2019秋 金版学案 物理·选修3-2（人教版）练习：第四章 2 探究感应电流的产生条件 Word版含解析.pdf

A 级 抓基础级 抓基础 1下列现象中，属于电磁感应现象的是下列现象中，属于电磁感应现象的是( ) A小磁针在通电导线附近发生偏转小磁针在通电导线附近发生偏转 B通电线圈在磁场中转动通电线圈在磁场中转动 C因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流 D磁铁吸引小磁针磁铁吸引小磁针 解析：解析：电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈在 磁场中转动， 反映了磁场力的性质， 所以 电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈在 磁场中转动， 反映了磁场力的性质， 所以 A、 B、 D不是电磁感应现象，不是电磁感应现象， C 是电磁感应现象是电磁感应现象 答案：答案：C 2关于电磁感应现象，下列说法中正确的是关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( ) A闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生 B 闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动， 必然产生感应 电流 闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动， 必然产生感应 电流 C穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流 D 只要穿过电路的磁通量发生变化， 电路中一定有感应电流产生 只要穿过电路的磁通量发生变化， 电路中一定有感应电流产生 解析：解析：产生感应电流的条件，一是闭合电路；二是磁通量产生感应电流的条件，一是闭合电路；二是磁通量 发生 变化两个条件缺一不可 发生 变化两个条件缺一不可 答案：答案：C 3 1825 年， 瑞士物理学家德拉里夫的助手科拉顿将一个螺线管与 电流计相连，为了避免强磁性磁铁的影响，他把电流计放在另外一个 房间，当他把磁铁投入螺线管中后，立即跑到另一个房间去观察关 于科拉顿进行的实验下列说法正确的是 年， 瑞士物理学家德拉里夫的助手科拉顿将一个螺线管与 电流计相连，为了避免强磁性磁铁的影响，他把电流计放在另外一个 房间，当他把磁铁投入螺线管中后，立即跑到另一个房间去观察关 于科拉顿进行的实验下列说法正确的是( ) A在科拉顿整个操作过程中，电流计不发生偏转在科拉顿整个操作过程中，电流计不发生偏转 B将磁铁投入螺线管瞬间，电流计发生偏转，但科拉顿跑到房间 观察时，电流计已不再偏转 将磁铁投入螺线管瞬间，电流计发生偏转，但科拉顿跑到房间 观察时，电流计已不再偏转 C 科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是当时电流计灵敏度不够 科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是当时电流计灵敏度不够 D科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是导线过长，电流过小科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是导线过长，电流过小 解析：解析：科拉顿将磁铁放入螺线管时，穿过线圈的磁通量发生变化， 回路中产生感应电流， 电流计偏转， 之后， 穿过线圈的磁通量保持不变， 回路中无感应电流，电流计不偏转由于科拉顿放完磁铁后还要跑到 另一房间观察，所以他观察不到偏转只有 科拉顿将磁铁放入螺线管时，穿过线圈的磁通量发生变化， 回路中产生感应电流， 电流计偏转， 之后， 穿过线圈的磁通量保持不变， 回路中无感应电流，电流计不偏转由于科拉顿放完磁铁后还要跑到 另一房间观察，所以他观察不到偏转只有 B 项正确项正确 答案：答案：B 4如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情 况下，线框中会产生感应电流的是 如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情 况下，线框中会产生感应电流的是( ) A线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动 B线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动 C线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线 AB 转动转动 D线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线 CD 转动转动 解析：解析：四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零， 按 四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零， 按 A、B、D 三种情况线框运动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持 