5.3电磁感应 课后练习（word 含答案）

5.3电磁感应
一、选择题（共15题）
1．一面积为S的线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，则穿过线圈的磁通量为（　　　）
A．0； B．B/S； C．S/B； D．BS
2．磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通过恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由1平移到2，第二次将线框绕cd边翻转到2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为和，则（　　）
A．＞ B．= C．＜ D．无法确定
3．将面积为6.0×10-4m2的圆面放入水平向右的匀强磁场中，圆面与磁感线之间的夹角为30°，如图所示，若穿过该圆面的磁通量为3.0×10-5Wb，则此匀强磁场的磁感应强度B应等于（　　）
A．1.0×10-1T B．5.8×10-2T C．2.0×10-1T D．1.8×10-9T
匀强磁场的磁感应强度为B，边长为L的正方形线圈平面跟磁场方向相互垂直，那么通过线圈的磁通量为(　　)
A．0 B．BL C．BL2 D．B/L
5．一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角．将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为( )
A．0 B．2BS C．2BScosθ D．2BSsinθ
6．如图所示，正方形线框abcd位于纸面内，边长为L，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为（ ）
A． B．4BL C． D．2BL
7．如图所示，条形磁体竖直放置，一个水平圆环从条形磁体上方位置M向下运动，先到达磁体上端位置N，然后到达磁体中部P，再到达磁体下端位置Q，最后到达下方L。在整个运动过程中，穿过圆环的磁通量最大值在（　　）
A．L处 B．Q处 C．N处 D．P处
8．下列有关物理学史的说法正确的是（　　）
A．元电荷的数值最早是由密立根测得的
B．库仑通过实验得出，任何带电物体之间的作用力都与间距的平方成正比
C．安培发现了电流的磁效应，并提出了分子电流假说
D．楞次发现了电磁感应现象，并在大量实验事实的基础上总结出楞次定律
9．磁通量的单位Wb与下列单位相一致的是（　　）
A．T·s2 B．T·m2 C．N·s/A D．kg·m2/s2
10．如图所示，大圆导线环A中通有逆时针方向电流，方向如图所示，另在导线环A所在的平面内画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外，则穿过B圆内的磁通量（　　）
A．为零 B．垂直向里 C．垂直向外 D．条件不足，无法判断
11．如图所示，线框abcd的左侧放置一通有恒定电流的长直导线，线框从位置Ⅰ按照以下四种方式运动（位置Ⅰ和位置Ⅲ关于MN对称），磁通量变化量的绝对值最大的是（　　）
A．平移到位置Ⅱ
B．以bd为转轴转到位置Ⅱ
C．以MN为转轴转到位置Ⅲ
D．平移到位置Ⅲ
12．下列有关磁通量的论述中正确的是（ ）
A．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量一定越大
B．匀强磁场中，穿过线圈的磁感线条数越多，则磁通量一定越大
C．磁感应强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量一定越大
D．穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感应强度一定为零
13．用国际制基本单位表示磁感应强度的单位T，正确的是（　　）
A．C m2 B．Wb/m2 C．kg/（A s2） D．1N/（A m）
14．下列单位中，属于磁通量的单位的是（　　）
A．N·A·m－1 B．Wb C．N·m·A－1 D．T·m－2
15．关于磁通量的概念，下列说法正确的是(　　)
A．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大
B．穿过线圈的磁通量为零时，该处的磁感应强度不一定为零
C．磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过线圈的磁通量也越大
D．穿过线圈的磁通量的大小可用穿过线圈的磁感线的条数来衡量
二、填空题
16．如图所示，一面积为S的长方形线圈有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中，这时穿过线圈的磁通量为__________ ，当线圈从图中位置绕轴转过180０过程中穿过这个线圈的磁通量改变了 ________
17．面积为0.5m2的闭合导线环处于磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，环面与磁场垂直时，穿过导线环的磁通量是______Wb；现以垂直于磁场的方向为轴将导线环旋转，穿过导线环的磁通量是______Wb；当环面转过90°与磁场平行时，穿过导线环的磁通量是______Wb，环面与磁场垂直到环面与磁场平行，磁通量变化了______Wb。
18．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大。( )
19．如图所示，矩形线圈面积为S，放在匀强磁场B中，开始处于水平位置，磁场与线圈平面法线夹角为，此时的磁通量为___________当线圈绕其一边顺时针转到90°到达竖直位置时的磁通量为___________，线圈中的磁通量的改变量的大小为___________。
三、综合题
