2024-2025學(xué)年新教材高中物理第5章初識(shí)電磁場(chǎng)與電磁波第2節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用課時(shí)分層作業(yè)含解析魯科版第三冊(cè)

PAGE3-電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用(建議用時(shí)：20分鐘)1．關(guān)于磁通量，下列敘述正確的是()A．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過(guò)一截面的磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與該面面積的乘積B．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，a線(xiàn)圈的面積比b線(xiàn)圈的大，則穿過(guò)a線(xiàn)圈的磁通量肯定比穿過(guò)b線(xiàn)圈的磁通量大C．把一個(gè)線(xiàn)圈放在M、N兩處，若放在M處時(shí)穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量比放在N處時(shí)大，則M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度肯定比N處大D．同一線(xiàn)圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大處，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量不肯定大D[磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與平面在垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積的乘積，A錯(cuò)誤；線(xiàn)圈面積大，但投影面積不肯定大，B錯(cuò)誤；磁通量大，磁感應(yīng)強(qiáng)度不肯定大，C錯(cuò)誤、D正確。]2．如圖所示，a、b是兩個(gè)同平面、同心放置的金屬圓環(huán)，條形磁鐵穿過(guò)兩圓環(huán)且與兩環(huán)平面垂直，則穿過(guò)兩圓環(huán)的磁通量Φa、Φb的大小關(guān)系為()A．Φa>Φb B．Φa<ΦbC．Φa＝Φb D．不能比較A[條形磁鐵磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)的分布特點(diǎn)是：①磁鐵內(nèi)外磁感線(xiàn)的條數(shù)相同；②磁鐵內(nèi)外磁感線(xiàn)的方向相反；③磁鐵外部磁感線(xiàn)的分布是兩端密、中間疏。兩個(gè)同心放置的同平面的金屬圓環(huán)與磁鐵垂直且磁鐵在中心時(shí)，通過(guò)其中一個(gè)圓環(huán)的磁感線(xiàn)的俯視圖如圖所示，穿過(guò)該圓環(huán)的磁通量Φ＝Φ進(jìn)－Φ出，由于兩圓環(huán)面積Sa<Sb，兩圓環(huán)的Φ進(jìn)相同，而Φ出a<Φ出b，所以穿過(guò)兩圓環(huán)的有效磁通量Φa>Φb，故選項(xiàng)A正確。]3．關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，下列說(shuō)法正確的是()A．任一閉合回路在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，閉合回路中肯定會(huì)有感應(yīng)電流B．任一閉合回路在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，閉合回路中肯定會(huì)有感應(yīng)電流C．穿過(guò)任一閉合回路的磁通量為零的瞬間，閉合回路中肯定不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D．無(wú)論用什么方法，只要穿過(guò)閉合回路的磁感線(xiàn)凈條數(shù)發(fā)生了變更，閉合回路中就肯定會(huì)有感應(yīng)電流D[只要穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變更就肯定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，而磁通量是穿過(guò)某一面積磁感線(xiàn)的凈條數(shù)，選項(xiàng)D正確；閉合回路在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，磁通量可能變更，也可能不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；閉合回路在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，磁通量可能變更，也可能不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；磁通量為零的瞬間不能說(shuō)明閉合回路中的磁通量沒(méi)有發(fā)生變更，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。]4．(多選)如圖所示，起先時(shí)矩形線(xiàn)框與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直，且一半在磁場(chǎng)內(nèi)，一半在磁場(chǎng)外，若要使線(xiàn)框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列方法中可行的是()A．將線(xiàn)框向左拉出磁場(chǎng)B．以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)C．以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°)D．以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°)ABC[將線(xiàn)框向左拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中，線(xiàn)框的bc部分做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，或者說(shuō)穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量削減，所以線(xiàn)框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)線(xiàn)框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)框的cd邊的右半段在做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，或者說(shuō)穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量在發(fā)生變更，所以線(xiàn)框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)線(xiàn)框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°)時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量在減小，所以在這個(gè)過(guò)程中線(xiàn)框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。