13.3电磁感应现象及应用基础巩固（word版含答案）

13.3电磁感应现象及应用基础巩固2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第三册
一、选择题（共15题）
1．发现电磁感应现象的科学家是（　　）
A．安培 B．赫兹 C．法拉第 D．麦克斯韦
2．如图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2、O3O4都是线圈的对称轴，若使线圈中产生感应电流，下列方 法正确的是
A．矩形线圈绕O3O4轴转动
B．矩形线圈沿纸面向上平动
C．矩形线圈沿纸面向左平动
D．矩形线圈绕a点在纸面内转动
3．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。则以下符合事实的是（　　）
A．丹麦物理学家奥斯特梦圆电生磁，终于发现了电磁感应现象
B．焦耳通过实验研究发现了电流通过导体产生电热的规律
C．法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕
D．安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的
4．如图所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，矩形导线框位于它的右侧，和导线在同一竖直平面内，边与导线平行。以下过程，线框中能产生感应电流的是（　　）
A．导线不动，线框向上平移
B．导线不动，线框向下平移
C．导线不动，线框向右平移
D．导线和线框相对位置不变，一起向右平移
5．如图所示，闭合圆导线线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，其中ac、bd分别是平行和垂直于磁场方向的两条直径。试分析使线圈做如下运动时，能产生感应电流的是（　　）
A．使线圈在纸面内平动
B．使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动
C．使线圈以ac为轴转动
D．使线圈以bd为轴转动
6．如图为演示电磁感应现象的实验装置，线圈与灵敏电流计G组成闭合电路。演示过程中，下列描述正确的是（　　）
A．条形磁铁插入线圈的过程，灵敏电流计指针摆动
B．条形磁铁插入线圈的过程，灵敏电流计指针无摆动
C．条形磁铁在线圈中保持静止，灵敏电流计指针摆动
D．条形磁铁从线圈中拔出的过程，灵敏电流计指针无摆动
7．图为“研究电磁感应现象”的实验装置，现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键按如图所示连接，在闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下．那么合上开关后，下列说法中正确的是 （ ）
A．将线圈A迅速插入线圈B时，电流计指针向左偏转一下
B．将线圈A插入线圈B稳定后，电流计指针一直向右偏
C．将线圈A插入线圈B稳定后，将变阻器滑片迅速向左滑动时，电流计指针向右偏转
D．将线圈A插入线圈B稳定后，将变阻器滑片迅速向左滑动时，电流计指针向左偏转
8．物理学家们的科学发现推动了物理学的发展、人类的进步．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中正确的是（　　）
A．库仑发现了点电荷之间的相互作用规律 B．特斯拉提出了分子电流假说
C．奥斯特发现了磁场产生电流的条件和规律 D．洛伦兹总结出了通电导体在磁场中受到的磁力作用规律
9．通电直导线旁放一个金属线框，线框和导线在同一平面内，如图所示．在线框abcd中没有产生感应电流的运动情况是（　　）
A．线框向右移动
B．线框以AB为轴旋转
C．线框以ad边为轴旋转
D．线框以ab边为轴旋转
10．下列各图所描述的物理情境中，没有感应电流的是
A． B．
C． D．
11．下列有关物理学史的说法，其中正确的是（ ）
A．法拉第发现了电流的磁效应
B．安培提出了著名的分子电流假说
C．奥斯特首先发现了电磁感应现象
D．洛伦兹发现磁场对通电导线有作用力
12．如图是电磁炉内部结构及锅的示意图，下列说法正确的是（　　）
A．通电线圈接通交变电流，频率越小，加热越快
B．通电线圈接通交变电流，频率越大，加热越快
C．通电线圈接通恒定电流，电流越大，加热越快
D．将不锈钢锅换成陶瓷锅，电流越大，加热越快
13．如图所示，将一线圈放在垂直纸面向里的匀强磁场B中，当整个线圈在磁场区域内按如下方式运动时，有感应电流产生的是（　　）
A．线圈以ab边为轴转动 B．线圈垂直于纸面向里运动
C．线圈平行于纸面向右运动 D．线圈平行于纸面向上运动
14．法拉第在1831年发现了“磁生电”现象．如图，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用长直导线连通，长直导线正下面平行放置一个小磁针．实验中可能观察到的现象是（ ）
A．只要A线圈中电流足够强，小磁针就会发生偏转
B．A线圈闭合开关电流稳定后，线圈B匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针偏转
C．线圈A和电池接通瞬间，小磁针会偏转
D．线圈A和电池断开瞬间，小磁针不会偏转
15．如图所示，O1O2是矩形导线框ABCD的对称轴，其左方有匀强磁场．下列情况下ABCD中有感应电流产生的是（ ）
A．将ABCD向纸外平移 B．将ABCD向上平移
C．将ABCD以AB为轴转动60° D．将ABCD以CD为轴转动60°
二、填空题（共4题）
16．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。
17．如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽度为d.一个边长为l的正方形导线框以速度v匀速通过磁场区.
