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同步课时精练（二十一）13.3 电磁感应现象及应用（学生版）
一、单题
1．关于以下几幅教材插图，下列说法正确的是（ ）
A．甲：静电计的金属杆上端固定一个金属球而不做成针尖状可防止尖端放电
B．乙： 通过起电机使人体带电，竖起散开的头发可模拟头部周围的等势线
C．丙：带正电小球靠近用金属网（图中虚线）罩起来的验电器，验电器顶端带负电
D．丁： 水平圆环从条形磁铁上端A运动到下端B的过程中，环内无感应电流
2．如图，1831年，法拉第在一个软铁圆环上绕两个互相绝缘的线圈和。与电池、开关组成回路，的两端用导线连接，导线正下方有一枚小磁针。使法拉第在“磁生电”方面取得突破性进展的现象是（ ）
A．闭合开关瞬间，观察到小磁针不发生偏转
B．闭合开关后，观察到小磁针保持偏转状态
C．断开开关瞬间，观察到小磁针发生偏转
D．断开开关后，观察到小磁针保持偏转状态
3．如图所示为电流表与螺线管组成的闭合电路，下列说法正确的是（ ）
A．将磁铁向下插入螺线管的过程中，电流表的指针发生偏转
B．将磁铁从螺线管中拔出的过程中，电流表的指针不发生偏转
C．磁铁放在螺线管中不动，电流表的指针发生偏转
D．磁铁放在螺线管中不动，电流表的指针先向左偏转，再向右偏转
4．从奥斯特发现电流周围存在磁场后，法拉第坚信磁一定能生电。他使用下面装置进行实验研究，把两个线圈绕在同一个铁环上（如图），甲线圈两端A、B接着直流电源，乙线圈两端C、D接电流表。始终没发现“磁生电”现象。主要原因是（ ）
A．甲线圈中的电流较小，产生的磁场不够强
B．甲线圈中的电流是恒定电流，不会产生磁场
C．乙线圈中的匝数较少，产生的电流很小
D．甲线圈中的电流是恒定电流，产生的是稳恒磁场
5．如图所示，圆形线框在匀强磁场中所做的各种运动，能够产生感应电流的是（ ）
A． B．
C． D．
6．物理学中的许多规律是通过实验发现的，下列说法中符合史实的是（ ）
A．法拉第通过实验发现了电磁感应现象
B．牛顿通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持
C．奥斯特通过实验发现了电流的热效应
D．卡文迪许通过扭秤实验测出了静电力常量
7．小红在“探究感应电流产生的条件”实验中，当闭合开关瞬间，发现电流表指针向右偏了一下后回到中间位置，继续实施某一步操作后发现指针向左偏转，则该操作步骤是（ ）
A．增大电源电压
B．拔出A中的铁芯
C．迅速将A插入B中
D．向右滑动变阻器滑片
8．如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关K的一瞬间，线圈P里没有感应电流
B．闭合开关K后，滑动变阻器R滑片向下滑动过程中，线圈P中没有感应电流
C．闭合开关K后，线圈P中一直有感应电流
D．断开开关K的一瞬间，线圈P里有感应电流
9．法拉第在研究电磁感应现象时的实验电路如图所示，下列操作中电流表指针不发生偏转的是（ ）
A．开关断开瞬间 B．开关闭合瞬间 C．保持开关闭合 D．移动变阻器滑片
二、多选题
10．如图所示，在匀强磁场中，闭合等腰直角三角形线圈abc垂直磁场方向放置，下列情况中，线圈内能产生感应电流的是（ ）
A．线圈在磁场中加速向上平移
B．磁场磁感应强度均匀减小
C．线圈以ab为轴匀速转动
D．保持周长不变，将线圈拉成正方形
11．如图，ab、cd是固定在水平面上的金属导轨，ac端连接电阻R，导轨间存在竖直向下、有理想边界的匀强磁场，金属棒MN紧贴导轨放置在磁场的右边界上。下列情况中，一定能够产生感应电流的是（ ）
A．金属棒MN向右运动的过程中
B．金属棒MN向左运动的过程中
C．金属棒MN向左运动，同时使磁场的磁感应强度均匀增加
D．金属棒MN向右运动，同时使磁场的磁感应强度均匀减小
12．在家庭电路中，为了安全，一般在电能表后面的电路中安装一个漏电开关，其工作原理如图所示，其中甲线圈两端与脱扣开关控制器相连，乙线圈由两条电源线采取双线法绕制，并与甲线圈绕在同一个矩形硅钢片组成的铁芯上．以下说法正确的是（ ）
A．当用户用电正常时，甲线圈两端没有电压，脱扣开关接通
B．当用户用电正常时，甲线圈两端有电压，脱扣开关接通
C．当用户发生漏电时，甲线圈两端有电压，脱扣开关断开
D．当用户发生漏电时，甲线圈两端没有有电压，脱扣开关断开
三、解答题
