5.3电磁感应 自主提升过关练-2021-2022学年高二上学期物理沪教版（2019）必修第三册（word含答案）

5.3电磁感应 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．在国际单位制中，以欧姆（）为单位的物理量是（　　）
A．电压 B．电流 C．电阻 D．磁通量
2．如图所示，同一线圈分别垂直纸面方向放置在磁场中S1和S2处，通过线圈的磁通量大小分别是Φ1、Φ2；磁感应强度的大小分别是B1、B2。下列物理量关系表达式正确的是（　　）
A．Φ1=Φ2
B．Φ1>Φ2
C．B1=B2
D．B13．如图所示，通电直导线中电流恒定不变，右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面。若将线框向右缓慢平移，已知通电直导线在其周围产生的磁场随距离增大而减弱，则穿过线框的磁通量将（　　）
A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．保持不变 D．不能确定
4．如图所示，通电长直导线右侧有一矩形线框，线框平面与直导线共面。使线框从图示实线位置向左平移到虚线位置，此时直导线正好平分线框。该过程中穿过线框的磁通量将（　　）
A．一直减小 B．一直增大
C．先减小后增大 D．先增大后减小
5．下列说法中正确的是（　　）
A．磁场中磁感应强度大的地方，磁通量不一定很大
B．穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度为零
C．若试探电荷在某位置所受的电场力为零，则该处的电场强度可能不为零
D．若一小段电流在某位置所受的安培力为零，则该处的磁感应强度一定为零
6．以下物理量为矢量，且单位用国际单位制基本单位表示正确的是（　　）
A．磁通量T·m2
B．电场强度 kg·m/（C·s2）
C．磁感应强度kg/（A·s2）
D．电流A
7．首先通过实验发现电磁感应现象的科学家是（　　）
A．赫兹 B．法拉第 C．爱因斯坦 D．奥斯特
8．如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动。下列四个图中磁通量变化的是图（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示，面积大小为S的矩形线圈abcd，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈可以绕O1O2转动。下列说法中正确的是（　　）
A．当线圈从图示位置转过30°时，穿过线圈的磁通量大小
B．当线圈从图示位置转过90°时，穿过线圈的磁通量大小Ф＝BS
C．当线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小ΔФ＝0
D．当线圈从图示位置转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小ΔФ＝
10．下列单位中属于国际单位制基本单位的是（ ）
A．韦伯 B．库仑 C．牛顿 D．安培
11．以下四幅图所示的实验中，下列说法正确的是（　　）
A．图（a）通电后小磁针将会发生偏转，说明了电流周围存在磁场
B．图（b）电键闭合后电流计的指针将会发生偏转，说明了回路产生了感应电流
C．图（c）闭合电键后金属棒会在导轨上运动，说明了回路产生了感应电流
D．图（d）电键闭合后线框会转动，说明了磁场对电流可以产生力的作用
12．等腰梯形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，导线框中通以如图所示顺时针方向的电流，ab边与MN平行。下列关于通电直导线MN的磁场对线框作用说法正确的是（ ）
A．线框在平面内向右移动少许，其磁通量不变
B．线框所受安培力的合力为零
C．线框有两条边所受的安培力大小相同
D．线框在安培力作用下一定有向右的运动趋势
13．某闭合三棱柱如图所示，处于磁感应强度为、方向沿x轴正方向的匀强磁场中。已知，为在平面内的矩形，为在平面内的矩形，下列判断正确的是（　　）
