5.3电磁感应同步练习（Word版含答案）

5.3电磁感应
一、选择题（共15题）
1．如图所示，两个线圈a、b的匝数分别为10匝和30匝，半径分别为r和2r，圆形边界匀强磁场的方向垂直纸面向外且边缘恰好与线圈a重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（　　）
A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．3：1
2．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．
3．如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为(　　)
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶4 D．4∶1
4．如图所示，边长为2L的正方形线圈共有n匝，其中心位置处边长为L的正方形虚线框内有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面，则穿过线圈的磁通量为（ ）
A．4BL2 B．BL2 C．4nBL2 D．nBL2
5．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　）
A．a点磁感应强度比b点的小
B．a点磁感应强度比b点的大
C．两处的磁感应强度的方向相同
D．同一闭合线圈放在b处时磁通量较大
6．下列说法正确的是
A．电势有正负，所以是矢量
B．电流的方向规定为正电荷移动的方向，所以电流强度是矢量
C．比较磁通量时，需要考虑磁感线从面的哪一侧穿过，因为磁通量是矢量
D．某处磁感应强度的方向规定为该处小磁针静止时N极所指的方向，所以磁感应强度是矢量
7．法拉第在1831年发现了“磁生电”现象，如图，他把两个线圈烧在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行就置一个小磁针。实验中可能观察到的现象是（　　）
A．用一节电池作电源磁针不偏转，用十节电池作电源小磁针会偏转
B．线圈B匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针会偏转
C．线圈A和电池连接瞬间，小磁针会偏转
D．线圈B因故障断开后，线圈A与电源接通的瞬间，小磁针会偏转
8．下列说法正确的是（　　）
A．电场中电势为零的点，电场强度一定为零
B．电场中任一点的电场强度总是指向该点电势降落的方向
C．电源的电动势就等于电源两极间的电压
D．电流、电势差磁通量均有正负之分，但它们都是标量
9．如图所示，框架面积为 S，框架平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场方向垂直，则下列穿过平面的磁通量的说法中不正确的是（ ）
A．如图所示位置时磁通量大小等于 BS
B．若使框架绕 OO′转过 60°角，磁通量大小为
C．若从初始位置转过 90°角，磁通量大小为 BS
D．若从初始位置转过 180°角，磁通量变化量的大小为 2BS
10．如图所示，水平放置的通有恒定电流的长直导线下方有一闭合线框，线框平面和导线在同一竖直平面内，要使通过线框的磁通量变小，可以将线框（　　）
A．向左平移 B．向右平移
C．向下平移远离导线 D．向上平移靠近导线
11．如图所示，在条形磁铁产生的磁场中，垂直条形磁铁中心轴线放置3个相同的闭合线圈S1、S2和S3，三个线圈的中心均在条形磁铁的中心轴线上，穿过各个线圈的磁通量分别为、和，则（　　）
A．= B．> C．< D．=
12．关于磁通量，下列叙述正确的是(　　)
A．在匀强磁场中，穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积
B．在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈的大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大
C．同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不一定大
D．把一个线圈放在M、N两处，若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大，则M处的磁感应强度一定比N处大
13．在图所示的条形磁铁产生的磁场中，垂直条形磁铁中心轴线放置3个相同的闭合线圈S1、S2和S3，三个线圈的中心在条形磁铁中心轴线上，穿过各个线圈的磁通量分别为φ1、φ2和φ3，则（　　）
A．φ1>φ2
B．φ2<φ3
C．φ1=φ2
D．φ1>φ3
14．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
15．关于电荷量、电场强度、磁感应强度、磁通量的单位，下列说法错误的是（ ）
A．牛/库是电荷量的单位
B．特斯拉是磁感应强度的单位
C．磁通量的单位是库仑
D．牛/库是电场强度的单位
二、填空题
