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第四章 电磁感应
探究感应电流的产生条件 同步练习题
（考试时间为60分钟，试卷满分60分）
选择题（本题共10小题；每小题4分，共40分）
1.许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列表述中错误的是( )
A．卡文迪许测出引力常数
B．法拉第发现电磁感应现象
C．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式
D．奥斯特发现了电流的磁效应
【答案】:C
【解析】:洛伦兹提出了磁场对运动电荷的作用力公式F＝qvB，C项错误；其余各项所述均为物理史实，正确． 21*cnjy*com
2．如图所示，在匀强磁场中的U形导轨上，有两根等长的平行导线ab和cd，以相同的速度v匀速向右滑动．为使ab中有感应电流产生，对开关S来说( )【版权所有：21教育】
A．断开和闭合都可以
B．应断开
C．断开和闭合都不行
D．应闭合
【答案】:D
【解析】：ab、cd杆以相同的速度同向运动，相对静止，即abcd闭合回路的面积不变，磁通量不变，只有当开关闭合后，构成abNM闭合回路的磁通量发生变化，ab中才能产生感应电流．故A、B、C错，D正确．
3.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，闭合电路中就一定有感应电流产生
B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中一定有感应电流产生
C．穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中一定没有感应电流产生
D．只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流产生
【答案】:D
【解析】：产生感应电流的条件有两个：(1)闭合电路；(2)穿过闭合电路的磁通量发生了变化．故D项正确．
4.如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，下列办法中不能使线框中产生感应电流的是( )
A．将线框向左拉出磁场
B．以ab边为轴转动(小于90°)
C．以ad边为轴转动(小于60°)
D．以bc边为轴转动(小于60°)
【答案】:C
【解析】: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；B.当线框以ab边为轴转动时，线框的cd边的右半段在做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量在发生变化，所以线框中将产生感应电流；C.当线框以ad边为轴转动(小于60°)时，穿过线框的磁通量在减小，所以在这个过程中线框中会产生感应电流．如果转过的角度超过60°(60°～300°)，bc边将进入无磁场区，那么线框中将不产生感应电流；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(其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积)． 21教育网
5.下面属于电磁感应现象的是( )
A．通电导体周围产生磁场
B．磁场对电流产生力的作用
C．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在电路中产生电流的现象
D．电荷在磁场中定向移动形成电流
【答案】:C
【解析】：电流能产生磁场，是电流的磁效应现象，不是电磁感应现象，故A错误；感应电流在磁场中受到安培力作用，不是电磁感应现象，故B错误；闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在电路中产生电流的现象是电磁感应现象，故C正确；电荷在磁场中定向移动形成电流，不是电磁感应产生的电流，不是电磁感应现象，故D错误．www-2-1-cnjy-com
6．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( )【出处：21教育名师】
A．把线圈变成圆形(周长不变)
B．使线圈在磁场中加速平移
C．使磁场增强或减弱
D．使线圈以过ab的直线为轴旋转
【答案】:B
【解析】：把线圈变成圆形的过程中，线圈的面积发生变化，磁通量发生变化，线圈中有感应电流，选项A错误；无论线圈在磁场中匀速还是加速运动，磁通量不变，线圈中没有感应电流，选项B正确；使磁场发生变化，通过线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流，选项C错误；当线圈以ab为轴转动时，通过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，选项D错误．2·1·c·n·j·y
