13.3 《电磁感应现象及应用》 筑基提能同步练习高中物理必修第三册(人教版2019)

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名称 13.3 《电磁感应现象及应用》 筑基提能同步练习高中物理必修第三册(人教版2019)
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2024-10-19 17:10:52

文档简介

13.3 《电磁感应现象及应用》 筑基提能同步练习高中物理必修第三册(人教版2019)
一、筑基培根——建立物理观念
1.(2024高二上·长沙期末)在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是(  )
A.安培发现了电流的磁效应,并总结出判定电流的磁场方向的方法—右手螺旋定则
B.奥斯特发现了电磁感应现象
C.法拉第发现了电磁感应现象并总结了产生感应电流的条件
D.库仑发现了磁感线是客观存在的描绘磁场强弱和方向的曲线
2.(2024高二上·长沙期末)如图是我们的校园一卡通,在校园内将一卡通靠近读卡器,读卡器向外发射某一特定频率的电磁波,一卡通内线圈产生感应电流,驱动卡内芯片进行数据处理和传输,读卡器感应电路中就会产生电流,从而识别卡内信息.与图中具有同一原理最近的是(  )
A. B.
C. D.
3.(湖北省部分重点中学2024-2025学年高三上学期开学学情测评联考物理试卷)电磁感应现象的发现,标志着人类从蒸汽机时代步入了电气化时代。下列设备利用电磁感应原理的是(  )
A.电风扇
B.电熨斗
C.发电机
D.电磁起重机
4.(2024高二下·苏州期中) 如图,当车辆驶入或驶出圆形区域时,车辆会改变区域内通电线圈中的磁场,通过传感器电路将磁场的变化转换为交通灯的控制信号,车辆驶入图中圆形区域时,车辆引起磁场变化的原因最类似于(  )
A.减小通电线圈的面积 B.加大通电线圈的压力
C.将铁芯放入通电线圈 D.增加通电线圈的匝数
5.(2024高三上·广西壮族自治区开学考)如图所示,导线AB竖直且足够长,图甲、丙中正方形闭合铜线圈均关于AB左、右对称,图乙、丁中AB∥ad且与铜线圈共面。下列四种情况中均让铜线圈自由下落,此过程中能产生感应电流的是(  )
A.图甲中AB通有恒定电流 B.图乙中AB通有恒定电流
C.图丙中AB通有正弦式交变电流 D.图丁中AB通有正弦式交变电流
6.(2024高二下·新疆期中) 下列各图的线圈或回路中能产生感应电流的是(  )
A. B.
C. D.
7.(2024高二上·杭州期末) 下列选项中的操作不能产生感应电流的操作是(  )
A.甲图中,使导体棒AB顺着磁感线向下运动
B.乙图中,使条形磁铁插入或者拔出线圈
C.丙图中,开关S保持闭合,使小螺线管A插入或拔出大螺线管B
D.丙图中,开关S保持闭合,使小螺线管A在大螺线管B中保持不动,移动滑动变阻器的滑片
二、能力发展——科学探究与思维
8.(2024高二上·广州期末)如图,矩形闭合导线框与匀强磁场垂直,下列做法一定能使线框中产生感应电流的是(  )
A.使线框垂直于纸面平动 B.使线框在纸面内平动
C.将线框的形状逐渐变为圆形 D.以线框的某一条边为轴转动
9.(2024高二上·阳江期末) 如下图所示有一边长为L的正方形线框abcd,从某高度处自由下落,在其下方有一个宽度大于L的匀强磁场,下列过程中产生感应电流的是(  )
A.线框进入磁场的过程
B.线框全部进入磁场到开始出磁场的过程
C.线框出磁场的过程
D.运动的整个过程
10.(2024高二下·桂林开学考)某实验装置如图所示,在铁芯上绕两个线圈和。如果线圈中电流与时间的关系如图所示,下列说法正确的是(  )
A.线圈接甲图中电流,线圈中可以观察到感应电流
B.线圈接乙图中电流,线圈中可以观察到感应电流
C.线圈接丙图中电流,线圈中可以观察到感应电流
D.线圈接丁图中电流,线圈中可以观察到感应电流
11.(2023高二下·鸡西期末)如图甲所示,导线MN和圆形线圈共面且均固定,在MN中通以图乙所示的电流(电流正方向为M指向N),则在0~T时间内(  )
A.线圈感应电流方向先顺时针后逆时针
B.线圈感应电流方向始终为顺时针
C.线圈受到的安培力始终向左
D.线圈受到的安培力先向左后向右
12.(名校学术联盟2019届高三高考物理模拟信息卷)正三角形ABC的三个顶点处分别固定有水平放置的长直导线,并通以如图所示方向的恒定电流,导线中的电流大小相等,三角形中心O点的磁感应强度大小为B0,已知通电直导线在某点产生的磁场与通电直导线的电流大小成正比,则下列说法正确的是(  )
