13.3电磁感应现象及应用同步练习（Word版含答案）

13.3电磁感应现象及应用
一、选择题（共15题）
1．关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是
A．位于磁场中的闭合线圈一定会产生感应电流
B．闭合线圈平行磁感线运动时，线圈中一定产生感应电流
C．穿过闭合线圈的磁通量发生变化时，一定能产生感应电流
D．闭合线圈垂直磁感线运动时，线圈中一定产生感应电流
2．如图所示，把矩形线圈放在匀强磁场中，使它的平面和磁感线平行。当线圈做下列哪种运动时，线圈中有感应电流（　　）
A．沿磁感线方向移动 B．沿垂直于磁感线方向移动
C．以边为轴转动 D．以边为轴转动
3．1825年，瑞士科学家科拉顿试图用磁铁在线圈中获得电流，他用一个线圈与一检流计连成一闭合回路，为了使磁铁不致于影响检流计中的小磁针，用很长的导线连接线圈与放在隔壁房间里的电流计，科拉顿在一边用磁铁棒在线圈中插入与拔出，然后跑到隔壁房间里去现察检流计，遗憾地错过了电磁感应现象的发现。关于科拉顿实验的说法正确的是（　　）
A．实验过程没有感应电流的产生
B．观察到电流计指针没有偏转是因为墙壁把磁场隔离了
C．观察到电流计指针没有偏转是因为线圈电阻太大
D．将磁铁插入线圈后跑去隔离房间观察电流计，错过了感应电流产生的时机
4．在电磁学发展过程中，下列说法不正确的是（ ）
A．法拉第发现了电磁感应现象
B．奥斯特发现了电流磁效应
C．洛伦兹发现了电荷间的相互作用力
D．安培提出了分子电流假说
5．如图所示，一个有限范围的匀强磁场B的宽为d。现将一个边长为l的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域，已知d>l，则导线框在磁场中运动时无感应电流的时间等于（　　）
A． B． C． D．
6．许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列表述中正确的是（　　）
A．牛顿测出引力常量
B．法拉第发现电磁感应现象
C．安培发现了电流的磁效应
D．奥斯特总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律
7．用如图所示的实验来研究电磁感应的条件，下列有关实验过程的描述不正确的是________
A．闭合开关的瞬间，电流表指针将发生偏转
B．闭合开关后，当滑动变阻器滑片向右滑动时，电流表指针将发生偏转
C．闭合开关后，当线圈A和线圈B整体在桌面移动时，电流表指针将发生偏转
D．闭合开关后，当线圈A从线圈B中迅速抽出时，电流表指针将发生偏转
8．下列有关电磁感应现象说法正确的是（　　）
A．磁场对电流一定会产生力的作用
B．变化的磁场可以使闭合电路中产生感应电流
C．在没有导体的空间中变化的磁场不会产生感生电场
D．判断电流周围磁场分布情况，可以用左手手定则
9．如图所示，竖直向下的匀强磁场中有一个闭合的正方形线框。保持线框始终完全处于匀强磁场中，在下列情况中，线框中能产生感应电流的是（　　）
A．如图甲，线框在磁场中竖直向下加速移动
B．如图乙，线框在磁场中水平移动
C．如图丙，线框绕自身的水平对称轴AB做匀速转动
D．如图丁，线框绕垂直于自身平面的竖直轴CD做匀速转动
10．下列说法正确的是
A．洛伦兹力对电荷一定不做功
B．感应电流的磁场一定与原磁场方向相反
C．线圈中有感应电流产生说明线圈中的磁通量一定不为零
D．闭合电路的部分导体做切割磁感线运动一定有感应电流产生
11．如图所示，铜线圈水平固定在铁架台上，铜线圈的两端连接在电流传感器上，传感器与数据采集器相连，采集的数据可通过计算机处理，从而得到铜线圈中的电流随时间变化的图线．利用该装置探究条形磁铁从距铜线圈上端某一高度处由静止释放后，沿铜线圈轴线竖直向下穿过铜线圈的过程中产生的电磁感应现象．两次实验中分别得到了如图甲、乙所示的电流-时间图线．条形磁铁在竖直下落过程中始终保持直立姿态，且所受空气阻力可忽略不计．则下列说法中正确的是
