高中物理 第1章 电磁感应 1 电磁感应的发现 感应电流产生的条件学业分层测评 教科版选修3-2

1 电磁感应的发现 感应电流产生的条件 (建议用时：45分钟)学业达标1(多选)自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献下列说法正确的是()【导学号：31310003】A奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系D焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系【解析】奥斯特发现的电流的磁效应表明了电能生磁，A正确；欧姆定律描述了电流与电阻、电压或电动势之间的关系，焦耳定律才揭示了热现象与电现象间的联系，B错误，D正确；法拉第发现的电磁感应现象表明了磁能生电，C正确【答案】ACD2关于磁通量的概念，以下说法中正确的是()A磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大B磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大C穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零D穿过线圈的磁通量为零，磁感应强度也一定为零【解析】磁通量的多少是由磁感应强度、线圈的面积以及二者的位置关系共同决定的，仅磁感应强度大或者线圈面积大，不能确定穿过线圈的磁通量就大，故A、B错误；当线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量为零，但是磁感应强度不为零，故C正确，D错误【答案】C3关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是()A任一闭合回路在磁场中运动，闭合回路中就一定会有感应电流B任一闭合回路在磁场中做切割磁感线运动，闭合回路中一定会有感应电流C穿过任一闭合回路的磁通量为零的瞬间，闭合回路中一定不会产生感应电流D无论用什么方法，只要穿过闭合回路的磁感线条数发生了变化，闭合回路中一定会有感应电流【解析】只要穿过闭合回路的磁通量发生变化就一定会产生感应电流，而磁通量是穿过某一面积磁感线的净条数，选项D正确；闭合回路在磁场中运动，磁通量可能变化，也可能不变，选项A错误；闭合回路在磁场中做切割磁感线运动，磁通量可能变化，也可能不变，选项B错误；磁通量为零的瞬间不能说明闭合回路中的磁通量没有发生变化，选项C错误【答案】D4如图119所示，ab是水平面上一个圆线圈的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电直导线ef.已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，电流磁场穿过圆线圈面积的磁通量将()图119【导学号：31310004】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】利用安培定则判断电流产生的磁场，作出如图所示俯视图，考虑到磁场具有对称性，可以知道，穿进圆线圈的磁感线的条数与穿出圆线圈的磁感线条数是相等的，故选C.【答案】C5.(2016无锡高二期末)如图1110所示，在范围足够大、垂直纸面向里的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2和O3O4都是线圈的对称轴，应使线圈怎样运动才能使其中产生感应电流()图1110A向左平动 B向上或向下平动C向右平动 D绕O1O2转动【解析】由于磁场为匀强磁场，无论线圈在平面内如何平动，其磁通量都不变化，因此不会产生感应电流，故A、B、C错误；当线圈绕O1O2转动时，磁通量将发生变化，如转过90时磁通量为零，因此有感应电流产生，故D正确【答案】D6(多选)闭合线圈按下列选项中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()【导学号：31310005】【解析】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图中一定要把条形磁铁周围的磁感线空间分布图弄清楚，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始终不变故正确答案为A、B.【答案】AB7(多选)如图1111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，若井字形回路中有感应电流通过，则可能()图1111Av1v2Bv1v2Cv1v2 D无法确定【解析】只要金属棒ab、cd的运动速度不相等，井字形回路中的磁通量就发生变化，闭合回路中就会产生感应电流故选项A、B正确【答案】AB8.边长l10 cm的正方形线框固定在匀强磁场中，磁场方向与线框平面间的夹角30，如图1112所示磁感应强度随时间变化的规律为B(23t) T，则第3 s内穿过线框的磁通量的变化量为多少？图1112【导学号：31310006】【解析】第3 s内就是从2 s末到3 s末，所以2 s末的磁场的磁感应强度为B1(232)T8 T,3 s末的磁场的磁感应强度为B2(233)T11 T，则BSsin (118)0.12sin 30 Wb1.5102 Wb.【答案】1.5102 Wb能力提升9如图1113所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有电流I通过时，它们的磁通量分别为a、b、c，下列说法中正确的是()图1113AabbcCaccb【解析】当a中有电流通过时，穿过a、b、c三个闭合线圈的向里的磁感线条数一样多，向外的磁感线的条数c最多，其次是b，a 中没有向外的磁感线，因此，根据合磁通量的计算，应该是：abc.【答案】B10(2016江南十校联考)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1114连接下列说法正确的是()图1114A线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转B开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度C开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转D开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转【解析】由法拉第电磁感应现象可知，当线圈磁通量发生变化时，产生感应电流，故可知，当线圈A插入线圈B中后，开关闭合或断开瞬间，线圈A中的电流变化，周围磁场变化，所以线圈B中的磁通量发生变化，产生感应电流，故A错误；同样道理，当滑动变阻器的滑片P滑动时，线圈A中电流变化，线圈B中的磁通量发生变化，产生感应电流，与滑片P是否匀速无关，所以B、D错误；开关闭合的情况下，线圈A插入或拔出都会使B中磁通量发生变化，所以产生感应电流，故选项C正确【答案】C11.如图1115所示，一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面，而且处在两导线的中央，则()图1115【导学号：31310007】A两电流方向相同时，穿过线圈的磁通量为零B两电流方向相反时，穿过线圈的磁通量为零C两电流同向和反向时，穿过线圈的磁通量大小相等D因两电流产生的磁场不均匀，因此不能判断穿过线圈的磁通量是否为零【解析】由安培定则判断出两大小相等电流之间的磁场分布如图所示：两电流同向时，0，两电流反向时，0.故A对【答案】A12.(多选)(2016成都高二检测)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1116所示，下列情况中能使线圈中产生感应电流的是()图1116A将线圈绕着纸面内的竖直直径转动B将磁铁在纸面内向右平移C将磁铁绕垂直纸面的轴转动D将磁铁的N极向纸外转，S极向纸内转【解析】将线圈绕着纸面内的竖直直径转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中会产生感应电流，故A对；将磁铁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B、C均不正确；将磁铁的N极向纸外转，S极向纸内转，磁通量增加，线圈中产生感应电流，所以D项正确【答案】AD13.如图1117所示，一带电小球A用绝缘细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，其正下方有一导体圆环B放在绝缘水平面上，圆环B的圆心位于悬点正下方图1117(1)将圆环以环上某点为支点竖起时，圆环中是否产生感应电流；(2)将圆环在水平面上拉动时，圆环中是否产生感应电流【导学号：31310008】【解析】带电小球做圆锥摆运动等效为一环形电流，在空间产生磁场，可由安培定则判断磁感线的分布特点(1)当圆环竖起时，穿过圆环的磁通量减少，由感应电流的产生条件知圆环中产生电流(2)当圆环被拉动时，穿过圆环的磁通量减少，圆环中产生感应电流【答案】(1)产生(2)产生