3.3电磁感应现象及其应用-综合练习（word版含答案）

3.3、电磁感应现象及其应用
一、选择题（共16题）
1．如图所示，金属线框abcd处于垂直纸面向里的足够大的匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直。线框做下列几种运动时，可以产生感应电流的是（　　）
A．绕线框中心垂直于纸面的轴转动 B．以cd边为轴转动
C．向左匀速运动 D．向右加速运动
2．在电磁学的发展过程中，许多物理学家做出了贡献，以下说法正确的是（　　）
A．奥斯特认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，提出了著名的洛伦兹力公式
B．法拉第发现了电磁感应现象，并制造了世界上第一台手摇发电机
C．安培通过实验发现了通电导线周围存在磁场，首次揭示了电与磁的联系
D．欧姆在前人工作的基础上通过实验研究总结出了电流通过导体时产生的热量跟电流的关系
3．2012年诺贝尔物理学奖授予法国物理学家塞尔日·阿罗什和美国物理学家戴维·瓦恩兰，以表彰他们在“发现测量和操控单个量子系统突破性实验研究方法”所做的杰出贡献。关于物理学研究方法下列叙述中正确的是（ ）
A．伽利略在研究自由落体运动时采用了微小量放大的方法
B．用点电荷来代替实际带电体采用了理想模型的方法
C．在探究求合力方法的实验中使用了控制变量的方法
D．法拉第在研究电磁感应现象时利用了理想实验的方法
4．下列叙述符合物理学史实的是（　　）
A．物理学家法拉第发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应
B．物理学家奥斯特发现了由磁场产生电流的条件和规律
C．物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律
D．物理学家安培提出了磁场对运动电荷有作用力的观点
5．下列关于科学家和其主要贡献的说法，错误的是
A．库仑通过扭秤实验总结出了电学中的基本定律——库仑定律
B．法拉第提出了场的概念，并用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场
C．奥斯特提出了分子电流假说，成功解释了铁棒的磁化与高温去磁现象
D．法拉第发现磁能生电，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来
6．矩形线圈ABCD位于通电直导线附近，如图所示，线圈和导线在同一平面内，且线圈的两个边与导线平行，下列情景中线圈中有感应电流的一组是
①当线圈在平面内远离导线移动时
②当导线中的电流I逐渐增大或减小时
③当线圈以导线为轴转动时
④当线圈以CD为轴转动时
⑤当线圈在平面内向下移动时
A．①②③ B．①②④ C．①③⑤ D．③④⑤
7．在安培时代，关于验证“电流磁效应”设想的实验中，下列不属于电流磁效应的是（　　）
A．把闭合线圈放在变化的磁场中，闭合线圈中产生感应电流
B．把磁针放在“沿南北放置的通电导线”上方，磁针发生了偏转
C．把通有同向电流的两根导线平行放置，发现两根通电导线相互吸引
D．把磁针放在通电螺线管中，磁针发生了偏转
8．下面四幅图是用来“探究感应电流的方向遵循什么规律”的实验示意图．灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”“拔出”磁铁，使线圈中产生感应电流，记录实验过程中的相关信息，分析得出楞次定律．下列说法正确的是
A．该实验无需确认电流计指针偏转方向与通过电流计的电流方向的关系
B．该实验无需记录磁铁在线圈中的磁场方向
C．该实验必需保持磁铁运动的速率不变
D．该实验必需记录感应电流产生的磁场方向
9．下列关于物理学史和物理研究方法的叙述中，正确的是（ ）
A．用点电荷来代替带电体的研究方法叫微元法
B．伽利略借助实验研究和逻辑推理得出了自由落体运动规律
C．利用v﹣t图象推导匀变速直线运动位移公式的方法是理想模型法
D．法拉第发现电流的磁效应与他坚信电和磁之间一定存在联系的哲学思想是分不开的
10．当磁铁处于下列哪种情况时，与线圈构成闭合回路的电阻中没有感应电流通过（ ）
A．N向下运动插入线圈 B．S极向下运动插入线圈
C．N极向上从线圈中拔出 D．静止在线圈中不动
11．某同学用如图所示的装置做“探究产生感应电流的条件”的实验，下列情形中没有产生感应电流的是（　　）
