【創(chuàng)新設(shè)計】高中物理教科版選修3-2-對點練習(xí)-第一章-電磁感應(yīng)1.1-2

磁通量1．如圖1－1、2－9所示，ab是水平面上一個圓的直徑，在過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，ef中的電流I產(chǎn)生的磁場穿過圓面積的磁通量將()圖1－1、2－9A．漸漸增大B．漸漸減小C．始終為零D．不為零，但保持不變答案C解析利用安培定則推斷直線電流產(chǎn)生的磁場，考慮到磁場具有對稱性，可以知道，穿過線圈的磁感線的條數(shù)與穿出線圈的磁感線條數(shù)是相等的，故選C.磁通量的變化2．恒定的勻強磁場中有一個圓形閉合線圈，線圈平面垂直于磁場方向，當(dāng)線圈在此磁場中做下列哪種運動時，穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化()A．線圈沿自身所在的平面做勻速運動B．線圈沿自身所在的平面做加速運動C．線圈繞任始終徑做勻速轉(zhuǎn)動D．線圈繞任始終徑做變速轉(zhuǎn)動答案CD解析做任何平面運動，垂直面積不發(fā)生變化，即磁通量不發(fā)生變化，A、B錯．而C、D垂直面積會發(fā)生變化，導(dǎo)致磁通量變化．產(chǎn)生感應(yīng)電流的推斷3．如圖1－1、2－10所示，L為一根無限長的通電直導(dǎo)線，M為一金屬環(huán)，L通過M的圓心并與M所在的平面垂直，且通以向上的電流I，則()圖1－1、2－10A．當(dāng)L中的I發(fā)生變化時，環(huán)中有感應(yīng)電流B．當(dāng)M左右平移時，環(huán)中有感應(yīng)電流C．當(dāng)M保持水平，在豎直方向上下移動時環(huán)中有感應(yīng)電流D．只要L與M保持垂直，則以上幾種狀況，環(huán)中均無感應(yīng)電流答案D解析由安培定則可知導(dǎo)線L中電流產(chǎn)生的磁場方向與金屬環(huán)面平行，即穿過M的磁通量始終為零，保持不變，故只要L與M保持垂直，A、B、C三種狀況均不能產(chǎn)生感應(yīng)電流．圖1－1、2－114．如圖1－1、2－11所示，A、B兩回路中各有一開關(guān)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(yīng)的結(jié)果可能實現(xiàn)的是()A．先閉合S2，后閉合S1的瞬間，是流計指針偏轉(zhuǎn)B．S1、S2閉合后，再斷開S2的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)C．先閉合S1，后閉合S2的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)D．S1、S2閉合后，再斷開S1的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)答案AD解析S2閉合時，構(gòu)成閉合回路，再閉合或斷開S1的瞬間，通過A的電流變化，導(dǎo)致穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，則指針偏轉(zhuǎn)，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(yīng)電流產(chǎn)生，B、C錯誤.(時間：60分鐘)題組一電磁感應(yīng)現(xiàn)象1．很多科學(xué)家在物理學(xué)進展中做出了重要貢獻，下列表述中正確的是()A．卡文迪許測出引力常數(shù)B．法拉第發(fā)覺電磁感應(yīng)現(xiàn)象C．安培提出了磁場對運動電荷的作用力公式D．奧斯特總結(jié)并確認了真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用規(guī)律答案ABD解析洛倫茲提出了磁場對運動電荷的作用力公式F＝qvB，C項錯誤；其余各項所述均為物理史實，正確．2．關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A．閉合線圈放在變化的磁場中，必定有感應(yīng)電流產(chǎn)生B．閉合正方形線圈在勻強磁場中垂直磁感線運動，必定產(chǎn)生感應(yīng)電流C．穿過閉合線圈的磁通量變化時，線圈中有感應(yīng)電流D．只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中肯定有感應(yīng)電流產(chǎn)生答案C解析產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：(1)閉合電路；(2)磁通量Φ發(fā)生變化，兩個條件缺一不行．3．如圖所示試驗裝置中用于爭辯電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是()答案B解析選項A是用來探究影響安培力的大小因素的試驗；選項B是爭辯電磁感應(yīng)現(xiàn)象的試驗，觀看導(dǎo)體棒在磁場中做切割磁感線運動時電流表是否會產(chǎn)生感應(yīng)電流；選項C是用來探究安培力的方向與哪些因素有關(guān)的試驗；選項D是奧斯特試驗，證明通電導(dǎo)線四周存在磁場．4．法拉第通過細心設(shè)計的一系列試驗，發(fā)覺了電磁感應(yīng)定律，將歷史上認為各自獨立的學(xué)科“電學(xué)”與“磁學(xué)”聯(lián)系起來．