人教版物理必修3同步练习: 13.3 电磁感应现象及应用(基础巩固)
一、选择题
1.(2023高二上·常州月考)如图所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中通以恒定电流,则下列运动中,闭合金属线框中有感应电流产生的是
A.闭合金属线框向上平移
B.闭合金属线框向右平移
C.闭合金属线框以直导线为轴在空间中旋转
D.闭合金属线框向下平移
2.(2024高二下·绵阳开学考)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
3.(2023高二上·宝安期末)磁体靠近下列物体的过程中不能产生感应电流的是( )
A.金属板 B.闭合金属环
C.卷起来的卫生纸 D.回路中的线圈
4.(2024高二上·广西期末)某同学用如图所示的装置探究感应电流的产生条件,当他进行如下操作时,线圈中不能产生感应电流的是( )
A.闭合开关瞬间
B.开关闭合,电路稳定后
C.断开开关瞬间
D.将滑动变阻器的滑片从左向右滑动过程中
5.(2024高二上·佛山期末)下列装置运用电磁感应原理工作的是( )
A.动圈式话筒
B.等离子体发电
C.直流电动机
D.磁电式电流表
6.(2024高二上·电白期末)科学家科拉顿在探索如何产生感应电流时,为了排除磁铁对“电流表”的影响,他将连接好的“电流表”和线圈分别放在两个房间(如图),他把磁铁插入线圈后,跑到放“电流表”的房间,没有观察到电流产生.对这一现象的正确解释是( ).
A.磁场不能产生电流
B.磁铁对“电流表”仍有影响
C.他观察时磁铁已停在线圈中
D.磁铁插入线圈的过程中不会产生感应电流
7.(2024高二上·江苏期末)如图所示为探究感应电流产生条件的实验装置。仅在下列哪种情况下线圈中无感应电流( )
A.开关闭合瞬间
B.开关断开瞬间
C.开关闭合后,滑动变阻器滑片不动
D.开关闭合后,从中拔出
8.(2023高二上·常州月考)下列现象中,属于电磁感应现象的是( )
A.闭合线圈靠近磁铁时产生电流
B.通电线圈在磁场中受磁场作用力转动
C.磁铁吸引小磁针
D.小磁针在通电导线附近发生偏转
9.(2023高二上·苏州期末)如图所示为探究感应电流产生条件的实验装置。仅在下列哪种情况下线圈中无感应电流( )
A.开关闭合瞬间
B.开关断开瞬间
C.开关闭合后,滑动变阻器滑片不动
D.开关闭合后,从中拔出
10.(2024高二上·番禺期末)如图为研究电磁感应现象的实验装置。下列哪种情况下电流表指针不会偏转( )
A.闭合开关的瞬间
B.闭合开关后,电路中电流稳定时
C.闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片时
D.闭合开关后,把线圈A从线圈B中拉出时
11.(2023高一下·贵阳期末) 如图所示,铁芯上绕着两个线圈和在线圈中通入下列哪种电流,在线圈中观察不到感应电流( )
A. B.
C. D.
12.(2023高二上·铁岭期中) 如图所示,开始时矩形线框与磁场垂直,且一半在匀强磁场中,另一半在匀强磁场外。若要使线框中产生感应电流,下列方法中不可行的是( )
A.将线框向左拉出磁场 B.以ab边为轴转动
C.以ad边为轴转动(小于60°) D.以bc边为轴转动(小于60°)
13.(2023高二上·长沙月考) 如图所示,闭合圆形导体线圈放置在匀强磁场中,线圈平面与磁场平行,当磁感应强度逐渐增大时,以下说法正确的是( )
A.线圈中产生顺时针方向的感应电流
B.线圈中产生逆时针方向的感应电流
C.线圈中不会产生感应电流
D.线圈面积有缩小的倾向
二、多项选择题
14.(2024高二上·澄海期末) 如图所示是当年法拉第实验装置示意图,两个线圈分别绕在一个铁环上,线圈A接直流电源,线圈B接灵敏电流计,下列情况可能使电流计G产生感应电流是( )
A.开关S接通的瞬间
B.开关S断开的瞬间
C.开关S接通后一段时间
D.开关S接通后,不断移动滑动变阻器滑片P时
15.(2022高二上·长沙期末)如图所示,通电直导线与线圈在同一平面内,则( )
A.线圈向右平动时,有感应电流
B.线圈沿垂直纸面方向远离导线,无感应电流
C.线圈以边为轴转动,磁通量没有变化
D.线圈竖直向下平动,无感应电流
16.(2023高二上·辽宁月考) 如图所示,固定的水平长直导线中通有向右的恒定电流I,闭合的矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行,线框由静止释放,在下落过程中(线框不会发生翻转),下列判断正确的是( )
A.线框所在处的磁场垂直纸面向外
B.穿过线框的磁通量逐渐增加
C.线框中产生感应电流
D.线框的机械能减少
17.(2023高二上·长沙月考) 电磁感应现象的发现具有极其重大的划时代的历史意义,它为人类大规模利用电能,继而进入电气化时代奠定了理论基础。关于法拉第“磁生电”实验说法正确的是( )
A.闭合开关时电流计指针偏转,断开开关时电流计指针发生偏转
B.保持滑动变阻器滑片位置不变,将A通电螺线管下端插入或抽出B螺线管中时,电流计指针偏转方向相反
C.保持滑动变阻器滑片位置不变,将条形磁体插入螺线管中静止不动时,电流计指针稳定且示数不为零
D.保持A通电螺线管位置不变,左右移动滑动变阻器滑片,B螺线管中产生不同方向的感应电流
18.(2023高二上·北京市月考) 如图所示,矩形闭合线圈竖直放置,是它的对称轴,通电直导线AB与平行。若要在线圈中产生感应电流,可行的做法是( )
A.中电流逐渐增大
B.中电流先增大后减小
C.以为轴,线圈绕顺时针转(俯视)
D.线圈绕轴逆时针转动(俯视)
19.(2023高二下·期末)如图所示,线圈Ⅰ和线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上,下列情况中能引起电流计指针转动的是( )
A.闭合开关瞬间
B.开关闭合稳定后
C.开关闭合稳定后移动滑动变阻器的滑片
D.断开开关瞬间
20.(2022高二下·肥东期末)在光滑水平面上固定一个通电线圈,一铝块正由左向右滑动穿过线圈,那么下面正确的判断是( )
A.接近线圈时做加速运动,离开时做减速运动
B.接近和离开线圈时都做减速运动
C.一直在做匀速运动
D.在线圈中运动时是匀速的
三、非选择题
21.(2024高二上·密山期末) 如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下,那么合上电键后,将原线圈迅速插入副线圈时,电流计指针 ;原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,电流计指针 (填向左偏,向右偏,不偏)。
22.(2023高二下·昆明月考)某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中,她选择了一个灵敏电流计G,在没有电流通过灵敏电流计的情况下,电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中,电流计的指针如图甲所示。
(1)为了探究电磁感应规律,该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联,如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是 (填“向上拔出”或“向下插入”)。
(2)该同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路,要想使电流计指针发生偏转,下列四种操作中可行的是_______。
A.闭合开关,螺线管A和螺线管B相对静止一起向上运动
B.闭合开关,螺线管B不动,螺线管A插入或拔出螺线管B
C.闭合开关,螺线管A,B不动,移动滑动变阻器的滑片
D.螺线管A,B和滑动变阻器的滑片不动,闭合或断开开关
23.(2023高二下·宾县月考)
(1)如图所示,是长直密绕通电螺线管,应用DIS的磁传感器b沿a的轴线从O点自左向右匀速穿过通电螺线管a。能正确反映通电螺线管内部磁感应强度B随x变化规律的是:____
