5.2电磁感应现象及其应用 自主提升过关练

5.2电磁感应现象及其应用 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．如图所示，线圈B套在线圈A外面，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到直流电源上，线圈B的两端与电流表连接构成闭合回路。下列操作中电流表指针不能发生偏转的是（　　）
A．接通开关瞬间
B．断开开关瞬间
C．闭合开关，线圈A中电流稳定时
D．闭合开关一段时间后，迅速移动滑动变阻器滑片时
2．如图甲所示，两匀强磁场B1和B2的方向均垂直纸面向里，其边界与固定的金属线圈的直径MN重合，磁感应强度B1和B2随时间的变化规律分别如图乙中的直线a和b所示。下列说法正确的是（　　）
A．t1时刻金属线圈中无感应电流
B．0～t2时间内金属线圈中的感应电流沿逆时针方向
C．0～t1时间内金属线圈受到向左的安培力
D．0～t2时间内金属线圈始终受到向右的安培力
3．有人根据条形磁铁的磁场分布情况用塑料制作了一个模具，模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合，如图所示．另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上方某位置，线圈贴着模具上下移动的过程中，下列说法正确的是（地磁场很弱，可以忽略）（　　）
A．线圈切割磁感线，线圈中产生感应电流
B．线圈紧密套在模具上移动过程中，线圈中没有感应电流产生
C．由于线圈所在处的磁场是不均匀的，故而不能判断线圈中是否有感应电流产生
D．若线圈平面放置不水平，则移动过程中会产生感应电流
4．法拉第在一个粗软铁环上绕上两个彼此绝缘的线圈A和B，线圈A的两端用导线连接成闭合回路，并在导线下面放置一个与导线平行的小磁针，线圈B则和一个电池组及开关相连接，如图所示。法拉第在进行实验时观察到的现象是（ ）
A．闭合开关瞬间，观察到小磁针发生偏转
B．闭合开关后，观察到小磁针保持偏转状态
C．断开开关瞬间，观察到小磁针不发生偏转
D．断开开关后，观察到小磁针保持偏转状态
5．下列说法正确的是（ ）
A．由UEd可知，在匀强电场中两点间的电势差U等于电场强度E乘以两点间的距离d
B．由可知，若通电导线在某空间未受磁场力，则表明该空间不存在磁场
C．楞次定律其实质是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现
D．由UEIr可知，当电路处于断路状态时I0，EU。所以，电源电动势就是断路状态时的路端电压
6．下列四种情境中说法中正确的是（　　）
A．图甲中，M、N两点磁感应强度相同
B．图乙中，线圈穿过磁铁从M运动到L的过程中，穿过线圈的磁通量先减小后增大
C．图丙中，闭合线框绕垂直于磁场方向的轴转动的过程中，线框中没有感应电流产生
D．图丁中，线框在与通电导线在同一平面内向右平移的过程中，线框中有感应电流产生
7．如图所示，水平桌面上固定一通电直导线，电流方向如图，且电流逐渐增大，导线右侧有一金属导线制成的圆环，且圆环始终静止在水平桌面上，则（　　）
A．圆环中产生顺时针方向的感应电流
B．圆环中产生恒定的感应电流
C．圆环有扩张的趋势
D．圆环受到水平向左的摩擦力
8．如图为法拉第发现电磁感应现象的实验装置示意图，软铁环上绕有两个线圈，下列操作中能观察到灵敏电流计G的指针发生偏转的是（　　）
A．S1处于闭合状态，闭合S2瞬间
B．S2处于闭合状态，闭合S1瞬间
C．S1、S2均处于闭合状态，断开S2瞬间
D．S1、S2均处于断开状态，闭合S2瞬间
9．如图所示，正六边形导线框ABCDEF处于垂直纸面向里的匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，O为导线框的几何中心，磁场空间足够大。为使导线框中能产生感应电流，下列措施可行的是（　　）