A.O点处的磁感应强度方向竖直向下
B.B、C处两导线电流在O点产生的合磁场方向水平向左
C.B处电流在O点处产生的磁场磁感应强度大小为 B0
D.将A处电流大小减半,则O点处的磁场磁感应强度大小为 B0
三、科学本质——质疑交流与创新
13.(2024高二上·南宁期末)试用笔画线代替导线连好探究感应电流产生的电路图。
14.(2024高二下·抚州期末)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,必须知道电流从正(负)接线柱流入时,   ;
(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏转。电路稳定后,若向右移动滑片,此过程中电流表指针   偏转,若将线圈A抽出,此过程中电流表指针   偏转;(均选填“向左”或“向右”或“不”)
(3)某同学按图乙完成探究实验,在完成实验后未断开开关,也未把A、B两线圈和铁芯分开放置,在拆除电路时突然被电击了一下,要避免电击发生,故在拆除电路前应   (选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”)。
15.(2018-2019学年人教版高中物理 选修1-1 2.1 指南针与远洋航海 同步练习 )演示地磁场存在的实验装置 由环形线圈,微电流传感器,DIS等组成 如图所示 首先将线圈竖直放置,以竖直方向为轴转动,屏幕上的电流指针    填:“有”或“无” 偏转;然后仍将线圈竖直放置,使其平面与东西向平行,并从东向西移动,电流指针    填:“有”或“无” 偏转;最后将线圈水平放置,使其从东向西移动,电流指针    填:“有”或“无” 偏转.
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线;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】A、奥斯特发现了电流的磁效应,安培总结出判定电流的磁场方向的方法—右手螺旋定则。故A错误;
BC、法拉第发现了电磁感应现象并总结了产生感应电流的条件。故B错误;C正确;
D、为了形象地描述磁场的强弱和方向,法拉第提出了磁感线的概念,但磁感线并不是客观存在的。故D错误。
故答案为:C。
【分析】奥斯特发现了电流的磁效应,安培总结出判定电流的磁场方向的方法—右手螺旋定则,法拉第发现了电磁感应现象并总结了产生感应电流的条件。
2.【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】一卡通属于电磁感应现象;则AB都属于电流的磁效应现象;C是电磁感应现象;D是通电导线在磁场中受力运动。
故答案为:C。
【分析】熟悉掌握产生感应电流的条件及电磁感应在生活中的应用。熟悉掌握生活中各现象对应的物理知识内容。
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.电风扇是利用通电导体在磁场中受到安培力作用原理,A不符合题意。B.电熨斗是利用电流的热效应工作的,B不符合题意。
C.发电机是利用电磁感应现象工作的,电磁感应的内容是当穿过闭合回路的磁通量发生变化,则闭合回路中会产生感应电流,发电机则是利用的这个原理,C符合题意。
D.电磁起重机是利用电流的磁效应工作的,选项D不符合题意。
故选C。
【分析】根据电磁感应、电流热效应、电流磁效应以及通电导体受安培力作用的原理进行分析判断。
4.【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】车辆驶入图中圆形区域时,车辆上大部分是金属,车辆通过通电线圈中的磁场时,在车辆上产生电磁感应现象,即产生感应电流,感应电流的磁场引起通电线圈中的磁场变化,此过程最类似于铁芯放入通电线圈,铁芯的磁通量变化,在铁芯上会产生感应电流,从而改变通电线圈中的磁场。
故答案为:C。
【分析】车辆上大部分是金属, 车辆引起磁场变化的原因最类似于 ,铁芯放入通电线圈,铁芯的磁通量变化,在铁芯上会产生感应电流。
5.【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.甲图中穿过AB两侧线圈的磁通量大小相等,方向相反,所以穿过线圈的总磁通量为零,图甲中AB通有恒定电流,当铜线圈自由下落时,根据对称性可知,穿过铜线圈的磁通量一直为0,所以铜线圈不会产生感应电流,故A错误;
B.图乙中AB通有恒定电流,当铜线圈自由下落时,由于铜线圈离导线AB距离保持不变,所以铜线圈的磁通量不变,铜线圈不会产生感应电流,故B错误;
