2021-2022学年高二物理（2019人教版）必修三第十三章13.3电磁感应现象及应用（word版含答案）

13.3电磁感应现象及应用
1．如下图所示实验装置中用于研究电磁感应现象的是(　　)
A　　　　　　　　B
C　　　　　　　　D
2．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图所示，她把一个带铁芯的线圈L开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是(　　)
A．线圈接在了直流电源上 B．电源电压过高
C．所选线圈的匝数过多 D．所用套环的材料与老师的不同
3．如图所示的条形磁铁的上方，放置一矩形线框，线框平面水平且与条形磁铁平行，则线框在由N端匀速平移到S端的过程中，线框中的感应电流的情况是(　　)
A．线框中始终无感应电流
B．线框中始终有感应电流
C．线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁中部上方时无感应电流，以后又有了感应电流
D．以上说法都不对
4.关于产生感应电流的条件,以下说法中正确的是(　　)
A.闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定有感应电流产生
B.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动,闭合电路中一定有感应电流产生
C.穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间,闭合电路中一定没有感应电流产生
D.只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回路中就有感应电流产生
5.(多选)闭合线圈按如图所示的方式在磁场中运动,则穿过闭合线圈的磁通量发生变化的是 (　　)
6.(多选)A、B两回路中各有一开关S1、S2,且回路A中接有电源,回路B中接有灵敏电流计(如图所示),下列操作及相应的结果可能实现的是 (　　)
A.先闭合S2,后闭合S1的瞬间,电流计指针偏转
B.S1、S2闭合后,在断开S2的瞬间,电流计指针偏转
C.先闭合S1,后闭合S2的瞬间,电流计指针偏转
D.S1、S2闭合后,在断开S1的瞬间,电流计指针偏转
7．如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是(　　)
8．如图所示，绕在铁芯上的线圈、电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路。在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是(　 　)
A．线圈中通以恒定的电流
B．通电时，使变阻器的滑片P做匀速滑动
C．通电时，使变阻器的滑片P做加速滑动
D．将电键突然断开的瞬间
9．有人根据条形磁铁的磁场分布情况用塑料制作了一个模具，模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合，如图所示。另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上某位置，线圈贴着模具上下移动的过程中，下列说法正确的是(地磁场很弱，可以忽略)(　　)
A．线圈切割磁感线，线圈中出现感应电流
B．线圈紧密套在模具上，移动过程中不出现感应电流
C．由于线圈所在处的磁场是不均匀的，故而不能判断线圈中是否有电流产生
D．若线圈平面放置不水平，则移动过程中会产生感应电流
10．在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成电路，假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内，a、b、c三个闭合金属圆环位置如图所示，当滑动变阻器的滑片左右滑动时，能产生感应电流的圆环是(　 　)
A．a、b两环 B．b、c两环
C．a、c两环 D．a、b、c三个环
11．如图所示，在匀强磁场中的矩形金属轨道上，有等长的两根金属棒ab和cd，它们以相同的速度匀速运动，则(　　)
A．断开开关S，ab中有感应电流
B．闭合开关S，ab中有感应电流
C．无论断开还是闭合开关S，ab中都有感应电流
