6.3电磁感应现象 学科素养提升练（Word版含答案）

6.3电磁感应现象 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．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”的设想。很多科学家为证实这种设想进行了大量研究。下列实验中可以产生感应电流的是（　　）
A．甲图中，条形磁铁向有缺口的金属环运动
B．乙图中，条形磁铁插入接有电流表的线圈的过程
C．丙图中，开关闭合后发现金属棒运动
D．丁图中，导线缠绕在磁铁上与灵敏电流计连接
2．如图所示为一位物理老师制作的一把“简易铜丝琴”。他是这么做的：在一块水平放置的木板两端固定两颗螺丝钉，将一根张紧的铜丝缠绕在两颗螺丝钉之间，扩音器通过导线与两螺丝钉连接，一块形磁铁安照图示放置，用手指拨动铜丝，扩音器上就发出了声音。根据上面所给的信息，下面说法正确的是（　　）
A．铜丝竖直方向上振动，扩音器可发出声音
B．铜丝水平方向上振动，扩音器可发出声音
C．该“简易铜丝琴”将电能转化为机械能
D．利用这一装置所揭示的原理可制成电动机
3．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
4．如图为探究产生电磁感应现象条件的实验装置，下列情况中不能引起电流表指针转动的是（　　）
A．闭合电键瞬间 B．电键闭合后断开瞬间
C．闭合电键后拔出螺线管铁芯瞬间 D．闭合电键后变阻器的滑动头不动
5．如图所示，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。起初，两导线中通有图示的同向的大小相等的恒定电流。为使环中产生顺时针方向感应电流，可采取措施（　　）
A．环垂直纸面向外平移 B．左侧导线电流减小
C．环向右侧直导线靠近 D．右侧导线电流反向
6．物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学事业做出了巨大贡献。下列描述中符合物理学史实及物理思想方法的是（　　）
A．安培经过多年的潜心钻研发现了电流的磁效应
B．富兰克林提出了用电场线形象直观的描绘抽象的电场
C．磁感应强度是用比值法定义的物理量
D．法拉第受到通电导线和磁体磁场相似性的启发，提出了分子电流假说
7．科学研究方法对物理学的发展意义深远，实验法、归纳法、演绎法、类比法、理想实验法等对揭示物理现象的本质十分重要。下列哪个成果是运用理想实验法得到（　　）
A．伽利略发现“力不是维持物体运动的原因”
B．库仑发现“库仑定律”
C．卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量
D．法拉第发现电磁感应现象，并总结出“电磁感应定律”
8．在磁感应强度大小为的匀强磁场中，将一面积为S的闭合线圈由图示位置沿一边旋转180°的过程中，线圈中（　　）
A．磁通量的变化量为0 B．磁通量的变化量为
C．产生感应电流 D．没有感应电流
9．如图为“探究感应电流与磁通量变化关系”的实验装置图。下列操作中不能产生感应电流的是（ ）
A．开关S闭合瞬间 B．开关S闭合后，拔出线圈A中的铁芯
C．开关S闭合后，变阻器滑片P移动 D．开关S闭合后，变阻器滑片P不移动
10．物理学在发展完善的过程中，不同年代的物理学家对物理现象进行观察、思考和研究、在实验论证、逻辑推理、演绎论证等基础上建构了现在比较完善的体系。下列关于物理学重大历史事件描述合理的是（　　）
A．19世纪30年代，库仑提出一种观点。认为在电荷的周围存在着由它产生的电场，电荷之间通过电场相互作用
B．为解释磁体产生磁场，伏特提出了分子电流假说。认为在物质内部，存在着一种环形电流——分子电流。分子电流使每一个物质微粒都成为微小的磁体，它两侧相当于两个磁极
C．1831年，法拉第在一次科学报告会上，当众表演了一个实验，一个铜盘的轴和铜盘的边缘分别连在“电流表”的两端。他摇动手柄使铜盘在磁极之间旋转，“电流表”的指针随之摆动。这是根据电磁感应现象制造的最早的圆盘发电机
D．1820年，特斯拉在一次讲课中，他偶然地把导线放置在一个指南针的上方，通电时指南针转动了。这就是电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系
11．如图所示，装置中线圈平面与螺线管垂直，下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关，穿过线圈A的磁场方向向右
B．闭合开关，移动滑动变阻器滑片，通过线圈A的磁通量不变
C．开关闭合瞬间，线圈A中有感应电流
D．开关断开的瞬间，线圈A中无感应电流
12．如图所示的各图所描述的物理情境中，产生感应电流的是（　　）
A．甲图中开关S闭合稳定后，线圈N中
B．乙图矩导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移中
C．丙图金属框从A位置向B位置运动，金属框中
D．丁图矩形导电线圈绕水平轴匀速转动中
