屬軟彈簧套在條形磁鐵的中心位置,若沿其半徑向外拉彈簧,使其面積增大,則穿過彈簧的磁通量將　　　　　(填“變大”或“減小”). 解析:本題屬于合磁通量問題,注意彈簧圈所在處存在兩個方向的磁場,即磁鐵內(nèi)部的磁場和外部的磁場,它們各自在環(huán)形金屬軟彈簧圈內(nèi)產(chǎn)生正負(fù)不同的磁通量,總的磁通量等于兩者絕對值之差,當(dāng)拉大彈簧面積時,內(nèi)部磁場產(chǎn)生的磁通量不變,而外部磁場產(chǎn)生的磁通量卻增大(穿過彈簧圈的外部磁感線條數(shù)增多),故Φ=|Φ內(nèi)|-|Φ外|應(yīng)減小。 答案:減小 9. 邊長為10 cm的正方形線框,固定在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與線圈平面的夾角為30,如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律為B=(2+3t)T,試計(jì)算在1 s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量為多少? 解析:根據(jù)圖形和磁通量計(jì)算公式有: Φ=BSsin30=(2+3t)L2sin30 在Δt=1s內(nèi)磁通量的變化量為ΔΦ=Φ2-Φ1 ΔΦ=3ΔtL2sin30=310.0112Wb =1.510-2Wb。 答案:1.510-2 Wb B組 1.(多選)(2014湖南株洲檢測) 如圖所示,水平面內(nèi)有兩條相互垂直且彼此絕緣的通電長直導(dǎo)線,以它們?yōu)樽鴺?biāo)軸構(gòu)成一個平面直角坐標(biāo)系。四個相同的圓形閉合線圈在四個象限內(nèi)完全對稱放置,兩直導(dǎo)線中的電流大小與變化情況完全相同,電流方向如圖中所示,當(dāng)兩直導(dǎo)線中的電流都增大時,四個線圈a、b、c、d中感應(yīng)電流的情況是 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.線圈a中無感應(yīng)電流 B.線圈b中有感應(yīng)電流 C.線圈c中有感應(yīng)電流 D.線圈d中無感應(yīng)電流 解析:根據(jù)安培定則可判斷出電流產(chǎn)生的磁場方向,線圈a中的磁場方向均垂直于紙面向里,線圈c中的磁場方向均垂直于紙面向外,線圈b、d中的合磁通量始終為零,故增大兩直導(dǎo)線中的電流時,線圈a、c中的磁通量發(fā)生變化,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,而線圈b、d中無感應(yīng)電流產(chǎn)生。選項(xiàng)C、D正確,選項(xiàng)A、B錯誤。 答案:CD 2.(2014山東臨沂檢測)我國已經(jīng)制訂了登月計(jì)劃,假如宇航員登月后想探測一下月球表面是否有磁場。他手邊有一只靈敏電流表和一個小線圈,則下列推斷正確的是 (　　) A.直接將電流表放于月球表面,通過觀察電流表是否有示數(shù)來判斷磁場的有無 B.將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈沿某一方向運(yùn)動,如果電流表無示數(shù),則可判斷月球表面無磁場 C.將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈沿某一方向運(yùn)動,如果電流表有示數(shù),則可判斷月球表面有磁場 D.將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈在某一平面內(nèi)沿各個方向運(yùn)動,如果電流表無示數(shù),則可判斷月球表面無磁場 解析:當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時,不論向哪個方向移動線圈,穿過線圈的磁通量都不會變化,所以也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,因此不能判斷有無磁場存在;若使閉合線圈沿某一方向移動時有感應(yīng)電流產(chǎn)生,則一定存在磁場。故正確答案為C。 答案:C 3.(2014寧夏固原檢測) 如圖所示,一條形磁鐵與導(dǎo)線環(huán)在同一平面內(nèi),磁鐵的中心恰與導(dǎo)線環(huán)的圓心重合,為了在導(dǎo)線環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流,磁鐵應(yīng) (　　) A.