C.根据磁感线条数的变化,分析磁通量是否变化,再进行判断,图丙中AB通有正弦式交变电流,当铜线圈自由下落时,根据对称性可知,穿过铜线圈的磁通量一直为0,所以铜线圈不会产生感应电流,故C错误;
D.图丁中AB通有正弦式交变电流,当铜线圈自由下落时,穿过铜线圈的磁通量发生变化,根据法拉第电磁感应定律,所以铜线圈会产生感应电流,故D正确。
故选D。
【分析】通过闭合线圈面积的磁通量发生变化时,则会出现感应电流。
6.【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是闭合回路中有磁通量的变化。
A.该图中线圈不闭合,不能产生感应电流,A不符合题意;
B.金属框向右匀速运动的过程中,穿过该闭合金属框的磁通量减少,能产生感应电流,B符合题意;
C.该图中两金属棒以相同的速度运动,则穿过闭合回路的磁通量不会发生变化,闭合回路中不会产生感应电流,C不符合题意;
D.该图中直线电流产生的磁场在下面的水平放置的圆形线框中的磁通量为零,增大通入的电流时,穿过线框的磁通量依然为零,即线框中没有磁通量的变化,所以线圈框中不会产生感应电流,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据感应电流的产生条件分析。
7.【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、产生感应电流的条件:穿过闭合回路的磁通量发生变化。例如,闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。甲图中,使导体棒AB顺着磁感线方向运动,闭合回路的磁通量没有变化,不会有感应电流,故A正确;
B、乙图中,使条形磁铁插入或者拔出线圈,闭合回路的磁通量发生变化,会有感应电流,故B错误;
C、丙图中,开关S保持闭合,使小螺线管A插入或拔出大螺线管B,螺线管B中磁通量发生变化,会有感应电流,故C错误;
D、丙图中,开关S保持闭合,使小螺线管A在大螺线管B中保持不动,移动滑动变阻器的滑片,电路中电流发生变化,螺线管B中磁通量发生变化,会有感应电流,故D错误。
故答案为:A。
【分析】根据感应电流产生的条件:穿过闭合回路的磁通量发生变化。根据题意判断穿过线圈的磁通量是否发生改变,继而确定是否产生感应电流。
8.【答案】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】A、线框垂直于纸面平动,磁通量不变,无感应电流产生,A错误。
B、 使线框在纸面内平动 ,磁通量不变,无感应电流产生,B错误。
C、将线框形状变为圆形,面积变大,磁通量发生改变,有感应电流产生,C正确。
D、以线框某一条边为轴转动,穿过线框的磁通量发生改变,有感应电流产生,D正确。
故答案为:CD
【分析】产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化,就会有感应电流产生。
9.【答案】A,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】只要线圈内磁通量变化,就产生感应电流,线框进入磁场的过程和线框出磁场的过程,磁通量变化产生感应电流,而在线圈完全在磁场中运动的阶段,磁通量不变没有感应电流。
故答案为:AC。
【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。根据题意确定线框进出磁场的过程分为几个阶段及各个阶段磁通量的变化情况,再判断是否有感应电流。
10.【答案】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】A、线圈A接甲图中的恒定电流,穿过线圈B中的磁通量不发生变化,线圈B中没有感应电流产生,故A错误;
BCD、在乙、丙、丁三种情况下,可以在线圈B中观察到感应电流,因为在这三种情况下,线圈A中的电流发生了变化,它产生的磁场也发生变化,因而穿过线圈B中的磁通量发生变化,线圈B中有感应电流产生,故BCD正确。
故答案为:BCD。
【分析】产生感应电流的条件为穿过线框的磁通量发生变化。当流过线圈A的电流发生改变,则电流产生的磁场也发生改变,即穿过线圈B的磁场发生改变。
11.【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】AB、当导线中电流为沿着正方向减小时,穿过线圈中的磁场方向垂直纸面向里且大小在减小,由楞次定律可知,感应电流的方向为顺时针方向;当导线中电流沿着负方向增大时,穿过线圈中的磁场方向垂直纸面向外,大小在增大,由楞次定律可知,感应电流的方向为顺时针方向,故A错误,B正确;
