13.3电磁感应现象及应用练习（word版含答案）

人教版必修第三册 13.3 电磁感应现象及应用
一、单选题
1．两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
2．关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是（　　）
A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流
B．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流
C．穿过闭合电路的磁通量不为零，闭合电路中一定会产生感应电流
D．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化，闭合电路中一定会有感应电流
3．如图甲所示，当条形磁铁向下插入螺线管时，灵敏电流计的指针向右偏。如图乙所示把磁铁换为螺线管A，螺线管A的绕线方式如图丙所示。下列措施中使灵敏电流计的指针向左偏的是（　　）
A．图乙中，闭合开关后螺线管A向下移动 B．图乙中，闭合开关瞬间
C．图乙中，闭合开关后向右移动滑片P D．图乙中，闭合开关后向左移动滑片P
4．如下四幅图中，工作原理相同的是（　　）
A．ABC图 B．ABD图 C．BCD图 D．ACD图
5．下列说法中正确的是（　　）
A．最先发现电磁感应现象的科学家是法拉第
B．只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电流
C．由可知，磁感强度B与电流元IL受到的磁场力F成正比
D．面积为S的线圈放入磁感强度为B的匀强磁场中，穿过该线圈平面的磁通量大小为BS
6．在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直，导轨上有两条可沿导轨自由移动的导体棒、，导体棒、的运动速度分别为、，如图所示，棒上没有感应电流通过的是（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示，相距为d的两水平虚线L1和L2分别是水平向里的匀强磁场的上下两个边界，磁场的磁感应强度为B，正方形线框abcd边长为L（L< d），质量为m，将线框在磁场上方高h处由静止释放。如果ab边进入磁场时的速度为v0，刚好匀速进入磁场。cd边刚穿出磁场时的速度也为v0，则从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中（　　）
A．线框中一直有感应电流 B．线框有一阶段做减速运动
C．线框进、出磁场的时间相等 D．线框中产生的热量为mg（d+h+L）
8．动能回收系统能够提高电动车的续航能力，在电动车刹车瞬间，电源与电动车的电动机断开，同时启动动能回收系统，车轮带动电机转动向蓄电池充电，实现动能的回收，下列说法正确的是（　　）
A．动能回收技术应用了电磁感应的原理
B．动能回收技术应用了磁场对电流的驱动原理
C．如果关闭此系统，刹车时汽车的机械能守恒
D．随着技术的进步，动能回收的效率可以达到100%
9．如图所示，螺线管及灵敏电流计构成的回路整体向右以速度v靠近条形磁铁，下面几种说法中正确的是（　　）
A．只有螺线管速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流
B．只有在磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流
C．因磁体静止，螺线管中不会产生感应电流
D．螺线管中会产生感应电流
10．避雷针可以避免建筑物被雷击，运用的物理原理是（　　）
A．尖端放电 B．库仑定律 C．电磁感应 D．电流的磁效应
11．如图所示，一金属圆环与两条固定的平行长直导线在同一平面内，金属圆环的圆心与两导线距离相等且直径小于两导线之间的距离。开始时两导线中通有图示方向的大小相等的恒定电流。为使金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，下列可行的措施为（ ）
A．金属圆环垂直纸面向外平移
B．左侧导线电流减小
C．金属圆环向右侧直导线靠近
D．右侧导线向右平移
