13.3 电磁感应现象及应用 同步课时作业训练高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word版含答案）

2021-2022年高二物理必修3同步课时作业训练（人教版2019）
13.3
电磁感应现象及应用
一、单选题。本大题共10小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．下列各图的线圈中能产生感应电流的是（　　）
A．
B．
C．
D．
2．下列现象中，能表明电和磁有联系的是（　　）
A．摩擦起电
B．两块磁铁相互吸引或排斥
C．带电体静止不动
D．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流
3．在电磁感应现象中，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．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流
C．穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中一定有感应电流
D．闭合线圈在磁场内作切割磁感线运动，线圈内一定会产生感应电流
4．下列选项中的操作能使如图所示的三种装置产生感应电流的是（　　）
A．甲图中，使导体棒AB顺着磁感线运动
B．乙图中，使条形磁铁插入或拔出线圈
C．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A插入大螺线管B中不动
D．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A插入大螺线管B中不动，不移动滑动变阻器的滑片
5．物理学发展史中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。最先发现电磁感应现象的物理学家是（　　）
A．法拉第
B．安培
C．洛伦兹
D．库仑
6．下图所示是我国研制的高温超导磁悬浮高速列车的模型车，A是圆柱形磁铁，B是高温超导圆环，将B水平放在A上，B就能在磁力的作用下悬浮在A的上空，下列判断正确的是（
）
A．将B放入磁场的过程中，B中无感应电流
B．将B放入磁场的过程中，B中磁通量无变化
C．将B放人磁场的过程中，B中磁通量减小，有感应电流
D．将B放入磁场的过程中，B中磁通量增大，有感应电流
7．如图所示。导线ab如箭头所指的方向运动，试判断在这四种情况下ab中有感应电流产生的是（　　）
A．B．C．D．
8．如图所示，当开关S闭合瞬间，灵敏电流计G的指针向右偏转。开关闭合后，为使灵敏电流计G的指针仍向右偏转，可采用的办法是（　　）
A．断开开关
B．将线圈A从B中拔出
C．将一软铁棒L插入A中
D．将P向右移动
9．如图甲、乙所示，导体MD运动，请分析下述各种情况下导体中有感应电流产生的是（　　）
A．在图甲中，MD导体沿纸面向左或向右运动
B．在图乙中，MD导体沿纸面向左或向右运动
C．在图甲中，MD导体垂直纸面向里或向外运动
D．在图乙中，MD导体垂直纸面向里或向外运动
10．如图所示，矩形导线框abcd与通电长直导线在同一平面内，下列情况线框中没有感应电流产生的是（　　）
A．线框向左平动
B．线框垂直纸面向外平动
C．以ab边为轴，cd边向纸外转动
D．整个框面以长直导线为轴转动
二、多选题。本大题共3小题，每小题有一个选项或多个选项符合题意。
11．如图所示，O1O2是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。以下情况中，abcd中有感应电流产生的是（　　）
A．将abcd向纸外平移
B．将abcd向右平移
C．将abcd以ab为轴转动60°
D．将abcd以cd为轴转动60°
12．如图所示，线圈abcd在通电直导线的磁场中，分别做如下的运动，判断以下情况中线圈中有感应电流的是（
）
A．向右平动
B．向下平动
C．以下边为轴转动图
D．从纸面向纸外做平动
E.向上平动，但是线圈有个缺口
13．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个边长为L的正方形导线框，线框平面与磁场垂直，下列说法正确的是（　　）
A．此时穿过线框的磁通量为
B．若线框向右平移，由于左、右边切割磁感线，线框中有感应电流产生
C．若将线框翻转180°，该过程磁通量的变化为0，该过程无感应电流产生
D．将线框绕其中一边向外转90°，磁通量的变化为，该过程中有感应电流产生
三、填空题。本大题共4小题。
14．如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况中：①导线中电流变大②线框向右平动，线圈产生感应电流的是___________。
15．如图所示的实验装置是用来探究______的装置。实验时，要使电流表的指针摆动，应先______，然后让导线ab______（填“上下”或“左右”）运动。
16．1825
年，瑞士科学家科拉顿用实验探索如何产生感应电流。如图，他将“电流表”和线圈分别放在两个房间里，并用导线连成闭合回路。他用磁铁在线圈中插进或拔出进行实验时，并在两个房间之间跑来跑去，结果没有观察到感应电流。科拉顿看不到实验现象的原因是___________。后来由科学家______发现了电磁感应现象。
17．在电磁感应现象中，当穿过______回路的__________发生变化时，回路中就会产生感应电流．或者_________回路中部分导体做_________磁感线运动时，回路中就会产生感应电流．
四、解答题。本大题共3小题，解答过程必修有必要的文字说明，公式和解题过程。
18．如图所示，当线圈在匀强磁场中绕OO′轴转动时，线圈中是否有感应电流?为什么?
