2019-2020年高二人教版物理选修3-2练习册：4.1　划时代的发现2　探究感应电流的产生条件含答案.doc

2019-2020年高二人教版物理选修3-2练习册：4.1划时代的发现2探究感应电流的产生条件含答案知识点一电磁感应的探究历程1(多选)在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献下列说法正确的是()A奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在C库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律知识点二产生感应电流的条件2在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是()A将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化3金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图L421所示的运动，线圈中有感应电流的是()图L4214(多选)如图L422所示，线圈abcd在磁场区域ABCD中，下列哪种情况下线圈中有感应电流产生()图L422A把线圈变成圆形(周长不变)B使线圈在磁场中加速平移C使磁场增强或减弱D使线圈以过ab的直线为轴旋转知识点三磁通量5如图L423所示，矩形线框abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成角，已知sin ，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为()图L423ABSB.BSC.BS D.BS6如图L424所示，线圈平面与水平方向成角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B，线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量为多少？图L4247.如图L425所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L0.20 m的正方形，放在磁感应强度为B0.50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？图L4258(多选)如图L426所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是()图L426A线圈a中无感应电流 B线圈b中有感应电流C线圈c中有感应电流 D线圈d中无感应电流9(多选)如图L427所示，线圈与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈与电流计G相连，线圈与线圈绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计G中有示数的是()图L427A开关闭合瞬间B开关闭合一段时间后C开关闭合一段时间后，来回移动滑动变阻器的滑片D开关断开瞬间10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L428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L42811如图L429所示，有一垂直于纸面向里的匀强磁场，B0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1 cm.现在纸面内先后放上与磁场垂直的圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1 cm，10匝；B线圈半径为2 cm，1匝；C线圈半径为0.5 cm，1匝(1)在B减为0.4 T的过程中，A线圈和B线圈磁通量各改变多少？(2)在磁场转过30角的过程中，C线圈中磁通量改变多少？图L4291划时代的发现2探究感应电流的产生条件1AC解析 由物理学史可知，奥斯特发现了电流磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，A正确；麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，B错误；库仑发现了点电荷的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，C正确；洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律，D错误2D解析 本题考查了感应电流产生的条件产生感应电流的条件是：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电流本题中的A、B选项都不会使电路中的磁通量发生变化，不满足产生感应电流的条件，故不正确C选项虽然在插入条形磁铁瞬间电路中的磁通量发生变化，但是当人到相邻房间时，电路已达到稳定状态，电路中的磁通量不再发生变化，故观察不到感应电流在给线圈通电、断电瞬间，会引起闭合电路磁通量的变化，产生感应电流，因此D选项正确3A解析 在选项B、C中，线圈中的磁通量始终为零，不产生感应电流；选项D中磁通量保持不变，也没有感应电流；选项A中，在线圈转动过程中，磁通量周期性变化，产生感应电流，故A正确4ACD解析 选项A中，线圈的面积变化，磁通量变化，故A正确；选项B中，无论线圈在磁场中匀速还是加速平移，磁通量都不变，故B错误；选项C、D中，线圈中的磁通量发生变化，故C、D正确5B解析 在磁通量BS公式中，B与S必须垂直，若B与S不垂直，则S要转化为垂直于B的有效面积，也可以将B转化为垂直于S的垂直分量，故BSsin BS.6BScos 解析 线圈平面abcd与磁场不垂直，不能直接用公式BS计算，可以用不同的分解方法进行求解可以将平面abcd向垂直于磁感应强度的方向投影，使用投影面积；也可以将磁感应强度沿垂直于平面和平行于平面正交分解，使用磁感应强度的垂直分量解法一：把面积S投影到与磁场B垂直的方向，即水平方向的abcd，则SScos ，故BSBScos .解法二：把磁场B分解为平行于线圈平面的分量B和垂直于线圈平面的分量B，显然B不穿过线圈，且BBcos ，故BSBScos .75.5103 Wb解析 线圈横截面为正方形时的面积S1L2(0.20)2 m24.0102 m2，穿过线圈的磁通量1BS10.504.0102 Wb2.0102 Wb，横截面形状为圆形时，其半径r，横截面积大小S2 m2，穿过线圈的磁通量2BS20.50 Wb2.55102 Wb，所以，磁通量的变化21(2.552.0)102 Wb5.5103 Wb.8CD解析 根据安培定则可判断出电流产生的磁场方向，线圈a中的磁场方向均垂直于纸面向里，线圈c中的磁场方向均垂直于纸面向外，线圈b、d中的合磁通量始终为零，故增大两直导线中的电流时，线圈a、c中的磁通量发生变化，有感应电流产生，而线圈b、d中无感应电流产生选项C、D正确，A、B错误9ACD解析 开关闭合前，线圈、中均无磁场，开关闭合瞬间，线圈中电流从无到有，产生磁场，穿过线圈的磁通量从无到有，线圈中产生感应电流，电流计G有示数故A正确开关闭合一段时间后，线圈中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈虽有磁通量但磁通量稳定不变，线圈中无感应电流产生，电流计G中无示数，故B错误开关闭合一段时间后，来回移动滑动变阻器的滑片，电阻变化，线圈中的电流变化，电流产生的磁场也发生变化，穿过线圈的磁通量也发生变化，线圈中有感应电流产生，电流计G中有示数，故C正确开关断开瞬间，线圈中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈的磁通量也从有到无，线圈中有感应电流产生，电流计G中有示数，故D正确101.5102 Wb解析 第3 s内就是从2 s末到3 s末，所以，第2 s末的磁场的磁感应强度为B1(232) T8 T，第3 s末的磁场的磁感应强度为B2(233) T11 T，则有BSsin (118)0.12sin 30 Wb1.5102 Wb.11(1)1.256104 Wb1.256104 Wb(2)8.4106 Wb解析 (1)对A线圈，1B1r2，2B2r2，磁通量的改变量|21|(0.80.4)3.14104 Wb1.256104 Wb.对B线圈，3B1r2，4B2r2，磁通量的改变量|43|(0.80.4)3.14104 Wb1.256104 Wb.(2)对C线圈：5Br，磁场转过30，线圈仍全部处于磁场中，线圈面积在垂直磁场方向的投影为rcos 30，则6Brcos 30.磁通量的改变量|65|Br(1cos 30)0.83.14(5103)2(10.866) Wb8.4106 Wb.