13.3电磁感应现象及应用 同步练习—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word含答案）

13.3电磁感应现象及应用 同步练习
1．奥斯特首先发现电流周围存在磁场。随后，物理学家提出“磁生电”的闪光思想。很多科学家为证实这种思想进行了多年的艰苦研究，首先成功发现“磁生电”的物理学家是（　　）
A．法拉第 B．爱因斯坦 C．牛顿 D．霍金
2．在电磁学的发展过程中，许多物理学家做出了贡献，以下说法正确的是（　　）
A．奥斯特认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，提出了著名的洛伦兹力公式
B．法拉第通过实验总结出了电磁感应规律，并制造了世界上第一台手摇发电机
C．安培通过实验发现了通电导线周围存在磁场，首次揭示了电与磁的联系
D．欧姆在前人工作的基础上通过实验研究总结出了电流通过导体时产生的热量跟电流的关系——焦耳定律
3．管道髙频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接，焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为（　　）
A．奥斯特 B．安培 C．法拉第 D．库仑
4．如图是手持式金属探测器，它广泛应用于机场铁路等入口的安全检查，它的主要工作原理是电磁感应。以下应用也是利用了电磁感应原理的是（　　）
A．电吹风 B．避雷针
C．动圈式话筒 D．显像管
5．如图所示，把矩形线圈false放在匀强磁场中，使它的平面和磁感线平行。当线圈做下列哪种运动时，线圈中有感应电流（　　）
A．沿磁感线方向移动 B．沿垂直于磁感线方向移动
C．以false边为轴转动 D．以false边为轴转动
6．如下图所示的四幅图中能产生感应电流的是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中通以恒定电流，下列运动中，闭合金属线框中有感应电流产生的是（　　）
A．闭合金属线框向上平移
B．闭合金属线框向右平移
C．闭合金属线框以直导线为轴顺时针旋转
D．闭合金属线框向下平移
8．如图为“研究电磁感应现象”的实验装置，线圈A放在线圈B中，在闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏转.下列说法中正确的是（　　）
A．闭合开关后，将线圈A从线圈B中抽出时，电流计指针向右偏转
B．闭合开关后，滑片P向右滑动时，电流计指针向右偏转
C．闭合开关后，线圈A、B保持不动，电流计指针一直向右偏转
D．断开开关瞬间，电流计指针向右偏转
9．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
10．在纸面内放有一条形磁铁和一个位于磁铁正上方的圆形线圈（如图所示），下列情况中能使线圈中产生感应电流的是（　　）
A．将磁铁在纸面内向上平移 B．将磁铁在纸面内向右平移
C．将磁铁绕垂直纸面的轴转动 D．将磁铁的false极向纸外转，false极向纸内转
11．如图所示，一根直导线穿过圆环a的对称轴和圆环b的中心轴线，三者相互绝缘，当导线中的电流突然增大时，下列说法中正确的是（ ）
A．两环都产生感应电流 B．a环产生感应电流，b环无感应电流
C．两环都无感应电流 D．b环产生感应电流，a环无感应电流
12．如图所示，一水平闭合导线框由条形磁铁的S极附近下落，从图中位置1经位置2到达位置3，其中位置2所在平面是跟磁铁中心轴线重合的水平面，位置1和位置3都靠近位置2。则在该过程中（　　）
A．线框从位置1到位置2和从位置2到位置3都有感应电流产生
B．线框从位置1到位置2和从位置2到位置3都没有感应电流产生
C．线框从位置1到位置2有感应电流产生，从位置2到位置3没有感应电流产生
D．线框从位置1到位置2没有感应电流产生，从位置2到位置3有感应电流产生
13．如图所示，虚线边界内存在垂直纸面向里的匀强磁场，用绝缘细线系住一闭合金属线圈从false位置释放，经过磁场后在false位置用手接住。已知磁场区域宽度大于线圈直径，线圈平面始终与纸面平行。在此过程中线圈中有感应电流产生的是（　　）
A．线圈在false位置释放的瞬间 B．线圈从左边界进入磁场的过程中
C．线圈在最低点false时 D．线圈在false位置被接住的瞬间
