5.2电磁感应现象及其应用 课时练（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
课时练（解析版）
1．电磁感应现象的发现，为发电机的发明提供了理论基础，奏响了人类进入电气化时代的序曲。发现电磁感应现象的科学家是（　　）
A．欧姆
B．法拉第
C．麦克斯韦
D．赫兹
2．如图所示，A为多匝线圈，与电键、滑动变阻器相连之后，接入M、N间的恒定直流电源，B为一接有灵敏电流计的闭合多匝线圈，下列说法正确的是（　　）
A．保持电键闭合，灵敏电流计会一直有读数
B．断开电键后，在将B线圈靠近A线圈的过程中，灵敏电流计会发生偏转
C．闭合电键瞬间，灵敏电流计会发生偏转
D．保持电键闭合，将滑动变阻器的滑片左右移动过程中，灵敏电流计不会偏转
3．如图所示，一个闭合的矩形金属框abcd与一根绝缘轻杆B相连，轻杆上端O点是一个固定转轴，转轴与线框平面垂直，线框静止时恰位于蹄形磁铁的正中央，线框平面与磁感线垂直。现将线框从静止释放，在左右摆动过程中，线框受到磁场力的方向是（　　）
A．向左摆动的过程中，受力方向向左；向右摆动的过程中，受力方向向右
B．向左摆动的过程中，受力方向向右；向右摆动的过程中，受力方向向左
C．向左摆动的过程中，受力方向先向左后向右；向右摆动的过程中，受力方向先向右后向左
D．摆动过程中始终不受力
4．如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，下列说法正确的是（　　）
A．丝线受到的拉力将变大
B．金属环B的面积有缩小趋势
C．金属环B所受安培力的合力为零
D．金属环B将产生顺时针电流（从上往下看）
5．有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装强磁铁（磁场方向向下），并在两条铁轨之间沿途平放一系列线圈。下列说法中错误的是（　　）
A．当列车运动时，通过线圈的磁通量会发生变化
B．列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快
C．列车运动时，线圈中会产生感应电流
D．线圈中的感应电流的大小与列车速度无关
6．现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及电键如图连接。在闭合电键、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转。由此可推断滑动变阻器的滑动端P向左减速滑动时，灵敏电流计的指针（　　）
A．向左偏转
B．静止在中央
C．向右偏转
D．偏转情况向由两线圈的绕线方向决定
7．闭合线圈abcd运动到如图所示的位置时，bc边所受到的磁场力的方向向下，那么线圈的运动情况是（　　）
A．向左平动进入磁场
B．向右平动进入磁场
C．向上平动
D．向下平动
8．如图所示，闭合线圈正上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。当磁铁向上运动时（　　）
A．线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引
B．线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥
C．线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥
D．线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引
9．如图所示，闭合线圈abcd水平放置，其面积为S，匝数为n，线圈与磁感应强度为B的匀强磁场的夹角θ＝45°。现将线圈以ab边为轴沿顺时针方向转动90°，则在此过程中线圈磁通量的改变量大小为（　　）
A．0
B．
BS
C．
nBS
D．nBS
10．电动汽车刹车时若能回收动能，把动能转换为电能再次储存，可以增加汽车续航。某同学在实验室设计了如图甲所示的装置。圆盘a上面分布有特殊物质，物质在接到刹车指令后瞬间被磁化，正常行驶时，物质退磁，圆盘a固定在车轮上。绝缘材质制成的圆盘b中有固定线圈，线圈在接到刹车指令后与车载电池接通并为电池蓄电。b固定在与a正对的车身上。图乙为装置b自右向左的侧视图，在图乙中设计线圈和a物质形成的磁场，实现动能回收效果最佳的是（　　）
A．
B．
C．
D．
11．如图所示，两根等高光滑的圆弧轨道，半径为r、间距为L，轨道电阻不计。在轨道顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd开始，在拉力作用下以初速度v向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处，则该过程中（　　）
A．通过R的电流方向为a→R→b
B．通过R的电流大小为
C．流过R的电荷量为
D．R上产生的热量为
