2024-2025學(xué)年高中物理第四章電磁感應(yīng)1+2探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件練習(xí)含解析新人教版選修3-2

PAGE6-探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件[A組素養(yǎng)達(dá)標(biāo)]1．下列說(shuō)法正確的是()A．奧斯特發(fā)覺了電流能夠使磁針偏轉(zhuǎn)，并提出了磁能夠產(chǎn)生電B．安培將磁鐵放在導(dǎo)體線圈旁邊，線圈中產(chǎn)生了電流C．法拉第把兩個(gè)線圈繞在同一鐵環(huán)上，一個(gè)線圈接電源，另一個(gè)線圈接“電流表”，在給接電源的線圈通電和斷電的瞬間，可以視察到另一個(gè)線圈中有電流D．法拉第發(fā)覺了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，庫(kù)侖發(fā)覺了電流的磁效應(yīng)解析：奧斯特發(fā)覺了電流能夠使磁針偏轉(zhuǎn)，并提出了電流的磁效應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．安培將磁鐵放在導(dǎo)體線圈旁邊，線圈中沒有電流，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．法拉第把兩個(gè)線圈繞在同一鐵環(huán)上，一個(gè)線圈接電源，另一個(gè)線圈接“電流表”，在給接電源的線圈通電和斷電的瞬間，可以視察到另一個(gè)線圈中有電流，選項(xiàng)C正確．法拉第發(fā)覺了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，奧斯特發(fā)覺了電流的磁效應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：C2.如圖所示，磁帶錄放機(jī)既可用作錄音，也可用作放音，其主要部件為勻速行進(jìn)的磁帶a和繞有線圈的磁頭b，不論是錄音過(guò)程還是放音過(guò)程，磁帶或磁頭軟鐵都會(huì)存在磁化現(xiàn)象．下面是對(duì)于它們?cè)阡浺?、放音過(guò)程中主要工作原理的描述，正確的是()A．放音的主要原理是電磁感應(yīng)，錄音的主要原理是電流的磁效應(yīng)B．錄音的主要原理是電磁感應(yīng)，放音的主要原理是電流的磁效應(yīng)C．放音和錄音的主要原理都是磁場(chǎng)對(duì)電流的作用D．錄音和放音的主要原理都是電磁感應(yīng)解析：在運(yùn)用錄放機(jī)進(jìn)行放音和錄音時(shí)，錄音過(guò)程是由電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榇判盘?hào)，而放音過(guò)程是把磁帶上的磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，故放音過(guò)程磁生電是電磁感應(yīng)，錄音過(guò)程電生磁是電流的磁效應(yīng)，A正確．答案：A3.如圖所示，一個(gè)矩形線圈與通有相同大小電流的兩根平行直導(dǎo)線在同一平面且處于兩導(dǎo)線的中心，則()A．兩電流同向時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零B．兩電流反向時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零C．兩電流同向或反向，穿過(guò)線圈的磁通量都為零D．因兩電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)是不勻稱的，因此不能判定穿過(guò)線圈的磁通量是否為零解析：若兩電流同向，依據(jù)右手螺旋定則，兩電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在線圈處方向相反，依據(jù)對(duì)稱性，穿過(guò)線圈的磁通量為零，故A正確；若兩電流反向，兩電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在線圈處方向相同，穿過(guò)線圈的磁通量不為零，故B、C、D錯(cuò)誤．答案：A4．如圖所示，閉合圓形導(dǎo)線圈平行地放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其中ac、bd分別是平行、垂直于磁場(chǎng)方向的兩直徑．試分析線圈做以下哪種運(yùn)動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生感應(yīng)電流()A．使線圈在其平面內(nèi)平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)B．使線圈平面沿垂直紙面方向向紙外平動(dòng)C．使線圈以ac為軸轉(zhuǎn)動(dòng)D．使線圈以bd為軸稍做轉(zhuǎn)動(dòng)解析：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B為定值，由ΔΦ＝B·ΔS知：只要回路中相對(duì)磁場(chǎng)的正對(duì)面積變更量ΔS≠0，則磁通量肯定變更，回路中肯定有感應(yīng)電流產(chǎn)生．