繞垂直于紙面且過O點(diǎn)的軸轉(zhuǎn)動 B.向右平動 C.向左平動 D.N極向外,S極向里轉(zhuǎn)動 解析:圖中位置穿過導(dǎo)線環(huán)平面的磁通量為零,要使導(dǎo)線環(huán)中有感應(yīng)電流,只要讓導(dǎo)線環(huán)中有磁感線穿過,就會有磁通量的變化,對于選項(xiàng)A、B、C三種情況所對應(yīng)的運(yùn)動,穿過導(dǎo)線環(huán)的磁通量始終為零,均不產(chǎn)生感應(yīng)電流。對于選項(xiàng)D所對應(yīng)的運(yùn)動,穿過導(dǎo)線環(huán)的磁通量發(fā)生了變化,所以導(dǎo)線環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流。故選D。 答案:D 4.(2014河南許昌檢測) 如圖所示,磁帶錄音機(jī)既可用做錄音,也可用做放音,其主要部件為可勻速行進(jìn)的磁帶a和繞有線圈的磁頭b,不論是錄音還是放音過程,磁帶或磁隙軟鐵會存在磁化現(xiàn)象。下面對于它們在錄音和放音過程中的主要工作原理的描述中,正確的是(　　) A.放音的主要原理是電磁感應(yīng),錄音的主要原理是電流的磁效應(yīng) B.錄音的主要原理是電磁感應(yīng),放音的主要原理是電流的磁效應(yīng) C.放音和錄音的主要原理都是磁場對電流的作用 D.錄音和放音的主要原理都是電磁感應(yīng) 解析:放音時,是被磁化的磁帶把磁隙軟鐵磁化,由于磁帶上的磁分布不均勻,形成變化的磁場,使繞在磁頭b上的線圈的磁通量發(fā)生變化,從而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流;錄音時,則是磁頭b上線圈的電流發(fā)生變化,從而導(dǎo)致磁隙軟內(nèi)的磁場發(fā)生變化,當(dāng)磁帶經(jīng)過時,對磁帶上磁的作用不同而導(dǎo)致磁帶上的磁重新分布,記錄了聲音信號,是線圈中電流的磁效應(yīng)。 答案:A 5. 邊長L=10 cm的正方形線框,固定在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與線框平面間的夾角θ=30,如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律為B=(2+3t) T,則第3 s內(nèi)穿過線框的磁通量的變化量ΔΦ為多少? 解析:第3s內(nèi)就是從2s末到3s末,所以,2s末的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=(2+32)T=8T,3s末的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B3=(2+33)T=11T。根據(jù)公式ΔΦ=ΔBSsinθ=(11-8)0.12sin30Wb=1.510-2Wb。 答案:1.510-2 Wb 6.如圖所示,矩形線框abcd的邊長分別為l1、l2,可繞它的一條對稱軸OO轉(zhuǎn)動,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向與OO垂直,初位置時線圈平面與B平行,如圖甲所示。 (1)初位置時穿過線框的磁通量Φ0為多少? (2)當(dāng)線框沿圖甲所示方向轉(zhuǎn)過60時,通過線圈的磁通量Φ2為多少?這一過程中磁通量的變化量ΔΦ1為多少? (3)當(dāng)線框繞軸沿圖示方向由圖乙中的ab位置再轉(zhuǎn)過60位置時,磁通量Φ3為多少?這一過程中ΔΦ2=Φ3-Φ2為多少? 解析:(1)當(dāng)處于題圖甲所示位置時,從俯視圖乙可看出沒有磁感線穿過矩形線框,故Φ0=0。 (2)當(dāng)ad邊繞軸(從上往下看)沿逆時針方向轉(zhuǎn)動60到ad位置時,線框與B的夾角θ=60 所以Φ2=BSsin60=32BS=32Bl1l2 ΔΦ1=Φ2-Φ0=32BS=32Bl1l2。 (3)當(dāng)線框由ad位置逆時針轉(zhuǎn)60到a″d″位置時,線框與B的方向成120角。 所以Φ3=BSsin120=32BS=32Bl1l2 ΔΦ2=Φ3-Φ2=0 答案:(1)0　(2)32Bl1l2　32Bl1l2　(3)32Bl1l2　0