A．将磁铁匀速插入线圈
B．将磁铁加速插入线圈
C．将磁铁放在线圈中静止不动
D．将磁铁加速从线圈中抽出
12．某同学关注到了一条疫情新闻：在沈阳疫情期间，为确保社区居家隔离观察人员管控技防措施有效发挥作用，皇姑区民政局基层政权科与门磁设备供应商合力行动，确保智能门磁系统使用无误，他对门磁系统比较感兴趣，于是他自己设计了如图所示的门磁系统，强磁棒固定在门框上，线圈和发射系统固定在房门上，当房门关闭时穿过线圈的磁通量最大，当线圈中出现一定强度的电压、电流信号时，自动触发后面的信号发射系统，远程向后台发出报警信号，下列说法中正确是（　　）
A．线圈平面与房门平面相互平行
B．当房门缓慢打开时门磁报警系统可能不会报警
C．只有房门向外打开时门磁系统才会报警
D．此种门磁系统装在左右移动的房门上不能起到报警的作用
13．如图所示，共享单车的车锁集成了嵌入式芯片、北斗卫星导航模块和SIM卡等，便于监控单车在路上的具体位置．用户仅需要用手机上的客户端软件(APP)扫描二维码，即可自动开锁，骑行结束关锁后，手机APP上会显示计价、里程信息．此外，单车能够在骑行过程中为车内电池充电，满足定位和自动开锁等过程中的用电．下列说法正确的是
A．北斗卫星导航系统是通过超声波定位单车位置信息的
B．由手机上的显示信息，可求出骑行的平均速度
C．单车是利用电磁感应原理实现充电的
D．单车在被骑行过程中受到的地面的摩擦力表现为阻力
14．下列说法正确的是（　　）
A．甲图中导线通电后，其正下方小磁针的N极向纸面里转动
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磁场力的大小为F，则可测出该处磁感应强度必为
C．如图丙所示，绕虚线轴转动的线圈平面S转到图示位置时，穿过线圈平面的磁通量为0
D．如图丁所示，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
15．线圈abcd横穿过磁场区域B时，以下哪种情况，线圈中有感应电流产生( )
A．线圈进入磁场的过程中
B．线圈在磁场中平动
C．线圈离开磁场的过程中
D．线圈进入磁场后在它所在的平面内绕a点旋转
16．下列说法正确的是(　　)
A．闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生
B．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中不一定有感应电流产生
C．线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生
D．当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势
二、填空题
17．如图所示，电流表与螺旋管组成闭合电路，将磁铁插入螺旋管的过程中，电流表指针________（选填“偏转”或“不偏转”）；磁铁放在螺旋管中不动时，电流表指针________（选填“偏转”或“不偏转”）。
18．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．
19．在研究产生感应电流条件的实验中，把条形磁铁插入或者拔出闭合线圈的过程，线圈的面积尽管没有变化，但是线圈内的磁场强弱发生了变化，此时闭合线圈中__________（填“有”或“无”）感应电流．接着，将电流计、直流电源、带铁芯的线圈A、线圈B、电键、滑动变阻器，已经按图中所示连线．若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上，而在电键刚闭合时电流表指针右偏，则当电键闭合后，滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，电流计指针将 __________（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）
三、综合题
20．如图所示，取一根长10m左右较粗的导线（也可用多根导线并联），将导线两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合回路。两名同学迅速摇动这条导线，可以观察到电流计指针偏转，说明产生了感应电流。比较两名同学沿南北方向站立摇绳与沿东西方向站立摇绳，哪种情形产生的感应电流较大？为什么？
