4.1划时代的发现
同步训练
一、单选题(共30分)
1.(本题3分)关于物理学史,下列说法中不正确的是( )
A.电荷量 e 的数值最早是由美国物理学家密立根测得的
B.安培发现了磁场对运动电荷有力的作用
C.法拉第发现了电磁感应现象
D.库仑在前人工作的基础上,通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律
2.(本题3分)下列说法不符合物理学史的是( )
A.法拉第发现了电磁感应现象,使人类迈进了使用电的时代
B.20世纪初,爱因斯坦建立了狭义相对论,得出了一些不同于经典力学的观念和结论
C.欧姆用实验研究了电流的热效应,总结出欧姆定律
D.焦耳发现了电流的热效应,定量得出了电能和热能之间的转换关系
3.(本题3分)奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间存在着某种联系,法拉第发现了电磁感应定律,使人们对电和磁内在联系的认识更加完善。关于电磁感应,下列说法中正确的是( )
A.运动的磁铁能够使附近静止的线圈中产生电流
B.静止导线中的恒定电流可以使附近静止的线圈中产生电流
C.静止的磁铁不可以使附近运动的线圈中产生电流
D.运动导线上的恒定电流不可以使附近静止的线圈中产生电流
4.(本题3分)“磁生电”是电磁学的重大发现之一,不但具有重要的理论意义,而且具有极大的实用价值,引领人类进入了电气时代。首先通过实验发现电磁感应现象的科学家是( )
A.牛顿 B.库仑 C.法拉第 D.爱因斯坦
5.(本题3分)科学发现或发明是社会进步的强大推动力,青年人应当崇尚科学。关于电磁学发展过程,下列说法不正确的是( )
A.法拉第发现了电磁感应现象
B.奥斯特发现了电流磁效应
C.洛伦兹发现了电荷间的相互作用力
D.安培提出了分子电流假说
6.(本题3分)下列关于物理学史正确的是( )
A.楞次发现了电磁感应现象
B.卡文迪许利用扭秤装置测出了万有引力常量
C.开普勒行星第三运动定律中的k值只与地球质量有关
D.伽利略通过理想斜面实验总结归纳出了牛顿第一定律
7.(本题3分)首先发现通电导线周围存在磁场和首先发现电磁感应现象的物理学家分别是( )
A.安培和奥斯特 B.库仑和安培
C.安培和法拉第 D.奥斯特和法拉第
8.(本题3分)电磁感应现象的发现,标志着人类从蒸汽机时代步入了电气化时代。下列设备利用电磁感应原理的是( )
A.电风扇 B.电熨斗
C.发电机 D.电磁起重机
9.(本题3分)如图所示,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.下述过程中使线圈产生感应电流的是
A.将线圈向上平移
B.将线圈向下平移
C.以bc为轴转动45°
D.以ad为轴转动45°
10.(本题3分)从1822年至1831年的近十年时间里,英国科学家法拉第心系“磁生电”.在他的研究过程中有两个重 要环节:(1)敏锐地觉察并提出“磁生电”的闪光思想;(2)通过大量实验,将“磁生电”(产生感应电流)的情况概括为五种:变化着的电流、变化着的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体.结合你学过的相关知识,试判断下列说法正确的是
A.环节(1)提出“磁生电”思想是受到了麦克斯韦电磁场理论的启发
B.环节(1)提出“磁生电”思想是为了对已经观察到的“磁生电”现象做出合理解释
C.环节(2)中五种“磁生电”的条件都可以概括为“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”
D.环节(2)中“在磁场中运动的导体”这种情况不符合“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”这一条件
二、多选题(共16分)
11.(本题4分)物理学家在电与磁的发现过程中,经历了一段艰辛的探索过程,下列说法正确的是( )
A.奥斯特发现了电流可以产生磁场,并提出了电流产生磁场的原理与磁铁相同的假说
B.法拉第通过实验发现了产生感应电流的条件
C.安培总结了通电导线在磁场中受力的大小和方向的规律
D.楞次通过实验总结了感应磁场方向总是与原磁场方向相反的定律
12.(本题4分)下列说法正确的是( )
A.发现电磁感应现象的科学家是奥斯特,发现电流磁效应的科学家是法拉第
B.奥斯特的思维和实践没有突破当时人类对电和磁认识的局限性
C.产生感应电流的原因都与变化或运动有关
D.电磁感应现象的发现使人们找到了“磁生电”的方法,开辟了人类的电气化时代
13.(本题4分)下列说法正确的是( )
A.闭合电路内只要有磁通量,就有感应电流产生
B.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中不一定有感应电流产生
C.线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感应电流产生
D.当导体切割磁感线时,一定产生感应电动势
14.(本题4分)关于物理学史,下列说法中正确的是( )
A.电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的
B.法拉第不仅提出了场的的概念,而且直观地描绘了场的清晰图象
C.安培通过实验发现了电流的磁效应,首次揭示了电与磁的联系
D.楞次通过线圈实验首次发现了磁生电的现象
三、解答题(共54分)
473392532575515.(本题8分)边长为10cm匝数为10的正方形线圈垂直于磁感应强度B的方向置于0.2T的匀强磁场中试求:
(1)图示位置时穿过线圈的磁通量为多少?
