2020-2021学年高中物理粤教版必修第三册练习题 6.3 电磁感应现象 Word版含解析

电磁感应现象
A组—重基础·体现综合
1．奥斯特发现电流磁效应，使整个科学界受到了极大的震动，通过对电流磁效应的逆向思维，人们提出的问题是(　　)
A．电流具有热效应 B．电流具有磁效应
C．磁能生电 D．磁体具有磁化效应
解析：选C　电流的磁效应说明电流能产生磁场，逆向考虑应该是“磁能生电”，C正确。
2. [多选]下列说法正确的是(　　)
A．法拉第发现电磁感应现象只是一种偶然
B．其他人在研究过程中没有收获是因为没有穷追到底
C．科学家对自然现象、自然规律的某些“信念”，在科学发现中起着重要作用
D．成功属于坚持不懈的有心人
解析：选BCD　法拉第和其他同时代从事电磁感应研究的科学家有着共同的信念：自然界应该是和谐统一的。正因为在这种信念影响下从事研究，才在科学上有所发现，但有些人往往没有穷追到底，所以没能取得最后的成功，故B、C正确；法拉第发现电磁感应除了有坚定的信念，同时还具有踏实、客观的科学态度，十年坚持不懈的努力，终于取得了重大突破，所以A错误，D正确。
3．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是(　　)
A．闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生
B．闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流
C．穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流
D．只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电流产生
解析：选C　产生感应电流的条件：(1)闭合电路；(2)磁通量Φ发生变化，两个条件缺一不可。
4．如图所示，通电螺线管水平固定，OO′为其轴线，a、b、c三点在该轴线上，在这三点处各放一个完全相同的小圆环，且各圆环平面垂直于OO′轴。则关于这三点的磁感应强度Ba、Bb、Bc的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量Φa、Φb、Φc的大小关系，下列判断正确的是(　　)
A．Ba＝Bb＝Bc，Φa＝Φb＝Φc
B．Ba>Bb>Bc，Φa<Φb<Φc
C．Ba>Bb>Bc，Φa>Φb>Φc
D．Ba>Bb>Bc，Φa＝Φb＝Φc
解析：选C　靠近螺线管的地方磁场强，由题图知，a、b、c三点的磁感应强度Ba、Bb、Bc的大小关系为Ba>Bb>Bc；三个小圆环的面积相同，根据磁通量的定义Φ＝BS可知，Φa>Φb>Φc，所以A、B、D错误，C正确。
5.一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角，且磁感线与线圈abcd在竖直方向的投影垂直。将abcd绕ad轴转动180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为(　　)
A．0 B．2BS
C．2BScos θ D．2BSsin θ
解析：选C　设转动前穿过线圈的磁通量为－BScos θ，将线圈平面abcd绕ad轴转动180°角后，磁感线从线圈的另一面穿过，此时穿过线圈的磁通量为BScos θ，所以穿过线圈平面的磁通量的变化量为2BScos θ。
6．[多选]如图所示装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合圆环A中产生感应电流的是(　　)
A．开关S接通的瞬间
B．开关S接通后，电路中电流稳定时
C．开关S接通后，滑动变阻器触头滑动的瞬间
D．开关S断开的瞬间
解析：选ACD　将开关S突然接通的瞬间，线圈产生的磁场从无到有，穿过铜环A的磁通量增大，铜环A中产生感应电流，故A正确；线圈中通以恒定的电流时，线圈产生稳定的磁场，穿过铜环A的磁通量不变，铜环A中没有感应电流产生，故B错误；通电时，使滑动变阻器的触头滑动时，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A的磁通量变化，铜环A中产生感应电流，故C正确；将开关S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，铜环A中产生感应电流，故D正确。
7．在如图所示的条件下，闭合矩形线圈能产生感应电流的是(　　)
解析：选D　A选项中因为线圈平面平行于磁感线，在以OO′为轴转动的过程中，线圈平面始终与磁感线平行，穿过线圈的磁通量始终为零，所以无感应电流产生；B选项中，线圈平面也与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为零，竖直向上运动过程中，线圈平面始终与磁感线平行，磁通量始终为零，故无感应电流产生；C选项中尽管线圈在转动，但B与S都不变，B又垂直于S，所以Φ＝BS始终不变，线圈中无感应电流产生；D选项中图示状态Φ＝0，当转过90°时Φ＝BS，所以转动过程中穿过线圈的磁通量在不断地变化，因此转动过程中线圈中产生感应电流，D符合题意。
8．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
B组—重应用·体现创新
9．如图所示，若回路面积从S0＝8 m2变到St＝18 m2，磁感应强度B同时从B0＝0.1 T、方向垂直纸面向里变到Bt＝0.8 T、方向垂直纸面向外，则回路中的磁通量的变化量为(　　)
A．7 Wb B．13.6 Wb
C．15.2 Wb D．20.6 Wb
解析：选C　因为B、S都变化，所以用末态的磁通量减去初态的磁通量计算；取末态的磁通量为正，则ΔΦ＝Φt－Φ0＝BtSt－(－B0S0)＝0.8×18 Wb－(－0.1×8)Wb＝15.2 Wb，故C正确。
10．[多选]如图所示的实验中，在一个足够大的磁铁形成的竖直向下的磁场中，如果导体棒AB沿水平方向前后运动速度的大小为v1，两磁极沿水平方向前后运动速度的大小为v2，则(　　)
