5.2电磁感应现象及其应用课后练习（word版含答案）

5.2电磁感应现象及其应用
一、选择题（共15题）
1．如图所示，闭合圆形线圈放在范围足够大的匀强磁场中，下列情况线圈中能产生感应电流的是（　　）
A．线圈向右平移
B．线圈向上平移
C．线圈以ab为轴转动
D．线圈绕过圆心O且垂直于线圈平面的轴转动
2．如图所示，匀强磁场B中有一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟导体框M相连，导轨上放有一根导体棒ab，磁场方向垂直于导轨所在平面。若导体棒在外力作用下向右匀速地做切割磁感线运动，且不考虑ab中电流对导体环的影响，则在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．导体环N中的电流表示数为零
B．导体环N中电流方向为顺时针方向
C．导体环M中电流方向为逆时针方向
D．导体棒ab受到的安培力水平向右
3．如图所示，半径不同的两金属圆环ab和AB都不封口，用导线分别连接Aa和Bb组成闭合回路．当图中磁场逐渐增强时，回路中感应电流的方向是（ ）
A．A→B→b→a→A B．a→b→B→A→a
C．内环b→a，外环B→A D．无感应电流
4．最早发现电流能产生磁场效应的科学家是（　　）
A．奥斯特 B．库仑 C．法拉第 D．洛伦兹
5．如图所示，闭合线框abcd置于足够大的匀强磁场中，能产生感应电流的方法是让线框（ ）
A．在纸面内平移 B．垂直纸面平移
C．以ab边为轴转动 D．在纸面内绕a点转动
6．把A、B两个线圈绕在一个铁环上，A线圈接电池，B线圈接电流表。下列情况中能在B线圈中引起感应电流的是（　　）
A．A线圈保持通电，B线圈闭合瞬间
B．A线圈保持通电，B线圈保持闭合
C．B线圈保持闭合，A线圈接通瞬间
D．B线圈保持断开，A线圈断开瞬间
7．在如图所示的条件下，闭合的矩形线圈中能产生感应电流的是（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，将一个矩形小线圈放在一个大匀强磁场中，线圈平面平行于磁感线，则线圈中有感应电流产生的是（ ）
A．当矩形线圈做平行于磁感线的平动
B．当矩形线圈做垂直于磁感线的平动
C．当矩形线圈绕AB边做转动时
D．当矩形线圈绕BC边做转动时
9．如图所示，磁带录音机既可用作录音，也可用作放音，其主要部件为可匀速行进的磁带和绕有线圈的磁头，不论是录音还是放音过程，磁带或磁头软铁都存在磁化现象。以下关于主要工作原理的描述中，正确的是（　　）
A．放音和录音的主要原理都是电磁感应
B．放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用
C．放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应
D．录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应
10．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间存在着某种联系，法拉第发现了电磁感应定律，使人们对电和磁内在联系的认识更加完善。关于电磁感应，下列说法中正确的是（　　）
A．运动的磁铁能够使附近静止的线圈中产生电流
B．静止导线中的恒定电流可以使附近静止的线圈中产生电流
C．静止的磁铁不可以使附近运动的线圈中产生电流
D．运动导线上的恒定电流不可以使附近静止的线圈中产生电流
11．在物理学发展过程中，下列说法中符合史实的是
A．法拉第发现了电磁感应现象，伏特制作了世界上第一台发电机
B．欧姆发现了欧姆定律，安培发现了电流的磁效应
C．白炽灯工作就是应用了电流的热效应，郑和发明了指南针并用于航海
D．平均速度、瞬时速度、加速度的概念最早是伽利略建立的，密立根最早用实验测得元电荷e的数值
12．下列说法正确的是（　　）
A．电场是一种不依赖于我们的意识而客观存在的物质
B．磁感线可以表示磁场的方向，不能表示磁场的强弱
C．由公式可知，电容器的电容随电荷量Q的增加而增大
D．穿过线圈的磁通量变化量越大，感应电动势越大
13．如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，圆形区域的左侧有一半径为r 的金属线圈，R>r．现让金属线圈沿两圆心的连线方向以大小为v的速度向右匀速运动，在线圈从左侧进入磁场区域开始到从右侧完全离开磁场区域的过程中，下列说法正确的是
A．线圈中一直有顺时针方向的电流
B．线圈中先有逆时针方向电流后有顺时针方向电流
C．线圈中有电流的时间为
