2019年高中物理 第四章 電磁感應 4.1 劃時代的發(fā)現(xiàn) 4.2 探究感應電流的產(chǎn)生條件檢測 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 4.1 劃時代的發(fā)現(xiàn) 4.2 探究感應電流的產(chǎn)生條件檢測 新人教版選修3-2 1．首先發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的科學家是(　　) 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)了電磁感應現(xiàn)象． 【答案】　D 2．如圖所示，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(　　) 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、滑動變阻器和開關組成一閉合回路，在鐵芯的右端套有一個表面絕緣的銅環(huán)a，下列各種情況銅環(huán)a中不產(chǎn)生感應電流的是(　　) A．線圈中通以恒定的電流 B．通電時，使變阻器的滑片P勻速移動 C．通電時，使變阻器的滑片P加速移動 D．將開關突然斷開的瞬間 【解析】　線圈中通以恒定電流時，銅環(huán)a處磁場不變，穿過銅環(huán)的磁通量不變，銅環(huán)中不產(chǎn)生感應電流，故A對；變阻器滑片移動或開關斷開時，線圈中電流變化，銅環(huán)a處磁場變化，穿過銅環(huán)的磁通量變化，產(chǎn)生感應電流，故B、C、D錯誤． 【答案】　A 4．如圖所示的實驗中，在一個足夠大的磁體產(chǎn)生的磁場中，如果AB沿水平方向運動，速度的大小為v1，兩磁極沿水平方向運動，速度的大小為v2，則(　　) A．當v1＝v2，且方向相同時，可以產(chǎn)生感應電流 B．當v1＝v2，且方向相反時，可以產(chǎn)生感應電流 C．當v1≠v2，時，方向相同或相反都可以產(chǎn)生感應電流 D．當v2＝0時，v1的方向改為與磁感線的夾角為θ，且θ<90，可以產(chǎn)生感應電流 【解析】　當v1＝v2，且方向相同時，二者無相對運動，AB不切割磁感線，回路中無感應電流，A錯誤．當v1＝v2，且方向相反時，AB切割磁感線，穿過回路的磁通量發(fā)生變化，有感應電流產(chǎn)生，B正確．當v1≠v2時，無論方向相同或相反，二者都有相對運動，穿過回路的磁通量都會發(fā)生變化，有感應電流產(chǎn)生，C正確．當v2＝0，v1的方向與磁感線的夾角θ<90時，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，有感應電流產(chǎn)生，D正確． 【答案】　BCD 5. 如圖所示，矩形線圈與磁場垂直，且一半在勻強磁場內(nèi)，一半在勻強磁場外，下述過程中能使線圈產(chǎn)生感應電流的是(　　) A．以bc邊為軸轉(zhuǎn)動45 B．以ad邊為軸轉(zhuǎn)動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45，ad剛好到達分界面，穿過線圈的磁通量不會發(fā)生變化，A錯誤；如果線圈以ad邊為軸轉(zhuǎn)動，線圈在垂直于磁場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)生感應電流，C、D錯誤． 【答案】　B 6. 一條形磁鐵與導線環(huán)在同一平面內(nèi)，磁鐵的中心恰與導線環(huán)的圓心重合，如圖所示，為了在導線環(huán)中產(chǎn)生感應電流，磁鐵應(　　) A．繞垂直于紙面且過O點的軸轉(zhuǎn)動 B．向右平動 C．向左平動 D．N極向外，S極向里轉(zhuǎn)動 【解析】　圖中位置穿過導線環(huán)平面的磁通量為零，要使導線環(huán)中有感應電流，只要讓導線環(huán)中有磁通量穿過，就會有磁通量的變化，A、B、C的運動，導線環(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閉合金屬彈簧線圈P，現(xiàn)用力從四周拉彈簧線圈，使線圈包圍的面積變大，則下列關于穿過彈簧線圈磁通量的變化以及線圈中是否有感應電流產(chǎn)生的說法中，正確的是(　　) A．磁通量增大，有感應電流產(chǎn)生 B．磁通量增大，無感應電流產(chǎn)生 C．磁通量減小，有感應電流產(chǎn)生 D．磁通量減小，無感應電流產(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，當彈簧線圈P的面積擴大時，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，故穿過這個面的磁通量將減小，回路中會有感應電流產(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磁場中，如圖所示．