2019-2020学年教科版选修3-2 1.2感应电流产生的条件 达标作业（解析版)

1.2感应电流产生的条件
达标作业（解析版)
1．如图所示，匀强磁场区域宽为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，从线框进入到完全离开磁场的时间内，线框中没有感应电流的时间是( )

A．
B．
C．
D．
2．下列图中能产生感应电流的是
A． B．
C． D．
3．如图所示，紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路．转动摇柄，使圆盘以ω角速度逆时针匀速转动，下列说法正确的是(　　)
A．回路中不会产生感应电流
B．回路中会产生电流大小不变、方向变化的感应电流
C．回路中电流的大小和方向都周期性变化，周期为
D．回路中电流方向不变，从b导线流进电流表
4．“研究感应电流方向”的实验装置如图所示，下列对实验现象描述正确的是（ ）
A．条形磁铁N极朝下，插入螺线管的过程中，通过电流计G的感应电流方向为a→b
B．条形磁铁S极朝下，插入螺线管的过程中，通过电流计G的感应电流方向为b→a
C．条形磁铁N极朝下，拔出螺线管的过程中，通过电流计G的感应电流方向为a→b
D．条形磁铁S极朝下，拔出螺线管的过程中，通过电流计G的感应电流方向为a→b
5．图中能产生感应电流的是（ ）
A．磁铁穿过不闭合铁环
B．导体棒分别向左右运动
C．通电导线置于闭合铁环正上方
D．无限大的磁场中平动的闭合铁框
6．如图甲所示为法拉第在研究电磁感应时用过的线圈，其工作原理如图乙所示，则实验中不会使电流表指针发生偏转的是( )
A．保持开关闭合 B．开关闭合瞬间
C．开关断开瞬间 D．移动变阻器滑片
7．把矩形闭合线圈放在匀强磁场里，线圈平面与磁感线平行，如图所示．下列能使线圈中产生感应电流的运动是：（ ）
A．让线圈沿磁感线方向加速运动 B．让线圈垂直纸面方向匀速运动
C．让线圈以边为轴作匀速转动 D．让线圈以边为轴作匀速转动
8．下列各图所描述的物理情境中，没有感应电流的是
A． B．
C． D．
9．如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ，设先、后两次穿过金属框的磁通量变化分别为和，则（）
A． B． C． D．不能判断
10．下列四副图中，闭合线圈能产生感应电流的是（）
A．
B．
C．
D．
11．磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内，有一个电阻为R，边长为l的正方形导线框abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度v匀速通过磁场区域，如图所示，从ab进入磁场开始计时．
(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象；
(2)判断线框中有无感应电流．
12．边长为10cm匝数为10的正方形线圈垂直于磁感应强度B的方向置于0.2T的匀强磁场中试求：
（1）图示位置时穿过线圈的磁通量为多少？
（2）若将线圈以一边为轴转过60°则穿过线圈的磁通量为多少？
（3）若将线圈以一边为轴转过180°，则穿过线圈的磁通量变化了多少？
13．如图所示，矩形线圈abcd左半边放在匀强磁场中，右半边在磁场外，当线圈以ab边为轴向纸外转过60°过程中，线圈中____产生感应电流(填会与不会)，原因是____．
14．一水平放置的矩形线圈abcd在条形磁铁S极附近下落，在下落过程中，线圈平面保持水平，如图所示，位置1和3都靠近位置2，则线圈从位置1到位置2的过程中，线圈内____感应电流，线圈从位置2至位置3的过程中，线圈内____感应电流。(填：“有”或“无”)
参考答案
1．B
【解析】从bc边到达右边界直至ad边到达左边界过程，无感应电流，所以没有感应电流的时间是：，故B正确，ACD错误。
2．B
【解析】
【详解】
A．图中线圈不闭合，不会产生感应电流，选项A错误；
B．图中两导线运动时闭合回路的磁通量变大，有感应电流产生，选项B正确；
C．图中线圈运动时磁通量不变，不会产生感应电流，选项C错误；
D．图中线圈运动时磁通量不变，不会产生感应电流，选项D错误；
故选B.
