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16题）
1．下列物理量属于矢量的是（　　）
A．功率 B．时间 C．电场强度 D．磁通量
2．在匀强磁场中，垂直磁场方向放入一个面积为3× 10-2 m2的线框，若穿过线框所围面积的磁通量为6 × 10-3Wb，则磁感应强度的大小等于
A．0.2T B．0.4T C．0.8T D．1.2T
3．如图所示，矩形线圈面积为，放在足够宽的磁感应强度为的匀强磁场中，开始处于水平位置，磁场与线圈平面夹角，现让矩形线圈绕其一边顺时针转动到竖直位置，再转到与磁感线垂直的位置。问由位置到位置的过程中，矩形线圈中的磁通量改变了（　　）
A． B． C． D．
4．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。下列四种情况中线圈磁通量发生改变的是（　　）
A．矩形线圈平行于磁场向右平移
B．矩形线圈垂直于磁场向右平移
C．矩形线圈绕平行于磁场的轴匀速转动
D．矩形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动
5．如图所示匀强磁场的磁感应强为B，方向沿x轴的正方向，且线段MN、DC、NC、EF、MD、NE、CF均相等，通过面积、、的磁通量分别为1、2和3，则（　　）
A．1=2 B．1=3
C．3>1 D．2>3
6．关于磁感应强度的单位T，下列表达式中不正确的是（ ）
A． B． C． D．
7．下列各物理量用比值法定义的是（　　）
A．磁通量 B．电荷量 C．电势能 D．电场强度
8．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
9．关于磁通量，下列说法正确的是（ ）
A．磁通量不仅有大小而且有方向，是矢量
B．在匀强磁场中，a线圈面积比b线圈面积大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的大
C．磁通量大，磁感应强度不一定大
D．把某线圈放在磁场中的M、N两处，若放在M处的磁通量比在N处的大，则M处的磁感应强度一定比N处的大
10．如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置1绕cd边翻转到位置2，第二次将金属框由位置1平移到位置2，设先后两次通过金属框的磁通量的变化量的大小分别为和，则（　　）
A． B． C． D．不能判断
11．如图甲所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过两环的磁通量；如图乙所示，两同心圆环A和B处在同一平面内，B的半径小于A的半径。一条形磁铁的轴线与圆环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量大小为ΦA与ΦB，则有（　　）
A．Φ1>Φ2　ΦA>ΦB B．Φ1=Φ2　ΦA<ΦB
C．Φ1<Φ2　ΦA=ΦB D．无法比较
12．如图所示，圆形线圈的匝数为10匝、面积为，在该圆形线圈平面内有一个面积为的正方形区域，该区域内有垂直线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，则穿过该圆形线圈的磁通量为（　　）
A． B． C． D．
13．如图所示，线框abcd放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，线框面积为S，a′b′cd为线框在垂直于磁场方向的投影，与线框平面的夹角为θ，则穿过线框的磁通量为（ ）
A．BS B．BSsinθ C．BScosθ D．BStanθ
14．下图中能产生感应电流的是（　　）
A．甲图中两根导体棒以一定的速度向相反方向运动
B．乙图中导体框以一定的速度水平向右运动
C．丙图中环形导线正上方通入逐渐增大的电流
D．丁图中条形磁铁水平向右靠近环形导体
15．研究发现无限长通电直导线在其周围产生的磁场的磁感应强度大小与导线中的电流成正比，与到导线的距离成反比。一通电长直导线中的电流方向如图所示，矩形abcd与通电直导线MN在同一平面内，下列说法正确的是（　　）
A．穿过矩形abcd的磁通量垂直纸面向里
B．穿过矩形abcd的磁通量垂直纸而向外
C．若导线中的电流变大，则穿过矩形abcd的磁通量减小
D．若导线中的电流变大，则穿过矩形abcd的磁通量增大