13．如图所示，在无限长的通电直导线产生的磁场中，有一个闭合的金属线框abcd，线框平面与直导线在同一个平面内，要使线框中产生感应电流，则（　　）
A．增大导线中的电流
B．金属线框水平向左平动
C．金属线框竖直向下平动
D．金属线框绕直导线转动
14．如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中有感应电流的是（　　）
A．线圈中通以恒定的电流 B．通电时，使变阻器的滑片P匀速移动
C．通电时，使变阻器的滑片P固定不动 D．将电键突然断开的瞬间
15．金属矩形线圈abcd在磁场中做如图所示的运动，线圈中有感应电流的是（　　）
A． B．
C． D．
二、解答题
16．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？
17．如图所示，在下列几种情况中，线圈中是否产生感应电流？为什么？
（1）如图甲所示，矩形线圈在长直电流的磁场中匀速平动或匀速转动时；
（2）如图乙所示，矩形线圈在足够大的匀强磁场中：①以任意一边为轴匀速转动时；②以平行磁感线的某一点为轴在纸面上匀速转动时；
（3）如图丙所示，磁铁放在螺线管内与螺线管以同一速度运动时；
（4）如图丁所示，圆形线圈在长直电流的磁场中在竖直方向上，下平移或在水平面内向左、右平移时。
参考答案
1．B
【详解】
A．甲图中，条形磁铁向金属环运动过程，穿过金属环的磁通量有变化，但由于金属环不闭合，不能能产生感应电流，选项A错误；
B．乙图中，条形磁铁插入线圈的过程中，线圈中的磁通量发生变化，会产生感应电流，选项B正确；
C．丙图中，金属棒通电后受到安培力，在安培力作用下开始运动，和感应电流无关，选项C错误；
D．丁图中，既没有导体切割磁感线，也没有磁通量的变化，故不产生感应电流，选项D错误。
故选B。
2．A
【详解】
A．形磁铁产生的磁场沿水平方向，铜丝竖直方向上振动，切割磁感线，产生感应电流，电流通过扩音器放大后发声，A正确；
B．铜丝水平方向上振动，不切割磁感线，扩音器不能发出声音，B错误；
C．该“简易铜丝琴”将机械能转化为电能，C错误；
D．利用这一装置所揭示的原理可制成发电机，D错误。
故选A。
3．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。
4．D
【详解】
AB．闭合电键和断开电键的瞬间，与线圈相连的回路磁通量发生变化，产生感应电流，指针发生转动，AB错误；
C．闭合电键后拔出铁芯的瞬间，穿过与线圈相连的回路磁通量减小，产生感应电流，指针发生转动，C错误；
D．闭合电键后保持变阻器的滑动头位置不变，与线圈相连的回路磁通量不变，不产生感应电流，指针不转动，D正确。
故选D。
5．D
【详解】
A．两导线在圆环处产生磁场等大反向，所以圆环磁通量为零，环垂直纸面向外平移，环磁通量仍为零，故无感应电流产生，故A错误；
B．左侧导线电流减小，则圆环磁通量向里增强，根据楞次定律环中产生逆时针方向感应电流，故B错误；
C．环向右侧直导线靠近，则圆环磁通量向里增强，根据楞次定律环中产生逆时针方向感应电流，故C错误；
D．右侧导线电流反向，圆环磁通量向外增强，根据楞次定律环中产生顺时针方向感应电流，故D正确；
故选D。
6．C
【详解】
A．奥斯特经过多年的潜心钻研发现了电流的磁效应，故A错误；
B．法拉第提出了用电场线形象直观的描绘抽象的电场，故B错误；
C．磁感应强度是用比值法定义的物理量，故C正确；
D．安培提出了分子电流假说，故D错误。
故选C。
7．A
【详解】
A．伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因，故A正确；
B．库仑通过扭秤研究电荷间作用力，发现了电荷之间的相互作用规律，没有利用理想实验法，故B错误；
C．牛顿通过大量的数据研究发现了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤实验装置测出了引力常量G，没有利用理想实验法，故C错误；
D．法拉第通过大量研究实验，发现了电磁感应现象，但电磁感应定律是纽曼和韦伯发现的，都没有利用理想实验法，故D错误。
故选A。
8．C
【详解】
AB．将一面积为S的闭合线圈由图示位置沿一边旋转180°的过程中，线圈中磁通量的变化量为2BS，选项AB错误；
CD．因为穿过线圈的磁通量发生变化，则线圈中会产生感应电流，选项C正确，D错误。
故选C。
9．D
【分析】
产生感应电流的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生变化。
【详解】
A．开关S闭合瞬间，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈产生感应电流，A不符合题意；
B．开关S闭合后，拔出线圈A中的铁芯，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈产生感应电流，B不符合题意；
C．开关S闭合后，变阻器滑片P移动，穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，C不符合题意；