CD、根据直导线磁场分布可知,线圈左侧受到的磁场比右侧磁场大,感应电流的方向一直为顺时针方向,磁场方向中途发生改变,由左手定则得线圈受到的安培力先向左后向右,故C错误,D正确。
故答案为:BD。
【分析】根据楞次定律可知, 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 ,判断感应电流的方向;根据左手定则判断安培力方向。
12.【答案】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】AC、根据安培定则可知,A处电流在O点产生的磁场BA,B处电流在O点产生的磁场BB和C处电流在O点产生的磁场BC,如图所示,由于导线中的电流大小相等,它们O点处产生的磁感应强度的大小相等均为B1,根据平行四边形定则可知,O点处的合磁场的大小 ,磁感应强度方向水平向左,解得B处电流在O点处产生的磁场磁感应强度大小为 ,A不符合题意,C符合题意;
B、根据平行四边形定则可知,B、C处两导线电流在O点产生的合磁场方向水平向左,B符合题意;
D、将A处电流大小减半,根据通电直导线在某点产生的磁场与通电直导线的电流大小成正比可得A处电流在O点产生的磁场大小变为 ,根据平行四边形定则可知,则O点处的磁场磁感应强度大小为 B0,D符合题意;
故答案为:BCD。
【分析】利用安培定则可以判断各通电导线在O点的磁感应强度方向,叠加可以判别O点处的磁感应强度方向;;利用平行四边形定则可以求出O点合电磁感应强度和B处电流产生的磁感应强度的关系,利用A处电流变化影响A产生的电磁感应强度,进而影响在O点的合电磁感应强度。
13.【答案】
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【分析】灵敏电流计应于线圈B相连,其余元件构成一个回路。注意滑动变阻器需要接一上一下连个接线柱。要做等插入或取出A或者滑动变阻器滑片移动,都能使副线圈产生感应电流。
14.【答案】(1)电流表指针的偏转方向
(2)向右;向左
(3)断开开关
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解析】(1)要探究线圈中产生感应电流的方向,已知磁通量的变化,还要知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系。
(2)图乙的实验中发现闭合开关时,由于回路中电流增加导致穿过线圈B的磁通量增加,电流表指针向右偏;电路稳定后,若向右移动滑动触头,接入回路中电阻减小则通过线圈A的电流增大,磁感应强度增大,穿过线圈B的磁通量增大,根据楞次定律可以得出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,根据楞次定律则电流表指针向左偏转。
(3)在拆除电路A线圈时,线圈A中的电流突然减少,由于断电自感现象,线圈中会产生自感电动势,进而突然会被电击了一下,为了避免此现象,则在拆除电路前应断开开关。
【分析】(1)要探究线圈中产生感应电流的方向,还要知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系;
(2)利用最初电流增大及磁通量变化对应的电流方向,结合接下来线圈B中磁通量的变化可以判别电流指针的偏转方向;
(3)为了避免断电自感应该在拆除电路前应断开开关。
(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)[1][2]图乙的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,若向右移动滑动触头,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,则电流表指针向左偏转。
(3)在完成实验后未断开开关,也未把A、B两线圈和铁芯分开放置,在拆除电路A线圈时,线圈A中的电流突然减少,从而出现断电自感现象,线圈中会产生自感电动势,进而突然会被电击了一下,为了避免此现象,则在拆除电路前应断开开关。
15.【答案】有;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】判断有无感应电流的关键是判断磁通量是否发生变化。地磁场在北半球两个分量,水平分量南向北,竖直分量向下。线圈以竖直为轴转动,磁通量变化。东西移动,磁感应强度不变,与线圈平面夹角不变。磁通量不变。无感应电流。水平也是如此
