13-3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用（練習(xí)題）（解析版）

第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步13.3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用一、單選題：1.關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，下列說(shuō)法正確的是()A．位于磁場(chǎng)中的閉合線圈一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B．閉合線圈平行磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中一定產(chǎn)生感應(yīng)電流C．穿過(guò)閉合線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，一定產(chǎn)生感應(yīng)電流D．閉合線圈垂直磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中一定產(chǎn)生感應(yīng)電流答案：C解析：[位于磁場(chǎng)中的閉合線圈，只有磁通量發(fā)生變化，才一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤；閉合線圈平行磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合電路中磁通量沒(méi)有變化，則閉合電路中就沒(méi)有感應(yīng)電流，故B錯(cuò)誤；穿過(guò)閉合電路的磁感線的條數(shù)發(fā)生變化，磁通量一定發(fā)生變化，則閉合電路中就有感應(yīng)電流，故C正確；緊緊圍繞感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：閉合電路，磁通量發(fā)生變化；導(dǎo)體切割磁感線，磁通量不一定發(fā)生變化，故D錯(cuò)誤．]2.關(guān)于磁通量，下列說(shuō)法中正確的是()A．磁通量不僅有大小，而且有方向，所以是矢量B．磁通量越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大C．通過(guò)某一面的磁通量為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零D．磁通量就是磁感應(yīng)強(qiáng)度答案C解析磁通量是標(biāo)量，故A不對(duì)；由Φ＝BS⊥可知Φ由B和S⊥兩個(gè)因素決定，Φ較大，有可能是由于S⊥較大造成的，所以磁通量越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大是錯(cuò)誤的，故B不對(duì)；由Φ＝BS⊥可知，當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，S⊥＝0，Φ＝0，但磁感應(yīng)強(qiáng)度B不為零，故C對(duì)；磁通量和磁感應(yīng)強(qiáng)度是兩個(gè)不同的物理量，故D不對(duì)．3.如圖所示，通電螺線管水平固定，OO′為其軸線，a、b、c三點(diǎn)在該軸線上，在這三點(diǎn)處各放一個(gè)完全相同的小圓環(huán)，且各圓環(huán)平面垂直于OO′軸．則關(guān)于這三點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Ba、Bb、Bc的大小關(guān)系及穿過(guò)三個(gè)小圓環(huán)的磁通量Φa、Φb、Φc的大小關(guān)系，下列判斷正確的是()A．Ba＝Bb＝Bc，Φa＝Φb＝ΦcB．Ba>Bb>Bc，Φa<Φb<ΦcC．Ba>Bb>Bc，Φa>Φb>ΦcD．Ba>Bb>Bc，Φa＝Φb＝Φc答案C解析根據(jù)通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)特點(diǎn)可知Ba>Bb>Bc，由Φ＝BS可得Φa>Φb>Φc.故C正確．4.如圖所示，ab是水平面上一個(gè)圓的直徑，在過(guò)ab的豎直平面內(nèi)有一根通電導(dǎo)線ef，已知ef平行于ab，當(dāng)ef豎直向上平移時(shí)，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過(guò)圓面積的磁通量將()A．逐漸增大B．逐漸減小C．始終為零D．不為零，但保持不變答案C解析導(dǎo)線ef周?chē)拇艌?chǎng)是以ef為圓心的一系列同心圓，水平面上的圓上的不同點(diǎn)到ef的距離不同，相當(dāng)于在半徑不同的圓周上，由于ef∥ab，且ef與ab在同一豎直平面內(nèi)，因而ef產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向正好在ab兩側(cè)且對(duì)稱地從一邊穿入從另一邊對(duì)稱穿出，凈剩磁感線條數(shù)為零，因而穿過(guò)圓的磁通量為零，當(dāng)ef向上平移時(shí)，穿過(guò)圓的磁通量仍為零．5.在閉合鐵芯上繞有一組線圈，線圈與滑動(dòng)變阻器、電源構(gòu)成閉合電路，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)的位置如圖所示．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的圓環(huán)是()A．a(chǎn)、b B．b、cC．a(chǎn)、c D．a(chǎn)、b、c答案：A解析：[當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)時(shí)，電路中電流發(fā)生變化，從而引起閉合鐵芯中的磁場(chǎng)變化，穿過(guò)a、b兩圓環(huán)的磁通量隨之變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，而c環(huán)中有兩股鐵芯同時(shí)穿過(guò)，穿入和穿出c環(huán)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，選項(xiàng)A正確．]