人教版（2019）高二物理必修第三册同步课时作业 （25）电磁感应现象及应用

2020-2021学年高二物理人教版（2019）必修第三册同步课时作业
（25）电磁感应现象及应用
一，选择题
1.下列现象中属于电磁感应现象的是(??
)
A.磁场对电流产生力的作用
B.变化的磁场使闭合电路中产生电流
C.插在通电螺线管中的软铁棒被磁化
D.电流周围产生磁场
2.下列现象中属于电磁感应现象的是(　　)
A.磁场对电流产生力的作用
B.变化的磁场使闭合电路中产生电流
C.插在通电螺线管中的软铁棒被磁化
D.电流周围产生磁场
3.图为线圈与灵敏电流计G连成回路,闭合电键后,以下操作不会使G表指针偏转的是(
)
A.磁铁迅速插入线圈
B.磁铁迅速从线圈抽出
C.磁铁在线圈附近迅速移动
D.磁铁在线圈中保持静止不动
4.(多选)闭合线圈按下列选项中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(　　)
5.某同学利用如图所示器材探究“磁生电”,在正确操作的情况下,得到符合实验事实的选项是(
)
A.闭合开关瞬间,电流计指针无偏转
B.闭合开关稳定后,电流计指针有偏转
C.通电状态下,拆开与电池相连线圈的瞬间,电流计指针无偏转
D.将绕线的铁环换成木环后,闭合或断开开关瞬间,电流计指针有偏转
6.如图所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A,下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是(
)
A.线圈中通以恒定的电流
B.通电时,使滑动变阻器的滑片P匀速移动
C.通电时,使滑动变阻器的滑片P加速移动
D.将开关突然断开的瞬间
7.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中(磁场范围足够大)，有一闭合导体环，环面与磁场方向垂直，当导体环在磁场中完成下述运动时，可能产生感应电流的是(　　)
A.导体环保持水平方位在磁场中向上或向下运动
B.导体环保持水平方位向左或向右加速平动
C.导体环绕垂直环面、通过环心的轴转动
D.导体环以一条直径为轴，在磁场中转动
8.法拉第通过近10年的实验终于发现,电磁感应是一种只有在变化和运动的过程中才能发生的现象,下列哪些情况下能产生电磁感应现象(
)
A.图甲中,条形磁铁匀速穿过不闭合的环形线圈的过程中
B.图乙中,开关闭合的瞬间
C.图丙中,通电瞬间使小磁针转动
D.丁图中,闭合开关的瞬间
9.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，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框绕cd边翻转到位置2，设先后两次通过线框的磁通量变化量的大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则(　　)
A.ΔΦ1>ΔΦ2
B.ΔΦ1＝ΔΦ2
C.ΔΦ1<ΔΦ2
D.无法确定
10.如图所示,将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端连接到灵敏电流计上,把线圈A放进线圈B中.下列说法中正确的是(
)
A.开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转
B.线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间,电流计指针均不会偏转
C.线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间,电流计指针向相反的方向偏转
D.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才能偏转
11.(多选)如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴。一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，则(　　)
A.当运动到关于OO′对称的位置时穿过回路的磁通量为零
B.当运动到关于OO′对称的位置时穿过回路的磁通量向里
C.在从左边磁场运动到右边磁场的过程中穿过回路的磁通量一直减少
D.在从左边磁场运动到右边磁场的过程中穿过回路的磁通量先减少后增加
12.(多选)如图所示，矩形线圈abcd绕OO′轴在匀强磁场中匀速转动，下列说法中正确的是(　　)
A.线圈从图示位置转过90°的过程中，穿过线圈的磁通量不断减小
B.线圈从图示位置转过90°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量为零
C.线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量为零
D.线圈从图示位置转过360°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量为零
二，简答题
13.如图所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长L＝0.20
m的正方形，放在磁感应强度为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？
14.如图所示，固定于水平面上的金属框架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，磁感应强度为B0，此时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。
答案以及解析
1.答案：B
解析：由电磁感应现象的定义可知,B正确,ACD错误。
2.答案：B
解析　选项A是通电导体在磁场中受到安培力作用，不属于电磁感应现象；选项B是利用磁场产生电流，是电磁感应现象；选项C是铁磁性物质在磁场中被磁化，内部的分子电流方向在外磁场的作用下趋于一致，但不属于利用磁场产生电流，所以它也不属于电磁感应现象；选项D是电流的磁效应。
3.答案：D
解析：A.
磁铁迅速插入线圈的过程，穿过线圈的磁通量增大，产生感应电流，电流表指针会偏转，可知只要穿过回路中的磁通量发生变化，就有感应电流产生，
B.
同理，磁铁迅速从线圈抽出的过程，穿过线圈的磁通量减小，产生感应电流，电流表指针会偏转，
C.
磁铁在线圈附近迅速移动，穿过线圈的磁通量变化，产生感应电流，电流表指针会偏转，
D.
