3.3 电磁感应现象及其应用专项测试（Word版含答案）

3.3、电磁感应现象及其应用
一、选择题（共17题）
1．如图所示，连接负载的固定U型金属导轨abcd，放置在与导轨平面垂直的匀强磁场中。导轨上有一根可自由滑动的金属棒ef，在金属棒向左平移的过程中。下列说法正确的是（　　）
A．穿过ebcf回路的磁通量不变
B．穿过ebcf回路的磁通量变小
C．ae段有电流通过
D．bc段有电流通过
2．如图所示为冶炼合金钢的真空冶炼炉。冶炼炉内放有金属块，炉外绕有线圈，线圈中通入迅速变化的电流，使冶炼炉内金属块中产生涡电流，涡电流产生的热量使金属块熔化。在涡电流产生过程中，所利用的电磁学规律的发现者为（　　）
A．法拉第 B．库仑 C．奥斯特 D．安培
3．下列说法中符合物理学史的是（ ）
A．安培发现了电流的磁效应 B．法拉第发现电磁感应现象
C．奥斯特提出了分子电流假设 D．楞次发明了人类历史上第一台发电机
4．小明用如图所示的装置探究“什么情况下磁可以生电”，进行了如下操作，其中能使电流表指针发生偏转的操作是（　　）
A．保持磁体与导线ab静止不动
B．让磁体与导体ab以相同的速度一起向右运动
C．保持磁体静止不动，让导体ab沿水平方向左右运动
D．保持磁体静止不动，让导体ab沿竖直方向上下运动
5．在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用．下列叙述符合史实的是（ ）
A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了磁现象可以产生电现象
B．法拉第通过大量的实验发现了电磁感应现象，并得出“电磁感应定律”
C．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻 止引起感应电流的磁通量的变化
6．如图是观察电磁感应现象的实验装置。闭合开关，下面措施中，灵敏电流计指针没有偏转的是（　　）
A．将线圈M快速插入线圈N中
B．将线圈M快速从线圈N中抽出
C．快速移动滑动变阻器的滑片
D．将线圈M静置于线圈N中
7．如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，一矩形线框abed与通电导线共面放置，且ad边与通电导线平行.下列情况中不能产生感应电流的是
A．导线中电流变大
B．线框向右平动
C．线框以直导线为轴转动
D．线框以ad边为轴转动
8．用图所示装置探究感应电流产生的条件，线圈A通过滑动变阻器和开关S1连接到电源上，线圈B通过开关S2连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。下列说法中不正确的是（　　）
A．当S2处于闭合状态，在S1闭合瞬间，电流表的指针会发生偏转
B．当S2处于闭合状态，在S1断开瞬间，电流表的指针会发生偏转
C．当S1处于闭合状态，电路稳定后，再闭合S2瞬间，电流表的指针会发生偏转
D．当S1、S2均处于闭合状态，匀速移动滑动变阻器的滑片，电流表的指针会发生偏转
9．物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用．下面列举的四种器件中，在工作时利用了电磁感应现象的是（ ）
A．回旋加速器 B．白炽灯 C．质谱仪 D．电磁炉
10．下列说法正确的是（　　）
A．如图甲所示磁感线分布可知，直导线中的电流方向是向下的
B．如图乙所示，如果长为l、通过电流为I的短直导线在该磁场中所受力的大小为F，则可测出该处磁感应强必为
C．如图丙所示，闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动，由于在做切割磁感线运动，会在线圈中产生感应电流
D．如图丁所示，绕虚线轴转动的线圈平面S转到图示位置时，穿过此线圈平面的磁通量为0
11．选项图所示的条件下，闭合矩形线圈能产生感应电流的是（磁场范围足够大）（　　）
A． B．
C． D．
12．在磁感应强度大小为的匀强磁场中，将一面积为S的闭合线圈由图示位置沿一边旋转180°的过程中，线圈中（　　）
A．磁通量的变化量为0 B．磁通量的变化量为
C．产生感应电流 D．没有感应电流
13．如图所示为“研究感应电流产生的条件”的实验装置，下列操作中，电流计的指针不会发生偏转的是
A．将条形磁铁插入线圈的过程中
B．将条形磁铁从线圈中拔出的过程中
C．将条形磁铁放在线圈中不动
D．将条形磁铁从图示位置向左移动的过程中
14．胡老师在物理课上摆出如图所示的实验装置来做 “探究感应电流与磁通量变化的关系”的实验，胡老师将要演示的是以下A、B、C、D 4种操作．你认为这4种操作中不会引起电流表指针偏转的操作是
A．闭合开关S
B．断开开关S
C．闭合开关后拔出小线圈A
D．在开关S处于断开状态下，将变阻器的滑片P向右移动
15．在物理学发展史上，许多科学家通过恰当应用科学研究方法，超越了当时研究条件的局限和传统观念，取得了辉煌的研究成果，下列符合物理学史实的是 （ ）