（1）若，则在线框中不产生感应电流的时间等于（______）.
A． B． C． D．
（2）若，则在线框中不产生感应电流的时间等于（______）.
A． B． C． D．
18．如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽度为d，将一边长为l的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域：若d＞l，则在线框通过磁场区域的过程中，线框中不产生感应电流的时间应等于_______；若d＜l，则在线框通过磁场区域的过程中，线框中不产生感应电流的时间为_______。
19．某兴趣小组用图示器材研究电磁感应现象
（1）以笔画线代替导线，将图中电路连接完整．（________）
（2）电路正确连接后，手持线圈B，放在线圈A的上方附近（如图），闭合开关，发现灵敏电流计向左轻微偏转，当线圈B完全放入线圈A中，断开开关瞬间灵敏电流计指针向______偏转（填“左”或“右”）
（3）若用楞次定律解释（2）中实验现象，需要明确：_____________．
A.灵敏电流计指针偏转方向与电流流入方向之间的关系
B.线圈A的绕向
C.线圈B的绕向
D.两线圈的匝数
三、综合题（共4题）
20．如图所示，磁场中有一个闭合的弹簧线圈如果该磁场是匀强磁场，采取哪些措施可以使线圈中产生感应电流？如果该磁场是非匀强磁场，还可以增加哪些措施使线圈中产生感应电流？
21．法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。软铁环上绕有M、N两个线圈，当线圈M电路中的开关断开的瞬间，线圈N中的感应电流沿什么方向？
22．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？
五、作图题
23．我们在探究产生感应电流的条件中，用到了以下实验．在给出的实物图中，请用笔画线代替导线补全实验电路．
参考答案
1．C
【详解】
英国物理学家法拉第经过多年的研究，于1832年发现电磁感应现象，故C正确，ABD错误。
故选C。
2．A
【详解】
A．根据感产生电流的条件，穿过闭合线圈的磁通量发生变化．已知矩形线圈abcd是闭合线圈，当线圈绕O3O4转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生，故A正确；
B．向上或向下平动，穿过线圈的磁通量也不发生变化，无感应电流产生，故B错误；
C．向左或向右平动，穿过线圈的磁通量不发生变化，无感应电流产生，故C错误；
D．矩形线圈绕a点在纸面内转动，导致穿过线圈的磁通量不变化，无感应电流产生，故D错误．
故选A正确。
3．B
【详解】
A．英国物理学家法拉第梦圆磁生电，终于发现了电磁感应现象，故A错误；
B．焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系-焦耳定律，故B正确；
C．奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，故C错误；
D．左手定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】
AB．导线不动，线框向上或向下平移，线框中的磁感应强度不变，磁通量不变，故不会产生感应电流，AB错误；
C．导线不动，线框向右平移，线框中的磁感应强度减小，故磁通量减小，会产生感应电流，C正确；
D．导线和线框相对位置不变，一起向右平移，线框中的磁感应强度不变，磁通量不变，故不会产生感应电流，D错误。
故选C。
5．D
【详解】
使线圈在纸面内平动、沿垂直纸面方向向纸外平动或以ac为轴转动，线圈中的磁通量始终为零，不变化，无感应电流产生；以bd为轴转动时，线圈中的磁通量不断变化，能产生感应电流。
故选D。
6．A
【详解】
AB．条形磁铁插入线圈的过程，闭合回路的磁通量发生变化，有感应电流产生，故灵敏电流计指针摆动，B错误，A正确；