A. B.
C. D.
(2)为观察电磁感应现象,某学生将电流表、螺线管A和B、电池组、滑动变阻器、电键接成如图所示的实验电路:
a该同学将线圈B放置在线圈A中,闭合、断开电键时,电流表指针都没有偏转,其原因是
A.电键的位置接错
B.电流表的正、负接线柱上导线接反
C.线圈B的两个接线柱上导线接反
D.蓄电池的正、负极接反
b电路连接的错误改正后,该同学在闭合电键时发现电流表指针向右偏转,则如果向右移动滑动变阻器的滑片(滑动变阻器接入电路的方式仍然如图中所示),则电流表的指针向 (选填“左”或“右”)偏转。
24.(2021高二上·大连期中)在“探究感应电流的产生条件”的实验中,将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关S按如图所示连接。当开关S闭合瞬间,电流表指针左偏,说明B线圈产生了感应电流;当开关S断开瞬间,电流表指针 (填“会”或“不会”)偏转;当开关S闭合后,要使电流表的指针左偏,可采取的操作是把滑动变阻器的滑片P向 (填“左”或“右”)滑动。
25.(2021高二下·泗县月考)如下图所示,矩形线圈平面与磁场垂直,且一半在匀强磁场内、一半在匀强磁场外。已知磁感应强度为 ,线圈面积为 ,现使线圈从图示位置开始匀速转动;如果转动轴为 ,则在线圈转动 的过程中,磁通量的改变量大小为 ,线圈中 (填“能”或“不能”)产生感应电流;如果转动轴为 ,则在线圈转动 的过程中,磁通量的改变量大小为 ,线圈中 (填“能”或“不能”)产生感应电流。
26.(2021·嘉兴模拟)某实验小组利用如图丁所示实验装置进行“探究感应电流方向的规律”的实验,其中线圈A与电源电路连接,线圈B与电流表G连接。在实验过程中,①需要查清线圈 的绕制方向。(选填“A”、“B”或“A和B”);②是否需要查清流入电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系?答: (选填“需要”或“不需要”)
27.(2018高二下·博兴期中)图为“研究电磁感应现象”的实验装置.
(1)将图中所缺的导线补接完整;
(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后可能出现的情况有:
a.将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将 偏(填“向左”、“向右”或“不”)。
b.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针将 偏(填“向左”、“向右”或“不”)。
28.(高中物理人教版选修3选修3-2第四章第2节探究电磁感应的产生条件)接有理想电压表的三角形导线框abc,如图所示,在匀强磁场中向右运动,则框中 感应电流,电压表 读数(示数不为零称有读数)。(填“有”或“无”)
29.(2017高二上·海口期末)如图所示,判断实验过程中线圈中有无感应电流.(填“有”或“无”)
①把磁铁插入线圈 感应电流.
②把磁铁放在线圈内不动 感应电流.
③实验表明只要 (填“闭合”或“不闭合”)电路内的磁通量发生 (填“变化”或“不变”),就会产生感应电流.
30.(2017高二上·宾阳期末)我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律.以下是实验探究过程的一部分.
(1)如图甲所示,当磁铁的N极向下运动时,发现电流表指针偏转,若要探究线圈中产生感应电流的方向,必须知道 .
(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏.电路稳定后,若向左移动滑动触头,此过程中电流表指针向 偏转;若将线圈A抽出,此过程中电流表指针向 偏转(均选填“左”或“右”).
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】AD.当闭合金属线框向上平移或向下平移时,线框中的磁通量保持不变,闭合金属线框中没有感应电流产生,AD不符合题意;
B.当闭合金属线框向右平移时,线框中的磁场减弱,磁通量减小,闭合金属线框中有感应电流产生,B符合题意;
C.当闭合金属线框以直导线为轴在空间中旋转时,线框中的磁通量保持不变,闭合金属线框中没有感应电流产生,C不符合题意误。
故答案为:B。
【分析】根据产生感应电流的条件分析。
2.【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】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,故D错误。
故答案为:B。
【分析】产生感应电流的条件为穿过闭合线圈的磁通量发生改变。根据题意确定不同运动情况下,穿过线框的磁通量是否改变,继而确定是否产生感应电流。
3.【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、磁体靠近金属板的过程中,金属板磁通量发生变化,能产生感应电流,故A不符合题意;
B、磁体靠近闭合金属环的过程中,闭合金属环磁通量发生变化,能产生感应电流,故B不符合题意;
C、卫生纸是绝缘体,不能产生感应电流,故C符合题意;
D、磁体靠近回路中的线圈的过程中,线圈磁通量发生变化,能产生感应电流,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】产生感应电流的条件为 :穿过闭合线圈的磁通量发生改变。首先判断是否为闭合回路,再者回路是否为导电体,最后判断磁通量是否改变。
4.【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A. 闭合开关瞬间,电流从无到有,磁通量发生变化,会有感应电流的产生,A不符合题意;
B. 开关S闭合后,电路稳定,则恒定电流产生的磁场磁通量不发生变化,不会有感应电流的产生,B符合题意;
C. 断开开关S瞬间,电流从有到无,磁通量发生变化,会有感应电流的产生,C不符合题意;
D. 将滑动变阻器的滑片从左到右滑动过程中,电阻变大,电流变小,磁通量发生变化,会有感应电流的产生,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】产生感应电流的条件为穿过闭合线圈的磁通量发生变化,结合实际情况可得出结论。
5.【答案】A
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、动圈式话筒利用了电磁感应原理工作,故A正确;
B、等离子体发电利用了利用等离子体的导电性质来产生电流,故B错误;
C、直流电动机是通电导线在磁场中受力过程,不是电磁感应原理,故C错误;
D、磁电式电流表的工作原理是通电线圈在磁场中受到安培力作用偏转,故D错误。
故答案为:A。
【分析】本题考查的是动圈式话筒利用的是电磁感应原理;等离子体发电考查的是霍尔效应及其应用;直流电动机、磁电式电流表利用的是电流的磁效应。本题对现代科技装置和产品原理的理解能力。
6.【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】科拉顿将磁铁进行插进线圈的过程中,线圈中的磁通量发生了变化,电流表的回路中有感应电流产生,但是当他跑到另一个房间时,由于磁铁已经停止在线圈中,线圈的磁通量不再发生变化,所以不再产生感应电流,故他无法观察到感应电流,C符合题意,ABD不符合题意 。
故答案为:C。
【分析】根据感应电流的产生条件分析。
7.【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】AB、开关闭合或断开的瞬间,穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中产生感应电流,故AB错误;
C、开关闭合,滑动变阻器不动时,穿过线圈的磁通量不发生变化,线圈中没有感应电流,故C正确;
D、开关闭合时,拔出线圈A的瞬间,B线圈中的磁通量减小,线圈中产生感应电流,故D错误。
故答案为:C。
【分析】当穿过闭合线圈的磁通量发生改变时,线圈中产生感应电流。根据题意判断线圈内的磁通量是否发生改变。
8.【答案】A
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A.闭合线圈靠近磁铁时,闭合回路磁通量发生变化,产生感应电流,是电磁感应现象,A符合题意;
B.通电线圈在磁场中发生转动是由于电流受到了安培力的作用产生的,不是电磁感应现象,B不符合题意;
