5.2电磁感应现象及其应用 课时作业（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
5.2电磁感应现象及其应用
课时作业（解析版）
1．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。下列说法错误的是（　　）
A．奥斯特发现了电流的磁效应
B．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律
C．法拉第发现了电磁感应现象
D．焦耳发现了电流的热效应
2．下面说法中正确的是（　　）
A．奥斯特发现了电流的磁效应，而法拉第发明了第一台发电机
B．匀速圆周运动虽然不是匀变速运动，但任意相等时间内速度的变化仍相同
C．开普勒提出了万有引力定律，卡文迪许较准确地测出了引力常量
D．处于静电平衡状态下的导体是一个等势体，但内部的场强不为零
3．如图所示，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极（Ⅰ在上、Ⅱ在下），ab为放在其间的金属棒；金属棒ab和金属棒cd用导线连成一个闭合回路；当ab棒向左运动时，cd金属棒受到向下的磁场力，则有（　　）
A．由此可知d点电势高于c点电势
B．由此可知Ⅰ是S极
C．由此可知Ⅰ是N极
D．当cd棒向下运动时，金属棒ab不受到向左的磁场力
4．如图所示，通电螺线管N置于闭合金属环M的轴线上，当N中的电流突然减小时，则（　　）
A．环M无任何变化
B．环M有扩张的趋势
C．螺线管N有缩短的趋势
D．螺线管N有伸长的趋势
5．物理学的每一步发展都凝结着大批物理学家的智慧和辛苦。下列有关物理学家法拉第成就的说法不正确的是（　　）
A．法拉第认为电磁相互作用是通过“场”来传递的
B．法拉第发现了“磁生电”效应，即电磁感应现象
C．法拉第电磁感应定律并不是法拉第首先提出的
D．通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场相似，受此启发，法拉第提出了分子电流假说
6．如图所示，一个用细线悬挂的金属圆环处于静止状态，现将一条形磁铁向右靠近金属圆环，下列说法中正确的是（　　）
A．金属圆环将保持静止
B．金属圆环将向左靠近条形磁铁
C．金属圆环有向外扩张的趋势
D．从右向左观察金属圆环，圆环中的感应电流方向为顺时针方向
7．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中或者研究方法中，正确的说法是：（　　）
A．在验证力的平行四边形定则的实验中，用到了“控制变量”的实验方法
B．在推导匀变速直线运动位移公式时，用到了“微元法”
C．伽利略在研究自由落体运动时采用了理想实验法
D．法拉第发现了磁生电的现象，并提出了法拉第电磁感应定律
8．下列说法正确的是（　　）
A．运动电荷在磁场中所受的磁场力方向一定与磁场的方向垂直
B．电荷在电场中的受力方向一定与电场的方向相同
C．感应电流的磁场方向总与引起感应电流的磁场方向相反
D．导体棒在匀强磁场中运动时一定能产生感应电动势
9．学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法。下列关于物理学中的思想方法叙述正确的是（　　）
A．伽利略在研究自由落体运动时采用了微元法
B．法拉第在研究电磁感应现象时利用了理想实验法
C．在探究求合力方法的实验中使用了等效替代的思想
D．在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了理想化模型的思想方法
10．如图所示，两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反。金属椭圆环的长轴与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生逆时针方向感应电流的是（　　）
A．同时减小增大
B．同时增大减小
C．同时以相同的变化率增大和
D．同时以相同的变化率减小和
11．如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈，若工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向（左视图）均匀增大的电流，则下列说法的是（电流方向判断均从左向右观察）（　　）
A．无金属片通过时，接收线圈中感应电流的方向为顺时针
B．无金属片通过时，接收线圈中不存在感应电流
C．有金属片通过时，金属片中不存在感应电流
D．有金属片通过时，金属片因存在感应电流而发热
