2019-2020年高中物理 4.1-4.2劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件課后鞏固提升 新人教版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 4.1-4.2劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件課后鞏固提升 新人教版選修3-2 一、單項(xiàng)選擇題(每小題7分，共49分) 1．關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．閉合電路在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，閉合電路中就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B．閉合電路在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，閉合電路中一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生 C．穿過(guò)閉合電路的磁通量為零的瞬間，閉合電路中一定沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生 D．只要穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生 2. 兩圓環(huán)A、B同心放置且半徑RA＞RB，將一條形磁鐵置于兩環(huán)圓心處，且與圓環(huán)平面垂直，如圖所示，則穿過(guò)A、B兩圓環(huán)的磁通量的大小關(guān)系為(　　) A．ΦA(chǔ)＞ΦB B．ΦA(chǔ)＝ΦB C．ΦA(chǔ)＜ΦB D．無(wú)法確定 3．如圖所示，導(dǎo)線ab和cd互相平行，則下列四種情況下導(dǎo)線cd中無(wú)電流的是(　　) A．開(kāi)關(guān)S閉合或斷開(kāi)的瞬間 B．開(kāi)關(guān)S是閉合的，但滑動(dòng)觸頭向左滑 C．開(kāi)關(guān)S是閉合的，但滑動(dòng)觸頭向右滑 D．開(kāi)關(guān)S始終閉合，不滑動(dòng)觸頭 4．在如圖所示的實(shí)驗(yàn)中，如果AB的運(yùn)動(dòng)速度大小為v1，兩磁極的運(yùn)動(dòng)速度大小為v2，則(　　) A．當(dāng)v1＝v2，且方向相同或相反，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流 B．當(dāng)v1＞v2或v1＜v2，且方向相同或相反，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．無(wú)論v1與v2的大小是否相等，只要二者的方向垂直，絕不可能產(chǎn)生感應(yīng)電流 D．如果v1＝0，而兩磁極運(yùn)動(dòng)的速度v2與導(dǎo)體AB始終垂直，一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流 5．如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的U形導(dǎo)軌上，有兩根等長(zhǎng)的平行導(dǎo)線ab和cd，以相同的速度v勻速向右滑動(dòng)．為使ab中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，對(duì)開(kāi)關(guān)S來(lái)說(shuō)(　　) A．?dāng)嚅_(kāi)和閉合都可以 B．應(yīng)斷開(kāi) C．?dāng)嚅_(kāi)和閉合都不行 D．應(yīng)閉合 6.某學(xué)生做“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”的實(shí)驗(yàn)，將電流計(jì)、線圈A和B、電池、開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．開(kāi)關(guān)閉合立即觀察電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)而開(kāi)關(guān)斷開(kāi)立即觀察電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn) B．開(kāi)關(guān)閉合立即觀察電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)而開(kāi)關(guān)斷開(kāi)立即觀察電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) C．開(kāi)關(guān)閉合與斷開(kāi)立即觀察電流計(jì)指針都不偏轉(zhuǎn) D．開(kāi)關(guān)閉合與斷開(kāi)立即觀察電流計(jì)指針都偏轉(zhuǎn) 7．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(guò)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. 答案 1．D　產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件有兩個(gè)：(1)閉合電路； (2)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生了變化．