2024-2025學年新教材高中物理第5章初識電磁場與電磁波第2節(jié)電磁感應現(xiàn)象及其應用課時分層作業(yè)含解析魯科版第三冊

PAGE3-電磁感應現(xiàn)象及其應用(建議用時：20分鐘)1．關于磁通量，下列敘述正確的是()A．在勻強磁場中，穿過一截面的磁通量等于磁感應強度與該面面積的乘積B．在勻強磁場中，a線圈的面積比b線圈的大，則穿過a線圈的磁通量肯定比穿過b線圈的磁通量大C．把一個線圈放在M、N兩處，若放在M處時穿過線圈的磁通量比放在N處時大，則M處的磁感應強度肯定比N處大D．同一線圈放在磁感應強度大處，穿過線圈的磁通量不肯定大D[磁通量等于磁感應強度與平面在垂直磁場方向上的投影面積的乘積，A錯誤；線圈面積大，但投影面積不肯定大，B錯誤；磁通量大，磁感應強度不肯定大，C錯誤、D正確。]2．如圖所示，a、b是兩個同平面、同心放置的金屬圓環(huán)，條形磁鐵穿過兩圓環(huán)且與兩環(huán)平面垂直，則穿過兩圓環(huán)的磁通量Φa、Φb的大小關系為()A．Φa>Φb B．Φa<ΦbC．Φa＝Φb D．不能比較A[條形磁鐵磁場的磁感線的分布特點是：①磁鐵內外磁感線的條數(shù)相同；②磁鐵內外磁感線的方向相反；③磁鐵外部磁感線的分布是兩端密、中間疏。兩個同心放置的同平面的金屬圓環(huán)與磁鐵垂直且磁鐵在中心時，通過其中一個圓環(huán)的磁感線的俯視圖如圖所示，穿過該圓環(huán)的磁通量Φ＝Φ進－Φ出，由于兩圓環(huán)面積Sa<Sb，兩圓環(huán)的Φ進相同，而Φ出a<Φ出b，所以穿過兩圓環(huán)的有效磁通量Φa>Φb，故選項A正確。]3．關于產(chǎn)生感應電流的條件，下列說法正確的是()A．任一閉合回路在磁場中運動，閉合回路中肯定會有感應電流B．任一閉合回路在磁場中做切割磁感線運動，閉合回路中肯定會有感應電流C．穿過任一閉合回路的磁通量為零的瞬間，閉合回路中肯定不會產(chǎn)生感應電流D．無論用什么方法，只要穿過閉合回路的磁感線凈條數(shù)發(fā)生了變更，閉合回路中就肯定會有感應電流D[只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變更就肯定會產(chǎn)生感應電流，而磁通量是穿過某一面積磁感線的凈條數(shù)，選項D正確；閉合回路在磁場中運動，磁通量可能變更，也可能不變，選項A錯誤；閉合回路在磁場中做切割磁感線運動，磁通量可能變更，也可能不變，選項B錯誤；磁通量為零的瞬間不能說明閉合回路中的磁通量沒有發(fā)生變更，選項C錯誤。]4．(多選)如圖所示，起先時矩形線框與勻強磁場的方向垂直，且一半在磁場內，一半在磁場外，若要使線框中產(chǎn)生感應電流，下列方法中可行的是()A．將線框向左拉出磁場B．以ab邊為軸轉動C．以ad邊為軸轉動(小于60°)D．以bc邊為軸轉動(小于60°)ABC[將線框向左拉出磁場的過程中，線框的bc部分做切割磁感線運動，或者說穿過線框的磁通量削減，所以線框中將產(chǎn)生感應電流；當線框以ab邊為軸轉動時，線框的cd邊的右半段在做切割磁感線運動，或者說穿過線框的磁通量在發(fā)生變更，所以線框中將產(chǎn)生感應電流；當線框以ad邊為軸轉動(小于60°)時，穿過線框的磁通量在減小，所以在這個過程中線框中會產(chǎn)生感應電流。假如轉過的角度超過60°(60°～300°)，bc邊在無磁場區(qū)轉動，那么線框中將不產(chǎn)生感應電流；當線框以bc邊為軸轉動時，假如轉動的角度小于60°，則穿過線框的磁通量始終保持不變(其值為磁感應強度與矩形線框面積的一半的乘積)，A、B、C正確。]5．如選項圖所示的條件下，閉合矩形線圈能產(chǎn)生感應電流的是()D[因為線圈平面平行于磁感線，在以OO′為軸轉動的過程中，線圈平面始終與磁感線平行，穿過線圈的磁通量始終為零，所以無感應電流產(chǎn)生，A錯誤；線圈平面也與磁感線平行，穿過線圈的磁通量為零，豎直向上運動過程中，線圈平面始終與磁感線平行，磁通量始終為零，故無感應電流產(chǎn)生，B選項錯誤；盡管線圈在轉動，但B與S都不變，B又垂直于S，所以Φ＝BS始終不變，線圈中無感應電流，C項錯誤；圖示狀態(tài)Φ＝0，當轉過90°時Φ＝BS，所以轉動過程中穿過線圈的磁通量在不斷地變更，因此轉動過程中線圈中產(chǎn)生感應電流，D選項正確。]6．某小組同學在“探究感應電流產(chǎn)生的條件”的試驗中，所用試驗器材如圖，圖中已用導線連接好部分試驗器材。(1)請以筆畫線代替導線把試驗電路連接好；(2)請說出能產(chǎn)生感應電流的三種做法。①__________________________________________________；②___________________________________________________；③___________________________________________________。[解析](1)將電源、電鍵、變阻器、小螺線管串聯(lián)成一個回路，留意滑動變阻器接一上一下兩個接線柱，再將電流計與大螺線管串聯(lián)成另一個回路，如圖所示：(2)只要使得閉合回路中的磁通量發(fā)生變更，閉合回路中就有感應電流產(chǎn)生，所以能產(chǎn)生感應電流的三種做法為：①電鍵閉合或斷開；②電鍵閉合后，A線圈插入或撥出；③電鍵閉合后，移動滑動變阻器的滑片。[答案]見解析7．如圖所示，有一個垂直紙面對里的勻強磁場，磁感應強度B＝0.8T，磁場有明顯的圓形邊界，圓心為O，半徑為10cm。現(xiàn)于紙面內先后放上a、b兩個圓形單匝線圈，圓心均在O處，a線圈半徑為10cm，b線圈半徑為15cm，問：(1)在B減為0.4T的過程中，a和b中磁通量分別變更多少？(2)磁感應強度B大小不變，方向繞直徑轉過30°過程中，a線圈中磁通量變更多少？(3)磁感應強度B大小、方向均不變，線圈a繞直徑轉過180°過程中，a線圈中磁通量變更多少？[解析](1)a線圈面積正好與圓形磁場區(qū)域重合，Φ1＝Bπr2，Φ2＝B1πr2ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|(B1－B)πr2|＝1.256×10－2Wbb線圈面積大于圓形磁場面積，即線圈的一部分面積在磁場區(qū)域外，有磁感線穿過的面積與a線圈相同，故磁通量的變更量與a線圈相同。(2)磁場轉過30°，a線圈面積在垂直磁場方向的投影為πr2cos30°，則Φ＝Bπr2cos30°ΔΦ＝|Φ－Φ1|＝Bπr2(1－cos30°)≈3.4×10－3Wb。(3)以線圈a