课时分层作业(七)
[基础达标练]
(15分钟 50分)
一、选择题(本题共6小题，每小题7分)
1．(多选)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．只要闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流
CD [产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，所以A错误，C、D正确；B中线圈不一定闭合，故B错误．]
2．(多选)如图2-1-12所示，线圈M和线圈P绕在同一铁芯上，则( )
图2-1-12
A．当合上开关S的瞬间，线圈P中没有感应电流
B．当合上开关S的瞬间，线圈P中有感应电流
C．当断开开关S的瞬间，线圈P中没有感应电流
D．当断开开关S的瞬间，线圈P中有感应电流
BD [闭合开关S的瞬间，线圈M中有电流通过，电流产生磁场，穿过线圈P的磁通量增大，线圈P中产生感应电流．断开开关S的瞬间，线圈M中电流消失，电流产生的磁场消失，穿过线圈P的磁通量减小，线圈P中产生感应电流．]
3．我国已经制定了登月计划．假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是( )
A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无
B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场
C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场
D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场
C [电磁感应现象产生的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生改变时，回路中有感应电流产生，所以选项A中，即使有一个恒定的磁场，也不会有示数，所以选项A错误；同理如果将电流表与线圈组成回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，也不能判断有没有磁场，因为磁通量可能不变，所以选项B、D错误；但是有示数则说明一定是有磁场的，所以选项C正确．]
4.如图2-1-13所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef.已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，电流磁场穿过圆周面积的磁通量将( )
图2-1-13
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．始终为零
D．不为零，但保持不变
C [利用安培定则判断直线电流产生的磁场，作俯视图如图所示，考虑到磁场具有对称性，可知穿过线圈的磁感线条数与穿出线圈的磁感线条数是相等的．故选C.]
5.如图2-1-14所示，通电直导线垂直穿过闭合圆形线圈的中心，下列哪个说法正确( )
图2-1-14
A．当导线中电流增大时，线圈中有感应电流
B．当线圈在垂直于导线的平面内左右平动时，线圈中有感应电流
C．当线圈上下平动时，线圈中有感应电流
D．以上各种情况下，线圈中都不会产生感应电流
D [圆形线圈处在直线电流的磁场中，而直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在与导线垂直的平面上．因此，不论导线中的电流大小如何变化，穿过圆形线圈的磁通量始终为零，即穿过圆形线圈的磁通量不变，所以A选项错误．当线圈左右平动或上下平动时，穿过线圈的磁通量同样始终为零，即穿过线圈的磁通量不变，所以B、C选项错误，D选项正确．]
6．(多选)图2-1-15是观察电磁感应现象的实验装置，闭合开关，要使灵敏电流计指针发生偏转，可采取的措施有( )
图2-1-15
A．将线圈M快速插入线圈N中
B．将线圈M快速从线圈N中抽出
C．快速移动滑动变阻器的滑片
D．将线圈M静置于线圈N中
ABC [要使灵敏电流计指针发生偏转，应使线圈N的磁通量发生变化，这时可通过上下移动线圈M，或线圈M不动而快速移动滑动变阻器的滑片，故A、B、C均正确．]
二、非选择题(8分)
7．如图2-1-16所示，环形金属软弹簧套在条形磁铁的中心位置，若沿其半径向外拉弹簧，使其面积增大，则穿过弹簧的磁通量将如何变化？
图2-1-16
[解析] 注意弹簧面所在处存在两个方向的磁场，即磁铁的内磁场和外磁场，它们各自产生正负不同的磁通量，总的磁通量等于两者绝对值之差，当拉大弹簧面积时，内磁场的磁通量不变，而外磁场的磁通量却增大(穿过磁铁与弹簧间磁感线条数增多)，故Φ＝|Φ内|－|Φ外|应减小．
[答案] 磁通量减小
[能力提升练]
(25分钟 50分)
一、选择题(本题共4小题，每小题7分)
1．如图2-1-17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，它们以相同的速度v匀速向右滑动．为使ab中有感应电流产生，对开关S来说( )
图2-1-17
A．打开和闭合都可以
B．应打开
C．打开和闭合都不行
D．应闭合
D [若开关打开，导线运动时，闭合电路abdc中磁通量不变，不产生感应电流；若开关闭合，导线运动时，闭合电路abNM中磁通量变化，产生感应电流，所以应选D.]