21．我国的探月卫星在进入地月转移轨道时，由于卫星姿势的改变，卫星中一边长为的正方形导线框由水平方向转至竖直方向，此处磁场磁感应强度，方向如图所示。（，）
（1）该过程中磁通量的变化量的大小是多少？
（2）该过程导线框中有无感应电流？写出判断理由。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
A．绕线框中心垂直于纸面的轴转动，线框中的磁通量不变，不会产生感应电流，A错误；
B．以cd边为轴转动，线框中的磁通量会发生变化，会产生感应电流，B正确；
CD．由于磁场范围足够大，当线圈向左匀速运动或向右加速运动，线框中的磁通量不变，不会产生感应电流，CD错误。
故选B。
2．B
【详解】
A．洛伦兹认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，提出了著名的洛伦兹力公式，故A错误；
B．法拉第通过实验总结出了电磁感应规律，并制造了世界上第一台手摇发电机，故B正确；
C．奥斯特通过实验发现了通电导线周围存在磁场，首次揭示了电与磁的联系，故C错误；
D．焦耳在前人工作的基础上通过实验研究总结出了电流通过导体时产生的热量跟电流的关系，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．伽利略在研究自由落体运动时采用了转化法，故A错误；
B．用点电荷来代替实际带电体采用理想模型的方法，故B错误；
C．探究求合力方法的实验中使用了等效替代的方法，故C正确；
D．法拉第在研究电磁感应现象时利用了归纳法。故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
A．物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应。A错误；
B．物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律。B错误；
C．物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律。C正确；
D．物理学家洛伦兹提出了磁场对运动电荷有作用力的观点。D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A项：库仑通过扭秤实验总结出了电学中的基本定律——库仑定律，故A正确；
B项：最早提出了场的概念，并用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场的是法拉第，故B正确；
C项：安培提出了分子电流假说，成功解释了铁棒的磁化与高温去磁现象，故C错误；
D项：法拉第发现磁能生电，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来，故D正确．
本题选错误的，故选C．
6．B
【详解】
当线圈在平面内远离导线移动时，穿过线圈的磁通量减小，有感应电流产生，则①正确；当导线中的电流I逐渐增大或减小时，穿过线圈的磁通量增大或减小，有感应电流产生，则②正确；当线圈以导线为轴转动时，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，则③错误；当线圈以CD为轴转动时，穿过线圈的磁通量变化，有感应电流产生，则④正确；当线圈在平面内向下移动时，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，则⑤错误；故选B.
7．A
【详解】
A选项中把闭合线圈放在变化的磁场中，闭合线圈中产生感应电流，属于电磁感应（磁生电）实验，不属于电流磁效应；BCD选项中都是由于电流周围产生磁场从而发生的现象，故此题选择A。
8．D
【详解】
该实验需要确认电流计指针偏转方向与通过电流计的电流方向的关系才能知道产生的感应电流的具体的方向，选项A错误；该实验需要记录磁铁在线圈中的磁场方向，才能得到磁场的变化与感应电流的方向关系，选项B错误；该实验无需保持磁铁运动的速率不变，选项C错误；该实验必需记录感应电流产生的磁场方向，这样才能知道感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系，选项D正确；故选D.
