2024高中物理第一章電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活1.1電磁感應(yīng)-劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)練習(xí)含解析滬科選修3-2

PAGEPAGE1電磁感應(yīng)——?jiǎng)潟r(shí)代的發(fā)覺課時(shí)演練·促提升A組1.下列現(xiàn)象中,屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是()A.磁場(chǎng)對(duì)電流產(chǎn)生力的作用B.改變的磁場(chǎng)使閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流C.插入通電螺線管中的軟鐵棒被磁化D.電流四周產(chǎn)生磁場(chǎng)答案:B2.(2014·海南文昌期中檢測(cè))法拉第通過細(xì)心設(shè)計(jì)的一系列試驗(yàn),發(fā)覺了電磁感應(yīng)定律,將歷史上認(rèn)為各自獨(dú)立的學(xué)科“電學(xué)”與“磁學(xué)”聯(lián)系起來。在下面幾個(gè)典型的試驗(yàn)設(shè)計(jì)思想中,所作的推論后來被試驗(yàn)否定的是()A.既然磁鐵可使近旁的鐵塊帶磁,靜電荷可使近旁的導(dǎo)體表面感應(yīng)出電荷,那么靜止導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁靜止的線圈中感應(yīng)出電流B.既然磁鐵可在近旁運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì),那么穩(wěn)恒電流也可在近旁運(yùn)動(dòng)的線圈中感應(yīng)出電流C.既然運(yùn)動(dòng)的磁鐵可在近旁靜止的線圈中感應(yīng)出電流,那么靜止的磁鐵也可在近旁運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)D.既然運(yùn)動(dòng)的磁鐵可在近旁的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì),那么運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁的線圈中感應(yīng)出電流解析:對(duì)選項(xiàng)A,靜止的導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流旁邊產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng),通過旁邊靜止的線圈不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)A被試驗(yàn)否定,符合題意;穩(wěn)恒電流四周的穩(wěn)定磁場(chǎng)是非勻強(qiáng)磁場(chǎng),運(yùn)動(dòng)的線圈可能會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)B不合題意;靜止的磁鐵四周存在穩(wěn)定的磁場(chǎng),旁邊運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體棒會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),選項(xiàng)C不合題意;運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流四周產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng),即四周磁場(chǎng)改變,在旁邊的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)D不合題意。答案:A3.如圖所示,各圖中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是()解析:選項(xiàng)A中,線圈沒閉合,無感應(yīng)電流;選項(xiàng)C中,導(dǎo)線在圓環(huán)的正上方,不論電流如何改變,穿過線圈的磁感線相互抵消,磁通量恒為零,也無感應(yīng)電流;選項(xiàng)B中,磁通量增大,有感應(yīng)電流;選項(xiàng)D中,回路中的磁通量恒定,無感應(yīng)電流。故選項(xiàng)B正確。答案:B4.某學(xué)生做視察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的試驗(yàn),將電流計(jì)、線圈A和B、蓄電池、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的試驗(yàn)電路,當(dāng)接通、斷開開關(guān)時(shí),電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn),其緣由是()A.開關(guān)位置錯(cuò)接在了電流計(jì)和線圈B上B.電流表的正、負(fù)極接反C.線圈B的接頭3、4接反D.蓄電池的正、負(fù)極接反解析:圖中所示開關(guān)的連接不能限制含有電源的電路中電流的通斷。而本試驗(yàn)的內(nèi)容之一就是用來探討在開關(guān)通斷瞬間電流的有無導(dǎo)致磁場(chǎng)改變,進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流的狀況,但圖中的接法達(dá)不到目的。答案:A5.(多選)帶負(fù)電的圓環(huán)繞圓心旋轉(zhuǎn),在環(huán)的圓心處有一個(gè)閉合線圈,小線圈和圓環(huán)在同一平面內(nèi),則()A.只要圓環(huán)在轉(zhuǎn)動(dòng),小線圈內(nèi)就肯定有感應(yīng)電流產(chǎn)生B.圓環(huán)不管怎樣轉(zhuǎn)動(dòng),小線圈內(nèi)都沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生C.