19．某实验装置如图所示，在铁芯上绕着两个线圈和。如果线圈中电流与时间的关系有图所示的甲、乙、丙、丁四种情况，那么在这段时间内，哪种情况可以观察到线圈中有感应电流？
e
20．如图，垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内，闭合线圈由位置1穿过虚线框运动到位置2。线圈在运动过程中什么时候有感应电流，什么时候没有感应电流？为什么？
参考答案
1．D
【解析】产生感应电流的条件为：穿过线圈的磁通量发生变化且线圈为闭合
A．由于线圈不闭合，则不会产生感应电流，故A错误；
B．线圈在匀强磁场中运动，穿过线圈的磁通量不变，则不会产生感应电流，故B错误；
C．通过线圈的磁通量始终为0即不变，则不会产生感应电流，故C错误；
D．穿过回路的磁通量增大，且回路为闭合电路，则回路中会产生感应电流，故D正确。
故选D。
2．D
【解析】A．摩擦起电是电荷的转移，与磁无关，故A错误；
B．两块磁铁相互吸引或排斥，是磁体通过磁场相互作用，与电无关，故B错误；
C．带电体静止不动，不会产生磁场，故C错误；
D．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流，说明磁能生电，故D正确。
故选D。
3．C
【解析】A．导体相对磁场运动，若运动方向平行于磁场、没有形成闭合回路，导体内都不会产生感应电流，A错误；
B．导体做切割磁感线运动，若没有形成闭合回路，导体内就不会产生感应电流，B错误；
C．穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中一定有感应电流，C正确；
D．闭合线圈在磁场内作切割磁感线运动，只要磁通量不变，就不会产生感应电流，D错误。
故选C。
4．B
【解析】A．题图甲中导体棒顺着磁感线运动，穿过闭合电路的磁通量没有发生变化，无感应电流，故A错误；
B．题图乙中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加，拔出线圈时线圈中的磁通量减少，线圈中都能产生感应电流，故B正确；
C．题图丙中开关S保持闭合，回路中为恒定电流，小螺线管A产生的磁场稳定，螺线管B中的磁通量无变化，无感应电流，故C错误；
D．题图丙中开关S保持闭合，小螺线管A插入大螺线管B中不动，移动滑动变阻器的滑片使闭合回路中的电流变化，从而使小螺线管A产生的磁场变化，故大螺线管B中的磁通量变化，有感应电流，不移动滑动变阻器的滑片，回路中不会产生感应电流，故D错误。
故选B。
5．A
【解析】A．法拉第提出用磁感线描述磁场，使得抽象的磁场变得更容易被人们理解，故A正确；
B．安培提出安培分子电流假说等，故B错误；
C．洛伦兹提出运动电荷在电场受到作用力的方向即利用左手定则确定，故C错误；
D．库仑提出库仑定律，故D错误。
故选A。
6．D
【解析】当圆环B放入A产生的磁场过程中，因为离磁极近了，所以穿过B的磁通量增大，有感应电流产生。B是超导圆环，一旦产生了感应电流，稳定后感应电流依然存在。
故选D。
7．D
【解析】AC．根据产生感应电流的条件，在图A和图C的情况下，导线ab虽然运动，但由于没有切割磁感线，闭合电路中没有感应电流产生，故AC错误；
B．在图B中，导线ab虽然做切割磁感线运动，但由于没有构成闭合电路，所以ab中没有感应电流产生，故B错误；
D．在图D所示的情况下，导线ab成为闭合电路的一部分导体，而且做切割磁感线运动，所以ab中有感应电流产生，故D正确。
故选D。
8．C
【解析】当开关S闭合瞬间，穿过B的磁通量增加，此时灵敏电流计G的指针向右偏转，则要使得灵敏电流计G的指针仍向右偏转，则时穿过线圈B的磁通量增加即可。
A．断开开关，则A中电流减小，穿过线圈B的磁通量减小，选项A错误；
B．将线圈A从B中拔出，穿过线圈B的磁通量减小，选项B错误；
C．将一软铁棒L插入A中，穿过线圈B的磁通量增加，选项C正确；
D．将P向右移动，电阻增大，电流减小，穿过线圈B的磁通量减小，选项D错误；
故选C。
9．C
