4.2 探究感应电流产生的条件 同步训练（word版含答案）

4.2探究感应电流产生的条件
同步训练
一、单选题(共30分)
1．(本题3分)下面关于电磁感应现象的说法中，正确的是（　　）
A．只要穿过闭合电路中的磁通量不为零，闭合电路中就一定有感应电流产生
B．穿过闭合电路中的磁通量减少，则闭合电路中感应电流减小
C．穿过闭合电路中的磁通量变化越快，则闭合电路中感应电动势越大
D．穿过闭合电路中的磁通量越大，则闭合电路中的感应电动势越大
51460402870202．(本题3分)用如图所示的实验装置研究电磁感应现象，下列说法中正确的是（　　）
A．当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针不发生偏转
B．当把磁铁S极从线圈中拔出时，电流表指针不发生偏转
C．保持磁铁在线圈中相对静止时，电流表指针不发生偏转
D．若磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针发生偏转
3．(本题3分)下列图示中，正方形闭合线圈始终在匀强磁场中运动，线圈中能产生感应电流的是( )
A．水平方向匀速运动 B．水平方向匀速运动
C．绕O点在纸面内移动 D．绕轴OO’转动
4．(本题3分)1831年8月29日，法拉第经历近十年的研究终于在一次实验中发现了电磁感应现象：把两个线圈绕在同一个铁环上（如图），一个线圈接到电源上，另一个线圈接入“电流表”，在给一个线圈通电或断电的瞬间，另一个线圈中也出现了电流。之后他设计出几十个关于电磁感应现象的实验，并把它们总结成五类情况，请结合你学习电磁感应知识判断以下哪个选项不属于这五类现象（　　）
542925010160A．恒定的电流 B．变化的磁场
C．运动的磁铁 D．在磁场中运动的导体
5．(本题3分)下图中在图示位置能产生感应电流的是（　　）
A．B．C． D．
6．(本题3分)2019年1月3日，我国发射的“嫦娥四号”探测器成功软着陆月球背面的南极艾特肯盆地冯卡门撞击坑，完成了人类航天史的又一壮举。不久的将来中国人将真正实现飞天梦，进入那神秘的广寒宫。假如有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是（　　）
A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无
B．将电流表与线圈组成闭合回路，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场
C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场
D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场
7．(本题3分)如图所示，两线圈绕在圆环铁芯上，左边连接电源，右边连接一小灯泡，老师用此装置做实验时，某同学发现，小灯泡会亮。当开关S处于不同状态时小灯泡会有的现象，下列说法正确的是（　　）
A．开关闭合后的瞬间，小灯泡会亮一下，电流方向向下
B．开关闭合并保持一段时间，在这段时间内，小灯泡一直会亮
C．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小灯泡会亮一下，电流方向向下
D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小灯泡中不会有电流流过
8．(本题3分)下列不涉及电磁感应的是（ ）

A．延时继电器 B．机场的安检门 C．霍尔效应现象 D．在磁场中旋转的铜盘
9．(本题3分)如图所示，圆形线框在匀强磁场中所做的各种运动，能够产生感应电流的是（　　）
A．B．C． D．
401002538100010．(本题3分)如图甲所示为法拉第在研究电磁感应时用过的线圈，其工作原理如图乙所示，则实验中不会使电流表指针发生偏转的是( )
A．保持开关闭合 B．开关闭合瞬间
C．开关断开瞬间 D．移动变阻器滑片
二、多选题(共16分)
11．(本题4分)下列情况能产生感应电流的是(　　)
4276725501650
A．如图甲所示，导体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
391414031305512．(本题4分)如图所示，O1O2是矩形导线框ABCD的对称轴，其左方有匀强磁场，下列情况下ABCD中有感应电流产生的是（　　）
A．以AD为轴向纸外转动90°
B．将ABCD向上平移
C．将ABCD以AB为轴转动60°
D．将ABCD以CD为轴转动60°
501967528194013．(本题4分)如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出．已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h，下列说法正确的是（　　）
A．线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生
B．线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生
C．线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转化成电能
D．整个线框都在磁场中运动时，机械能转化成电能
506666544894514．(本题4分)如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路．将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态．下列说法正确的是（ ）
A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
三、实验题(共8分)
15．(本题8分)在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央。然后按图乙所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路。
（1）S闭合后，将螺线管A（原线圈）插入螺线管B（副线圈）的过程中，电流表的指针将________偏转。
4057650133350（2）线圈A放在B中不动时，指针将________偏转。
（3）线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表指针将________偏转。
（4）线圈A放在B中不动，突然断开S。电流表指针将________偏转。（填向左、向右、不）
四、解答题(共46分)
462915084010516．(本题9分)如图所示，固定于水平面上的金属架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．
487680040005017．(本题9分)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。
478155079248018．(本题9分)磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内，有一个电阻为R，边长为l的正方形导线框abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度v匀速通过磁场区域，如图所示，从ab进入磁场开始计时．
(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象；
(2)判断线框中有无感应电流．
19．(本题10分)矩形线框false的边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴false转动，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与false垂直，初位置时线框平面与B平行，如图所示.