20．在图中，线圈和线圈绕在同一铁芯上。请回答以下问题：
（1）当合上开关的一瞬间，线圈里有没有感应电流？说明理由；
（2）当线圈里有恒定电流通过时，线圈里有没有感应电流？说明理由；
（3）当断开开关的一瞬间，线圈里有没有感应电流？说明理由。
21．某一区域的感应强度B=5T，其方向沿x轴正方向，如图所示。图中，ad∥bc∥ef，ab∥cd，be∥cf，ab=50cm，be=ef=40cm。求：
(1)穿过abcd面的磁通量；
(2)穿过bcfe面的磁通量；
(3)穿过adfe面的磁通量。
22．已知某一区域的地下埋有一根与地表面平行的直线电缆，当电缆中通有变化的电流时，在其周围就有变化的磁场。我们在地面上用一个闭合试探线圈即可探测电缆的确切位置、走向和深度。如图所示，让试探线圈平面平行于地面进行测量，这时在地面上a、c两处测得试探线圈中的电动势为零，在b、d两处测得试探线圈中的电动势不为零。当试探线圈平面与地面成夹角，且试探线圈平面的法线和bd在同一竖直平面上时，在b、d两处测得试探线圈中的电动势为零。已知a、b、c、d恰好位于边长为的正方形的四个顶点上，问：
（1）地下电缆应该处在哪两点连线的正下方？
（2）地下电缆离地表面的深度为多少？
23．如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1.0cm，现在纸面内先后放上A、C、D三个圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1.0cm；C线圈半径为2.0cm；D线圈半径为0.5cm，问：
(1)若磁场方向不变，在B减为0.4T的过程中，A和C中磁通量各改变多少
(2)若磁感应强度大少不变，在磁场方向转过角的过程中，D中的磁通量改变多少
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
根据磁通量的定义可知，线圈在匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，则穿过线圈的磁通量是，故D正确，A、B、C错误；
故选D．
2．C
【详解】
设在位置1时磁通量大小为Φ1，位置2时磁通量大小为Φ2，第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，穿过金属框的磁感线方向没有改变，磁通量变化量为
ΔΦ1=Φ1-Φ2
第二次将金属框绕边翻转到位置Ⅱ，穿过金属框的磁感线方向发生改变，磁通量变化量为
ΔΦ2=Φ1-（-Φ2）=Φ1+Φ2
所以
ΔΦ2>ΔΦ1
故选C。
3．A
【详解】
由图可知，磁通量
则
故选A。
4．C
【详解】
由题可知线圈平面跟磁场方向相互垂直时，通过线圈的磁通量 Φ=BS=BL2．故ABD错误，C正确．
5．C
【详解】
开始穿过线圈的磁通量为，最后穿过线圈的磁通量是 ，变化量为。
故选C。
6．C
【详解】
如图,当正方形线圈abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中时,磁通量为
故选C。
7．D
【详解】
圆环从M到N过程中穿过圆环的磁感线条数增多，磁通量变大，由N到P的过程，线圈包含了所有的内部磁感线及部分外部磁感线，内外磁感线相互抵消。越到中间，外部磁感线越少，故在本过程中，P处磁通量是最大的，而P到Q的过程是N到P的过程的相反的过程，磁通量变小，Q到L的过程，远离磁铁磁通量变小。故P处磁通量最大。
故选D。
8．A
【详解】
A．元电荷的数值最早是由密立根测得的，A正确；
B．库仑通过实验得出，点电荷之间的作用力与间距的平方成反比，B错误；
C．根据物理学史可知，1820年奥斯特发现了电流的磁效应，C错误；
D．拉第通过对电与磁的研究，最早发现了电磁感应现象，D错误。
故选A。
9．B
【详解】
AB．磁通量的计算公式
Φ=BS
B的单位是T，S的单位是m2，所以磁通量的单位是T m2．不是T s2，故B正确，A错误；
C．根据磁感应强度的定义
B的单位可以表示为
所以磁通量的单位可以表示为
故C错误；
D．根据磁感应强度的定义
B的单位可以表示为
所以磁通量的单位可以表示为
故D错误。
故选B。
10．C
【详解】
因为磁感线是闭合的，环形电流产生的磁场，在环内空间有限，所以环内的磁感线的密度大于环外的。环A在环内产生的磁场垂直纸面向外，在面积一样的情况下，环B的磁通量抵消后将垂直向外。
故选C。
11．D
【详解】
由图可知，电流的方向向上，由安培定则可知，电流右侧磁场的方向向里，左侧磁场的方向向外；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。
设线框的横截面积为S，位置I处平均磁感应强度为B1，位置Ⅱ处平均磁感应强度为B2，将线框从位置I平移到位置Ⅱ，磁通量的变化量的大小：
△Φ1=(B1﹣B2）S
将线框从位置I以bd为转轴转到位置Ⅱ，磁通量的变化量的大小
以MN为转轴转到位置Ⅲ时，初末磁通量相同，故磁通量的变化为零；平移到以MN为对称轴的位置III时，磁场方向反向，线圈没有变化，故磁通量变化量大小为2B1S。
由以上分析可知，磁通量变化最大的是Ⅲ，ABC错误，D正确。
故选D。
12．B
【详解】
解：A、C、根据磁通量的计算公式Φ=BSsinθ，可知影响磁通量大小的因素有磁感强度和面积的大小，还与线圈跟磁场方向的夹角有关，磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量故一定越大，故A错误，C错误；
B、根据磁通量的定义，穿过线圈的磁感线条数越多，则磁通量越大，故B正确；
D、穿过线圈的磁通量为零，该处的磁感应强度不一定为零，可能是由于线圈平面与磁场平行，故D错误；
故选B
13．BC
【详解】
磁感应强度的定义式为，磁感应强度B的单位为T，则有：；根据磁通量公式有Φ=BS，得：，则有：1T=1Wb/m2.故A，D错误，B，C正确；故选BC.