當(dāng)線圈在其平面內(nèi)平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈相對(duì)磁場(chǎng)的正對(duì)面積始終為零，因此ΔS＝0，因而無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，A錯(cuò)；當(dāng)線圈平面沿垂直紙面方向向紙外平動(dòng)時(shí)，同樣ΔS＝0，因而無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，B錯(cuò)；當(dāng)線圈以ac為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈相對(duì)磁場(chǎng)的正對(duì)面積變更量ΔS仍為零，回路中仍無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，C錯(cuò)；當(dāng)線圈以bd為軸稍做轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈相對(duì)磁場(chǎng)的正對(duì)面積發(fā)生了變更，因此在回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，D對(duì)．答案：D5.如圖所示，半徑為R的圓形線圈共有n匝，其中心位置處半徑為r(r＜R)的范圍內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直線圈平面，若磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則穿過(guò)線圈的磁通量為()A．πBR2 B．πBr2C．nπBR2 D．nπBr2解析：由磁通量的定義式知Φ＝B·πr2＝πBr2，B選項(xiàng)正確．答案：B6．繞在同一鐵芯上的線圈Ⅰ、Ⅱ按如圖所示方法連接，G為電流計(jì)，則()A．保持開關(guān)S閉合狀態(tài)，G的示數(shù)不為零B．開關(guān)S閉合瞬間，G的示數(shù)不為零C．保持開關(guān)S閉合狀態(tài)，變更變阻器R0滑動(dòng)觸頭的位置，G的示數(shù)為零D．?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間，G的示數(shù)為零解析：開關(guān)閉合瞬間，線圈Ⅰ中電流從無(wú)到有，電流的磁場(chǎng)也從無(wú)到有，穿過(guò)線圈Ⅱ的磁通量從無(wú)到有，線圈Ⅱ中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計(jì)G有示數(shù)，B正確；開關(guān)閉合穩(wěn)定后，線圈Ⅰ中電流穩(wěn)定不變，電流的磁場(chǎng)不變，此時(shí)線圈Ⅱ雖有磁通量但磁通量穩(wěn)定不變，線圈Ⅱ中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計(jì)G無(wú)示數(shù)，A錯(cuò)誤；開關(guān)閉合穩(wěn)定后，來(lái)回移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電阻變更，線圈Ⅰ中的電流變更，電流形成的磁場(chǎng)也發(fā)生變更，穿過(guò)線圈Ⅱ的磁通量也發(fā)生變更，線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計(jì)G有示數(shù)，C錯(cuò)誤；開關(guān)斷開瞬間，線圈Ⅰ中電流從有到無(wú)，電流的磁場(chǎng)也從有到無(wú)，穿過(guò)線圈Ⅱ的磁通量也從有到無(wú)，線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計(jì)G有示數(shù)，D錯(cuò)誤．答案：B7．(多選)如圖所示，用導(dǎo)線做成圓形或正方形回路，這些回路與始終導(dǎo)線構(gòu)成幾種位置組合(彼此絕緣)，下列組合中，切斷直導(dǎo)線中的電流時(shí)，閉合回路中會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是()解析：利用安培定則推斷直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，其磁感線是一些以直導(dǎo)線為軸的多數(shù)組同心圓，即磁感線所在平面均垂直于導(dǎo)線，且直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布狀況是：靠近直導(dǎo)線處磁場(chǎng)強(qiáng)，遠(yuǎn)離直導(dǎo)線處磁場(chǎng)弱．所以，A中穿過(guò)圓形線圈的磁通量如圖甲所示，其有效磁通量為ΦA(chǔ)＝Φ出－Φ進(jìn)＝0，且始終為0，即使切斷導(dǎo)線中的電流，ΦA(chǔ)也始終為0，A中不行能產(chǎn)生感應(yīng)電流．B中線圈平面與導(dǎo)線的磁場(chǎng)平行，穿過(guò)圓形線圈的磁通量也始終為0，B中也不能產(chǎn)生感應(yīng)電流．C中穿過(guò)線圈的磁通量如圖乙所示，Φ進(jìn)＞Φ出，即ΦC≠0，當(dāng)切斷導(dǎo)線中的電流后，經(jīng)過(guò)肯定時(shí)間，穿過(guò)線圈的磁通量ΦC減小為0，所以C中有感應(yīng)電流產(chǎn)生．D中線圈的磁通量ΦD不為0，當(dāng)電流切斷后，ΦD最終也減小為0，所以D中也有感應(yīng)電流產(chǎn)生．答案：CD8．在探討電磁感應(yīng)現(xiàn)象的試驗(yàn)中所用的器材如圖所示．它們是：①電流計(jì)②直流電源③帶鐵芯的線圈A④線圈B⑤開關(guān)⑥滑動(dòng)變阻器(1)按試驗(yàn)的要求在實(shí)物圖上連線(圖中已連好一根導(dǎo)線)．(2)怎樣才能使線圈B中有感應(yīng)電流產(chǎn)生？試舉出三種方法．