5.3电磁感应 学科素养提升练（word版含答案）

5.3电磁感应 学科素养提升练（含解析）
一、选择题
1．将面积为0.5m2的线圈，放在磁感应强度B=2.0×10-3T的匀强磁场中，穿过线圈的磁通量不可能为（　　）
A．0.25×10-3Wb B．0.5×10-3Wb C．1.0×10-3Wb D．2.5×10-3Wb
2．如图所示，竖直长导线通以恒定电流I，一闭合线圈MNPQ与导线在同一平面内，当线圈从图示位置逐渐靠近导线时，穿过线圈的磁通量将（　　）
A．变小 B．变大 C．不变 D．先变大，后变小
3．下列物理量中，属于矢量的是（　　）
A．磁通量 B．功 C．电流 D．位移
4．关于这些概念，下面说法正确的是（　　）
A．磁感应强度大的地方，穿过线圈的磁通量不一定大
B．磁感应强度大的地方，线圈面积越大，穿过线圈的磁通量也越大
C．磁通量的变化，一定是由于磁场的变化产生的
D．穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度一定为零
5．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
6．如图所示，一环形线圈沿条形磁铁的轴线，从磁铁N极的左侧A点运动到磁铁的N极，则在此过程中，穿过环形线圈的磁通量将（　　）
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先增大，后减小 D．先减小，后增大
7．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．
8．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．金属框向右远离通电导线，金属框中
9．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
10．下列物理量的分组中，有两个矢量一个标量的是（　　）
A．速度、加速度、力 B．线速度、磁感应强度、功
C．电场强度、磁通量、电势 D．时间、质量、向心加速度
11．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
12．如图所示，某一匀强磁场磁感应强度为B，方向沿z轴正向，其中AB=a，BE=b，EF=c，∠CDF=30°，下列说法正确的是：（　　）
A．穿过ABCD面和穿过ADFE面的磁通量都为Bac
B．穿过BCFE面的磁通量为0
C．若将ADFE面绕AD边顺时针转过150°角时，其磁通量变化量大小为Bbc
D．若将BCFE面绕BC边转过180°角时，其磁通量变化量大小为0
13．如图所示，在空间直角坐标系中存在有沿轴正方向的匀强磁场，在直角坐标系中选取如图所示的棱柱形空间．通过面积（所围的面积）、（所围的面积）和（所围的面积）的磁通量分别为、和，则：（ ）
A． B． C． D．
14．如图所示，在正方形线圈的内部有一条形磁铁，线圈与磁铁在同一平面内，两者有共同中心轴线OO′。有关线圈中是否产生感应电流，下列说法中正确的是( )
A．当磁铁向纸面外平移时，线圈中不产生感应电流
B．当磁铁向上平移时，线圈中不产生感应电流
C．磁铁在线圈平面内顺时针转动时，线圈中产生感应电流
D．当磁铁N极向纸外、S极向纸内绕OO′轴转动时，线圈中产生感应电流
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．如图所示，框架面积为S，框架所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直。
（1）若使框架绕OO'轴从初始位置转过60°，则穿过框架的磁通量为多少？
（2）若使框架绕OO'轴从初始位置转过90°，则穿过框架的磁通量为多少？
（3）若使框架绕OO'轴从初始位置转过180°，则穿过框架的磁通量变化量为多少？
17．面积为2.5×10－2 m2的单匝矩形线圈放在匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量是10－3 Wb，那么，磁场的磁感应强度是多少？
参考答案
1．D
【详解】
根据
Φ=BSsinθ
知当B垂直S时，磁通量最大为
故不可能会比1×10-3Wb大的数值，故ABC可能，不符合题意；D不可能，符合题意。