14．如图所示，1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器false组成一个回路，B线圈与开关false、电流表G组成另一个回路。通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件。关于该实验下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关S的瞬间，电流表G中有false的感应电流
B．闭合开关S的瞬间，电流表G中有false的感应电流
C．闭合开关S后，在增大电阻false的过程中，电流表G中有false的感应电流
D．闭合开关S后，在增大电阻false的过程中，电流表G中有false的感应电流
15．如图，长直导线MN中通有恒定电流I，其正下方有矩形导线框abcd，导线框abcd与长直导线MN处于同一竖直面内。在下列情况中，导线框abcd中有感应电流产生的是（　　）
A．导线框以长直导线MN为轴转动 B．导线框加速向右移动
C．导线框匀速向左移动 D．导线框以cd边为轴转动
16．一个椭圆形闭合金属线圈固定放置在纸面内，其左侧同一平面内固定一根直导线，给直导线通以如图1所示的电流，取该方向为电流的正方向，电流随时间变化规律的图像如图2所示，可判断（　　）
A．闭合线圈所在处的磁场方向垂直纸面向里
B．闭合线圈内磁通量一直增加
C．闭合线圈内的感应电流存在情况：有、无、有顺次出现
D．闭合线圈内的感应电流存在情况：无、有、无顺次出现
17．某实验如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B。如果在B线圈上得不到电流，则在A线圈上通入下图中哪种电流（　　）
A． B． C． D．
18．如图所示，条形磁铁放置在金属圆环的正中央，圆环和小型条形磁铁处在同一平面内，轴线OO'与圆环平面重合。现要在圆环中产生感应电流，下列办法中可行的是（　　）
A．让磁铁绕其轴OO'转动60°
B．让环在纸面内绕环心顺时针转动60°
C．让环沿纸面向上移动一小段距离
D．让磁铁绕其几何中心在纸平面内顺时针转动60°
19．如图是漏电保护器的部分电路图，由金属环，线圈，控制器组成，其工作原理是控制器探测到线圈中有电流时会把入户线断开，即称电路跳闸，下列有关漏电保护器的说法正确的是（　　）
A．当接负载的电线中电流均匀变化时，绕在铁芯上的线圈中有稳定的电流
B．当接负载的电线短路或电流超过额定值时，漏电保护器会发出信号使电路跳闸
C．只有当接负载的电线漏电时，绕在铁芯上的线圈中才会有电流通过
D．当接负载的电线中电流不稳定时，漏电保护器会发出信号使电路跳闸
20．如图所示，A、B两回路中各有一开关S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能的是（ ）
A．先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转
B．S1、S2闭合后，在断开S2的瞬间，电流计指针偏转
C．先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转
D．S1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，电流计指针偏转
21．如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，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内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，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
参考答案
1．A
【详解】
1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，即“电生磁”的现象，英国科学家法拉第坚信电与磁是紧密联系的，经过十多年的艰苦研究，于1831年发现了电磁感应现象，即“磁生电”的现象。
故选A。
2．B
【详解】