13．如图所示，动圈式话筒主要由永久磁铁、导电线圈和振动膜片组成。请分析动圈式话筒是怎样把声音信号转变为电流信号的。
14．如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）在图示状态下，线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器滑动头向左快速滑动，线圈B的磁通量如何变化？这时灵敏电流计的指针会不会偏转？
（2）线圈A插入线圈B后，闭合开关的瞬间和断开开关瞬间线圈B的磁通量如何变化？这时灵敏电流计的指针是否偏转？
（3）根据上述实验过程，说明线圈B中产生感应电流的条件。
15．如图所示，在通有电流I的长直导线附近有一个矩形线圈ABCD，线圈与导线始终在同一个平面内。线圈在导线的一侧，垂直于导线左右平移时，其中产生了A→B→C→D→A方向的电流。已知距离载流直导线较近的位置磁场较强。请判断：线圈在向哪个方向移动？如果通电导线电流减小，线圈将向哪个方向运动？如果矩形线圈周长不变，由矩形突然变成圆形，在这过程中，线圈中有无感应电流？21世纪教育网名师求索工作室系列
同步课时精练（二十一）13.3电磁感应现象及应用（解析版）
一、单题
1．关于以下几幅教材插图，下列说法正确的是（ ）
A．甲：静电计的金属杆上端固定一个金属球而不做成针尖状可防止尖端放电
B．乙： 通过起电机使人体带电，竖起散开的头发可模拟头部周围的等势线
C．丙：带正电小球靠近用金属网（图中虚线）罩起来的验电器，验电器顶端带负电
D．丁： 水平圆环从条形磁铁上端A运动到下端B的过程中，环内无感应电流
答案：A
解析：A．验电器的金属杆上端固定一个金属球而不做成针尖型，是为了防止尖端放电，故A正确；
B．散开的头发可以模拟头部周围的电场线而不是等势线，故B错误；
C．用金属网罩起来的验电器相当于静电屏蔽状态，内部场强为0，导体中没有电荷的移动，故C错误；
D．圆环下落的过程中，通过圆环的磁通量发生变化，根据电磁感应定律可知，环内存在感应电流，故D错误。
2．如图，1831年，法拉第在一个软铁圆环上绕两个互相绝缘的线圈和。与电池、开关组成回路，的两端用导线连接，导线正下方有一枚小磁针。使法拉第在“磁生电”方面取得突破性进展的现象是（ ）
A．闭合开关瞬间，观察到小磁针不发生偏转
B．闭合开关后，观察到小磁针保持偏转状态
C．断开开关瞬间，观察到小磁针发生偏转
D．断开开关后，观察到小磁针保持偏转状态
答案：C
解析：A．闭合开关瞬间，观察到小磁针发生偏转，故A错误；
B．闭合开关后，观察到小磁针不在偏转状态，故B错误；
C．断开开关瞬间，观察到小磁针发生偏转，故C正确；
D．断开开关后，观察到小磁针不再保持偏转状态，故D错误。
3．如图所示为电流表与螺线管组成的闭合电路，下列说法正确的是（ ）
A．将磁铁向下插入螺线管的过程中，电流表的指针发生偏转
B．将磁铁从螺线管中拔出的过程中，电流表的指针不发生偏转
C．磁铁放在螺线管中不动，电流表的指针发生偏转
D．磁铁放在螺线管中不动，电流表的指针先向左偏转，再向右偏转
答案：A
解析：由感应电流的产生条件，即闭合回路磁通量发生变化可知，当磁铁向下插入或者向外拔出时，磁通量都会发生变化，从而产生感应电流，电流变指针发生偏转；而磁铁放在螺线管不动不会产生感应电流，指针不偏转，故A正确，BCD错误。
4．从奥斯特发现电流周围存在磁场后，法拉第坚信磁一定能生电。他使用下面装置进行实验研究，把两个线圈绕在同一个铁环上（如图），甲线圈两端A、B接着直流电源，乙线圈两端C、D接电流表。始终没发现“磁生电”现象。主要原因是（ ）
A．甲线圈中的电流较小，产生的磁场不够强
B．甲线圈中的电流是恒定电流，不会产生磁场
C．乙线圈中的匝数较少，产生的电流很小
D．甲线圈中的电流是恒定电流，产生的是稳恒磁场
答案：D
解析：励磁线圈AB中的电流发生变化时，穿过线圈CD的磁通量发生变化，电流表G中产生感应电流。励磁线圈AB中的电流是恒定电流，产生稳恒磁场，穿过线圈CD的磁通量都不发生变化，电流表G中没有感应电流。故D正确，ABC错误。
5．如图所示，圆形线框在匀强磁场中所做的各种运动，能够产生感应电流的是（ ）
A． B．
C． D．
答案：A
解析：A．线圈绕转动时，磁通量不断变化，会产生感应电流，故A正确；
B．线圈向右匀速平动时，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，故B错误；