12．如图所示，甲中金属线框平面与磁感线始终垂直;乙中通电导线中的电流恒定，金属线框的转轴MN与通电直导线平行;丙图中金属框架水平，磁场竖直向下.以下几种情况中，对于感应电流分析正确的是 （　　）
A．甲图中金属线框匀加速向右运动，线框中一定有感应电流
B．乙图中金属线框绕MN匀速转动，线框中一定有感应电流
C．丙图中磁感应强度逐渐减弱（未减至0）的过程中，金属棒MN在水平金属框架上向右匀速运动，回路中一定有感应电流产生
D．甲、乙、丙中都不会产生感应电流
13．如图所示，单匝金属矩形线框垂直放在一足够大的匀强磁场中。已知，磁感应强度。下列说法正确的是（　　）
A．线框与磁场垂直时，穿过线框平面的磁通量为0
B．线框与磁场平行时。穿过线框平面的磁通量为
C．线框绕轴线匀速转动过程中，线框内有感应电流
D．线框绕边匀速转动过程中，线框内不会产生感应电流
14．疫情期间，为确保社区居家隔离观察人员管控预防措施有效落实，工作人员启用了如图所示的门磁系统，强磁棒固定在门框上，闭合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。下列说法中正确的是（ ）
A．门磁系统的工作原理是利用了感应电流的磁效应
B．每次打开房门线圈中磁通量的变化量可能不相等
C．只有当房门向外打开时，门磁系统才会发生报警
D．此种门磁系统装在左右移动的房门上不会起作用
15．如图所示线圈abcd在磁场区域ABCD中，下列哪种情况下线圈中没有感应电流产生（　　）
A．使线圈在磁场中加速平移
B．把线圈变成圆形（周长不变）
C．使磁场增强或减弱
D．使线圈以过ab的直线为轴旋转
二、填空题
16．利用图（a）所示的装置可以定性研究产生感应电流的条件及其规律。线圈A、B套在绝缘的闭合环形铁芯C上，线圈B与电流传感器连接。先将电键S闭合，再断开，电流传感器中的电流随时间变化如图（b）所示，则电流传感器的正接线柱应在__________端（选填“a”或“b”）。依据t1~t2过程中的电流变化情况，可以得出结论：________。
17．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”）
18．科学家通过长期研究，发现了电和磁的联系，其中最重要的两项研究如图所示。
（1）根据甲图装置的现象，制成了______机。
（2）根据乙图装置的现象，制成了______机。
三、解答题
19．如图所示，是法拉第在1831年9月24日所做的一次实验装置，他把两根磁棒搭成倒V字形，中间加入一个套有线圈的软铁棒，线圈两端与电流计相连。当把夹入的这根铁棒迅速拉开或夹入时，电流计的指针都会发生偏转，请解释它产生感应电流的原因。
20．如图甲所示，条形磁铁N极附近有一水平放置的矩形金属线框，它从位置Ⅰ到位置Ⅱ再到位置Ⅲ。在此过程中，线框中磁通量有没有变化，怎样变化？线框中有无感应电流产生？
21．匀强磁场的磁感应强度B=0.8T，矩形线圈abcd的面积S=0.5m2，共10匝，开始B与S垂直且线圈有一半在磁场中，如图所示．
（1）当线圈绕ab边转过60°时，线圈的磁通量以及此过程中磁通量的改变量为多少？
（2）当线圈绕dc边转过60°时，求线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变量．
22．如图所示，当线圈在匀强磁场中绕OO′轴转动时，线圈中是否有感应电流 为什么
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．D
【解析】
【详解】
A．闭合电路在磁场中运动，磁通量可能不变，没有感应电流产生，A错误；
B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动时，若有多个边切割磁感线，产生几个感应电动势，总的感应电动势可能为零，没有感应电流，B错误；
C．产生感应电流的条件是闭合回路的磁通量发生变化，与磁通量是否是0无关，C错误；
D．只要穿过闭合电路的磁感应条数发生了变化，即穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中一定会有感应电流，D正确。
故选D。
3．C
【解析】
【详解】
