2019-2020年高中物理 第四章 第1、2節(jié) 劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件課時(shí)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練（含解析）新人教版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 第四章 第1、2節(jié) 劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件課時(shí)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練（含解析）新人教版選修3-2 一、單項(xiàng)選擇題 1．下列現(xiàn)象中屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(　　) A．磁場(chǎng)對(duì)電流產(chǎn)生力的作用 B．變化的磁場(chǎng)使閉合電路中產(chǎn)生電流 C．插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化 D．電流周圍產(chǎn)生磁場(chǎng) 2.如圖所示，矩形線框abcd放置在水平面內(nèi)，磁場(chǎng)方向與水平方向成α角，已知sin α＝，回路面積為S，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則通過(guò)線框的磁通量為(　　) A．BS　　　B.BS　　　C.BS　　　D.BS 3．如圖所示，開(kāi)始時(shí)矩形線框與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直，且一半在磁場(chǎng)內(nèi)，一半在磁場(chǎng)外，若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列辦法中不可行的是(　　) A．將線框向左拉出磁場(chǎng) B．以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于90) C．以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60) D．以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60) 4．如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形金屬軌道上，有等長(zhǎng)的兩根金屬棒ab和cd，它們以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng)，則(　　) A．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S，ab中有感應(yīng)電流 B．閉合開(kāi)關(guān)S，ab中有感應(yīng)電流 C．無(wú)論斷開(kāi)還是閉合開(kāi)關(guān)S，ab中都有感應(yīng)電流 D．無(wú)論斷開(kāi)還是閉合開(kāi)關(guān)S，ab中都沒(méi)有感應(yīng)電流 二、多項(xiàng)選擇題 5．我國(guó)已經(jīng)制訂了登月計(jì)劃，假如宇航員登月后想探測(cè)一下月球表面是否有磁場(chǎng)。他手邊有一只靈敏電流表和一個(gè)小線圈，則下列推斷正確的是(　　) A．直接將電流表放于月球表面，通過(guò)觀察電流表是否有示數(shù)來(lái)判斷磁場(chǎng)的有無(wú) B．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng)，如果電流表無(wú)示數(shù)，則可判斷月球表面無(wú)磁場(chǎng) C．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng)，如果電流表有示數(shù)，則可判斷月球表面有磁場(chǎng) D．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某一平面內(nèi)沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，電流表無(wú)示數(shù)，則不能判斷月球表面有無(wú)磁場(chǎng) 6.如圖所示，水平面內(nèi)有兩條相互垂直且彼此絕緣的通電長(zhǎng)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)象限內(nèi)完全對(duì)稱放置，兩直導(dǎo)線中的電流大小與變化情況完全相同，電流方向如圖中所示，當(dāng)兩直導(dǎo)線中的電流都增大時(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 7．如圖所示，線圈abcd在磁場(chǎng)區(qū)域ABCD中，下列哪種情況下線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生(　　) A．把線圈變成圓形(周長(zhǎng)不變) B．使線圈在磁場(chǎng)中加速平移 C．使磁場(chǎng)增強(qiáng)或減弱 D．使線圈以過(guò)ab的直線為軸旋轉(zhuǎn) 8．如圖所示，用導(dǎo)線做成圓形或正方形回路，這些回路與一直導(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(shí)，閉合回路中會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是(　　) 三、非選擇題 9.邊長(zhǎng)L＝10 cm的正方形線框固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線圈平面間的夾角θ＝30，如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律為B＝(2＋3t)T，則第3 s內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量的變化量ΔΦ為多少？ 10.如圖所示，有一個(gè)垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，B1＝0.8 T，磁場(chǎng)有明顯的圓形邊界，圓心為O，半徑為r＝1 cm。現(xiàn)在紙面內(nèi)先后放上與磁場(chǎng)垂直的圓線圈，圓心均在O處，A線圈半徑為1 cm，10匝；B線圈半徑為2 cm，1匝；C線圈半徑為0.5 cm，1匝。問(wèn)： (1)在B減為B2＝0.4 T的過(guò)程中，A線圈和B線圈磁通量改變多少？ (2)在磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)30角的過(guò)程中，C線圈中磁通量改變多少？ 答案 1．