9．B
【详解】
A．用质点代替实际物体是采用了理想模型的方法，质点实际不存在，A错误；
B．伽利略借助实验研究和逻辑推理得出了自由落体运动规律，采用了推理的方法，B正确；
C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，C错误；
D．法拉第发现电磁感应现象，和他坚信电与磁之间一定存在着联系的哲学思想分不开，D错误。
故选B。
10．D
【详解】
解：A、N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、S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、N极向上从线圈中拔出，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．
11．C
【详解】
ABD．因为将磁铁匀速或加速插入线圈时，线圈中磁通量增大，有感应电流产生，同理将磁铁加速从线圈中抽出时，线圈中磁通量减小，也有感应电流产生，故ABD错误；
C．将磁铁放在线圈中静止不动时，线圈中磁通量不变，所以没有感应电流产生，故C正确。
故选C。
12．B
【详解】
A．线圈平面与房门平面相互垂直，故A错误；
B．当房门缓慢打开时，产生的感应电压、电流过低，门磁报警系统可能不会报警，故B正确；
C．只有房门向内、向外打开时，都会产生感应电压、电流，门磁系统都会报警，故C错误；
D．此种门磁系统装在左右移动的房门上也会产生感应电压、电流，能起到报警的作用，故D错误。
故选B。
13．C
【详解】
A．单车某个时刻的准确位置信息是借助通讯卫星定位确定的，故A错误；
B．由手机APP上的显示信息包括路程和时间，没有说明具体的位移，故不可以求出骑行的平均速度，故B错误；
C．单车在运动过程通过电磁感应将机械能转化为电能从而实现充电，故C正确；
D．单车在骑行时，主动轮受到向前的摩擦力（动力），从动轮受到向后的摩擦力（阻力），故D错误.
故选C.
14．AC
【详解】
A．由安培定则知，通电导线在其下方产生的磁场方向为垂直纸面向里，所以下方小磁针N极受到向里的磁场力而向纸面里转动，故A正确；
B．由于通电导线不一定是垂直于磁场方向放置的，所以公式不一定成立，故B错误；
C．图中线圈平面与磁感线平行，没有磁感线穿过线圈平面，所以磁通量为零，故C正确；
D．闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动中，通过线圈的磁通量没有改变，所以不会产生感应电流，故D错误。
故选AC。
15．AC
【详解】
线圈进入磁场的过程中，穿过线圈的磁通量增加，故线圈中有感应电流产生，故A正确．线圈在磁场中平动，穿过线圈的磁通量没有变化，故线圈中没有感应电流产生，故B错误．线圈离开磁场的过程中，穿过线圈的磁通量减小，故线圈中有感应电流产生，故C正确．线圈进入磁场后在它所在的平面内绕a点旋转，根据Φ=BS可知，穿过线圈的磁通量没有变化，故线圈中没有感应电流产生，故D错误．故选AC．
16．CD
【详解】
AB．闭合回路磁通量发生变化才会产生感应电流，故AB错误．
C．线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生，故C正确．
D．当导体切割磁感线时，不一定产生感应电流，但一定产生感应电动势，故D正确．
17． 偏转 不偏转
【详解】
只要穿过闭合回路螺线管的磁通量发生变化就会有感应电流产生，由此可知将磁铁插入螺线管的过程中，穿过螺旋管的磁通量增加，产生感应电流，则电流表指针偏转；
磁铁放在螺线管中不动时，穿过螺旋管的磁通量不发生变化，不产生感应电流，电流表指针不偏转。
18． 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．
19． 有 左偏
【详解】
试题分析：在研究产生感应电流条件的实验中，把条形磁铁插入或者拔出闭合线圈的过程，线圈的面积尽管没有变化，但是线圈内的磁场强弱发生了变化，此时穿过线圈的磁通量发生了变化，所以闭合线圈中有感应电流．图中在电键刚闭合时，电路的电流变大，穿过B的磁通量变大，从而电流表指针右偏，则当电键闭合后，滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，电阻变大，电流中电流减小，穿过B的磁通量减小，故电流计指针将左偏．
20．东西方向站立感应电流较大
【详解】
由于地球的周围存在磁场，且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极，所以当两个同学朝东西方向站立，并迅速摇动电线时，导线就会做切割磁感线运动，产生的感应电动势较大，感应电流较大。
21．（1）；（2）有感应电流
【详解】
（1）线框在水平位置时穿过线框的磁通量为
当线框转至竖直位置时，线框平面的法线方向水平向右，与磁感线夹角，穿过线框的磁通量为
该过程磁通量的改变量大小为
（2）有感应电流，因为该过程穿过闭合线框的磁通量发生了变化。
答案第1页，共2页