2019年高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 4.1 劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 4.2 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件檢測(cè) 新人教版選修3-2.doc

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2019年高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 4.1 劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 4.2 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件檢測(cè) 新人教版選修3-2 1．首先發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是(　　) A．奧斯特 B．麥克斯韋 C．安培 D．法拉第 【解析】　1831年8月29日，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象． 【答案】　D 2．如圖所示，虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，大環(huán)和小環(huán)是垂直于磁場(chǎng)放置的兩個(gè)圓環(huán)，分別用Φ1和Φ2表示穿過大小兩環(huán)的磁通量，則有(　　) A．Φ1>Φ2 B．Φ1<Φ2 C．Φ1＝Φ2 D．無法確定 【解析】　磁通量Φ＝BS，指B與S垂直且S指的是有效面積，故選C. 【答案】　C 3．如圖所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)組成一閉合回路，在鐵芯的右端套有一個(gè)表面絕緣的銅環(huán)a，下列各種情況銅環(huán)a中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) A．線圈中通以恒定的電流 B．通電時(shí)，使變阻器的滑片P勻速移動(dòng) C．通電時(shí)，使變阻器的滑片P加速移動(dòng) D．將開關(guān)突然斷開的瞬間 【解析】　線圈中通以恒定電流時(shí)，銅環(huán)a處磁場(chǎng)不變，穿過銅環(huán)的磁通量不變，銅環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A對(duì)；變阻器滑片移動(dòng)或開關(guān)斷開時(shí)，線圈中電流變化，銅環(huán)a處磁場(chǎng)變化，穿過銅環(huán)的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B、C、D錯(cuò)誤． 【答案】　A 4．如圖所示的實(shí)驗(yàn)中，在一個(gè)足夠大的磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，如果AB沿水平方向運(yùn)動(dòng)，速度的大小為v1，兩磁極沿水平方向運(yùn)動(dòng)，速度的大小為v2，則(　　) A．當(dāng)v1＝v2，且方向相同時(shí)，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流 B．當(dāng)v1＝v2，且方向相反時(shí)，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．當(dāng)v1≠v2，時(shí)，方向相同或相反都可以產(chǎn)生感應(yīng)電流 D．當(dāng)v2＝0時(shí)，v1的方向改為與磁感線的夾角為θ，且θ<90，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流 【解析】　當(dāng)v1＝v2，且方向相同時(shí)，二者無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，AB不切割磁感線，回路中無感應(yīng)電流，A錯(cuò)誤．當(dāng)v1＝v2，且方向相反時(shí)，AB切割磁感線，穿過回路的磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，B正確．當(dāng)v1≠v2時(shí)，無論方向相同或相反，二者都有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，穿過回路的磁通量都會(huì)發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，C正確．當(dāng)v2＝0，v1的方向與磁感線的夾角θ<90時(shí)，v1有垂直磁感線方向的分量，即AB仍在切割磁感線，穿過回路的磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，D正確． 【答案】　BCD 5. 如圖所示，矩形線圈與磁場(chǎng)垂直，且一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，下述過程中能使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) A．以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)45 B．以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)45 C．將線圈向下平移 D．將線圈向上平移 【解析】　如果線圈以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)45，ad剛好到達(dá)分界面，穿過線圈的磁通量不會(huì)發(fā)生變化，A錯(cuò)誤；如果線圈以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈在垂直于磁場(chǎng)方向上的投影面積減小，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，故選項(xiàng)B正確；如果將線圈向下或向上平移，穿過線圈的磁通量不發(fā)生變化，故線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，C、D錯(cuò)誤． 【答案】　B 6. 一條形磁鐵與導(dǎo)線環(huán)在同一平面內(nèi)，磁鐵的中心恰與導(dǎo)線環(huán)的圓心重合，如圖所示，為了在導(dǎo)線環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁鐵應(yīng)(　　) A．繞垂直于紙面且過O點(diǎn)的軸轉(zhuǎn)動(dòng) B．向右平動(dòng) C．向左平動(dòng) D．N極向外，S極向里轉(zhuǎn)動(dòng) 【解析】　圖中位置穿過導(dǎo)線環(huán)平面的磁通量為零，要使導(dǎo)線環(huán)中有感應(yīng)電流，只要讓導(dǎo)線環(huán)中有磁通量穿過，就會(huì)有磁通量的變化，A、B、C的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線環(huán)內(nèi)磁通量始終為零，只有D正確． 【答案】　D 7. 如圖所示，在條形磁鐵的外面套著一個(gè)閉合金屬?gòu)椈删€圈P，現(xiàn)用力從四周拉彈簧線圈，使線圈包圍的面積變大，則下列關(guān)于穿過彈簧線圈磁通量的變化以及線圈中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生的說法中，正確的是(　　) A．磁通量增大，有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B．磁通量增大，無感應(yīng)電流產(chǎn)生 C．磁通量減小，有感應(yīng)電流產(chǎn)生 D．磁通量減小，無感應(yīng)電流產(chǎn)生 【解析】　 本題中條形磁鐵磁感線的分布如圖所示(從上向下看)．磁通量是指穿過一個(gè)面的磁感線的多少，由于垂直紙面向外的和垂直紙面向里的磁感線要抵消一部分，當(dāng)彈簧線圈P的面積擴(kuò)大時(shí)，垂直紙面向里的磁感線條數(shù)增加，而垂直紙面向外的磁感線條數(shù)是一定的，故穿過這個(gè)面的磁通量將減小，回路中會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故C正確． 