16．如图所示，在空间直角坐标系中存在有沿轴正方向的匀强磁场，在直角坐标系中选取如图所示的棱柱形空间．通过面积（所围的面积）、（所围的面积）和（所围的面积）的磁通量分别为、和，则：（ ）
A． B． C． D．
二、填空题
17．如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，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______________
18．面积为0.5m2的矩形线圈处于磁感应强度为0.6T的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直时，如图甲，穿过平面的磁通量为___________Wb，若转动平面，使它与磁场的方向夹角为60°，如图乙，则穿过该平面的磁通量为___________Wb。
19．一个面积是40cm2的导线框，垂直地放在匀强磁场中，穿过它的磁通量为0.8Wb，则匀强磁场的磁感应强度_____。
20．某匀强磁场垂直穿过一个线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。若在某内穿过线圈中磁通量的变化量为零，则该开始的时刻是第_______s。
综合题
21．如图，匀强磁场的磁感应强度为，方向沿轴的正方向，且线段、相等，长度为，线段、、、、相等，长度为，通过面积、、的磁通量、、各是多少？
22．如图所示，有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为r，现于纸面内先后放上圆线圈A、B、C，圆心均处于O处，线圈A的半径为r，10匝；线圈B的半径为2r，1匝；线圈C的半径为，1匝。
（1）在B减为的过程中，线圈A和线圈B中的磁通量变化了多少？
（2）在磁场转过角的过程中，线圈C中的磁通量变化了多少？转过角呢？
23．如图所示，磁感应强度大小为的匀强磁场仅存在于边长为的正方形范围内，左右各一半面积的范围内，磁场方向相反。有一个边长为的正方形导线框，垂直磁感线方向以速度匀速通过磁场。从边进入磁场算起，规定刚开始时磁通量为正值，画出穿过线框的磁通量随时间的变化图像。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
功率、时间和磁通量都是标量，电场强度是矢量。
故选C。
2．A
【详解】
根据磁通量的定义：，，故A正确，BCD错误．
故选：A．
3．D
【详解】
开始时在a位置穿过线框的磁通量为
在c位置时的线圈与磁感线垂直，磁通量大小为
由图可知，c位置时的磁通量与a位置的磁通量穿过线圈的方向相反，所以磁通量的变化量
故选D。
4．D
【详解】
根据磁通量的计算式
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，且始终为零，故A错误；
B．线框垂直于磁感线运动，线圈在磁场中的面积没有发生变化，穿过的磁通量没有变化，故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，故C错误；
D．由图可知，线框绕轴转动，导致磁通量发生变化，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】
匀强磁场的方向沿轴正方向，则没有磁感线穿过，则
在垂直磁场方向的有效面积等于，所以有
故选B。
6．B
【详解】
试题分析：磁通量的单位是，面积的单位是，根据磁通量的公式得，，故A正确，B错误；根据磁感应强度的定义式得，，又由电流的定义式得，，则得到，故CD正确．
7．D
【详解】
A．磁通量不是比值定义法，A错误；
B．电荷量指的是物体带电的多少，可正、可负，但一定是元电荷的整数倍，不是比值定义法，B错误；
C．电势能，不是比值定义法，C错误；
D．电场强度是用试探电荷受到的电场力与试探电荷带电量的比值来定义的，即，D正确。
故选D。
8．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。
9．C
【详解】
A．磁通量只有大小，没有方向，有正负之分，只是表示从哪一个面穿过，它是标量，故A错误；
B．磁通量的大小取决于磁感应强度、线圈面积及二者之间的夹角，面积大的不一定磁通量大，故B错误；
CD．根据：
磁通量取决于B、S及夹角，故磁通量大时，磁感应强度不一定大，故C正确,故D错误。
故选C。
10．A