为零不变，线框中不产生感应电流 三种情况线框运动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持 为零不变，线框中不产生感应电流C 中线框转动后，穿过线框的磁 通量不断发生变化，所以产生感应电流， 中线框转动后，穿过线框的磁 通量不断发生变化，所以产生感应电流，C 项正确项正确 答案：答案：C 5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 (如图所示如图所示)下列情况中能使线圈中产生感应电流的是下列情况中能使线圈中产生感应电流的是( ) A将磁铁在纸面内向上平移将磁铁在纸面内向上平移 B将磁铁在纸面内向右平移将磁铁在纸面内向右平移 C将磁铁绕垂直纸面的轴转动将磁铁绕垂直纸面的轴转动 D将磁铁的将磁铁的 N 极向纸外转，极向纸外转，S 极向纸内转极向纸内转 解析：解析：将磁铁向上平移、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 将磁铁向上平移、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 A、B、C 均不正确；将磁铁的均不正确；将磁铁的 N 极向纸外转，极向纸外转，S 极向纸内转，穿 过线圈的磁通量增加，线圈中产生感应电流 极向纸内转，穿 过线圈的磁通量增加，线圈中产生感应电流 答案：答案：D 6如图所示，如图所示，ab 是水平面上的一个导体圆环的直径，在过是水平面上的一个导体圆环的直径，在过 ab 的 竖直平面内有一根通电直导线 的 竖直平面内有一根通电直导线 ef.已知已知 ef 平行于平行于 ab，当，当 ef 竖直向上平 移时，电流产生的磁场穿过圆环的磁通量将 竖直向上平 移时，电流产生的磁场穿过圆环的磁通量将( ) A逐渐增大逐渐增大 B逐渐减小逐渐减小 C始终为零始终为零 D不为零，但保持不变不为零，但保持不变 解析：解析：利用安培定则判断直线电流产生的磁场，作出俯视图，如 图所示考虑到圆环内的磁场具有对称性，可以知道，穿过圆环的磁 感线的条数与穿出圆环的磁感线的条数总是相等的，故磁通量始终为 零 利用安培定则判断直线电流产生的磁场，作出俯视图，如 图所示考虑到圆环内的磁场具有对称性，可以知道，穿过圆环的磁 感线的条数与穿出圆环的磁感线的条数总是相等的，故磁通量始终为 零 答案：答案：C B 级 提能力级 提能力 7如图所示，接有理想电压表的三角形导线框如图所示，接有理想电压表的三角形导线框 ABC，在匀强磁场 中向右运动，则关于导线框中有无感应电流及电压表有无示数 ，在匀强磁场 中向右运动，则关于导线框中有无感应电流及电压表有无示数(示数不 为零则称为有示数 示数不 为零则称为有示数)，下列判断正确的是，下列判断正确的是( ) A无；有无；有 B有；无有；无 C无；无无；无 D有；有有；有 解析：解析：无论导线框在磁场中向右做匀速运动、加速运动还是减速 运动，穿过导线框的磁通量均不变，即 无论导线框在磁场中向右做匀速运动、加速运动还是减速 运动，穿过导线框的磁通量均不变，即 0，故导线框中无感应电 流产生，再由电压表的工作原理可知电压表无示数 ，故导线框中无感应电 流产生，再由电压表的工作原理可知电压表无示数 答案：答案：C 8如图所示，在同一铁芯上有如图所示，在同一铁芯上有 A 和和 C 两个线圈，其中两个线圈，其中 A 线圈与 滑动变阻器、电源、开关相连， 线圈与 滑动变阻器、电源、开关相连，C 线圈两端与灵敏电流计相连，在以 下采取的做法中，不能使灵敏电流计指针偏转的是 线圈两端与灵敏电流计相连，在以 下采取的做法中，不能使灵敏电流计指针偏转的是( ) A开关开关 S 闭合的瞬间闭合的瞬间 B开关开关 S 闭合后，变阻器滑片闭合后，变阻器滑片 P 向右滑动向右滑动 C开关开关 S 闭合后，变阻器滑片闭合后，变阻器滑片 P 保持不动保持不动 D开关开关 S 断开的瞬间断开的瞬间 解析 ：解析 ： 开关开关 S 闭合瞬间，闭合瞬间， A 线圈中电流迅速变化，线圈中电流迅速变化， A 内磁通量变化， 使 内磁通量变化， 使 C 线圈磁通量变化，产生感应电流，灵敏电流计指针偏转开关线圈磁通量变化，产生感应电流，灵敏电流计指针偏转开关 S 闭合后， 变阻器滑片闭合后， 变阻器滑片 P 向右滑动时， 闭合电路的总电阻减小， 电流增大，向右滑动时， 闭合电路的总电阻减小， 电流增大， A 线圈中电流增大，磁通量增大，使线圈中电流增大，磁通量增大，使 C 线圈中磁通量增大，产生感应 电流，灵敏电流计指针偏转，开关 线圈中磁通量增大，产生感应 电流，灵敏电流计指针偏转，开关 S 闭合后，变阻器滑片闭合后，变阻器滑片 P 保持不动， 闭合电路中电流恒定， 保持不动， 闭合电路中电流恒定，A 线圈中磁通量不变，线圈中磁通量不变，C 线圈中磁通量不变， 无感应电流，灵敏电流计指针不偏转开关 线圈中磁通量不变， 无感应电流，灵敏电流计指针不偏转开关 S 断开瞬间，断开瞬间，A 线圈中电 流变化，磁通量也变化， 线圈中电 流变化，磁通量也变化，C 线圈中磁通量变化，产生感应电流，灵敏 电流计指针偏转 线圈中磁通量变化，产生感应电流，灵敏 电流计指针偏转 答案：答案：C 9(多选多选)我国已经制订了登月计划，假如航天员登月后想探测一 下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流计和一个小线圈，则 