D．线圈中有电流的时间为
14．如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，t=0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示)。在t1～t2的时间内，对于线圈B，下列说法中正确的（　　）
A．线圈B内有顺时针方向的电流 B．线圈B内有逆时针方向的电流
C．线圈B有扩张的趋势 D．线圈B有收缩的趋势
15．某同学用如下实验鉴别银行展厅的金条是否为纯金的：用轻绳将金条悬挂起来，先将条形磁铁的N极缓慢靠近金条，金条静止不动；然后再将条形磁铁快速远离金条，发现金条发生明显摆动。下列说法中正确的是（　　）。
A．金条发生摆动是由电磁感应引起的
B．金条摆动一定是由于空气流动引起的
C．通过实验可以判断金条含有铁磁性物质
D．通过实验可判断金条一定不是纯金的
二、填空题
16．绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按图所示方法连接，判断在以下各情况中，线圈Ⅱ中是否有感应电流产生．
①闭合电键K的瞬时___________________．
②保持电键K闭合的时候________________________．
③断开电键K的瞬时_______________________．
④电键K闭合将变阻器R0的滑动端向左滑动时：_________．（以上各空均填“有”或“无”）
17．如图所示，当导线棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时，流过R的电流方向是为_________．(用字母表示)
18．（1）只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生。( )
（2）穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生。( )
（3）闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。( )
（4）不论电路是否闭合，只要电路中磁通量发生变化，电路中就有感应电流。( )
19．如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中．两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为＋q的小球．K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数．则线圈中的磁场B的变化情况为________，磁通量变化率 ＝________ ．
三、综合题
20．有一个1000匝的线圈，在4s内穿过它的磁通量从0.1Wb均匀增加到0.3Wb，求线圈中的感应电动势？
21．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
22．如图所示，当线圈在匀强磁场中绕OO′轴转动时，线圈中是否有感应电流 为什么
23．生活中经常会看到流体（如空气、水等）的旋涡现象。例如风由于旗杆的阻碍而产生旋涡，旋涡又引起空气、旗帜、旗杆在垂直于风速方向上的振动，风速越大这种振动就越快。
（1）利用旋涡现象可以测定液体的流速。如图甲所示（为截面图），旋涡发生体垂直于管道放置，在特定条件下，由于旋涡现象，液体的振动频率f与旋涡发生体的宽度D、液体的流速v有简单的正比或反比的关系。请结合物理量的单位关系写出频率f与v、D之间的关系式（比例系数可设为k，k是一个没有单位的常量）
（2）液体的振动频率可利用电磁感应进行检测。如图乙所示，将横截面直径为d的圆柱形金属信号电极垂直于流体流动方向固定于管道中，其所在区域有平行于信号电极、磁感应强度为B的匀强磁场，图丙为俯视的截面图。流体振动时带动信号电极在垂直于流速的方向上振动，若信号电极上的感应电动势e随时间t的变化规律如图丁所示，图中的Em和T均为已知量。求流体的振动频率f以及信号电极振动的最大速率vm；
（3）为了探测电极产生的信号，关于检测元件的设计，有人设想：选用电阻率为ρ的某导电材料制成横截面积为S、半径为r的闭合圆环，某时刻在圆环内产生一瞬时电流，由于自感该电流会持续一段短暂的时间，以便仪器检测。已知电流在环内产生的磁场可视为均匀磁场，磁感应强度的大小与电流成正比，方向垂直于圆环平面。若圆环内的瞬时电流恰好经减为零（T为流体的振动周期），且此过程中电流的平均值与初始时刻的电流成正比。结合（1）问的结果，请推导r与v、ρ、D以及S之间的关系。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
