13.3 电磁感应现象及应用 同步巩固练 2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第三册

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13.3 电磁感应现象及应用 同步巩固练
2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第三册
一、单选题
1．关于感应电流，下列说法中正确的是（　　）
A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生
B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生
C．线框不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流
D．只要电路的一部分作切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流
2．如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路。在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是（　　）
A．磁铁和线圈相对移动时 B．磁铁插在线圈内不动
C．线圈不动，磁铁拔出线圈时 D．线圈不动，磁铁插入线圈时
3．图中虚线框内为小明同学设计的家庭电路保护装置的结构示意图，闭合铁芯左侧线圈由电源两根输入线（火线和零线）并行绕成．当右侧线圈中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K（K被吸起后，它不能自动回位，只能手动接通），从而切断电路起到保护作用。为了演示该装置的保护作用，他又进一步设计了图示的模拟电路（图中电源为交流电源）。关于这个模拟电路的实验结果，以下正确的是（ ）
A．若只闭合开关，K将被吸起。
B．若闭合后再闭合开关，K将被吸起。
C．若闭合后再闭合开关，K将被吸起。
D．如果换成稳压直流电源，无论闭合哪个开关，K都一定不会被吸起。
4．某处地下有水平埋设的长直导线，现用如图所示的闭合线圈和电流传感器探测导线的位置及其走向。探测时线圈保持水平，探测过程及电流情况如表所示：
线圈移动情况 初始时静止放置 南北方向移动 南北方向移动后静止 东西方向移动 东西方向移动后静止
电流情况 无电流 无电流 无电流 有电流 有电流
下列判断正确的是（　　）
A．导线东西走向，但不能确定其具体位置
B．导线东西走向，且可以确定其在初始时线圈中心点O的正下方
C．导线南北走向，且可以确定其在初始时线圈中心点O的正下方
D．导线南北走向，且电流恒定不变
二、多选题
5．下列现象中，能表明电和磁有联系的是
A．摩擦起电
B．两块磁铁相互吸引或排斥
C．小磁针靠近通电导线时偏转
D．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流
6．下列实验中，与“电生磁”或“磁生电”有关的是（　　）
A．库仑扭秤实验 B．奥斯特电流磁效应实验
C．密立根油滴实验 D．法拉第圆盘实验
7．如图是“探究感应电流产生条件”的实验装置图，下列操作中，不能产生感应电流的是（ ）
A．开关S闭合电流稳定后
B．开关S断开瞬间
C．开关S闭合后，变阻器滑片P移动
D．开关S闭合后，变阻器滑片P不移动
8．穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像如图所示，能在闭合回路中产生感应电流的是（　　）
A． B．
C． D．
9．某实验装置如图所示，在铁芯P上绕两个线圈A和B。如果线圈A中电流i与时间t的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．线圈A接甲图中电流，线圈B中可以观察到感应电流
B．线圈A接乙图中电流，线圈B中可以观察到感应电流
C．线圈A接丙图中电流，线圈B中可以观察到感应电流
D．线圈A接丁图中电流，线圈B中可以观察到感应电流
三、实验题
10．某学习小组同学如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”，螺线管A、滑动变阻器、开关与电池构成闭合回路；螺线管B与电流计构成闭合电路，螺线管B套在螺线管A的外面。
(1)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一起相对静止地向上运动
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．断开开关后，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
(2)利用图乙所示的装置进一步探究感应电流的方向与磁通量变化的关系，螺线管B与电流计构成闭合电路。正确连接好实验电路后，将条形磁铁N极朝下插入螺线管B，观察到灵敏电流计G的指针向右偏。
①将条形磁铁N极朝下拔出螺线管B，观察到灵敏电流计G的指针 （填“向左偏”或“向右偏”）；