下列推断中正确的是 我国已经制订了登月计划，假如航天员登月后想探测一 下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流计和一个小线圈，则 下列推断中正确的是( ) A直接将电流计放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无直接将电流计放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无 B将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电 流计无示数，则判断月球表面无磁场 将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电 流计无示数，则判断月球表面无磁场 C将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电 流计有示数，则判断月球表面有磁场 将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电 流计有示数，则判断月球表面有磁场 D 将电流计与线圈组成闭合回路， 使线圈分别绕两个互相垂直的 轴转动，月球表面若有磁场，则电流计至少有一次示数不为零 将电流计与线圈组成闭合回路， 使线圈分别绕两个互相垂直的 轴转动，月球表面若有磁场，则电流计至少有一次示数不为零 解析：解析：电流计有示数时可判断有磁场存在，沿某一方向运动而无 示数不能确定月球上是否存在磁场 电流计有示数时可判断有磁场存在，沿某一方向运动而无 示数不能确定月球上是否存在磁场D 项中线圈分别绕互相垂直的轴 转动， 若月球存在磁场， 则至少有一次穿过线圈 项中线圈分别绕互相垂直的轴 转动， 若月球存在磁场， 则至少有一次穿过线圈(可正穿也可斜穿可正穿也可斜穿)的磁 通量的变化率不为零，故至少有一次电流计有示数 的磁 通量的变化率不为零，故至少有一次电流计有示数C、D 正确正确 答案：答案：CD 10如图，线圈如图，线圈 A 插在线圈插在线圈 B 中，线圈中，线圈 B 与电流表组成闭合电路 ； 线圈 与电流表组成闭合电路 ； 线圈 A 与蓄电池、开关、滑动变阻器组成另一个闭合电路，用此装置 来研究电磁感应现象，开关闭合瞬间，电流表指针 与蓄电池、开关、滑动变阻器组成另一个闭合电路，用此装置 来研究电磁感应现象，开关闭合瞬间，电流表指针_(选填“会” 或 “不会” 选填“会” 或 “不会” )发生偏转， 开关闭合稳定后电流表指针发生偏转， 开关闭合稳定后电流表指针_(选填 “会” 或“不会” 选填 “会” 或“不会”)发生偏转发生偏转 答案：答案：会 不会会 不会 11磁感应强度为磁感应强度为 B 的匀强磁场仅存在于边长为的匀强磁场仅存在于边长为 2l 的正方形范围 内，有一个电阻为 的正方形范围 内，有一个电阻为 R，边长为，边长为 l 的正方形导线框的正方形导线框 abcd，沿垂直于磁感 线方向，以速度 ，沿垂直于磁感 线方向，以速度 v 匀速通过磁场区域，如图所示，从匀速通过磁场区域，如图所示，从 ab 进入磁场开始 计时 进入磁场开始 计时 (1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象 (2)判断线框中有无感应电流判断线框中有无感应电流 解析 ：解析 ： 线框穿过磁场的过程可分为三个阶段 ： 进入磁场阶段线框穿过磁场的过程可分为三个阶段 ： 进入磁场阶段(只有只有 ab 边在磁场中边在磁场中)、在磁场中运动阶段、在磁场中运动阶段(ab、cd 两边均在磁场中两边均在磁场中)、离开磁场 阶段 、离开磁场 阶段(只有只有 cd 边在磁场中边在磁场中) (1)线框进入磁场阶段：线框进入磁场阶段：t 为为 0 ，线框进入磁场中的面积与时 ，线框进入磁场中的面积与时 l v 间成正比，即间成正比，即 Slvt1， 故故 BSBlvt1，t1 时， 时，Bl2. l v 线框在磁场中运动阶段：线框在磁场中运动阶段：t 为 ，线框中的磁通量为为 ，线框中的磁通量为 Bl2， l v 2l v 保持不变，此过程保持不变，此过程 t2 . l v 线框离开磁场阶段：线框离开磁场阶段：t 为 ，线框中的磁通量均匀减小，为 ，线框中的磁通量均匀减小， 2l v 3l v 即即 Bl(lvt3)Bl2Blvt3， 当当 t 时， 时，t3 ， ，0. 3l v l v 因此，穿过线框的磁通量随时间的变化图象如图所示因此，穿过线框的磁通量随时间的变化图象如图所示 (2)线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中产生感应 电流线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应 电流产生线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减小，线框中产生 感应电流 线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中产生感应 电流线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应 电流产生线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减小，线框中产生 感应电流