12．如图所示是法拉第发现电磁感应现象的装置示意图，软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈M与电源，开关S1相连，线圈N与电阻R。开关S2相连。下列说法正确的是（　　）
A．先闭合S2，再闭合S1，有电流从a→R→b
B．先闭合S1，稳定后再闭合S2有电流从a→R→b
C．先闭合S2，再闭合S1，有电流从b→R→a
D．先闭合S1，稳定后再闭合S2，有电流从b→R→a
13．如图甲所示，螺线管内有平行于轴线的磁场，规定图甲中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U形导线框cdef相连。当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，则（　　）
A．在时刻，导线框内感应电流为零
B．在时间内，导线框内感应电流的方向fedcf
C．在时间内，导线框内感应电流变大
D．在时间内和时间内，导线框内感应电流的方向相反
14．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。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，则下列说法正确的是（电流方向判断均从门的左测观察）（　　）
A．无金属片通过时，接收线圈中不产生感应电流
B．无金属片通过时，接收线圈中产生顺时针方向的感应电流
C．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为逆时针，且感应电流大小比无金属片通过时要小
D．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为逆时针，且感应电流大小比无金属片通过时要大
15．在电磁感应现象中，下列说法正确的是(
)
A．穿过闭合电路（总电阻不变）的磁通量越大，电路中的感应电流也越大
B．穿过闭合电路（总电阻不变）的磁通量变化的越多，电路中的感应电流也越大
C．感应电流的磁场总是阻碍原来的磁场变化
D．穿过电路（总电阻不变）的磁通量变化的越快，电路中的感应电动势也越大
16．如图所示，固定的水平长直导线中通有向右的恒定电流，闭合的矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行，线框由静止释放，在下落过程中（线框不会发生翻转），下列判断正确的是（
）
A．线框所在处的磁场垂直纸面向外
B．穿过线框的磁通量逐渐减小
C．线框中产生感应电流
D．线框的机械能不变
17．如图甲所示，长直导线右侧的矩形线框abcd与直导线位于同一平面，当长直导线中的电流发生如图乙所示的变化时(图中所示电流方向为正方向)，线框中的感应电流方向与线框受力情况为(　　)
A．t1到t2时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向右
B．t1到t2时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向左
C．在t3时刻，线框内无电流，线框不受力
D．在t2时刻，线框内电流的方向为abcda，线框受力向右
18．如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内顺时针减速旋转时，由此可知（　　）
A．圆环b具有收缩趋势
B．圆环a外部磁场向内，内部向外
C．圆环b中产生顺时针方向的感应电流
D．若圆环a逆时针减速旋转，圆环b中产生顺时针方向的感应电流
19．如图所示，在水平桌面上放置一周长为L，质量为m的近超导体（导体仍有微小电阻）圆环，圆环的横截面积为S，电阻率为。一磁铁在外力作用下，从圆环正上方下移至离桌面高H处撤去外力，磁铁恰好受力平衡，此时圆环中的感应电流大小为I，其所在处磁场的磁感应强度大小为B，方向与水平方向成角，经过一段时间后，磁铁会缓慢下移至离桌面高为h的位置，在此下移过程圆环中的感应电流可认为保持不变，设重力加速度为g，则（　　）
A．超导圆环中的电流方向从上往下看为顺时针方向
B．磁铁在H处受力平衡时，桌面对超导圆环的支持力为
C．磁铁下移过程，近超导圆环产生热量为
D．磁铁下移过程，通过近超导圆环的电荷量为
20．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音。下列说法正确的有（　　）
A．电吉他中电拾音器工作时利用了电流磁效应
B．选用优质铜弦，电吉他能更好地工作
C．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
D．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势
参考答案
1．B
【详解】
首先发现电磁感应现象的科学家是法拉第，故选B。
2．C
【详解】
A．保持电键闭合，A线圈中电流稳定，产生稳定的磁场，通过B线圈的磁通量不发生变化，B线圈中不产生感应电流，灵敏电流计不会有读数，故A错误；