【答案】　C 8. 一圓形線圈位于紙面垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示．下列操作中，始終保證整個(gè)線圈在磁場(chǎng)中，能使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) A．把線圈向右拉動(dòng) B．把線圈向上拉動(dòng) C．垂直紙面向外運(yùn)動(dòng) D．以圓線圈的任意直徑為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 【解析】　產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化．而把線圈向右、向上和垂直于紙面向外運(yùn)動(dòng)幾種情況，穿過線圈的磁通量都保持不變，故線圈中都沒有感應(yīng)電流，故A、B、C都錯(cuò)，以線圈的任意直徑為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故選D. 【答案】　D 9. 如圖所示，在一個(gè)平面內(nèi)有四根彼此絕緣的通電直導(dǎo)線，各通電直導(dǎo)線的電流大小相同，方向不同，a、b、c、d四個(gè)區(qū)域的面積相同，則垂直指向紙內(nèi)磁通量最大區(qū)域是哪個(gè)？垂直指向紙外磁通量最大區(qū)域是哪個(gè)？ 【解析】　由安培定則可判斷，b區(qū)向里最大，c區(qū)向外最大． 【答案】　b區(qū)向里最大　c區(qū)向外最大 能力提升 1. 如圖所示，ab是水平面上一個(gè)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(shí)，穿過圓面積的磁通量將(　　) A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．始終為零 D．不為零，但保持不變 【解析】　 利用安培定則判斷直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，作出俯視圖，如圖所示．考慮到磁場(chǎng)具有對(duì)稱性，可以知道穿過圓面積的磁感線的條數(shù)與穿出圓面積的磁感線的條數(shù)是相等的，故選C. 【答案】　C 2. 某同學(xué)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)線連接成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，當(dāng)他接通或斷開開關(guān)時(shí)，電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn)，其原因是(　　) A．開關(guān)位置接錯(cuò) B．電流表的正、負(fù)接線柱接反 C．線圈B的接頭3、4接反 D．蓄電池的正、負(fù)極接反 【解析】　電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的條件是接通或斷開開關(guān)瞬間線圈B中的磁通量發(fā)生變化，開關(guān)的正確接法是接在線圈A所在的電路中，接在線圈B所在的電路中，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．而B、C、D三項(xiàng)中的操作不會(huì)影響感應(yīng)電流的產(chǎn)生． 【答案】　A 3．如圖所示，一有限范圍的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，寬度為d，將一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框以速度為v勻速地通過磁場(chǎng)區(qū)域，若d>l，則線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的時(shí)間應(yīng)等于(　　) A. B. C. D. 【解析】　當(dāng)線圈剛剛完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)至線圈剛剛出磁場(chǎng)時(shí)，通過線圈的磁通量不發(fā)生變化，線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流． 【答案】　C 4．如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體棒MN以速度v0開始向右沿導(dǎo)軌滑動(dòng)的瞬間(導(dǎo)軌間有磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里)，下列說法正確的是(　　) A．導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌組成的閉合回路中有感應(yīng)電流 B．導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌組成的閉合回路中沒有感應(yīng)電流 C．圓形金屬環(huán)B中有感應(yīng)電流 D．圓形金屬環(huán)B中沒有感應(yīng)電流 【解析】　導(dǎo)線MN開始向右滑動(dòng)瞬間，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌組成的閉合回路里磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，A正確；電磁鐵A在圓形金屬環(huán)B中產(chǎn)生的磁通量從零開始增加，金屬環(huán)B中一定產(chǎn)生感應(yīng)電流，C正確． 【答案】　AC 5. 如圖所示，金屬三角形MON與導(dǎo)體棒DE構(gòu)成回路，MO、NO為固定導(dǎo)軌，DE是可沿導(dǎo)軌移動(dòng)的導(dǎo)體棒，B為垂直紙面向里的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.1 T，試求下列情況下磁通量的變化： (1)在圖中，若DE從O點(diǎn)出發(fā)，向右以1 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)4 s過程中，回路中磁通量變化為多少？ (2)在圖中，若令回路面積S＝8 m2保持不變，而B從0.1 T變到0.8 T，則穿過回路中磁通量變化為多少？ (3)在圖中，若回路的面積從S0＝0.08 m2變到St＝0.1 m2，在磁感應(yīng)強(qiáng)度由B0＝0.1 T變到Bt＝0.8 T，求磁通量的變化． 【解析】　(1)ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝BΔS＝Bvtvttan45＝0.1441＝0.8 Wb (2)ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝ΔBS＝(0.8－0.1)8＝5.6 Wb (3)ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝BtSt－B0S0＝(0.80.1－0.10.08)Wb＝0.072 Wb 【答案】　(1)0.8 Wb　(2)5.6 Wb　(3)0.072 Wb 6．如下圖所示是生產(chǎn)中常用的一種延時(shí)繼電器的示意圖，鐵芯上有兩個(gè)線圈A和B.線圈A跟電源連接，線圈B兩端連接在一起，構(gòu)成一個(gè)閉合電路．在斷開開關(guān)S的時(shí)候，彈簧E并不能立刻將銜鐵D拉起，因而不能使觸頭C(連接工作電路)立即離開，過一段時(shí)間后觸頭C才能離開，延時(shí)繼電器就是這樣得名的．試說明這種繼電器原理． 【解析】　線圈A與電源連接，閉合電鍵S，線圈A中流過恒定電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)，有磁感線穿過線圈B，但穿過線圈B的磁通量不變化，線圈B中無感應(yīng)電流，斷開電鍵S的瞬間，線圈A中的電流迅速減小為零，穿過線圈B的磁通量迅速減少，由于電磁感應(yīng)，線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)銜鐵D的吸引作用，觸頭C不離開；經(jīng)過一小段時(shí)間后感應(yīng)電流減弱，感應(yīng)電流形成的磁場(chǎng)對(duì)銜鐵D的吸引力減弱，彈簧E的作用比磁場(chǎng)力大，才將銜鐵拉起，觸頭C斷開． 【答案】　見解析