A．穿过图中面的磁通量为0
B．穿过图中面的磁通量为
C．穿过图中面的磁通量为
D．穿过图中面的磁通量为
14．如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量的情况是（　　）
A．如图所示位置时等于BS
B．若使框架绕OO′转过60°角，磁通量为BS
C．若从初始位置转过90°角，磁通量为零
D．若从初始位置转过180°角，磁通量的变化量大小为零
15．关于电和磁，下列描述正确的是（　　）
A．电场和磁场都是客观存在的
B．电场强度的方向是正的试探电荷的受力方向，磁感应强度的方向是垂直放入磁场中电流元的受力方向
C．线圈的匝数越多，线圈内的磁通量越大
D．正的点电荷逆着电场线运动时，电荷的电势能一定增加
二、解答题
16．“天宫一号”是中国第一个空间实验室，“天宫一号”空间应用系统开展了太阳与地磁活动指数的中期预测等研究，其成果已成功应用于中国首次载人交会对接任务的空间环境预报，如图所示，太阳电池帆板可以为空间飞行提供动力和能源，假设“天宫一号”正绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M，N的连线垂直，太阳帆板的总面积，在图示位置地磁场与太阳帆板垂直，磁感应强度，太阳帆板和空间站都是通电性能良好的导体，求：
（1）在图示位置穿过太阳帆板的磁通量；
（2）如果在图示位置太阳帆板绕连线转过120°角，则穿过太阳帆板磁通量的变化量。
17．面积为0.5m2的矩形线圈处于磁感应强度为3T的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，穿过该线圈的磁通量是多少 如果转动线圈使线圈平面与磁场方向夹角为60°（如图），穿过该线圈的磁通量又是多少
参考答案
1．C
【详解】
A．在国际单位制中，电压的单位为伏，故A错误；
B．在国际单位制中，电流的单位为安，故B错误；
C．在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，故C正确；
D．在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】
AB．穿过S1的磁感线条数多于穿过S2的磁感线条数，所以
Φ1>Φ2
故A错误，B正确；
CD．磁感线越密的位置磁感应强度越大，所以
B1＞B2
故CD错误。
故选B。
3．B
【详解】
通电直导线产生稳定的磁场，离通电直导线越远磁场越弱，磁感线越疏，则当线框远离通电直导线时，穿过线框的磁感线的条数越来越少，磁通量将逐渐减小。
故选B。
4．D
【详解】
通电直导线产生稳定的磁场，离导线越远磁场越弱，磁感线越疏，则当线框靠近通电导线，线框的左侧边框没有通过导线所在位置时，穿过线框的磁感线的条数越来越多，磁通量将逐渐增大，当线框平移到虚线位置，此时直导线正好平分矩形线框，故磁通量逐渐减小，直至为零，故D正确，ABC错误。
故选D。
5．A
【详解】
A．根据磁通量表达式
Φ=BSsinθ
可知，磁通量取决于磁感应强度、线圈面积以及二者间的夹角，故磁场中磁感应强度大的地方，磁通量不一定很大，故A正确；
B．当某个面与磁场平行时，则穿过某一面积的磁通量为零，但该处磁感应强度为不零，故B错误；
C．若试探电荷在某位置所受的电场力为零，则该处的电场强度一定为零，故C错误；
D．当一小段通电导线与磁场平行时，这一小段电流在某位置所受的安培力为零，但该处的磁感应强度不为零，故D错误。
故选A。
6．C
【详解】
A．磁通量为标量，故A错误；
B．电场强度是矢量，根据
可知电场强度单位可表示为kg·m/（A·s3），故B错误；
C．磁感应强度是矢量，根据
可知磁感应强度单位可表示为kg/（A·s2），故C正确；
D．电流是标量，故D错误。
故选C。
7．B
【详解】
首先通过实验发现电磁感应现象的科学家是法拉第。
故选B。
8．D
【详解】
A．线框平行于磁场感应线运动，穿过线框的磁通量没有变化，A错误；