②将条形磁铁S极朝下插入螺线管B，观察到灵敏电流计G的指针 （填“向左偏”或“向右偏”）。
11．如图为“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 ．
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 ．
c．如上图所示，把原线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是E1 E2；通过线圈截面电量的大小关系是ql q2．
12．某同学想利用楞次定律判断线圈缠绕方向，设计的实验装置原理图如图甲所示。选用的器材有：一个磁性很强的条形磁铁，两个发光二极管（电压在1.5V至5V都可发光且保证安全），一只多用电表，导线若干。操作步骤如下：
①用多用电表的欧姆挡测出二极管的正、负极；
②把二极管、线圈按如图甲所示电路用导线连接成实验电路；
③把条形磁铁插入线圈时，二极管B发光；拔出时，二极管A发光；
④根据楞次定律判断出线圈的缠绕方向。
请回答下列问题：
（1）线圈缠绕方向如图乙中的 （填“A”或“B”）
（2）条形磁铁运动越快，二极管发光的亮度就越大，这说明感应电动势随 的增大而增大（填“磁通量变化量”或“磁通量变化率”）。
13．在“研究电磁感应现象”的实验中，先要按图甲连接，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系：当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央。接着按图乙将该电流表与线圈B连成一个闭合回路，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路。
(1)S闭合后，将螺旋管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将 偏转；（“向左”、“向右”或“静止不动”）
(2)S闭合后，线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针 偏转；（“向左”、“向右”或“静止”）
(3)S闭合后，线圈A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表指针 偏转（“向左”、“向右”或“静止”）。
四、填空题
14．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。
参考答案
1．C
A．只有当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中才有感应电流产生，故A错误；
B．穿过螺线管的磁通量发生变化，而且螺线管是闭合时，螺线管内部才有感应电流产生，故B错误；
C．只有当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中才有感应电流产生，故C正确；
D．当回路整体面积不变，在匀强磁场中运动，导体虽然切割磁感线，但是电路中没有磁通量的变化，故没有感应电流产生；故D错误；
故选C。
2．B
ACD．只要是线圈中的磁通量发生变化，回路中就会由感应电流，指针便会偏转。在线圈不动磁铁插入拔出过程中、磁铁和线圈相对移动的过程中磁通量均发生变化，都有感应电流产生，则电流表指针都能发生偏转，故ACD错误；
B．磁铁放在螺线管中不动时，线圈中的磁通量不发生变化，无感应电流产生，电流表指针不发生偏转，故B正确。
故选B。
3．C
闭合铁芯左侧上的线圈由电源两根输入线（火线和零线）并行绕成，流过开关、的电流流过线圈时，在线圈中产生的磁场大小相等，方向相反，总磁通量是0；当的电路中电流过大时，电磁铁的磁性将会增强。
AB．流过开关、的电流流过线圈时，在线圈中产生的磁场大小相等，方向相反，总磁通量是0；所以副线圈中没有感应电流，K不会被吸起，故AB错误；
C．若闭合后再闭合开关，当的电路中电流过大时，电磁铁的磁性将会增强，副线圈中产生感应电流，K将被吸起，故C正确；
D．如果换成稳压直流电源,若闭后再闭合开关，电磁铁的磁性将会增强，副线圈中产生感应电流，K将被吸起，故D错误。
故选C。
4．C
通电直导线产生的磁场的磁感线分布如图所示（截面图）
可以看出当线圈静止处于导线正上方时，穿过线圈的磁通量的变化率为零，因此不会有感应电流，而当线圈垂直导线方向移动时，线圈中的磁通量将发生改变（通电导线产生环形磁场，以通电导线为轴线，所产生的环形磁场的磁感应强度随着与通电导线距离的增加的减弱），电流传感器有示数，即闭合线圈与传感器构成的闭合回路中有感应电流，由题表中线圈位置变化分析可知，线圈初始时静止，传感器中无电流，线圈南北方向移动或静止时，传感器中均无电流，而线圈在东西方向移动或静止时均有电流，因此可知可知，导线南北走向，且可以确定其在初始时位于线圈中心点O的正下方。故C正确，ABD错误；
故选C。
5．CD
摩擦起电说明有电子从一个物体转移到另一个物体；两块磁铁相互吸引或排斥，说明磁铁间通过磁场有力的作用；小磁针靠近通电导线时偏转，说明通电导线可以产生磁场；磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流，说明磁场可以产生电流．可见，CD能表明电和磁有联系．
