2024-2025學年新教材高中物理第5章初識電磁場與電磁波2電磁感應現(xiàn)象及其應用課時練習含解析魯科版必修3

PAGE5-電磁感應現(xiàn)象及其應用(15分鐘·30分)一、選擇題(本題共3小題,每題6分,共18分)1.若某處的地磁場為勻強磁場,一同學在該處手拿矩形線圈面對南方,如圖所示,則能夠使線圈中產生感應電流的操作是 ()A.上下移動線圈B.南北移動線圈C.東西移動線圈D.將線圈轉到水平【解析】選D。依據(jù)感應電流的產生條件,只要讓通過線圈中的磁通量發(fā)生變更,就能產生感應電流。依據(jù)該處地磁場分布,無論線圈是上下、南北、還是東西移動,通過線圈的磁通量均不變,不能產生感應電流。而D項操作,線圈中的磁通量發(fā)生變更,能產生感應電流。則D正確,A、B、C錯誤。2.在一長直導線中通以如圖所示的恒定電流時,套在長直導線上的閉合線環(huán)(環(huán)面與導線垂直,長直導線通過環(huán)的中心),當發(fā)生以下變更時,確定能產生感應電流的是 ()A.保持電流不變,使導線環(huán)上下移動B.保持導線環(huán)不變,使長直導線中的電流增大或減小C.保持電流不變,使導線在豎直平面內順時針(或逆時針)轉動D.保持電流不變,環(huán)在與導線垂直的水平面內左右水平移動【解析】選C。產生感應電流的條件是磁通量發(fā)生變更,題圖所示位置環(huán)中沒有磁通量,A、B、D沒有使磁通量發(fā)生變更,所以都錯。只有C在轉動中使得環(huán)中磁通量發(fā)生變更,則C正確?！炯庸逃柧殹?多選)如圖所示,A、B兩回路中各有一開關S1、S2,且回路A中接有電源,回路B中接有靈敏電流計,下列操作及相應的結果可能實現(xiàn)的是 ()A.先閉合S2,后閉合S1的瞬間,電流計指針偏轉B.S1、S2閉合后,再斷開S2的瞬間,電流計指針偏轉C.先閉合S1,后閉合S2的瞬間,電流計指針偏轉D.S1、S2閉合后,再斷開S1的瞬間,電流計指針偏轉【解析】選A、D。S2閉合時,構成閉合回路,再閉合或斷開S1的瞬間,通過A的電流變更,導致穿過線圈B的磁通量發(fā)生變更,從而產生感應電流,則指針偏轉,故A、D正確;若S1保持閉合狀態(tài),則通過A的電流不變,通過線圈B的磁通量不變,無論S2閉合或打開都不會有感應電流產生,B、C錯誤。3.某部小說中描述一種竊聽電話:竊聽者將并排在一起的兩根電話線分開,在其中一根電話線旁邊鋪設一條兩端分別與耳機連接的導線,這條導線與電話線是絕緣的,如圖所示。下列說法正確的是 ()A.不能竊聽到電話,因為電話線中電流太小B.不能竊聽到電話,因為電話線與耳機沒有接通C.可以竊聽到電話,因為電話中的電流是恒定電流,在耳機電路中引起感應電流D.可以竊聽到電話,因為電話中的電流是交變電流,在耳機電路中引起感應電流【解析】選D。電話中電流是交變電流,因此電話線四周產生變更的磁場,通過耳機這個閉合回路的磁通量發(fā)生變更,產生感應電流,故D正確,A、B、C錯誤?！炯庸逃柧殹拷饘倬匦尉€圈abcd在勻強磁場中做如圖所示的運動,線圈中有感應電流的是 ()【解析】選A。在選項B、C中,線圈中的磁通量始終為零,不產生感應電流;選項D中磁通量始終最大,保持不變,不發(fā)生變更,也沒有感應電流;選項A中,在線圈轉動過程中,磁通量做周期性變更,產生感應電流,故A正確。二、計算題(12分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要標明單位)4.有一根粗細勻稱的軟鐵棒,其橫截面積為8cm2,將絕緣導線繞在軟鐵棒上,當導線中通有電流時,軟鐵棒中部穿過0.5cm2的橫截面積的磁通量為5.5×10-5Wb。求:(1)軟鐵棒中的磁感應強度的大小。(2)穿過此軟鐵棒橫截面積的磁通量是多少?【解析】(1)軟鐵棒中的磁感應強度B==T=1.1T(2)穿過此軟鐵棒橫截面積的磁通量為Φ′=BS′=1.1×8×10-4Wb=8.8×10-4Wb答案:(1)1.1T(2)8.8×10-4Wb(10分鐘·20分)5.(6分)磁通量是探討電磁感應現(xiàn)象的重要物理量,如圖所示,通有恒定電流的長直導線MN與閉合線框共面,第一次將線框由位置1平移到位置2,其次次將線框由位置1繞cd邊翻轉到位置2,設先后兩次通過線框的磁通量變更量的大小分別為ΔΦ1和ΔΦ2,則 ()A.ΔΦ1>ΔΦ2B.ΔΦ1=ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2 D.無法確定【解析】選C。設閉合線框在位置1時穿過閉合線框的磁通量為Φ1,平移到位置2時穿過閉合線框的磁通量為Φ2,導線MN中的電流產生的磁場在位置1處的磁感應強度比在位置2處要強,故Φ1>Φ2。設以原來磁感線穿過的方向為正方向,則從另一面穿過的方向為負方向,將閉合線框從位置1平移到位置2,穿過閉合線框的磁感線方向不變,所以ΔΦ1=|Φ2-Φ1|=Φ1-Φ2;將閉合線框從位置1繞cd邊翻轉到位置2,穿過閉合線框的磁感線反向,所以ΔФ2=|(-Φ2)-Φ1|=Φ1+Φ2,故正確選項為C,A、B、D錯誤?！炯庸逃柧殹咳鐖D所示,虛線框內有勻強磁場,a、b為垂直磁場放置的兩個圓環(huán),分別用Φa和Φb表示穿過兩個圓環(huán)的磁通量,則下列表述正確的是 ()A.Φa>Φb B.Φa=ΦbC.Φa<Φb D.無法確定【解析】選B。本題利用公式Φ=BS進行計算,在計算時留意S為垂直磁場方向所圍磁場的有效面積,不確定是線圈的面積,同時留意磁通量與線圈的匝數(shù)無關。由于磁場在圓環(huán)a、b中的面積相等,所以穿過兩個圓環(huán)的磁通量是相等的,即Φa=Φb,則B正確,A、C、D錯誤。6.(14分)邊長L=10cm的正方形線框有10匝,固定在勻強磁場中,磁場方向與線框平面間的夾角θ=30°,如圖所示,磁感應強度隨時間的變更規(guī)律為B=2+3t(T),求:(1)2s末穿過線框的磁通量;(2)第3s內穿過線框的磁通量的變更量ΔΦ。【解析】(1)2s末磁場的磁感應強度B2=(2+3×2)T=8T,由Φ=BSsinθ知,2s末穿過線框的磁通