14．BC
【详解】
磁通量的单位是Wb，根据磁感应强度的定义
B的单位可以表示为
所以磁通量的单位可以表示为
故AD错误，BC正确。
故选BC。
15．BD
【详解】
当回路与磁场平行时，磁通量Φ为零，则磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量不一定越大，故A错误；磁通量Φ为零时，可能回路与磁场平行，则磁感应强度不一定为零，故B正确；根据磁通量，磁通量的变化可能由B、S、α的变化引起，磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过线圈的磁通量不一定越大，故C错误；穿过线圈的磁通量的大小可用穿过线圈的磁感线的条数来衡量，故D正确．所以BD正确，AC错误．
16． 0.5BS 1.5BS
【详解】
由题知，当长方形线圈abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中时，磁通量为：，当线圈从图中位置转过时，磁通量的方向与原方向相反，所以是；该过程中穿过这个线圈的磁通量改变了：，大小是．
17． 0.1 0.05 0 0.1
【详解】
环面与磁场垂直时，穿过导线环的磁通量是
现以垂直于磁场的方向为轴将导线环旋转，穿过导线环的磁通量是
当环面转过90°与磁场平行时，穿过导线环的磁通量是
Wb
环面与磁场垂直到环面与磁场平行，磁通量变化了
18．错误
【详解】
根据 则穿过闭合回路的磁通量与磁感应强度、线圈的面积以及线圈平面与磁感线的夹角都有关，则磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量不一定也越大。此说法错误。
19．
【详解】
处于水平位置，磁场与线圈平面法线夹角为，此时的磁通量为
当线圈绕其一边顺时针转到90°到达竖直位置时与磁场从线圈的另一面穿过，的磁通量为
线圈中的磁通量的改变量为
大小为
20．（1）有感应电流；因为当合上开关的一瞬间，线圈产生磁场，穿过线圈的磁通量增加，线圈里有感应电流。
（2）没有感应电流；因为当线圈里有恒定电流通过时，产生稳定的磁场，线圈的磁通量不变，没有感应电流。
（3）有感应电流；因为当断开开关的一瞬间，穿过线圈的磁通量减小，线圈里有感应电流。
21．(1) 1Wb；(2)0；(3) 1Wb
【详解】
(1)面积S1（abcd）与磁场相互垂直，故磁通量
Φ1=BS=5.0×0.5×0.4=1Wb
(2)S2（bcfe）与磁场方向相互平行；故磁通量
Φ2=0
(3)S3（adfe）与匀强磁场方向的夹角未知，因此可将面积S（adfe）投影到与x轴垂直的abcd上，adfe的有效面积就是abcd的面积，故磁通量
Φ3=BS=5×0.5×0.4=1Wb
22．（1）电缆在ac两点连线的正下方；（2）
【详解】
（1）当线圈平面平行地面测量时，在地面上a、c两处测得试探线圈中的电动势为零，说明通过线圈的磁通量为零，而b、d两处线圈中的电动势不为零，说明穿过小线圈的磁通量发生变化，则试探线圈在通电直导线的两边。当线圈平面与地面成45°夹角时，在b、d两处测得试探线圈中的电动势为零，则说明小线圈现在的位置与直导线平行且直导线在b、d两处的斜下方。又由于a、b、c、d恰好位于边长为1米的正方形的四个顶角上，所以可确定地下电缆在ac两点连线的正下方。
（2）当线圈平面与地面成45°夹角时，直导线在b、d两处的斜下方45°位置。则边长为1米的正方形可知，直导线离地表的深度为
23．(1)A和C中磁通量改变量均为；(2)
【详解】
(1)根据磁通量的公式Φ=BS，其大小与线圈的匝数无关，且S是有效面积；由题意可知，A线圈与C线圈的有效面积相同，则A、C中磁通量改变量相同，即为
(2)当磁场方向转角的过程中，线圈垂直磁场方向的面积
因此