下列操作中，始終保證整個線圈在磁場中，能使線圈中產(chǎn)生感應電流的是(　　) A．把線圈向右拉動 B．把線圈向上拉動 C．垂直紙面向外運動 D．以圓線圈的任意直徑為軸轉(zhuǎn)動 【解析】　產(chǎn)生感應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動幾種情況，穿過線圈的磁通量都保持不變，故線圈中都沒有感應電流，故A、B、C都錯，以線圈的任意直徑為軸轉(zhuǎn)動時，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，有感應電流產(chǎn)生，故選D. 【答案】　D 9. 如圖所示，在一個平面內(nèi)有四根彼此絕緣的通電直導線，各通電直導線的電流大小相同，方向不同，a、b、c、d四個區(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？垂直指向紙外磁通量最大區(qū)域是哪個？ 【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是水平面上一個圓的直徑，在過ab的豎直平面內(nèi)有一根通電導線ef.已知ef平行于ab，當ef豎直向上平移時，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，作出俯視圖，如圖所示．考慮到磁場具有對稱性，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. 某同學做觀察電磁感應現(xiàn)象的實驗，將電流表、線圈A和B、蓄電池、開關用導線連接成如圖所示的實驗電路，當他接通或斷開開關時，電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn)，其原因是(　　) A．開關位置接錯 B．電流表的正、負接線柱接反 C．線圈B的接頭3、4接反 D．蓄電池的正、負極接反 【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瞬間線圈B中的磁通量發(fā)生變化，開關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，不會產(chǎn)生感應電流．而B、C、D三項中的操作不會影響感應電流的產(chǎn)生． 【答案】　A 3．如圖所示，一有限范圍的勻強磁場，寬度為d，將一邊長為l的正方形導線框以速度為v勻速地通過磁場區(qū)域，若d>l，則線圈中不產(chǎn)生感應電流的時間應等于(　　) A. B. C. D. 【解析】　當線圈剛剛完全進入磁場時至線圈剛剛出磁場時，通過線圈的磁通量不發(fā)生變化，線圈中不會產(chǎn)生感應電流． 【答案】　C 4．如圖所示，當導體棒MN以速度v0開始向右沿導軌滑動的瞬間(導軌間有磁場，方向垂直紙面向里)，下列說法正確的是(　　) A．導體棒和導軌組成的閉合回路中有感應電流 B．導體棒和導軌組成的閉合回路中沒有感應電流 C．圓形金屬環(huán)B中有感應電流 D．圓形金屬環(huán)B中沒有感應電流 【解析】　導線MN開始向右滑動瞬間，導體棒和導軌組成的閉合回路里磁通量發(fā)生變化，有感應電流產(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)生感應電流，C正確． 【答案】　AC 5. 如圖所示，金屬三角形MON與導體棒DE構(gòu)成回路，MO、NO為固定導軌，DE是可沿導軌移動的導體棒，B為垂直紙面向里的磁場，磁感應強度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點出發(fā)，向右以1 m/s的速度勻速運動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，在磁感應強度由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)中常用的一種延時繼電器的示意圖，鐵芯上有兩個線圈A和B.線圈A跟電源連接，線圈B兩端連接在一起，構(gòu)成一個閉合電路．在斷開開關S的時候，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，過一段時間后觸頭C才能離開，延時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，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，線圈B中產(chǎn)生感應電流，由于感應電流的磁場對銜鐵D的吸引作用，觸頭C不離開；經(jīng)過一小段時間后感應電流減弱，感應電流形成的磁場對銜鐵D的吸引力減弱，彈簧E的作用比磁場力大，才將銜鐵拉起，觸頭C斷開． 【答案】　見解析