2.1感应电流产生的条件 学科素养提升练（word解析版）

2.1感应电流产生的条件 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．如图所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面，闭合开关，下列判断正确的是（　　）
A．匀速移动滑动变阻器滑片，电流表指针不发生偏转
B．变速移动滑动变阻器滑片，电流表指针不发生偏转
C．匀速移动滑动变阻器滑片，电流表指针发生偏转，偏转方向与速度大小无关
D．变速移动滑动变阻器滑片，电流表指针发生偏转，偏转方向与速度大小有关
2．管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接．焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接．焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为（　　）
A．库仑 B．安培 C．密立根 D．法拉第
3．如图所示，线圈abcd水平向右穿过磁场区域B时，在以下情况中，线圈中有感应电流产生的是（　　）
A．整个线圈在磁场中上、下平动
B．整个线圈都在磁场中左右平动
C．线圈离开磁场的过程中
D．线圈进入磁场后在它所在的平面内绕a点所在垂直于纸面的轴旋转
4．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
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．使线圈在纸面内向右运动
B．使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外运动
C．使线圈以ac为轴转动
D．使线圈以bd为轴转动
6．在如图所示的电磁感应实验中，线圈B与检流计G组成闭合电路，线圈A与电池、滑动变阻器、开关组成闭合电路，线圈A置于线圈B中，在实验中，以下的实验现象应该出现的是（　　）
A．在闭合开关的瞬间检流计指针将发生偏转，然后指针偏转角度维持不变
B．在闭合开关的瞬间检流计指针不发生偏转
C．闭合开关后，滑动变阻器滑片P向右或向左移动过程中，检流计指针都将发生偏转
D．在断开开关的瞬间，检流计指针不发生偏转
7．如图所示，匀强磁场中有一个矩形闭合导线框绕轴线顺时针转动。在线框由水平位置转动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．磁场的磁感应强度不断减小 B．穿过线框的磁通量保持不变
C．穿过线框的磁感线条数增多 D．在线框中会产生感应电流
8．下列现象中，能表明电和磁有联系的是（　　）
A．摩擦起电 B．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流
C．静电喷漆 D．两块磁铁相互吸引或排斥
9．某同学关注到了一条疫情新闻：在沈阳疫情期间，为确保社区居家隔离观察人员管控技防措施有效发挥作用，皇姑区民政局基层政权科与门磁设备供应商合力行动，确保智能门磁系统使用无误，他对门磁系统比较感兴趣，于是他自己设计了如图所示的门磁系统，强磁棒固定在门框上，线圈和发射系统固定在房门上，当房门关闭时穿过线圈的磁通量最大，当线圈中出现一定强度的电压、电流信号时，自动触发后面的信号发射系统，远程向后台发出报警信号，下列说法中正确是（　　）
A．线圈平面与房门平面相互平行
B．当房门缓慢打开时门磁报警系统可能不会报警
C．只有房门向外打开时门磁系统才会报警
D．此种门磁系统装在左右移动的房门上不能起到报警的作用
10．如图所示的各图所描述的物理情境中，没有产生感应电流的是（　　）
A．开关S闭合稳定后，线圈N中
B．磁铁向铝环A靠近，铝环A中
C．金属框从A位置向B位置运动，金属框中
D．铜盘在磁场中按图示方向转动，回路中
11．在物理学史上，奥斯特首先发现电流周围存在磁场。随后，物理学家提出“磁生电”的闪光思想。很多科学家为证实这种思想进行了十多年的艰苦研究，首先成功发现“磁生电”的物理学家是（　　）
A．牛顿 B．爱因斯坦 C．法拉第 D．安培
12．关于磁通量和感应电流的有关知识，下列说法正确的是（　　）
A．如果穿过线圈的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零
B．位于磁场中的闭合线圈，一定能产生感应电流
C．闭合线圈与磁场发生相对运动，一定能产生感应电流
D．不论用什么办法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，一定能产生感应电流
13．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
14．如图所示，变化的匀强磁场垂直穿过金属框架MNQP，金属杆ab在恒力F作用下沿框架从静止开始运动，t=0时磁感应强度大小为B0，为使ab产生感应电流，下列能正确反映磁感应强度B的倒数随时间t变化关系的图象是（　　）
A． B．
C． D．
15．下列情况能产生感应电流的是（　　）
A．如图甲所示，导体棒OC以O点为轴在导轨ab上以角速度ω转动时
B．如图乙所示，导体框在匀强磁场中向右加速运动时
C．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关闭合或断开时
D．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器阻值时
二、解答题
16．如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为L的正方形。
(1)求t=0时穿过MDEN回路的磁通量；
(2)为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式。
17．闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，闭合电路中就有感应电流产生，其本质是什么？
参考答案
1．C