B．断开电键后，，A线圈中无电流，周围无磁场，将B线圈靠近A线圈的过程中，B线圈的磁通量始终为0，B线圈中不产生感应电流，灵敏电流计不会发生偏转，故B错误；
C．闭合电键瞬间，A线圈中电流增大，周围磁场增强，通过B线圈的磁通量增加，B线圈中产生感应电流，灵敏电流计会发生偏转，故C正确；
D．保持电键闭合，将滑动变阻器的滑片左右移动过程中，A线圈中电流发生变化，周围磁场变化，通过B线圈的磁通量发生变化，B线圈中产生感应电流，灵敏电流计会偏转，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】
从阻碍相对运动的角度来看，由于磁通量的变化是由线框和磁场做相对运动引起的，因此感应电流的磁场总是阻碍线框相对磁场的运动。要阻碍相对运动，磁场对线框因产生感应电流而产生的安培力，一定和相对运动的方向相反，即线框向左摆动时受力方向向右，线框向右摆动时受力方向向左。
故选B。
4．B
【详解】
胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流会增大，根据右手螺旋定则知，通过B线圈的磁通量向下，且增大，根据楞次定律可知，金属环B将产生逆时针电流（从上往下看），引起的机械效果阻碍磁通量的增大，可知金属环B的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线的拉力减小，金属环B所受安培力的合力不为零。
故选B。
5．D
【详解】
A．当列车运动时，车厢底部安装磁铁穿过线圈，导致通过线圈的磁通量发生变化，故A正确；
B．列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快，从而产生的感应电动势越大，故B正确；
C．由于列车的运动，导致线圈中的磁通量发生变化，因而产生感应电流，故C正确；
D．由法拉第电磁感应定律可知，感应电流的大小与磁通量变化率有关，而变化率却由变化量及运动时间决定，故D错误，
本题选择错误的，故选：D。
6．C
【详解】
滑线变阻器的滑动端P向左加速或减速滑动时，电阻都增大，电流都减小，A线圈产生的磁场磁感应强度都减小，通过B线圈的磁通量都减小，由楞次定律可知两次产生的感应电流方向相同，所以灵敏电流计的指针都向右偏转。则C正确；ABD错误；
故选C。
7．A
【详解】
当bc受力向下时，说明感应电流方向由b指向c，当向左进入磁场时，磁通量增加，感应电流的磁场方向应该与原磁场方向相反，垂直纸面向里，用右手螺旋定则可以判断感应电流方向为顺时针方向。故BCD错，A对。
故选A。
8．D
【详解】
当磁铁向上运动时，穿过线圈的磁通量变小，原磁场方向向下，所以感应磁场方向向下，根据右手螺旋定则，拇指表示感应磁场的方向，四指弯曲的方向表示感应电流的方向，故可判断出线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相反，根据楞次定律“来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用，故磁铁与线圈相互吸引。
故选D。
9．B
【详解】
由题意可知，线圈旋转过程中，磁通量先减小至零后再反向增大，所以初、末状态时线圈的磁通量方向相反，根据磁通量的定义可知初、末状态时线圈磁通量大小均为
所以将线圈以ab边为轴沿顺时针方向转动90°的过程中线圈磁通量的改变量大小为
故选B。
10．D
【详解】
AB．线圈中磁通量变化可以产生感应电流，选项A、B无磁通量变化，没有感应电流产生，AB错误；
CD．C、D选项中，线圈中磁通量变化都产生感应电流，由图可知选项D线圈效率比C选项的高，C错误D正确。
故选D。
11．D
【详解】
A．根据右手定则可知，导体棒中产生的感应电流方向从c到d，所以通过R的电流方向为b→R→a，故A错误。
B．金属棒做匀速圆周运动，当从底端转过θ角时的感应电动势为
可知回路中产生正弦式交变电流,可得产生的感应电动势的最大值为
有效值为
根据闭合电路的欧姆定律可得
故B错误。
C．根据法拉第电磁感应定律可得平均感应电动势为
根据闭合电路的欧姆定律可得
该过程中通过R的电荷量为
故C错误。
D．有效值E为
根据焦耳定律得
代入得
故D正确。
故选D。
12．C
【详解】
BD．先闭合S1后闭合S2，右边线圈磁通量就不发生变化，所以不会有电流产生，B、D错误；
AC．先闭合S2后闭合S1，则右边磁通量增加，根据安培定则定则可知，穿过右边的磁通量方向向下再增加，楞次定律可知，感应电流磁场向上，根据安培定则可知流过电阻的电流为,故C正确，A错误。
故选C。
13．A
【详解】
A．根据
解得
(A)
在时刻，斜率k等于零，导线框内的感应电流等于零，故A正确；
B．在时间内，磁感应强度B向上，磁通量减小，根据楞次定律，导线框内感应电流的方向为cdefc，故B错误；
C．在时间内，斜率k减小，导线框内感应电流变小，故C错误；
D．在时间内和时间内，根据楞次定律，导线框内感应电流的方向相同为cdefc，故D错误。
故选A。
14．C
【详解】
AB.