【分析】根据地磁场的分布判断线圈中磁通量是否发生变化,当磁通量发生变化时,线圈中由感应电流时,电流表指针才会发生偏转。
1 / 113.3 《电磁感应现象及应用》 筑基提能同步练习高中物理必修第三册(人教版2019)
一、筑基培根——建立物理观念
1.(2024高二上·长沙期末)在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是(  )
A.安培发现了电流的磁效应,并总结出判定电流的磁场方向的方法—右手螺旋定则
B.奥斯特发现了电磁感应现象
C.法拉第发现了电磁感应现象并总结了产生感应电流的条件
D.库仑发现了磁感线是客观存在的描绘磁场强弱和方向的曲线
【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线;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】A、奥斯特发现了电流的磁效应,安培总结出判定电流的磁场方向的方法—右手螺旋定则。故A错误;
BC、法拉第发现了电磁感应现象并总结了产生感应电流的条件。故B错误;C正确;
D、为了形象地描述磁场的强弱和方向,法拉第提出了磁感线的概念,但磁感线并不是客观存在的。故D错误。
故答案为:C。
【分析】奥斯特发现了电流的磁效应,安培总结出判定电流的磁场方向的方法—右手螺旋定则,法拉第发现了电磁感应现象并总结了产生感应电流的条件。
2.(2024高二上·长沙期末)如图是我们的校园一卡通,在校园内将一卡通靠近读卡器,读卡器向外发射某一特定频率的电磁波,一卡通内线圈产生感应电流,驱动卡内芯片进行数据处理和传输,读卡器感应电路中就会产生电流,从而识别卡内信息.与图中具有同一原理最近的是(  )
A. B.
C. D.
【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】一卡通属于电磁感应现象;则AB都属于电流的磁效应现象;C是电磁感应现象;D是通电导线在磁场中受力运动。
故答案为:C。
【分析】熟悉掌握产生感应电流的条件及电磁感应在生活中的应用。熟悉掌握生活中各现象对应的物理知识内容。
3.(湖北省部分重点中学2024-2025学年高三上学期开学学情测评联考物理试卷)电磁感应现象的发现,标志着人类从蒸汽机时代步入了电气化时代。下列设备利用电磁感应原理的是(  )
A.电风扇
B.电熨斗
C.发电机
D.电磁起重机
【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.电风扇是利用通电导体在磁场中受到安培力作用原理,A不符合题意。B.电熨斗是利用电流的热效应工作的,B不符合题意。
C.发电机是利用电磁感应现象工作的,电磁感应的内容是当穿过闭合回路的磁通量发生变化,则闭合回路中会产生感应电流,发电机则是利用的这个原理,C符合题意。
D.电磁起重机是利用电流的磁效应工作的,选项D不符合题意。
故选C。
【分析】根据电磁感应、电流热效应、电流磁效应以及通电导体受安培力作用的原理进行分析判断。
4.(2024高二下·苏州期中) 如图,当车辆驶入或驶出圆形区域时,车辆会改变区域内通电线圈中的磁场,通过传感器电路将磁场的变化转换为交通灯的控制信号,车辆驶入图中圆形区域时,车辆引起磁场变化的原因最类似于(  )
A.减小通电线圈的面积 B.加大通电线圈的压力
C.将铁芯放入通电线圈 D.增加通电线圈的匝数
【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】车辆驶入图中圆形区域时,车辆上大部分是金属,车辆通过通电线圈中的磁场时,在车辆上产生电磁感应现象,即产生感应电流,感应电流的磁场引起通电线圈中的磁场变化,此过程最类似于铁芯放入通电线圈,铁芯的磁通量变化,在铁芯上会产生感应电流,从而改变通电线圈中的磁场。
故答案为:C。
【分析】车辆上大部分是金属, 车辆引起磁场变化的原因最类似于 ,铁芯放入通电线圈,铁芯的磁通量变化,在铁芯上会产生感应电流。
5.(2024高三上·广西壮族自治区开学考)如图所示,导线AB竖直且足够长,图甲、丙中正方形闭合铜线圈均关于AB左、右对称,图乙、丁中AB∥ad且与铜线圈共面。下列四种情况中均让铜线圈自由下落,此过程中能产生感应电流的是(  )
A.图甲中AB通有恒定电流 B.图乙中AB通有恒定电流
C.图丙中AB通有正弦式交变电流 D.图丁中AB通有正弦式交变电流