A．线圈向右平移，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，故A错误；
B．线圈向上平移，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流。故B错误；
C．线圈以ab为轴转动，穿过线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流。故C正确；
D．线圈绕过圆心O且垂直于线圈平面的轴转动，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，故D错误；
故选C。
2．A
【详解】
AB．导体棒在外力作用下向右匀速地做切割磁感线运动，在导体框M中产生稳定的感应电流，感应电流产生稳定的磁场，则导体环N中磁通量不发生变化，所以导体环N中无感应电流产生，电流表示数为零，A正确，B错误；
C．根据右手定则，导体环M中感应电流方向为顺时针方向，C错误；
D．根据左手定则导体棒ab受到的安培力水平向左，D错误。
故选A。
3．B
【详解】
试题分析：根据楞次定律的内容，结合闭合线圈，当磁场增强时，即可判定感应电流方向，从而求解．
解：由题意可知，两圆环构成闭合回路，当磁场增强时，则穿过闭合回路的磁通量增大，
根据楞次定律，则有外环逆时针，内环顺时针，即为a→b→B→A→a，故B正确，ACD错误；
故选B．
4．A
【详解】
最早发现电流的磁效应的是奥斯特，库伦是总结出点电荷之间的作用规律，法拉第发现电磁感应现象，洛伦兹提出了磁场对运动电荷有力的作用的观点，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．C
【详解】
解：A、线框沿在纸面内平移，磁通量不变，故无感应电流，故A错误；
B、线框垂直纸面平移，磁通量不变，故无感应电流，故B错误；
C、线框绕ab边转动，磁通量不断变化，有感应电流，故C正确；
D、线框绕过a点在纸面内的转动，磁通量不变，故无感应电流，故D错误；
故选C．
6．C
【详解】
AB．当线圈A保持通电时，产生的磁场保持不变，所以无论B线圈发生什么变化，都不会产生感应电流，故AB错误；
C．B线圈保持闭合，A线圈接通瞬间，B线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，故C正确；
D．B线圈保持断开时不会产生感应电流，故D错误。
故选C。
7．B
【详解】
A.A图中线圈转动时穿过线圈的磁通量不变，不产生感应电流，故A错误；
B.B图中线圈转动时穿过线圈的磁通量发生改变，会产生感应电流，故B正确；
C.C图中穿过线圈的磁通量始终为零，且不发生变化，故线圈中不产生感应电流，故C错误；
D.D图中线圈的转轴平行于磁场，故穿过线圈的磁通量始终为零，不发生变化，线圈中不产生感应电流，故D错误.
8．C
【详解】
试题分析：当线圈沿磁感线方向平移时，线圈的磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生，故A错误；当线圈沿垂直于磁感线方向移动时，线圈的磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生，故B错误；当线圈以AB边为轴转动时，磁通量发生变化，穿过线圈的磁通量从无到有发生变化，有感应电流产生，故C正确；当线圈以BC边为轴转动时，磁感线始终与线圈平行，磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生，故D错误．
9．C
【详解】
放音的主要原理磁生电，所以是电磁感应现象，录音的主要原理是电生磁，是电流的磁效应。
故选C。
10．A
【详解】
AB．因磁通量变化产生感应电动势的现象，叫电磁感应。通过闭合电路的磁通量发生变化是产生感应电流的条件。闭合线圈面积不变，改变磁场强度，磁通量也会改变，也会发生电磁感应现象。运动的磁铁能够使附近静止的线圈中产生电流，故A正确，B错误；
CD．线圈可以相对磁体运动，静止的磁铁可以使附近运动的线圈中产生电流，故CD错误。
故选A。
11．D
【详解】
A、法拉第发现了电磁感应现象，并制作了世界上第一台发电机，故A错误；
B、奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误；
C、北宋时期我国就发明了指南针，并开始用于航海事业，故C错误；
D、平均速度、瞬时速度、加速度的概念最早是伽利略建立的密立根最早用实验测得元电荷e的数值，故D正确；
故选D.