(2)若将线圈以一边为轴转过60°则穿过线圈的磁通量为多少?
(3)若将线圈以一边为轴转过180°,则穿过线圈的磁通量变化了多少?
16.(本题8分)法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,如图甲所示线圈A的电路在开关S接触或断开的瞬间3915410401320线圈B中产生瞬时电流.法拉第发现铁环并不是必需的,拿走铁环,再做这个实验电磁感应现象仍然发生.只是线圈B中的电流弱些,如图乙所示。
思考:
(1)为什么在开关断开和闭合的瞬间线圈B中有感应电流产生?
(2)开关断开或者闭合以后线圈B中还有电流产生吗?
(3)你能否由此总结出产生感应电流的条件?
326834555245
17.(本题9分)如图甲、乙所示。
(1)穿过两闭合回路的磁通量是否发生改变?
(2)两闭合回路中有无感应电流?
18.(本题9分)把两边配对的人和物理事件用线段连接起来
法拉第 电磁场理论
麦克斯韦 电流磁效应
奥斯特 用实验验证电磁波存在
赫兹 点电荷间的相互作用力
库仑 电磁感应
19.(本题10分)匀强磁场区域宽为L,一正方形线框abcd的边长为l,且l>L,线框以速度v通过磁场区域,如图所示,从线框进入到完全离开磁场的时间内,线框中没有感应电流的时间是多少?
4772025129540
477202577152520.(本题10分)如图所示,磁感应强度为B的有界匀强磁场垂直穿过边长为a的正三角形线圈(磁场的边界也为正三角形,面积与线圈的面积相等).试求:在将线圈绕其重心逆时针转过60°的过程中,穿过线圈的磁通量的变化量为多少?
参考答案
1.B
【解析】
【分析】
【详解】
A. 电荷量 e 的数值最早是由美国物理学家密立根测得的,选项A正确,不符合题意;
B. 洛伦兹发现了磁场对运动电荷有力的作用,选项B错误,符合题意;
C. 法拉第发现了电磁感应现象,选项C正确,不符合题意;
D. 库仑在前人工作的基础上,通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律,选项D正确,不符合题意;
故选B。
2.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.法拉第发现了电磁感应现象,使人类迈进了使用电的时代,故A正确;
B.20世纪初,爱因斯坦建立了狭义相对论,得出了一些不同于经典力学的观念和结论,故B正确;
C.焦耳用实验研究了电流的热效应,欧姆总结出欧姆定律,故C错误;
D.焦耳发现了电流的热效应,定量得出了电能和热能之间的转换关系,总结出焦耳定律,故D正确;
本题选择不正确的,故选C。
3.A
【解析】
【分析】
【详解】
AB.因磁通量变化产生感应电动势的现象,叫电磁感应。通过闭合电路的磁通量发生变化是产生感应电流的条件。闭合线圈面积不变,改变磁场强度,磁通量也会改变,也会发生电磁感应现象。运动的磁铁能够使附近静止的线圈中产生电流,故A正确,B错误;
CD.线圈可以相对磁体运动,静止的磁铁可以使附近运动的线圈中产生电流,故CD错误。
故选A。
4.C
【解析】
【分析】
【详解】
首先通过实验发现电磁感应现象的科学家是法拉第。
故选C。
5.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.法拉第发现了电磁感应现象,选项A正确,不符合题意;
B.奥斯特发现了电流磁效应,选项B正确,不符合题意;
C.洛伦兹发现了带电粒子在磁场中的相互作用力,选项C错误,符合题意;
D.安培提出了分子电流假说,选项D正确,不符合题意。
故选C。
6.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.法拉第发现了电磁感应现象,选项A错误;
B.卡文迪许利用扭秤装置测出了万有引力常量,选项B正确;
C.开普勒行星第三运动定律中false 中的k值只与中心天体太阳的质量有关,选项C错误;
D.伽利略通过理想斜面实验总结“力不是维持物体运动的原因”的结论,但他没有总结归纳出牛顿第一定律,故D错误。
故选B。
7.D
【解析】
【分析】
【详解】
首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是奥斯特,第一个发现电磁感应的科学家是法拉第
故选D。
8.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.电扇的主要元件是电动机,电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动工作的,A不符合题意。
B.电熨斗是利用电流的热效应工作的,B不符合题意。
C.发电机是利用电磁感应现象工作的,C符合题意。
D.电磁起重机是利用电流的磁效应工作的,选项D不符合题意。
故选C。
9.D
【解析】
【分析】
磁通量是穿过线圈的磁感线的条数.对照产生感应电流的条件:穿过电路的磁通量发生变化进行分析判断有无感应电流产生.
【详解】
将线圈向上平移或者向下平移时,穿过线圈的磁通量不变,没有感应电流产生,不符合题意.故AB错误.以bc边为轴转动45°,穿过线圈的磁通量仍为Φ=Bfalse,保持不变,没有感应电流产生,不符合题意.故C错误.以ad边为轴转动45°,穿过线圈的磁通量从Φ=Bfalse减小到零,有感应电流产生,符合题意.故D正确.故选D.