在下面幾個典型的試驗設(shè)計思想中，所作的推論后來被試驗否定的是()A．既然磁鐵可使近旁的鐵塊帶磁，靜電荷可使近旁的導(dǎo)體表面感應(yīng)出電荷，那么靜止導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁靜止的線圈中感應(yīng)出電流B．既然磁鐵可在近旁運動的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動勢，那么穩(wěn)恒電流也可在近旁運動的線圈中感應(yīng)出電流C．既然運動的磁鐵可在近旁靜止的線圈中感應(yīng)出電流，那么靜止的磁鐵也可在近旁運動的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動勢D．既然運動的磁鐵可在近旁的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動勢，那么運動導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁的線圈中感應(yīng)出電流答案A解析電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件是：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化．靜止導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流產(chǎn)生恒定的磁場，靜止導(dǎo)線四周的磁通量沒有發(fā)生變化，近旁靜止線圈中不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，A錯．而B、C、D三項中都會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，有感應(yīng)電動勢(或感應(yīng)電流)產(chǎn)生．題組二對磁通量及變化狀況的分析5．如圖1－1、2－12所示，虛線框內(nèi)有勻強磁場，大環(huán)和小環(huán)是垂直于磁場放置的兩個圓環(huán)，分別用Φ1和Φ2表示穿過大小兩環(huán)的磁通量，則有()圖1－1、1－12A．Φ1>Φ2B．Φ1<Φ2C．Φ1＝Φ2D．無法確定答案C解析對于大環(huán)和小環(huán)來說，磁感線的凈條數(shù)沒有變化，所以選C.6.圖1－1、2－13如圖1－1、2－13所示，a、b、c三個閉合線圈放在同一平面內(nèi)，當(dāng)線圈a中有電流I通過時，穿過它們的磁通量分別為Φa、Φb、Φc，則()A．Φa＜Φb＜ΦcB．Φa＞Φb＞ΦcC．Φa＜Φc＜ΦbD．Φa＞Φc＞Φb答案B解析磁通量可以形象地理解為穿過回路的磁感線的條數(shù)；若該回路面積內(nèi)有磁感線穿進和穿出兩種狀況，可把磁通量理解為穿過回路的凈磁感線的條數(shù)．當(dāng)a中有電流通過時，穿過a、b、c三個閉合線圈垂直紙面對里的磁感線條數(shù)一樣多，向外的磁感線的條數(shù)c最多，其次是b，a中沒有向外的磁感線，因此穿過閉合線圈的凈磁感線條數(shù)a最多，b次之，c最少，即Φa＞Φb＞Φc.選項B正確．7.圖1－1、2－14磁通量是爭辯電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要物理量，如圖1－1、2－14所示，通有恒定電流的直導(dǎo)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(zhuǎn)到位置2，設(shè)前后兩次通過線框的磁通量變化分別為ΔΦ1和ΔΦ2則()A．ΔΦ1＞ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1＜ΔΦ2D．無法確定答案C解析第一次將線框由位置1平移到位置2，磁感線從線框的同一側(cè)穿入，ΔΦ1為前后兩位置磁通量的確定值之差．其次次將線框由位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，磁感線從線框的不同側(cè)穿入，ΔΦ2為前后兩位置磁通量的確定值之和．故ΔΦ1＜ΔΦ2，選項C正確．題組三產(chǎn)生感應(yīng)電流的推斷8．下列狀況中都是線框在磁場中切割磁感線運動，其中線框中有感應(yīng)電流的是()答案BC解析A中雖然導(dǎo)體“切割”了磁感線，但穿過閉合線框的磁通量并沒有發(fā)生變化，沒有感應(yīng)電流；B中線框的一部分導(dǎo)體“切割”了磁感線，穿過線框的磁感線條數(shù)越來越少，線框中有感應(yīng)電流；C中雖然與A近似，但由于是非勻強磁場，運動過程中，穿過線框的磁感線條數(shù)增加，線框中有感應(yīng)電流；D中線框盡管是部分切割，但磁感線條數(shù)不變，無感應(yīng)電流．故選B、C.9．下列選項中是用導(dǎo)線做成的圓形或正方形回路，這些回路與始終導(dǎo)線構(gòu)成幾種位置組合(彼此絕緣)，下列組合中，切斷直導(dǎo)線中的電流時，閉合回路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是()答案CD解析利用安培定則推斷直線電流產(chǎn)生的磁場，其磁感線是一些以直導(dǎo)線為軸的很多組同心圓，即磁感線所在平面均垂直于導(dǎo)線，且直線電流產(chǎn)生的磁場分布狀況是：靠近直導(dǎo)線處磁場強，遠離直導(dǎo)線處磁場弱．