2016-2017学年高中物理 全一册新人教版选修3-2_5

1 第四章 电磁感应 1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 A 级 抓基础 1下列现象中，属于电磁感应现象的是( ) A小磁针在通电导线附近发生偏转 B通电线圈在磁场中转动 C因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流 D磁铁吸引小磁针 解析：电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈在磁场中转动，反映了 磁场力的性质，所以 A、B、D 不是电磁感应现象，C 是电磁感应现象 答案：C 2关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( ) A闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生 B闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流 C穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流 D只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中一定有感应电流产生 解析：产生感应电流的条件：(1)闭合电路；(2)磁通量 发生变化，两个条件缺一不 可 答案：C 3法拉第通过精心设计的一系列实验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立 的学科“电学”与“磁学”联系起来在下面几个典型的实验设计思想中，所做的推论后 来被实验否定的是( ) A既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止 导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流 B既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线 圈中感应出电流 C既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运 动的导体中感应出电动势 2 D既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可 在近旁的线圈中感应出电流 解析：电磁感应现象的产生条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化静止导线上的 稳恒电流产生恒定的磁场，静止导线周围的磁通量没有发生变化，近旁静止线圈中不会有 感应电流产生A 错而 B、C、D 三项中都会产生电磁感应现象，有感应电动势(或感应电 流)产生 答案：A 4如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生 感应电流的是( ) A线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动 B线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动 C线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线 AB 转动 D线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线 CD 转动 解析：四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，按 A、B、D 三种情况 线框运动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零不变，线框中不产生感应电流C 中 线框转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C 项正确 答案：C 5.如图所示，一通电螺线管 b 放在闭合金属线圈 a 内，螺线管的中心线正好和线圈的 一条直径 MN 重合要使线圈 a 中产生感应电流，可采用的方法有( ) A将螺线管在线圈 a 所在平面内转动 B使螺线管上的电流发生变化 C使线圈以 MN 为轴转动 D使线圈以与 MN 垂直的一条直径为轴转动 解析：A、B、C 中线圈 a 中磁通量始终为零，没有发生变化，无法产生感应电流 答案：D 6.如图所示，一有限范围的匀强磁场宽度为 d，若将一个边长为 L 的正方形导线框以 3 速度 v 匀速地通过磁场区域，已知 dL，则导线框中无感应电流的时间等于( ) A. B. dv Lv C. D. d Lv d 2Lv 解析：只有导线框完全在磁场里面运动时，导线框中才无感应电流 答案：C B 级 提能力 7如图所示，在匀强磁场中的 U 形导轨上，有两根等长的平行导线 ab 和 cd，以相同 的速度 v 匀速向右滑动为使 ab 中有感应电流产生，对开关 S 来说( ) A断开和闭合都可以 B应断开 C断开和闭合都不行 D应闭合 解析： ab、 cd 杆以相同的速度同向运动，相对静止，即 abcd 闭合回路的面积不变， 磁通量不变，只有当开关闭合后，构成 abNM 闭合回路的磁通量发生变化， ab 中才能产生 感应电流故 A、B、C 错，D 正确 答案：D 8如图所示，在同一铁芯上有 A 和 C 两个线圈，其中 A 线圈与滑动变阻器、电源、开 关相连， C 线圈两端与灵敏电流计相连，在以下采取的做法中，不能使灵敏电流计指针偏 转的是( ) A开关 S 闭合的瞬间 B开关 S 闭合后，变阻器滑片 P 向右滑动 C开关 S 闭合后，变阻器滑片 P 保持不动 D开关 S 断开的瞬间 解析：开关 S 闭合瞬间， A 线圈中电流迅速变化， A 内磁通量变化，使 C 线圈磁通量变 4 化，产生感应电流，灵敏电流计指针偏转开关 S 闭合后，变阻器滑片 P 向右滑动时，闭 合电路的总电阻减小，电流增大， A 线圈中电流增大，磁通量增大，使 C 线圈中磁通量增 大，产生感应电流，灵敏电流计指针偏转，开关 S 闭合后，变阻器滑片 P 保持不动，闭合 电路中电流恒定， A 线圈中磁通量不变， C 线圈中磁通量不变，无感应电流，灵敏电流计指 针不偏转开关 S 断开瞬间， A 线圈中电流变化，磁通量也变化， C 线圈中磁通量变化，产 生感应电流，灵敏电流计指针偏转 答案：C 9(多选)我国已经制订了登月计划，假如航天员登月后想探测一下月球表面是否有磁 场，他手边有一只灵敏电流计和一个小线圈，则下列推断中正确的是( ) A直接将电流计放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无 B将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流计无示数，则判断 月球表面无磁场 C将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流计有示数，则判断 月球表面有磁场 D将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动，月球表面若 有磁场，则电流计至少有一次示数不为零 解析：电流计有示数时可判断有磁场存在，沿某一方向运动而无示数不能确定月球上 是否存在磁场D 项中线圈分别绕互相垂直的轴转动，若月球存在磁场，则至少有一次穿 过线圈(可正穿也可斜穿)的磁通量的变化率不为零，故至少有一次电流计有示数C、D 正 确 答案：CD 10如图所示，固定于水平面上的金属架 CDEF 处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒 MN 沿框架以速度 v 向右做匀速运动， t0 时，磁感应强度为 B0，此时 MN 到达的位置恰好 使 MDEN 构成一个边长为 l 的正方形，为使 MN 棒中不产生感应电流，从 t0 开始，磁感应 强度 B 应随时间 t 怎样变化？请推导这种情况下 B 与 t 的关系式 解析：要使 MN 棒中不产生感应电流，则闭合回路 MNED 中的磁通量 必须保持不 变否则 一旦变化，则 MN 中就会产生感生感应电流 BS，而整个过程中磁通量 保持不变，则 B0l2 B(l2 lvt)，解得： B . B0ll vt 11磁感应强度为 B 的匀强磁场仅存在于边长为 2l 的正方形范围内，有一个电阻为 5 R，边长为 l 的正方形导线框 abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度 v 匀速通过磁场区域， 如图所示，从 ab 进入磁场开始计时 (1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象； (2)判断线框中有无感应电流 解析：线框穿过磁场的过程可分为三个阶段：进入磁场阶段(只有 ab 边在磁场中)、在 磁场中运动阶段( ab、 cd 两边均在磁场中)、离开磁场阶段(只有 cd 边在磁场中) (1)线框进入磁场阶段： t 为 0 ，线框进入磁场中的面积与时间成正比，即 lv S lv t1 故 BS Blv t1， t1 时， Bl2. lv 线框在磁场中运动阶段： t 为 ，线框中的磁通量为 Bl2，保持不变，此过 lv 2lv 程 t2 . lv 线框离开磁场阶段： t 为 ，线框中的磁通量均匀减小， 2lv 3