C．线圈绕点转动时，磁通量不变，不会产生感应电流，故C错误；
D．线圈绕转动时，磁通量始终为零，不会产生感应电流，故D错误。
6．物理学中的许多规律是通过实验发现的，下列说法中符合史实的是（ ）
A．法拉第通过实验发现了电磁感应现象
B．牛顿通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持
C．奥斯特通过实验发现了电流的热效应
D．卡文迪许通过扭秤实验测出了静电力常量
答案：A
【分析】卡文迪许通过实验测出了引力常量．伽利略通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持．奥斯特通过实验发现了电流的磁效应．法拉第通过实验发现了电磁感应现象．
解析：A、法拉第通过实验发现了电磁感应现象．故A正确．
B、伽利略通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持．故B错误．
C、奥斯特通过实验发现了电流的磁效应．故C错误．
D、卡文迪许通过实验测出了引力常量，故D错误．
7．小红在“探究感应电流产生的条件”实验中，当闭合开关瞬间，发现电流表指针向右偏了一下后回到中间位置，继续实施某一步操作后发现指针向左偏转，则该操作步骤是（ ）
A．增大电源电压
B．拔出A中的铁芯
C．迅速将A插入B中
D．向右滑动变阻器滑片
答案：B
解析：A．闭合开关时，电流表指针向右偏，说明磁通量增加时，电流表向右偏，增大电源电压，线圈B中的磁通量增加，电流表向右偏，故A错误；
B．拔出A中的铁芯，线圈B中的磁通量减小，电流表向左偏，故B正确；
C．将线圈A插入线圈B，线圈B中的磁通量增加，电流表向右偏，故C错误；
D．向右移动滑动变阻器的滑片，线圈A所在电路的电阻减小，A的电流增加，线圈B中的磁通量增加，电流表向右偏，故D错误。
8．如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关K的一瞬间，线圈P里没有感应电流
B．闭合开关K后，滑动变阻器R滑片向下滑动过程中，线圈P中没有感应电流
C．闭合开关K后，线圈P中一直有感应电流
D．断开开关K的一瞬间，线圈P里有感应电流
答案：D
解析：A．闭合开关K的一瞬间，线圈M中产生磁场，穿过线圈P中的磁通量从无到有变大，故有感应电流产生，A错误；
B．闭合开关K后，滑动变阻器R滑片向下滑动过程中，电路中的电流变化，线圈M中产生的磁场强度变化，穿过线圈P中的磁通量变化，故有感应电流产生，B错误；
C．闭合开关K后，当电路稳定后线圈M中的磁场强度不变，穿过线圈P中的磁通量不变，故此时没有感应电流产生，C错误；
D．断开开关K的一瞬间，线圈M中的磁场强度减小，故穿过线圈P中的磁通量减小，所以有感应电流产生，D正确。
9．法拉第在研究电磁感应现象时的实验电路如图所示，下列操作中电流表指针不发生偏转的是（ ）
A．开关断开瞬间 B．开关闭合瞬间 C．保持开关闭合 D．移动变阻器滑片
答案：C
解析：只要左边线圈中电流发生变化，铁芯中的磁场就会发生变化，右边线圈中的磁通量就会发生变化并产生感应电流，故ABD错误，C正确。
二、多选题
10．如图所示，在匀强磁场中，闭合等腰直角三角形线圈abc垂直磁场方向放置，下列情况中，线圈内能产生感应电流的是（ ）
A．线圈在磁场中加速向上平移
B．磁场磁感应强度均匀减小
C．线圈以ab为轴匀速转动
D．保持周长不变，将线圈拉成正方形
答案：BCD
解析：A. 线圈在磁场中加速向上平移，线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，A错误；
B. 磁场磁感应强度均匀减小，线圈的磁通量减小，能产生感应电流，B正确；
C. 线圈以ab为轴匀速转动，线圈的磁通量变化，能产生感应电流，C正确；
D. 保持周长不变，将线圈拉成正方形，线圈的面积变化，磁通量发生变化，能产生感应电流，D正确。
11．如图，ab、cd是固定在水平面上的金属导轨，ac端连接电阻R，导轨间存在竖直向下、有理想边界的匀强磁场，金属棒MN紧贴导轨放置在磁场的右边界上。下列情况中，一定能够产生感应电流的是（ ）
A．金属棒MN向右运动的过程中
B．金属棒MN向左运动的过程中
C．金属棒MN向左运动，同时使磁场的磁感应强度均匀增加
D．金属棒MN向右运动，同时使磁场的磁感应强度均匀减小
答案：BD
