13.3电磁感应现象及应用 同步课时作业-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word含答案）

13.3电磁感应现象及应用—2021-2022学年高二物理人教版（2019）必修第三册同步课时作业
选择题（共12题）
1.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.如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动
B.如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动
C.如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线转动
D.如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线转动
2.如图所示，闭合导线框平行磁场方向放置，下列说法正确的是( )
A.只要闭合导线框在磁场中做切割磁感线运动，线框中就会产生感应电流
B.只要闭合导线框处于变化的磁场中，线框中就会产生感应电流
C.图中的矩形导线框以其任何一条边为轴在磁场中旋转，都可以产生感应电流
D.图中的闭合导线框绕其对称轴在磁场中转动，当穿过线框内的磁通量为零时，线框中仍然有感应电流产生
3.关于电磁感应,下列说法正确的是(??? )
A.导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流
B.导体作切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流
C.闭合电路在磁场中作切割磁感线运动,电路中一定会产生感应电流
D.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定会产生感应电流
4.下列现象中属于电磁感应现象的是( )
A.磁场对电流产生力的作用 B.变化的磁场使闭合电路中产生电流
C.插在通电螺线管中的软铁棒被磁化 D.电流周围产生磁场
5.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈、线圈、电流计及开关按如图所示连接。下列说法中正确的是(???)
A.开关闭合后,线圈插入或拔出都会引起电流计指针偏转
B.线圈插入线圈中后,开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转
C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度
D.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片加速滑动,电流计指针才能偏转
6.图为线圈与灵敏电流计G连成回路,闭合电键后,以下操作不会使G表指针偏转的是( )
A.磁铁迅速插入线圈 B.磁铁迅速从线圈抽出
C.磁铁在线圈附近迅速移动 D.磁铁在线圈中保持静止不动
7.绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上,铁芯上套着一个铝环,线圈与电源、开关相连,如图所示.线圈上端与电源负极相连,闭合开关的瞬间,铝环向上跳起.若保持开关闭合,则( )
A.铝环跳起到某一高度后将回落 B.铝环停留在某一高度
C.铝环不断升高 D.如果电源的正、负极对调,观察到的现象不变
8.在如图所示的下列四种情况中，能产生感应电流的有（ ）
A. B.
C. D.
9.如图所示，线圈在匀强磁场区域中，下列哪种情况下线圈中有感应电流产生的是（ ）
A.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.使线圈以过的直线为轴旋转
10.下列四副图中，闭合线圈能产生感应电流的是( )
A. B.
C. D.
11.下列关于电磁感应中的非静电力的说法中正确的是(?? )
A.动生电动势的非静电力就是导体棒所受的安培力
B.动生电动势的非静电力与导体棒中自由电荷所受的洛伦兹力有关
C.感生电动势的非静电力就是变化的磁场所产生的感生电场
D.感生电动势的非静电力就是感生电场对导体中自由电荷的作用力
12.用如图所示的实验装置研究电磁感应现象,当有电流从电流表的正极流入时,指针向右偏转.下列说法正确的是(?? )
A.当把磁铁N极向下插入线圈时,电流表指针向左偏转
B.当把磁铁N极从线圈中拔出时,电流表指针向左偏转
C.保持磁铁在线圈中静止,电流表指针不发生偏转
D.磁铁插入线圈后,将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,电流表指针向左偏
非选择题（共2题）
13.如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在垂直纸面向里的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时刻,磁感应强度为B0,此时刻MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B应怎样随时间t变化?请推导出这种情况下B与t的关系式。
14.我国的探月卫星在进入近地点的地月转移轨道时,假设卫星中有一边长为50 cm的正方形导线框,由于卫星的姿势由水平方向转至竖直方向,此时地磁场磁感应强度B=4×10-5 T,方向如图所示。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)问:
(1)该过程中磁通量的改变量是多少?
(2)该过程导线框中有无感应电流?
答案以及解析
1.答案：C
解析：产生感应电流的条件是穿过闭合线圈的磁通量发生变化，ABD中线圈中的磁通量都不发生变化，只有C中闭合线圈的磁通量发生变化，所以C正确.
2.答案：D
解析：线框在磁场中切割磁感线，若线框中的磁通量始终没变，线框中并不产生感应电流，例如线框从题图所示位置沿垂直纸面方向运动时不产生感应电流，所以选项A不正确；在题图所示的情况下，磁场的磁感应强度B的大小发生变化时，线框中的磁通量并不变化，也不产生感应电流，所以选项B不正确；在题图所示的情况下，线框以为轴旋转时，线框中的磁通量始终为零，不产生感应电流，所以选项C不正确；如果以为轴旋转，线框在题图所示位置时，穿过的磁通量为零，但磁通量仍处在变化过程中，因此线框中仍然有感应电流，所以选项D正确。
3.答案：D
解析：闭合回路在匀强磁场中运动,由于磁通量不变化,所以没有感应电流产生,A错误;只有闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时,产生感应电流,B错误穿过闭合电路的磁通为零的瞬间,闭合电路中的磁通量从有到无,发生变化,产生感应电流,C错误;无论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁感应条数发生了变化,闭合电流中一定会有感应电流,D正确
4.答案：B
解析：由电磁感应现象的定义可知，B正确，ACD错误。
5.答案：A
解析：开关闭合后,线圈插入或拔出都会引起穿过线圈的磁通量发生变化.从而引起电流计指针偏转.A选项正确;线圈插入线圈中后,开关闭合和断开的瞬间,线圈的磁通量会发生变化,电流计指针会偏转,B选项错误;开关闭合后,滑动变阻器的滑片无论匀速滑动还是加速滑动,都会导致线圈的电流发生变化,线圈的磁通量变化,电流计指针都会发生偏转,C、D选项错误.