C.磁铁吸引小磁针属于磁现象,不是电磁感应现象,C不符合题意;
D.小磁针在通电导线附近发生偏转是由于电流产生磁场引起的,不是电磁感应现象,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据电磁感应现象的原理分析。
9.【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】AB、开关闭合或断开的瞬间,穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中产生感应电流,故AB错误;
C、开关闭合,滑动变阻器不动时,穿过线圈的磁通量不发生变化,线圈中没有感应电流,故C正确;
D、开关闭合时,拔出线圈A的瞬间,B线圈中的磁通量减小,线圈中产生感应电流,故D错误。
故答案为:C。
【分析】产生感应电流的条件为:穿过闭合线圈的磁通量发生改变。电流的改变及通电后A线圈远离及靠近都会改变船B线圈的磁通量。
故选C。
10.【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】产生感应电流的条件:闭合回路的磁通量发生变化。开关闭合后,通电螺线管A相当于一根条形磁铁,当开关闭合瞬间或者 移动滑动变阻器的滑片时 或者 把线圈A从线圈B中拉出时 ,线圈B中的磁通量发生变化,所以线圈B与电流表间的回路有感应电流产生,所以,当 闭合开关后,电路中电流稳定时,线圈A产生稳定的磁场,线圈B中有磁通量但磁通量不变,所以线圈B与电流表间的回路没有感应电流产生。ACD错误,B正确。
故答案为:B
【分析】本题考查感应电流产生的条件:闭合回路的磁通量发生变化。当开关闭合瞬间或者 移动滑动变阻器的滑片时 或者 把线圈A从线圈B中拉出时 ,线圈B中的磁通量发生变化,所以线圈B与电流表间的回路有感应电流产生,而当闭合开关后,电路中电流稳定时,线圈B中有磁通量但磁通量不变,所以没有感应电流产生。
11.【答案】A
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】在线圈a中通入恒定电流时,磁通量不变,线圈b中不能产生感应电流,同理在线圈a中通入变化电流时,磁通量变化,线圈b中能产生感应电流。
故答案为:A。
【分析】产生感应电流的条件为:穿过闭合线圈的磁通量发生改变。通电导线中的电流越大,通电导线产生的磁场越大。
12.【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、将线框向左拉出磁场的过程中,线框的bc部分做切割磁感线的运动,或者说穿过线框的磁通量减少,所以线框中将产生感应电流,故A不符合题意;
B、当线框以ab边为轴转动时,穿过线框的磁通量减少,所以线框中将产生感应电流,故B不符合题意;
C、当线框以ad边为轴转动(小于60°)时,穿过线框的磁通量减少,所以在这个过程中,线框中会产生感应电流,故C不符合题意;
D、当线框以bc边为轴转动时,如果转动的角度小于60°,则穿过线框的磁通量始终保持不变,线框中不产生感应电流,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】产生感应电流的条件为,穿过闭合回路中的磁通量发生变化。注意判断是磁场穿过回路的有效面积还是磁感应强度发生变化。
13.【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】由于线圈与磁场的方向平行,所以穿过线圈的磁通量为0,当磁感应强度增大时,穿过线框的磁通量仍然为0,则线圈中不会出现感应电流。
故答案为:C。
【分析】产生感应电流需满足两个条件:①线圈形成闭合回路;②穿过线圈的磁通量发生变化。线圈与磁场的方向平行时,穿过线圈的磁通量为0。
14.【答案】A,B,D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】AB.将开关S接通或断开的瞬间,A线圈中磁场都会瞬间发生变化,通过线圈B的磁通量也跟着发生变化,所以线圈B中产生感应电流,AB符合题意;
C.开关S接通一段时间之后,A线圈产生的磁场不再变化,通过线圈B的磁通量也不再发生变化,所以线圈B中不能产生感应电流,C不符合题意;
D.开关S接通后,不断移动滑动变阻器滑片P时,A线圈电流发生变化,产生变化的磁场,则通过线圈B的磁通量发生变化,所以线圈B中产生感应电流,D符合题意;
故答案为:ABD。
【分析】根据感应电流的产生条件分析。
15.【答案】A,D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】由安培定则可知,通电直导线的磁场是以导线上的点为圆心,垂直导线的同心圆。根据感应电流的产生条件可知,当闭合线圈中的磁通量发生变化时,线圈中会有感应电流产生。
A.线圈向右平动时,磁通量发生变化,有感应电流,A符合题意;
B.线圈沿垂直纸面方向远离导线,磁通量发生变化,则有感应电流,B不符合题意;
C.线圈以ab边为轴转动,磁通量发生变化,C不符合题意;
D.线圈竖直向下平动,磁通量不变,则无感应电流,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】根据感应电流的产生条件分析。
16.【答案】C,D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件;能量守恒定律;通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】A、根据右手螺旋定则可知,线框所在处的磁场垂直纸面向里,故A错误;
B、距离导线越远则磁场越弱,则穿过线框的磁通量逐渐减小,故B错误;
C、由于穿过线框的磁通量逐渐减小,则线框中产生感应电流,故C正确;
D、由于线圈中有电能产生,则线框的机械能减少,故D正确。
故答案为:CD。
【分析】右手螺旋定则确定线框所在处的磁场方向。再根据线框的运动情况,判断穿过线框磁通量的变化情况继而得出是否产生感应电流。线框产生感应电流会产生焦耳热。
17.【答案】A,B,D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、闭合和断开开关时,B螺线管中的磁通量都会发生变化,都会有感应电流产生,故A正确;
B、保持滑动变阻器滑片位置不变,将A通电螺线管插入或抽出B螺线管中时,通电螺线管内磁通量变化趋势相反,产生的感应电流方向也相反,故B正确;
C、保持滑动变阻器滑片位置不变,将条形磁体插入螺线管中静止不动时,B螺线管中的磁通量不会发生变化,所以电流计不偏转,示数为0,故C错误;
D、保持A通电螺线管位置不变,左右移动滑动变阻器滑片,B螺线管中磁通量一会增加,一会减少,所以产生不同方向感应电流,故D正确。
故答案为:ABD。
【分析】产生感应电流的条件为:①形成闭合回路,②穿过线圈的磁通量发生改变。根据楞次定律判断感应电流方向的变化情况。
18.【答案】A,B,D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件;通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】AB.只要AB中电流发生变化,无论是大小和方向的变化,都可以使线圈内的磁通量发生变化,从而产生感应电流,AB符合题意;
C.以AB为轴,线圈绕AB顺时针转90°的过程中,穿过线圈的磁通量不变,线圈中不能产生感应电流,故C不符合题意;
D.以为轴逆时针转90°的过程中,穿过线圈中的磁通量发生了变化,所以能产生感应电流,故D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】根据感应电流的产生条件分析。
19.【答案】A,C,D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】题意:电流计指针转动,说明回路中产生感应电流。产生感应电流的条件:一是闭合回路,二是穿过闭合回路的磁通量发生变化。闭合开关的瞬间、开关稳定后移动滑动变阻器的滑片、断开开关瞬间均能引起右侧线圈中磁通量的变化,即这几种情况下均能产生感应电流,电流计指针转动,而开关闭合稳定,产生稳定的电流,稳定电流产生稳定磁场,即右侧线圈中有磁通量,但磁通量没有变化,所以线圈不会产生感应电流,即电流计指针不发生转动。ACD正确,B错误。
故答案为:ACD。
【分析】本题考查感应电流产生的条件,一是闭合回路,二是穿过闭合回路的磁通量发生变化。左侧电路电流发生变化,右侧线圈中磁通量就会发生变化。