C．条形磁铁在线圈中保持静止，闭合回路的磁通量不发生变化，没有感应电流产生，灵敏电流计指针不摆动，C错误；
D．条形磁铁从线圈中拔出的过程，闭合回路的磁通量发生变化，有感应电流产生，故灵敏电流计指针摆动，D错误。
故选A。
7．D
【详解】
闭合开关，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流表的指针向右偏；闭合电键，将原线圈迅速插入副线圈时，磁场方向不变，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流计指针将向右偏转，选项A错误；将线圈A插入线圈B稳定后，穿过副线圈的磁通量不变，则电流计指针不偏转，选项B错误；原线圈插入副线圈后，由电路图可知，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，原线圈电流变小，穿过副线圈的磁场方向不变，但磁通量变小，灵敏电流计指针将左偏转，选项C错误，D正确；故选D．
8．A
【详解】
A．库仑发现了点电荷之间的相互作用规律，故A正确；
B．安培提出分子电流假说，很好的解释了磁现象的电本质，故B错误；
C．法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律，故C错误；
D．安培总结出了通电导体在磁场中受到的磁力作用规律，故D错误。
故选A。
9．B
【详解】
当保持M边与导线平行线圈向右移动时，穿过线圈的磁通量发生减小，则线圈中产生顺时针方向的感应电流；线框以导线为轴加速转动，穿过线圈的磁通量不变，则不可以产生感应电流；线框以ad边为轴旋转，穿过线圈的磁通量发生变化，则线圈中产生感应电流．导线框以ab边为轴旋转，穿过线圈的磁通量发生变化，则线圈中产生感应电流；本题选择不能产生感应电流的；故选B．
10．A
【分析】
根据产生感应电流的条件：穿过闭合线圈的磁通量要发生变化来判断．图丙中，线圈磁通量为零．
【详解】
A．电键S闭合稳定后，穿过线圈的磁通量保持不变，线圈不产生感应电流，故A符合题意；
B．磁铁向铝环A靠近，穿过线圈的磁通量在增大，线圈产生感应电流．故B不符合题意；
C．金属框从A向B运动，穿过线圈的磁通量时刻在变化，线圈产生感应电流，故C不符合题意；
D．铜盘在磁场中按图示方向转动，铜盘的一部分切割磁感线，产生感应电流，故D不符合题意．
11．B
【详解】
AC．发现电流的磁效应即电生磁的是奥斯特，而法拉第的贡献是发现了电磁感应现象，AC错误；
B．安培认为在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流，使每个微粒成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极，通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的，它们产生的磁场互相抵消，对外不显磁性，当外界磁场作用后，分子电流的取向大致相同，两端显示较强的磁体作用，形成磁极，就被磁化了，当磁体受到高温或猛烈撞击时会失去磁性，是因为激烈的热运动或震动使分子电流的取向又变的的杂乱无章了，即分子电流假说，B正确；
D．首先提出磁场对通电导线有作用力的观点是安培，而洛伦兹首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点，D错误。
故选B。
12．B
【详解】
D．电磁炉是根据电磁感应原理制成的，陶瓷锅体中不能产生感应电流，不能加热，D错误；
C．电磁炉是根据电磁感应原理制成的，通电线圈接通恒定电流，不能产生变化的磁场，不能在锅体中产生感应电流，不能加热，C错误；
AB．根据法拉第电磁感应定律，交变电流的频率越大，磁场变化越快，产生的感应电动势越大，根据欧姆定律，锅体中的感应电流越大，加热越快，A错误，B正确。
故选B。
13．A