7.（多选）磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通有恒定电流的直导线MN与闭合线圈共面，第一次将线圈由位置1平移到位置2，第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，设前面两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )21教育名师原创作品
A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2
C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．无法确定
【答案】:CD
【解析】：第一次将线框由位置1平移到位置2，磁感线从线框的同一侧穿入，ΔΦ1为前后两位置磁通量的绝对值之差．第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，磁感线从线框的不同侧面穿入，ΔΦ2为前后两位置磁通量的绝对值之和，故ΔΦ1<ΔΦ2，选项C正确．
8.(多选）如图所示，金属裸导线框abcd放在水平光滑金属导轨上，在磁场中向右运动，匀强磁场垂直水平面向下，则( )
A．G1表的指针发生偏转
B．G2表的指针发生偏转
C．G1表的指针不发生偏转
D．G2表的指针不发生偏转
【答案】:AB
【解析】：线圈abcd构成的闭合电路没有磁通量的变化，但电流表G1与线圈构成闭合电路中有磁通量的变化，有感应电流通过G1和G2，G1和G2的指针均发生偏转．21世纪教育网版权所有
9.如图所示,一个矩形线圈与两条通有相同大小电流的平行直导线处于同一平面,并且处在两导线的中央,则( )21cnjy.com
A.两导线电流同向时,穿过线圈的磁通量为零
B.两导线电流反向时,穿过线圈的磁通量为零
C.两导线电流同向或反向,穿过线圈的磁通量都相等
D.两导线电流产生的磁场是不均匀的,不能判定穿过线圈的磁通量是否为零
【答案】:A
【解析】:根据安培定则,两导线电流同向时,它们在线圈处产生的磁场反向,穿过线圈的磁通量为零;两导线电流反向时,它们在线圈处产生的磁场同向,穿过线圈的磁通量不为零,故选项A正确。2-1-c-n-j-y
10.如图所示,一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内,螺线管的中心线恰好和线圈的一条直径MN重合。要使线圈a中产生感应电流,可采用的方法有( )
A.使螺线管在线圈a所在平面内转动
B.使螺线管上的电流发生变化
C.使线圈以MN为轴转动
D.使线圈以与MN垂直的直径为轴转动
【答案】:D
【解析】:图示位置,线圈a所在平面与磁感线平行,穿过线圈的磁通量为零,当按A、B、C所述方式变化时,线圈a所在平面仍与磁感线平行,磁通量不变,不产生感应电流;按D所述方式变化时,由于线圈与磁场夹角变化引起磁通量变化,能够产生感应电流,故选D。【来源：21·世纪·教育·网】
二、解答题（本题共3小题，共20分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。）
11.（7分）如图所示,矩形线圈abcd左半边处在匀强磁场中,右半边在磁场外,磁感应强度为B,线圈一半的面积为S,初始时磁场垂直于线圈平面,求下列情况中线圈中磁通量的变化量:21·cn·jy·com
(1)以ab边为轴线圈转过90°。
(2)以ab边为轴线圈转过60°。
(3)以中线ef为轴线圈转过180°。
【答案】：(1)BS (2)0 (3)2BS
【解析】：(1)线圈初始磁通量Φ1=BS,转过90°后,Φ2=0,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=-BS,大小为BS。www.21-cn-jy.com
(2)当线圈以ab边为轴边转过60°时,矩形线圈恰好全部进入磁场,Φ2=B·2Scos 60°=BS,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=0,说明磁通量未发生变化。
(3)当线圈绕中线转过180°时,因为Φ1=BS,磁感线是垂直于线圈的正前面向里穿过的,当线圈绕中线转过180°时,线圈的正后面转到正前面,磁感线是从原正后面向里穿过的,故Φ2=-BS,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=-2BS,大小为2BS。
12.（6分）如图所示，线圈平面与水平方向成θ角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B，线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量为多少？
【答案】：BScos θ
【解析】:线圈平面abcd与磁场不垂直，不能直接用公式Φ＝BS计算，可以用不同的分解方法进行求解．可以将平面abcd向垂直于磁感应强度的方向投影，使用投影面积；也可以将磁感应强度沿垂直于平面和平行于平面正交分解，使用磁感应强度的垂直分量．21·世纪*教育网
解法一：把面积S投影到与磁场B垂直的方向，即水平方向的a′b′cd，则S⊥＝Scos θ，故Φ＝BS⊥＝BScos θ.【来源：21cnj*y.co*m】
解法二：把磁场B分解为平行于线圈平面的分量B∥和垂直于线圈平面的分量B⊥，显然B∥不穿过线圈，且B⊥＝Bcos θ，故Φ＝B⊥S＝BScos θ.