20.【答案】B,D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】ABC.把铝块看成由无数多片横向的铝片叠成,每一铝片又由可看成若干闭合铝片框组成;如图所示
当它接近或离开通电线圈时,由于穿过每个铝片框的磁通量发生变化,所以在每个闭合的铝片框内都要产生感应电流.产生感应电流的效果是要阻碍它接近或离开通电线圈,所以在它接近或离开时都要做减速运动,所以A、C不符合题意;B符合题意;
D.由于通电线圈内是匀强磁场,所以铝块在通电线圈内运动时无感应电流产生,做匀速运动,D符合题意;
故答案为:BD。
【分析】每一铝片又由可看成若干闭合铝片框组成,感应电流的效果是要阻碍它接近或离开通电线圈,所以在它接近或离开时都要做减速运动。
21.【答案】向左偏;向左偏
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】因为闭合电键时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下,根据楞次定律可知,副线圈中磁通量变大,若合上电键后,将原线圈迅速插入副线圈时,副线圈中磁通量也变大,因此电流计的指针向左偏;
若将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,电阻变小,副线圈磁通量变大,因此电流计的指针向左偏。
【分析】分析在不同操作下穿过副线圈磁通量的变化情况,再根据楞次定律结合题意判断电流计指针的偏转方向。
22.【答案】(1)向下插入
(2)B;C;D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】(1)由甲图知,电流从灵敏电流计的左,接线柱流入,指针往左偏。在乙图中,螺线管中的电流方向为顺时针方向(俯视),由右手定则知,螺线管中感应电流的磁场方向竖直向下。条形磁铁在螺线管中的磁场方向(原磁场方向)竖直向上,根据楞次定律可知穿过线圈的磁通量增加,所以条形磁铁向下插入线圈。
(2)A.要使灵敏电流计指针发生偏转,根据楞次定律知,螺线管B中的磁通量要发生变化。闭合开关,螺线管A和螺线管B相对静止一起向上运动,穿过螺线管B的磁通量不变,故A不符合题意;
B.闭合开关,螺线管B不动,螺线管A插入或拔出螺线管B,螺线管B的磁通量发生变化,电流计指针发生偏转,故B符合题意;
C.闭合开关,螺线管A、B不动,移动滑动变阻器的滑片,电路中电流变化,螺线管B的磁通量变化,电流计指针发生偏转,故C符合题意;
D.螺线管A、B合滑动变阻器的滑片不动,闭合或断开开关,电路中电流变化,螺线管B的磁通量变化,电流计指针发生偏转,故D符合题意。
故答案为:BCD
【分析】由甲图知,电流从灵敏电流计的左,接线柱流入,指针往左偏,在乙图中,根据楞次定律分析条形磁铁的运动情况;要使灵敏电流计指针发生偏转,根据楞次定律知,螺线管B中的磁通量要发生变化。
23.【答案】(1)D
(2)A;右
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】(1)从外部逐渐靠近螺线管两端时,磁场逐渐增强,在螺线管内部,磁场基本上是匀强磁场,磁感应强度大于螺线管端点的磁感应强度,螺线管的磁场关于中点对称,故D符合题意,ABC均不符合题意。
(2)a. 该同学将线圈B放置在线圈A中,闭合、断开电键时,电流表指针都没有偏转,是因为A线圈磁通量没有发生变化;将开关接在B线圈所在回路中,闭合、断开电键时,A线圈磁通量发生变化,会产生感应电流,电流表指针发生偏转,故A符合题意,BCD均不符合题意;
b.闭合开关时,磁通量增加,电流表指针向右偏转;向右移动滑动变阻器的滑片,电阻变小,电路电流变大,磁通量增加,电流表指针也向右偏转。
故答案为:(1)D;(2)A 右
【分析】根据通电螺线管周围磁场分布分析判断;产生感应电流的条件是闭合回路中磁通量发生变化;磁通量增加,电流表指针向右偏转,磁通量减小,电流表指针向左偏转。
24.【答案】会;右
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】根据感应电流产生条件,当电键S断开瞬间,穿过线圈B中的磁通量变化,从而导致电流表有电流,出现指针偏转现象;因电键S闭合瞬间,电流表指针左偏,那么当电键S闭合后,要使电流表的指针左偏,可使通过线圈A的电流增大,可以把滑动变阻器的滑片P向右滑动;
【分析】电键S断开瞬间,穿过线圈B中的磁通量变化,从而导致电流表有电流产生。要使电流表的指针左偏,可使通过线圈A的电流增大。
25.【答案】0;不能;;能
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】在线圈以bc为轴转动 的过程中,磁通量不变,即磁通量的改变量大小为0;线圈中不能产生感应电流;如果转动轴为 ,则在线圈转动 的过程中,磁通量的改变量大小为
线圈中能产生感应电流。
【分析】根据感应电流产生的条件进行判断分析。
26.【答案】A和B;需要
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】在实验过程中,除了需要查清流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关系之外,还应查清线圈A和线圈B的绕制方向。
【分析】需查清线圈A和线圈B的绕制方向和流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关系。
27.【答案】(1)
(2)向右;向左
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】(1)将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路,再将电流计与大螺线管串联成另一个回路,电路图如图所示。
;(2)闭合开关,穿过副线圈的磁通量增大,灵敏电流表的指针向右偏;
a.将原线圈迅速插入副线圈时,磁场方向不变,穿过副线圈的磁通量增大,灵敏电流计指针将向右偏转一下。
b.原线圈插入副线圈后,由电路图可知,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,原线圈电流变小,穿过副线圈的磁场方向不变,但磁通量变小,灵敏电流计指针将左偏转一下。
【分析】本题研究电磁感应现象,当通过闭合回路磁通量发生改变时,闭合回路中由感应电流。
28.【答案】无;无
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】无论线圈在匀强磁场中向右匀速、加速或减速运动,穿过线框的磁通量均不变,即ΔΦ=0,故无感应电流,再考虑到电压表的工作原理知电压表指针示数为零。
【分析】闭合线圈产生感应电动势条件是磁通量发生变化,图中线圈在运动但磁通量没有发生变化,故没有感应电动势产生。
29.【答案】有;无;闭合;变化
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件;磁通量
【解析】【解答】解:穿过闭合回路的磁通量发生变化,电路中产生感应电流;由图示可知,电路闭合,①把磁铁插入线圈时,穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中有感应电流;②把磁铁放在线圈内不动,穿过线圈的磁通量不变,线圈中无感应电流;③实验表明只要闭合电路内的磁通量发生变化,就会产生感应电流.
故答案为:①有;②无;③闭合,变化.
【分析】根据题意应用感应电流产生的条件:穿过闭合线圈磁通量的变化,即可一一分析答题.
30.【答案】(1)电流表指针偏转方向与电流方向间的关系
(2)右;左
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】(1)如图甲所示,当磁铁的N极向下运动时,发现电流表指针偏转,若要探究线圈中产生感应电流的方向,必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系.(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,穿过线圈B的磁通量增加,电流表指针向右偏;电路稳定后,若向左移动滑动触头,通过线圈A的电流增大,磁感应强度增大,穿过线圈B的磁通量增大,电流表指针向右偏转;若将线圈A抽出,穿过线圈B的磁通量减少,电流表指针向左偏转.
故答案为:(1)电流表指针偏转方向与电流方向间的关系;(2)右;左.
