2023高中物理第4章電磁感應(yīng)第1、2節(jié)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)、探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件課時(shí)作業(yè)新人教版選修3-2

PAGE劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)、探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～4題為單項(xiàng)選擇題，5題為多項(xiàng)選擇題)1．如以下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中用于研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09152022)(B)解析：選項(xiàng)A是用來探究影響安培力的大小因素的實(shí)驗(yàn)。選項(xiàng)B是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，觀察導(dǎo)體棒在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)電流表是否會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。選項(xiàng)C是用來探究安培力的方向與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。選項(xiàng)D是奧斯特實(shí)驗(yàn)，證明通電導(dǎo)線周圍存在磁場。2．(河北承德存瑞中學(xué)2022～2022學(xué)年高二上學(xué)期檢測(cè))以下說法中正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09152022)(D)A．閉合電路的導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，電路中就一定有感應(yīng)電流B．整個(gè)閉合回路從磁場中出來時(shí)，閉合回路中一定有感應(yīng)電流C．穿過閉合回路的磁通量越大，越容易產(chǎn)生感應(yīng)電流D．穿過閉合回路的磁感線條數(shù)不變，但全部反向，在這個(gè)變化的瞬間閉合回路中有感應(yīng)電流解析：只有閉合回路中的局部導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤；只有磁通量發(fā)生變化，才能在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯(cuò)誤；感應(yīng)電流的產(chǎn)生和磁通量的大小無關(guān)，故C錯(cuò)誤；穿過閉合回路的磁感線條數(shù)不變，但全部反向，在這個(gè)變化的瞬間，閉合回路中磁通量變化，那么有感應(yīng)電流，故D正確，應(yīng)選D。3．(華中師大附中2022～2022學(xué)年高二下學(xué)期檢測(cè))磁通量是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要物理量。如下圖，通過恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合線框共面。第一次將線框由1平移到2，第二次將線框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到2。設(shè)先后兩次通過線框的磁通量的變化量分別為ΔΦ1和ΔΦ2，那么eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09152022)(C)A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．無法確定解析：設(shè)線框在位置1時(shí)的磁通量為Φ1，在位置2時(shí)的磁通量為Φ2，直線電流產(chǎn)生的磁場在1處比在2處要強(qiáng)。假設(shè)平移線框，那么ΔΦ1＝Φ1－Φ2；假設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)線框，磁感線是從線框的正反兩面穿過的，一正一負(fù)，因此ΔΦ2＝Φ1＋Φ2。根據(jù)分析知：ΔΦ1<ΔΦ2，選項(xiàng)C正確。4．(遼寧葫蘆島市2022～2022學(xué)年高二下學(xué)期期末)如下圖，矩形線框在磁場內(nèi)做的各種運(yùn)動(dòng)中，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09152022)(D)解析：A．線框在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過線框的磁感線條數(shù)不變，即磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A錯(cuò)誤。B．圖示的線框與磁場平行，穿過線框的磁通量為零，而且當(dāng)線框平動(dòng)時(shí)，磁通量始終為零，沒有變化，所以沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B錯(cuò)誤。C．線框與磁場平行，穿過線框的磁通量為零，當(dāng)線框向右平動(dòng)時(shí)，磁通量保持為零，沒有變化，所以沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故C錯(cuò)誤。D．線框在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過線框的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D正確。5．(青州市實(shí)驗(yàn)中學(xué)2022～2022學(xué)年高二期中)閉合線圈以如下圖的方式在磁場中運(yùn)動(dòng)，那么在閉合線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09152022)(AB)解析：A圖中，圖示狀態(tài)Φ＝0，轉(zhuǎn)到90°過程中Φ增大，因此磁通量發(fā)生變化，能產(chǎn)生感應(yīng)電流；B圖中離直導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁場越弱，磁感線越稀，所以當(dāng)線圈遠(yuǎn)離導(dǎo)線時(shí)，線圈中磁通量不斷變小，能產(chǎn)生感應(yīng)電流；C圖中一定要把條形磁鐵周圍的磁感線空間分布圖弄清楚，在圖示位置，線圈中的磁通量為零，在向下移動(dòng)過程中，線圈的磁通量一直為零，磁通量不變，故不能產(chǎn)生感應(yīng)電流；D圖中，隨著線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，B與S都不變，B又垂直于S，所以Φ＝BS始終不變，故不能產(chǎn)生感應(yīng)電流。