A．洛伦兹认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，提出了著名的洛伦兹力公式。故A错误；
B．法拉第通过实验总结出了电磁感应规律，并制造了世界上第一台手摇发电机。故B正确；
C．奥斯特通过实验发现了通电导线周围存在磁场，首次揭示了电与磁的联系。故C错误；
D．焦耳在前人工作的基础上通过实验研究总结出了电流通过导体时产生的热量跟电流的关系——焦耳定律。故D错误。
故选B。
3．C
【详解】
根据题意，焊接过程所利用的是变化的磁场在线圈中产生变化的电流，再利用电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接，属于电磁感应现象，是由法拉第发现的。
故选C。
4．C
【详解】
A．电吹风用的是电流的热效应，A错误；
B．避雷针用的是静电感应，B错误；
C．动圈式话筒用的是电磁感应原理，C正确；
D．显像管用的是带电粒子在磁场中的偏转，D错误。
故选C。
5．D
【详解】
A．当线圈沿磁感线方向移动时，线圈的磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生。故A错误；
B．当线圈沿垂直于磁感线方向移动时，线圈的磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生。故B错误；
C．当线圈以ad边为轴转动时，磁感线始终与线圈平行，磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生。故C错误；
D．当线圈以cd边为轴转动时，穿过线圈的磁通量从无到有发生变化，有感应电流产生。故D正确。
故选D。
6．B
【详解】
A．线圈不闭合，不能产生感应电流，A错误；
B．闭合线圈的磁通量发生变化，能产生感应电流，B正确；
CD．磁通量都始终等于零，都不能产生感应电流，CD错误。
故选B。
7．B
【详解】
AD．当闭合金属线框向上平移或向下平移时，磁通量保持不变，没有感应电流的产生，故AD错误；
B．当闭合金属线框向右平移时磁场减弱，磁通量减小有感应电流的产生，故B正确；
C．当闭合金属线框以直导线为轴顺时针旋转时，由于磁场空间的对称性，磁通量保持不变，没有感应电流的产生，故C错误。
故选B。
8．B
【详解】
在闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏转，说明穿过线圈的磁通量增加时电流计的指针向右偏转；
A．闭合开关后，将线圈A从线圈B中抽出时，穿过线圈的磁通量减小，则电流计指针向左偏转，选项A错误；
B．闭合开关后，滑片P向右滑动时，回路中电流变大，穿过线圈的磁通量变大，则电流计指针向右偏转，选项B正确；
C．闭合开关后，线圈A、B保持不动，穿过线圈的磁通量不变，则电流计指针不偏转，选项C错误；
D．断开开关瞬间，回路中电流变小，穿过线圈的磁通量变小，则电流计指针向左偏转，选项D错误；
故选B。
9．C
【详解】
A．保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动，磁通量一直为零，故磁通量不变，无感应电流，A错误；
B．保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动，磁通量一直为零，故磁通量不变，无感应电流，B错误；
C．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动，磁通量周期性地改变，故一定有感应电流，C正确；
D．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转，磁通量一直为零，故磁通量不变，无感应电流，D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．图示位置，没有磁感线穿过线圈，线圈的磁通量为零，将磁铁在纸面内向上平移时，线圈的磁通量仍为零，没有变化，所以线圈中没有感应电流产生，故A错误；
B．图示位置，没有磁感线穿过线圈，线圈的磁通量为零，将磁铁在纸面内向右平移时，线圈的磁通量仍为零，没有变化，所以线圈中没有感应电流产生，故B错误；
C．图示位置，没有磁感线穿过线圈，线圈的磁通量为零，将磁铁绕垂直纸面的轴转动，线圈的磁通量仍为零，没有变化，所以线圈中没有感应电流产生，故C错误；