【分析】(1)电流方向应该从电流指针的方向进行判别;
(2)利用开关闭合判别磁通量增加时的电流方向,结合电阻变小时电流变大磁通量变大可以判别指针偏转的方向;利用线圈抽出磁通量变小可以判别指针偏转的方向。
1 / 1人教版物理必修3同步练习: 13.3 电磁感应现象及应用(基础巩固)
一、选择题
1.(2023高二上·常州月考)如图所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中通以恒定电流,则下列运动中,闭合金属线框中有感应电流产生的是
A.闭合金属线框向上平移
B.闭合金属线框向右平移
C.闭合金属线框以直导线为轴在空间中旋转
D.闭合金属线框向下平移
【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】AD.当闭合金属线框向上平移或向下平移时,线框中的磁通量保持不变,闭合金属线框中没有感应电流产生,AD不符合题意;
B.当闭合金属线框向右平移时,线框中的磁场减弱,磁通量减小,闭合金属线框中有感应电流产生,B符合题意;
C.当闭合金属线框以直导线为轴在空间中旋转时,线框中的磁通量保持不变,闭合金属线框中没有感应电流产生,C不符合题意误。
故答案为:B。
【分析】根据产生感应电流的条件分析。
2.(2024高二下·绵阳开学考)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
【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】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,故D错误。
故答案为:B。
【分析】产生感应电流的条件为穿过闭合线圈的磁通量发生改变。根据题意确定不同运动情况下,穿过线框的磁通量是否改变,继而确定是否产生感应电流。
3.(2023高二上·宝安期末)磁体靠近下列物体的过程中不能产生感应电流的是( )
A.金属板 B.闭合金属环
C.卷起来的卫生纸 D.回路中的线圈
【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、磁体靠近金属板的过程中,金属板磁通量发生变化,能产生感应电流,故A不符合题意;
B、磁体靠近闭合金属环的过程中,闭合金属环磁通量发生变化,能产生感应电流,故B不符合题意;
C、卫生纸是绝缘体,不能产生感应电流,故C符合题意;
D、磁体靠近回路中的线圈的过程中,线圈磁通量发生变化,能产生感应电流,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】产生感应电流的条件为 :穿过闭合线圈的磁通量发生改变。首先判断是否为闭合回路,再者回路是否为导电体,最后判断磁通量是否改变。
4.(2024高二上·广西期末)某同学用如图所示的装置探究感应电流的产生条件,当他进行如下操作时,线圈中不能产生感应电流的是( )
A.闭合开关瞬间
B.开关闭合,电路稳定后
C.断开开关瞬间
D.将滑动变阻器的滑片从左向右滑动过程中
【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A. 闭合开关瞬间,电流从无到有,磁通量发生变化,会有感应电流的产生,A不符合题意;
B. 开关S闭合后,电路稳定,则恒定电流产生的磁场磁通量不发生变化,不会有感应电流的产生,B符合题意;
C. 断开开关S瞬间,电流从有到无,磁通量发生变化,会有感应电流的产生,C不符合题意;
D. 将滑动变阻器的滑片从左到右滑动过程中,电阻变大,电流变小,磁通量发生变化,会有感应电流的产生,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】产生感应电流的条件为穿过闭合线圈的磁通量发生变化,结合实际情况可得出结论。
5.(2024高二上·佛山期末)下列装置运用电磁感应原理工作的是( )
A.动圈式话筒
B.等离子体发电
C.直流电动机
D.磁电式电流表
【答案】A
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、动圈式话筒利用了电磁感应原理工作,故A正确;
B、等离子体发电利用了利用等离子体的导电性质来产生电流,故B错误;
C、直流电动机是通电导线在磁场中受力过程,不是电磁感应原理,故C错误;
D、磁电式电流表的工作原理是通电线圈在磁场中受到安培力作用偏转,故D错误。
故答案为:A。
【分析】本题考查的是动圈式话筒利用的是电磁感应原理;等离子体发电考查的是霍尔效应及其应用;直流电动机、磁电式电流表利用的是电流的磁效应。本题对现代科技装置和产品原理的理解能力。
6.(2024高二上·电白期末)科学家科拉顿在探索如何产生感应电流时,为了排除磁铁对“电流表”的影响,他将连接好的“电流表”和线圈分别放在两个房间(如图),他把磁铁插入线圈后,跑到放“电流表”的房间,没有观察到电流产生.对这一现象的正确解释是( ).
A.磁场不能产生电流
B.磁铁对“电流表”仍有影响
C.他观察时磁铁已停在线圈中
D.磁铁插入线圈的过程中不会产生感应电流
【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】科拉顿将磁铁进行插进线圈的过程中,线圈中的磁通量发生了变化,电流表的回路中有感应电流产生,但是当他跑到另一个房间时,由于磁铁已经停止在线圈中,线圈的磁通量不再发生变化,所以不再产生感应电流,故他无法观察到感应电流,C符合题意,ABD不符合题意 。
故答案为:C。
【分析】根据感应电流的产生条件分析。
7.(2024高二上·江苏期末)如图所示为探究感应电流产生条件的实验装置。仅在下列哪种情况下线圈中无感应电流( )
A.开关闭合瞬间
B.开关断开瞬间
C.开关闭合后,滑动变阻器滑片不动
D.开关闭合后,从中拔出
【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】AB、开关闭合或断开的瞬间,穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中产生感应电流,故AB错误;
C、开关闭合,滑动变阻器不动时,穿过线圈的磁通量不发生变化,线圈中没有感应电流,故C正确;
D、开关闭合时,拔出线圈A的瞬间,B线圈中的磁通量减小,线圈中产生感应电流,故D错误。
故答案为:C。
【分析】当穿过闭合线圈的磁通量发生改变时,线圈中产生感应电流。根据题意判断线圈内的磁通量是否发生改变。
8.(2023高二上·常州月考)下列现象中,属于电磁感应现象的是( )
A.闭合线圈靠近磁铁时产生电流
B.通电线圈在磁场中受磁场作用力转动
C.磁铁吸引小磁针
D.小磁针在通电导线附近发生偏转
【答案】A
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A.闭合线圈靠近磁铁时,闭合回路磁通量发生变化,产生感应电流,是电磁感应现象,A符合题意;
B.通电线圈在磁场中发生转动是由于电流受到了安培力的作用产生的,不是电磁感应现象,B不符合题意;
C.磁铁吸引小磁针属于磁现象,不是电磁感应现象,C不符合题意;
D.小磁针在通电导线附近发生偏转是由于电流产生磁场引起的,不是电磁感应现象,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据电磁感应现象的原理分析。
9.(2023高二上·苏州期末)如图所示为探究感应电流产生条件的实验装置。仅在下列哪种情况下线圈中无感应电流( )
A.开关闭合瞬间
B.开关断开瞬间
C.开关闭合后,滑动变阻器滑片不动
D.开关闭合后,从中拔出
【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】AB、开关闭合或断开的瞬间,穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中产生感应电流,故AB错误;
C、开关闭合,滑动变阻器不动时,穿过线圈的磁通量不发生变化,线圈中没有感应电流,故C正确;