故正確答案為A、B。二、非選擇題6．在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中所用的器材如下圖。它們是：eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09152022)①電流計(jì)②直流電源③帶鐵芯的線圈A④線圈B⑤電鍵⑥滑動(dòng)變阻器(1)試按實(shí)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。答案：(1)如下圖(2)①閉合開關(guān)②斷開開關(guān)③開關(guān)閉合時(shí)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片解析：(1)使線圈A與電鍵、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)只要能使穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化，就可以使線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流。7.一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向水平向右，一面積為S的矩形線圈abcd如下圖放置，平面abcd與豎直方向成θ角，將abcd繞ad軸轉(zhuǎn)180°角，那么穿過線圈平面的磁通量的變化量是多少？eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09152022)答案：2BScosθ解析：開始時(shí)穿過線圈平面的磁通量為：Φ1＝BScosθ后來穿過線圈平面的磁通量為：Φ2＝－BScosθ那么磁通量的變化量為：ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BScosθ能力提升一、選擇題(1～3題為單項(xiàng)選擇題，4～6題為多項(xiàng)選擇題)1.(濰坊七中2022～2022學(xué)年高二上學(xué)期檢測(cè))勻強(qiáng)磁場區(qū)域?qū)挒閐，一正方形線框abcd的邊長為l，且l>d，線框以速度v通過磁場區(qū)域，如下圖，從線框進(jìn)入到完全離開磁場的時(shí)間內(nèi)，線框中沒有感應(yīng)電流的時(shí)間是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09152022)(B)A．eq\f(l＋d,v) B．eq\f(l－d,v)C．eq\f(l＋2d,v) D．eq\f(l－2d,v)解析：只有線框在進(jìn)入磁場的過程中(bc邊未出磁場)和線框在出磁場的過程中(僅ad邊在磁場中運(yùn)動(dòng))，穿過線框的磁通量才發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流。ad邊和bc邊都在磁場外穿越磁場的過程中，沒有感應(yīng)電流，那么t＝eq\f(l－d,v)。2．在閉合鐵芯上繞有一組線圈，線圈與滑動(dòng)變阻器、電池構(gòu)成電路，假定線圈產(chǎn)生的磁感線全部集中在鐵芯內(nèi)，a、b、c三個(gè)閉合金屬圓環(huán)位置如下圖，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片左右滑動(dòng)時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的圓環(huán)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09152022)(A)A．a(chǎn)、b兩環(huán) B．b、c兩環(huán)C．a(chǎn)、c兩環(huán) D．a(chǎn)、b、c三個(gè)環(huán)解析：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片左右滑動(dòng)時(shí)，引起電路中電流變化，從而引起閉合鐵芯中的磁通量變化，a、b兩圓環(huán)中的磁通量必定隨之變化，引起感應(yīng)電流的產(chǎn)生，而c環(huán)中有兩股鐵芯同時(shí)穿過，穿入和穿出的磁通量始終相等，合磁通量為零，所以c中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流。應(yīng)選A。3．如下圖，線圈Ⅰ與電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器相連，線圈Ⅱ與電流計(jì)?相連，線圈Ⅰ與線圈Ⅱ繞在同一個(gè)鐵芯上，在以下情況下、電流計(jì)?中無示數(shù)的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09152022)(B)A．開關(guān)閉合瞬間B．開關(guān)閉合穩(wěn)定后C．開關(guān)閉合穩(wěn)定后來回移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片D．開關(guān)斷開瞬間解析：開關(guān)閉合前，線圈Ⅰ、Ⅱ中均無磁場，開關(guān)閉合瞬間，線圈Ⅰ中電流從無到有，電流的磁場也從無到有，穿過線圈Ⅱ的磁通量從無到有，線圈Ⅱ中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計(jì)?有示數(shù)；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中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計(jì)?無示數(shù)；開關(guān)閉合穩(wěn)定后，來回移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電阻變化，線圈Ⅰ中的電流變化，電流形成的磁場也發(fā)生變化，穿過線圈Ⅱ的磁通量也發(fā)生變化，線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計(jì)?