（1）初位置时穿过线框的磁通量false为多少？
（2）当线框沿如图所示方向绕过60°时，磁通量false为多少？这一过程中磁通量的变化false为多少？
5153025135890（3）当线框绕轴沿图示方向由（2）问中的位置再转过60°位置时磁通量false为多少？这一过程中false为多少?
5057775113538020．(本题9分)为了让学生能够更好地理解感应电流产生的条件，物理老师孟成设计了如图所示的装置，固定于水平面上的金属架abcd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．false时，磁感应强度为false，此时MN到达的位置恰好使MbcN构成一个边长为false的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，推导从false开始，磁感应强度B随时间t变化的关系式．
参考答案
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．穿过闭合电路中的磁通量不为零时，若磁通量不发生变化，闭合电路中没有感应电流产生，选项A错误；
B．穿过闭合电路中的磁通量减少，磁通量的变化率不一定减少，根据法拉第电磁感应定律则知感应电动势不一定减少，感应电流就不一定减少，选项B错误；
CD．根据法拉第电磁感应定律则知，感应电动势的大小与磁通量变化率成正比，与磁通量没有直接关系，所以磁通量越大，感应电动势不一定越大；而磁通量变化越快，磁通量变化率就越大，则闭合电路中感应电动势越大，选项C正确，D错误。
故选C。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
闭合线圈磁通量发生改变时会产生感应电流，电流表指针发生偏转，当把磁铁N极向下插入线圈时，当把磁铁S极从线圈中拔出时，磁通量改变，电流表针发生偏转，保持磁铁在线圈中相对静止时，磁铁和线圈一起以同一速度向上运动时，磁通量不变，电流表不发生偏转，故ABD错误，C正确。
故选C。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．线框平行于磁场感应线运动，穿过线框的磁通量没有变化，不会产生感应电流，A错误；
B．线框整体垂直于磁感线运动，虽然切割磁感线，但穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，B错误；
C．线框绕轴转动，但穿过的磁通量为零，且始终为零，因此也不会产生感应电流，故C错误；
D．线框绕轴转动，导致磁通量发生变化，因此线框产生感应电流，故D正确。
故选D。
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
因为电磁感应现象是一个瞬间现象，只有在磁通量改变的时候才会出现，因此恒定的电流产生恒定的磁场，无法发生电磁感应现象，因此A符合题意，BCD不符合题意，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．中线圈不闭合，不能产生感应电流，故A错误；
B．中两导体棒向左右两侧运动，闭合回路面积增大，且闭合，又在匀强电场中，故产生感应电流，故B正确；
C．中闭合线圈与磁场平行，向上运动，磁通量不变，始终为零，故不能产生感应电流，故C错误；
D．中闭合线圈与匀强磁场垂直，右拉时，磁通量不变，故不产生感应电流，故D错误．
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．直接将电流表放于月球表面，电流表电路是断开的，不能产生感应电流，无法判断有无磁场．故A错误；
B．将电流表与线圈组成回路，线圈不运动，磁通量不变，则线圈中不会有感应电流，所以电流表无示数，不能判断月球表面无磁场．故B错误；
C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若运动方向平行磁感线，不会产生感应电流，则如电流表无示数，线圈中磁通量不发生变化，不能说明月球表面有磁场．故C错误；
D．将电流表与线圈组成闭合回路，线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则说明线圈磁通量变化，可判断月球表面有磁场，故D正确。