【点睛】
对于匀强磁场磁通量,可以根据磁感线条数直观判断,也可以根据磁通量的计算公式Φ=BSsinα(α是线圈与磁场方向的夹角)进行计算.
10.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.环节(1)提出“磁生电”思想是受到奥斯特发现在电生磁的现象的启发,A错误;
B.当时提出“磁生电”时还没能观察到磁生电现象,B错误;
C.在环节(2)中五种“磁生电”的条件总体可以概括为“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”就能产生感应电流,C正确;
D.“在磁场中运动的导体”如果形成闭合回路,就产生感应电流,若只有一根导体棒,只能产生感应电动势,也是电磁感应现象,因此D错误。
故选C。
11.BC
【解析】
【分析】
【详解】
A.电流产生磁场的原理与磁铁相同的假说不是奥斯特提出,是安培的分子电流假说,故A选项错误;
B.法拉第发现感应电流产生的条件,选项B正确;
C.安培总结出了判断安培力方向的左手定则,并得到安培力大小的表达式,所以C选项正确;
D.根据楞次定律,感应电流的方向总是阻碍原磁场的变化,原磁场减小时,感应磁场与原磁场方向相同,所以D选项错误。
故选BC。
12.CD
【解析】
【详解】
奥斯特发现了电流的磁效应,他的思维和实践突破了人类对电与磁认识的局限性,发现电磁感应现象的科学家是法拉第,产生感应电流的原因都与变化或运动有关。电磁感应现象的发现,宣告了电磁学的诞生,开辟了人类的电气化时代。
故选CD。
13.CD
【解析】
【详解】
AB.闭合回路磁通量发生变化才会产生感应电流,故AB错误。
C.线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感应电流产生,故C正确。
D.当导体切割磁感线时,不一定产生感应电流,但一定产生感应电动势,故D正确。
14.AB
【解析】
【详解】
A、电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的,他发现实验中所有被测量的油滴微粒的带电量均为一个最小电荷单元的整数倍,这个最小单元为元电荷,电荷量为false,故A正确;
B、法拉第不仅提出了场的概念,并引入了电场线、磁场线来描述电场和磁场,故B正确;
C、奥斯特发现了电流的磁效应,C错误;
D、法拉第通过线圈实验首次发现了磁生电的现象,D错误。
故选AB。
【点睛】
本题考查物理学史,是常识性问题,对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆,这也是考试内容之一。
15.(1)false (2) false (3)false
【解析】
【分析】
【详解】
(1)正方形线圈的面积:
false.
图示位置时,磁场与线圈垂直穿过线圈的磁通量:
false
(2)将线圈以一边为轴转过60°,磁场与线圈夹角为false ,穿过线圈的磁通量
false
(3)将线圈以一边为轴转过180°,则穿过线圈的磁通量变化:
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答案:(1)图示位置时穿过线圈的磁通量为false
(2)若将线圈以一边为轴转过60°则穿过线圈的磁通量为false
(3)若将线圈以一边为轴转过180°,则穿过线圈的磁通量变化了false
16.见解析
【解析】
【详解】
(1)开关断开和闭合时,A电路中电流发生变化,从而使A线圈产生的磁场发生变化,穿过B线圈的磁通量发生变化,从而使B中产生感应电流。
(2)当开关断开或闭合后,A电路稳定,周围的磁场不发生变化穿过B线圈的磁通量不变化,B线圈中无感应电流产生.
(3)产生感应电流需两个条件:①闭合电路;②磁通量发生变化.
答案:(1)开关断开和闭合时,A电路中电流发生变化,从而使A线圈产生的磁场发生变化,穿过B线圈的磁通量发生变化,从而使B中产生感应电流。
(2)当开关断开或闭合后,A电路稳定,周围的磁场不发生变化穿过B线圈的磁通量不变化,B线圈中无感应电流产生.
(3)产生感应电流需两个条件:①闭合电路;②磁通量发生变化
17.(1)甲中磁通量发生变化,乙中磁通量不变;(2)甲中有电流;乙中没有电流;
【解析】
【详解】
(1)导体棒向右运动过程中,闭合回路的面积逐渐增大,由false=BS知图甲穿过闭合回路的磁通量发生改变;矩形线框向右运动过程中,闭合回路面积和磁感应强度均不改变,由false=BS,知图乙穿过闭合回路的磁通量没有发生改变。
(2)图甲闭合回路中磁通量发生变化所以有感应电流;图乙闭合回路中没有感应电流。
18.见解析;
【解析】
【详解】
如图;
19.false
【解析】
【分析】
【详解】
从bc边到达右边界直至ad边到达左边界过程,无感应电流,故没有感应电流的时间是false.
20.false
【解析】
原来线圈的磁通量false
旋转后,线圈与磁场位置如图,则旋转后线圈的磁通量false
穿过线圈磁通量的变化false