所以，A中穿過圓形線圈的磁場如圖甲所示，其有效磁通量為ΦA(chǔ)＝Φ出－Φ進＝0，且始終為0，即使切斷導(dǎo)線中的電流，ΦA(chǔ)也始終為0，A中不行能產(chǎn)生感應(yīng)電流；B中磁通量始終為零，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生；C中穿過線圈的磁通量如圖乙所示，Φ進>Φ出，即ΦC≠0，當(dāng)切斷導(dǎo)線中電流后，經(jīng)過肯定時間，穿過線圈的磁通量ΦC減小為0，所以C中有感應(yīng)電流產(chǎn)生；D中線圈的磁通量ΦD不為0，當(dāng)電流切斷后，ΦD最終也減小為0，所以D中也有感應(yīng)電流產(chǎn)生．10.圖1－1、2－15如圖1－1、2－15所示，在勻強磁場中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直．導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動的金屬棒ab、cd，與導(dǎo)軌接觸良好．這兩條金屬棒ab、cd的運動速度分別是v1、v2，若井字形回路中有感應(yīng)電流通過，則可能()A．v1>v2B．v1<v2C．v1＝v2D．無法確定答案AB11.圖1－1、2－16如圖1－1、2－16所示，開頭時矩形線框與勻強磁場的方向垂直，且一半在磁場內(nèi)，一半在磁場外，若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)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(zhuǎn)動(小于90°)C．以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60°)D．以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60°)答案ABC解析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(yīng)電流；當(dāng)線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)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(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(yīng)電流．假如轉(zhuǎn)過的角度超過60°(60°～300°)，bc邊將進入無磁場區(qū)，那么線框中將不產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)線框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動時，假如轉(zhuǎn)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(yīng)強度與矩形線框面積的一半的乘積)．12．某同學(xué)做觀看電磁感應(yīng)現(xiàn)象的試驗，將電流表、線圈A和B、蓄電池、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖1－1、2－17所示的試驗電路，當(dāng)他接通、斷開開關(guān)時，電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn)，其緣由是()圖1－1、2－17A．開關(guān)位置接錯B．電流表的正、負極接反C．線圈B的接頭3、4接反D．蓄電池的正、負極接反答案A解析圖中所示開關(guān)的連接不能把握含有電源的電路中電流的通斷．而本試驗的內(nèi)容之一就是用來爭辯在開關(guān)通斷瞬間，電流的有無是否導(dǎo)致磁場發(fā)生變化，進而產(chǎn)生感應(yīng)電流的狀況．因而圖中接法達不到目的．關(guān)鍵是開關(guān)沒有起到把握電源接通、斷開的作用，開關(guān)應(yīng)串聯(lián)到電源和導(dǎo)線1、2之間．13.圖1－1、2－18如圖1－1、2－18所示，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)樽鴺溯S構(gòu)成一個平面直角坐標系．四個相同的圓形閉合線圈在四個象限內(nèi)完全對稱放置，兩直導(dǎo)線中的電流大小與變化狀況完全相同，電流方向如圖中所示，當(dāng)兩直導(dǎo)線中的電流都增大時，四個線圈a、b、c、d中感應(yīng)電流的狀況是()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)電流答案CD解析依據(jù)安培定則可推斷出電流產(chǎn)生的磁場方向，線圈a中的磁場方向均垂直于紙面對里，線圈c中的磁場方向均垂直于紙面對外，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，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C、D正確，A、B錯誤．14.圖1－1、2－19如圖1－1、2－19所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒MN沿框架以速