2019版高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 第1、2節(jié) 劃時代的發(fā)現(xiàn) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件課時作業(yè) 新人教版選修3-2.doc

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第四章　第1、2節(jié) 劃時代的發(fā)現(xiàn) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 基礎(chǔ)夯實 一、選擇題(1～4題為單選題，5題為多選題) 1．如圖所示，套在條形磁鐵外的三個線圈，其面積S1>S2＝S3，且“3”線圈在磁鐵的正中間。設(shè)各線圈中的磁通量依次為Φ1、Φ2、Φ3，則它們的大小關(guān)系是(　C　) A．Φ1>Φ2>Φ3　　　 B．Φ1>Φ2＝Φ3 C．Φ1<Φ2<Φ3 D．Φ1<Φ2＝Φ3 解析：所有磁感線都會經(jīng)過磁體內(nèi)部，內(nèi)外磁場方向相反，所以線圈面積越大則抵消的磁場越大，則Φ1<Φ2，線圈3在正中間，此處磁鐵外部磁場最弱，即抵消得最少，所以Φ3>Φ2，選C。 2．(2017湖北省宜昌市示范高中協(xié)作體高二下學(xué)期期中)如圖所示，一矩形線框，從abcd位置移到a′b′c′d′位置的過程中，關(guān)于穿過線框的磁通量情況，下列敘述正確的是(線框平行于紙面移動)(　D　) A．一直增加 B．一直減少 C．先增加后減少 D．先增加，再減少直到零，然后再增加，然后再減少 解析：離導(dǎo)線越近，磁場越強，當線框從左向右靠近導(dǎo)線的過程中，穿過線框的磁通量增大，當線框跨在導(dǎo)線向右運動時，磁通量減小，當導(dǎo)線在線框正中央時，磁通量為零，從該位置向右，磁通量又增大，當線框離開導(dǎo)線向右運動的過程中，磁通量又減小；故ABC錯誤，D正確。 3．如圖所示，矩形線框在磁場內(nèi)做的各種運動中，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　D　) 解析：A．線框在勻強磁場中運動時，穿過線框的磁感線條數(shù)不變，即磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A錯誤。B．圖示的線框與磁場平行，穿過線框的磁通量為零，而且當線框平動時，磁通量始終為零，沒有變化，所以沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B錯誤。C．線框與磁場平行，穿過線框的磁通量為零，當線框向右平動時，磁通量保持為零，沒有變化，所以沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故C錯誤。D．線框在磁場中轉(zhuǎn)動時，穿過線框的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D正確。 4．(2018北京市朝陽區(qū)高二上學(xué)期期末)下列情況中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　D　) A．如圖甲所示，導(dǎo)體AB順著磁感線運動 B．如圖乙所示，條形磁鐵插入線圈中不動時 C．如圖丙所示，小螺線管A置于大螺線管B中不動，開關(guān)S一直接通時 D．如圖丙所示，小螺線管A置于大螺線管B中不動，開關(guān)S一直接通，在移動變阻器滑片的過程中 解析：如圖甲所示，導(dǎo)體AB順著磁感線運動，不切割磁感線，無感應(yīng)電流，選項A錯誤；如圖乙所示，條形磁鐵插入線圈中不動時，磁通量不變，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項B錯誤；如圖丙所示，小螺線管A置于大螺線管B中不動，開關(guān)S一直接通時，穿過B的磁通量不變，無感應(yīng)電流，選項C錯誤；開關(guān)S一直接通，在移動變阻器滑片的過程中，線圈A中的電流變化，穿過線圈B的磁通量變化，會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項D正確。 5．如圖所示，線圈Ⅰ與電源、開關(guān)、滑動變阻器相連，線圈Ⅱ與電流計?相連，線圈Ⅰ與線圈Ⅱ繞在同一個鐵芯上，在下列情況下、電流計?中有示數(shù)的是(　ACD　) A．開關(guān)閉合瞬間 B．開關(guān)閉合穩(wěn)定后 C．開關(guān)閉合穩(wěn)定后來回移動滑動變阻器的滑片 D．開關(guān)斷開瞬間 解析：開關(guān)閉合前，線圈Ⅰ、Ⅱ中均無磁場，開關(guān)閉合瞬間，線圈Ⅰ中電流從無到有，電流的磁場也從無到有，穿過線圈Ⅱ的磁通量從無到有，線圈Ⅱ中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計?有示數(shù)；開關(guān)閉合穩(wěn)定后，線圈Ⅰ中電流穩(wěn)定不變，電流的磁場不變，此時線圈Ⅱ雖有磁通量但磁通量穩(wěn)定不變，線圈Ⅱ中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計?無示數(shù)；開關(guān)閉合穩(wěn)定后，來回移動滑動變阻器的滑片，電阻變化，線圈Ⅰ中的電流變化，電流形成的磁場也發(fā)生變化，穿過線圈Ⅱ的磁通量也發(fā)生變化，線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計?有示數(shù)；開關(guān)斷開瞬間，線圈Ⅰ中電流從有到無，電流的磁場也從有到無，穿過線圈Ⅱ的磁通量也從有到無，線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計?有示數(shù)。 二、非選擇題 6．某學(xué)生做觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗，將電流表、線圈A和B、蓄電池、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的實驗電路，當它接通、斷開開關(guān)時，電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn)，其原因是__開關(guān)位置接錯__。 解析：圖中所示開關(guān)的連接不能控制含有電源的電路中電流的通斷。而本實驗的內(nèi)容之一就是用來研究在開關(guān)通斷瞬間，導(dǎo)致線圈B內(nèi)磁場變化，進而產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況，但圖中的接法卻達不到目的。 