故D項(xiàng)正確． 2．C　 根據(jù)磁感線的分布情況可知，磁鐵內(nèi)部穿過(guò)環(huán)面的磁感線方向向上，外部磁感線方向向下．由于磁感線是閉合曲線，磁鐵內(nèi)部的磁感線條數(shù)等于磁鐵外部磁感線的總條數(shù)，而磁鐵外部磁感線分布在無(wú)限大的空間，所以穿過(guò)環(huán)面的磁鐵外部向下的磁感線將磁鐵內(nèi)部向上的磁感線抵消一部分，B的面積小，抵消較小，則磁通量較大，所以ΦB＞ΦA(chǔ). 3．D　如果導(dǎo)線cd中無(wú)電流產(chǎn)生，則說(shuō)明通過(guò)ab中的電流沒(méi)有發(fā)生變化，顯然不是開(kāi)關(guān)S閉合或斷開(kāi)的瞬間；若是開(kāi)關(guān)S閉合，不管滑動(dòng)觸頭右移還是左移，ab中的電流都會(huì)發(fā)生變化，那么cd中都會(huì)有感應(yīng)電流．經(jīng)以上分析，可知只有 D選項(xiàng)正確． 4．B　關(guān)鍵是看導(dǎo)體AB有沒(méi)有切割磁感線，分析時(shí)可把兩磁極的運(yùn)動(dòng)速度v2看作是磁感線的運(yùn)動(dòng)速度． 5．D　ab、cd桿以相同的速度同向運(yùn)動(dòng)，相對(duì)靜止，即abcd閉合回路的面積不變，磁通量不變，只有當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，構(gòu)成abNM閉合回路的磁通量發(fā)生變化，ab中才能產(chǎn)生感應(yīng)電流．故A、B、C錯(cuò)，D正確． 6．D　線圈A中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過(guò)線圈B，開(kāi)關(guān)閉合和斷開(kāi)時(shí)，A中的電流發(fā)生變化，穿過(guò)線圈B的磁通量發(fā)生變化，線圈B產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)，D對(duì)． 7．C　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(guò)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． ——————————————————————————— 二、多項(xiàng)選擇題(每小題7分，共21分) 8．如圖所示，用導(dǎo)線做成的圓形回路與一直導(dǎo)線構(gòu)成幾種位置組合，哪些組合中，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(圖A、B、C中直導(dǎo)線都與圓形線圈在同一平面內(nèi)，O點(diǎn)為線圈的圓心，圖D中直導(dǎo)線與圓形線圈垂直，并與中心軸重合)(　　) 9．如圖所示，一個(gè)矩形鐵芯上繞制兩個(gè)線圈A和B.在下列關(guān)于B線圈中是否有感應(yīng)電流的判斷中，正確的是(　　) A．S閉合后，B線圈中一直有感應(yīng)電流 B．S閉合一段時(shí)間后，B中感應(yīng)電流消失，但移動(dòng)變阻器滑片時(shí)，B中又有感應(yīng)電流出現(xiàn) C．在S斷開(kāi)和閉合的瞬間，B中都有感應(yīng)電流 D．因?yàn)锳、B兩線圈是兩個(gè)不同的回路，所以B中始終沒(méi)有感應(yīng)電流 10．1823年，科拉頓做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，他將一個(gè)磁鐵插入連有靈敏電流計(jì)的螺旋線圈，來(lái)觀察在線圈中是否有電流產(chǎn)生．在實(shí)驗(yàn)時(shí)， 科拉頓為了排除磁鐵移動(dòng)時(shí)對(duì)靈敏電流計(jì)的影響，他通過(guò)很長(zhǎng)的導(dǎo)線把連在螺旋線圈上的靈敏電流計(jì)放到另一間房里．他想，反正產(chǎn)生的電流應(yīng)該是“穩(wěn)定”的(當(dāng)時(shí)科學(xué)界都認(rèn)為利用磁場(chǎng)產(chǎn)生的電流應(yīng)該是“穩(wěn)定”的)，插入磁鐵后，如果有電流，跑到另一間房里觀察也來(lái)得及．就這樣，科拉頓開(kāi)始了實(shí)驗(yàn)．然而，無(wú)論他跑得多快，他看到的電流計(jì)指針都是指在“0”刻度的位置，科拉頓失敗了．以下關(guān)于科拉頓實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中正確的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)中根本沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B．實(shí)驗(yàn)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生 C．科拉頓的實(shí)驗(yàn)裝置是完全正確的 D．科拉頓實(shí)驗(yàn)沒(méi)有觀察到感應(yīng)電流是因?yàn)樵诓迦氪盆F的過(guò)程中會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，但當(dāng)跑到另一間房觀察時(shí)，電磁感應(yīng)過(guò)程已經(jīng)結(jié)束，不會(huì)看到電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn) 三、非選擇題(共30分) 11. 