高中物理新教材人教版必修第三册课时作业 13.3　电磁感应现象及应用 Word版含解析

◎考点一　磁通量的变化
1．如图所示，一线圈放在通电螺线管的正中间A处，现向右移动到B处，则在移动过程中通过线圈的磁通量如何变化(　　)
A．变大　　　　 B．变小
C．不变 D．无法确定
B　[螺线管内部磁场向左全部穿过线圈，设向左穿过线圈的磁通量为Φ1，螺线管外部磁场向右穿过线圈，设穿过的磁通量为Φ2，则净磁通量为Φ＝Φ1－Φ2。线圈从正中间A处向右移动到B处，Φ2增大，Φ1不变，则Φ减小。故B正确，A、C、D错误。]
2．如图所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有电流I通过时，穿过三个线圈的磁通量分别为Φa、Φb、Φc，则(　　)
A．Φa＜Φb＜Φc
B．Φa＞Φb＞Φc
C．Φa＜Φc＜Φc
D．Φa＞Φc＞Φb
B　[当a中有电流通过时，穿过a、b、c三个闭合线圈垂直纸面向里的磁感线条数一样多，向外的磁感线的条数c最多，其次是b，a中没有向外的磁感线，因此穿过闭合线圈的净磁感线条数a最多，b次之，c最少，即Φa>Φb>Φc，选项B正确。]
3．如图所示，一矩形线框从abcd位置移动到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量的变化情况，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，最后减少
D　[bc边移到导线位置之前磁通量垂直纸面向外增加，之后磁通量减小到0，这时导线位于线框中间位置，再向右移动时磁通量垂直纸面向里增加，直到ad边与导线重合，再往右移动磁通量又变小，故D正确。]
4．如图所示，一金属圆线圈和一条形磁铁的中轴线在同一竖直平面内，下列情况中能使线圈的磁通量发生变化的是(　　)
A．将磁铁竖直向上平移
B．将磁铁水平向右平移
C．将磁铁在图示的平面内，N极向上、S极向下转动
D．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内
D　[图示状态下，线圈与磁场方向平行，穿过圆线圈的磁通量为零，而选项A、B、C中的做法不会引起线圈中磁通量的变化，只有选项D可使线圈中的磁通量发生变化，故D正确。]
◎考点二　感生电流的有无判断
5．如图所示，匀强磁场中有一个闭合的弹簧线圈，线圈的平面垂直于磁感线，下列哪种过程中线圈会产生感应电流(　　)
A．线圈扩张
B．线圈自下向上运动
C．线圈自上向下运动
D．线圈自左向右运动(未穿出磁场)
A　[线圈扩张，线圈中磁通量变大，线圈中会产生感应电流，故A正确；线圈自下向上运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，故B错误；线圈自上向下运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，故C错误；在未穿出磁场的前提下，线圈自左向右运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，故D错误。]
6．如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路，在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是(　　)
A．线圈不动，磁铁插入线圈时
B．线圈不动，磁铁拔出线圈时
C．磁铁插在线圈内不动
D．磁铁和线圈相对移动时
C　[根据电磁感应现象产生的条件，不论哪部分移动，只要磁体与线圈的相对位置发生变化，线圈所在处的磁场就会发生变化，所以选项A、B、D中都会产生感应电流，C中不会产生感应电流。]
7．如图所示，L为一根无限长的通电直导线，M为一金属环，L过M的圆心，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
D　[由于直导线电流的磁场是垂直导线的同心圆，故只要L与M保持垂直，穿过金属环M的磁通量就为零，保持不变，环中均无感应电流产生，故选项D正确。]
8．(多选)图中能产生感应电流的是(　　)
BD　[A选项中，电路没有闭合，无感应电流，A错误；B选项中，面积增大，通过闭合电路的磁通量增大，有感应电流，B正确；C选项中，穿过圆环的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，无感应电流，C错误；D选项中，穿过闭合电路的磁通量减小，有感应电流，D正确。]
9．在一段时间里，法拉第记下了大量实验失败的日记，然而他却一如既往，没有放弃追求，坚信既然“电能生磁”，那么“磁也一定能产生电”。正是在这种执着的追求中，1831年法拉第终于获得了成功。他制作了两个线圈，分别绕在铁环上，一个线圈与伏特电池连接，另一个线圈的两端用一根铜线连接起来，这根铜线的下方放有一根小磁针。法拉第在实验中发现，当开关接通或断开的刹那间，小磁针都发生微小摆动，而在电流稳定不变时，即使所通电流很大，小磁针也不发生任何摆动。这就是人类发现电磁感应现象的最初实验，它是物理学上一个重要的里程碑。
法拉第磁生电实验示意图
问题：小磁针偏转是什么原因导致的？为什么电流稳定不变时小磁针不偏转？
[答案]　感应电流的磁场使小磁针偏转。电流稳定时铁环中的磁通量不发生变化，在无电源的线圈中不能产生感应电流。
(建议用时：15分钟)
10．(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的运动速度分别是v1、v2，若井字形回路中有感应电流通过，则两金属棒的运动情况可能是(　　)
A．v1>v2 B．v1C．v1＝v2 D．无法确定
AB　[只要金属棒ab、cd的运动速度不相等，穿过井字形回路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。]
11．如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽为d。一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域。若d>L，则线框穿过磁场区域的过程中，线框中产生感应电流的时间为(　　)
A．　　B． C．　　D．
C　[在线框进入和穿出磁场的过程中，穿过线框的磁通量分别增大和减小，闭合线框中有感应电流产生；整个线框在磁场中运动时，线框中无感应电流产生，所以，线框中有感应电流的时间为，故C正确。]
12．(多选)在如图所示的电路中，当开关S闭合后，为使灵敏电流计的指针偏转，下列说法可行的是(　　)
A．将A线圈向左靠近B线圈
B．将开关S突然断开
C．保持右边电路电流不变
D．将滑动变阻器的阻值调小
ABD　[在螺线管A中有磁通量的变化就引起螺线管B中的磁通量变化，所以将滑动变阻器的阻值调小，将开关S突然断开都能使磁通量发生变化，产生感应电流，使灵敏电流计的指针偏转，选项B、D正确；当线圈靠近的时候也可以使穿过B螺线管的磁通量变化，选项A正确。]
13．为了探究电磁感应现象的产生条件，如图给出了必备的实验仪器。
(1)请你用笔画线代替导线，将实验电路连接完整。
(2)正确连接实验电路后，在闭合开关时灵敏电流计的指针发生了偏转。开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片，灵敏电流计的指针________偏转(选填“发生”或“不发生”)。断开开关时灵敏电流计的指针________偏转(选填“发生”或“不发生”)。
[解析]　(1)A线圈与滑动变阻器、电源、开关构成闭合电路，B线圈与灵敏电流计连接构成回路。
(2)移动变阻器的滑片和断开开关都会导致B线圈中的磁通量发生变化，从而使B线圈中产生感应电流，进而让灵敏电流计指针发生偏转。
[答案]　(1)如图所示　(2)发生　发生