6.如圖所示，兩直導(dǎo)線中通以相同的電流I，矩形線圈位于兩導(dǎo)線之間的實(shí)線位置Ⅰ，穿過(guò)線圈的磁通量為Φ.已知虛線位置Ⅱ與實(shí)線位置Ⅰ關(guān)于右邊的直導(dǎo)線對(duì)稱，虛線位置Ⅲ與兩直導(dǎo)線的距離相等，虛線位置Ⅳ和虛線位置Ⅴ關(guān)于左邊直導(dǎo)線對(duì)稱，且與左邊直導(dǎo)線的距離和實(shí)線位置Ⅰ與右邊直導(dǎo)線的距離相等．現(xiàn)將線圈由實(shí)線位置移到圖示各個(gè)虛線位置，則()A．將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅱ時(shí)，磁通量大小不變B．將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅲ時(shí)，磁通量變化大小為ΦC．將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅳ時(shí)，磁通量變化為零D．將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅴ時(shí)，磁通量大小不變答案：B解析：[將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到題圖示虛線位置Ⅱ時(shí)，磁通量大小發(fā)生變化，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；虛線位置Ⅲ在兩導(dǎo)線之間且距離兩直導(dǎo)線的距離相等，磁通量為零，將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到題圖示虛線位置Ⅲ時(shí)，磁通量變化大小為Φ，選項(xiàng)B正確；題圖示虛線位置Ⅳ的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，而實(shí)線位置Ⅰ的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，兩個(gè)位置磁通量大小相等，所以將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到題圖示虛線位置Ⅳ時(shí)，磁通量變化大小為2Φ，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到題圖示虛線位置Ⅴ時(shí)，磁通量大小發(fā)生變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]7．如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框，在下列四種情況下，線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng)B．線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng)C．線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動(dòng)D．線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動(dòng)答案：C解析：[四種情況中初始位置線框均與磁感線平行，磁通量為零，線圈按A、B、D三種情況移動(dòng)后，線框仍與磁感線平行，磁通量保持為零，不變，線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流；C中線圈轉(zhuǎn)動(dòng)后，穿過(guò)線框的磁通量不斷發(fā)生變化，所以產(chǎn)生感應(yīng)電流，C項(xiàng)正確．]多選題8.下列情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．如圖甲所示，導(dǎo)體AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)B．如圖乙所示，條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí)C．如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng)，開(kāi)關(guān)S一直接通時(shí)D．如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng)，開(kāi)關(guān)S一直接通，當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)答案BD解析A中導(dǎo)體棒順著磁感線運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)閉合電路的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化無(wú)感應(yīng)電流，故A錯(cuò)；B中條形磁鐵插入線圈時(shí)線圈中的磁通量增加，拔出時(shí)線圈中的磁通量減少，都有感應(yīng)電流，故B正確；C中開(kāi)關(guān)S一直接通，回路中為恒定電流，螺線管A產(chǎn)生的磁場(chǎng)穩(wěn)定，螺線管B中的磁通量無(wú)變化，線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯(cuò)；D中開(kāi)關(guān)S接通，滑動(dòng)變阻器的阻值變化使閉合回路中的電流變化，螺線管A的磁場(chǎng)變化，螺線管B中磁通量變化，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D正確．9.如圖所示，線圈Ⅰ與電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器相連，線圈Ⅱ與電流計(jì)G相連，線圈Ⅰ與線圈Ⅱ繞在同一個(gè)鐵芯上，在下列情況下，電流計(jì)G中有示數(shù)的是()A．