故选D。
2．B
【详解】
由安培定则可知，导线右侧磁场向内，且离导线越近，场强越大，由
可知，当线圈从图示位置逐渐靠近导线时，穿过线圈的磁通量将变大。
故选B。
3．D
【详解】
磁通量、功、电流只有大小，没有方向，是标量；位移有大小有方向，是矢量，故ABC错误，D正确。
故选D。
4．A
【详解】
AB．磁感应强度越大的地方，线圈的面积越大，则穿过线圈的磁通量也不一定变大，要注意线圈与磁场放置角度，如线圈与磁场平行时磁通量一定为零，故A正确，B错误；
C．磁通量的变化，不一定由于磁场的变化产生的，也可能是由于线圈在垂直于磁场方向的投影面积的变化引起的，故C错误；
D．穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度不一定为零，比如线圈与磁场平行时磁通量一定为零，而磁感应强度却可不为零，故D错误；
故选A。
5．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。
6．A
【详解】
因离磁极越近磁场越强，根据
则环形线圈沿条形磁铁的轴线从磁铁N极的左侧A点运动到磁铁的N极过程中，穿过环形线圈的磁通量将逐渐增大。
故选A。
7．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。
8．A
【详解】
A．开关S闭合稳定后，线圈N中磁通量不变，没有产生感应电流，故A符合题意；
B．磁铁向铝环A靠近，铝环A中磁通量变化，将产生感应电流，故B不符合题意；
C．金属框从A位置向B位置运动，金属框中磁通量变化，将产生感应电流，故C不符合题意；
D．金属框向右远离通电导线，金属框中磁通量变化，将产生感应电流，故D不符合题意。
故选A。
9．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。
10．B
【详解】
速度、加速度、力、线速度、磁感应强度、电场强度、向心加速度既有大小又有方向是矢量；磁通量、电势、时间、质量、功只有大小没有方向是标量，所以两个矢量一个标量的是线速度、磁感应强度、功。
故选B。
11．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。
12．C
【详解】
A．磁场方向与ABCD面平行，则穿过ABCD面的磁通量为0，根据
可得，穿过ADFE面的磁通量都为Bbc，所以A错误；
B．根据
可知，穿过BCFE面的磁通量为Bbc，所以B错误；
C．若将ADFE面绕AD边顺时针转过150°角时，其磁通量为0，则磁通量的变化量大小为
所以C正确；
D．若将BCFE面绕BC边转过180°角时，其磁通量为
则磁通量的变化量大小为
所以D错误；
故选C。
13．AC
【详解】
据题意，匀强磁场的方向沿x轴的正方向，则没有磁感线穿过S3（cbb′c′），Φ3=0；而S1（abb′a′）、与S2（acc′a′），在磁场垂直方向的有效面积等于S2（acc′a′）的面积，所以有：Φ1=Φ2＞Φ3，故AC正确，BD错误；故选AC．
点睛：解决本题的关键是准确理解磁通量公式Φ=BScosθ，知道Scosθ是线圈在磁场垂直方向投影的面积．
14．ABD
【详解】
AB.当磁铁向纸面外平移、上下平移时，穿过线圈的磁通量始终为零，线圈不会产生感应电流，故AB正确；
C.磁铁在线圈平面内顺时针转动时，穿过线圈的磁通量始终为零，线圈不会产生感应电流，故C错误；
D.当磁铁绕OO′轴转动时，线圈的磁通量变化，产生感应电流，故D正确；
故选ABD。
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）BS；（2）0；（3）2BS
【详解】
（1）当框架绕OO'轴转过60°，则有
Φ=BS⊥=BS·cos 60°=BS
（2）当框架绕OO'轴转过90°时，由磁感线垂直穿过线框变为磁感线与磁场平行
Φ'=0
（3）在初始位置时，磁感线与框架平面垂直有
Φ1=BS
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
Φ2=-BS
所以磁通量变化量为
ΔΦ=Φ2-Φ1=-2BS
即磁通量变化了2BS
17．4×10－2 T
【详解】
当线圈平面与磁场方向垂直时
Φ=BS
则