第6章 第3节 电磁感应现象 Word版含解析

第六章　第三节
A组·基础达标
1．(多选)许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献．下列表述中正确的是(　　)
A．卡文迪许测出引力常数
B．法拉第发现电磁感应现象
C．安培提出分子电流假说
D．库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律
【答案】ABCD　【解析】解答本题时可按以下流程分析：
―→―→
―→―→
―→―→
―→―→
2．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
【答案】C　【解析】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，所以不管电流怎么变化，下面圆内部的磁通量始终为0.故C正确．
3．如图所示，条形磁铁以速度v向螺线管靠近，下面几种说法中正确的是(　　)
A．螺线管中不会产生感应电流
B．螺线管中会产生感应电流
C．只有磁铁速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流
D．只有在磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流
【答案】B　【解析】螺线管所在的回路是闭合的，当条形磁铁向螺线管靠近时，穿过闭合回路的磁通量发生变化，产生感应电流．故B正确．
4．(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，且“井”字形回路中有感应电流通过，则可能(　　)
A．v1＞v2　　 B．v1＜v2
C．v1＝v2　 D．无法确定
【答案】AB　【解析】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会发生变化，闭合回路中就会产生感应电流．故A、B正确．
5．如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽度为d，将一边长为l的正方形导线框以速度v匀速通过磁场区域，若d>l，则线框中不产生感应电流的时间应等于(　　)
A．　 B．
C．　　 D．
【答案】C　【解析】当线框完全进入磁场后至线框刚刚出磁场时，通过线框的磁通量不发生变化，线框中不会产生感应电流，则线框中不产生感应电流的时间为，C正确．
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一闭合回路，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中不产生感应电流的是(　　)
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
【答案】A　【解析】线圈中通以恒定电流时，铜环a处磁场不变，穿过铜环的磁通量不变，铜环中不产生感应电流．滑动变阻器滑片移动或开关断开时，线圈中电流变化，铜环a处磁场变化，穿过铜环的磁通量变化，会产生感应电流，故A正确．
7．如图所示，两直导线中通以相同的电流I，矩形线圈位于两导线之间的实线位置Ⅰ，穿过线圈的磁通量为Φ.已知虚线位置Ⅱ与实线位置Ⅰ关于右边的直导线对称，虚线位置Ⅲ与两直导线的距离相等，虚线位置Ⅳ和虚线位置Ⅴ关于左边直导线对称，且与左边直导线的距离和实线位置Ⅰ与右边直导线的距离相等．现将线圈由实线位置移到图示各个虚线位置，则(　　)
A．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅱ时，磁通量大小不变
B．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅲ时，磁通量变化大小为Φ
C．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅳ时，磁通量变化为零
D．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅴ时，磁通量大小不变
【答案】B　【解析】将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅱ时，磁通量大小发生变化，故A错误；虚线位置Ⅲ在两导线之间且距离两直导线的距离相等，磁通量为零，将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅲ时，磁通量变化大小为Φ，故B正确；题图示虚线位置Ⅳ的磁场方向垂直纸面向里，而实线位置Ⅰ的磁场方向垂直纸面向外，两个位置磁通量大小相等，所以将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅳ时，磁通量变化大小为2Φ，故C错误；将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅴ时，两电流在Ⅴ处合场强与Ⅰ处不同，磁通量大小发生变化，故D错误．
8．如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是(　　)
A．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动
B．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动
C．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动
D．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动
【答案】C　【解析】四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，线圈按A、B、D三种情况移动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持不变，线框中不产生感应电流；C中线圈转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C正确．
9．边长l＝10 cm的正方形线框，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，如图所示．磁感应强度随时间变化的规律为B＝2＋3t(T)，则第3 s内穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ为多少？
【答案】3×10－2 Wb
【解析】第3 s内就是从2 s末到3 s末.2 s末磁感应强度为B1＝(2＋3×2) T＝8 T
3 s的磁感应强度为B2＝(2＋3×3) T＝11 T
所以ΔΦ＝ΔBS＝(11－8)×0.12 Wb＝3×10－2 Wb.
B组·能力提升
10．(多选)如图所示，在同一平面上有两条相互垂直且彼此绝缘的通电直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系．四个相同的圆形闭合线圈在四个象限中完全对称放置，两条长直导线中电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图所示，当两条导线中的电流都开始增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是(　　)
A．线圈a中无感应电流
B．线圈b中有感应电流
C．线圈c中有感应电流
D．线圈d中无感应电流
【答案】CD　【解析】根据安培定则可判断出两通电直导线的磁场方向，线圈a中磁场方向均垂直于纸面向里，线圈c中磁场方向均垂直于纸面向外，线圈b、d中合磁通量为零．当导线中电流增大时，线圈a、c中合磁通量增大，有感应电流产生，线圈b、d中合磁通量为零，无感应电流产生，故A、B错误，C、D正确．
11．在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电源构成闭合电路，假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内，a、b、c三个闭合金属圆环的位置如图所示．当滑动变阻器的滑片滑动时，能产生感应电流的圆环是(　　)
A．a、b　 B．b、c
C．a、c　　 D．a、b、c
【答案】A　【解析】当滑动变阻器的滑片滑动时，电路中电流发生变化，从而引起闭合铁芯中的磁场变化，穿过a、b两圆环的磁通量随之变化，有感应电流产生，而c环中有两股铁芯同时穿过，穿入和穿出c环的磁通量始终相等，合磁通量为零，所以c中不能产生感应电流，故A正确．
12．矩形线框abcd的两边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴OO′转动，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与OO′垂直，如图所示，初位置时线框平面与B平行．求：
(1)初位置时穿过线框的磁通量Φ0为多少？
(2)当线框绕轴OO′沿图示方向转过60°时，穿过线框的磁通量Φ为多少？这一过程中穿过线框的磁通量的变化量ΔΦ为多少？
【答案】(1)0　(2)Bl1l2　Bl1l2
【解析】(1)线框在初始位置时，线框平面与磁场平行，有效面积为零，则Φ0＝0.
(2)当线框绕轴OO′沿图示方向转过60°时，线框与B的夹角为60°，则
Φ＝B·Ssin 60°＝BS＝Bl1l2
ΔΦ＝Φ－Φ0＝Bl1l2.