3．D
【解析】
铜盘转动产生的感应电动势为：E=BL2ω/2，B、?L、ω不变，E不变，电流：I=E/R=BL2ω/2R，电流大小恒定不变，由右手定则可知，回路中电流方向不变，从b导线流进电流表，故ABC错误，D正确；
故选D．
【名师点睛】
圆盘转动可等效看成无数轴向导体切割磁感线，有效切割长度为铜盘的半径L，根据感应电动势公式分析电动势情况，由欧姆定律分析电流情况；根据右手定则分析感应电流方向．
4．C
【解析】
【详解】
A．当条形磁铁极朝下，插入螺线管的过程中，穿过线圈的磁通量向下，且增加，根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，故感应电流的磁场向上，故感应电流为逆时针方向（俯视），通过电流计的感应电流方向为，故A错误；
B．条形磁铁极朝下，插入螺线管的过程中，穿过线圈的磁通量向上，且增加，根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，故感应电流的磁场向下，故感应电流为顺时针方向（俯视），通过电流计的感应电流方向为，故B错误；
C．条形磁铁极朝下，拔出螺线管的过程中，穿过线圈的磁通量向下，且减小，根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，故感应电流的磁场向下，故感应电流为顺时针方向（俯视），通过电流计的感应电流方向为，故C正确；
D．条形磁铁极朝下，拔出螺线管的过程中，穿过线圈的磁通量向上，且减小，根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，故感应电流的磁场向上，故感应电流为逆时针方向（俯视），通过电流计的感应电流方向为，故D错误；
故选C。
5．B
【解析】
【详解】
A．磁铁穿过不闭合铁环时，能产生感应电动势，但不能形成感应电流，选项A错误；
B．导体棒分别向左右运动时，闭合电路的磁通量变化，会产生感应电流，选项B正确；
C．通电导线置于闭合铁环正上方时，穿过铁环的磁通量总为零，则无感应电流，选项C错误；
D．无限大的磁场中平动的闭合铁框，磁通量不变，不会产生感应电流，选项D错误；
故选B。
6．A
【解析】开关闭合状态下，线圈中电流恒定，穿过线圈的磁通量不发生变化，没有感应电流，电流表指针不会发生偏转，故A正确．当开关接通的瞬间、开关断开的瞬间或者移动变阻器滑片时，线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，指针发生偏转．故BCD错误．故选A．
7．C
【解析】
【详解】
A．让线圈沿磁感线方向加速运动时，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，选项A错误；
B．让线圈垂直纸面方向匀速运动，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，选项B错误；
C．让线圈以边为轴作匀速转动，穿过线圈的磁通量变化，会产生感应电流，选项C正确；
D．让线圈以边为轴作匀速转动，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，选项D错误；
故选C。
8．A
【解析】
【分析】
根据产生感应电流的条件：穿过闭合线圈的磁通量要发生变化来判断．图丙中，线圈磁通量为零．
【详解】
A．电键S闭合稳定后，穿过线圈的磁通量保持不变，线圈不产生感应电流，故A符合题意；
B．磁铁向铝环A靠近，穿过线圈的磁通量在增大，线圈产生感应电流．故B不符合题意；
C．金属框从A向B运动，穿过线圈的磁通量时刻在变化，线圈产生感应电流，故C不符合题意；
D．铜盘在磁场中按图示方向转动，铜盘的一部分切割磁感线，产生感应电流，故D不符合题意．
9．C
【解析】
【详解】
第一次将金属框由位置I平移到位置Ⅱ，磁感线穿过金属框的方向没有改变，磁通量变化量等于在这两个位置时的磁通量的差值；第二次将金属框绕边翻转到位置Ⅱ，磁感.线穿过金属框的方向发生改变，磁通量变化量等于两个位置时的磁通量绝对值之和，所以，选项C正确.ABD错
故选C
10．AD
【解析】
【详解】
A．该图中线圈转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，选项A正确；
B．该图中线圈向下运动时，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，选项B错误：
C．该图中线圈在磁场内部平动时，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，选项C错误：
D．该图中线圈拉出磁场时，穿过线圈的磁通量变化，会产生感应电流，选项D正确。
故选AD。
11．(1) (2) 线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中产生感应电流．线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应电流产生．线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减小，线框中产生感应电流．
【解析】
线框穿过磁场的过程可分为三个阶段：进入磁场阶段(只有ab边在磁场中)、在磁场中运动阶段(ab、cd两边均在磁场中)、离开磁场阶段(只有cd边在磁场中)．
(1)①线框进入磁场阶段：t为0～，线框进入磁场中的面积与时间成正比，即S＝lvΔt1
故Φ＝BS＝BlvΔt1，Δt1＝时，Φ＝Bl2.
②线框在磁场中运动阶段：t为～，线框中的磁通量为Φ＝Bl2，保持不变，此过程Δt2＝.
③线框离开磁场阶段：t为～，线框中的磁通量均匀减小，
即Φ＝Bl(l－vΔt3)＝Bl2－BlvΔt3
当t＝时，Δt3＝，Φ＝0.
因此，穿过线框的磁通量随时间的变化图象如图所示．
(2)线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中产生感应电流．线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应电流产生．线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减小，线框中产生感应电流．
12．(1) (2) (3)
【解析】
【详解】
(1)正方形线圈的面积：
.
图示位置时，磁场与线圈垂直穿过线圈的磁通量：
（2）将线圈以一边为轴转过60°，磁场与线圈夹角为 ，穿过线圈的磁通量
（3）将线圈以一边为轴转过180°，则穿过线圈的磁通量变化：
答案：（1）图示位置时穿过线圈的磁通量为
（2）若将线圈以一边为轴转过60°则穿过线圈的磁通量为
（3）若将线圈以一边为轴转过180°，则穿过线圈的磁通量变化了
13．不会 穿过线圈的磁通量没有发生变化
【解析】
【详解】
当矩形线圈绕ab边为轴转过60°，cd边始终没有进入磁场，因此穿过矩形线圈的磁通量没有发生变化．
14．有 有
【解析】
【详解】
线圈从位置1到位置2的过程中，穿过线圈向上的磁通量增大,所以线圈中会有感应电流产生, 线圈从位置2至位置3的过程中，穿过线圈向下的磁通量减小,所以线圈中会有感应电流产生