根据楞次定律，无金属片通过时，接收线圈中产生逆时针方向的感应电流，AB错误；
CD.
有金属片通过时，根据楞次定律，金属片和接收线圈中都产生逆时针的感应电流，由于金属片中的产生的感应电流与通电线圈中的电流方向相反，二者在接收线圈处的磁场方向相反，使得接收线圈处的合磁场减弱，磁通量变化率减小，所以接收感应电流大小比无金属片通过时要小，C正确，D错误。
故选C。
15．CD
【解析】
穿过闭合电路的磁通量越大，但磁通量变化率不一定越大，所以根据法拉第电磁感应定律知感应电动势不一定越大，感应电流也就不一定越大，故A错误；穿过闭合电路的磁通量越多，但磁通量变化率不一定越大，所以根据法拉第电磁感应定律知感应电动势不一定越大，感应电流也就不一定越大，故B错误；根据楞次定律可知：感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化，故C正确；穿过电路的磁通量变化越快，磁通量变化率越大，根据法拉第电磁感应定律知感应电动势也越大，故D正确；故选CD.
16．BC
【详解】
A．根据安培定则可知，线框所在处的磁场垂直纸面向里，A错误；
B．线框在下落过程中，距离长直导线越远，所在处磁场越弱，穿过线框的磁通量越小，B正确；
C．穿过线框的磁通量发生变化，线框中产生感应电流，C正确；
D．线框中产生了电能，根据能量守恒可知，线框的机械能减小，D错误。
故选BC。
17．BC
【详解】
AB．t1到t2时间内，根据安培定则可知导线框所在处的磁场方向垂直纸面向里，直导线中的电流减小，穿过线框的磁通量减小，根据楞次定律得到：线框中感应电流方向为abcda，根据左手定则可知导线框所受安培力的合力向左，故B正确，A错误；
D．在t2时刻，根据楞次定律，可知线框内电流的方向为abcda，但直导线没有电流，即没有磁场，则线框不受力，故D错误；
C．在t3时刻，线框内磁通量的变化率为零，则没有感应电流，线框不受力，故C正确。
故选BC。
18．AC
【详解】
ABC．当a绕O点在其所在平面内顺时针减速旋转时，根据安培定则，a圆内产生纸面向内的磁场，a圆外产生纸面向外的磁场，b环的圆内向内的磁场和向外的磁场抵消一部分磁通量，磁场方向向里，在减少，由楞次定律，可得b环电流方向为顺时针，根据同向电流相互吸引，可得b环有收缩趋势，AC正确，B错误；
D．若圆环a逆时针减速旋转，同样原理，圆环b中产生逆时针方向的感应电流，D错误。
故选AC。
19．CD
【详解】
A．下移过程穿圆环的磁通量增大，由楞次定律可知，从上往下看，逆时针电流，故A错误；
B．圆环所受到的安培力F=BIL，其竖直方向的分量
以圆环为研究对象，由平衡条件，得
故B错误；
C．设永磁体的质量为M，以永磁铁为研究对象，由平衡条件可知
由能量守恒，永磁铁减少的重力势能等于圆环中产生的焦耳热
故C正确；
D．由焦耳定律解得
因下移过程圆环中的电流可认为保持不变，所以通过超导圆环的电荷量
故D正确。
故选CD。
20．CD
【详解】
A．电吉他中电拾音器工作时利用了电磁感应原理，选项A错误；
B．铜不可以被磁化，则选用铜质弦，电吉他不能正常工作，故B错误；
C．弦振动过程中，切割磁感线的方向不断变化，则线圈中的电流方向不断变化，选项C正确；
D．根据法拉第电磁感应定律可知，增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势，选项D正确。
故选CD。