12．两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动。当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法正确的是（　　）
A．导体棒AB内有电流通过，方向是A→B
B．导体棒CD内有电流通过，方向是D→C
C．磁场对导体棒AB的作用力向左
D．磁场对导体棒CD的作用力向左
13．楞次在利用如图所示的装置探究判断产生感应电流方向的规律时，下列说法正确的是（　　）
A．线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相反
B．线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相同
C．当极向下拔出线圈，线圈中会产生如图所示的感应电流且与磁铁相吸引
D．当极向下插入线圈，线圈中会产生如图所示的感应电流且与磁铁相排斥
14．如图所示，相距为d的两水平虚线L1和L2分别是水平向里的匀强磁场的上下两个边界，磁场的磁感应强度为B，正方形线框abcd边长为L（L<
d），质量为m，将线框在磁场上方高h处由静止释放。如果ab边进入磁场时的速度为v0，刚好匀速进入磁场。cd边刚穿出磁场时的速度也为v0，则从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中（　　）
A．线框中一直有感应电流
B．线框有一阶段做减速运动
C．线框进、出磁场的时间相等
D．线框中产生的热量为mg（d+h+L）
15．在一竖直螺线管b的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环a，使a的环面水平且与螺线管b平行，其轴线与螺线管的轴线OO′重合．螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路，若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（
）
A．穿过金属圆环a的磁通量变大
B．金属圆环a对丝线的拉力增大
C．金属圆环a对丝线的拉力减小
D．金属圆环a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
16．图中CDEF是金属框，框内存在着如图所示的匀强磁场。当导体MN向右移动时，下列说法正确的是（　　）
A．MNCD电路中感应电流沿逆时针方向
B．MNCD电路中感应电流沿顺时针方向
C．FEMN电路中感应电流沿顺时针方向
D．FEMN电路中感应电流沿逆时针方向
17．如图所示，闭合的矩形线圈abcd水平放在范围足够大的匀强磁场中，下列哪种情况下线圈中能产生感应电流（　　）
A．线圈以ab边为轴转动
B．线圈向上平移
C．线圈以bc边为轴转动
D．以垂直于线圈平面的轴逆时针转动
18．穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的说法，正确的是（　　）
A．图甲中回路产生的感应电动势恒定不变
B．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大
C．图丙中回路在时间内产生的感应电动势大于时间内产生的感应电动势
D．图丁回路产生的感应电动势先变小再变大
19．闭合回路中的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如①②③④所示，关于回路中产生的感应电动势的下列说法正确的是（　　）
A．图①的回路中感应电动势恒定不变
B．图②的回路中感应电动势变大
C．图③的回路中0~t1时间内的感应电动势大于t1~t2时间内的感应电动势
D．图④的回路中感应电动势先变小再变大
20．如图甲所示，等离子气流由左方连续以速度v0射入M和N两板间的匀强磁场中，ab直导线与M、N相连接，线圈A与直导线cd连接，线圈A内有按图乙所示规律变化的磁场，且规定向左为磁场B的正方向，则下列叙述正确的是(　　)
A．0～1
s内，ab、cd导线互相排斥
B．1～2
s内，ab、cd导线互相吸引
C．2～3
s内，ab、cd导线互相吸引
D．3～4
s内，ab、cd导线互相排斥
参考答案
1．B
【详解】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，故A正确，不符合题意；
B．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，故B错误，符合题意；
C．法拉第发现了电磁感应现象，故C正确，不符合题意；
D．焦耳发现了电流的热效应，故D正确，不符合题意。
故选B。
2．A
