13.3电磁感应现象及应用 学科素养提升练（word版含答案）

13.3电磁感应现象及应用 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．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，下列情况下线圈中能产生感应电流的是（　　）
A．线圈以ab边为轴转动 B．线圈向右平移
C．线圈向上平移 D．以垂直于线圈平面的轴逆时针转动
2．“探究感应电流与磁通量变化的关系”的实验装置如图所示，下列操作中会产生感应电流的是（　　）
A．保持开关S始终闭合
B．保持开关S始终断开
C．保持开关S始终断开，迅速移动滑动变阻器的滑片
D．保持开关S始终闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片
3．如图所示，有一正方形闭合线圈，在范围足够大的匀强磁场中匀速运动或匀速转动。线圈的运动情况和匀强磁场的方向在各选项中均已标出，其中能产生感应电流的是（　　）
A． B．
C． D．
4．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，下列情况下线圈中能产生感应电流的是（　　）
A．线圈以ab边为轴转动
B．线圈向右平移
C．线圈向上平移
D．在线圈平面内以自身中轴线为轴逆时针转动
5．如图所示，正方形闭合金属线框在足够大的匀强磁场中运动。要使金属线框中产生感应电流，应使线框（　　）
A．水平向右运动 B．垂直于纸面向外运动
C．以为轴转动 D．以为轴转动
6．避雷针可以避免建筑物被雷击，运用的物理原理是（　　）
A．尖端放电 B．库仑定律 C．电磁感应 D．电流的磁效应
7．下列图示中的闭合线圈始终全部处在匀强磁场中运动，其中能产生感应电流的是（　　）
A． B．
C． D．
8．下列科学家对物理学发展所做贡献符合史实的是（　　）
A．库仑发现了点电荷间的作用规律，并提出了电场的概念
B．法拉第研究了感应电流产生的条件，并提出了法拉第电磁感应定律
C．德国科学家楞次通过分析大量实验结果，发表了确定感应电流方向的楞次定律
D．安培首先发现电流的磁效应现象，并提出了分子电流假说
9．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
10．如图所示，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两个接线柱连接到灵敏电流计上，把线圈A静置于线圈B的内部。下列判断正确的是（　　）
A．开关闭合，向右移动滑动变阻器滑片的过程中，电流计指针不偏转
B．开关闭合，向上拔出线圈A的过程中，线圈B将排斥线圈A
C．开关闭合瞬间，电流计指针不偏转
D．开关闭合瞬间，电流计指针会偏转
11．下列情境中，能产生感应电流的是（ ）
A．位于磁场中的闭合线圈
B．闭合线圈和磁场发生相对运动
C．闭合线圈做切割磁感线运动
D．穿过闭合线圈的磁感线条数变化
12．在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，已知在图甲，电流计指针向左偏转，则对下图所示的实验过程，说法正确的是（　　）
A．甲图中感应电流产生的磁场方向向下
B．乙图中电流计指针向左偏转
C．乙图和丙图中磁铁受到线圈作用力的方向都向下
D．丙图和丁图中电流计指针的偏转方向不同
13．无线充电技术已经广泛应用于目常生活中，如图甲为电动汽车无线充电原理图，为受电线圈，为送电线圈。图乙为受电线圈的示意图，线圈匝数为、横截面积为，、两端连接车载变流装置，某段时间内线圈产生的磁场平行于圆轴线向上穿过线圈。下列说法正确是（　　）
A．当线圈中磁感应强度不变时，能为电动汽车充电
B．当线圈接入恒定电流时，电动汽车充电线圈两端不会产生恒定电压
C．当线圈中的磁感应强度增加时，线圈两端产生电压可能变大
D．若这段时间内线圈中磁感应强度大小均匀增加，则中产生的电动势为
14．如图所示为电流表与螺线管组成闭合电路，以下能使电流表指针偏转的是（　　）
A．将磁铁插入螺线管的过程中
B．磁铁放在螺线管中不动时
C．将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中
D．磁铁静止而将螺线管向上移动
15．以下是课本上几幅与磁场、电磁感应现象有关的图片，则叙述正确的是（　　）
A．图甲中断开开关瞬间，线圈里没有感应电流
B．图乙中电流方向如图所示，则铁环中心点的磁场垂直纸面向外