D、开关闭合时,拔出线圈A的瞬间,B线圈中的磁通量减小,线圈中产生感应电流,故D错误。
故答案为:C。
【分析】产生感应电流的条件为:穿过闭合线圈的磁通量发生改变。电流的改变及通电后A线圈远离及靠近都会改变船B线圈的磁通量。
故选C。
10.(2024高二上·番禺期末)如图为研究电磁感应现象的实验装置。下列哪种情况下电流表指针不会偏转( )
A.闭合开关的瞬间
B.闭合开关后,电路中电流稳定时
C.闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片时
D.闭合开关后,把线圈A从线圈B中拉出时
【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】产生感应电流的条件:闭合回路的磁通量发生变化。开关闭合后,通电螺线管A相当于一根条形磁铁,当开关闭合瞬间或者 移动滑动变阻器的滑片时 或者 把线圈A从线圈B中拉出时 ,线圈B中的磁通量发生变化,所以线圈B与电流表间的回路有感应电流产生,所以,当 闭合开关后,电路中电流稳定时,线圈A产生稳定的磁场,线圈B中有磁通量但磁通量不变,所以线圈B与电流表间的回路没有感应电流产生。ACD错误,B正确。
故答案为:B
【分析】本题考查感应电流产生的条件:闭合回路的磁通量发生变化。当开关闭合瞬间或者 移动滑动变阻器的滑片时 或者 把线圈A从线圈B中拉出时 ,线圈B中的磁通量发生变化,所以线圈B与电流表间的回路有感应电流产生,而当闭合开关后,电路中电流稳定时,线圈B中有磁通量但磁通量不变,所以没有感应电流产生。
11.(2023高一下·贵阳期末) 如图所示,铁芯上绕着两个线圈和在线圈中通入下列哪种电流,在线圈中观察不到感应电流( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】在线圈a中通入恒定电流时,磁通量不变,线圈b中不能产生感应电流,同理在线圈a中通入变化电流时,磁通量变化,线圈b中能产生感应电流。
故答案为:A。
【分析】产生感应电流的条件为:穿过闭合线圈的磁通量发生改变。通电导线中的电流越大,通电导线产生的磁场越大。
12.(2023高二上·铁岭期中) 如图所示,开始时矩形线框与磁场垂直,且一半在匀强磁场中,另一半在匀强磁场外。若要使线框中产生感应电流,下列方法中不可行的是( )
A.将线框向左拉出磁场 B.以ab边为轴转动
C.以ad边为轴转动(小于60°) D.以bc边为轴转动(小于60°)
【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、将线框向左拉出磁场的过程中,线框的bc部分做切割磁感线的运动,或者说穿过线框的磁通量减少,所以线框中将产生感应电流,故A不符合题意;
B、当线框以ab边为轴转动时,穿过线框的磁通量减少,所以线框中将产生感应电流,故B不符合题意;
C、当线框以ad边为轴转动(小于60°)时,穿过线框的磁通量减少,所以在这个过程中,线框中会产生感应电流,故C不符合题意;
D、当线框以bc边为轴转动时,如果转动的角度小于60°,则穿过线框的磁通量始终保持不变,线框中不产生感应电流,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】产生感应电流的条件为,穿过闭合回路中的磁通量发生变化。注意判断是磁场穿过回路的有效面积还是磁感应强度发生变化。
13.(2023高二上·长沙月考) 如图所示,闭合圆形导体线圈放置在匀强磁场中,线圈平面与磁场平行,当磁感应强度逐渐增大时,以下说法正确的是( )
A.线圈中产生顺时针方向的感应电流
B.线圈中产生逆时针方向的感应电流
C.线圈中不会产生感应电流
D.线圈面积有缩小的倾向
【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】由于线圈与磁场的方向平行,所以穿过线圈的磁通量为0,当磁感应强度增大时,穿过线框的磁通量仍然为0,则线圈中不会出现感应电流。
故答案为:C。
【分析】产生感应电流需满足两个条件:①线圈形成闭合回路;②穿过线圈的磁通量发生变化。线圈与磁场的方向平行时,穿过线圈的磁通量为0。
二、多项选择题
14.(2024高二上·澄海期末) 如图所示是当年法拉第实验装置示意图,两个线圈分别绕在一个铁环上,线圈A接直流电源,线圈B接灵敏电流计,下列情况可能使电流计G产生感应电流是( )
A.开关S接通的瞬间
B.开关S断开的瞬间
C.开关S接通后一段时间
D.开关S接通后,不断移动滑动变阻器滑片P时
【答案】A,B,D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】AB.将开关S接通或断开的瞬间,A线圈中磁场都会瞬间发生变化,通过线圈B的磁通量也跟着发生变化,所以线圈B中产生感应电流,AB符合题意;
C.开关S接通一段时间之后,A线圈产生的磁场不再变化,通过线圈B的磁通量也不再发生变化,所以线圈B中不能产生感应电流,C不符合题意;
D.开关S接通后,不断移动滑动变阻器滑片P时,A线圈电流发生变化,产生变化的磁场,则通过线圈B的磁通量发生变化,所以线圈B中产生感应电流,D符合题意;
故答案为:ABD。
【分析】根据感应电流的产生条件分析。
15.(2022高二上·长沙期末)如图所示,通电直导线与线圈在同一平面内,则( )
A.线圈向右平动时,有感应电流
B.线圈沿垂直纸面方向远离导线,无感应电流
C.线圈以边为轴转动,磁通量没有变化
D.线圈竖直向下平动,无感应电流
【答案】A,D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】由安培定则可知,通电直导线的磁场是以导线上的点为圆心,垂直导线的同心圆。根据感应电流的产生条件可知,当闭合线圈中的磁通量发生变化时,线圈中会有感应电流产生。
A.线圈向右平动时,磁通量发生变化,有感应电流,A符合题意;
B.线圈沿垂直纸面方向远离导线,磁通量发生变化,则有感应电流,B不符合题意;
C.线圈以ab边为轴转动,磁通量发生变化,C不符合题意;
D.线圈竖直向下平动,磁通量不变,则无感应电流,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】根据感应电流的产生条件分析。
16.(2023高二上·辽宁月考) 如图所示,固定的水平长直导线中通有向右的恒定电流I,闭合的矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行,线框由静止释放,在下落过程中(线框不会发生翻转),下列判断正确的是( )
A.线框所在处的磁场垂直纸面向外
B.穿过线框的磁通量逐渐增加
C.线框中产生感应电流
D.线框的机械能减少
【答案】C,D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件;能量守恒定律;通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】A、根据右手螺旋定则可知,线框所在处的磁场垂直纸面向里,故A错误;
B、距离导线越远则磁场越弱,则穿过线框的磁通量逐渐减小,故B错误;
C、由于穿过线框的磁通量逐渐减小,则线框中产生感应电流,故C正确;
D、由于线圈中有电能产生,则线框的机械能减少,故D正确。
故答案为:CD。
【分析】右手螺旋定则确定线框所在处的磁场方向。再根据线框的运动情况,判断穿过线框磁通量的变化情况继而得出是否产生感应电流。线框产生感应电流会产生焦耳热。
17.(2023高二上·长沙月考) 电磁感应现象的发现具有极其重大的划时代的历史意义,它为人类大规模利用电能,继而进入电气化时代奠定了理论基础。关于法拉第“磁生电”实验说法正确的是( )
A.闭合开关时电流计指针偏转,断开开关时电流计指针发生偏转
B.保持滑动变阻器滑片位置不变,将A通电螺线管下端插入或抽出B螺线管中时,电流计指针偏转方向相反
C.保持滑动变阻器滑片位置不变,将条形磁体插入螺线管中静止不动时,电流计指针稳定且示数不为零
D.保持A通电螺线管位置不变,左右移动滑动变阻器滑片,B螺线管中产生不同方向的感应电流