圓環(huán)在做變速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小線圈內(nèi)肯定有感應(yīng)電流產(chǎn)生D.圓環(huán)做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小線圈內(nèi)沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生解析:帶電圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)形成電流,勻速轉(zhuǎn)動(dòng)形成恒定電流,通過小線圈的磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,變速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)形成改變的電流,通過小線圈的磁通量改變,產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C、D正確。答案:CD6.現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵心的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān)按如圖所示連接。下列說法中正確的是()A.開關(guān)閉合后,線圈A插入或拔出都會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)B.線圈A插入線圈B中后,開關(guān)閉合和斷開的瞬間電流計(jì)指針均不會(huì)偏轉(zhuǎn)C.開關(guān)閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng),會(huì)使電流計(jì)指針靜止在中心零刻度D.開關(guān)閉合后,只有滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng),電流計(jì)指針才能偏轉(zhuǎn)解析:開關(guān)閉合后,線圈A插入或拔出都會(huì)引起穿過線圈B的磁通量發(fā)生改變,從而電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)A正確;線圈A插入線圈B中后,開關(guān)閉合和斷開的瞬間,線圈B的磁通量會(huì)發(fā)生改變,電流計(jì)指針會(huì)偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;開關(guān)閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P無論勻速滑動(dòng)還是加速滑動(dòng),都會(huì)導(dǎo)致線圈A的電流發(fā)生改變,線圈B的磁通量改變,電流計(jì)指針都會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案:A7.一球冠處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如下圖所示,若球冠的底面大圓半徑為r,磁場(chǎng)方向與球冠底面垂直,則穿過整個(gè)球冠的磁通量為。

解析:垂直磁感線的有效面積應(yīng)為球冠底面大圓的面積S=πr2,則Φ=BS=Bπr2。答案:Bπr28.如右圖所示,環(huán)形金屬軟彈簧套在條形磁鐵的中心位置,若沿其半徑向外拉彈簧,使其面積增大,則穿過彈簧的磁通量將(填“變大”或“減小”).

解析:本題屬于合磁通量問題,留意彈簧圈所在處存在兩個(gè)方向的磁場(chǎng),即磁鐵內(nèi)部的磁場(chǎng)和外部的磁場(chǎng),它們各自由環(huán)形金屬軟彈簧圈內(nèi)產(chǎn)生正負(fù)不同的磁通量,總的磁通量等于兩者肯定值之差,當(dāng)拉大彈簧面積時(shí),內(nèi)部磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁通量不變,而外部磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁通量卻增大(穿過彈簧圈的外部磁感線條數(shù)增多),故Φ=|Φ內(nèi)|-|Φ外|應(yīng)減小。答案:減小9.邊長為10cm的正方形線框,固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與線圈平面的夾角為30°,如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間改變的規(guī)律為B=(2+3t)T,試計(jì)算在1s內(nèi)穿過線圈的磁通量的改變量為多少?解析:依據(jù)圖形和磁通量計(jì)算公式有:Φ=BSsin30°=(2+3t)L2sin30°在Δt=1s內(nèi)磁通量的改變量為ΔΦ=Φ2-Φ1ΔΦ=3ΔtL2sin30°=3×1×0.01×12=1.5×10-2Wb。答案:1.5×10-2WbB組1.(多選)(2014·湖南株洲檢測(cè))如圖所示,水平面內(nèi)有兩條相互垂直且彼此絕緣的通電長直導(dǎo)線,以它們?yōu)樽鴺?biāo)軸構(gòu)成一個(gè)平面直角坐標(biāo)系。四個(gè)相同的圓形閉合線圈在四個(gè)象限內(nèi)完全對(duì)稱放置,兩直導(dǎo)線中的電流大小與改變狀況完全相同,電流方向如圖中所示,當(dāng)兩直導(dǎo)線中的電流都增大時(shí),四個(gè)線圈a、b、c、d中感應(yīng)電流的狀況是()A.線圈a中無感應(yīng)電流 B.線圈b中有感應(yīng)電流C.線圈c中有感應(yīng)電流 D.線圈d中無感應(yīng)電流解析:依據(jù)安培定則可推斷出電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向,線圈a中的磁場(chǎng)方向均垂直于紙面對(duì)里,線圈c中的磁場(chǎng)方向均垂直于紙面對(duì)外,線圈b、d中的合磁通量始終為零,故增大兩直導(dǎo)線中的電流時(shí),線圈a、c中的磁通量發(fā)生改變,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,而線圈b、d中無感應(yīng)電流產(chǎn)生。