人教版高二物理选修3-2 4.2《探究感应电流的产生条件》同步练习(含解析)

探究感应电流的产生条件
A组
1．(多选)如图所示，电流计与螺线管组成闭合电路，以下能使电流计指针偏转的是(　　)
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抽出的过程中
D．磁铁静止而将螺线管向上移动
2．(多选)闭合线圈按如图所示的方式在磁场中运动，则穿过闭合线圈的磁通量发生变化的是(　　)
3．(2019·济南高二检测)如图所示，一矩形线框从abcd位置移到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)(　　)
A．一直增加
B．一直减少
C．先增加后减少
D．先增加，再减少直到零，然后再增加，然后再减少
4．关于磁通量，下列叙述正确的是(　　)
A．在匀强磁场中，穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积
B．在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈的大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大
C．把一个线圈放在M、N两处，若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大，则M处的磁感应强度一定比N处大
D．同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不一定大
5．(2019·江西横峰中学月考)如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是(　　)
6．如图所示，矩形线框abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知sin
α＝，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为(　　)
A．BS　　　　　　　　　　　
B.BS
C.BS
D.BS
7．如图所示，AB是水平面上一个圆的直径，在过AB的竖直面内有一根通电直导线CD，已知CD∥AB.当CD竖直向上平移时，电流的磁场穿过圆面积的磁通量将(　　)
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．始终为零
D．不为零，但保持不变
8．为观察电磁感应现象，某学生将电流表、螺线管A和B、电池组、滑动变阻器、开关接成如图所示的实验电路：
(1)该同学将线圈B放置在线圈A中，闭合、断开开关时，电流表指针都没有偏转，其原因是________．
A．开关的位置接错
B．电流表的正、负接线柱上导线接反
C．线圈B的两个接线柱上导线接反
D．蓄电池的正、负极接反
(2)电路连接的错误改正后，通过实验得出产生感应电流的条件是________________________________________________________________________．
9．如图是机场的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情境．当探测线圈靠近金属物体时，在金属物体中就会产生电流，如果能检测出这种变化，就可以判定探测线圈附近有金属物体了．下图中能反映出金属探测器工作原理的是(　　)
10．如图所示，a、b是两个同平面、同心放置的金属圆环，条形磁铁穿过圆环且与两环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量Φa、Φb的大小关系为(　　)
A．Φa>Φb
B．Φa<Φb
C．Φa＝Φb
D．不能比较
11．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是(　　)
A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化
B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化
C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化
D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
12．(2019·石家庄二中高二检测)我国的探月卫星在进入近地点的地月转移轨道时，假设卫星中有一边长为50
cm的正方形导线框，由于卫星的姿势由水平方向转至竖直方向，此时地磁场磁感应强度B＝4×10－5
T，方向如图所示．(sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8)问：
(1)该过程中磁通量的改变量是多少？
(2)该过程导线框中有无感应电流？