13.（7分）如下图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B应随时间t怎样变化？请推导这种情况下B与t的关系式．21*cnjy*com
【答案】：B＝
【解析】：要使MN棒中不产生感应电流，则闭合回路MNED中的磁通量Φ必须保持不变．否则Φ一旦变化，则MN中就会产生感生感应电流．
由Φ＝BS，而整个过程中磁通量Φ保持不变，则Φ＝B0l2＝B·(l2＋lvt)，解得：B＝.
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第四章 电磁感应
探究感应电流的产生条件 同步练习题
（考试时间为60分钟，试卷满分60分）
选择题（本题共10小题；每小题4分，共40分）
1.许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列表述中错误的是( )
A．卡文迪许测出引力常数
B．法拉第发现电磁感应现象
C．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式
D．奥斯特发现了电流的磁效应
2．如图所示，在匀强磁场中的U形导轨上，有两根等长的平行导线ab和cd，以相同的速度v匀速向右滑动．为使ab中有感应电流产生，对开关S来说( )www.21-cn-jy.com
A．断开和闭合都可以
B．应断开
C．断开和闭合都不行
D．应闭合
3.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，闭合电路中就一定有感应电流产生
B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中一定有感应电流产生
C．穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中一定没有感应电流产生
D．只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流产生
4.如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，下列办法中不能使线框中产生感应电流的是( )
A．将线框向左拉出磁场
B．以ab边为轴转动(小于90°)
C．以ad边为轴转动(小于60°)
D．以bc边为轴转动(小于60°）
5.下面属于电磁感应现象的是( )
A．通电导体周围产生磁场
B．磁场对电流产生力的作用
C．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在电路中产生电流的现象
D．电荷在磁场中定向移动形成电流
6．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( )2·1·c·n·j·y
A．把线圈变成圆形(周长不变)
B．使线圈在磁场中加速平移
C．使磁场增强或减弱
D．使线圈以过ab的直线为轴旋转
7.（多选）磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通有恒定电流的直导线MN与闭合线圈共面，第一次将线圈由位置1平移到位置2，第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，设前面两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )21cnjy.com
A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2
C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．无法确定
8.(多选）如图所示，金属裸导线框abcd放在水平光滑金属导轨上，在磁场中向右运动，匀强磁场垂直水平面向下，则( )21·cn·jy·com
A．G1表的指针发生偏转
B．G2表的指针发生偏转
C．G1表的指针不发生偏转
D．G2表的指针不发生偏转
9.如图所示,一个矩形线圈与两条通有相同大小电流的平行直导线处于同一平面,并且处在两导线的中央,则( )【来源：21·世纪·教育·网】
A.两导线电流同向时,穿过线圈的磁通量为零
B.两导线电流反向时,穿过线圈的磁通量为零
C.两导线电流同向或反向,穿过线圈的磁通量都相等
D.两导线电流产生的磁场是不均匀的,不能判定穿过线圈的磁通量是否为零
10.如图所示,一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内,螺线管的中心线恰好和线圈的一条直径MN重合。要使线圈a中产生感应电流,可采用的方法有( )
A.使螺线管在线圈a所在平面内转动
B.使螺线管上的电流发生变化
C.使线圈以MN为轴转动
D.使线圈以与MN垂直的直径为轴转动
二、解答题（本题共3小题，共20分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。）
11.（7分）如图所示,矩形线圈abcd左半边处在匀强磁场中,右半边在磁场外,磁感应强度为B,线圈一半的面积为S,初始时磁场垂直于线圈平面,求下列情况中线圈中磁通量的变化量:21教育网
(1)以ab边为轴线圈转过90°。
(2)以ab边为轴线圈转过60°。
(3)以中线ef为轴线圈转过180°。
12.（6分）如图所示，线圈平面与水平方向成θ角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B，线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量为多少？
13.（7分）如下图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B应随时间t怎样变化？请推导这种情况下B与t的关系式．21世纪教育网版权所有