A．牛顿由理想斜面实验通过逻辑推理否定了力是维持物体运动的原因的观点
B．19世纪以前，对相隔一定距离的电荷或磁体间的作用不少人持超距作用的观点，在19世纪30年代，法拉第提出电场或磁场的观点
C．人们从电荷间的作用力与引力的相似性中提出“平方反比”的猜想，这一科学问题是由法国科学家库仑通过库仑扭秤实验完成的
D．安培首先引入电场线和磁感线，极大地推动了电磁现象的研究
E．牛顿通过著名的“月地检验”，突破天地之间的束缚，使得万有引力定律成为科学史上最伟大定律之一
16．如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线圈与导线在同一平面内，在下列状况中线框中不能产生感应电流的是（ ）
A．线框向右平动 B．线框以导线为轴转动
C．线框向下平动 D．线框以ad边为轴转动
17．如图1，水平地面上边长为L的正方形ABCD区域，埋有与地面平行的金属管线。为探测金属管线的位置、走向和埋覆深度，先让金属管线载有电流，然后用闭合的试探小线圈P（穿过小线圈的磁场可视为匀强磁场）在地面探测，如图2所示，将暴露于地面的金属管接头接到电源的一段，将接地棒接到电源的另一端。这样金属管线中就有沿管线方向的电流。使线圈P在直线BD上的不同位置保持静止时（线圈平面与地面平行），线圈中没有感应电流。将线圈P静置于A处，当线圈平面与地面平行时，线圈中有感应电流，当线圈平面与射线AC成37°角且保持静止时，线圈中感应电流消失。下列说法正确的是（　　）（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）
A．金属管线沿AC走向
B．图2中的电源为电压恒定并且较大的直流电源
C．金属管线的埋覆深度为L
D．线圈P在A处，当它与地面的夹角为53°时，P中的感应电流可能最大
二、填空题
18．实验：探究感应电流产生的条件
探究一：如图甲实验中，让导体棒在磁场中保持相对静止时或者平行于磁场运动时，无论磁场多强，闭合电路中都______电流，当导体ab做______运动时，闭合回路中有电流产生。
探究二：如图乙，当螺线管A的电流不变时，螺线管B所在的回路中没有电流产生；当螺线管A的电流______时，螺线管B所在回路中就有了电流。
19．判断正误
（1）奥斯特发现了电流的磁效应。( )
（2）法拉第发现了电磁感应现象。( )
（3）法拉第完成了“由磁产生电”的设想。( )
（4）闭合电路中的磁通量发生变化就会产生感应电流。( )
（5）只要电路中磁通量发生变化，就有感应电流产生。( )
20．如图所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关S闭合或断开时，电流表中________电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中________电流通过；而开关一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中________电流通过。（均选填“有”或“无”）
21．如图所示，“磁场垂直纸面向里”导体AB向右运动过程中，穿过闭合电路ABEF的磁通量______________(填“变大”、“不变”或“变小”)，闭合电路中_______________(填“有”或“没有”)感应电流产生．
综合题
22．一线圈位于如图所示的匀强磁场中。要使线圈中产生感应电流，应采取什么措施？
分析 使电路中产生感应电流的条件之一是电路必须闭合，本案例的线圈符合此条件。
使电路中产生感应电流的另一条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。那么怎样才能满足这个条件呢？
请根据以上分析，提出你的解决办法。
23．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。
24．某同学将电流计、线圈A和线圈B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路。
（1）当接通、断开开关时，电流计的指针都没有偏转。请分析其可能的原因。
（2）电路正常后，这套实验装置可以用于探究哪些物理问题？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
AB．因为ebcf回路的面积变大，由知穿过ebcf回路的磁通量变大，故AB错误；
C．因为ae段不在闭合回路里，即无电流，故C错误；
D．因为穿过ebcf闭合回路的磁通量变大，即有感应电流产生，故bc段有电流通过，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】
涡流利用的是电磁感应效果，法拉第是电磁学规律的发现者，故A正确。
故选A。
3．B
【详解】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，选项A错误；
B．法拉第发现电磁感应现象，选项B正确；