13．如图所示，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时刻，磁感应强度为B0，此时刻MN到达的位置使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应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式．
答案
1解析：选ACD.只要螺线管中的磁通量发生变化，回路中有感应电流，指针便会偏转；只要螺线管中的磁通量不发生变化，回路中无感应电流，指针便不会偏转．在磁铁插入、抽出过程中螺线管中的磁通量均发生变化，能产生感应电流，电流计指针偏转，故选项A、C正确；磁铁放在螺线管中不动时，螺线管中的磁通量不发生变化，无感应电流产生，故选项B错误；由于磁铁静止而螺线管向上移动，螺线管中的磁通量发生变化，有感应电流产生，电流计指针偏转，故选项D正确．
2解析：选AB.A图中，图示状态Φ＝0，转至90°过程中Φ增大，因此磁通量发生变化；B图中离直导线越远磁场越弱，磁感线越稀，所以当线圈远离导线时，线圈中磁通量不断变小；C图中一定要把条形磁铁周围的磁感线空间分布图弄清楚，在图示位置，线圈中的磁通量为零，在向下移动过程中，线圈的磁通量一直为零，磁通量不变；D图中，随着线圈的转动，B与S都不变，B又垂直于S，所以Φ＝BS始终不变，故选项A、B正确．
3解析：选D.离导线越近，磁场越强，当线框从左向右靠近导线的过程中，穿过线框的磁通量增大，当线框跨在导线上向右运动时，磁通量减小，当导线在线框正中央时，磁通量为零，从该位置向右，磁通量又增大，当线框离开导线向右运动的过程中，磁通量又减小；故A、B、C错误，D正确．
4解析：选D.磁通量等于磁感应强度与垂直磁场方向上的投影面积的乘积，A错误；线圈面积大，但投影面积不一定大，B错误；磁通量大，磁感应强度不一定大，C错误，D正确．
5解析：选B.A中线框的磁通量没有变化，因此没有感应电流，A错误；B中线框转动，线框中磁通量变化，有感应电流，B正确；C、D中线圈平面和磁场方向平行，没有磁通量，更没有磁通量的变化，C、D错误．
6解析：选B.根据磁通量的定义可得通过线框的磁通量Φ＝BSsin
α，代入解得Φ＝BS，所以选项B正确．
7解析：选C.由于CD位于AB的正上方，根据安培定则可知，CD产生的磁感线在以AB为直径的圆内穿入和穿出的条数相同，所以不管导线CD在竖直方向上位置怎么变化，下面圆内部的磁通量始终为0.选项C正确．
8解析：(1)该同学将线圈B放置在线圈A中，再闭合、断开开关，磁通量不变，无感应电流，故电流表指针不偏转；应改为开关闭合后，再将线圈B放置在线圈A中；或者将开关接在B线圈所在回路中，故选A.
(2)通过实验得出产生感应电流的条件是：当闭合电路磁通量发生变化时会产生感应电流．
答案：(1)A　(2)闭合电路磁通量发生变化
9解析：选B.探测器靠近金属物体时，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，从而产生了电流；选项B是导体棒切割磁感线，选项C是通电导体在磁场中受力运动，选项A、D是电流的磁效应．综上所述，选项B正确．
10解析：选A.条形磁铁磁场的磁感线的分布特点是：①磁铁内、外磁感线的条数相同；②磁铁内、外磁感线的方向相反；③磁铁外部磁感线的分布是两端密、中间疏．两个同心放置的同平面的金属圆环与磁铁垂直且磁铁在圆环内时，通过圆环的磁感线的俯视图如图所示，穿过圆环的磁通量Φ＝Φ进－Φ出，由于两圆环面积SaΦb，故A正确．
11解析：选D.产生感应电流必须满足的条件：①电路闭合；②穿过闭合电路的磁通量要发生变化．选项A、B电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项A、B观察不到电流表的变化；选项C满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但是等我们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，故选项C也观察不到电流表的变化；选项D满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到电流表的变化，所以选项D正确．
12解析：(1)设导线框在水平位置时导线框平面的法线方向竖直向上，则穿过导线框的磁通量：
Φ1＝BScos
53°＝6.0×10－6
Wb
当导线框转至竖直位置时，导线框平面的法线方向水平向右，与磁感线所成的角为143°，穿过导线框的磁通量：
Φ2＝BScos
143°＝－8.0×10－6
Wb
该过程磁通量的改变量：
|ΔΦ|＝|Φ2－Φ1|＝1.4×10－5
Wb.
(2)因为该过程穿过闭合导线框的磁通量发生了变化，所以一定有感应电流．
答案：见解析
13解析：要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线框平面的磁通量不发生变化，在t＝0时刻，穿过线框平面的磁通量
Φ1＝B0S＝B0l2
设t时刻的磁感应强度为B，此时刻磁通量为
Φ2＝Bl(l＋vt)
由Φ1＝Φ2得B＝.
答案：B＝
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