假如轉(zhuǎn)過(guò)的角度超過(guò)60°(60°～300°)，bc邊在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)轉(zhuǎn)動(dòng)，那么線(xiàn)框中將不產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)線(xiàn)框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，假如轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于60°，則穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量始終保持不變(其值為磁感應(yīng)強(qiáng)度與矩形線(xiàn)框面積的一半的乘積)，A、B、C正確。]5．如選項(xiàng)圖所示的條件下，閉合矩形線(xiàn)圈能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()D[因?yàn)榫€(xiàn)圈平面平行于磁感線(xiàn)，在以O(shè)O′為軸轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，線(xiàn)圈平面始終與磁感線(xiàn)平行，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量始終為零，所以無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，A錯(cuò)誤；線(xiàn)圈平面也與磁感線(xiàn)平行，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零，豎直向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線(xiàn)圈平面始終與磁感線(xiàn)平行，磁通量始終為零，故無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；盡管線(xiàn)圈在轉(zhuǎn)動(dòng)，但B與S都不變，B又垂直于S，所以Φ＝BS始終不變，線(xiàn)圈中無(wú)感應(yīng)電流，C項(xiàng)錯(cuò)誤；圖示狀態(tài)Φ＝0，當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)Φ＝BS，所以轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量在不斷地變更，因此轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，D選項(xiàng)正確。]6．某小組同學(xué)在“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”的試驗(yàn)中，所用試驗(yàn)器材如圖，圖中已用導(dǎo)線(xiàn)連接好部分試驗(yàn)器材。(1)請(qǐng)以筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)把試驗(yàn)電路連接好；(2)請(qǐng)說(shuō)出能產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種做法。①__________________________________________________；②___________________________________________________；③___________________________________________________。[解析](1)將電源、電鍵、變阻器、小螺線(xiàn)管串聯(lián)成一個(gè)回路，留意滑動(dòng)變阻器接一上一下兩個(gè)接線(xiàn)柱，再將電流計(jì)與大螺線(xiàn)管串聯(lián)成另一個(gè)回路，如圖所示：(2)只要使得閉合回路中的磁通量發(fā)生變更，閉合回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生，所以能產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種做法為：①電鍵閉合或斷開(kāi)；②電鍵閉合后，A線(xiàn)圈插入或撥出；③電鍵閉合后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片。[答案]見(jiàn)解析7．如圖所示，有一個(gè)垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8T，磁場(chǎng)有明顯的圓形邊界，圓心為O，半徑為10cm?，F(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上a、b兩個(gè)圓形單匝線(xiàn)圈，圓心均在O處，a線(xiàn)圈半徑為10cm，b線(xiàn)圈半徑為15cm，問(wèn)：(1)在B減為0.4T的過(guò)程中，a和b中磁通量分別變更多少？(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小不變，方向繞直徑轉(zhuǎn)過(guò)30°過(guò)程中，a線(xiàn)圈中磁通量變更多少？(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小、方向均不變，線(xiàn)圈a繞直徑轉(zhuǎn)過(guò)180°過(guò)程中，a線(xiàn)圈中磁通量變更多少？[解析](1)a線(xiàn)圈面積正好與圓形磁場(chǎng)區(qū)域重合，Φ1＝Bπr2，Φ2＝B1πr2ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|(B1－B)πr2|＝1.256×10－2Wbb線(xiàn)圈面積大于圓形磁場(chǎng)面積，即線(xiàn)圈的一部分面積在磁場(chǎng)區(qū)域外，有磁感線(xiàn)穿過(guò)的面積與a線(xiàn)圈相同，故磁通量的變更量與a線(xiàn)圈相同。(2)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)30°，a線(xiàn)圈面積在垂直磁場(chǎng)方向的投影為πr2cos30°，則Φ＝Bπr2cos30°ΔΦ＝|Φ－Φ1|＝Bπr2(1－cos30°)≈3.4×10－3Wb。(3)以線(xiàn)圈a