高中物理 第四章 电磁感应 第2节 探究电磁感应的产生条件习题 新人教版选修3-21

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4.2探究电磁感应的产生条件1关于产生感应电流的条件,以下说法中正确的是()A闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定有感应电流产生B闭合电路在磁场中做切割磁感线运动,闭合电路中一定有感应电流产生C穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间,闭合电路中一定没有感应电流产生D只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回路中就有感应电流产生解析:选D.产生感应电流的条件有两个:(1)闭合电路;(2)穿过闭合电路的磁通量发生了变化故选D.2现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时,电流计指针向右偏转由此可以判断()A线圈A向上移动或滑动变阻器的滑片P向右加速滑动都能引起电流计指针向左偏转B线圈A中铁芯向上拔出或断开开关,都能引起电流计指针向右偏转C滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流计指针静止在中央D因为线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转的方向解析:选B.滑片P向左加速移动,电路中电阻增大,电流减小,A形成的磁场减小,B中磁通量减少,感应电流使电流计指针向右偏转;线圈A中铁芯向上拔出或断开开关,B中磁通量都减少,感应电流引起电流计指针向右偏转,选项B正确3如图所示,虚线框内有匀强磁场,大环和小环是垂直于磁场放置的两个圆环,分别用1和2表示穿过大小两环的磁通量,则有()A12B12C12 D无法确定解析:选C.大环和小环在磁场中的有效面积等于在磁场区域范围内的一部分,两环的有效面积相同,故12.故选C.4如图所示,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B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,作出俯视图如图所示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.5如图所示,一有限范围的匀强磁场宽度为d,若将一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域,已知dL,则导线框中无感应电流的时间等于()A. .C. .解析:选C.只有导线框完全在磁场里面运动时,导线框中才无感应电流6闭合线圈按如图所示的方式在磁场中运动,则穿过闭合线圈的磁通量发生变化的是()解析:选AB.A图中,图示状态0,转到90过程中增大,因此磁通量发生变化;B图中离直导线越远磁场越弱,磁感线越稀,所以当线圈远离导线时,线圈中磁通量不断变小;C图中条形磁铁周围的磁感线空间分布与线圈平面平行,在图示位置,线圈中的磁通量为零,在向下移动过程中,线圈的磁通量一直为零,磁通量不变;D图中,随着线圈的转动,B与S都不变,B又垂直于S,所以BS始终不变故正确选项为A、B.7如图所示,两个线圈绕在同一个铁环上,线圈A接直流电源,线圈B接灵敏电流表,下列哪种情况可能使线圈B中产生感应电流()A将开关S接通或断开的瞬间B开关S接通一段时间之后C开关S接通后,改变变阻器滑片的位置时D拿走铁环,再做这个实验,开关S接通或断开的瞬间解析:选ACD.本题的实验方法就是当年法拉第实验原理装置,根据法拉第对产生感应电流的五类概括,A、C、D选项符合变化的电流(变化的磁场)产生感应电流的现象而开关S接通一段时间之后,A线圈中是恒定电流,不符合“磁生电”是一种在变化、运动过程中才能出现的效应,故不能使B线圈中产生感应电流故选ACD.8如图所示,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,且井字形回路中有感应电流通过,则可能()Av1v2Bv1v2Cv1v2 D无法确定解析:选AB.只要金属棒ab、cd的运动速度不相等,穿过井字形回路的磁通量就发生变化,闭合回路中就会产生感应电流故选AB.9A、B两回路中各有一开关S1、S2,且回路A中接有电源,回路B中接有灵敏电流计(如图所示),下列操作及相应的结果可能实现的是()A先闭合S2,后闭合S1的瞬间,电流计指针偏转BS1、S2闭合后,在断开S2的瞬间,电流计指针偏转C先闭合S1,后闭合S2的瞬间,电流计指针偏转DS1、S2闭合后,在断开S1的瞬间,电流计指针偏转解析:选AD.由感应电流产生的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化知A、D正确10.如图是一水平放置的矩形线圈abcd,在细长的磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,由图中的位置A经过位置B到位置C,这三个位置都靠得很近且B位置刚好在条形磁铁的中心轴线上在这个过程中,下列说法正确的是()A由位置A到位置B,框内不产生感应电流B由位置A到位置B,框内产生感应电流C由位置B到位置C,框内产生感应电流D由位置B到位置C,框内不产生感应电流解析:选BC.如图所示,作出其正视(从对面看去)图,从图中可以看出:从位置A到位置B的过程中,从线框下面向上穿过线框的磁通量减少(B位置时,0);而从位置B到位置C时,从线框上面向下穿过线框的磁通量增加,故由位置A到位置B和由位置B到位置C的两个过程中,穿过线框的磁通量都发生变化,都产生感应电流,故选BC.11在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示它们是:电流计直流电源带铁芯的线圈A线圈B 电键 滑动变阻器(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生?试举出三种方法:_;_;_.解析:(1)使线圈A与电键、直流电源、滑动变阻器串联,线圈B与电流计连成闭合回路;(2)只要能使穿过线圈B的磁通量发生变化,就可以使线圈B中产生感应电流答案:(1)如图所示(2)闭合开关断开开关开关闭合时移动滑动变阻器滑片12.如图所示的线框,面积为S,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,B的方向与线框平面成角,当线框转过90到如图所示的虚线位置时,试求:(1)初、末位置穿过线框的磁通量1和2;(2)磁通量的变化量.解析:(1)法一:在初始位置,把面积向垂直于磁场方向进行投影,可得垂直于磁场方向的面积为SSsin ,所以1BSsin .在末位置,把面积向垂直于磁场方向进行投影,可得垂直于磁场方向的面积为SScos .由于磁感线从反面穿入,所以2BScos .法二:如果把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解,如图所示,则B上Bsin ,B左Bcos 有1B上SBSsin 2B左SBScos .(2)开始时B与线框平面成角,穿过线框的磁通量1BSsin ;当线框平面按顺时针方向转动时,穿过线框的磁通量减少,当转动时,穿过线框的磁通量减少为零,继续转动至90时,磁通量从另一面穿过,变为“负”值2BScos .所以,此过程中磁通量的变化量为21BScos BSsin BS(cos sin )答案:(1)BSsin BScos (2)BS(cos sin )- 4 -
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