2.1感应电流产生的条件 自主提升过关练（word解析版）

2.1感应电流产生的条件 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．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
2．在电磁学的发展过程中，许多物理学家做出了贡献，以下说法正确的是（　　）
A．奥斯特认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，提出了著名的洛伦兹力公式
B．法拉第发现了电磁感应现象，并制造了世界上第一台手摇发电机
C．安培通过实验发现了通电导线周围存在磁场，首次揭示了电与磁的联系
D．欧姆在前人工作的基础上通过实验研究总结出了电流通过导体时产生的热量跟电流的关系
3．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
4．第一个发现电流周围产生磁场的科学家是（　　）
A．奥斯特 B．库仑 C．安培 D．法拉第
5．如图所示，有一矩形闭合导电线圈，在足够大的匀强磁场中运动，其中能产生感应电流的是图（　　）
A．矩形导电线圈平面平行于磁场方向向右平移
B．矩导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移
C．矩形导电线圈绕水平轴匀速转动
D．矩形导电线圈绕竖直轴匀速转动
6．如图所示，矩形线框在匀强磁场中做下列四种运动，能够产生感应电流的是（　　）
A． B．
C． D．
7．关于磁通量和电磁感应现象，下列说法中正确的是（　　）
A．通电导体周围产生磁场和磁场对通电导体发生作用属于电磁感应现象。
B．电荷在磁场中定向移动形成电流属于电磁感应现象
C．磁通量是过程量，它表示回路从某一时刻到另时刻磁通量的改变量
D．产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化
8．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．
9．无线充电是近年发展起来的新技术．如图所示，该技术通过交变磁场在发射线圈和接收线圈间传输能量。内置接收线圈的手机可以直接放在无线充电基座上进行充电，下列关于无线充电的说法正确的是（　　）
A．在充电过程中没有电能损失
B．无线充电基座可以用直流电源供电
C．无线充电基座可以对所有手机进行无线充电
D．无线充电过程主要利用了电磁感应原理
10．许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列选项中说法全部正确的是（　　）
A．牛顿发现了万有引力定律，并用扭秤实验测出了引力常量，他被誉为第一个“称出”地球质量的人
B．密立根通过油滴实验比较精确地测定了电荷量e的数值
C．法拉第历经10年的研究，于1931年提出了法拉第电磁感应定律
D．库仑利用扭秤测出了静电力常量k的数值
11．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
12．图中能产生感应电流的是（　　）
A． B．C．D．
13．如图所示通有恒定电流的导线与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框由Ⅰ绕导线翻转到Ⅱ，则（　　）
A．若先后两次通过金属框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则ΔΦ1<ΔΦ2
B．若先后两次通过金属框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则ΔΦ1>ΔΦ2
C．先后两次线框中均会产生感应电流
D．第一次线框中有感应电流产生，第二次不会产生感应电流
14．如图为法拉第发现电磁感应现象的实验装置示意图，软铁环上绕有两个线圈，下列操作中可能观察到灵敏电流计G的指针发生偏转的是（　　）
A．处于闭合状态，闭合瞬间
B． 处于闭合状态，闭合瞬间
C． 、均处于闭合状态，断开瞬间
D． 、均处于闭合状态，断开瞬间
15．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。下列四个图中能产生感应电流的是（　　）
A． B． C．D．
二、解答题
16．某同学A说，当条形磁铁一端插入闭合的螺线管中时，螺线管中有感应电流出现，所以只要闭合回路中磁场发生变化，回路中就一定有感应电流产生。另一同学B说，当闭合回路一部分在空间运动时，回路中没有感应电流出现，但这并不能确定这一空间一定没有磁场。你认为这两位同学的说法正确吗？如正确，请说明理由。如不正确，请说明正确的推理结果。
17．为了让学生能够更好地理解感应电流产生的条件，物理老师孟成设计了如图所示的装置，固定于水平面上的金属架abcd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．时，磁感应强度为，此时MN到达的位置恰好使MbcN构成一个边长为的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，推导从开始，磁感应强度B随时间t变化的关系式．
参考答案
1．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。
2．B
【详解】
A．洛伦兹认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，提出了著名的洛伦兹力公式，故A错误；