【详解】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，而法拉第发明了第一台发电机，A正确；
B．匀速圆周运动虽然不是匀变速运动，但任意相等时间内速度的变化仍大小相同，方向不同，B错误；
C．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许较准确地测出了引力常量，C错误；
D．处于静电平衡状态下的导体是一个等势体，在导体内部任意一点，感应电荷产生的附加电场的场强与场源电荷产生的场强大小相等，方向相反，导体内部场强处处为零，D错误；
故选A。
3．B
【详解】
A．cd金属棒受到向下的磁场力，根据左手定则可知，电流方向c到d，故d点电势低于c点电势，故A错误；
BC．电流为b到a，根据右手定则可以判断由此可知Ⅰ是S极，故B正确C错误；
D．当cd棒向下运动时，cd棒中产生由d到c的电流，ab棒中的电流由a到b，由左手定则可知可知ab导线受到向左的磁场力。故D错误。
故选B。
4．D
【详解】
AB．当通入的电流突然减小时，穿过金属环的磁通量也随之减少，由于它包围通电螺线管的内外磁场，只有减小面积才能阻碍磁通量的减少，金属环有缩小的趋势，故AB错误；
CD．对通电螺线管，当通入的电流突然减小时，螺线管每匝间的相互吸引力也减小，所以匝间距增大，故D正确，C错误。
故选D。
5．D
【详解】
A．法拉第认为电磁相互作用是通过“场”来传递的，即电磁场，A正确，不符合题意；
B．法拉第发现了“磁生电”效应，即电磁感应现象，B正确，不符合题意；
C．法拉第电磁感应定律并不是法拉第首先提出的，是后来的科学家为了纪念法拉第的突出成就而以他名字命名的，C正确，不符合题意；
D．分子电流假说是安培提出的，D错误，符合题意。
故选D。
6．D
【详解】
AB．当条形磁铁N极靠近线圈时，根据楞次定律来拒去留，可知圆环向右运动，故A
B错误；
CD．当条形磁铁N极靠近时，导线线圈的磁通量增加，由楞次定律增缩减扩，可知金属圆环有收缩的趋势；由楞次定律增反减同，可知，线圈中产生感应电流的方向顺时针（从右向左看），故D正确，C错误。
故选D。
7．B
【详解】
A．在验证力的平行四边形定则的实验中，用到了“等效替代”的实验方法，选项A错误；
B．在推导匀变速直线运动位移公式时，用到了“微元法”，选项B正确；
C．伽利略在研究自由落体运动时采用了理想实验和逻辑推理的方法，故C错误；
D．法拉第发现了磁生电的现象，纽曼和韦伯提出了法拉第电磁感应定律，故D错误。
故选B。
8．A
【详解】
A．运动电荷在磁场中所受的磁场力方向一定与磁场的方向垂直，A正确；
B．正电荷在电场中的受力方向一定与电场的方向相同，B错误；
C．根据楞次定律，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反，C错误；
D．导体棒在匀强磁场中沿磁感线方向运动时不能产生感应电动势，D错误。
故选A。
9．C
【详解】
A．伽利略在研究自由落体运动时采用了实验和逻辑推理的方法。A错误；
B．法拉第在研究电磁感应现象时利用了归纳法，B错误；
C．合力与分力的关系是等效与替代，所以在探究求合力方法的实验中使用了等效替代的思想。C正确；
D．在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量的思想方法，D错误。
故选C。
10．B
【详解】
AB．产生逆时针方向的感应电流，则感应磁场的方向垂直纸面向外。由楞次定律可知，圆环中的净磁通量变化为向外磁通量减少或者向里的磁通量增多，则A错误，B正确。
CD．同时以相同的变化率增大B1和B2，或同时以相同的变化率减小B1和B2，两个磁场的磁通量总保持大小相同，所以总磁通量为0，不会产生感应电流，CD
错误。
故选B。
11．D
【详解】
AB．当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时，知穿过右侧接收线圈的磁通量向右，且增大，根据楞次定律，右侧接收线圈中产生逆时针方向的电流，
AB错误；
CD．有金属片通过时，则穿过金属片中的磁通量发生变化时，金属片中也会产生感应电流，金属片因存在感应电流而发热，C错误D正确。
故选D。
12．C
【详解】
A．AB棒切割磁感线产生感应电流，根据右手定则可知，导体棒AB中感应电流的方向是。故A错误；
B．AB棒切割磁感线产生感应电流，根据右手定则可知，导体棒AB中感应电流的方向是，CD中感应电流方向是。故B错误；
C．根据左手定则可知，磁场对导体棒AB的作用力向左。故C正确；
D．根据左手定则可知，磁场对导体棒CD的作用力向右。故D错误。
故选C。
13．D
【详解】