磁铁在线圈中保持静止不动，穿过线圈的磁通量不变，不变产生感应电流，电流表指针不会偏转，
本题选择操作不会使G表指针偏转的，故选：D。
4.答案：AB
解析　A图中，图示状态Φ＝0，闭合线圈转90°的过程中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。故正确答案为A、B。
5.答案：D
解析：闭合开关瞬间,与电源相连线圈中电流从无到有,与电流计相连线圈中磁通量增加,产生感应电流,电流计指针有偏转,故A项错误;闭合开关稳定后,与电源相连线阐中电流不变,与电流计相连线圈中磁通量不变,不产生感应电流,电流计指针无偏转,故B项错误;通电状态下,拆开与电池相连线圈的瞬间,与电源相连线圈中电流从有到无,与电流计相连线圈中磁通量减小,产生感应电流,电流汁指针有偏转,故C项错误;将绕线的铁环换成木环后,闭合或断开开关瞬间,与电源相连线圈中电流发生变化,与电流计相连线圈中磁通量发生变化,产生感应电流,电流计指针有偏转,故D项正确.
6.答案：A
解析：线圈中通以恒定的电流时,线圈产生稳恒的磁场,穿过铜环A的磁通量不变,没有感应电流产生,故A正确.通电时,使滑动变阻器的滑片P匀速或加速移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变化,回路中电流变化,线圈产生的磁场变化,穿过铜环的磁通量变化,产生感应电流,不符合题意,故B、C错误.将开关突然断开的瞬间,线圈产生的磁场从有到无,穿过铜环A的磁通量减小,产生感应电流,不符合题意,故D错误.
7.答案：D
8.答案：AD
解析：由电磁感应现象产生的条件知A、D正确;图乙中,开关闭合的瞬间,导体棒会受力运动,不是电磁感应现象,选项B错误;图内中,通电瞬间使小磁针转动是电流的磁效应,不是电磁感应现象,选项C错误.
9.答案：C
解析　设闭合线框在位置1时穿过闭合线框的磁通量为Φ1，平移到位置2时穿过闭合线框的磁通量为Φ2，导线MN中的电流产生的磁场在位置1处的磁感应强度比在位置2处强，故Φ1>Φ2。将闭合线框从位置1平移到位置2，穿过闭合线框的磁感线方向不变，所以ΔΦ1＝|Φ2－Φ1|＝Φ1－Φ2；将闭合线框从位置1绕cd边翻转到位置2，穿过闭合线框的磁感线反向，所以ΔФ2＝|(－Φ2)－Φ1|＝Φ1＋Φ2(以原来磁感线穿过的方向为正方向，则后来从另一面穿过的方向为负方向)，故正确选项为C。
10.答案：AC
解析：开关闭合后,线圈A插入或拔出时,穿过线圈B的磁通量都会发生变化,都会产生感应电流,电流计指针都会偏转,故A正确;线圈A插人线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间,穿过线圈B的磁通量都会发生变化,都会产生感应电流,电流计指针都会偏转,故B错误;线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间,穿过B的磁通量分别增大和减小,磁通量的方向相同,故会产生方向相反的感应电流,电流计指针向相反的方向偏转,故C正确;开关闭合后,只要滑动变阻器的滑片P移动,不论是加速还是匀速,穿过线圈B的磁通量都会变化,都会有感应电流产生,电流计指针都会偏转,故D错误.
11.答案：AD
解析　正方形闭合回路运动到关于OO′对称的位置时，穿过回路的两个方向相反的磁场面积相等，且磁感应强度大小均为B，故穿过回路的磁通量为零，选项A正确，B错误；正方形闭合回路在从左边磁场运动到右边磁场的过程中，穿过回路的磁通量先减少后增加，选项C错误，D正确。
12.答案：AD
解析　由磁通量变化公式ΔΦ＝Φ2－Φ1计算，因此只要能正确地表示出始、末位置的磁通量，就能准确写出磁通量的变化量，开始时，Φ1＝BS，转过90°时，Φ2＝0，A正确，B错误；线圈从图示位置转过180°时，Φ2＝－BS，ΔΦ＝－2BS，C错误；线圈转过360°时，Φ2＝BS，故ΔΦ＝0，D正确。
13.答案：5.5×10－3
Wb
解析　线圈横截面是正方形时的面积
S1＝L2＝(0.20)2m2＝4.0×10－2
m2。
穿过线圈的磁通量
Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2
Wb＝2.0×10－2
Wb。
横截面为圆形时，其半径r＝＝。
横截面面积S2＝π()2≈5.1×10－2
m2。穿过线圈的磁通量
Φ2＝BS2＝0.50×5.1×10－2
Wb＝2.55×10－2
Wb。
所以，磁通量的变化量
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2.55－2.0)×10－2
Wb＝5.5×10－3
Wb。
14.答案：B＝
解析　要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化，在t＝0时刻，穿过线圈平面的磁通量Φ1＝B0S＝B0l2
设t时刻的磁感应强度为B，此时磁通量为
Φ2＝Bl(l＋vt)
由Φ1＝Φ2，得B＝。