【详解】
开关闭合后，无论是匀速还是变速移动滑动变阻器的滑片时，圈B内的磁通量发生变化，导致闭合线圈A中产生感应电动势，从而产生感应电流，电流表指针发生偏转，偏转方向与速度大小无关，与滑动变阻器的阻值变大或变小有关，故C正确，ABD错误。
故选C。
2．D
【详解】
线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，原理是电磁感应，电磁感应发现者是法拉第。
故选D。
3．C
【详解】
ABD．整个线圈在磁场中上、下平动时、整个线圈都在磁场中左右平动与线圈进入磁场后在它所在的平面内绕a点所在垂直于纸面的轴旋转，穿过线圈的磁通量不发生变化，则没有感应电流产生，故ABD错误；
C．线圈离开磁场的过程中，线圈的有效面积减小，穿过线圈的磁通量减小，有感应电流产生，故C正确。
故选C。
4．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。
5．D
【详解】
A．由于磁场为匀强磁场，线圈在平面内平动或转动时，其磁通量始终为零，没有变化，因此不会产生感应电流，A错误；
B．图示位置线圈与磁场平行，穿过线圈平面的磁通量为零，使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动时，磁通量保持为零，没有变化，所以不产生感应电流，B错误；
C．使线圈以ac为轴转动，线圈与磁场保持平行，穿过线圈平面的磁通量一直为零，没有变化，所以不产生感应电流，C错误；
D．当线圈以bd为轴转动时，穿过线圈的磁感线条数将发生变化，则磁通量将发生变化，则线圈有感应电流产生，D正确。
故选D。
6．C
【详解】
AB．在闭合开关的瞬间，穿过B的磁通量发生变化，会有感应电流产生，则检流计指针将发生偏转，然后指针将再次回到零点，偏转角度不是维持不变，选项AB错误；
C．闭合开关后，滑动变阻器滑片P向右或向左移动过程中，A中电流发生变化，则穿过B的磁通量发生变化，会有感应电流产生，检流计指针都将发生偏转，选项C正确；
D．在断开开关的瞬间，穿过B的磁通量发生变化，会有感应电流产生，即检流计指针会发生偏转，选项D错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．磁场的磁感应强度不变，A错误；
B．磁感线穿过线圈的面积发生变化，故穿过线框的磁通量发生变化，B错误；
C．磁感线穿过线圈的面积减小，给穿过线框的磁感线条数减小，C错误；
D．磁感线穿过线圈的面积发生变化，故穿过线框的磁通量发生变化，故在线框中会产生感应电流，D正确。
故选D。
8．B
【详解】
A．摩擦起电是电荷的转移，与磁无关，A错误；
B．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流，说明磁能生电，B正确；
C．静电喷漆利用了带电微粒在电场中的运动，与磁无关，C错误；
D．两块磁铁相互吸引或排斥，是磁体通过磁场相互作用，与电无关，D错误。
故选B。
9．B
【详解】
A．线圈平面与房门平面相互垂直，故A错误；
B．当房门缓慢打开时，产生的感应电压、电流过低，门磁报警系统可能不会报警，故B正确；
C．只有房门向内、向外打开时，都会产生感应电压、电流，门磁系统都会报警，故C错误；
D．此种门磁系统装在左右移动的房门上也会产生感应电压、电流，能起到报警的作用，故D错误。
故选B。
10．A
【详解】
A．开关S闭合稳定后，穿过线圈N的磁通量保持不变，线圈N中不会产生感应电流，故A符合题意；
B．磁铁向铝环A靠近，穿过铝环的磁通量增大，铝环中会产生感应电流，故B不符合题意；
C．金属框中从A位置向B位置运动，穿过金属框的磁通量发生变化，金属框中会产生感应电流，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，回路中会产生感应电流，故D不符合题意。
故选A。
11．C
【详解】
首先成功发现“磁生电”的物理学家是法拉第。
故选C。
12．D
【详解】
A．若线圈与磁场的磁感应强度方向平行，则磁通量为零，但磁应强度不为零，A错误；
B．闭合线圈位于磁场中，穿过闭合线圈的磁通量不一定变化，B错误；
C．闭合线圈与磁场有相对运动，穿过闭合线圈的磁通量不一定变化，错误；
D．由法拉第电磁感应定律可知，D正确。
故选D。
13．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。
14．ABD
【详解】
本题可采用逆向思维方式，若使通过闭合回路的磁通量不发生变化时，则棒ab中将不产生感应电流，设金属杆ab长为L，金属杆ab距离MP的距离为l1，棒的质量为m，则有
，
根据
若无感应电流产生，即有
则
所以
即随着时间增加，是增大的，且增大的速度越来越快，且为非线性关系时，ab中无感应电流产生，反之，则有感应电流产生，结合选项图像，故选ABD。
15．ACD
【详解】
当闭合回路中磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流。
A．如图甲所示，导体棒OC以O点为轴在导轨ab上以角速度ω转动时，切割磁感线，产生感应电流，故A正确，符合题意；
B．如图乙所示，导体框在匀强磁场中向右加速运动时，闭合回路磁通量不变，不会产生感应电流，故B错误，不符合题意；
C．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关闭合或断开时，原电流变化，原磁场变化导致穿过B的磁通量变化，产生感应电流，故C正确，符合题意；
D．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器阻值时，原电流变化，原磁场变化导致穿过B的磁通量变化，产生感应电流，故D正确，符合题意。
故选ACD。
16．(1)；(2)
【详解】
(1)磁通量
(2)回路的磁通量不变，则有
解之得
17．其本质就是：闭合电路中的磁通量发生变化。
【详解】
当闭合电路中，部分导体做切割磁感线运动时，穿过闭合电路的磁通量在变化。而若整个线框在匀强磁场中切割磁感线平移时，并没有发生磁通量的变化，所以不能产生感应电流。