13.3电磁感应现象及应用同步练习（Word版含答案）

13.3 电磁感应现象及应用 同步练习
一、单选题
1．如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中，下列说法正确的是________．
A．穿过线框的磁通量保持不变
B．穿过线框的磁通量增加
C．线框中无感应电流
D．线框中有感应电流
2．如图所示，当磁铁处于下列哪种情况时，闭合回路中灵敏电流计没有偏转现象的是（ ）
A．极向下运动插入线圈
B．极向下运动插入线圈
C．极向上运动从线圈中拔出
D．磁铁静止在线圈中不动
3．如图所示，质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上．当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动．则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况，以下判断正确的是
A．FN先大于mg，后小于mg
B．FN一直大于mg
C．Ff先向左，后向右
D．线圈中的电流方向始终不变
4．如图，金属线框abcd的平面与匀强磁场方向垂直，将线框从实线位置向左移动到虚线位置的过程中，框内（　　）
A．始终不存在感应电流
B．始终存在感应电流
C．先无感应电流，后有感应电流
D．先有感应电流，后无感应电流
5．如图所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺线管的中心线正好和线圈的一条直径MN重合。要使线圈a中产生感应电流，可采用的方法有(　　)
A．将螺线管在线圈a所在平面内转动
B．使螺线管上的电流发生变化
C．使线圈以MN为轴转动
D．使线圈以与MN垂直的一条直径为轴转动
6．如图所示，金属线框abcd处于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，线框做下列几种运动中，可以产生感应电流的是（　　）
A．绕ab边匀速转动
B．垂直纸面方向平移
C．在纸面内向右加速运动
D．绕通过线框中心、垂直于纸面的轴转动
7．感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内，有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度v匀速通过磁场，则感应电流的产生情况为（ ）．
A．一直没有 B．一直有 C．进入磁场和出磁场时有 D．无法判断
8．关于产生感应电流的条件，下述说法正确的是
A．位于磁场中的闭合线圈，一定能产生感应电流；
B．闭合线圈和磁场发生相对运动，一定能产生感应电流；
C．闭合线圈作切割磁感线运动，一定能产生感应电流；
D．穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化，一定能产生感应电流、
9．有一种信号发生器的工作原理可简化为如图所示的情形，竖直面内有半径均为R且相切与O点的两圆形区域，其内存在水平恒定的匀强磁场，长为2R的导体杆OA，以角速度绕过O点的固定轴，在竖直平面内顺时针匀速旋转，t=0时，OA恰好位于两圆的公切线上，下列描述导体杆两端电势差随时间变化的图像可能正确的是
A． B．
C． D．
二、多选题
10．如图所示软铁环上绕有M、N两个线圈，M线圈通过滑动变阻器及开关与电源相连，N线圈连接电流表，下列说法正确的是（ ）
A．开关闭合瞬间，通过电流表G的电流由a到b
B．开关闭合稳定后，通过电流表G的电流由b到a
C．开关闭合稳定后，将滑动变阻器滑片向右滑动，通过电流表G的电流由a到b
D．开关闭合稳定后再断开瞬间，通过电流表G的电流由a到b
11．下列选项中是用导线做成的圆形或正方形回路，这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘)．下列组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生的是(　　)
A．
B．
C．
D．
12．如图所示，在平行于水平地面的匀强磁场上方有三个线圈，从相同的高度由静止开始同时下落。三个线圈都是由相同的金属材料制成的大小相同的正方形线圈。A线圈有一个缺口，B、C都是闭合的，但是B线圈的导线比C线圈的粗，关于它们落地时间的说法正确的是（　　）
A．三线圈中A落地时间最短
B．三线圈落地时间相同
C．B、C两线圈落地时间相同
D．B线圈落地时间比C线圈短
13．如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向．但给出的实物图中连接并不完整，请你试着连成完整的实验电路基础上回答：若将线圈L1插入线圈L2中，合上开关S，能使线圈L2中感应电流的磁场方向与线圈L1中原磁场方向相同的实验操作是（ ）
A．插入铁芯F B．拔出线圈L1
C．使变阻器阻值R变大 D．断开开关S