由图甲可知当穿过线圈向下的磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏，若使灵敏电流计的指针向左偏，则需穿过线圈向下的磁通量减少或穿过线圈向上的磁通量增加。图乙中，闭合开关后螺线管A向下移动、闭合开关瞬间或闭合开关后向左移动滑片P，穿过线圈向下的磁通量增加；闭合开关后向右移动滑片P，穿过线圈向下的磁通量减少，灵敏电流计指针向左偏，故C正确，A、B、D错误。
故选C。
4．D
【解析】
【详解】
ACD的工作原理都是电磁感应；B是电流在磁场中受力。
故选D。
5．A
【解析】
【详解】
A．最先发现电磁感应现象的科学家是法拉第，选项A正确；
B．只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中才会有感应电流，选项B错误；
C．磁感强度B由磁场本身决定，与电流元IL受到的磁场力F无关，选项C错误；
D．面积为S的线圈放入磁感强度为B的匀强磁场中，若线圈平面与磁场垂直，则穿过该线圈平面的磁通量大小为BS，选项D错误。
故选A。
6．A
【解析】
【详解】
要使ab导体棒上无电流通过，则穿过此闭合电路的磁通量不发生变化．对匀强磁场来说，磁通量
Φ＝BSsinθ
根据题中条件，仅当穿过闭合电路中磁场的有效面积S发生变化时Φ才变化，即导轨上两根导体棒必须做同速的运动才没有感应电流，即
v1=v2
故选A。
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．线框进入磁场的过程，穿过线框的磁通量增加，有感应电流，线框离开磁场的过程，磁通量减少，有感应电流，线框完全进入磁场在磁场中运动过程，穿过线框的磁通量不变，没有感应电流，A错误。
B．线框刚进入磁场时的速度是v0，完全进入磁场后做匀加速直线运动，刚离开磁场时的速度也是v0，由此可判断线框离开磁场的过程做减速运动，B正确。
C．因线框是减速穿出磁场且末速度等于v0，所以出磁场过程的平均速度大于v0，又因为进出磁场的过程中位移相等，所以进入磁场的时间大于穿出磁场的时间，C错误。
D．从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中，动能不变，重力势能减少，重力势能转化为内能，则有
所以D错误。
故选B。
8．A
【解析】
【详解】
AB．汽车在刹车过程中，动能减小，减小的动能一部分以电能的形式储存，因此制动能量回收利用了电磁感应现象，将车辆的部分动能转化为电能，故A正确，B错误；
C．若关闭系统，刹车时动能全部转化为摩擦热（即内能），机械能减小，故C错误；
D．汽车在路上行驶，一定存在摩擦力，刹车时一定有摩擦热的产生，所以动能的回收效率不能达到100%，故D错误。
故选A。
9．D
【解析】
【详解】
条形磁铁与螺线管靠近时，穿过螺线管的磁通量增大，螺线管与电流计组成闭合回路，根据感应电流产生条件，螺线管中会产生感应电流，与磁铁的速度、磁铁的磁性强弱无关，故ABC错误，D正确。
故选D。
10．A
【解析】
【详解】
避雷针可以避免建筑物被雷击，当带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遭雷击。其原理为尖端放电。
故选A。
11．D
【解析】
【详解】
A．两导线在金属圆环处产生的磁场等大反向所以圆环内的磁通量为零，当金属圈环垂直纸面向外平移时，环内磁通量仍为零，故无感应电流产生，A错误；
B．左侧导线电流减小，则金属圆环向里的磁通量增强，根据楞次定律可知环中产生逆时针方向的感应电流，B错误；
C．金属圆环向右侧直导线靠近，则金属圆环向里的磁通量增强，根据楞次定律可知环中产生逆时针方向的感应电流，C错误；
D．右侧导线向右平移，则金属圆环向外的磁通量增强，根据楞次定律可知环中产生顺时针方向的感应电流，D正确。
故选D。
12．B
【解析】
【详解】
A．甲图中电路闭合，但磁通量不变，没有感应电流产生，故A错误；
B．乙图中金属线框绕MN匀速转动，磁通量时刻变化，能产生感应电流，故B正确；
C．丙图中电路闭合，面积增大，磁感应强度减弱，无法判断磁通量的变化，故无法判断是否有感应电流产生，故C错误；
D．由以上分析可知，D错误。
故选B。
13．C
【解析】
【详解】