C．图丙中电流从流入时，发现小磁铁向上运动，则小磁铁的下端为极
D．图丁中水平圆环从条形磁铁上方位置向下运动，位置穿过圆环的磁通量最大
二、解答题
16．在家庭电路中，为了安全，一般都会在电能表后面的电路中安装一个漏电保护器。如图所示，其原线圈是由进户线的火线和零线并在一起双线绕成。当漏电保护器的ab端没有电压时，脱扣开关S能始终保持接通；当ab端一旦有电压时，脱扣开关立即断开，切断电路以起保护作用。
（1）用户正常用电时，a、b之间有没有电压？为什么？
（2）如果某人站在地面上，手误触火线而触电，脱扣开关是否会断开？为什么？
17．磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2L的正方形范围内，有一个电阻为R，边长为L的正方形导线框abcd沿垂直于磁场方向，以速度v匀速通过磁场，如图所示。从ab边进入磁场算起，
（1）画出穿过线框的磁通量随时间的变化图像；
（2）指出有或无感应电流的时间段。
参考答案
1．A
【详解】
A．线圈以ab边为轴转动时，穿过线圈的磁通量会产生变化，线圈中能产生感应电流，A正确；
BC．线圈向右平移或线圈向上平移，穿过线圈的磁通量都没有变化，线圈中不能产生感应电流，BC错误；
D．以垂直于线圈平面的轴逆时针转动时，穿过线圈的磁通量没有变化，线圈中不能产生感应电流，D错误。
故选A。
2．D
【详解】
A．开关始终闭合时，电流不变，不会产生电磁感应现象，不会产生感应电流，故A错误；
BC．开关始终断开时，电路中没有电流，不会产生电磁感应现象，不会产生感应电流，故BC错误；
D．保持开关S始终闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片，电路中电流变化，会产生电磁感应现象，会产生感应电流，故D正确。
故选D。
3．A
【详解】
A．闭合线圈匀速转动过程中，磁通量发生变化，会产生感应电流。故A正确；
B．闭合线圈匀速转动过程中，磁通量始终为零，不会产生感应电流。故B错误；
C．闭合线圈匀速运动过程中，磁通量始终为零，不会产生感应电流。故C错误；
D．闭合线圈匀速运动过程中，磁通量始终保持不变，不会产生感应电流。故D错误；
故选A。
4．A
【详解】
A．线圈以ab边为轴转动时，穿过线圈的磁通量会产生变化，线圈中能产生感应电流，A正确；
BC．线圈向右平移或线圈向上平移，穿过线圈的磁通量都没有变化，线圈中不能产生感应电流，BC错误；
D．以垂直于线圈平面的轴逆时针转动时，穿过线圈的磁通量没有变化，线圈中不能产生感应电流，D错误。
故选A。
5．D
【详解】
A．线框水平向右运动时，线框平面始终与磁感线平行，线框内的磁通量不发生变化，线框中不会产生感应电流，故A错误；
B．线框垂直于纸面向外运动，线框平面也始终与磁感线平行，线框内的磁通量不发生变化，线框中不会产生感应电流，故B错误；
C．当线框以为轴转动时，线框平面也始终与磁感线平行，线框内的磁通量不发生变化，线框中不会产生感应电流，故C错误；
D．当线框以为轴转动时，线框内的磁通量随线框的转动发生周期性的变化，线框中将产生感应电流，故D正确。
故选D。
6．A
【详解】
避雷针可以避免建筑物被雷击，当带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遭雷击。其原理为尖端放电。
故选A。
7．D
【详解】
AB．线圈向右运动时穿过线圈的磁通量不变，不会有感应电流，选项AB错误；
C．线圈转动时，穿过线圈的磁通量始终为零，则不会有感应电流产生，选项C错误；
D．线圈转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，则会有感应电流产生，选项D正确；
故选D。
8．C
【详解】
A．库仑发现了点电荷的相互作用规律--库仑定律，法拉第提出了电场、电场线和磁场、磁感线的概念，故A错误；
B．法拉第研究了感应电流产生的条件，库柏和韦德提出了法拉第电磁感应定律。故B错误；
C．德国科学家楞次通过分析大量实验结果，发表了确定感应电流方向的楞次定律，故C正确；
D．奥斯特首先发现电流的磁效应现象，安培发现了磁场对电流的作用规律，并提出了分子电流假说，故D错误；
故选C。
9．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。
10．D
【详解】
A．开关闭合，向右移动滑动变阻器滑片的过程中，线圈A中的电流发生变化，则穿过线圈B的磁通量发生变化，则会产生感应电流，即电流计指针偏转，选项A错误；