A．若两次实验条形磁铁距铜线圈上端的高度不同，其他实验条件均相同，则甲图对应实验条形磁铁距铜线圈上端的高度大于乙图对应实验条形磁铁距铜线圈上端的高度
B．若两次实验条形磁铁的磁性强弱不同，其他实验条件均相同，则甲图对应实验条形磁铁的磁性比乙图对应实验条形磁铁的磁性强
C．甲图对应实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械能小于乙图对应实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械能
D．两次实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中所受的磁场力都是先向上后向下
12．如图所示，相同的金属杆ab、cd可以在光滑金属导轨PQ和RS上滑动，空间有垂直纸面向里的匀强磁场．当ab、cd分别以速度v1和v2滑动时，发现回路感应电流为逆时针方向，则v1和v2的方向、大小可能是（　　）
A．v1向右，v2向左且v1＞v2
B．v1和v2都向左且v1＞v2
C．v1和v2都向右且v1=v2
D．v1和v2都向左且v1=v2
13．如图所示,在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中,有一个矩形闭合线框abcd,线框平面与磁场垂直.在下列哪种情况,可使线框中产生感应电流：
（ ）
A．线框沿纸面向右加速运动
B．线框垂直纸面向外运动
C．线框绕ad边转动
D．线框绕过d点与纸面垂直的轴,沿纸面顺时针转动
14．下列电器在工作时，主要利用电流热效应的是（ ）
A．发电机 B．电动机 C．电话机 D．电烤炉
15．如图所示的情况中，线圈中能产生感应电流的是（　　）
A． B． C． D．
二、综合题（共8题）
16．绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按图所示方法连接，判断在以下各情况中，线圈Ⅱ中是否有感应电流产生．
①闭合电键K的瞬时___________________．
②保持电键K闭合的时候________________________．
③断开电键K的瞬时_______________________．
④电键K闭合将变阻器R0的滑动端向左滑动时：_________．（以上各空均填“有”或“无”）
17．实验表明,当穿过闭合回路的________________发生变化时,闭合回路中应有__________________产生。
18．利用图（a）所示的装置可以定性研究产生感应电流的条件及其规律。线圈A、B套在绝缘的闭合环形铁芯C上，线圈B与电流传感器连接。先将电键S闭合，再断开，电流传感器中的电流随时间变化如图（b）所示，则电流传感器的正接线柱应在__________端（选填“a”或“b”）。依据t1~t2过程中的电流变化情况，可以得出结论：________。
19．1825 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。
20．如图所示，动圈式话筒主要由永久磁铁、导电线圈和振动膜片组成。请分析动圈式话筒是怎样把声音信号转变为电流信号的。
21．“变化的磁场产生电场”，这是麦克斯韦电磁场理论的重要支柱之一。请你通过相关的实验事实和一定的逻辑推理，说明这个结论的正确性。
22．如图所示，是矩形导线框abcd的对称轴，线框左半部分处于垂直纸面向外的匀强磁场中，据此完成表内容。
序号 线圈的运动 线圈中是否有感应电流产生 感应电流的方向
1 将线框abcd向右匀减速平移
2 将线框abcd向纸面外平移
3 将线框abcd以ad为轴向外转动60°
23．动圈式扬声器的结构如图所示。线圈圆筒安放在永磁体磁极间的空隙中，能够在空隙中左右运动。音频电流通进线圈，安培力使线圈左右运动。纸盆与线圈连接，随着线圈振动而发声。这样的扬声器能不能当作话筒使用？也就是说，如果我们对着纸盆说话，扬声器能不能把声音变成相应的电流？为什么？
参考答案
1．C
【详解】
根据法拉第电磁感应定律可知，只有穿过闭合线圈的磁通量发生变化时，才能产生感应电流，故选C.