7．世界上的第一臺發(fā)電機如圖甲所示，乙是其原理圖，轉(zhuǎn)動的金屬圓盤在兩個磁極之間，穿過圓盤的磁通量并沒有發(fā)生變化，為什么能發(fā)出電來？ 提示：對圓盤來說，從圓心到邊緣可以理解成有無數(shù)根輻向分布的導(dǎo)體，每根導(dǎo)體都處在磁場中，當圓盤轉(zhuǎn)動時，每根導(dǎo)體都與負載電阻R構(gòu)成閉合電路，以其中一根導(dǎo)體為例，所構(gòu)成的閉合電路里的磁通量發(fā)生變化，因此產(chǎn)生感應(yīng)電流。 能力提升 一、選擇題(1～3題為單選題，4～5題為多選題) 1．勻強磁場區(qū)域?qū)挒閐，一正方形線框abcd的邊長為l，且l>d，線框以速度v通過磁場區(qū)域，如圖所示，從線框進入到完全離開磁場的時間內(nèi)，線框中沒有感應(yīng)電流的時間是(　B　) A． B． C． D． 解析：只有線框在進入磁場的過程中(bc邊未出磁場)和線框在出磁場的過程中(僅ad邊在磁場中運動)，穿過線框的磁通量才發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流。ad邊和bc邊都在磁場外穿越磁場的過程中，沒有感應(yīng)電流，則t＝。 2．(2018山東師范大學(xué)附中高二上學(xué)期學(xué)分認定)在閉合鐵芯上繞有一組線圈，線圈與滑動變阻器、電池構(gòu)成電路，假定線圈產(chǎn)生的磁感線全部集中在鐵芯內(nèi)，a、b、c三個閉合金屬圓環(huán)位置如圖所示，當滑動變阻器的滑片左右滑動時，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的圓環(huán)是(　A　) A．a(chǎn)、b兩環(huán) B．b、c兩環(huán) C．a(chǎn)、c兩環(huán) D．a(chǎn)、b、c三個環(huán) 解析：當滑動變阻器的滑片左右滑動時，引起電路中電流變化，從而引起閉合鐵芯中的磁通量變化，a、b兩圓環(huán)中的磁通量必定隨之變化，引起感應(yīng)電流的產(chǎn)生，而c環(huán)中有兩股鐵芯同時穿過，穿入和穿出的磁通量始終相等，合磁通量為零，所以c中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流。故選A。 3．如圖所示，導(dǎo)線框abcd放在光滑的平行金屬導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，現(xiàn)使導(dǎo)線框abcd向右運動，G1、G2是兩只電流表，則(　A　) A．G1、G2中都有電流通過 B．G1、G2中都沒有電流通過 C．只有G1中有電流通過 D．只有G2中有電流通過 解析：雖然線圈abcd構(gòu)成的閉合回路中沒有磁通量的變化，但電流表G2與金屬導(dǎo)軌構(gòu)成的閉合回路中磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流流過G1和G2，所以A對。 4．(2016綿陽南山中學(xué)高二下學(xué)期開學(xué)檢測)如圖所示，用導(dǎo)線做成的圓形或矩形回路與一直導(dǎo)線構(gòu)成幾種位置組合，哪幾種組合中，切斷直導(dǎo)線中電流時，閉合回路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生(　BD　) 解析：切斷直導(dǎo)線中電流時，B、D選項中矩形回路中磁通量減少，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、C選項中矩形回路中磁通量始終為零，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選B、D。 5．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情況完全相同，電流方向如圖所示，當兩直導(dǎo)線中的電流都增大時，四個線圈a、b、c、d中感應(yīng)電流的情況是(　CD　) 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 解析：根據(jù)安培定則可判斷出電流產(chǎn)生的磁場方向，線圈a中的磁場方向均垂直于紙面向里，線圈c中的磁場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，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。 二、非選擇題 6．在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗中所用的器材如圖所示。它們是： ①電流計　②直流電源?、蹘цF芯的線圈A?、芫€圈B?、蓦婃I?、藁瑒幼冏杵? (1)試按實驗的要求在實物圖上連線(圖中已連好一根導(dǎo)線)。 (2)怎樣才能使線圈B中有感應(yīng)電流產(chǎn)生？試舉出三種方法。 答案：(1)如圖所示 (2)①閉合開關(guān)　②斷開開關(guān)?、坶_關(guān)閉合時移動滑動變阻器滑片 解析：(1)使線圈A與電鍵、直流電源、滑動變阻器串聯(lián)，線圈B與電流計連成閉合回路；(2)只要能使穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化，就可以使線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流。 7．如圖所示，有一個垂直紙面向里的勻強磁場B＝0.8T，磁場有明顯的圓形邊界，圓心為O，半徑為1cm?，F(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上圓形線圈，圓心均在O處，A線圈半徑為1cm,10匝；D線圈半徑為2cm,1匝；C線圈半徑為0.5cm,1匝；問： (1)在磁感應(yīng)強度B減少為0.4T的過程中，A和D中的磁通量改變了多少？ (2)當磁場轉(zhuǎn)過30角的過程中，C中的磁通量改變了多少？ 答案：(1)1.25610－4Wb　1.25610－4Wb　(2)8.410－6Wb 解析：(1)對A線圈，Φ1＝B1πr，Φ2＝B2πr。故磁通量改變量：|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)3.14(110－2)2Wb＝1.25610－4Wb。 對D線圈，|Φ2－Φ1|＝1.25610－4Wb。 (2)對C線圈，Φ1＝Bπr，磁場轉(zhuǎn)過30，線圈面積在垂直磁場方向上的投影為πrcos30，則Φ2＝Bπrcos30。 故磁通量改變量：|Φ2－Φ1|＝Bπr(1－cos30)＝8.410－6Wb