【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.甲图中穿过AB两侧线圈的磁通量大小相等,方向相反,所以穿过线圈的总磁通量为零,图甲中AB通有恒定电流,当铜线圈自由下落时,根据对称性可知,穿过铜线圈的磁通量一直为0,所以铜线圈不会产生感应电流,故A错误;
B.图乙中AB通有恒定电流,当铜线圈自由下落时,由于铜线圈离导线AB距离保持不变,所以铜线圈的磁通量不变,铜线圈不会产生感应电流,故B错误;
C.根据磁感线条数的变化,分析磁通量是否变化,再进行判断,图丙中AB通有正弦式交变电流,当铜线圈自由下落时,根据对称性可知,穿过铜线圈的磁通量一直为0,所以铜线圈不会产生感应电流,故C错误;
D.图丁中AB通有正弦式交变电流,当铜线圈自由下落时,穿过铜线圈的磁通量发生变化,根据法拉第电磁感应定律,所以铜线圈会产生感应电流,故D正确。
故选D。
【分析】通过闭合线圈面积的磁通量发生变化时,则会出现感应电流。
6.(2024高二下·新疆期中) 下列各图的线圈或回路中能产生感应电流的是(  )
A. B.
C. D.
【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是闭合回路中有磁通量的变化。
A.该图中线圈不闭合,不能产生感应电流,A不符合题意;
B.金属框向右匀速运动的过程中,穿过该闭合金属框的磁通量减少,能产生感应电流,B符合题意;
C.该图中两金属棒以相同的速度运动,则穿过闭合回路的磁通量不会发生变化,闭合回路中不会产生感应电流,C不符合题意;
D.该图中直线电流产生的磁场在下面的水平放置的圆形线框中的磁通量为零,增大通入的电流时,穿过线框的磁通量依然为零,即线框中没有磁通量的变化,所以线圈框中不会产生感应电流,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据感应电流的产生条件分析。
7.(2024高二上·杭州期末) 下列选项中的操作不能产生感应电流的操作是(  )
A.甲图中,使导体棒AB顺着磁感线向下运动
B.乙图中,使条形磁铁插入或者拔出线圈
C.丙图中,开关S保持闭合,使小螺线管A插入或拔出大螺线管B
D.丙图中,开关S保持闭合,使小螺线管A在大螺线管B中保持不动,移动滑动变阻器的滑片
【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、产生感应电流的条件:穿过闭合回路的磁通量发生变化。例如,闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。甲图中,使导体棒AB顺着磁感线方向运动,闭合回路的磁通量没有变化,不会有感应电流,故A正确;
B、乙图中,使条形磁铁插入或者拔出线圈,闭合回路的磁通量发生变化,会有感应电流,故B错误;
C、丙图中,开关S保持闭合,使小螺线管A插入或拔出大螺线管B,螺线管B中磁通量发生变化,会有感应电流,故C错误;
D、丙图中,开关S保持闭合,使小螺线管A在大螺线管B中保持不动,移动滑动变阻器的滑片,电路中电流发生变化,螺线管B中磁通量发生变化,会有感应电流,故D错误。
故答案为:A。
【分析】根据感应电流产生的条件:穿过闭合回路的磁通量发生变化。根据题意判断穿过线圈的磁通量是否发生改变,继而确定是否产生感应电流。
二、能力发展——科学探究与思维
8.(2024高二上·广州期末)如图,矩形闭合导线框与匀强磁场垂直,下列做法一定能使线框中产生感应电流的是(  )
A.使线框垂直于纸面平动 B.使线框在纸面内平动
C.将线框的形状逐渐变为圆形 D.以线框的某一条边为轴转动
【答案】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】A、线框垂直于纸面平动,磁通量不变,无感应电流产生,A错误。
B、 使线框在纸面内平动 ,磁通量不变,无感应电流产生,B错误。
C、将线框形状变为圆形,面积变大,磁通量发生改变,有感应电流产生,C正确。
D、以线框某一条边为轴转动,穿过线框的磁通量发生改变,有感应电流产生,D正确。
故答案为:CD
【分析】产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化,就会有感应电流产生。
9.(2024高二上·阳江期末) 如下图所示有一边长为L的正方形线框abcd,从某高度处自由下落,在其下方有一个宽度大于L的匀强磁场,下列过程中产生感应电流的是(  )
A.线框进入磁场的过程
B.线框全部进入磁场到开始出磁场的过程
C.线框出磁场的过程
D.运动的整个过程