2．如图2-1-18所示，条形磁铁的上方放置一矩形线框，线框平面水平且与条形磁铁平行，则线框在由N端匀速平移到S端的过程中，线框中的感应电流的情况是( )
图2-1-18
A．线框中始终无感应电流
B．线框中始终有感应电流
C．线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁中部上方时无感应电流，以后又有了感应电流
D．线框中开始无感应电流，当线框运动到磁铁中部上方时有感应电流，以后又没有感应电流
B [匀速平移过程中，穿过线框的磁通量始终在变化．]
3．如图2-1-19所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况下导线cd中无电流的是( )
图2-1-19
A．开关S闭合或断开的瞬间
B．开关S是闭合的，但滑动触头向左滑
C．开关S是闭合的，但滑动触头向右滑
D．开关S始终闭合，不滑动触头
D [开关S闭合或断开的瞬间以及S闭合后滑动触头左右滑动时，都能使导线ab中的电流发生变化，穿过上面闭合线圈的磁通量发生变化，cd中就会有电流产生，故正确选项为D.]
4．(多选)如图2-1-20所示，矩形线框abcd与磁场方向垂直，且一半在匀强磁场内，另一半在磁场外．要使线框中产生感应电流，下列方法中可行的是( )
图2-1-20
A．以ad边为轴转动
B．以中心线OO′为轴转动
C．以ab边为轴转动(小于60°)
D．以cd边为轴转动(小于60°)
ABC [当线框以ad边为轴或以中心线OO′为轴转动时，在磁场中的投影面积S在变化，因而有磁通量Φ的变化，有感应电流的产生，选项A、B是可行的．当线框以ab边为轴转动(小于60°)时，在磁场中的投影面积S减小，因而磁通量Φ减小，也有感应电流，选项C是可行的．当线框以cd边为轴转动(小于60°)时，虽然整个线框在垂直于磁感应强度方向上的投影面积减小，但在磁场内的那部分投影面积并未改变，据公式Φ＝B·S，穿过线框平面的磁通量不变，无感应电流．因此，选项A、B、C是可行的．]
二、非选择题(本题共2小题，共22分)
5．(10分)匀强磁场区域宽度为d，一正方形线框abcd的边长为l，且l>d，线框以速度v通过磁场区域，如图2-1-21所示，从线框进入到完全离开磁场的时间内，求线框中没有感应电流的时间.
图2-1-21
[解析] 如图所示为线框穿过磁场的整个过程，
线圈匀速通过此过程持续的时间
t1＝ ①
线框在运动中只有bc边切割磁感线(ad边未进入磁场)和ad边切割磁感线(bc边已出磁场)时才产生感应电流，所以有感应电流的时间为
t2＝ ②
线框中没有感应电流的时间为t＝t1－t2 ③
解①②③得t＝.
[答案]
6．(12分)如图2-1-22所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，B＝0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1 cm.现于纸面内先后放上与磁场垂直的圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1 cm,10匝；B线圈半径为2 cm,1匝；C线圈半径为0.5 cm,1匝．问：
图2-1-22
(1)在B减为0.4 T的过程中，线圈A和B磁通量改变多少？
(2)在磁场转过30°角的过程中，C中磁通量改变多少？
[解析] (1)对A线圈，Φ1＝B1πr，Φ2＝B2πr.
磁通量改变量：ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4 Wb＝1.256×10－4 Wb
对B线圈，Φ1＝B1πr，Φ2＝B2πr，磁通量改变量
ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4 Wb
＝1.256×10－4 Wb.
(2)对C线圈：Φ1＝Bπr，磁场转过30°，线圈仍全部处于磁场中，线圈面积在垂直磁场方向的投影为πrcos 30°，则Φ2＝Bπrcos 30°.磁通量改变量：
ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝Bπr(1－cos 30°)
＝0.8×3.14×(5×10－3)2×(1－0.866)Wb
＝8.4×10－6 Wb.