2．D
【详解】
A．当线圈沿磁感线方向移动时，线圈的磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生。故A错误；
B．当线圈沿垂直于磁感线方向移动时，线圈的磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生。故B错误；
C．当线圈以ad边为轴转动时，磁感线始终与线圈平行，磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生。故C错误；
D．当线圈以cd边为轴转动时，穿过线圈的磁通量从无到有发生变化，有感应电流产生。故D正确。
故选D。
3．D
【详解】
将磁铁插入线圈过程中，通过线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生，但磁铁插入后静止不动时，线圈磁通量不再变化，此时线圈中没有感应电流，故当科拉顿跑去隔离房间时，已错过了感应电流产生的时机。
故选D。
4．C
【分析】
本题考查电磁学中的相关物理学史，根据在电磁学发展中作出突出贡献的科学家的名字及主要贡献进行答题.
【详解】
A、法拉第发现了电磁感应现象，故A正确.
B、奥斯特发现了电流磁效应，故B正确.
C、洛伦兹发现了运动电荷在磁场中受的力，为了纪念他就把运动电荷在磁场中受的力叫做洛伦兹力，库仑分析了电荷间的相互作用力，故C错误.
D、安培提出了分子电流假说，故D正确.
故选C.
5．C
【详解】
线圈全部进入磁场后到将要离开磁场的过程中，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流，可知导线框在磁场中运动时无感应电流的时间
故选C。
6．B
【详解】
A．卡文迪许测出了万有引力常量，选项A错误；
B．法拉第发现电磁感应现象，选项B正确；
C．奥斯特发现了电流的磁效应，选项C错误；
D．库伦总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律，选项D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．闭合开关的瞬间，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，电流表指针将发生偏转，故A正确；
B．闭合开关后，当滑动变阻器滑片向右滑动时，通过线圈A的电流发生变化，通过线圈B的磁通量变化，产生感应电流，电流表指针将发生偏转，故B正确；
C．闭合开关后，当线圈A和线圈B整体在桌面移动时，磁通量不变，不会有感应电流产生，故电流表指针将不发生偏转，选项C错误；
D．闭合开关后，当线圈A从线圈B中迅速抽出时，穿过线圈B的磁通量变化，线圈中产生感应电流，电流表指针将发生偏转，故D正确。
故选C。
8．B
【详解】
A．磁场对电流产生力的作用属于安培力，不是电磁感应现象，故A错误；
B．变化的磁场使闭合电路中产生电流属于电磁感应现象，故B正确；
C．麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间中激发产生感生电场，与是否存在导体无关，故C错误；
D．判断电流周围磁场分布情况，可以用右手螺旋定则，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
A．如图甲，线框在磁场中竖直向下加速移动，回路磁通量不变，不会产生感应电流，故A错误；
B．如图乙，线框在磁场中水平移动线框在磁场中竖直向下加速移动回路磁通量不变，不会产生感应电流，故B错误；
C．如图丙，线框绕自身的水平对称轴AB做匀速转动，回路磁通量改变，会产生感应电流，故C正确；
D．如图丁，线框绕垂直于自身平面的竖直轴CD做匀速转动回路磁通量不变，不会产生感应电流，故D错误。
故选C。
10．A
【详解】
A.由左手定则可知，洛伦兹力垂直电荷的运动方向，则洛伦兹力一定不做功。故A正确；
B.感应电流的磁场方向阻碍原磁场磁通量的变化，方向可能与原磁场方向相同，可能相反。故B错误；
C.线圈中有感应电流产生说明线圈中的磁通量变化率一定不为零，磁通量可以为零。故C错误；
D.闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，当磁通量变化时，才一定有感应电流产生，故D错误。
11．C
【详解】