16．面积为5×10－2m2的导线框，放在磁感应强度为4×10－2T的匀强磁场中，当线框平面与磁感线平行时，穿过线框的磁通量为__________Wb；当线框平面与磁感线垂直时，穿过线框的磁通量为_____________Wb
17．面积为0.5m2的闭合导线环处于磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，环面与磁场垂直时，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_____．磁通量变化了__________．
18．如图所示，线圈面积为，匀强磁场的磁感应强度。在线圈由图示位置顺时针向下转过150°的过程中，通过线圈的磁通量的改变量大小为__________。
19．面积S=0.5m2的闭合金属圆线圈处于磁感应强度 B=0.4T的匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是 ______ ；当金属圆环转过60°时，穿过环面的磁通量是 ______ ．
三、综合题
20．如图所示，框架的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B.试求：
(1)若从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？
(2)若从图示位置转过180°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？
21．如图所示，面积为S的矩形线框处于磁感应强度为的匀强磁场中，可绕垂直于磁感线的轴转动。
(1)求线框处于图示位置时穿过线框的磁通量大小；
(2)若线框从图示位置绕转过60°角，求转动后穿过线框的磁通量大小；
(3)若线框从图示位置绕转过90°角，求转动后穿过线框的磁通量大小及此过程的磁通量的变化量大小；
(4)若线框从图示位置绕转过120°角，求此过程穿过线框的磁通量的变化量大小。
22．在匀强磁场中，一根长L=0.4m的通电导线中的电流为20A，这条导线与磁场方向垂直时，所受的磁场力为0.016N。
（1）求磁感应强度的大小B；
（2）若磁场区域的面积是S=0.10m2，计算通过该面积的磁通量。
23．如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场B＝0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1cm。现在纸面内先后放上圆形线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1cm，20匝；D线圈半径为2cm，10匝；C线圈半径为0.5cm，1匝；问：
(1)在磁感应强度B减少为0.4T的过程中，A和D中的磁通量改变了多少？
(2)当磁场转过30°角的过程中，C中的磁通量改变了多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
根据可知，穿过a、b两线圈的磁通量相等，磁通量之比1:1。
故选A。
2．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。
3．A
【详解】
根据磁通量的定义，当B垂直于S时，穿过线圈的磁通量为Ф=BS，其中S为有磁感线穿过区域的面积，所以图中a、b两线圈的磁通量相等，所以A正确；BCD错误．
4．B
【详解】
解：由题，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ACD错误，B正确．
故选B．
5．B
【详解】
ABC．磁感线的疏密代表强度大小，故a点磁感应强度比b点的大，故B正确AC错误；
D．同一闭合线圈的磁通量与摆放角度有关系，故无法比较两处磁通量大小，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】
A、电势是标量，电势有正负之分，电势的正负是相对的，它相对于你所取的零电势面，故A错误；
B、电流的方向表示正电荷定向移动的方向，由于电流运算时不遵守平行四边形定则，所以电流不是矢量，故B错误；
C、磁通量是通过闭合线圈的磁感线的条数，它是标量，但是磁通量也有正负，磁通量的正负并不表示磁通量的方向，故C错误；
D、磁感应强度是矢量，某处磁感应强度的方向规定为该处小磁针静止时N极所指的方向，故D正确；
故选D．
7．C
【详解】
AB．由于电池提供的是直流电，产生的磁场是恒定磁场，电路稳定状态下通过线圈B的磁通量不变，线圈B中不会产生感应电流，无论采用多少节电池，无论线圈B匝数多少，小磁针都不会偏转，故AB错误；
CD．线圈A和电池连接瞬间，通过线圈B的磁通量瞬间增大，会产生感应电流，小磁针会偏转。线圈B因故障断开后不再是闭合回路，线圈A与电源接通的瞬间，线圈B中电流始终为零，小磁针不会偏转，故C正确，D错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．电势为零，是人为选择的，而电场强度是由电场决定的，电场中电势为零的点，电场强度不一定为零，故A错误；
B．顺着电场线方向，电势逐渐降低，但电场强度的方向总是指向电势降落最快的方向，故B错误；