[答案] (1)1.256×10－4 Wb 1.256×10－4 Wb
(2)8.4×10－6 Wb
物理·选修1－1(粤教版)
第一节 电磁感应现象的发现
?达标训练
1．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( )
A．导体相对磁场运动，导体内一定产生感应电流
B．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流
C．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流
D．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流
解析：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，引起穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中才会产生感应电流，因此A、B、C选项错误
答案：D
2．下列设备中没有利用电磁感应原理的是( )
A．电烙铁 B．电磁炉
C．交流发电机 D．变压器
答案：A
3．利用图的实验装置，在电流表G发生偏转时，表明电路中有感应电动势．那么，电路中相当于电源的是( )
A．螺线管 B．条形磁铁
C．电流表 D．滑动变阻器
解析：螺线管中磁通量发生的变化引起感应电流的产生，故螺线管相当于电源．
答案：A
4．如图，电流表与螺线管组成闭合电路，不能使电流表指针偏转的情形是( )
A．将磁铁插入螺线管的过程中
B．磁铁放在螺线管中不动时
C．将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中
D．将磁铁从螺线管中向下拉出的过程中
解析：产生感应电流的条件是闭合电路中磁通量发生变化，磁铁在磁场中不动，磁通量没有变化，所以没有感应电流，选B.
答案：B
5．(多选)如图所示，线圈abcd横穿过磁场区域B时，以下所指的哪种情况下，线圈中有感应电流产生？( )
A．线圈进入磁场的过程中
B．线圈在磁场中平动
C．线圈离开磁场的过程中
D．线圈进入磁场后在它所在的平面内绕a点旋转
解析：产生感应电流的条件是闭合电路中磁通量发生变化，线圈进入或离开磁场的过程，磁通量发生了变化，所以有感应电流，选AC.
答案：AC
6．闭合电路的一部分导体ab处于匀强磁场中，如图中各种情况下导体都在纸面内运动，那么下列判断中正确的是( )
A．都会产生感应电流
B．都不会产生感应电流
C．甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流
D．甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流
解析：乙、丁导线没有切割磁感线，不会产生感应电流．
答案：D
7．(多选)如下图所示，条形磁铁以某一速度向螺线管靠近，下列结论正确的是( )
A．螺线管中不产生感应电流
B．螺线管中产生感应电流
C．穿过螺线管的磁通量保持不变
D．穿过螺线管的磁通量不断增加
答案：BD
自学成才的电学大师
在近代物理学史上，要列出作出重大贡献的物理学家的名字来，真是数不胜数了，但像法拉第这样在电磁学领域作出如此重大贡献的科学家却并不多．可你知道吗，这样一位电学大师竟然只上了两年的小学就退出了学校的门槛．
法拉第，1791年9月2日出生于英国伦敦附近的一个贫穷铁匠家里，小法拉第的诞生给他当铁匠的父亲带来的欢乐远不如他所带来的忧虑多．他的诞生意味着又多了一张吃饭的嘴巴，本来已为全家温饱操够了心的父亲脸上愁云更浓了．
小法拉第5岁那年，父亲送他去附近学校上小学．学校老师本来就是个势利的小人，对穷得叮当响的小法拉第只有白眼相加，加之小法拉第小时候讲话有点结巴更常遭到老师的鞭打．在小学二年级时，小法拉第实在忍无可忍，一气之下离开了学校，从此再也没有走进校门．回家后，小法拉第就开始帮助父亲干些杂活，帮母亲照看小妹妹．他几乎没有从学校学到什么知识，用他自己的话讲，他在学校只学到一点点“读、写、算的启蒙教育”．
之后，他们家搬到伦敦去住．可家庭的变迁并没有给全家带来好运，全家仍过着缺吃少穿的日子．每周，母亲只分给法拉第一条面包．为了避免挨饿，法拉第把一条面包分成14小块，每天吃两小块，过着不饥不饱的生活.12岁那年，父亲把他送到一家订书铺去当学徒，从此法拉第开始在书的海洋中寻求知识了．他利用一切空余时间如饥似渴地读书，凡是能拿到手的书，他都认真阅读，尤其酷爱科学书籍．七年的徒工，使他比别人七年学校所学到的知识还要多．
这以后，法拉第遇到了当时的著名化学家戴维．在他的引导与帮助下，法拉第一步步迈进了科学的殿堂，终于发现了电磁感应定律、法拉第电磁感应定律等许多电学规律，成为近代物理学上的一颗灿烂的明珠．
