高中物理第1章电磁感应1电磁感应的发现感应电流产生的条件学业分层测评教科版选修3-2

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1、1 电磁感应的发现 感应电流产生的条件 (建议用时:45分钟)学业达标1(多选)自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献下列说法正确的是()【导学号:31310003】A奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系B欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系C法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系D焦耳发现了电流的热效应,定量给出了电能和热能之间的转换关系【解析】奥斯特发现的电流的磁效应表明了电能生磁,A正确;欧姆定律描述了电流与电阻、电压或电动势之间的关系,焦耳定律才揭示了热现象与电现象间的联系,B错误,D正确

2、;法拉第发现的电磁感应现象表明了磁能生电,C正确【答案】ACD2关于磁通量的概念,以下说法中正确的是()A磁感应强度越大,穿过闭合回路的磁通量也越大B磁感应强度越大,线圈面积越大,则磁通量也越大C穿过线圈的磁通量为零,但磁感应强度不一定为零D穿过线圈的磁通量为零,磁感应强度也一定为零【解析】磁通量的多少是由磁感应强度、线圈的面积以及二者的位置关系共同决定的,仅磁感应强度大或者线圈面积大,不能确定穿过线圈的磁通量就大,故A、B错误;当线圈平面与磁场方向平行时,穿过线圈的磁通量为零,但是磁感应强度不为零,故C正确,D错误【答案】C3关于产生感应电流的条件,下列说法正确的是()A任一闭合回路在磁场中

3、运动,闭合回路中就一定会有感应电流B任一闭合回路在磁场中做切割磁感线运动,闭合回路中一定会有感应电流C穿过任一闭合回路的磁通量为零的瞬间,闭合回路中一定不会产生感应电流D无论用什么方法,只要穿过闭合回路的磁感线条数发生了变化,闭合回路中一定会有感应电流【解析】只要穿过闭合回路的磁通量发生变化就一定会产生感应电流,而磁通量是穿过某一面积磁感线的净条数,选项D正确;闭合回路在磁场中运动,磁通量可能变化,也可能不变,选项A错误;闭合回路在磁场中做切割磁感线运动,磁通量可能变化,也可能不变,选项B错误;磁通量为零的瞬间不能说明闭合回路中的磁通量没有发生变化,选项C错误【答案】D4如图119所示,ab是

4、水平面上一个圆线圈的直径,在过ab的竖直平面内有一根通电直导线ef.已知ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,电流磁场穿过圆线圈面积的磁通量将()图119【导学号:31310004】A逐渐增大B逐渐减小C始终为零 D不为零,但保持不变【解析】利用安培定则判断电流产生的磁场,作出如图所示俯视图,考虑到磁场具有对称性,可以知道,穿进圆线圈的磁感线的条数与穿出圆线圈的磁感线条数是相等的,故选C.【答案】C5.(2016无锡高二期末)如图1110所示,在范围足够大、垂直纸面向里的匀强磁场中,有一个矩形线圈abcd,线圈平面与磁场垂直,O1O2和O3O4都是线圈的对称轴,应使线圈怎样运动才能使其中产生感

5、应电流()图1110A向左平动 B向上或向下平动C向右平动 D绕O1O2转动【解析】由于磁场为匀强磁场,无论线圈在平面内如何平动,其磁通量都不变化,因此不会产生感应电流,故A、B、C错误;当线圈绕O1O2转动时,磁通量将发生变化,如转过90时磁通量为零,因此有感应电流产生,故D正确【答案】D6(多选)闭合线圈按下列选项中的方式在磁场中运动,则穿过闭合线圈的磁通量发生变化的是()【导学号:31310005】【解析】A图中,图示状态0,转到90过程中增大,因此磁通量发生变化;B图中离直导线越远磁场越弱,磁感线越稀,所以当线圈远离导线时,线圈中磁通量不断变小;C图中一定要把条形磁铁周围的磁感线空间分