C．电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，当外电路接通时，电源有内电压，根据闭合电路欧姆定律得知，电源两极间电压一定小于电动势，故C错误；
D．电流、电势差、磁通量均有正负之分，但它们都是标量，故D正确；
9．C
【详解】
A、线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积，故图示位置的磁通量为，故A正确；
B、使框架绕转过角，则在磁场方向的投影面积为，则磁通量为，故B正确；
C、线圈从图示转过的过程中，S垂直磁场方向上的投影面积逐渐减小，故磁通量逐渐减小，当线圈从图示转过时，磁通量为0，故C错误；
D、从初始位置转过角，磁通量变化为，故D正确．
10．C
【详解】
将线圈向左或向右平移，则穿过线圈的磁通量都不变；向下平移远离导线，则穿过线圈的磁通量减小；向上平移靠近导线，则穿过线圈的磁通量增加；
故选C。
11．B
【详解】
闭合线圈S1，S2和S3三个相同线圈的中心在条形磁铁中心轴线上，磁感线越往右越稀疏，磁感应强度越小，由
可得
>>
故选B。
12．C
【详解】
A．在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积．故A项错误．
B．在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈的大，但两线圈与磁场方向夹角未知，则穿过两线圈中磁通量的大小关系不确定．故B项错误．
C．线圈与磁场方向的夹角不确定，同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不一定大．故C项正确．
D．一个线圈放在M、N两处，放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大，由于线圈与磁场方向的夹角不确定，所以两处的磁感应强度关系不确定．故D项错误．
13．AD
【详解】
闭合线圈S1，S2和S3三个线圈的中心在条形磁铁中心轴线上，磁感线越往右越稀疏，磁感应强度越小，故φ1>φ2>φ3，故AD正确，BC错误．
14．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。
15．AC
【详解】
试题分析： 电荷量的单位是库伦，电场强度的单位是伏/米和牛顿/库仑，故A错误，D正确；磁感应强度的单位是特斯拉，故B正确；磁通量的单位是韦伯，故C错误．本题选错误的，故选AC．
16． 0 2×10-3
【详解】
当线框平面与磁感线平行时，没有磁感线穿过线框，所以穿过线框的磁通量为0；当线框平面与磁感线垂直时，穿过线框的磁通量为Φ=BS=4×10-2T×5×10-2m2=2×10-3Wb．
17． 0.25 Wb 0 －0.25 Wb
【详解】
穿过导线环的磁通量是，当磁场与导线环平行时磁通量为零，故磁通量变化了
18．
【详解】
图示位置线圈与磁场平行，通过线圈的磁通量为零，在线圈由图示位置顺时针向下转过150°时，通过线圈的磁通量为
通过线圈的磁通量的改变量大小为
19． 0.2Wb； 0.1Wb
【详解】
由题，导线环的面积S=0.5m2，匀强磁场磁感应强度B=0.4T，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量Φ=BS=0.5×0.4Wb=0.2Wb．当导线环转过60°时，穿过环面的磁通量为Φ'=BSsin30°=0.5×0.4×0.5Wb=0.1Wb．
20．(1)-BS; (2)-2BS
【详解】
（1）框架平面与磁感应强度B垂直时，穿过框架平面的磁通量：Φ=BS；从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量变为0，则磁通量的变化量为0-BS=-BS；
（2）若从图示位置转过180°，则穿过框架平面的磁通量为-BS，磁通量的变化量为：
（-BS）-BS=-2BS；
21．(1) ；(2) ；(3)0 ； ；(4)
【详解】
(1)线框处于图示位置时，线框与磁场垂直，穿过线框的磁通量
(2)线框绕转过60°角后，穿过线框的磁通量
(3)线框绕转过90°角后，线框与磁场平行，穿过线框的磁通量
则此过程的磁通量的变化量
(4)线框绕转过120°角后，穿过线框的磁通量
则此过程穿过线框的磁通量的变化量
22．（1）2×10-3T；（2）2×10-4Wb
【详解】
（1）根据
F=BIL
可得
（2）通过该面积的磁通量
23．(1)1.256×10 4Wb；1.256×10 4Wb；(2)8.4×10 6Wb
【详解】
解：(1)对A线圈
Φ1＝B1πr
Φ2＝B2πr
故磁通量改变量
|Φ2－Φ1|＝（0.8－0.4）×3.14×（1×10 2）2Wb＝1.256×10 4Wb
对D线圈
|Φ2－Φ1|＝1.256×10 4Wb
(2)对C线圈
Φ1＝Bπ
磁场转过30°，线圈面积在垂直磁场方向上的投影为πrcos30°，
则
Φ2＝Bπrcos30°
故磁通量改变量
|Φ2－Φ1|＝Bπr（1－cos30°）＝8.4×10 6Wb
答案第1页，共2页