14．如图所示是圆盘发电机的示意图；铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。则（　　）
A．由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流
B．回路中感应电流大小不变，为
C．回路中感应电流方向不变，为C→D→R→C
D．回路中有周期性变化的感应电流
15．“跳环”实验是电磁感应现象中的一个著名的演示实验。如图所示，在线圈中插一根圆柱形软铁棒，将一轻质铝环套在铁棒上，接通开关，铝环便向上跳起。下列关于“跳环”实验的说法正确的是（　　）
A．把铁棒换成塑料棒，闭合开关时铝环不会跳起
B．将铝环剪开一条缝，合开关时铝环不会跳起
C．线圈匝数与闭合开关时铝环跳起的高度无关
D．铝环向上跳起和向下降落两过程中环中的电流方向相反
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
AB、通电导线产生的磁场是不均匀磁场，离导线越远，磁场越弱，所以线框由静止释放，在下落过程中磁通量在减小，故AB错误；
CD、由于穿过闭合线圈的磁通量发生了变化，所以有感应电流产生，故D正确；C错误；
故选D
点睛：了解通电导线产生的磁场分布，并知道产生感应电流的条件．
2．D
【解析】
【详解】
A、向下运动插入线圈，穿过线圈的磁通量增大，会产生感应电流，故A错误；
B、极向下运动插入线圈，穿过线圈的磁通量增大，会产生感应电流，故B错误；
C、极向上从线圈中拨出，穿过线圈的磁通量减小，会产生感应电流，故C错误；
D、静止在线圈中不动，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，符合题意，故D正确；
故选D．
【点睛】穿过闭合的线圈的磁通量变化，会产生感应电流．
3．A
【解析】
【分析】
【详解】
ABC.当磁铁靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加，线圈中产生感应电流，线圈受到磁铁的安培力作用，根据楞次定律可知，线圈受到的安培力斜向右下方，则线圈对桌面的压力增大，即FN大于mg。线圈相对桌面有向右运动趋势，受到桌面向左的静摩擦力。当磁铁远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，线圈中产生感应电流，线圈受到磁铁的安培力作用，根据楞次定律可知，线圈受到的安培力斜向右上方，则线圈对桌面的压力减小，即FN小于mg。线圈相对桌面有向右运动趋势，受到桌面向左的静摩擦力．综上FN先大于mg，后小于mg，Ff始终向左，故BC错误A正确；
D.当磁铁靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加，线圈中产生感应电流从上向下看是逆时针方向；当磁铁远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，线圈中产生感应电流从上向下看是顺时针方向，故D错误。
故选A。
4．D
【解析】
【详解】
当线圈进入磁场的过程中，穿过线圈的磁通量增加，则线圈中会产生感应电流；当线圈全部进入磁场后穿过线圈的磁通量不变，此时线圈中无感应电流。
故选D。
5．D
【解析】
【详解】
图示位置，穿过线圈a的磁通量为零；
A．将螺线管在线圈a所在平面内转动，穿过线圈a的磁通量始终为零，磁通量不变，则没有感应电流产生，故A错误；
B．使螺线管上的电流发生变化，穿过线圈a的磁通量始终为零，磁通量不变，则没有感应电流产生，故B错误；
C．使螺线管以MN为轴转动，穿过线圈a的磁通量始终为零，磁通量不变，则没有感应电流产生，故C错误；
D．使螺线管以与MN垂直的一条直径为轴转动，穿过线圈a的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生，故D正确。
故选D。
6．A
【解析】
【详解】
A．绕ab边匀速转动时，线框中的磁通量发生变化，故产生感应电流，故A正确；
B．垂直纸面方向平移时，线框中的磁通量不变，不会产生感应电流，故B错误；
C．在纸面内向右加速运动时，线框中磁通量不变，不会产生感应电流，故C错误；
D．绕通过线框中心、垂直于纸面的轴转动时，线框中的磁通量不变，不会产生感应电流，故D错误。
故选A。
7．C
【解析】
【详解】
线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中将产生感应电流．线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应电流产生；线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减小，线框中将产生感应电流．故ABD错误，C正确；故选C．
【点睛】穿过线框的磁通量大小为Φ=BS，可知进入磁场时，磁通量随时间的增加而增加，全部进入磁场时磁通量达到最大值，线框全在磁场中运动时磁通量保持不变，当线框离开磁场时，磁通量随时间的增加而减小．