故选D。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．开关闭合后的瞬间，左边线圈中的电流变大，左边线圈中产生的磁场方向向上，穿过右边线圈的磁通量变大，且磁场方向向下，由楞次定律可知，电流方向向上，故A错误；
B．开关闭合并保持一段时间，在这段时间内，左边线圈中的电流不变，产生的磁场不变，穿过右边线圈的磁通量不变，则无电流产生，小灯泡不会亮，故B错误；
CD．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，左边线圈中的电流变小，左边线圈中产生的磁场方向向上，穿过右边线圈的磁通量变小，且磁场方向向下，由楞次定律可知，电流方向向下，则小灯泡会亮一下，故C正确，D错误。
故C。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．延时继电器中AB两个线圈中有电磁感应现象，选项A不符合题意；
B．机场的安检门是利用电磁感应进行检测的，选项B不符合题意；
C．霍尔效应现象是带电粒子在磁场中的偏转问题，不涉及电磁感应现象，选项C符合题意；
D．在磁场中旋转的铜盘会产生感应电动势，从而在圆盘边缘和中心之间产生电势差，涉及电磁感应现象，选项D不符合题意。
故选C。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．线圈向右匀速平动时，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，A错误；
B．线圈绕OO′转动时，磁通量不断变化，会产生感应电流，B正确；
C．线圈绕O点转动时，磁通量不变，不会产生感应电流，C错误；
D．线圈绕OO′转动时，磁通量始终为零，不会产生感应电流，D错误。
故选B。
10．A
【解析】
【分析】
【详解】
开关闭合状态下，线圈中电流恒定，穿过线圈的磁通量不发生变化，没有感应电流，电流表指针不会发生偏转，故A正确．当开关接通的瞬间、开关断开的瞬间或者移动变阻器滑片时，线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，指针发生偏转．故BCD错误．故选A．
11．BD
【解析】
【分析】
【详解】
能产生感应电流的条件是闭合电路中磁通量发生改变，所以BD正确．
12．AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．以AD为轴向纸外转动90°，则穿过线圈的磁通量减小，则线圈中有感应电流产生，选项A正确；
B．将ABCD向上平移，则穿过线圈的磁通量不变，则线圈中无感应电流产生，选项B错误；
C．将ABCD以AB为轴转动60°，则穿过线圈的磁通量始终为falseBS，则线圈中无感应电流产生，选项C错误；
D．将ABCD以CD为轴转动60°，则穿过线圈的磁通量由falseBS减小到零，则线圈中由感应电流产生，选项D正确。
故选AD。
13．AC
【解析】
【分析】
【详解】
AB．线框在进入和穿出磁场的过程中，穿过线框的磁通量发生变化，有感应电流产生，而整个线框都在磁场中运动时，线框的磁通量不变，没有感应电流产生， B错误A正确；
C．线框在进入和穿出磁场的过程中，产生感应电流，线框的机械能减小转化为电能，C正确；
D．整个线框都在磁场中运动时，没有感应电流产生，线框的重力势能转化为动能，机械能守恒，D错误。
故选AC。
14．AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．断出直导线中电流方向为由南向北，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，A正确；
BC．开关闭合并保持一段时间后，左侧线圈中磁通量不变，线圈中感应电动势和感应电流为零，直导线中电流为零，小磁针恢复到原来状态， BC错误；
D．开关闭合并保持一段时间后再断开后的瞬间，左侧的线圈中磁通量变化，产生感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由北向南，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D正确．
15．向右 不 向右 向左
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]．线圈A中磁场方向向上，插入B线圈，故线圈B中磁通量变大，阻碍变大，故感应电流的磁场方向向下，故电流从右向左流过电流表，故电流表指针向右偏转；