【答案】A,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】只要线圈内磁通量变化,就产生感应电流,线框进入磁场的过程和线框出磁场的过程,磁通量变化产生感应电流,而在线圈完全在磁场中运动的阶段,磁通量不变没有感应电流。
故答案为:AC。
【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。根据题意确定线框进出磁场的过程分为几个阶段及各个阶段磁通量的变化情况,再判断是否有感应电流。
10.(2024高二下·桂林开学考)某实验装置如图所示,在铁芯上绕两个线圈和。如果线圈中电流与时间的关系如图所示,下列说法正确的是(  )
A.线圈接甲图中电流,线圈中可以观察到感应电流
B.线圈接乙图中电流,线圈中可以观察到感应电流
C.线圈接丙图中电流,线圈中可以观察到感应电流
D.线圈接丁图中电流,线圈中可以观察到感应电流
【答案】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】A、线圈A接甲图中的恒定电流,穿过线圈B中的磁通量不发生变化,线圈B中没有感应电流产生,故A错误;
BCD、在乙、丙、丁三种情况下,可以在线圈B中观察到感应电流,因为在这三种情况下,线圈A中的电流发生了变化,它产生的磁场也发生变化,因而穿过线圈B中的磁通量发生变化,线圈B中有感应电流产生,故BCD正确。
故答案为:BCD。
【分析】产生感应电流的条件为穿过线框的磁通量发生变化。当流过线圈A的电流发生改变,则电流产生的磁场也发生改变,即穿过线圈B的磁场发生改变。
11.(2023高二下·鸡西期末)如图甲所示,导线MN和圆形线圈共面且均固定,在MN中通以图乙所示的电流(电流正方向为M指向N),则在0~T时间内(  )
A.线圈感应电流方向先顺时针后逆时针
B.线圈感应电流方向始终为顺时针
C.线圈受到的安培力始终向左
D.线圈受到的安培力先向左后向右
【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】AB、当导线中电流为沿着正方向减小时,穿过线圈中的磁场方向垂直纸面向里且大小在减小,由楞次定律可知,感应电流的方向为顺时针方向;当导线中电流沿着负方向增大时,穿过线圈中的磁场方向垂直纸面向外,大小在增大,由楞次定律可知,感应电流的方向为顺时针方向,故A错误,B正确;
CD、根据直导线磁场分布可知,线圈左侧受到的磁场比右侧磁场大,感应电流的方向一直为顺时针方向,磁场方向中途发生改变,由左手定则得线圈受到的安培力先向左后向右,故C错误,D正确。
故答案为:BD。
【分析】根据楞次定律可知, 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 ,判断感应电流的方向;根据左手定则判断安培力方向。
12.(名校学术联盟2019届高三高考物理模拟信息卷)正三角形ABC的三个顶点处分别固定有水平放置的长直导线,并通以如图所示方向的恒定电流,导线中的电流大小相等,三角形中心O点的磁感应强度大小为B0,已知通电直导线在某点产生的磁场与通电直导线的电流大小成正比,则下列说法正确的是(  )
A.O点处的磁感应强度方向竖直向下
B.B、C处两导线电流在O点产生的合磁场方向水平向左
C.B处电流在O点处产生的磁场磁感应强度大小为 B0
D.将A处电流大小减半,则O点处的磁场磁感应强度大小为 B0
【答案】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】AC、根据安培定则可知,A处电流在O点产生的磁场BA,B处电流在O点产生的磁场BB和C处电流在O点产生的磁场BC,如图所示,由于导线中的电流大小相等,它们O点处产生的磁感应强度的大小相等均为B1,根据平行四边形定则可知,O点处的合磁场的大小 ,磁感应强度方向水平向左,解得B处电流在O点处产生的磁场磁感应强度大小为 ,A不符合题意,C符合题意;
B、根据平行四边形定则可知,B、C处两导线电流在O点产生的合磁场方向水平向左,B符合题意;
D、将A处电流大小减半,根据通电直导线在某点产生的磁场与通电直导线的电流大小成正比可得A处电流在O点产生的磁场大小变为 ,根据平行四边形定则可知,则O点处的磁场磁感应强度大小为 B0,D符合题意;
故答案为:BCD。
【分析】利用安培定则可以判断各通电导线在O点的磁感应强度方向,叠加可以判别O点处的磁感应强度方向;;利用平行四边形定则可以求出O点合电磁感应强度和B处电流产生的磁感应强度的关系,利用A处电流变化影响A产生的电磁感应强度,进而影响在O点的合电磁感应强度。