A．使导线框向右匀速运动
B．使导线框向左加速运动
C．使导线框绕过O点且垂直于线框平面的轴旋转
D．使导线框以AD连线为轴转动。
10．两个线圈绕在铁芯上分别与电源、电流计组成如图所示的电路，开关S1和S2均断开，下列操作中可观察到电流计指针偏转的是（　　）
A．闭合S1瞬间
B．闭合S2瞬间
C．先闭合S2，再闭合S1瞬间
D．先闭合S1至稳定后，再闭合S2瞬间
11．两个环A、B置于同一水平面上，其中A是边缘均匀带电的绝缘环，B是导体环。当A以如图所示的方向绕中心转动时，B中产生如图所示方向的感应电流。则（　　）
A．A可能带正电且转速减小
B．A可能带正电且转速恒定
C．A可能带负电且转速减小
D．A可能带负电且转速增大
12．下列说法正确的是（　　）
A．卡文迪什通过实验测出了万有引力常量G
B．牛顿提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
C．库仑发现了库仑定律并测出了静电力常量k
D．赫兹发现了电磁感应现象，总结出了产生感应电流的条件
13．电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大，压电薄膜与电容器C、电阻R组成图甲所示的回路。红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼拍照，则红灯亮时（　　）
A．汽车前轮停在感应线上不动时，不会被电子眼拍照
B．汽车的前、后轮先后经过感应线，不会被电子眼拍照
C．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，不会被电子眼拍照
D．汽车前轮经过感应线，但后轮没有经过感应线后就立即停下，不会被电子眼拍照
14．如图所示，变化的匀强磁场垂直穿过金属框架MNQP，金属杆ab在恒力F作用下沿框架从静止开始运动，t=0时磁感应强度大小为B0，为使ab产生感应电流，下列能正确反映磁感应强度B的倒数随时间t变化关系的图象是（　　）
A． B．
C． D．
15．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，条形磁铁向闭合金属环运动
B．乙图，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
二、解答题
16．如图，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上。
(1)当合上开关S的一瞬间，线圈P里是否有感应电流？
(2)当断开开关S的一瞬间，线圈P里是否有感应电流？
17．简要说明楞次定律是能量守恒定律的表现？
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
ABD．接通开关和断开开关及闭合开关一段时间后，迅速移动滑动变阻器滑片时，都会导致电流的变化，则线圈A中的磁场发生变化，线圈B中都会产生感应电流，在电流表指针会偏转，故ABD不符合题意。
C．闭合开关，线圈A中电流稳定时，线圈A中磁场不发生变化，则线圈B中不会产生感应电流，则电流表指针不偏转，故C符合题意。
故选C。
2．B
【解析】
【详解】
AB．根据楞次定律，在0～t2时间内，B1在金属线圈中产生顺时针的感应电流I1，B2在金属线圈中产生逆时针的感应电流I2，根据图像，B2的变化率大比B1的变化率大，I2大于I1，总电流方向为逆时针，所以，在0～t2时间内，金属线圈中一直有感应电流，且方向一直沿逆时针方向，A错误，B正确；
CD．在 0～t1时间内，左右两半部分线圈所受的安培力分别为
根据左手定则，安培力的方向向右
根据左手定则，安培力的方向向左
根据图像
解得
合力向右，0～t1时间内金属线圈受到的安培力向右；
在t1～t2时间内，左右两半部分线圈所受的安培力分别为
根据左手定则，安培力的方向向右
根据左手定则，安培力的方向向左
根据图像