選項(xiàng)C、D正確,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。答案:CD2.(2014·山東臨沂檢測(cè))我國已經(jīng)制訂了登月安排,假如宇航員登月后想探測(cè)一下月球表面是否有磁場(chǎng)。他手邊有一只靈敏電流表和一個(gè)小線圈,則下列推斷正確的是()A.干脆將電流表放于月球表面,通過視察電流表是否有示數(shù)來推斷磁場(chǎng)的有無B.將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng),假如電流表無示數(shù),則可推斷月球表面無磁場(chǎng)C.將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng),假如電流表有示數(shù),則可推斷月球表面有磁場(chǎng)D.將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈在某一平面內(nèi)沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng),假如電流表無示數(shù),則可推斷月球表面無磁場(chǎng)解析:當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí),不論向哪個(gè)方向移動(dòng)線圈,穿過線圈的磁通量都不會(huì)改變,所以也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,因此不能推斷有無磁場(chǎng)存在;若使閉合線圈沿某一方向移動(dòng)時(shí)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,則肯定存在磁場(chǎng)。故正確答案為C。答案:C3.(2014·寧夏固原檢測(cè))如圖所示,一條形磁鐵與導(dǎo)線環(huán)在同一平面內(nèi),磁鐵的中心恰與導(dǎo)線環(huán)的圓心重合,為了在導(dǎo)線環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流,磁鐵應(yīng)()A.繞垂直于紙面且過O點(diǎn)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)B.向右平動(dòng)C.向左平動(dòng)D.N極向外,S極向里轉(zhuǎn)動(dòng)解析:圖中位置穿過導(dǎo)線環(huán)平面的磁通量為零,要使導(dǎo)線環(huán)中有感應(yīng)電流,只要讓導(dǎo)線環(huán)中有磁感線穿過,就會(huì)有磁通量的改變,對(duì)于選項(xiàng)A、B、C三種狀況所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng),穿過導(dǎo)線環(huán)的磁通量始終為零,均不產(chǎn)生感應(yīng)電流。對(duì)于選項(xiàng)D所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng),穿過導(dǎo)線環(huán)的磁通量發(fā)生了改變,所以導(dǎo)線環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流。故選D。答案:D4.(2014·河南許昌檢測(cè))如圖所示,磁帶錄音機(jī)既可用做錄音,也可用做放音,其主要部件為可勻速行進(jìn)的磁帶a和繞有線圈的磁頭b,不論是錄音還是放音過程,磁帶或磁隙軟鐵會(huì)存在磁化現(xiàn)象。下面對(duì)于它們?cè)阡浺艉头乓暨^程中的主要工作原理的描述中,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:放音時(shí),是被磁化的磁帶把磁隙軟鐵磁化,由于磁帶上的磁分布不勻稱,形成改變的磁場(chǎng),使繞在磁頭b上的線圈的磁通量發(fā)生改變,從而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流;錄音時(shí),則是磁頭b上線圈的電流發(fā)生改變,從而導(dǎo)致磁隙軟內(nèi)的磁場(chǎng)發(fā)生改變,當(dāng)磁帶經(jīng)過時(shí),對(duì)磁帶上磁的作用不同而導(dǎo)致磁帶上的磁重新分布,記錄了聲音信號(hào),是線圈中電流的磁效應(yīng)。答案:A5.邊長L=10cm的正方形線框,固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與線框平面間的夾角θ=30°,如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間改變的規(guī)律為B=(2+3t)T,則第3s內(nèi)穿過線框的磁通量的改變量ΔΦ為多少?解析:第3s內(nèi)就是從2s末到3s末,所以,2s末的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=(2+3×2)T=8T,3s末的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B3=(2+3×3)T=11T。依據(jù)公式ΔΦ=ΔBSsinθ=(11-8)×0.12sin30°Wb=1.5×10-2Wb。答案:1.5×10-2Wb6.如圖所示,矩形線框abcd的邊長分別為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,如圖甲所示。(1)初位置時(shí)穿過線框的磁通量Φ0為多少?(2)當(dāng)線框沿圖甲所示方向轉(zhuǎn)過60°時(shí),通過線圈的磁通量Φ2為多少?這一過程中磁通量的改變量ΔΦ1為多少?(3)當(dāng)線框繞軸沿圖示方向由圖乙中的a'b'位置再轉(zhuǎn)過60°位置時(shí),磁通量Φ3為多少?這一過程中ΔΦ2=Φ3-Φ2為多少?解析:(1)當(dāng)處于題圖甲所示位置時(shí),從俯視圖乙可看出沒有磁感線穿過矩形線框,故Φ0