D．无论断开还是闭合开关S，ab中都没有感应电流
12．（多选）如图所示，用导线做成的圆形或矩形回路与一直导线构成几种位置组合，哪几种组合中，切断直导线中电流时，闭合回路中会有感应电流产生(　　)
13．(多选)如图所示的实验中，在一个足够大的磁铁的磁场中，如果AB沿水平方向运动的速度大小为v1，两磁极沿水平方向运动的速度大小为v2，则(　　)
A．当v1＝v2，且方向相同时，可以产生感应电流
B．当v1＝v2，且方向相反时，可以产生感应电流
C．当v1≠v2时，方向相同或相反都可以产生感应电流
D．当v2＝0时，v1的方向改为与磁感线的夹角为θ，且θ＜90°，可以产生感应电流
14．如图甲所示为法拉第在研究电磁感应时用过的线圈，其工作原理如图乙所示，则实验中不会使电流表指针发生偏转的是(　　)
A．保持开关闭合　 B．开关闭合瞬间
C．开关断开瞬间　 D．移动变阻器滑片
15．如图所示，匀强磁场区域宽为d，一正方形线框abcd的边长为L，且L>d，线框以速度v通过磁场区域，从线框进入到完全离开磁场的时间内，线框中没有感应电流的时间是(　　)
A．　 B．
C．　 D．
16.如图,在同一竖直平面内,彼此绝缘的长直通电导线与椭圆形线圈的长轴重合,直导线中电流恒定。下列运动中,线圈内有感应电流产生的是(　　)
A.直导线水平向外平移 B.直导线以椭圆的中心为轴顺时针旋转
C.椭圆形线圈向下平移 D.椭圆形线圈向左平移
17.如图所示,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁,磁铁正下方有一固定的闭合线圈。现将磁铁托起到某一高度后放开,使磁铁上下振动时穿过它,磁铁会很快停下来。关于此现象,下列说法正确的是(　　)
A.磁铁上下振动过程中,线圈中会产生感应电流
B.磁铁上下振动过程中,线圈中不会产生感应电流
C.磁铁上下振动过程中,磁铁与弹簧组成的系统机械能不变
D.磁铁上下振动过程中,磁铁与弹簧组成的系统机械能增加
18.如图所示，金属裸导线框放在水平光滑金属导轨上，向右运动，空间中存在的匀强磁场垂直水平面向下，导轨和导线框中分别接有灵敏电流计、，则( )
A.表的指针和表的指针都发生偏转
B.表的指针发生偏转，表的指针不发生偏转
C.表的指针不发生偏转，表的指针发生偏转
D.表的指针和表的指针都不发生偏转
参考答案
1．解析：选B。选项A是用来探究影响安培力的大小因素的实验；选项B是研究电磁感应现象的实验，观察导体棒在磁场中做切割磁感线运动时电流表是否会产生感应电流；选项C是用来探究安培力的方向与哪些因素有关的实验；选项D是奥斯特实验，证明通电导线周围存在磁场．
2．解析：选D。线圈接在直流电源上，闭合开关的瞬间，穿过套环的磁通量仍然会改变，套环中会产生感应电流，会跳动，故A错误；电源电压过高，在套环中产生的感应电流更大，更容易跳起，故B错误；线圈匝数过多，在套环中产生的感应电流越大，套环更容易跳起，故C错误；所用的套环材料是塑料，不可能产生感应电流，则不会受到安培力，不会跳起，故D正确．
3．解析：选B。条形磁铁上方的磁感线分布是不均匀的，因此平移过程中，磁通量始终有变化，线圈始终有感应电流．故A、C、D错误，B正确．
4.解析：选D。产生感应电流的条件有两个:(1)闭合电路;(2)穿过闭合电路的磁通量发生了变化。故选D。
5.解析：选AB。A图中,图示状态Φ=0,转到90°过程中Φ增大,因此磁通量发生变化;B图中离直导线越远磁场越弱,磁感线越稀,所以当线圈远离导线时,线圈中磁通量不断变小;C图中条形磁铁周围的磁感线空间分布与线圈平面平行,在图示位置,线圈中的磁通量为零,在向下移动过程中,线圈中的磁通量一直为零,磁通量不变;D图中,随着线圈的转动,B与S都不变,B又垂直于S,所以Φ=BS始终不变。故正确选项为A、B。
6.解析：选AD。当S1闭合后,回路中有电流,在回路的周围产生磁场,回路B中有磁通量,在S1闭合或断开的瞬间,回路A中的电流从无到有或从有到无,电流周围的磁场发生变化,从而使穿过回路B的磁通量发生变化,产生感应电动势,此时若S2是闭合的,则回路B中有感应电流,电流计指针偏转,所以选项A、D正确。
7．解析：选D。A．线框在匀强磁场中运动时，穿过线框的磁感线条数不变，即磁通量不变，没有感应电流产生，故 A错误。B．图示的线框与磁场平行，穿过线框的磁通量为零，而且当线框平动时，磁通量始终为零，没有变化，所以没有感应电流产生，故B错误。C．线框与磁场平行，穿过线框的磁通量为零，当线框向右平动时，磁通量保持为零，没有变化，所以没有感应电流产生，故C错误。D．线框在磁场中转动时，穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，故D正确。