8．D
【解析】
【详解】
A．产生感应电流的条件是：闭合线圈里面有磁通量的变化，线圈位于磁场中，如果磁通量不发生变化，则一定没有感应电流产生，故A错误；
B．线圈中是否有感应电流产生与线圈是否运动无关，要看其磁通量是否变化，例如线圈完全在匀强磁场中加速运动，也不会产生感应电流，故B错误；
C．若回路中部分导体切割磁感线时，有感应电流产生，若整个闭合线圈切割磁感线运动，其磁通量不发生变化，因此无感应电流产生，故C错误；
D．穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化，即磁通量发生变化，一定有感应电流产生，故D正确。
故选D。
9．A
【解析】
【详解】
由右手定则可知，感应电动势始终从O指向A，为正，由，L是有效切割长度，B、不变，切割的有效长度随时间先增大后减小，且做非线性，非正弦的变化，经半圈后，再次重复，故A正确，BCD错误；
【点睛】
电磁感应与图象的结合问题，近几年高考中出现的较为频繁，在解题时涉及的内容较多，同时过程也较为复杂；故在解题时要灵活，可以先利用右手定则或楞次定律判断方向排除法，再选择其他合适的解法等解答．
10．CD
【解析】
【分析】
【详解】
A．开关闭合瞬间，在线圈N中产生向下的磁场，根据楞次定律，通过电流表G的电流由b到a，A错误；
B．开关闭合稳定后，线圈中的磁场不变，磁通量不变，电流表没有电流。B错误；
C．开关闭合稳定后，将滑动变阻器滑片向右滑动，线圈M中电流减小，产生的磁场减弱，根据楞次定律，通过电流表G的电流由a到b。C正确；
D．开关闭合稳定后再断开瞬间，线圈中的磁场减弱，根据楞次定律，通过电流表G的电流由a到b。D正确。
故选CD。
11．CD
【解析】
【详解】
A、电流与线圈的直径重合，线圈中的磁通量始终等于0，不会产生感应电流，故A错误；
B、线圈与导线垂直，磁感线与线圈平面平行，穿过线圈的磁通量始终等于0，不会产生感应电流，故B错误；
C、导线位于线圈的上部，导线上边的面积比较小，穿过线圈上边的一部分的磁通量小于穿过线圈下边的一部分的磁通量，总磁通量的方向向里；切断直导线中的电流时，闭合回路中的磁通量减小，会有感应电流产生，故C正确；
D、导线位于线圈的右侧，穿过线圈磁通量的方向向外，切断直导线中的电流时，闭合回路中的磁通量减小，会有感应电流产生，故D正确．
点睛：根据电流周围的磁场的特点，判断出线圈内的磁通量，然后根据产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化进行分析判断．
12．AC
【解析】
【分析】
【详解】
AB．A线圈有一个缺口，进入磁场时，不产生感应电流，线圈不受安培力作用，只受重力，加速度等于g，而B、C线圈是闭合的，进入磁场时，产生感应电流，线圈受到竖直向上的安培力作用，则A线圈落地时间最短，故A正确，B错误；
CD．设闭合线圈的边长为L，横截面积为S，电阻率为ρ电，密度为ρ密，质量为m，进入磁场过程中速度为v时加速度为a，根据牛顿第二定律得
mg－＝ma
解得
a＝g－＝g－
可知a与横截面积S无关，所以B、C线圈在运动过程中加速度时刻相同，速度也时刻相同，所以B、C同时落地，C正确，D错误。
故选AC。
13．BCD
【解析】
【详解】
当通过的磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场相同，BCD对；
14．BC
【解析】
【详解】
A．把铜盘看作闭合回路的一部分，在穿过铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动时，铜盘切割磁感线产生感应电动势，回路中有感应电流，A错误；
B．铜盘切割磁感线产生感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律，回路中感应电流为
B正确；
C．由右手定则可判断出感应电流方向为C→D→R→C，C正确；
D．回路中的感应电流并不是周期性变化的，D错误。
故选BC。
15．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A．把铁棒换成塑料棒，闭合开关时，铝环所在处的磁场仍有变化，则铝环中感应电流的磁场阻碍铝环中磁通量的增加，铝环仍会跳起，故A错误；
B．将铝环剪开一条缝，闭合开关时铝环中没有感应电流，铝环不会跳起，故B正确；
C．线圈匝数的多少影响磁场的强弱，而闭合开关时铝环中感应电流与磁场变化有关，则铝环跳起高度与线圈的匝数有关，故C错误；
D．铝环跳起时，远离线圈，环中的磁通量减小，环中感应电流的磁场阻碍环中磁通量的减小，铝环下落时，靠近线圈，环中的磁通量增加，环中感应电流的磁场阻碍环中磁通量的增加，则两过程中环中感应电流方向相反，故D正确。
故选BD。
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