有示數(shù)；開關(guān)斷開瞬間，線圈Ⅰ中電流從有到無，電流的磁場也從有到無，穿過線圈Ⅱ的磁通量也從有到無，線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計(jì)?有示數(shù)。4．(綿陽南山中學(xué)2022～2022學(xué)年高二下學(xué)期開學(xué)檢測(cè))如下圖，用導(dǎo)線做成的圓形或矩形回路與一直導(dǎo)線構(gòu)成幾種位置組合，哪幾種組合中，切斷直導(dǎo)線中電流時(shí)，閉合回路中會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09152023)(BD)解析：切斷直導(dǎo)線中電流時(shí)，B、D選項(xiàng)中矩形回路中磁通量減少，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、C選項(xiàng)中矩形回路中磁通量始終為零，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，應(yīng)選B、D。5．(成都七中2022～2022學(xué)年高二檢測(cè))如下圖，開始時(shí)矩形線框與勻強(qiáng)磁場的方向垂直，且一半在磁場內(nèi)，一半在磁場外，假設(shè)要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，以下方法中可行的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09152024)(ABC)A．將線框向左拉出磁場B．以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于90°)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°)解析：將線框向左拉出磁場的過程中，線框的bc局部做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，或者說穿過線框的磁通量減少，所以線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線框的cd邊的右半段在做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，或者說穿過線框的磁通量在發(fā)生變化，所以線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°)時(shí)，穿過線框的磁通量在減小，所以在這個(gè)過程中線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果轉(zhuǎn)過的角度超過60°，bc邊將進(jìn)入無磁場區(qū)，那么線框中將不產(chǎn)生感應(yīng)電流(60°～300°)。當(dāng)線框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于60°，那么穿過線框的磁通量始終保持不變(其值為磁感應(yīng)強(qiáng)度與矩形面積的一半的乘積)。6．(山西實(shí)驗(yàn)中學(xué)2022～2022學(xué)年高二上學(xué)期期末)如下圖，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)線中的電流大小與變化情況完全相同，電流方向如下圖，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)電流的情況是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09152025)(CD)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：根據(jù)安培定那么可判斷出電流產(chǎn)生的磁場方向，線圈a中的磁場方向均垂直于紙面向里，線圈c中的磁場方向均垂直于紙面向外，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)生變化，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，A、B錯(cuò)誤。二、非選擇題7.某學(xué)生做觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，將電流表、線圈A和B、蓄電池、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如下圖的實(shí)驗(yàn)電路，當(dāng)它接通、斷開開關(guān)時(shí)，電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn)，其原因是開關(guān)位置接錯(cuò)。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09152026)解析：圖中所示開關(guān)的連接不能控制含有電源的電路中電流的通斷。而本實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容之一就是用來研究在開關(guān)通斷瞬間，導(dǎo)致線圈B內(nèi)磁場變化，進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況，但圖中的接法卻達(dá)不到目的。8.如下圖，有一個(gè)垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B＝0.8T，磁場有明顯的圓形邊界，圓心為O，半徑為1cm。現(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上圓形線圈，圓心均在O處，A線圈半徑為1cm,10匝；D線圈半徑為2cm,1匝；C線圈半徑為0.5cm,1匝；問：eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09152027)(1)在磁感應(yīng)強(qiáng)度B減少為0.4T的過程中，A和D中的磁通量改變了多少？(2)當(dāng)磁場轉(zhuǎn)過30°角的過程中，C中的磁通量改變了多少？答案：(1)1.256×10－4Wb1.256×10－4Wb(2)8.4×10－6Wb解析：(1)對(duì)A線圈，Φ1＝B1πreq\o\al(2,A)，Φ2＝B2πreq\o\al(2,A)。