解得
合力向左，在t1～t2时间内金属线圈受到的安培力向左；所以，在0～t2时间内，金属线圈受到的安培力先向右后向左，CD错误。
故选B。
3．B
【解析】
【详解】
由题，模具的形状与磁感线的形状是相同的，则线圈贴着模具上下移动的过程中穿过线圈的磁感线的条数不会发生变化，即穿过线圈的磁通量不变，所以线圈紧密套在模具上移动过程中不出现感应电流。同样若线圈平面放置不水平，则移动过程中由于穿过线圈的磁通量不变，也不会产生感应电流。
故选B。
4．A
【解析】
【详解】
AC．闭合和断开开关瞬间，线圈B中的电流强度发生变化，线圈B的电流在铁芯内部产生变化的磁场，使得线圈A中的磁通量发生变化，线圈A中产生感应电流，由于电流的周围存在着磁场，所以观察到小磁针发生偏转，故A正确，C错误；
B．闭合开关后，线圈B中的电流保持不变，铁芯内的磁通量不会发生变化，线圈A中不会产生感应电流，所以小磁针不会发生偏转，故B错误；
D．断开开关后，线圈B中没有电流，铁芯内的磁通量为零且不变，线圈A中不会产生感应电流，所以小磁针不会发生偏转，故D错误。
故选A。
5．C
【解析】
【详解】
A．由公式U=Ed可知，在匀强电场中两点间电势差U等于电场强度E与两点间沿电场方向距离d的乘积， A错误；
B．一根通电直导线在某个空间没有受到磁场力的作用，可能是空间没有磁场，也可能是电流的方向与磁场方向平行，B错误；
C．楞次定律其实质是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现， C正确；
D．由可知，当电路处于断路状态时I=0，E=U。所以电源电动势在数值上等于断路状态时的路端电压，但二者不能等同。电动势是描述电源性质的重要物理量，是非静电力把单位正电荷从负极移到正极所做的功，而电源的路端电压是指电源加在外电路两端的电压，是静电力把单位正电荷从正极经外电路移到负极所做的功。D错误。
故选C。
6．D
【解析】
【详解】
A．图甲中，M、N两点磁感应强度大小相同，方向不同，故A错误；
B．图乙中，线圈位于磁铁中间时，穿过线圈的磁通量最大，线圈穿过磁铁从M运动到L的过程中，穿过线圈的磁通量先增大后减小，故B错误；
C．图丙中，闭合线框绕垂直于磁场方向的轴转动的过程中，线框中磁通量改变，线框中有感应电流产生，故C错误；
D．线框在与通电导线在同一平面内向右平移的过程中，穿过线框的磁通量变化，线框中有感应电流产生，故D正确。
故选D。
7．D
【解析】
【详解】
A．直导线通电流向上，在右侧产生的磁感线向里，电流增大，穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流的磁场向外，则感应电流为逆时针，故A错误；
B．据题意电流只是逐渐增大，而只有直导线通的电流均匀增大，才能在圆环中产生均匀增大的磁通量变化，从而产生恒定的感应电流，故B错误；
C．穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律的理解“增缩减扩”，可知圆环有收缩的趋势，故C错误；
D．将有逆时针感应电流流过的圆环用微元法截成电流元，上下电流元所受安培力抵消，而对于左右的电流元，由于左侧所处磁感应强度更大，抵消右侧所受安培力之后为总的安培力方向，由左手定则可知方向向右，则圆环始终静止在水平桌面上有圆环受到水平向左的摩擦力和安培力平衡，故D正确。
故选D。
8．B
【解析】
【详解】
A．S1处于闭合状态，闭合S2瞬间，右侧线圈中磁通量不变，回路中没有感应电流，G的指针不偏转，故A不符合题意；
B．S2处于闭合状态，闭合S1瞬间，右侧线圈中磁通量增大，回路中产生感应电流，G的指针偏转，故B符合题意；
C．S1、S2均处于闭合状态，断开S2瞬间，右侧线圈中磁通量不变，回路中没有感应电流，G的指针不偏转，故C不符合题意；
D．S1、S2均处于断开状态，闭合S2瞬间，右侧线圈中磁通量不变，回路中没有感应电流，G的指针不偏转，故D不符合题意。
故选B。