AB．线圈中的感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化，当原磁场磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，当原磁场磁通量增强时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，A、B错误；
C．根据楞次定律可知极向下拔出线圈，线圈中会产生的感应电流的磁场向下，根据右手螺旋定则，感应电流与图中电流方向相反，且线圈与磁铁相吸引，C错误；
D．极向下插入线圈时，线圈中会产生的感应电流的磁场向上，根据右手螺旋定则，感应电流如图所示，且线圈与磁铁相排斥，D正确。
故选D。
14．B
【详解】
A．线框进入磁场的过程，穿过线框的磁通量增加，有感应电流，线框离开磁场的过程，磁通量减少，有感应电流，线框完全进入磁场在磁场中运动过程，穿过线框的磁通量不变，没有感应电流，A错误。
B．线框刚进入磁场时的速度是v0，完全进入磁场后做匀加速直线运动，刚离开磁场时的速度也是v0，由此可判断线框离开磁场的过程做减速运动，B正确。
C．因线框是减速穿出磁场且末速度等于v0，所以出磁场过程的平均速度大于v0，又因为进出磁场的过程中位移相等，所以进入磁场的时间大于穿出磁场的时间，C错误。
D．从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中，动能不变，重力势能减少，重力势能转化为内能，则有
所以D错误。
故选B。
15．AC
【解析】
将滑动变阻器的滑片P向下滑动，电阻变小，电路中的电流变大，磁场增强，穿过环a的磁通量增加，故A正确；根据楞次定律可知金属圆环a对丝线的拉力减小，故B错误，C正确；根据楞次定律可知金属圆环a中将产生俯视逆时针方向的感应电流，故D错误．所以AC正确，BD错误．
16．BD
【详解】
根据右手定则，导体MN向右移动时，导体MN相当于电源，电流方向为从M到N，因此MNCD电路中感应电流沿顺时针方向，FEMN电路中感应电流沿逆时针方向，故选项BD正确。
故选BD。
17．AC
【详解】
A．线圈以ab边为轴转动，穿过线圈的磁通量不断变化，能产生感应电流，A正确；
B．线圈向上平移，穿过线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，B错误；
C．线圈以bc边为轴转动，穿过线圈的磁通量不断变化，能产生感应电流，C正确；
D．以垂直于线圈平面的轴逆时针转动，穿过线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，D错误。
故选AC。
18．CD
【详解】
A．图甲中磁通量Φ不变，无感应电动势，故A错误；
B．图乙中磁通量Φ随时间t均匀增大，图像的斜率不变，也就是说产生的感应电动势不变，故B错误；
C．图丙中回路在时间内磁通量Φ随时间t变化的图像的斜率为，在时间内磁通量Φ随时间t变化的图像的斜率为。从图像中发现。所以在时间内产生的感应电动势大于在时间内产生的感应电动势，故C正确；
D．图丁中磁通量Φ随时间t变化的图像的斜率先变小后变大，所以感应电动势先变小后变大，故D正确。
故选CD。
19．CD
【详解】
A．由图①看出，穿过回路的磁能量保持不变，则回路中没有感应电动势产生。故A错误；
B．由图②看出，穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t均匀变化时，一定，则回路中产生的感应电动势恒定不变。故B错误；
C．由图③看出，回路中0-t1时间内的大于t1-t2时间内的，根据法拉第电磁感应定律得知，回路中0-t1时间内的感应电动势大于t1-t2时间内的感应电动势。故C正确；
D．图中磁通量Φ随时间t变化的图象的斜率先变小后变大，磁通量的变化率先变小后变大，所以感应电动势先变小后变大，故D正确。
故选CD。
20．BD
【详解】
A．根据左手定则，可判定等离子气流中的正离子向上极板M偏转，负离子向下极板N偏转，所以ab中电流方向是由a流向b的。在0～1
s内，线圈A内磁场方向向右，磁感应强度减小，由楞次定律可知感应电流方向是由c流向d的，由于ab、cd导线内电流的方向相同，相到吸引，A错误；
B．在1～2
s内，线圈A内磁场方向向左，磁感应强度增加，由楞次定律可知感应电流的方向是由c向d的，由于ab、cd导线内电流的方向相同，相到吸引，B正确；
C．在2～3s内，线圈A内磁场方向向左，磁感应强度减小，由楞次定律可知感应电流的方向是由d向c，由于ab、cd导线内电流的方向相反，相到排斥，C错误；
D．在3～4
s内，线圈A内磁场方向向右，磁感应强度增加，由楞次定律可知感应电流的方向是由d向c，由于ab、cd导线内电流的方向相反，相到排斥，D正确。
故选BD。