①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________.解析：(1)使線圈A與開關(guān)、直流電源、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，線圈B與電流計(jì)連成閉合回路；(2)只要能使穿過(guò)線圈B的磁通量發(fā)生變更就可以使線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流．答案：(1)如圖所示(2)①閉合開關(guān)②斷開開關(guān)③開關(guān)閉合時(shí)快速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片[B組素養(yǎng)提升]9．(多選)如圖是法拉第最初探討電磁感應(yīng)現(xiàn)象的裝置，AB是繞在軟鐵芯上的線圈，電流表與線圈組成一閉合回路．下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)右邊磁鐵S極離開B端時(shí)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流B．當(dāng)右邊磁鐵S極離開B端，并在B端旁邊運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流C．當(dāng)磁鐵保持圖中狀態(tài)不變時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流D．當(dāng)磁鐵保持圖中狀態(tài)不變時(shí)，線圈中無(wú)感應(yīng)電流解析：當(dāng)磁鐵離開B端或在B端旁邊運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈所處位置磁場(chǎng)變更，穿過(guò)線圈的磁通量變更，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)A、B正確；當(dāng)磁鐵保持題圖中狀態(tài)不變時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量不變，線圈中無(wú)感應(yīng)電流，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確．答案：ABD10．(多選)A、B兩回路中各有一開關(guān)S1、S2，且回路A中接有電源，回路B中接有靈敏電流計(jì)(如圖所示)，下列操作及相應(yīng)的結(jié)果可能實(shí)現(xiàn)的是()A．先閉合S2，后閉合S1的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)B．S1、S2閉合后，在斷開S2的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)C．先閉合S1，后閉合S2的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)D．S1、S2閉合后，在斷開S1的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)解析：感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是穿過(guò)閉合線圈的磁通量變更，故A、D正確．答案：AD11.如圖所示，線圈A中接有電源，線圈B有一半的面積處在線圈A中，兩線圈平行但不接觸，則在開關(guān)S閉合的瞬間，線圈B中有無(wú)感應(yīng)電流？解析：將S閉合的瞬間，與線圈A組成的閉合電路有電流通過(guò)，線圈A產(chǎn)生的磁場(chǎng)要穿過(guò)線圈B，線圈A是環(huán)形電流，其磁場(chǎng)不僅穿過(guò)所包圍的面積，方向向外，也穿過(guò)線圈外的廣闊面積，方向向里，所包圍的內(nèi)面積上的磁感線密度大，外圍面積上的磁感線密度小，對(duì)線圈B與A重合的一半面積上向外的磁通量大于另一半面積上向內(nèi)的磁通量，因此線圈B所包圍的總磁通量不為零，而是方向向外，也就是說(shuō)在開關(guān)S閉合的瞬間，穿過(guò)線圈B的磁通量增加，所以有感應(yīng)電流．答案：有感應(yīng)電流[C組學(xué)霸沖刺]12．矩形線框abcd的邊長(zhǎng)分別為l1、l2，可繞它的一條對(duì)稱軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與OO′垂直，初位置時(shí)線圈平面與B平行，如圖所示．(1)初位置時(shí)穿過(guò)線框的磁通量Φ0為多少？(2)當(dāng)線框沿如圖所示方向繞過(guò)60°時(shí)，磁通量Φ2為多少？這一過(guò)程中磁通量的變更ΔΦ1為多少？(3)當(dāng)線框繞軸沿圖示方向由(2)問(wèn)中的位置再轉(zhuǎn)過(guò)60°位置時(shí)，磁通量Φ3為多少？這一過(guò)程中ΔΦ2＝Φ3－Φ2為多少？解析：本題的關(guān)鍵是分析矩形線框的平面是否與B垂直，只有垂直時(shí)才能應(yīng)用Φ＝B·S，不垂直時(shí)可把面積沿與B垂直方向投影，為能清楚地視察面積與B夾角的狀況，可作出其俯視圖如圖所示．(1)當(dāng)處于如圖所示ad位置時(shí)，從俯視圖可看出沒有磁感線穿過(guò)矩形線框，故Φ0＝0.(2)當(dāng)繞軸(從上往下看)沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)60°到a′d′位置時(shí)，線框與B的夾角θ＝60°.所以Φ2＝B·Ssin60°＝eq\f(\r(3),2)Bl1l2ΔΦ1＝Φ2－Φ0＝eq\f(\r(3),2)Bl