D．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内，将有磁感线穿过线圈，线圈的磁通量增大，将产生感应电流，故D正确；
故选D。
11．C
【详解】
产生感应电流的条件是闭合线圈内的磁通量发生变化，而a、b圆环中的磁通量始终为零，因此当导线中电流增大时，a、b圆环中磁通量没有变化，所以两环中没有感应电流产生。
故选C。
12．A
【详解】
线框从位置1到位置2，穿过线框的磁通量减小，从位置2到位置3，穿过线框的磁通量增大，磁通量均有变化，都有感应电流产生，A正确。
故选A。
13．B
【详解】
要产生感应电流，则需要有磁通量的变化，由图可知，只有在线圈进出磁场的过程中磁通量发生变化，所以线圈从左边界进入磁场的过程中，会产生感应电流，在线圈在false位置释放的瞬间、线圈在最低点false时、线圈在false位置被接住的瞬间磁通量都没有发生改变，故不能产生感应电流，故B正确，ACD错误。
故选B。
14．D
【详解】
AB．闭合与断开开关S的瞬间，穿过线圈B的磁通量都不发生变化，电流表G中均无感应电流。故AB错误；
CD．闭合开关S后，在增大电阻R的过程中，电流减小，则通过线圈B的磁通量减小了，根据右手螺旋定则可确定穿过线圈B的磁场方向，再根据楞次定律可得：电流表G中有b→a的感应电流，故C错误，D正确。
故选D。
15．D
【详解】
A．导线框以长直导线MN为轴转动，穿过线框的磁通量始终没变，没有产生感应电流，A错误；
BC．导线框加速向右移动或匀速向左移动过程，线框经过处磁场没有发生变化，穿过线框的磁通量始终没变，没有产生感应电流，BC错误；
D．导线框以cd边为轴转动的过程，线框内的磁通量会发生变化，会产生感应电流，D正确。
故选D。
16．C
【详解】
A．由安培定则可知，闭合线圈所在处的磁场方向垂直纸面向外，A错误；
B．因直线电流先增加后不变，再减小，则闭合线圈内磁通量先增加后不变，再减小，B错误；
CD．因为穿过闭合线圈内磁通量先向外增加后不变，再向外减小，则闭合线圈内的感应电流存在情况：有、无、有顺次出现，C正确，D错误。
故选C。
17．A
【详解】
A．若A线圈中通入恒定的电流，B线圈的磁通量不发生变化，B线圈中不产生感应电流，A正确；
BCD．若A线圈中通入变化的电流，B线圈的磁通量发生变化，B线圈中产生感应电流，BCD错误。
故选A。
18．A
【详解】
A．要使线圈中产生感应电流，必须使穿过线圈的磁通量发生变化，由题知，图示时刻穿过线圈的磁通量为零，让磁铁绕其轴OO'转动false，穿过线圈的磁通量增大，所以有感应电流产生，故A正确；
BCD．让环在纸面内绕环心顺时针转动false；让环沿纸面向上移动一小段距离；让磁铁绕其几何中心在纸平面内顺时针转动false，穿过线圈的磁通量仍为零，保持不变，所以不产生感应电流，故BCD错误。
故选A。
19．C
【详解】
漏电保护器的工作原理是控制器探测到线圈中有电流时会把入户线断开，线圈的磁通量是由流入负载的导线中的电流和流出负载的导线中的电流在线圈中产生的磁通量的叠加，由于一般情况下，流入负载导线中的电流和流出负载导线中的电流等大反向，故线圈中的磁通量为零，无电流产生。而发生漏电时，流入负载导线中的电流和流出负载导线中的电流大小不等，线圈的磁通量发生变化，有电流产生。
故选C。
20．AD
【详解】
A．先闭合S2，构成闭合电路，当后闭合S1的瞬间时，通过线圈A的电流增大，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，从而产生感应电流，则指针发生偏转，故A正确；
B．当S1、S2闭合后，稳定后线圈B中没有磁通量的变化，因而线圈B中没有感应电流，在断开S2的瞬间，当然指针也不偏转，故B错误；
C．先闭合S1，后闭合S2的瞬间，穿过线圈B的磁通量没有变化，则不会产生感应电流，故C错误；
D．当S1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，因而出现感应电流，故D正确，
故选AD
21．CD
【详解】
根据安培定则可判断出电流产生的磁场方向，线圈a中的磁场方向均垂直于纸面向里，线圈c中的磁场方向均垂直于纸面向外，线圈b、d中的合磁通量始终为零，故增大两直导线中的电流时，线圈a、c中的磁通量发生变化，有感应电流产生，而线圈b、d中无感应电流产生，选项C、D正确，A、B错误．