開(kāi)關(guān)閉合瞬間B．開(kāi)關(guān)閉合一段時(shí)間后C．開(kāi)關(guān)閉合一段時(shí)間后，來(lái)回移動(dòng)變阻器滑動(dòng)端D．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間答案ACD解析A中開(kāi)關(guān)閉合前，線圈Ⅰ、Ⅱ中均無(wú)磁場(chǎng)，開(kāi)關(guān)閉合瞬間，線圈Ⅰ中電流從無(wú)到有形成磁場(chǎng)，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)．故A正確．B中開(kāi)關(guān)閉合一段時(shí)間后，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中無(wú)示數(shù)．故B錯(cuò)誤．C中開(kāi)關(guān)閉合一段時(shí)間后，來(lái)回移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端，電阻變化，線圈Ⅰ中的電流變化，電流形成的磁場(chǎng)也發(fā)生變化，穿過(guò)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)G中有示數(shù)．故C正確．D中開(kāi)關(guān)斷開(kāi)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)發(fā)生變化，線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計(jì)G中有示數(shù)．故D正確．10.如圖所示，在同一平面上有兩條相互垂直且彼此絕緣的長(zhǎng)通電直導(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)象限中完全對(duì)稱放置，兩條長(zhǎng)直導(dǎo)線中電流大小與變化情況完全相同，電流方向如圖所示，當(dāng)兩條導(dǎo)線中的電流都開(kāi)始增大時(shí)，四個(gè)線圈a、b、c、d中感應(yīng)電流的情況是()A．線圈a中無(wú)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(wú)感應(yīng)電流答案：CD解析：[根據(jù)安培定則可判斷出兩通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)方向，線圈a中磁場(chǎng)方向均垂直于紙面向里，線圈c中磁場(chǎng)方向均垂直于紙面向外，線圈b、d中合磁通量為零，當(dāng)導(dǎo)線中電流增大時(shí)，線圈a、c中合磁通量增大，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，線圈b、d中合磁通量為零，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C、D正確．]11.如圖所示，A、B兩回路中各有一開(kāi)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)，下列操作及相應(yīng)的結(jié)果中可能的是()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(kāi)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(kāi)S1的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)答案：AD解析：[回路A中有電源，當(dāng)S1閉合后，回路中有電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)，回路B中有磁通量．在S1閉合或斷開(kāi)的瞬間，回路A中的電流從無(wú)到有或從有到無(wú)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生變化，從而使穿過(guò)回路B的磁通量發(fā)生變化，此時(shí)若S2是閉合的，則回路B中有感應(yīng)電流，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，所以選項(xiàng)A、D正確．]三．非選擇題12．勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挒長(zhǎng)，一正方形線框abcd的邊長(zhǎng)為l，且l>L，線框以速度v通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，如圖15所示，從線框進(jìn)入到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，線框中沒(méi)有感應(yīng)電流的時(shí)間是多少？答案eq\f(l－L,v)解析ad邊和bc邊都在磁場(chǎng)外時(shí)，線框中的磁通量不變，沒(méi)有感應(yīng)電流．線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流的時(shí)間為t＝eq\f(l－L,v).13.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8T，矩形線圈abcd的面積S＝0.5m2，共10匝，開(kāi)始B與S垂直且線圈有一半在磁場(chǎng)中，如圖所示．(1)當(dāng)線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)，線圈的磁通量以及此過(guò)程中磁通量的改變量為多少？(2)當(dāng)線圈繞dc邊轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)，求線圈中的磁通量以及此過(guò)程中磁通量的改變量．答案見(jiàn)解析解析(1)當(dāng)線圈繞ab轉(zhuǎn)