一個(gè)單匝矩形線圈abcd，邊長(zhǎng)ab＝30 cm，bc＝20 cm，如圖所示放在O－xyz直角坐標(biāo)系內(nèi)，線圈平面垂直于Oxy平面，與Ox軸和Oy軸的夾角分別為α＝30和β＝60，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝10－2 T．試計(jì)算：當(dāng)磁場(chǎng)方向分別沿Ox，Oy，Oz方向時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量各為多少？ 12. 如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)．t＝0時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，此時(shí)MN到達(dá)的位置恰好使MDEN構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形．為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從t＝0開(kāi)始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)隨時(shí)間t怎樣變化？請(qǐng)推導(dǎo)這種情況下B與t的關(guān)系式． 答案 8.BC　對(duì)圖A而言，因?yàn)橥娭睂?dǎo)線位于環(huán)形導(dǎo)線所在平面內(nèi)，且與直徑重合，因此穿過(guò)圓環(huán)的磁通量為零，所以當(dāng)切斷導(dǎo)線中的電流時(shí)，磁通量在整個(gè)變化過(guò)程中必為零，所以閉合回路中不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生；對(duì)圖B而言，因?yàn)榇磐繛榇笮蓚€(gè)部分磁感線條數(shù)之差，當(dāng)切斷直導(dǎo)線中的電流時(shí)，磁通量為零，即此過(guò)程中磁通量有變化，故閉合回路中會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生；同理分析可得圖C中也有感應(yīng)電流產(chǎn)生；對(duì)圖D而言，因?yàn)榄h(huán)形導(dǎo)線與直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線平行，故磁通量為零．當(dāng)切斷直導(dǎo)線中的電流時(shí)，磁通量在整個(gè)變化過(guò)程中皆為零，所以閉合回路中不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，所以當(dāng)切斷直導(dǎo)線中的電流時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的有B、C兩種情況． 9．BC　線圈中有電流時(shí)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過(guò)鐵芯能穿過(guò)B線圈，當(dāng)A線圈中的電流變化時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生變化，則穿過(guò)B線圈的磁通量發(fā)生變化，B線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流． 10．BCD　感應(yīng)電流是在磁通量變化的過(guò)程中產(chǎn)生的，這種變化一旦停止，感應(yīng)電流也就不存在了． 11．Φx＝310－4 Wb　Φy＝310－4 Wb　Φz(mì)＝0 解析：勻強(qiáng)磁場(chǎng)中穿過(guò)垂直于磁場(chǎng)方向、面積為S的平面的磁通量為Φ＝BS，題中磁場(chǎng)沿Ox，Oy，Oz方向時(shí)，找出矩形線圈在垂直于磁場(chǎng)方向上的投影面積，就可直接用上述公式計(jì)算． 矩形線圈的面積 S＝abbc＝0.300.20 m2＝610－2 m2， 它垂直于三條坐標(biāo)軸上的投影面積的大小分別為Sx＝Scosβ＝610－2 m2＝310－2 m2， Sy＝Scosα＝610－2 m2＝310－2 m2，Sz＝0. 當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿Ox方向時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量Φx＝BSx＝10－2310－2 Wb＝310－4 Wb. 當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿Oy方向時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量Φy＝BSy＝10－2310－2 Wb＝310－4 Wb. 當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿Oz方向時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量Φz(mì)＝BSz＝0. 12．B＝ 解析：要使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則閉合回路MNED中的磁通量Φ必須保持不變．否則Φ一旦變化，則MN中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．Φ＝BS，而整個(gè)過(guò)程中磁通量Φ保持不變，則Φ＝B0l2＝B(l2＋lvt)，解得：B＝.