解析：選B　磁場(chǎng)對(duì)電流產(chǎn)生力的作用屬于通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力情況；插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化屬于電流的磁效應(yīng)；電流周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)屬于電流的磁效應(yīng)；而變化的磁場(chǎng)使閉合電路中產(chǎn)生電流屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象。故正確答案為B。 2．解析：選B　在磁通量Φ＝BS公式中，B與S必須垂直，若B與S不垂直，則S要轉(zhuǎn)化為垂直于B的有效面積，也可以將B轉(zhuǎn)化為垂直于S的垂直分量，故Φ＝BSsin α＝BS。 3．解析：選D　將線框向左拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框的bc部分做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，或者說(shuō)穿過(guò)線框的磁通量減少，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(dòng)時(shí)，線框的cd邊的右半段在做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，或者說(shuō)穿過(guò)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(dòng)(小于60)時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量在減小，所以在這個(gè)過(guò)程中線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果轉(zhuǎn)過(guò)的角度超過(guò)60，bc邊將進(jìn)入無(wú)磁場(chǎng)區(qū)，那么線框中將不產(chǎn)生感應(yīng)電流(60～300)。當(dāng)線框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于60，則穿過(guò)線框的磁通量始終保持不變(其值為磁感應(yīng)強(qiáng)度與矩形面積的一半的乘積)。 4．解析：選B　兩根金屬棒ab和cd以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng)，若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，兩根金屬棒與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中磁通量無(wú)變化，則回路中無(wú)感應(yīng)電流，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；若閉合開(kāi)關(guān)S，兩根金屬棒與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中磁通量發(fā)生變化，則回路中有感應(yīng)電流，故B正確，D錯(cuò)誤。 5．解析：選CD　當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，不論向哪個(gè)方向移動(dòng)線圈，穿過(guò)線圈的磁通量都不會(huì)變化，所以也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此不能判斷有無(wú)磁場(chǎng)存在；若使閉合線圈沿某一方向移動(dòng)時(shí)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則一定存在磁場(chǎng)。故正確答案為C、D。 6．解析：選CD　根據(jù)安培定則可判斷出電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，線圈a中的磁場(chǎng)方向均垂直于紙面向里，線圈c中的磁場(chǎng)方向均垂直于紙面向外，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(shí)，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(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生。選項(xiàng)C、D正確，A、B錯(cuò)誤。 7．解析：選ACD　選項(xiàng)A中，線圈的面積變化，磁通量變化，故A正確；選項(xiàng)B中，無(wú)論線圈在磁場(chǎng)中勻速還是加速平移，磁通量都不變，故B錯(cuò)；選項(xiàng)C、D中，線圈中的磁通量發(fā)生變化，故C、D正確。 8．解析：選CD　穿過(guò)線圈A中有效磁通量為ΦA(chǔ)＝Φ出－Φ進(jìn)＝0，且始終為零，即使切斷導(dǎo)線中的電流，ΦA(chǔ)也始終為零，A中不可能產(chǎn)生感應(yīng)電流。B中線圈平面與導(dǎo)線的磁場(chǎng)平行，穿過(guò)B的磁通量也始終為零，B中也不能產(chǎn)生感應(yīng)電流。C中穿過(guò)線圈的磁通量，Φ進(jìn)＞Φ出，即ΦC≠0，當(dāng)切斷導(dǎo)線中電流后，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，穿過(guò)線圈的磁通量ΦC減小為零，所以C中有感應(yīng)電流產(chǎn)生。D中線圈的磁通量ΦD不為零，當(dāng)電流切斷后，ΦD最終也減小為零，所以D中也有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 9．解析：第3 s內(nèi)就是從2 s末到3 s末，所以，2 s末的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B1＝(2＋32)T＝8 T 3 s末的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B2＝(2＋33)T＝11 T 則有ΔΦ＝ΔBSsin θ＝(11－8)0.12sin 30 Wb＝1.510－2 Wb 答案：1.510－2 Wb 10．解析：(1)對(duì)A線圈，Φ1＝B1πr2， Φ2＝B2πr2 磁通量的改變量 |Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)3.1410－4 Wb＝1.25610－4 Wb 對(duì)B線圈，Φ1＝B1πr2，Φ2＝B2πr2 磁通量的改變量 |Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)3.1410－4 Wb＝1.25610－4 Wb (2)對(duì)C線圈：Φ1＝Bπr，磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)30，線圈仍全部處于磁場(chǎng)中，線圈面積在垂直磁場(chǎng)方向的投影為πrcos 30，則Φ2＝Bπrcos 30。磁通量的改變量 |Φ2－Φ1|＝Bπr(1－cos 30) ≈0.83.14(510－3)2(1－0.866) Wb≈8.410－6 Wb 答案：(1)1.25610－4 Wb　1.25610－4 Wb　(2)8.410－6 Wb