AB．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量
线框与磁场垂直时，磁通量最大；线框与磁场平行时，磁通量等于0，故A B错误；
CD．闭合回路中产生感应电流的条件是穿过回路的磁通量发生改变，线框绕轴或者绕轴转动时，穿过线框的磁通量一直在发生改变，线框内都会有感应电流，故C正确，D错误。
故选C。
14．D
【解析】
【详解】
A．由题意可得门磁系统的工作原理是利用了电磁感应原理，故A错误；
BC．每次打开房门线圈中磁通量的变化量均相等，且向外开门还是向内开门，都有磁通量变化量，都有感应电流产生，门磁系统都会发生报警，故BC错误；
D．此种门磁系统装在左右移动时房门上时，线圈中磁通量不发生变化，此时的房门不会起作用，故D正确。
故选D。
15．A
【解析】
【详解】
A．使线圈在磁场中加速平移，由于面积与磁感应强度都不变，所以磁通量保持不变，则没有感应电流，所以A正确；
B．根据
把线圈变成圆形（周长不变），面积变大，磁通量增大，所以有感应电流，则B错误；
C．根据
使磁场增强或减弱，磁通量发生变化，所以有感应电流，则C错误；
D．使线圈以过ab的直线为轴旋转，通过线圏的磁通量发生了变化，所以有感应电流，则D错误；
故选A。
16． a 磁通量变化时才能产生感应电流；磁通量减小的过程中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同
【解析】
【详解】
[1]．当电键S闭合的瞬间，根据楞次定律可知，线圈B中的电流a→B→b，而由图（b）可知此电流为负向电流，可知电流传感器的正接线柱应在a端。
[2]．依据t1~t2过程中的电流变化情况，可以得出结论：磁通量变化时才能产生感应电流；磁通量减小的过程中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
17． 有 有 无
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3] 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。
18． 发电 电动
【解析】
【详解】
（1）[1]甲图装置的现象是电磁感应，利用该原理制成了发电机。
（2）[2]乙图装置的现象是通电导体在磁场中的受力问题，根据此原理制成了电动机。
19．见解析
【解析】
【详解】
两根搭成倒 V 字形的磁棒在其周围产生了稳定的磁场，当套有线圈的软铁棒迅速拉开或夹入时，通过线圈的磁通量发生了变化，故有感应电流产生，电流计的指针发生偏转。
考点：考查了感应电流产生条件
20．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
线框从位置Ⅰ到位置Ⅱ再到位置Ⅲ，主要是线框平面与磁感应强度的夹角发生变化（由于都在条形磁铁N极附近，磁感应强度大小的变化不大，可忽略）。如图乙所示，从位置Ⅰ到位置Ⅱ，磁感线由下而上斜穿过平面，线框平面与磁感应强度的夹角变小，向上的磁通量变小；
从位置Ⅱ到位置Ⅲ，磁感线由上而下斜穿过平面，线框平面与磁感应强度的夹角变大，向下的磁通量变大。由于线框中磁通量发生了变化，因而有感应电流产生。
21．（1）0.2Wb；0（2）0.2Wb
【解析】
【详解】
（1）当线圈绕ab转过60°时
Φ=BS⊥=BScos 60°=0．8×0．5×Wb=0．2Wb（此时的S⊥正好全部处在磁场中）．
在此过程中S⊥没变，穿过线圈的磁感线条数没变，故磁通量变化量△Φ=0
（2）当线圈绕dc边转过60°时
Φ=BS⊥
此时没有磁场穿过S⊥，所以Φ=0；
不转时
Φ1=B =0.2Wb
转动后
Φ2=0，△Φ=Φ2﹣Φ1=﹣0.2Wb
故磁通量改变了0.2Wb．
22．a没有，b有，见解析
【解析】
【分析】
【详解】
在图（a）中，线圈绕平行于磁感线的轴转动，无论转到什么位置，线圈平面都没有磁感线穿过，即线圈的磁通量始终为零，所以线圈中没有感应电流。
在图（b）中，线圈绕垂直于磁感线的轴转动时，穿过线圈的磁感线条数不断发生变化，即磁通量发生了变化，所以线圈中有感应电流。
答案第1页，共2页
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