8．解析：选A。线圈中通以恒定的电流时，线圈产生稳恒的磁场，穿过铜环A的磁通量不变，没有感应电流产生，故 A正确；通电时，使变阻器的滑片P做匀速滑动或做加速滑动时，变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环A的磁通量变化，产生感应电流。将电键突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无，穿过铜环A的磁通量减小，产生感应电流，故B、C、D错误。
9．解析：选B。线圈贴着模具上下移动的过程中，由穿过线圈的磁通量不变可知不会产生感应电流，故A、C错误，B正确；线圈平面放置不水平时，在移动过程中穿过线圈的磁通量仍然不变，也不会产生感应电流，故D错误。
10．解析：选A。当滑动变阻器的滑片左右滑动时，引起电路中电流变化，从而引起闭合铁芯中的磁通量变化，a、b两圆环中的磁通量必定随之变化，引起感应电流的产生，而c环中有两股铁芯同时穿过，穿入和穿出的磁通量始终相等，合磁通量为零，所以c中不能产生感应电流。故选 A。
11．解析：选B。两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动，若断开开关S，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量无变化，则ab中无感应电流，故选项A、C错误；若闭合开关S，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量发生变化，则ab中有感应电流，故选项B正确，D错误。
12．解析：选BD。切断直导线中电流时，B、D选项中矩形回路中磁通量减少，会产生感应电流，A、C选项中矩形回路中磁通量始终为零，不会产生感应电流，故选B、D。
13．解析：选BCD。当v1＝v2，且方向相同时，二者无相对运动，AB不切割磁感线，回路中无感应电流，A错；当v1＝v2，且方向相反时，则AB切割磁感线，穿过回路的磁通量变大或变小，都有感应电流产生，B对；当v1≠v2时，无论方向相同或相反，二者都有相对运动，穿过回路的磁通量都会发生变化，有感应电流产生，C对；当v2＝0，v1的方向与磁感线的夹角θ<90°时，v1有垂直磁感线方向的分量，即AB仍在切割磁感线，穿过回路的磁通量发生变化，有感应电流产生，D对．
14．解析：选A。开关闭合状态下，线圈中电流恒定，穿过线圈的磁通量不发生变化，没有感应电流，电流表指针不会发生偏转，故A正确；当开关接通的瞬间、开关断开的瞬间或者移动变阻器滑片时，线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，指针发生偏转，故B、C、D错误．
15．解析：选B 。只有线框在进入磁场的过程中(bc边未出磁场)和线框在穿出磁场的过程中(仅ad边在磁场中切割磁感线)，穿过线框的磁通量才发生变化，产生感应电流．ad边和bc边都在磁场外穿越磁场的过程中，没有感应电流，则t＝，故正确选项为B.
16.解析：选C。由题可知,通电直导线将椭圆线圈平分,所以线圈中的磁通量为0,当直导线水平向外平移时,线圈中的磁通量还是0,磁通量没有发生变化,所以不会产生感应电流,故A错误;同理,直导线以椭圆的中心为轴顺时针旋转过程中,始终平分椭圆线圈,所以线圈的磁通量为0,磁通量没有发生变化,所以不会产生感应电流,故B错误;当椭圆形线圈向下平移时,线圈上半部分面积减小,下半部分面积增大,导致线圈磁通量发生变化,所以会产生感应电流,故C正确;当椭圆形线圈向左平移时,线圈的磁通量还是0,即磁通量没有发生变化,所以不会产生感应电流,故D错误。
17.解析：选A。磁铁上下振动过程中,穿过线圈的磁通量发生变化,则线圈中会产生感应电流,选项A正确,选项B错误;磁铁上下振动过程中,由于有电能产生,可知磁铁与弹簧组成的系统机械能减小,选项C、D错误。
18.解析：选A。裸导线框放在光滑金属导轨上向右运动，由分析可知，穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合回路中有感应电流，所以两个表的指针都发生偏转，故A正确，B、C、D错误.