C．安培提出了分子电流假设，选项C错误；
D．法拉第发明了人类历史上第一台发电机，选项D错误。
故选B。
4．C
【详解】
A．保持磁体和导体ab静止，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流；故A不符合题意；
B．让磁体与导体ab以相同的速度一起向右运动，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流；故B不符合题意；
C．保持磁体静止不动，让导体ab沿水平方向左右运动，导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，能使电流表指针发生偏转，故C符合题意；
D．保持磁体静止不动，让导体ab沿竖直方向上下运动，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流；故D不符合题意。
故选C。
5．C
【详解】
A． 1820年，丹麦物理学家奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电现象可以产生磁现象，故A错误；
B．法拉第通过大量的实验发现了电磁感应现象，纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后得到了电磁感应定律，故B错误；
C．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，很好地解释了磁化现象，故C正确；
D．楞次在分析了许多实验事实后提出楞次定律，即感应电流应具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故D错误．
6．D
【详解】
根据题意可知，当将螺线管M插入（或拔出）螺线管N时穿过线圈N的磁通量发生变化，线圈N中产生感应电流，电流计指针偏转，快速移动滑动变阻器的滑片，穿过线圈N的磁通量发生变化，线圈N中产生感应电流，电流计指针偏转；将线圈M静置于线圈N中，穿过线圈N的磁通量不变，则不会有感应电流产生。
故选D。
7．C
【详解】
A. 线框不动，增大导线中的电流，则周围的磁感应强度增强，则线框中磁通量增大，可以产生感应电流．故A错误；
B. 线框向右运动时，线框中的磁感应线强减小，故磁通量减小，可以产生感应电流，故B错误；
C. 线框以直导线为轴转动，线框中的磁通量不变，不会产生感应电流，故C正确；
D. 线框以导线ad为轴转动，线框中的磁通量变化，会产生感应电流，故D错误．
故选C
8．C
【详解】
AB．处于闭合状态，则线圈B与电流表构成回路。在闭合瞬间，线圈A中电流增大， A产生的磁场增强，则B线圈中的磁通量变大，所以B中会产生感应电流，电流表的指针会发生偏转。同理在断开瞬间，线圈A中电流减小， A产生的磁场减弱，则B线圈中的磁通量变小，所以B中也会产生感应电流，电流表的指针也会发生偏转，故AB正确，不符合题意；
C．处于闭合状态，线圈A中的电流不变，产生的磁场不变，线圈B中的磁通量不变，所以在与闭合瞬间，线圈B中没有感应电流，电流表指针不偏转。故C错误，符合题意；
D．两开关均处于闭合状态，电路稳定后匀速移动滑动变阻器的滑片，则线圈A中电流变化，线圈A产生的磁场变化，则B线圈中的磁通量变化，所以B中会产生感应电流，电流表的指针会发生偏转，故D正确，不符合题意。
故选C。
9．D
【详解】
电磁炉利用电磁感应产生的感应电流，产生焦耳热，D对，AD都是利用带电粒子在磁场中的偏转，B选项是利用电流的热效应，ABC错；
10．D
【详解】
A．由甲所示磁感线分布，根据安培定则可知，直导线中的电流方向是向上的，故A错误；
B．只有通电导线与磁场方向垂直时，安培力
该处没有指明通电导线与磁场方向垂直，则该处磁感应强不一定为
故B错误；
C．如图，闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动，穿过闭合回路的磁通量没有发生变化，虽然做切割磁感线运动，线圈中不会产生感应电流，故C错误；
D．绕虚线轴转动的线圈平面S转到图示位置时磁场与线圈平面平行，穿过此线圈平面的磁通量为0，故D正确。
故选D。
11．D
【详解】
A．A项图中，因为线圈平面平行于磁感线，在以OO′为轴转动的过程中，线圈平面始终与磁感线平行，穿过线圈的磁通量始终为零，所以无感应电流产生，A错误；
B．B项图中，线圈平面也与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为零，竖直向上运动过程中，线圈平面始终与磁感线平行，磁通量始终为零，故无感应电流产生，B错误；
C．C项图中，尽管线圈在转动，B始终垂直于S，但B与S都不变，所以
始终不变，则线圈中无感应电流，C错误；
D．D项图中，图示状态Φ=0，当转过90°时，
所以转动过程中穿过线圈的磁通量在不断地变化，因此转动过程中线圈中产生感应电流，D正确。
故选D。
12．C
【详解】
