人教版高二物理选修3-2课时作业第四章　电磁感应　4.1划时代的发现4.2 探究感应电流的产生条件 word版含解析答案

人教版选修3-2课时作业第四章　电磁感应　划时代的发现
探究感应电流的产生条件
一、选择题
1.如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。匀强磁场区域的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为(　　)
　　　　　
　　　　　
　　　　　
A.1∶1
B.1∶2
C.1∶4
D.4∶1
2.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量。如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面,第一次将线框由1平移到2,第二次将线框绕cd边翻转到2,设先后两次通过线框磁通量的变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则(　　)
A.ΔΦ1>ΔΦ2
B.ΔΦ1=ΔΦ2
C.ΔΦ1<ΔΦ2
D.无法确定
3.如图所示,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,电流产生的磁场穿入圆面积的磁通量将(　　)
A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.始终为零
D.不为零,但保持不变
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.如图所示,矩形线框平面与匀强磁场方向垂直,穿过线框的磁通量为Φ。若磁场分布足够广,线框放置方式不变,面积变为原来的2倍,则磁通量变为(　　)
A.Φ
B.Φ
C.2Φ
D.4Φ
6.某同学做观察电磁感应现象的实验,将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路,实验进行中,下列所描述的现象与实验事实相符合的是(　　)
A.闭合开关瞬间,电流表指针不会发生偏转
B.开关闭合稳定后,电流表指针会发生偏转,且示数不变
C.开关闭合稳定后,把线圈A插入及拔出线圈B这两个过程,电流表指针都会发生偏转
D.断开开关瞬间,电流表指针不会发生偏转
7.法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。如图,他把两个线圈绕在同一个软铁环上,线圈A和电池连接,线圈B用长直导线连通,长直导线正下方平行于导线放置一个小磁针。实验中可能观察到的现象是(　　)
A.只要A线圈中电流足够强,小磁针就会发生偏转
B.A线圈闭合开关电流稳定后,线圈B匝数较少时小磁针不偏转,匝数足够多时小磁针偏转
C.线圈A和电池接通瞬间,小磁针会偏转
D.线圈A和电池断开瞬间,小磁针不会偏转
8.(多选)下列情况能产生感应电流的是(　　)
A.如图甲所示,导体AB顺着磁感线运动
B.如图乙所示,条形磁铁插入或拔出线圈时
C.如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通时
D.如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通,当改变滑动变阻器的阻值时
9.(多选)如图所示,在匀强磁场中有两条平行的金属导轨,磁场方向与导轨平面垂直。导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd,与导轨接触良好。这两条金属棒ab、cd的运动速度分别为v1、v2,若回路中有感应电流通过,则可能(　　)
A.v1>v2
B.v1C.v1=v2
D.无法确定
10.矩形金属线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的运动,线圈中有感应电流的是(　　)
11.(多选)如图所示,竖直放置的长直导线中通以恒定电流,有一矩形线框与导线在同一平面内,在下列情况中线框中产生感应电流的是(　　)
A.导线中电流变大
B.线框向右平动
C.线框向下平动
D.线框以直导线为轴转动
12.如图所示,L为一根无限长的通电直导线,M为一金属环,L通过M的圆心并与M所在的平面垂直,且通以向上的电流I,则(　　)
A.当L中的I发生变化时,环中有感应电流
B.当M左右平移时,环中有感应电流
C.当M保持水平,在竖直方向上下移动时环中有感应电流
D.只要L与M保持垂直,则以上几种情况,环中均无感应电流
二、非选择题
13.在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图所示。它们是:①灵敏电流计;②直流电源;③带铁芯的线圈A;④线圈B;⑤开关;⑥滑动变阻器(用来控制电流以改变磁场强弱)。
(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)。
(2)若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上,而在开关刚刚闭合时灵敏电流计指针右偏,则开关闭合后,滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时,灵敏电流计指针将　　　　(填“左偏”“右偏”或“不偏”)。
?