6.答案：D
解析：A. 磁铁迅速插入线圈的过程，穿过线圈的磁通量增大，产生感应电流，电流表指针会偏转，可知只要穿过回路中的磁通量发生变化，就有感应电流产生，
B. 同理，磁铁迅速从线圈抽出的过程，穿过线圈的磁通量减小，产生感应电流，电流表指针会偏转，
C. 磁铁在线圈附近迅速移动，穿过线圈的磁通量变化，产生感应电流，电流表指针会偏转，
D. 磁铁在线圈中保持静止不动，穿过线圈的磁通量不变，不变产生感应电流，电流表指针不会偏转，
本题选择操作不会使G表指针偏转的，故选：D。
7.答案：AD
解析：闭合开关的瞬间,线圈突然产生磁场,通过铝环的磁通量突然增加,那么铝环中的感应电流就产生与原磁场方向相反的磁场;因为原磁场与感应电流的磁场方向相反,相互排斥,所以铝环受到向上的斥力,向上跳起;若保持开关闭合,流过线圈的电流稳定,磁场不再发生变化,铝环中没有感应电流,也没有相互作用,铝环仅受重力作用,最后回落,故A正确,B、C错误.如果电源的正、负极对调,观察到的现象不变,故D正确.
8.答案：BC
解析：A. 保持线圈平面始终与磁感线垂直，闭合线圈在磁场中沿磁场方向向上运动，运动方向平行于磁场，磁通量不变，无感应电流，故A错误。
B. 铜盘在两磁极间转动时，在磁场中的那一部分的铜盘相对于闭合电路的一部分在切割磁感线，所以有感应电流，故B正确。
C. 闭合电路中杆在磁场中向右运动，闭合回路的磁通量发生变化，有感应电流，故C正确。
D. 条形磁铁静止在线圈上方，穿过线框的磁通量不变，不能产生感应电流，故D错误。
9.答案：ACD
解析：A. 把线圈变成圆形时，周长不变，根据数学规律可知，线圈面积变大，线圈中磁通量增大，线圈中有感应电流产生，故A正确；
B. 使线圈在磁场中加速平移时，线圈中磁通量不变，线圈中没有感应电流产生，故B错误；
C. 使磁场增强或减弱，线圈中磁通量增大或减小，线圈中有感应电流产生，故C正确；
D. 使线圈以过ab的直线为轴旋转，线圈在磁场中的有效面积变化，线圈中磁通量变化，线圈中有感应电流产生，故D正确。
10.答案：AD
解析：闭合线圈中产生感应电流的条件是：回路中的磁通量发生变化。磁通量发生变化有两种办法：磁感应强度变化或回路的有效面积发生变化。
A、线圈以垂直于磁场方向的轴转动时回路的有效面积发生变化，磁通量发生变化，可以产生感应电流，故A正确；
B、线圈平行于磁场方向运动时，回路的有效面积未发生变化，磁通量不变，没有感应电流，故B错误；
C、线圈沿垂直磁感线方向运动回路的有效面积未发生变化，磁通量不变，没有感应电流，故C错误；
D、线圈从磁场中拉出的过程中穿过线圈的磁通量减小，则能产生感应电流，故D正确；
11.答案：BD
解析：动生电动势的非静电力与导体棒中自由电荷所受的洛伦兹力有关,洛伦兹力使自由电荷发生定向移动,积聚在导体两端形成电势差,故B正确,A错误;感生电动势的非静电力就是感生电场对导体中自由电荷的作用力,故C错误,D正确.
12.答案：AC
解析：当把磁铁N极向下插入线圈时，穿过线圈的磁通量增加，根据愣次定律可知，线圈中会产生阻碍磁通量增加的磁场，即线圈的上端为N极,再根据右手螺旋定则可判断出线圈中的电流方向为逆时针方向，故指针向左偏转，故A正确；同理，当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表的指针向右偏转，故B错误;如果保持磁铁在线圈中静止，则线圈中的磁通量不变化，故电流表指针不发生偏转，故C正确;将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动时，线圈中的磁通量也不变化，故电流表指针也不发生偏转，故D错误.
13.【解析】要使MN棒中不产生感应电流,应使穿过线框平面的磁通量不发生变化,在t=0时刻,穿过线框平面的磁通量Φ1=B0S=B0l2
设t时刻的磁感应强度为B,此时刻磁通量为
Φ2=Bl(l+vt)
由Φ1=Φ2得B= 。
答案:见解析
14.【解析】(1)设导线框在水平位置时导线框平面的法线方向竖直向上,则穿过导线框的磁通量:
Φ1=BS cos 53°=6.0×10-6 Wb
当导线框转至竖直位置时,导线框平面的法线方向水平向右,与磁感线所成的角为143°,穿过导线框的磁通量:Φ2=BS cos 143°=-8.0×10-6 Wb
该过程磁通量的改变量:
|ΔΦ|=|Φ2-Φ1|=1.4×10-5 Wb。
(2)因为该过程穿过闭合导线框的磁通量发生了变化,所以一定有感应电流。
答案:(1) 1.4×10-5 Wb　(2)有