【详解】
A．当线圈绕ab边转动时，其磁通量发生变化，故有感应电流产生，故A正确；
BCD．由于磁场是匀强磁场，把线圈向右拉动，或向上拉动，或垂直纸面向里运动，其磁通量均不变化，均无感应电流产生，故BCD错误。
故选A。
14．C
【详解】
小磁针会不会偏转取决于B线圈中有没有电流，而B中有没有电流取决于B线圈中的磁通量是否发生变化，当A线圈中电流足够强，但不变化，则B中无感应电流，磁针不会发生偏转，A错；当A线圈闭合开关电流稳定后，回路中的磁通量也不在发生变化，所以小磁针也不会发生偏转，故B错；当线圈A和电池接通或断开的瞬间，回路中的磁通量发生变化，所以B中有感应电流，则小磁针会偏转，故C对；D错；
故选C
15．D
【详解】
产生感应电流的条件是闭合回路磁通量有变化，设磁场磁感应强度为B，线框面积为S
A．将ABCD向纸外平移，回路磁通量未发生变化，仍为，故没有感应电流，A错误
B．将ABCD向上平移，回路磁通量未发生变化，仍为，故没有感应电流，B错误
C．将ABCD以AB为轴转动60°，回路磁通量，仍未发生变化，没有感应电流，C错误
D．将ABCD以CD为轴转动60°，磁场中的面积减小，回路磁通量，磁通量减小，回路有感应电流，D正确
16．电磁感应现象 闭合开关 左右
【详解】
[1][2][3]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。
17．C C
【详解】
[1] 若,线圈全部进入磁场后不产生感应电流，故时间为，故选C；
[2]若，当磁场全部在线圈中时，不产生感应电流，故时间为，故选C。
18．
【详解】
[1]若，线框可以全部进入磁场，当线框全部在磁场中时不产生感应电流，故不产生感应电流的时间为
[2]若，线框不能全部完全在磁场中，当线圈右边出磁场到左边进磁场这段时间内不产生感应电流，这段时间为
19． 右 ABC
【详解】
（1）[1]根据实验原理，可知将大线圈A与灵敏电流计连成一个回路，将小线圈B与滑动变阻器电源连成一个回路，则实验图如图所示：
（2）[2] 由题意可知当穿过A的磁通量增大时，指针向左偏转，则可知当穿过A的磁通量减小时，指针应该向右偏转．断开开关瞬间，B中的电流减小，穿过A的磁场变弱，穿过A的磁通量减小，故灵敏电流计的指针向右偏转．
（3）[3]ABC． 在实验过程中，除了查清流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清线圈A与线圈B的绕制方向，故ABC符合题意；
D.两线圈的匝数对磁通量的变化没有影响，故D不符合题意．
20．见解析
【详解】
当穿过线圈的磁通量发生变化时，就会产生感应电流，如果该磁场是匀强磁场，采取的措施有：①使线圈扩张；②使线圈缩小；③使线圈以某一直径为轴旋转；④将线圈拉出磁场等。
如果该磁场是非匀强磁场，还可以：①如果左右两侧的磁感应强度不均匀可以将线圈从右往左拉动（或从左往右）；②如果上下两端的磁感应强度不均匀可以将线圈从上端放手让其竖直落下等。
21．见解析
【详解】
分析与解答首先明确，我们用楞次定律研究的对象是线圈N和电流表组成的闭合导体回路。
线圈M中的电流在铁环中产生的磁感线是顺时针方向的（如下图），这些磁感线穿过线圈N的方向是向下的，即线圈N中原磁场B0的方向是向下的。
开关断开的瞬间，铁环中的磁场迅速减弱，线圈N中的磁通量减小。
感应电流的磁场Bi（图中没有标出）要阻碍磁通量的减小，所以，Bi的方向与B0的方向相同，即线圈N中Bi的方向也是向下的。
根据右手螺旋定则，由Bi的方向判定，线圈N中感应电流Ii应沿下图所示的方向。
22．见解析
【详解】
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。
23．
【详解】
在探究产生感应电流的条件实验中，有两个回路，一个回路是电源、开关、滑动变阻器、线圈A，用来产生变化的磁场；另一个回路是线圈B和电流计，用来检测是否有感应电流产生；所以电路如图：