试题分析：由图甲和图乙的对比可知甲中的产生的感应电流小于乙中的则可知甲图中条形磁铁到达的线圈的速度必然小于乙图中的线圈，则必然下落的高度要更低一点，故A错；如果高度相同，故到达的速度相同，而要通过改变磁性来调节的，则必须使得甲中的磁性弱点，则感应电流就小点，故B错；由于两个过程中都有感应电流，要产生焦耳定热，则必然有机械能的损耗，感应电流大些，则损耗的机械能相应就大，故C正确；由楞次定律可得，两个过程中所受的安培力均是向上的，则D错．
12．B
【详解】
A．若，向右，向左，闭合回路磁通量向里减小，根据楞次定律，回路中产生顺时针方向的电流，A错误；
B．若，和都向左，闭合回路磁通量向里增加，根据楞次定律，回路中产生逆时针方向的电流，B正确；
CD．若，和都向右、向左时，闭合回路磁通量不变，不产生感应电流，CD错误。
故选B。
13．C
【详解】
解：A、线框沿纸面向右加速运动，穿过线框的磁通量仍没有变化，所以线框不会产生感应电动势，因此也不会有感应电流出现，故A错误；
B、线框垂直纸面向外运动，由于匀强磁场穿过线框的磁通量仍没有变化，所以线框不会产生感应电动势，因此也不会有感应电流出现，故B错误；
C、线框绕ad边转动，导致穿过线框的磁通量发生变化，所以线框产生感应电动势，因此有感应电流出现，故C正确；
D、线框绕过d点与纸面垂直的轴，沿纸面顺时针运动，穿过线框的磁通量仍没有变化，所以线框不会产生感应电动势，因此也不会有感应电流出现，故D错误；
故选C．
14．D
【详解】
解：A、发电机主要是利用电磁感应将其他形式的能转化为电能的装置；故A错误；
B、电动机是通电线圈在磁场中受力转动而工作的，没有利用电流的热效应，故B错误；
C、电话机是将电能转化为声音的装置；故C错误；
D、电烤炉是利用电流热效应工作的，它把电能转化为内能，故D正确；
故选D．
15．D
【详解】
A.线圈与磁场平行，磁通量为零，没变化，不会产生感应电流，选项A错误；
B.线圈没有闭合，不会产生感应电流，选项B错误；
C. 线圈与磁场平行，磁通量为零，没变化，不会产生感应电流，选项C错误；
D.导体棒切割磁感线运动，线圈形成闭合回路，有感应电流产生，选项D正确。
故选D。
16．有 无 有 有
【详解】
①闭合电键K的瞬时，穿过线圈Ⅱ的磁通量变化，有感应电流产生；
②保持电键K闭合的时，穿过线圈Ⅱ的磁通量不变，没有感应电流产生；
③断开电键K的瞬时，穿过线圈Ⅱ的磁通量发生变化，有感应电流产生；
④电键K闭合将变阻器R0的滑动端向左滑动时，穿过线圈Ⅱ的磁通量发生变化，有感应电流产生。
17．磁通量 感应电流
【详解】
实验表明,当穿过闭合回路的磁通量发生变化时,闭合回路中应有电流产生，这个电流为感应电流。
18．a 磁通量变化时才能产生感应电流；磁通量减小的过程中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同
【详解】
当电键S闭合的瞬间，根据楞次定律可知，线圈B中的电流a→B→b，而由图（b）可知此电流为负向电流，可知电流传感器的正接线柱应在a端。
依据t1~t2过程中的电流变化情况，可以得出结论：磁通量变化时才能产生感应电流；磁通量减小的过程中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
19．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
【详解】
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。
20．声音形成的声波导致振动膜片前后振动，带动导电线圈前后移动，切割永久磁铁形成的磁场，产生感应电流，即形成电流信号。
【详解】
声音形成的声波导致振动膜片前后振动，带动导电线圈前后移动，切割永久磁铁形成的磁场，产生感应电流，即形成电流信号。
21．根据电磁感应现象，变化的磁场中的闭合回路会产生感应电流，即有了自由电荷的定向移动，说明闭合回路周围存在电场，促使自由电荷进行定向移动，如果没有闭合回路，电场也存在，所以变化的磁场产生电场。
【详解】
根据电磁感应现象，变化的磁场中的闭合回路会产生感应电流，即有了自由电荷的定向移动，说明闭合回路周围存在电场，促使自由电荷进行定向移动，如果没有闭合回路，电场也存在，所以变化的磁场产生电场。
22．见解析
【详解】
1．将线框abcd向右匀减速平移，其磁通量减小，根据楞次定律，则产生逆时针方向感应电流；
2． 将线框abcd向纸面外平移，穿过线圈的磁通量不变化，不产生感应电流；
3．将线框abcd以ad为轴向外转动60°，穿过线圈的磁通量不变化，不产生感应电流；
23．能；原因见解析
【详解】
这样的扬声器能当作话筒使用；当人对着纸盆说话时，线圈会在声波的带动下在振动，从而切割磁感线产生感应电流，从而把声音信号变为电信号。