D．开关S闭合后，变阻器滑片P不移动，穿过线圈B的磁通量没有发生变化，没有感应电流产生，D符合题意。
故选D。
10．C
【详解】
A．19世纪30年代，法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场。电荷之间通过电场相互作用。故A错误；
B．为解释磁体产生磁场，安培提出了分子电流假说。认为在物质内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每一个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。故B错误
CD．1820年，奥斯特在一次讲课中，他偶然地把导线放置在一个指南针的上方，通电时指南针转动了。这就是电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系，故C正确，D错误。
故选C。
11．C
【详解】
A．由安培定则可知，闭合开关，穿过线圈A的磁场方向向左，故A错误；
B．闭合开关，移动滑动变阻器滑片时，穿过螺线管的电流大小改变，穿过线圈A的磁通量改变，故B错误；
CD．开关闭合或断开瞬间，线圈A中磁通量发生变化，会产生感应电流，故C正确，D错误。
故选C。
12．C
【详解】
A．甲图中开关S闭合稳定后，穿过线圈N的磁通量保持不变，所以线圈N中不产生感应电流。故A错误；
B．乙图矩导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移中，穿过线圈平面的磁通量不变，所以线圈中不产生感应电流。故B错误；
C．丙图金属框从A位置向B位置运动，金属框中磁通量发生变化，所以会在金属框中产生感应电流。故C正确；
D．丁图矩形导电线圈绕水平轴匀速转动中，穿过线圈的磁通量发生变化，所以在线圈中产生感应电流。故D错误。
故选C。
13．AC
【详解】
产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化
A．增大导线中的电流，穿过线框的磁通量增加，线框中产生感应电流，A正确；
B．金属线框水平向左平动，穿过线框的磁通量不变，线框中不产生感应电流，B错误；
C．金属线框竖直向下平动，因为距离导线越远，磁场越弱，穿过线框的磁通量减小，线框中产生感应电流，C正确；
D．金属线框绕直导线转动，因为直导线的电流磁场是以导线各点为轴的同心圆，穿过线框的磁通量不变，线框中不产生感应电流，D错误。
故选AC。
14．BD
【详解】
A．线圈中通以恒定的电流时，线圈产生稳恒的磁场，穿过铜环A的磁通量不变，没有感应电流产生，A错误；
B．通电时，使变阻器的滑片P匀速滑动时，变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流将发生变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环A磁通量会变化，因此会产生感应电流，B正确；
C．通电时，使变阻器的滑片 P 固定不动，电路中电流不变，线圈产生稳恒的磁场，穿过铜环A的磁通量不变，没有感应电流产生，C错误；
D．将电键突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无消失，穿过铜环A的磁通量减小，产生感应电流，D正确。
故选BD。
15．A
【详解】
A．如图A金属矩形线圈abcd在磁场中转动时，线圈的磁通量发生了变化，所以线圈中有感应电流，则A正确；
B．如图B金属矩形线圈abcd在磁场中，磁场方向总是与线圈平面平行，磁通量总是为０，所以线圈中没有感应电流，则B错误；
C．如图C金属矩形线圈abcd在磁场中靠近通电导线时，磁通量减小，但是线圈不闭合，所以线圈中没有感应电流，则C错误；
D．如图D金属矩形线圈abcd在匀强磁场中平动时，线圈中的磁通量没有发生变量，所以没有感应电流，则D错误；
故选A。
16．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。
17．见解析
【详解】
(1)如图甲，A、B线圈中均有感应电流，因为长直电流周围的磁场是不均匀的，这两种运动状态使穿过线圈的磁通量均发生变化。C线圈是在与长直电流等距离处发生平动，因而穿过C线圈的磁通量不发生变化，无感应电流。
(2)如图乙，以任意一条边为轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生；以平行磁感线的某一点为轴，在纸面内绕轴匀速转动，穿过线圈的磁通量不发生变化，线圈中没有感应电流。
(3)如图丙，磁铁和螺线管以同一速度运动时，磁铁和螺线管处于相对静止，穿过螺线管的磁通量不发生变化，无感应电流产生。
(4)如图丁，这两种运动状态均不产生感应电流，因为直线电流磁场的磁感线是一组一组以导线为圆心的同心圆，每组磁感线所构成的同心圆平面，均与导线相垂直，因此这两种运动没有磁感线穿过线圈，线圈内磁通量始终为零，即不发生变化。所以无感应电流产生。