B．法拉第通过实验总结出了电磁感应规律，并制造了世界上第一台手摇发电机，故B正确；
C．奥斯特通过实验发现了通电导线周围存在磁场，首次揭示了电与磁的联系，故C错误；
D．焦耳在前人工作的基础上通过实验研究总结出了电流通过导体时产生的热量跟电流的关系，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】
首先成功发现“磁生电”的物理学家是法拉第。
故选C。
4．A
【详解】
第一个发现电流周围产生磁场的科学家是奥斯特，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．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，不会产生感应电流，故A错误；
Ｂ．线框垂直于磁感线运动，虽然切割磁感线，但穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故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，因此也不会产生感应电流，故C错误；
D．线框绕轴转动，导致磁通量发生变化，因此线框产生感应电流，故D正确。
故选D。
6．B
【详解】
ACD三个图中，线圈在磁场中运动时，磁通量不变，则线圈中无感应电流产生；在图B中，线圈在磁场中转动时，磁通量不断变化，则会有感应电流产生。
故选B。
7．D
【详解】
A．电流能产生磁场，是电流的磁效应，不是电磁感应现象，通电导体在磁场中受到安培力作用，不是电磁感应现象，选项A错误；
Ｂ．电荷在磁场中定向移动形成电流，不是电磁感应产生的电流，不是电磁感应现象，选项B错误；
C．磁通量是状态量，是闭合回路在某时刻（某位置）穿过回路的磁感线的条数，选项C错误；
D．产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，是电磁感应现象，选项D正确。
故选D。
8．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。
9．D
【详解】
无线充电过程主要利用了电磁感应原理，当发射线圈中产生的磁场穿过接受线圈的磁通量发生变化时，会在接受线圈中产生供应电流，所以无线充电基座不可以用直流电源供电，且只能对有接收线圈的手机充电，充电过程中由于发射线圈的磁通量不可能都穿过接收线圈，则电能肯定有损失；
故选D。
10．B
【详解】
A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测量出了万有引力常量，被誉为第一个“称出”地球质量的人，故A错误；
B．密立根通过油滴实验比较精确地测定了电荷量e的数值，故B正确；
C．法拉第发现了磁生电的现象，纽曼和韦伯提出了法拉第电磁感应定律，故C错误；
D．库仑利用扭秤装置测出了带电小球之间的作用力，提出了库仑定律，并没有测出了静电力常量k，是麦克斯韦通过理论的计算得出了静电力常量，故D错误。
故选B。
11．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。
12．B
【详解】
A . 由于线圈未闭合，所以不能产生感应电流，故A错误；
B．在线圈转动过程中，线圈中的磁通量发生变化，则线圈中会产生感应电流，故B正确；
CD．线圈向右运动过程中，线圈中磁通量未发生变化，不会产生感应电流，故CD错误。
故选B。
13．BD
【详解】
AB．依题意，由通电直导线磁场特点可知，金属框在Ⅰ、Ⅱ位置的磁通量大小相等设为Φ，第一次平移过程中，穿过金属框的磁感线方向发生变化，磁通量变化量为
ΔΦ1=-Φ-Φ=-2Φ
第二次翻转过程中，穿过金属框的磁感线方向没有改变，磁通量变化量为
ΔΦ2=Φ-Φ=0
则
ΔΦ1>ΔΦ2
故A错误；B正确；
CD．根据感应电流产生的条件，可知第一次金属框中磁通量发生了变化，会产生感应电流，第二次金属框中磁通量不变，不会产生电流。故C错误；D正确。
故选BD。
14．BD
【详解】
法拉第电磁感应定律：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，回路中就一定会产生感应电流。
A．处于闭合状态，闭合瞬间，穿过副线圈的磁通量没有发生变化，因此副线圈没有感应电流，灵敏电流计G的指针不会发生偏转，A错误；
B．处于闭合状态，闭合瞬间，穿过副线圈的磁通量迅速增大，因此副线圈有感应电流产生，灵敏电流计G的指针发生偏转，B正确；
C．、均处于闭合状态，断开瞬间，穿过副线圈的磁通量没有发生变化，因此副线圈没有感应电流，灵敏电流计G的指针不会发生偏转，C错误；
D．、均处于闭合状态，断开瞬间，穿过副线圈的磁通量突然消失，因此副线圈产生感应电流，灵敏电流计G的指针会发生偏转，D正确。
故选BD。
15．BD
【详解】
A．线圈移动过程中，磁通量保持不变，故不能产生感应电流，A错误；
B．线圈从图示位置转动，磁通量变小，故能产生感应电流，B正确；
C．线圈与磁场平行，磁通量恒为0，故不能产生感应电流，C错误；
D．线圈从图示位置转动，磁通量增加，故能产生感应电流，D正确。
故选BD。
16．A不正确，B正确。理由见解析。
【详解】
A不正确。闭合回路磁场变化的同时，若回路面积也变化可能导致磁通量不变化，此时无感应电流产生。
B正确。如这部分导体运动时不切割磁感线，没有感应电流，但磁场存在。
17．
【详解】
为了使中不产生感应电流，必须要求构成的闭合电路的磁通量不变，
则有：
而：
所以，从开始，磁感应强度随时间的变化规律是：