12．A
【详解】
A．电荷周围存在电场，电荷间的相互作用力是通过电场实现的，电场是一种不依赖于我们的意识而客观存在的物质，A正确；
B．磁感线的方向表示磁场的方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，B错误；
C．公式
是比值定义，电容器的带电量与电容器两端的电压的比值定义为电容的大小，但电容的大小与带电量以及电容器两端的电压无关，C错误；
D．根据法拉第电磁感应定律，穿过线圈的磁通量变化量越快，感应电动势越大，D错误。
故选A。
13．BD
【详解】
AB．线圈进入磁场的过程中，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律知线圈中有逆时针感应电流．线圈穿出磁场的过程中，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律知线圈中有顺时针感应电流，故A错误，B正确；
CD．线圈完全在磁场中运动时磁通量不变，没有感应电流，所以进入磁场时线圈有电流的时间为，线圈穿出磁场时有电流的时间也为，因此线圈中有电流的时间为，故C错误，D正确．
故选BD.
14．AC
【详解】
AB．t1～t2时间内，线圈A中电流为逆时针，线圈B中合磁场向外，线圈B的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的磁场向里，线圈B内有顺时针方向的电流，A正确，B错误；
CD．t1～t2时间内，线圈A中电流为逆时针，线圈B内有顺时针方向的电流，反向电流相互排斥，线圈B有扩张的趋势，C正确，D错误。
故选AC。
15．AC
【详解】
AB．将条形磁铁的N极缓慢靠近金条，金条静止不动，将条形磁铁快速远离金条，金条中的磁场产生快速变化，在金条中产生感应电流，金条受到了磁场力作用而摆动，所以金条摆动是由电磁感应引起的，A正确，B错误；
C．金条摆动，是金条中的感应电流产生铁磁性物质与条形磁铁相互作用产生的，C正确；
D．因为所有导电的物体在快速变化的磁场中都会产生感应电流，从而受到磁场力作用，金条是导电体，所以用此实验确定金条可能是纯金的，可能不一定是纯金的， D错误。
故选AC。
16． 有 无 有 有
【详解】
①闭合电键K的瞬时，穿过线圈Ⅱ的磁通量变化，有感应电流产生；
②保持电键K闭合的时，穿过线圈Ⅱ的磁通量不变，没有感应电流产生；
③断开电键K的瞬时，穿过线圈Ⅱ的磁通量发生变化，有感应电流产生；
④电键K闭合将变阻器R0的滑动端向左滑动时，穿过线圈Ⅱ的磁通量发生变化，有感应电流产生。
17．d到e
【详解】
导线棒MN在外力作用下沿导轨向右运动而切割磁感线产生感应电流，根据右手定则可以判定感应电流的方向为由b→a，流过R的电流方向向下，即由d→e．
18． 错误 错误 正确 错误
19． 正在增加； ；
【详解】
电键闭合时有：qE=mg，
解得：E=
又E=U/d，
感应电动势等于两板的电势差，则U=n
解得：
小球带正电，知上极板带负电，根据楞次定律得知，磁场正在增强
20．50V
【解析】
【详解】
根据法拉第电磁感应定律得
=1000×=50V
21．1.5Wb， 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
22．a没有，b有，见解析
【详解】
在图（a）中，线圈绕平行于磁感线的轴转动，无论转到什么位置，线圈平面都没有磁感线穿过，即线圈的磁通量始终为零，所以线圈中没有感应电流。
在图（b）中，线圈绕垂直于磁感线的轴转动时，穿过线圈的磁感线条数不断发生变化，即磁通量发生了变化，所以线圈中有感应电流。
23．（1）；（2）；；（3）
【详解】
（1）因k无单位，v的单位m/s，D的单位m，f的单位是s-1，则由各物理量的单位关系可得
（2）信号电极做受迫振动，因而其振动频率与流体的振动频率相等，即
由题意可得
则
（3）设圆环电阻为R，圆环的初始电流为I，在时间内的平均电流为，则
①
而
②
且
③
④
由题意可知B=k1I，则有
⑤
由题意可知
⑥
联立①②③④⑤⑥式并代入，整理可得
答案第1页，共2页