【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。第一次将金属框绕cd边翻转到2，穿过线框的磁感线的方向发生改变，磁通量变化量△Φ1=Φ1+Φ2；第二次将金属框由1平移到2，穿过线框的磁感线方向没有改变，磁通量变化量△Φ2=Φ1-Φ2，故△Φ1＞△Φ2，所以A正确；BCD错误；
故选A。
11．B
【详解】
ABCD．对于图甲，只有圆环1内有磁场，由环1与环2构成的环内没有磁场，所以环1和环2的磁通量是相等的，即Φ1=Φ2；对于图乙，根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下。由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，B的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以ΦB>ΦA；
故选B。
12．C
【详解】
由题图可知，线圈内含有磁场的有效面积为
故穿过该圆形线圈的磁通量为
故选C。
13．C
【详解】
矩形线圈abcd如题中图所示放置，匀强磁场方向竖直向下，平面abcd与水平方向成θ角，将此时通过线圈的磁通量为，故C正确。
故选C。
14．AD
【详解】
A．甲图中两根导体棒以一定的速度向相反方向运动，穿过闭合回路的磁通量增大，可以产生感应电流，故A符合题意；
B．乙图中导体框以一定的速度水平向右运动，导体框中的磁通量不变，不能产生感应电流，故B不符合题意；
C．根据通电直导线周围磁场的分布规律以及对称性可知环形导线框中的磁通量始终为零，不能产生感应电流，故C不符合题意；
D．丁图中条形磁铁水平向右靠近环形导体，环形导体中磁通量增大，可以产生感应电流，故D符合题意。
故选AD。
15．AD
【详解】
AB．根据右手螺旋定则可知，穿过矩形abcd的磁场方向垂直纸面向里，则矩形abcd的磁通量垂直纸面向里，选项A正确，B错误；
CD．若导线中的电流变大，则穿过矩形abcd的磁场增强，磁通量增大，选项C错误，D正确。
故选AD。
16．AC
【详解】
据题意，匀强磁场的方向沿x轴的正方向，则没有磁感线穿过S3（cbb′c′），Φ3=0；而S1（abb′a′）、与S2（acc′a′），在磁场垂直方向的有效面积等于S2（acc′a′）的面积，所以有：Φ1=Φ2＞Φ3，故AC正确，BD错误；故选AC．
17． ;
【详解】
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：
18． 0.3 （或）
【详解】
线圈平面与磁场方向垂直时，穿过平面的磁通量为
若转动平面，使它与磁场的方向夹角为60°，则穿过该平面的磁通量为
19．200
【详解】
在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量：Φ=BS。磁感应强度
20．
【详解】
前2s内磁感应强度方程为
，
后2s磁感应强度方程为
，
某内穿过线圈中磁通量的变化量为零，则这1s始未时刻的磁感应强度相等，有
解得
21．0.024Wb；0；0.024Wb。
【详解】
面积SMNCD与磁场相互垂直，故磁通量中
φ1=BS=0.2T×0.4m×0.3m=0024Wb
SNEFC与磁场方向相互平行，故磁通量φ2=0；
面积SMEFD投影到与x轴垂直的的平面上的面积等于SMNCD的面积，故磁通量中
φ3=BS=0.2T×0.4m×0.3m=0.024Wb。
22．（1）A、B线圈中的磁通量都减小了；（2）磁场转过角的过程中，线圈C中的磁通量减少了，转过时，磁通量的变化量为
【详解】
（1）磁通量公式中的面积指有效面积，即有磁场部分的面积，所以A、B线圈中的磁通量始终一样，故它们的变化量也一样，即有
故A、B线圈中的磁通量都减小了；
（2）对线圈C，初始状态磁通量为
当磁场转过时，磁通量变为
故磁通量的变化量为
即减少了；
当转过时，磁感线从另一侧穿过线圈C，若取为正，则为负，即有
故磁通量的变化量为
23．见解析
【解析】
线框穿过磁场的过程可分为三个阶段，进入磁场阶段（只有边在磁场中），在磁场中运动阶段（、两边都在磁场中），离开磁场阶段（只有边在磁场中）。
①线框进入磁场阶段：对应，穿过线框的磁通量线性增加，最后为
②线框在磁场中运动阶段：对应，，时间内，穿过线框的磁通量线性减小，最后为；时间内，穿过线框的磁通量反向线性增加，最后为
③线框离开磁场阶段：对应，穿过线框的磁通量线性减小，最后为
画出图像如图所示。
答案第1页，共2页