A．当v1＝v2，且方向相同时，可以产生感应电流
B．当v1＝v2，且方向相反时，可以产生感应电流
C．当v1≠v2时，方向相同或相反都可以产生感应电流
D．当v2＝0时，v1的方向改为与磁感线的夹角为θ，且0°<θ<90°，可以产生感应电流
解析：选BCD　当v1＝v2，且方向相同时，导体棒和磁铁无相对运动，导体棒AB不切割磁感线，回路中无感应电流，A错误；当v1＝v2，且方向相反时，则导体棒AB切割磁感线，穿过回路的磁通量变大或变小，都有感应电流产生，B正确；当v1≠v2时，无论方向相同或相反，导体棒和磁铁都有相对运动，穿过回路的磁通量都会发生变化，有感应电流产生，C正确；当v2＝0，v1的方向与磁感线的夹角0°<θ<90°时，v1有垂直磁感线方向的分量，即导体棒AB仍在切割磁感线，穿过回路的磁通量发生变化，有感应电流产生，D正确。
11．[多选]如图所示，线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法中正确的是(　　)
A．进入匀强磁场区域的过程中，ABCD中有感应电流
B．在匀强磁场中加速运动时，ABCD中有感应电流
C．在匀强磁场中匀速运动时，ABCD中没有感应电流
D．离开匀强磁场区域的过程中，ABCD中没有感应电流
解析：选AC　线框ABCD在进入和离开匀强磁场区域时，穿过线框的磁通量发生变化，线框ABCD中有感应电流；线框ABCD在匀强磁场中运动时，无论加速还是匀速，磁通量都没发生变化，线框ABCD中没有感应电流。故A、C正确，B、D错误。
12.[多选]如图所示，在同一铁芯上有A和C两个线圈，其中A线圈与滑动变阻器、电源、开关相连，C线圈两端与灵敏电流计相连。在以下采取的做法中，能使灵敏电流计指针偏转的是(　　)
A．开关S闭合的瞬间
B．开关S闭合后，变阻器滑片P向右滑动
C．开关S闭合后，变阻器滑片P保持不动
D．开关S断开的瞬间
解析：选ABD　当开关S闭合瞬间，A线圈中电流变化，磁通量变化，使C线圈中的磁通量变化，产生感应电流，灵敏电流计指针偏转，选项A正确。当开关S闭合后，变阻器滑片P向右滑动时，闭合电路的总电阻减小，电流增大，A线圈中电流增大，磁通量增加，使C线圈中的磁通量增加，产生感应电流，灵敏电流计指针偏转，选项B正确。若开关S闭合后，变阻器滑片P不动，闭合电路中电流恒定，A线圈中的磁通量不变，C线圈中的磁通量不变，无感应电流，灵敏电流计指针不偏转，选项C错误。当开关S断开瞬间，A线圈中电流变化，磁通量变化，C线圈中的磁通量变化，产生感应电流，灵敏电流计指针偏转，选项D正确。
13．[多选]如图所示，线圈abcd在磁场区域ABCD中，下列哪种情况下线圈中有感应电流产生(　　)
A．把线圈变成圆形(周长不变)
B．使线圈在磁场中加速平移
C．使磁场增强或减弱
D．使线圈以过ab的直线为轴旋转
解析：选ACD　选项A中，线圈的面积变化，磁通量变化，故A正确；选项B中，无论线圈在磁场中匀速还是加速平移，磁通量都不变，故B错误；选项C、D中，线圈中的磁通量发生变化，故C、D正确。
14．[多选]如图所示，下列情况能产生感应电流的是(　　)
A．如图甲所示，导体棒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
解析：选BD　题图甲中导体棒顺着磁感线运动，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不符合题意；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，故选项B符合题意；题图丙中开关S一直接通，回路中为恒定电流，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不符合题意；题图丙中开关S接通，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的磁场发生变化，螺线管B中磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，故选项D符合题意。
15．如图所示，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈Ⅱ与电流计?相连，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计?中是否有示数？
(1)开关闭合瞬间；
(2)开关闭合稳定后；
(3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑片；
(4)开关断开瞬间。
解析：(1)开关闭合时，线圈Ⅰ中电流从无到有，电流的磁场也是从无到有，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从无到有，线圈Ⅱ中磁通量发生变化，因此线圈Ⅱ中产生了感应电流，电流计?有示数。
(2)开关闭合稳定后，线圈Ⅰ中电流恒定不变，电流的磁场也不变，此时线圈Ⅱ中虽有磁通量穿过，但磁通量恒定不发生变化，则线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计?无示数。
(3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器滑片，滑动变阻器接入电路中的电阻变化，线圈Ⅰ中电流也变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化，因此线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计?有示数。
(4)开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也是从有到无，因此，线圈Ⅱ中磁通量也发生了变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计?有示数。
答案：(1)有　(2)无　(3)有　(4)有