6、布图弄清楚,在图示位置,线圈中的磁通量为零,在向下移动过程中,线圈的磁通量一直为零,磁通量不变;D图中,随着线圈的转动,B与S都不变,B又垂直于S,所以BS始终不变故正确答案为A、B.【答案】AB7(多选)如图1111所示,在匀强磁场中有两条平行的金属导轨,磁场方向与导轨平面垂直导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd,与导轨接触良好这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2,若井字形回路中有感应电流通过,则可能()图1111Av1v2Bv1v2Cv1v2 D无法确定【解析】只要金属棒ab、cd的运动速度不相等,井字形回路中的磁通量就发生变化,闭合回路中就会产生感应电流故选项A、B

7、正确【答案】AB8.边长l10 cm的正方形线框固定在匀强磁场中,磁场方向与线框平面间的夹角30,如图1112所示磁感应强度随时间变化的规律为B(23t) T,则第3 s内穿过线框的磁通量的变化量为多少?图1112【导学号:31310006】【解析】第3 s内就是从2 s末到3 s末,所以2 s末的磁场的磁感应强度为B1(232)T8 T,3 s末的磁场的磁感应强度为B2(233)T11 T,则BSsin (118)0.12sin 30 Wb1.5102 Wb.【答案】1.5102 Wb能力提升9如图1113所示,a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内,当线圈a中有电流I通过时,它们的磁通量分别

8、为a、b、c,下列说法中正确的是()图1113AabbcCaccb【解析】当a中有电流通过时,穿过a、b、c三个闭合线圈的向里的磁感线条数一样多,向外的磁感线的条数c最多,其次是b,a 中没有向外的磁感线,因此,根据合磁通量的计算,应该是:abc.【答案】B10(2016江南十校联考)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图1114连接下列说法正确的是()图1114A线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转B开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度C开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转D开关闭合后,只有滑

9、动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才能偏转【解析】由法拉第电磁感应现象可知,当线圈磁通量发生变化时,产生感应电流,故可知,当线圈A插入线圈B中后,开关闭合或断开瞬间,线圈A中的电流变化,周围磁场变化,所以线圈B中的磁通量发生变化,产生感应电流,故A错误;同样道理,当滑动变阻器的滑片P滑动时,线圈A中电流变化,线圈B中的磁通量发生变化,产生感应电流,与滑片P是否匀速无关,所以B、D错误;开关闭合的情况下,线圈A插入或拔出都会使B中磁通量发生变化,所以产生感应电流,故选项C正确【答案】C11.如图1115所示,一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面,而且处在两导线的中央,则()图1

10、115【导学号:31310007】A两电流方向相同时,穿过线圈的磁通量为零B两电流方向相反时,穿过线圈的磁通量为零C两电流同向和反向时,穿过线圈的磁通量大小相等D因两电流产生的磁场不均匀,因此不能判断穿过线圈的磁通量是否为零【解析】由安培定则判断出两大小相等电流之间的磁场分布如图所示:两电流同向时,0,两电流反向时,0.故A对【答案】A12.(多选)(2016成都高二检测)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1116所示,下列情况中能使线圈中产生感应电流的是()图1116A将线圈绕着纸面内的竖直直径转动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N极向纸外转

11、,S极向纸内转【解析】将线圈绕着纸面内的竖直直径转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中会产生感应电流,故A对;将磁铁向右平移或绕垂直纸面的轴转动,线圈始终与磁感线平行,磁通量始终为零,没有变化,不产生感应电流,所以B、C均不正确;将磁铁的N极向纸外转,S极向纸内转,磁通量增加,线圈中产生感应电流,所以D项正确【答案】AD13.如图1117所示,一带电小球A用绝缘细线悬挂,在水平面内做匀速圆周运动,其正下方有一导体圆环B放在绝缘水平面上,圆环B的圆心位于悬点正下方图1117(1)将圆环以环上某点为支点竖起时,圆环中是否产生感应电流;(2)将圆环在水平面上拉动时,圆环中是否产生感应电流【导学号:31310008】【解析】带电小球做圆锥摆运动等效为一环形电流,在空间产生磁场,可由安培定则判断磁感线的分布特点(1)当圆环竖起时,穿过圆环的磁通量减少,由感应电流的产生条件知圆环中产生电流(2)当圆环被拉动时,穿过圆环的磁通量减少,圆环中产生感应电流【答案】(1)产生(2)产生6

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