（2）[2]．线圈不动，磁通量不变，无感应电流，故指针不动；
（3）[3]．线圈A中磁场方向向上，滑片向左移动，电流变大，故线圈B中磁通量变大，阻碍变大，故感应电流的磁场方向向下，故电流从右向左流过电流表，故电流表指针向右偏转；
（4）[4]．线圈A放在B中不动，突然断开S。电流变小，故线圈B中磁通量变小，阻碍变小，故感应电流的磁场方向向上，故电流从左向右流过电流表，故电流表指针向左偏转；
16．B0ll+vt
【解析】
【详解】
要使棒不产生感应电流，穿过回路的磁通量应保持不变，则有：B0l2=Bl（l+vt），
解之得：B=B0ll+vt；
17．(1)有 (2)没有 (3)有 (4) 有
【解析】（1）开关闭合瞬间，电路中电流增大，线圈产生的磁场增强，穿过线圈Ⅱ的磁通量增大，产生感应电流。
（2）开关闭合一段时间后，线圈中是恒定的电流，线圈产生稳恒的磁场，穿过线圈Ⅱ的磁通量不变，没有感应电流产生。
（3）通电时，来回移动变阻器滑动端时，变阻器接入电路的电阻变化，电路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过线圈Ⅱ磁通量变化，产生感应电流。
（4）将电键突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无消失，穿过穿过线圈Ⅱ的磁通量减小，产生感应电流。
18．(1) (2) 线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中产生感应电流．线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应电流产生．线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减小，线框中产生感应电流．
【解析】
线框穿过磁场的过程可分为三个阶段：进入磁场阶段(只有ab边在磁场中)、在磁场中运动阶段(ab、cd两边均在磁场中)、离开磁场阶段(只有cd边在磁场中)．
(1)①线框进入磁场阶段：t为0～false，线框进入磁场中的面积与时间成正比，即S＝lvΔt1
故Φ＝BS＝BlvΔt1，Δt1＝false时，Φ＝Bl2.
②线框在磁场中运动阶段：t为false～false，线框中的磁通量为Φ＝Bl2，保持不变，此过程Δt2＝false.
③线框离开磁场阶段：t为false～false，线框中的磁通量均匀减小，
即Φ＝Bl(l－vΔt3)＝Bl2－BlvΔt3
当t＝false时，Δt3＝，Φ＝0.
因此，穿过线框的磁通量随时间的变化图象如图所示．
(2)线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中产生感应电流．线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应电流产生．线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减小，线框中产生感应电流．
19．(1)0 (2) false false
（3）false 0
【解析】
【分析】
【详解】
本题的关键是分析矩形线框的平面是否与60°B垂直，只有垂直时才能应用false，
不垂直时，S为面积沿与B垂直方向投影，为能清晰地观察面积与B夹角的情况，可作出其俯视图，如图所示．
（1）当处于如图所示ad位置时，从俯视图可看出没有磁感线穿过矩形线框故false.
（2）当绕轴（从上往下看沿逆时针方向转动60到a’d’位置时，线框与B的夹角false=60°，此时的磁通量为：
false
这一过程中磁通量的变化false为
false
（3）当再由a’d’位置逆时针转60时，到a’’d’’，这时线框与B方向成120°角．
此时穿过线框的磁通量为：
false
此过程中磁通量的变化量为
false．
答案：（1）初位置时穿过线框的磁通量false为0
（2）当线框沿如图所示方向绕过60°时，磁通量false为false，这一过程中磁通量的变化false为false
（3）再转过60°位置时磁通量false为false，这一过程中false为0
20．false
【解析】
【详解】
为了使false中不产生感应电流，必须要求false构成的闭合电路的磁通量不变，
则有：
false
而：
false
所以，从false开始，磁感应强度false随时间false的变化规律是：
false