高中物理粤教版选修3-2作业题 第一章第二节 产生感应电流的条件

1．如图所示实验装置中用于研究电磁感应现象的是(　　)
解析：A项中导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针发生偏转，说明电路中产生了电流，这是电磁感应现象，故A正确；B项中导体中通过电流时，原来静止在南北方向的小磁针的指向发生了偏转，说明它受到了磁力的作用，从而说明电流的周围存在磁场，故B错误；C项中开关闭合后，原来静止在磁场中的导体运动起来，说明通电导体在磁场在中受到力的作用，故C错误；D项中开关闭合后，原来静止在磁场中的线圈运动起来，说明通电导体在磁场在中受到力的作用，故D错误．
答案：A
2．一个闭合线圈中没有产生感应电流，因此可以得出(　　)
A．此时该处一定没有磁场
B．此时该处一定没有磁场的变化
C．闭合线圈的面积一定没有变化
D．穿过线圈平面的磁通量一定没有变化
解析：感应电流的产生条件是闭合线圈的磁通量发生变化，闭合线圈中没有感应电流产生可能线圈始终与磁场平行，故A错误；感应电流的产生条件是闭合线圈的磁通量发生变化，磁通量的变化可以由磁场引起的，也可以由线圈的面积的变化引起的，闭合线圈中没有感应电流产生，不能判断出此地一定没有磁场的变化或没有面积的变化，故B、C错误；没有电流只能说明穿过闭合线圈的磁通量没有发生变化，故D正确．
答案：D
3．金属矩形线圈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(　　)
解析：产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，根据这个条件判断有无感应电流产生．A项中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项中线圈转动过程中，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项中线圈运动过程中，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项中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．
答案：A
4.如图所示，圆a、b与通有电流I的环形导线在同一平面内．关于a、b两圆内的磁场方向和穿过它们的磁通量Фa、Фb，下列判断正确的是(　　)
A．磁场方向垂直纸面向外，Фa＞Фb
B．磁场方向垂直纸面向外，Фa＜Фb
C．磁场方向垂直纸面向里，Фa＞Фb
D．磁场方向垂直纸面向里，Фa＜Фb
解析：根据右手螺旋定则可得，线圈内部产生的磁场的方向垂直向外，而外部则垂直向里；根据磁通量的公式Φ＝BS，可知Фa＞Фb，故A正确，B、C、D错误．
答案：A
5．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.
C. D.
解析：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＝，所以B正确，A、C、D错误．
答案：B
B级　提能力
6．如图所示为法拉第研究电磁感应现象时做过的实验电路图．线圈A和线圈B绕在同一铁芯上，线圈与铁芯绝缘，则(　　)
A．保持开关S处于闭合状态，小磁针发生偏转
B．当开关S闭合的瞬间，小磁针发生偏转
C．当开关S断开的瞬间，小磁针不发生偏转
D．无论开关S怎样改变，小磁针都不会发生偏转
解析：保持开关S处于闭合状态，穿过线圈B中的磁通量不变，没有感应电流产生，小磁针不发生偏转，故A错误；当开关闭合的瞬间，磁通量增加，在线圈B中产生感应电流，根据电流的周围存在磁场，小磁针发生偏转，故B正确；当开关断开的瞬间，磁通量减小，在线圈B中产生感应电流，根据电流的周围存在磁场，小磁针发生偏转，故C、D错误．
答案：B
7.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的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则(　　)
A．ΔΦ1＞ΔΦ2　　　　 B．ΔΦ1＝ΔΦ2
C．ΔΦ1＜ΔΦ2 D．无法确定
解析：设线框在位置1时的磁通量为Φ1，在位置2时的磁通量为Φ2，直线电流产生的磁场在1处比在2处强，若平移线框，则ΔΦ1＝Φ1－Φ2，若转动线框，磁通量是从线框的正反面穿过的，一正一负，因此，ΔΦ2＝Φ1＋Φ2，根据分析知：ΔΦ1＜ΔΦ2，选项C正确．
答案：C
8．(多选)如图所示，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外，下列情况中产生感应电流的是(　　)
A．将线圈向左平移一小段距离
B．以ab为轴转动(小于90°)
C．以ac为轴转动(小于60°)
D．以bd为轴转动(小于60°)
解析：将线圈向左平移一小段距离，线圈的磁通量减小，有感应电流产生，故A正确；以ab为轴转动(小于90°)，线圈的磁通量减小，有感应电流产生，故B正确；以ac为轴转动(小于60°)，线圈的磁通量减小，有感应电流产生，故C正确；以bd为轴转动(小于60°)时，线圈的有效面积不变，线圈的磁通量不变，不产生感应电流，故D错误．
答案：ABC
9．如图所示，两直导线中通以相同的电流I，矩形线圈位于导线之间．将线圈由实线位置移到虚线位置的过程中，穿过线圈的磁通量的变化情况是(　　)
A．向里，逐渐增大
B．向外，逐渐减小
C．先向里增大，再向外减小
D．先向外减小，再向里增大
解析：根据安培定则判断得知，两导线之间的磁场方向为：左侧导线产生的磁场垂直纸面向里，右侧导线产生的磁场方向垂直纸面向外，两导线之间的磁场是两个磁场叠加的结果，中线的磁感应强度为零，叠加后的结果是中线左侧磁场向里，右侧向外，因此先向外减小，后向里增大，故A、B、C错误，D正确．
答案：D
10．如图所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到直流电源上，线圈B两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面，合上开关．当滑动变阻器的滑片保持不动时电流表的指针________(选填“偏转”或“不偏转”)；当滑动变阻器的滑片快速滑动时电流表的指针________(选填“偏转”或“不偏转”)．
解析：开关闭合稳定后，当滑动变阻器的滑片保持不动时，线圈B内的磁通量不发生变化，从而不产生感应电流，电流表指针不发生偏转．开关闭合后，快速移动滑动变阻器的滑片P时，线圈B内的磁通量发生变化，电流表指针发生偏转．
答案：不偏转　偏转
11．如图所示的线框面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向与线框平面成θ角．当线框转过90°到如图所示的虚线位置时，试求：
(1)初末位置穿过线框的磁通量Φ1和Φ2的大小；
(2)磁通量的变化量ΔΦ的大小．
解析：(1)在初始位置把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥＝Scos θ.所以Φ1＝BSsin θ.在末位置把面积上垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S＝Scos θ.由于磁感线从反面穿入，则Φ2＝－BScos θ.
(2)此过程中时通量的变化量ΔΦ的大小为：|ΔΦ|＝|Φ2－Φ1|＝|－BScos θ－BSsin θ|＝BS(cos θ＋sin θ).
12.如图所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L＝0.20 m的正方形，放在磁感应强度B＝0.50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？
解析：线圈横截面为正方形时的面积
S1＝L2＝(0.20)2 m2＝4.0×10－2 m2
穿过线圈的磁通量Φ1＝BS1＝0.5×4.0×10－2 Wb＝
2．0×10－2 Wb
横截面形状为圆形时，其半径为r＝＝
横截面积大小S2＝π＝ m2
穿过线圈的磁通量Φ2＝BS2＝0.5× Wb≈2.55×10－2 Wb
所以，磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2.55－2.0)×
10－2 Wb＝5.5×10－3 Wb.
答案：5.5×10－3 Wb