【答案】A,B,D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、闭合和断开开关时,B螺线管中的磁通量都会发生变化,都会有感应电流产生,故A正确;
B、保持滑动变阻器滑片位置不变,将A通电螺线管插入或抽出B螺线管中时,通电螺线管内磁通量变化趋势相反,产生的感应电流方向也相反,故B正确;
C、保持滑动变阻器滑片位置不变,将条形磁体插入螺线管中静止不动时,B螺线管中的磁通量不会发生变化,所以电流计不偏转,示数为0,故C错误;
D、保持A通电螺线管位置不变,左右移动滑动变阻器滑片,B螺线管中磁通量一会增加,一会减少,所以产生不同方向感应电流,故D正确。
故答案为:ABD。
【分析】产生感应电流的条件为:①形成闭合回路,②穿过线圈的磁通量发生改变。根据楞次定律判断感应电流方向的变化情况。
18.(2023高二上·北京市月考) 如图所示,矩形闭合线圈竖直放置,是它的对称轴,通电直导线AB与平行。若要在线圈中产生感应电流,可行的做法是( )
A.中电流逐渐增大
B.中电流先增大后减小
C.以为轴,线圈绕顺时针转(俯视)
D.线圈绕轴逆时针转动(俯视)
【答案】A,B,D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件;通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】AB.只要AB中电流发生变化,无论是大小和方向的变化,都可以使线圈内的磁通量发生变化,从而产生感应电流,AB符合题意;
C.以AB为轴,线圈绕AB顺时针转90°的过程中,穿过线圈的磁通量不变,线圈中不能产生感应电流,故C不符合题意;
D.以为轴逆时针转90°的过程中,穿过线圈中的磁通量发生了变化,所以能产生感应电流,故D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】根据感应电流的产生条件分析。
19.(2023高二下·期末)如图所示,线圈Ⅰ和线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上,下列情况中能引起电流计指针转动的是( )
A.闭合开关瞬间
B.开关闭合稳定后
C.开关闭合稳定后移动滑动变阻器的滑片
D.断开开关瞬间
【答案】A,C,D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】题意:电流计指针转动,说明回路中产生感应电流。产生感应电流的条件:一是闭合回路,二是穿过闭合回路的磁通量发生变化。闭合开关的瞬间、开关稳定后移动滑动变阻器的滑片、断开开关瞬间均能引起右侧线圈中磁通量的变化,即这几种情况下均能产生感应电流,电流计指针转动,而开关闭合稳定,产生稳定的电流,稳定电流产生稳定磁场,即右侧线圈中有磁通量,但磁通量没有变化,所以线圈不会产生感应电流,即电流计指针不发生转动。ACD正确,B错误。
故答案为:ACD。
【分析】本题考查感应电流产生的条件,一是闭合回路,二是穿过闭合回路的磁通量发生变化。左侧电路电流发生变化,右侧线圈中磁通量就会发生变化。
20.(2022高二下·肥东期末)在光滑水平面上固定一个通电线圈,一铝块正由左向右滑动穿过线圈,那么下面正确的判断是( )
A.接近线圈时做加速运动,离开时做减速运动
B.接近和离开线圈时都做减速运动
C.一直在做匀速运动
D.在线圈中运动时是匀速的
【答案】B,D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】ABC.把铝块看成由无数多片横向的铝片叠成,每一铝片又由可看成若干闭合铝片框组成;如图所示
当它接近或离开通电线圈时,由于穿过每个铝片框的磁通量发生变化,所以在每个闭合的铝片框内都要产生感应电流.产生感应电流的效果是要阻碍它接近或离开通电线圈,所以在它接近或离开时都要做减速运动,所以A、C不符合题意;B符合题意;
D.由于通电线圈内是匀强磁场,所以铝块在通电线圈内运动时无感应电流产生,做匀速运动,D符合题意;
故答案为:BD。
【分析】每一铝片又由可看成若干闭合铝片框组成,感应电流的效果是要阻碍它接近或离开通电线圈,所以在它接近或离开时都要做减速运动。
三、非选择题
21.(2024高二上·密山期末) 如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下,那么合上电键后,将原线圈迅速插入副线圈时,电流计指针 ;原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,电流计指针 (填向左偏,向右偏,不偏)。
【答案】向左偏;向左偏
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】因为闭合电键时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下,根据楞次定律可知,副线圈中磁通量变大,若合上电键后,将原线圈迅速插入副线圈时,副线圈中磁通量也变大,因此电流计的指针向左偏;
若将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,电阻变小,副线圈磁通量变大,因此电流计的指针向左偏。
【分析】分析在不同操作下穿过副线圈磁通量的变化情况,再根据楞次定律结合题意判断电流计指针的偏转方向。
22.(2023高二下·昆明月考)某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中,她选择了一个灵敏电流计G,在没有电流通过灵敏电流计的情况下,电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中,电流计的指针如图甲所示。
(1)为了探究电磁感应规律,该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联,如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是 (填“向上拔出”或“向下插入”)。
(2)该同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路,要想使电流计指针发生偏转,下列四种操作中可行的是_______。
A.闭合开关,螺线管A和螺线管B相对静止一起向上运动
B.闭合开关,螺线管B不动,螺线管A插入或拔出螺线管B
C.闭合开关,螺线管A,B不动,移动滑动变阻器的滑片
D.螺线管A,B和滑动变阻器的滑片不动,闭合或断开开关
【答案】(1)向下插入
(2)B;C;D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】(1)由甲图知,电流从灵敏电流计的左,接线柱流入,指针往左偏。在乙图中,螺线管中的电流方向为顺时针方向(俯视),由右手定则知,螺线管中感应电流的磁场方向竖直向下。条形磁铁在螺线管中的磁场方向(原磁场方向)竖直向上,根据楞次定律可知穿过线圈的磁通量增加,所以条形磁铁向下插入线圈。
(2)A.要使灵敏电流计指针发生偏转,根据楞次定律知,螺线管B中的磁通量要发生变化。闭合开关,螺线管A和螺线管B相对静止一起向上运动,穿过螺线管B的磁通量不变,故A不符合题意;
B.闭合开关,螺线管B不动,螺线管A插入或拔出螺线管B,螺线管B的磁通量发生变化,电流计指针发生偏转,故B符合题意;
C.闭合开关,螺线管A、B不动,移动滑动变阻器的滑片,电路中电流变化,螺线管B的磁通量变化,电流计指针发生偏转,故C符合题意;
D.螺线管A、B合滑动变阻器的滑片不动,闭合或断开开关,电路中电流变化,螺线管B的磁通量变化,电流计指针发生偏转,故D符合题意。
故答案为:BCD
【分析】由甲图知,电流从灵敏电流计的左,接线柱流入,指针往左偏,在乙图中,根据楞次定律分析条形磁铁的运动情况;要使灵敏电流计指针发生偏转,根据楞次定律知,螺线管B中的磁通量要发生变化。
23.(2023高二下·宾县月考)
(1)如图所示,是长直密绕通电螺线管,应用DIS的磁传感器b沿a的轴线从O点自左向右匀速穿过通电螺线管a。能正确反映通电螺线管内部磁感应强度B随x变化规律的是:____