AB．将一面积为S的闭合线圈由图示位置沿一边旋转180°的过程中，线圈中磁通量的变化量为2BS，选项AB错误；
CD．因为穿过线圈的磁通量发生变化，则线圈中会产生感应电流，选项C正确，D错误。
故选C。
13．C
【详解】
A．将条形磁铁插入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生，电流计指针偏转，故A错误；
B．将条形磁铁从线圈中拔出的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生，电流计指针偏转，故B错误；
C．将条形磁铁放在线圈中不动，穿过线圈的磁通量不发生变化，没有感应电流产生，电流计指针不偏转，故C正确；
D．将条形磁铁从图示位置向左移动的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生，电流计指针偏转，故D错误。
故选C。
14．D
【详解】
试题分析：闭合开关S 或断开开关S时，流过线圈A的电流发生变化，则穿过B的磁通量会发生变化，故在B线圈中会产生感应电流，使指针偏转；故AB错误；闭合开关后拔出小线圈A，穿过B的磁通量会发生变化，故在B线圈中会产生感应电流，使指针偏转；故C错误；在开关S处于断开状态下，将变阻器的滑片P向右移动，则流过线圈A的电流不发生变化，则穿过B的磁通量不会发生变化，故在B线圈中不会产生感应电流，指针不偏转；故选项D错误；故选D．
15．BCE
【详解】
A．伽利略由理想斜面实验通过逻辑推理否定了力是维持物体运动的原因的观点，故A错误；
B．19世纪30年代，法拉第提出电场或磁场的观点，认为在电荷周围存在电场，电荷之间通过电场传递相互作用力，故B正确；
C．库仑利用库仑扭秤巧妙地实现了他对电荷间相互作用力规律的研究，并得出了电荷间作用的规律--库仑定律，故C正确；
D．法拉首先引入电场线和磁感线，形象描述电场和磁场，极大地促进了他对电磁现象的研究，故D错误；
E．牛顿通过著名的“月地检验”，突破天地之间的束缚，使得万有引力定律成为科学史上最伟大定律之一，故E正确。
故选BCE。
16．AD
【详解】
试题分析：线框向右运动时，线框中的磁感应强度减小，故磁通量减小，可以产生感应电流，故A正确；线框以导线为轴转动时，穿过线圈的磁通量不变，故不会产生感应电流，选项B错误；线框向下运动时，线框中的磁感应强度不变，磁通量不变，故不会产生感应电流，故C错误；线框以ad边为轴转动时，线框中的磁通量发生变化，故会产生感应电流，故D正确；故选AD．
17．CD
【详解】
A．由题意可知，线圈P在直线BD上的不同位置保持静止（线圈平面与地面平行），线圈中没有感应电流。说明穿过线圈的磁通量不变，则金属管线沿BD走向，故A错误；
B．由题意可知，当线圈静止时存在感应电流，则说明线圈产生的磁场为变化的，故电流一定是变化的，故B错误；
C．线圈平面与射线AC成37°角时，线圈中感应电流消失说明B点的磁场方向成37°角，则由几何关系可知，埋覆深度d与OA长度的关系为
d＝OAtan53°
解得深度
故C正确；
D．P在A处，与地面夹角成53°时，线圈P与磁场方向相互垂直，则此时磁通量的最大，磁通量的变化率最大，故感应电流可能最大，故D正确。
故选CD。
18． 没有 切割磁感线 变化
【详解】
略
19． 正确 正确 正确 正确 错误
【详解】
（1）根据物理史可知，奥斯特发现了电流的磁效应，正确；
（2）根据物理史可知，法拉第发现了电磁感应现象，正确；
（3）法拉第发现了电磁感应现象，完成了“由磁产生电”的设想，正确；
（4）根据感应电流产生的条件可知，闭合电路中的磁通量发生变化就会产生感应电流，正确；
（5）必须闭合电路中磁通量发生变化，才有感应电流产生，错误。
20． 有 有 无
【详解】
如图所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关S闭合或断开时，电流表中有电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中有电流通过；而开关一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中无电流通过。
21． 变大 有
【详解】
当导体AB向右运动时，穿过闭合电路的磁通量发生变化，从而产生感应电流，根据题意可知，磁通量变大．
22．见解析
【解析】
可以以线圈任意一边为轴转动，闭合电路的磁通量发生变化，就会产生感应电流。
23．（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析
【详解】
（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。
24．见解析
【解析】
（1）由电路图可知，电键接在电流表所在电路，电键连接错误，闭合与断开电键时，通过螺线管A的电流不变，穿过螺线管B的磁通量不变，没有感应电流产生，电流表指针不偏转。
（2）这套实验装置可以用于探究感应电流的产生条件以及楞次定律等物理问题。
答案第1页，共2页