9．D
【解析】
【详解】
AB．磁场空间足够大，说明导线框无论向左还是向右运动，穿过闭合导线框的磁通量不发生改变，AB错误。
C．导线框绕过O点且垂直于线框平面的轴旋转时，磁通量不发生改变，C错误。
D．导线框以AD连线为轴转动时，有效面积发生变化，磁通量发生变化，导线框中产生了感应电流，D正确。
故选D。
10．C
【解析】
【详解】
A．只闭合S1瞬间，左边线圈的磁通量增加，右边线圈中会产生感应电动势，但是由于S2不闭合，则右边线圈中不会产生感应电流，电流计不偏转，选项A错误；
B．若S1不闭合，只闭合S2瞬间，两边线圈中无磁通量，更没有磁通量变化，则右边线圈不会有感应电流，电流计不会偏转，选项B错误；
C．先闭合S2，再闭合S1瞬间，穿过左边线圈的磁通量增加，右边线圈中会产生感应电流，电流计指针偏转，选项C正确；
D．先闭合S1至稳定后，左边线圈中的磁通量不变，则右边线圈中无感应电流，则再闭合S2瞬间，电流计指针不偏转，选项D错误。
故选C。
11．C
【解析】
【详解】
AB．由图可知，B中电流为逆时针，由右手螺旋定则可知，感应电流的磁场向外；由楞次定律可知，引起感应电流的磁场可能为：向外减小或向里增大；若原磁场向里，则A中电流应为顺时针，故A应带正电，因磁场变强，故A中电流应增大，即A的转速应增大；AB均错误。
CD．若原磁场向外，则A中电流应为逆时针，即A应带负电，且电流应减小，即A的转速应减小，；D错误，C正确。
故选C。
12．A
【解析】
【详解】
A．卡文迪什通过实验测出了万有引力常量G。故A正确；
B．开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，即开普勒第一定律。故B错误；
C．库仑利用扭秤装置发现了库仑定律，但并没有测出静电力常量k的值。故C错误；
D．法拉第发现了电磁感应现象，总结出了产生感应电流的条件。故D错误。
故选A。
13．AD
【解析】
【详解】
AD选项中只有一次压感应线，只能形成一个脉冲，不符合拍照的条件，所以不会被拍照，AD正确；B、C中有两次压感应线，形成两个脉冲，符合拍照的条件，所以会被拍照，所以BC错误。
故选AD。
14．ABD
【解析】
【详解】
本题可采用逆向思维方式，若使通过闭合回路的磁通量不发生变化时，则棒ab中将不产生感应电流，设金属杆ab长为L，金属杆ab距离MP的距离为l1，棒的质量为m，则有
，
根据
若无感应电流产生，即有
则
所以
即随着时间增加，是增大的，且增大的速度越来越快，且为非线性关系时，ab中无感应电流产生，反之，则有感应电流产生，结合选项图像，故选ABD。
15．AB
【解析】
【详解】
A．条形磁铁向闭合金属环运动过程，穿过金属环的磁通量有变化，能产生感应电流，故A正确；
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，故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。故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，故D错误。
故选AB。
16．(1)有；(2)有。
【解析】
【详解】
(1)当合上开关S的一阕间，线图M产生磁场，穿过线圈P的磁通量从无到，有是增加的，磁通量改变了，则线圈P里有感应电流。
(2)当断开开关S的一瞬间，线圈M产生的磁场消失，穿过线圈P的磁通量从有到无，是减小的，磁通量改变了，则线圈P里有感应电流。
17．见解析
【解析】
【详解】
能量守恒定律是自然界普遍的规律，楞次定律中感应电动势的后果总是和引起感应电流的原因相对抗或阻碍，而这种对抗或阻碍的作用是把其他形式的能量转化为感应电流所在回路中的电能，之后电能又转化为内能。在电磁感应这种能量转化过程中，总的能量是守恒的，楞次定律的意义在于它是能量的转化和守恒定律在电磁感应现象中的具体体现，所以楞次定律的本质是能量守恒定律。
试卷第1页，共3页