【解析】由产生感应电流的两个条件知，乙图中的导体不是闭合电路的一部分，故在乙图，不管导体怎样运动，都不会产生感应电流；在甲图中导体左右运动不是做切割磁感线运动的，导体垂直纸面向里或向外运动才是做切割磁感线运动的。
故选C。
10．D
【解析】A．线框向左平动，穿过线框的磁通量减少，有感应电流产生；
B．线框垂直纸面向外平动，穿过线框的磁通量减少，有感应电流产生；
C．以ab边为轴，cd边向纸外转动，穿过线框的磁通量减少，有感应电流产生；
D．整个框面以长直导线为轴转动，穿过线框的磁通量不变，无感应电流产生，
本题选线框中没有感应电流产生的，故选D。
11．BD
【解析】A．由于磁场为匀强磁场，将abcd
向纸外平移，其磁通量都不变化，因此不会产生感应电流，故A错误；
B．将abcd向右平移，其磁通量减少，会产生感应电流，故B正确；
C．将abcd以ab为轴转动60°，穿过线圈的磁通量不变化，不产生感应电流，故C错误；
D．当线圈绕cd转动时，磁通量将发生变化，因此有感应电流产生，故D正确。
故选BD。
12．BCD
【解析】原来的磁通量都是向里的，对于直导线来说，离电流越远，磁场越弱，磁感线分越稀疏。
A．向右平移，穿过线圈的磁通量没有变化，故没有感应电流，A错误；
B．向下平移，穿过线圈的磁通量减小，由于线圈闭合所以也有感应电流，B正确；
C．绕轴转动，穿过线圈的磁通量发生变化（开始时减小），由于线圈闭合所以也有感应电流，C正确；
D．从纸面向纸外做平动，穿过线圈的磁通量减小，由于线圈闭合所以也有感应电流，D正确。
E．向上平动，但是线圈有个缺口，穿过线圈的磁通量增加，由于线圈不闭合，所以没有感应电流，E错误。
故选BCD。
13．AD
【解析】A．线框平面与磁场方向垂直，所以，A正确；
B．若线框向右平移，由于通过线框的磁通量不变，线框中没有感应电流产生，B错误；
C．若将线框翻转180°，该过程磁通量变化，有感应电流产生，C错误；
D．开始时穿过线框的磁通量为，将线框绕其中一边向外转90°，磁通量为零，磁通量的变化为，该过程中通过闭合线框的磁通量变化，有感应电流产生，D正确。
故选AD。
14．①②
【解析】对①，因Ⅰ增大而引起导线周围的磁场增强，使线框内的磁通量增大而产生感应电流。
对②，因离开直导线越远，磁感线分布越疏，如图乙所示。因此线框向右平动时，穿过线框的磁通量发生变化，也能产生感应电流。
15．电磁感应现象
闭合开关
左右
【解析】图中没有电源而有磁场，显然是用来探究电磁感应现象的装置。产生感应电流必须同时满足条件：①必须是闭合电路，所以本题中应先闭合开关；②闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，而图中的蹄形磁铁的磁感线是朝下的，所以应该让导线ab左右运动。
16．在磁铁插进或拔出线圈的过程中，磁通量发生变化，闭合回路中会产生电流，但等科拉顿跑到电流计面前时，磁通量已不再变化，因此没有观察到感应电流
法拉第
【解析】在磁铁插进或拔出线圈的过程中，磁通量发生变化，闭合回路中会产生电流，但等科拉顿跑到电流计面前时，磁通量已不再变化，因此没有观察到感应电流；
后来由科学家法拉第发现了电磁感应现象。
17．闭合
磁通量
闭合
切割
【解析】在电磁感应现象中，当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流。或者闭合回路中部分导体做切割磁感线运动时，回路中就会产生感应电流；
18．a没有，b有，见解析
【解析】在图（a）中，线圈绕平行于磁感线的轴转动，无论转到什么位置，线圈平面都没有磁感线穿过，即线圈的磁通量始终为零，所以线圈中没有感应电流。
在图（b）中，线圈绕垂直于磁感线的轴转动时，穿过线圈的磁感线条数不断发生变化，即磁通量发生了变化，所以线圈中有感应电流。
19．图乙、丙和丁中都能使线圈B中产生感应电流。
【解析】要在线圈B中产生感应电流，线圈A的电流要改变，从而使穿过B的磁通量变化；甲图中电流是恒定的，不可能激发出感应电流；图乙、丙和丁中的电流都是变化的，能使线圈B中产生感应电流。
20．见解析
【解析】当线圈向右移动，进入磁场的过程中，穿过线圈的磁通量增大，故产生感应电流；当完全进入时，穿过线圈的磁通量不变，则不产生感应电流；当离开磁场时，磁通量减小，产生感应电流。