三、科学本质——质疑交流与创新
13.(2024高二上·南宁期末)试用笔画线代替导线连好探究感应电流产生的电路图。
【答案】
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【分析】灵敏电流计应于线圈B相连,其余元件构成一个回路。注意滑动变阻器需要接一上一下连个接线柱。要做等插入或取出A或者滑动变阻器滑片移动,都能使副线圈产生感应电流。
14.(2024高二下·抚州期末)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,必须知道电流从正(负)接线柱流入时,   ;
(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏转。电路稳定后,若向右移动滑片,此过程中电流表指针   偏转,若将线圈A抽出,此过程中电流表指针   偏转;(均选填“向左”或“向右”或“不”)
(3)某同学按图乙完成探究实验,在完成实验后未断开开关,也未把A、B两线圈和铁芯分开放置,在拆除电路时突然被电击了一下,要避免电击发生,故在拆除电路前应   (选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”)。
【答案】(1)电流表指针的偏转方向
(2)向右;向左
(3)断开开关
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解析】(1)要探究线圈中产生感应电流的方向,已知磁通量的变化,还要知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系。
(2)图乙的实验中发现闭合开关时,由于回路中电流增加导致穿过线圈B的磁通量增加,电流表指针向右偏;电路稳定后,若向右移动滑动触头,接入回路中电阻减小则通过线圈A的电流增大,磁感应强度增大,穿过线圈B的磁通量增大,根据楞次定律可以得出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,根据楞次定律则电流表指针向左偏转。
(3)在拆除电路A线圈时,线圈A中的电流突然减少,由于断电自感现象,线圈中会产生自感电动势,进而突然会被电击了一下,为了避免此现象,则在拆除电路前应断开开关。
【分析】(1)要探究线圈中产生感应电流的方向,还要知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系;
(2)利用最初电流增大及磁通量变化对应的电流方向,结合接下来线圈B中磁通量的变化可以判别电流指针的偏转方向;
(3)为了避免断电自感应该在拆除电路前应断开开关。
(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)[1][2]图乙的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,若向右移动滑动触头,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,则电流表指针向左偏转。
(3)在完成实验后未断开开关,也未把A、B两线圈和铁芯分开放置,在拆除电路A线圈时,线圈A中的电流突然减少,从而出现断电自感现象,线圈中会产生自感电动势,进而突然会被电击了一下,为了避免此现象,则在拆除电路前应断开开关。
15.(2018-2019学年人教版高中物理 选修1-1 2.1 指南针与远洋航海 同步练习 )演示地磁场存在的实验装置 由环形线圈,微电流传感器,DIS等组成 如图所示 首先将线圈竖直放置,以竖直方向为轴转动,屏幕上的电流指针    填:“有”或“无” 偏转;然后仍将线圈竖直放置,使其平面与东西向平行,并从东向西移动,电流指针    填:“有”或“无” 偏转;最后将线圈水平放置,使其从东向西移动,电流指针    填:“有”或“无” 偏转.
【答案】有;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】判断有无感应电流的关键是判断磁通量是否发生变化。地磁场在北半球两个分量,水平分量南向北,竖直分量向下。线圈以竖直为轴转动,磁通量变化。东西移动,磁感应强度不变,与线圈平面夹角不变。磁通量不变。无感应电流。水平也是如此
【分析】根据地磁场的分布判断线圈中磁通量是否发生变化,当磁通量发生变化时,线圈中由感应电流时,电流表指针才会发生偏转。
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