解析：A．由于金属棒MN紧贴导轨放置在磁场的右边界上，则金属棒MN向右运动的过程中没有磁通量的变化，所以不能产生感应电流，故A错误；
B．金属棒MN向左运动的过程中磁通量减小，所以能产生感应电流，故B正确；
C．金属棒MN向左运动，同时使磁场的磁感应强度均匀增加，可能会使穿过该回路的磁通量保持不变，所以不一定能产生感应电流，故C错误；
D．金属棒MN向右运动，同时使磁场的磁感应强度均匀减小则穿过回路的磁通量一定减小，所以一定会产生感应电流，故D正确。
12．在家庭电路中，为了安全，一般在电能表后面的电路中安装一个漏电开关，其工作原理如图所示，其中甲线圈两端与脱扣开关控制器相连，乙线圈由两条电源线采取双线法绕制，并与甲线圈绕在同一个矩形硅钢片组成的铁芯上．以下说法正确的是（ ）
A．当用户用电正常时，甲线圈两端没有电压，脱扣开关接通
B．当用户用电正常时，甲线圈两端有电压，脱扣开关接通
C．当用户发生漏电时，甲线圈两端有电压，脱扣开关断开
D．当用户发生漏电时，甲线圈两端没有有电压，脱扣开关断开
答案：AC
解析：AB．因为乙线圈由两条电源线采取双线法绕制，正常工作时，火线和零线中的电流大小相同，所以火线和零线中电流产生的磁场应完全抵消，故甲线圈中没有感应电流产生，即甲线圈两端电压为零，脱扣开关不会断开，A正确，B错误；
CD．发生漏电时，火线和零线中的电流存在差值，即乙线圈中产生的磁场不能抵消，故甲线圈两端会出现感应电动势，即两端存在电压，脱扣开关断开，C正确，D错误。
三、解答题
13．如图所示，动圈式话筒主要由永久磁铁、导电线圈和振动膜片组成。请分析动圈式话筒是怎样把声音信号转变为电流信号的。
答案：声音形成的声波导致振动膜片前后振动，带动导电线圈前后移动，切割永久磁铁形成的磁场，产生感应电流，即形成电流信号。
解析：声音形成的声波导致振动膜片前后振动，带动导电线圈前后移动，切割永久磁铁形成的磁场，产生感应电流，即形成电流信号。
14．如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）在图示状态下，线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器滑动头向左快速滑动，线圈B的磁通量如何变化？这时灵敏电流计的指针会不会偏转？
（2）线圈A插入线圈B后，闭合开关的瞬间和断开开关瞬间线圈B的磁通量如何变化？这时灵敏电流计的指针是否偏转？
（3）根据上述实验过程，说明线圈B中产生感应电流的条件。
答案：（1）不变，不偏转；（2）增大，减小，偏转；（3）穿过闭合回路的磁通量发生变化
解析：（1）由图可知，开关处于断开状态，线圈A中无电流，则不产生磁场，故线圈B的磁通量为零，保持不变，不产生感应电流，指针不偏转。
（2）闭合开关的瞬间，线圈A中从无电流到有电流，从无磁场到有磁场，则线圈B的磁通量增大；断开开关瞬间，线圈A中从有电流到无电流，从有磁场到无磁场，则线圈B的磁通量减小；穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，指针偏转。
（3）产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化。
15．如图所示，在通有电流I的长直导线附近有一个矩形线圈ABCD，线圈与导线始终在同一个平面内。线圈在导线的一侧，垂直于导线左右平移时，其中产生了A→B→C→D→A方向的电流。已知距离载流直导线较近的位置磁场较强。请判断：线圈在向哪个方向移动？如果通电导线电流减小，线圈将向哪个方向运动？如果矩形线圈周长不变，由矩形突然变成圆形，在这过程中，线圈中有无感应电流？
答案：向左，向左，有
解析：选择矩形线圈为研究对象，画出通电直导线一侧的磁感线分布如图
磁感线方向垂直纸面向里用“×”表示。已知矩形线圈中感应电流的方向是A→B→C→D→A，根据右手螺旋定则，感应电流的磁场方向是垂直纸面向外的（即指向读者的，用矩形中心的圆点“·”表示）。根据楞次定律，感应电流的磁场应该是阻碍穿过线圈的磁通量变化的。现在已经判明感应电流的磁场垂直纸面向外指向读者，跟原来磁场的方向相反。因此线圈移动时通过它的磁通量一定是在增大。这说明线圈在向左移动。如果通电导线电流减小，穿过线圈的磁通量将减少，根据楞次定律，感应电流的磁场将阻碍其减小，线圈将向左运动。由矩形突然变成圆形，穿过线圈的磁通量发生变化，在这过程中，线圈中有感应电流。