B．开关闭合，向上拔出线圈A的过程中，根据楞次定律“来拒去留”，可知，线圈B将吸引线圈A，选项B错误；
CD．开关闭合瞬间，线圈A中的电流发生变化，则穿过线圈B的磁通量发生变化，则会产生感应电流，电流计指针偏转，选项C错误，D正确。
故选D。
11．D
【详解】
产生感应电流的条件是闭合回路的磁通量发生变化，四个选项只有D中的磁通量改变，其他选项无法判断磁通量是否变化，故D正确，ABC错误。
故选D。
12．D
【详解】
A．如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，穿过线圈向下的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向上，由安培定则可知感应电流的方向螺旋向下，此时电流从下向上流过电流表，发现电流表指针向左偏转，可知电流表指针偏转方向与电流方向间的关系：电流从下向上流过电流表，电流表指针向左偏转，电流从上向下流过电流表，则电流表指针向右偏转，A错误；
B．在图乙所示实验过程中，磁铁的S极向下运动时，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向下，由安培定则可知感应电流的方向螺旋向上，此时电流从上向下流过电流表，电流计指针应该向右偏转，B错误；
C．图乙中磁铁的S极向下运动靠近线圈，根据楞次定律可知，磁铁受到线圈作用力的方向向上，图丙中磁铁的N极向上运动离开线圈，根据楞次定律可知，磁铁受到线圈作用力的方向向下，C错误；
D．在图丙所示实验过程中，磁铁的N极向上运动时，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向下，由安培定则可知感应电流的方向螺旋向上，此时电流从上向下流过电流表，电流计指针应该向右偏转，同理可知图丁电流表指针向左偏转，D正确。
故选D。
13．BC
【详解】
A．穿过线圈M中磁感应强度B不变时，其磁通量不变，不产生感应电动势，不能为电动汽车充电，故A错误；
B．当线圈N接入恒定电流时，穿过线圈M的磁通量不变，不产生感应电动势，不会产生电压，故B正确；
C．当线圈M中的磁感应强度B增加时，线圈M两端产生电压，当增大时，根据
可知线圈两端产生电压变大，故C正确；
D．若这段时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加，则M中产生的电动势
故D错误。
故选BC。
14．ACD
【详解】
AC．在磁铁插入、拉出过程中螺线管中的磁通量均发生变化，能产生感应电流，电流表指针偏转，故A、C正确；
B．磁铁放在螺线管中不动时，螺线管中的磁通量不发生变化，无感应电流产生，电流表指针不偏转，故B错误；
D．由于磁铁静止而螺线管向上移动，螺线管中的磁通量发生变化，有感应电流产生，电流表指针偏转，故D正确。
故选ACD。
15．CD
【详解】
A．图甲中断开开关瞬间，电流从有到没有，则通过线圈P的磁通量发生了变化，线圈里有感应电流，所以A错误；
B．图乙中电流方向如图所示，根据右手定则，铁环中心点的磁场竖直向下，所以B错误；
C．图丙中电流从流入时，根据安培定则，电磁铁上端为N极，发现小磁铁向上运动，则小磁铁的下端为极，所以C正确；
D．图丁中水平圆环从条形磁铁上方位置向下运动，通过圆环的磁通量先增大后减小，位置穿过圆环的磁通量最大，所以D正确；
故选CD。
16．没有；会断开
【详解】
（1）由于火线和零线采用双线绕法，当用户用电正常时，P线圈内部的磁通量变化率为零，在ab线圈中不会产生感应电动势，所以ab线圈两端没有电压，脱扣开关闭合。
（2）如果有人站在地面上，手误触火线而触电，零线或者火线中有一根电线电流为零，此时只有一根线有电流，P中会有磁通量的变化，导致穿过线圈ab的磁通量变化，会产生感应电动势，使ab间有电压，开关立即断开。
17．(1)见解析；(2）见解析
【详解】
线圈穿过磁场的过程可分为三个阶段，进入磁场阶段（只有ab边在磁场中），在磁场中运动阶段（ab、cd两边都在磁场中），离开磁场阶段（只有cd边在磁图场中）。
(1)线框进入磁场阶段：t为，线框进入磁场中的面积线性增加，
最后
线框在磁场中运动阶段：t为，线框磁通量为
保持不变。
线框离开磁场阶段：t为，线框磁通量线性减少最后为零。
图像如下图所示
(2)由图像可知，在时间内穿过线框的磁通量是增加的，线框中将产生感应电流；
在时间穿过线框的磁通量不变，无感应电流；
在时间内穿过线框的磁通量减小，线框中将产生感应电流。