6．BD
A．库伦扭秤实验发现了库伦定律，并测出静电引力常量，A错误；
B．奥斯特实验发现了电流的磁效应，即“电生磁”现象，B正确；
C．密立根油滴实验测量出了电子的电荷量，C错误；
D．法拉第的圆盘实验应用了电磁感应现象，即“磁生电”现象，D正确。
故选BD。
7．AD
A．开关S闭合电流稳定后，穿过线圈B的磁通量不再变化，线圈不能产生感应电流，故A正确；
B．开关S断开瞬间，穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，故B错误；
C．开关S闭合后，变阻器滑片P移动，流过A的电流变化，则穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，故C错误；
D．开关S闭合后，变阻器滑片P不移动，穿过线圈B的磁通量不发生变化，没有感应电流产生，故D正确。
故选AD。
8．BCD
A．由图可知，穿过闭合回路的磁通量不变，可知线圈中无感应电流产生，选项A错误；
B．由图可知，穿过闭合回路的磁通量随时间增加，可知线圈中有感应电流产生，选项B正确；
C．由图可知，穿过闭合回路的磁通量随时间先均匀增加后均匀减小，可知线圈中有感应电流产生，选项C正确；
D．由图可知，穿过闭合回路的磁通量随时间先增加后减小，可知线圈中有感应电流产生，选项D正确。
故选BCD。
9．BCD
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。
故选BCD。
10．(1)BCD
(2) 向左偏 向左偏
（1）A．闭合开关，螺线管A和螺线管B一起相对静止地向上运动，则穿过线圈B的磁通量不变，线圈B不会产生感应电流，电流计指针不偏转，选项A错误；
B．闭合开关，螺线管B不动，螺线管A插入或拔出螺线管B，则穿过线圈B的磁通量变化，线圈B会产生感应电流，电流计指针偏转，选项B正确；
C．断开开关后，螺线管A、B不动，移动滑动变阻器的滑片，则电流发生变化，穿过线圈B的磁通量变化，线圈B会产生感应电流，电流计指针偏转，选项C正确；
D．螺线管A、B和滑动变阻器的滑片不动，闭合或断开开关，则电流发生变化，穿过线圈B的磁通量变化，线圈B会产生感应电流，电流计指针偏转，选项D正确；
故选BCD。
（2）将条形磁铁N极朝下插入螺线管B，观察到灵敏电流计G的指针向右偏，可知当穿过线圈B的磁通量向下增加时，电流计G的指针右偏。
①[1]将条形磁铁N极朝下拔出螺线管B，穿过线圈B的磁通量向下减小，则观察到灵敏电流计G的指针向左偏；
②[2]将条形磁铁S极朝下插入螺线管B，穿过线圈B的磁通量向上增加，观察到灵敏电流计G的指针向左偏。
11． 向右偏一下 向左偏转一下 大于 等于
(1)[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) a．[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；
b．[3]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；
c．[4]根据
可知，快插和慢插时，磁通量变化量相同，时间不同，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是
[5]根据
可知，
12． B 磁通量变化率
（1）[1]由把条形磁铁插入线圈时，磁通量向下增大，则螺线管产生的感应电流的磁场向上，由二极管B发光，可知电流方向为逆时针，可得线圈缠绕方向如图乙中的B；
（2）[2]磁铁从初始到完全插入，磁通量的变化量相同，速度越快，磁通量变化越快，二极管发光的亮度就越大，说明感应电动势随着磁通量变化率的增大而增大。
13． 向右 向左 向左
(1)[1] 因为当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，所以当顺时针电流，电流从正接线柱进入电流表时，电流表指针向左偏；S闭合后，螺线管A下端是S极，将螺旋管A插入螺线管B的过程中，根据来拒去留，线圈B上端为S极，产生逆时针电流，从负接线柱进入电流表，电流表的指针将向右偏转；
(2)[2]S闭合后，线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，活动变阻器阻值增大，线圈A的电流减小，根据楞次定律，电流从正接线柱进入电流表，电流表指针向左偏转；
(3)[3]S闭合后，线圈A放在B中不动，突然切断开关S时，线圈A的电流减小，根据楞次定律，电流从正接线柱进入电流表，电流表指针向左偏转。
14． 0 不能 能
[1][2]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；
[3][4]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。
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