答案
一、选择题
1.A　磁通量Φ=B·S,其中B为磁感应强度,S为与B垂直的有效面积。因为是同一磁场,B相同,且有效面积相同,即Sa=Sb,故Φa=Φb,选项A正确。
2.C　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,磁感线从线框的另一侧穿入,ΔΦ2为前后两位置磁通量的绝对值之和,故ΔΦ1
<ΔΦ2,选项C正确。
3.C　利用安培定则判断直线电流产生的磁场,作出俯视图如图所示。考虑到磁场分布具有对称性,可以知道,穿入圆的磁感线的条数与穿出圆的磁感线的条数是相等的,故选C。
4.D　在匀强磁场中,只有磁场和所研究的平面垂直时,磁通量才等于磁感应强度与该面面积的乘积,故选项A错误;根据磁通量的计算公式Φ=BS⊥=BS
sin
θ(θ是磁场与所研究的平面的夹角)可知,虽然Sa>Sb,但两线圈平面与磁场的夹角不确定,穿过两线圈的磁通量大小关系也无法确定,故选项B错误;磁通量不仅与磁感应强度有关,还与线圈的面积、线圈平面与磁场的夹角有关,故选项C错误;当线圈与磁场方向平行放置时,即使磁感应强度很大,磁通量仍然为零,故选项D正确。
5.C　磁感应强度与线框面积相互垂直,则Φ=BS;B不变,面积变为原来的2倍,可得磁通量变为Φ'=B·2S=2Φ,故C正确,A、B、D错误。
6.C　开关闭合的瞬间,穿过线圈B的磁通量从无到有,则产生感应电流,电流表指针发生偏转,故A错误;开关闭合稳定后,穿过线圈B的磁通量不变,电流表指针不发生偏转,故B错误;开关闭合稳定后,把线圈A插入及拔出线圈B这两个过程,穿过线圈B的磁通量发生变化,产生感应电流,指针发生偏转,故C正确;开关断开的瞬间,穿过线圈B的磁通量从有到无,则产生感应电流,电流表指针发生偏转,故D错误。
7.C　小磁针会不会偏转取决于B线圈中有没有电流,而B中有没有电流取决于B线圈中的磁通量是否发生变化,当A线圈中电流足够强,但不变化时,B中无感应电流,磁针不会发生偏转,A错;当A线圈闭合开关电流稳定后,穿过线圈B的磁通量不发生变化,所以小磁针也不会发生偏转,故B错;当线圈A和电池接通或断开的瞬间,穿过线圈B的磁通量发生变化,所以B中有感应电流,则小磁针会偏转,故C对D错。
8.BD　题图甲中导体AB顺着磁感线运动,穿过闭合电路的磁通量没有发生变化,无感应电流,故选项A错误;题图乙中条形磁铁插入线圈时,线圈中的磁通量增加,拔出线圈时,线圈中的磁通量减少,都有感应电流产生,故选项B正确;题图丙中开关S一直接通时,回路中有恒定电流,螺线管A产生的磁场稳定,螺线管B中的磁通量无变化,线圈中不产生感应电流,故选项C错误;题图丙中开关S接通时,滑动变阻器的阻值变化使闭合回路中的电流变化,螺线管A产生的磁场变化,螺线管B中的磁通量变化,线圈中产生感应电流,故选项D正确。
9.AB　只要金属棒ab、cd的运动速度不相等,回路中的磁通量就发生变化,闭合回路中就会产生感应电流,故选项A、B正确。
10.A　A选项图示时刻穿过线圈的磁通量为零,当线圈转动时,磁通量增加,将产生感应电流,故A正确;B选项线圈转动过程中,线圈始终与磁场平行,没有磁感线穿过线圈,线圈的磁通量始终为零,保持不变,没有感应电流产生,故B错误;C选项线圈运动过程中,线圈与磁场平行,没有磁感线穿过线圈,穿过线圈的磁通量始终为零,保持不变,没有感应电流产生,故C错误;D选项线圈在匀强磁场中运动,根据Φ=BS知,磁通量Φ保持不变,没有感应电流产生,故D错误。
11.AB　讨论是否产生感应电流,需分析通电导线周围的磁场分布情况。通电导线周围的磁感线是一系列同心圆,且由内向外由密变疏,即越远离导线磁感线越疏。对A选项,因I增大而引起导线周围磁感应强度增大,穿过线框的磁通量变化,线框中产生感应电流,故A正确。线框向右平动时,穿过线框的磁通量变少,线框中产生感应电流,故B正确。线框向下平动时穿过线框的磁通量不变,线框中无感应电流产生,故C错。线框绕直导线转动时,在任何一个位置穿过线框的磁感线条数不变,因此线框中无感应电流产生,故D错。
12.D　由安培定则可知,导线L中电流产生的磁场方向与金属环面平行,故穿过M的磁通量始终为零,保持不变,即只要L与M保持垂直,A、B、C三种情况均不能产生感应电流。
二、非选择题
13.　答案　(1)如解析图所示　(2)左偏
解析　(1)连接电路如图所示。
(2)开关闭合时,灵敏电流计指针向右偏,说明B中磁通量增加时,产生的感应电流使指针向右偏。当滑动触头向C移动时,A中电流减小,穿过B的磁通量减少,此时产生的感应电流与开关闭合时相反,故指针向左偏。