B．线框垂直于磁感线运动，穿过的磁通量没有变化，B错误；
C．线框绕轴转动，但线框平行于磁场感应线，穿过的磁通量没有变化，C错误；
D．线框绕轴转动，磁通量发生变化，D正确。
故选D。
9．D
【详解】
如图所示位置，穿过线圈磁通量为
A．当线圈从图示位置转过30°时，穿过线圈的磁通量大小
故A错误；
B．当线圈从图示位置转过90°时，穿过线圈的磁通量大小为零，故B错误；
C．当线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量大小为
穿过线圈的磁通量的变化量大小
故C错误；
D．当线圈从图示位置转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量大小为
穿过线圈的磁通量的变化量大小为
故D正确。
故选D。
10．D
【详解】
安培是国际单位制中的基本单位，韦伯、库仑、牛顿均为导出单位。
故选D。
11．D
【详解】
A．图（a）通电后，通电导线在小磁针位置处产生的磁场方向水平向左，小磁针不会发生偏转，故A错误；
B．图（b）电键闭合后，导体棒没有切割磁感线，回路中不会产生感应电流，电流计的指针不会发生偏转，故B错误；
C．图（c）闭合电键后金属棒会在导轨上运动，说明了通电导体在磁场中会受到磁场力的作用，故C错误；
D．图（d）电键闭合后线框会转动，说明了磁场对电流可以产生力的作用，故D正确。
故选D。
12．C
【详解】
A．离MN越远的位置，磁感应强度越小，线框在平面内向右移动少许，其磁通量减小，A错误；
BC．直导线中的电流方向由N到M，根据安培定则，导线右侧区域磁感应强度方向向内，根据左手定则，ab边受向左的安培力，cd边受到向右的安培力，ad边受到斜向左下方的安培力，bc受到左上方安培力，离MN越远的位置，磁感应强度越小，则四个边所受的安培力的合力不为零，其中bc边和ad边所受的安培力大小相同，B错误、C正确；
D．离MN越远的位置，磁感应强度越小，故根据安培力公式
F = BIL
cd边受到的安培力小于ab边、bc边和ad边受到的安培力的矢量和，则线框在安培力作用下一定有向左的运动趋势，D错误。
故选C。
13．AC
【详解】
A．面积DOF面与磁场相互相互平行，所以磁通量
Φ=0
故A正确；
B．面积BEFO与磁场方向相互平行，故磁通量
Φ=0
故B错误；
C．面积ABOD与磁场垂直，所以磁通量
Φ=BS=1×0.8×0.4Wb=0.32Wb
故C正确；
D．面积AEFD与匀强磁场方向的夹角未知，因此可将面积AEFD投影到与x轴垂直的ABOD上，AEFD的有效面积就是ABOD的面积，故磁通量
Φ=BS=1×0.8×0.4Wb=0.32Wb
故D错误。
故选AC。
14．ABC
【详解】
在题图所示的位置时，磁感线与框架平面垂直
Φ＝BS
当框架绕OO′轴转过60°时可以将图改画成侧视图如图所示
Φ＝BS⊥＝BS·cos 60°＝BS
转过90°时，框架平行于磁感线
Φ＝0
框架转过180°时，磁感线仍然垂直穿过框架，只不过穿过方向改变了，因而
Φ1＝BS
Φ2＝－BS
ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS
故ABC正确，D错误。
故选ABC。
15．AD
【详解】
A．电场和磁场都是客观真实存在的，故A正确；
B．电场强度的方向是正的试探电荷的受力方向，而磁感应强度的方向与垂直放入磁场中电流元的受力方向垂直，故B错误；
C．穿过线圈磁感线的条数与线圈匝数无关，即线圈内的磁通量与线圈的匝数无关，故C错误；
D．正的点电荷逆着电场线运动时，电场力做负功，则电荷的电势能一定增加，故D正确。
故选AD。
16．（1）3.8×10-4Wb；（2）-5.7×10-4Wb
【详解】
（1）在图示位置太阳帆板与磁场垂直，穿过太阳帆板的磁通量
（2）太阳帆板绕转过120°角后，穿过太阳帆板的磁通量
则穿过太阳帆板磁通量的变化量
17．1.5Wb， 1.3Wb
【详解】
因线圈平面与磁场方向垂直，所以
因线圈平面与磁场方向夹角为60°，即与垂直于磁场方向投影面的夹角为30°，所以