A. B.
C. D.
(2)为观察电磁感应现象,某学生将电流表、螺线管A和B、电池组、滑动变阻器、电键接成如图所示的实验电路:
a该同学将线圈B放置在线圈A中,闭合、断开电键时,电流表指针都没有偏转,其原因是
A.电键的位置接错
B.电流表的正、负接线柱上导线接反
C.线圈B的两个接线柱上导线接反
D.蓄电池的正、负极接反
b电路连接的错误改正后,该同学在闭合电键时发现电流表指针向右偏转,则如果向右移动滑动变阻器的滑片(滑动变阻器接入电路的方式仍然如图中所示),则电流表的指针向 (选填“左”或“右”)偏转。
【答案】(1)D
(2)A;右
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】(1)从外部逐渐靠近螺线管两端时,磁场逐渐增强,在螺线管内部,磁场基本上是匀强磁场,磁感应强度大于螺线管端点的磁感应强度,螺线管的磁场关于中点对称,故D符合题意,ABC均不符合题意。
(2)a. 该同学将线圈B放置在线圈A中,闭合、断开电键时,电流表指针都没有偏转,是因为A线圈磁通量没有发生变化;将开关接在B线圈所在回路中,闭合、断开电键时,A线圈磁通量发生变化,会产生感应电流,电流表指针发生偏转,故A符合题意,BCD均不符合题意;
b.闭合开关时,磁通量增加,电流表指针向右偏转;向右移动滑动变阻器的滑片,电阻变小,电路电流变大,磁通量增加,电流表指针也向右偏转。
故答案为:(1)D;(2)A 右
【分析】根据通电螺线管周围磁场分布分析判断;产生感应电流的条件是闭合回路中磁通量发生变化;磁通量增加,电流表指针向右偏转,磁通量减小,电流表指针向左偏转。
24.(2021高二上·大连期中)在“探究感应电流的产生条件”的实验中,将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关S按如图所示连接。当开关S闭合瞬间,电流表指针左偏,说明B线圈产生了感应电流;当开关S断开瞬间,电流表指针 (填“会”或“不会”)偏转;当开关S闭合后,要使电流表的指针左偏,可采取的操作是把滑动变阻器的滑片P向 (填“左”或“右”)滑动。
【答案】会;右
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】根据感应电流产生条件,当电键S断开瞬间,穿过线圈B中的磁通量变化,从而导致电流表有电流,出现指针偏转现象;因电键S闭合瞬间,电流表指针左偏,那么当电键S闭合后,要使电流表的指针左偏,可使通过线圈A的电流增大,可以把滑动变阻器的滑片P向右滑动;
【分析】电键S断开瞬间,穿过线圈B中的磁通量变化,从而导致电流表有电流产生。要使电流表的指针左偏,可使通过线圈A的电流增大。
25.(2021高二下·泗县月考)如下图所示,矩形线圈平面与磁场垂直,且一半在匀强磁场内、一半在匀强磁场外。已知磁感应强度为 ,线圈面积为 ,现使线圈从图示位置开始匀速转动;如果转动轴为 ,则在线圈转动 的过程中,磁通量的改变量大小为 ,线圈中 (填“能”或“不能”)产生感应电流;如果转动轴为 ,则在线圈转动 的过程中,磁通量的改变量大小为 ,线圈中 (填“能”或“不能”)产生感应电流。
【答案】0;不能;;能
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】在线圈以bc为轴转动 的过程中,磁通量不变,即磁通量的改变量大小为0;线圈中不能产生感应电流;如果转动轴为 ,则在线圈转动 的过程中,磁通量的改变量大小为
线圈中能产生感应电流。
【分析】根据感应电流产生的条件进行判断分析。
26.(2021·嘉兴模拟)某实验小组利用如图丁所示实验装置进行“探究感应电流方向的规律”的实验,其中线圈A与电源电路连接,线圈B与电流表G连接。在实验过程中,①需要查清线圈 的绕制方向。(选填“A”、“B”或“A和B”);②是否需要查清流入电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系?答: (选填“需要”或“不需要”)
【答案】A和B;需要
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】在实验过程中,除了需要查清流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关系之外,还应查清线圈A和线圈B的绕制方向。
【分析】需查清线圈A和线圈B的绕制方向和流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关系。
27.(2018高二下·博兴期中)图为“研究电磁感应现象”的实验装置.
(1)将图中所缺的导线补接完整;
(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后可能出现的情况有:
a.将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将 偏(填“向左”、“向右”或“不”)。
b.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针将 偏(填“向左”、“向右”或“不”)。
【答案】(1)
(2)向右;向左
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】(1)将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路,再将电流计与大螺线管串联成另一个回路,电路图如图所示。
;(2)闭合开关,穿过副线圈的磁通量增大,灵敏电流表的指针向右偏;
a.将原线圈迅速插入副线圈时,磁场方向不变,穿过副线圈的磁通量增大,灵敏电流计指针将向右偏转一下。
b.原线圈插入副线圈后,由电路图可知,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,原线圈电流变小,穿过副线圈的磁场方向不变,但磁通量变小,灵敏电流计指针将左偏转一下。
【分析】本题研究电磁感应现象,当通过闭合回路磁通量发生改变时,闭合回路中由感应电流。
28.(高中物理人教版选修3选修3-2第四章第2节探究电磁感应的产生条件)接有理想电压表的三角形导线框abc,如图所示,在匀强磁场中向右运动,则框中 感应电流,电压表 读数(示数不为零称有读数)。(填“有”或“无”)
【答案】无;无
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】无论线圈在匀强磁场中向右匀速、加速或减速运动,穿过线框的磁通量均不变,即ΔΦ=0,故无感应电流,再考虑到电压表的工作原理知电压表指针示数为零。
【分析】闭合线圈产生感应电动势条件是磁通量发生变化,图中线圈在运动但磁通量没有发生变化,故没有感应电动势产生。
29.(2017高二上·海口期末)如图所示,判断实验过程中线圈中有无感应电流.(填“有”或“无”)
①把磁铁插入线圈 感应电流.
②把磁铁放在线圈内不动 感应电流.
③实验表明只要 (填“闭合”或“不闭合”)电路内的磁通量发生 (填“变化”或“不变”),就会产生感应电流.
【答案】有;无;闭合;变化
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件;磁通量
【解析】【解答】解:穿过闭合回路的磁通量发生变化,电路中产生感应电流;由图示可知,电路闭合,①把磁铁插入线圈时,穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中有感应电流;②把磁铁放在线圈内不动,穿过线圈的磁通量不变,线圈中无感应电流;③实验表明只要闭合电路内的磁通量发生变化,就会产生感应电流.
故答案为:①有;②无;③闭合,变化.
【分析】根据题意应用感应电流产生的条件:穿过闭合线圈磁通量的变化,即可一一分析答题.
30.(2017高二上·宾阳期末)我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律.以下是实验探究过程的一部分.
(1)如图甲所示,当磁铁的N极向下运动时,发现电流表指针偏转,若要探究线圈中产生感应电流的方向,必须知道 .
(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏.电路稳定后,若向左移动滑动触头,此过程中电流表指针向 偏转;若将线圈A抽出,此过程中电流表指针向 偏转(均选填“左”或“右”).
【答案】(1)电流表指针偏转方向与电流方向间的关系
(2)右;左
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】(1)如图甲所示,当磁铁的N极向下运动时,发现电流表指针偏转,若要探究线圈中产生感应电流的方向,必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系.(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,穿过线圈B的磁通量增加,电流表指针向右偏;电路稳定后,若向左移动滑动触头,通过线圈A的电流增大,磁感应强度增大,穿过线圈B的磁通量增大,电流表指针向右偏转;若将线圈A抽出,穿过线圈B的磁通量减少,电流表指针向左偏转.
故答案为:(1)电流表指针偏转方向与电流方向间的关系;(2)右;左.
【分析】(1)电流方向应该从电流指针的方向进行判别;
(2)利用开关闭合判别磁通量增加时的电流方向,结合电阻变小时电流变大磁通量变大可以判别指针偏转的方向;利用线圈抽出磁通量变小可以判别指针偏转的方向。
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