高中物理 4.14.2划时代的发现 探究感应电流的产生条件课后习题（含解析）新人教版选修32.doc

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课时演练促提升a组1.如图所示,一个矩形线圈与两条通有相同大小电流的平行直导线处于同一平面,并且处在两导线的中央,则()a.两导线电流同向时,穿过线圈的磁通量为零b.两导线电流反向时,穿过线圈的磁通量为零c.两导线电流同向或反向,穿过线圈的磁通量都相等d.两导线电流产生的磁场是不均匀的,不能判定穿过线圈的磁通量是否为零解析:根据安培定则,两导线电流同向时,它们在线圈处产生的磁场反向,穿过线圈的磁通量为零;两导线电流反向时,它们在线圈处产生的磁场同向,穿过线圈的磁通量不为零,故选项a正确。答案:a2.如图所示,条形磁铁正上方放置一矩形线框,线框平面水平且与条形磁铁平行。则线框由n极端匀速平移到s极端的过程中,线框中的感应电流的情况是()a.线框中始终无感应电流b.线框中始终有感应电流c.线框中开始有感应电流,当线框运动到磁铁中部时无感应电流,过中部后又有感应电流d.线框中开始无感应电流,当线框运动到磁铁中部时有感应电流,过中部后又无感应电流解析:先画出条形磁铁的磁场分布情况,然后分析线圈在平移过程中,穿过线框的磁通量的变化情况,可知,穿过线圈的磁通量始终在变化,故b正确。答案:b3.如图所示,矩形线框在磁场内做的各种运动中,能够产生感应电流的是()解析:产生感应电流的条件是穿过线圈的磁通量发生变化,选项b符合要求。答案:b4.如图所示,竖直放置的长直导线通以图示方向的电流,有一矩形金属线框abcd与导线处在同一平面内,下列情况下,矩形线框中不会产生感应电流的是()a.导线中电流变大b.线框向右平动c.线框向下平动d.线框以ab边为轴转动解析:导线中电流变大,则周围的磁感应强度增强,线框中磁通量增大,可以产生感应电流;线框向右平动时,线框中的磁感应强度减小,磁通量减小,可以产生感应电流;线框向下平动时,线框中的磁感应强度不变,磁通量不变,不会产生感应电流;线框以ad边为轴转动时,线框中的磁通量发生变化,会产生感应电流,故选项a、b、d不合题意,选项c符合题意。答案:c5.如图所示,一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内,螺线管的中心线恰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.使螺线管在线圈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垂直的直径为轴转动解析:图示位置,线圈a所在平面与磁感线平行,穿过线圈的磁通量为零,当按a、b、c所述方式变化时,线圈a所在平面仍与磁感线平行,磁通量不变,不产生感应电流;按d所述方式变化时,由于线圈与磁场夹角变化引起磁通量变化,能够产生感应电流,故选d。答案:d6.(多选)如图所示是截面为等腰直角形的三棱柱,其侧面abcd为正方形,边长为l,将它按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为b,下面说法中正确的是()a.通过abcd平面的磁通量大小为bl2b.通过dcfe平面的磁通量大小为bl2c.通过abfe平面的磁通量大小为bl2d.通过整个三棱柱的磁通量为零解析:由公式=bscos 可以得出通过侧面abcd的磁通量1=bl2cos 45=bl2,a错误;通过平面dcfe的磁通量2=bll,b正确;通过平面abfe的磁通量3=bl2cos 90=0,c错误;而整个三棱柱表面是个闭合曲面,穿入与穿出的磁感线条数相等,即穿过它的净磁感线的条数是0,故穿过整个三棱柱的磁通量为零,d正确。答案:bd7.(多选)如图所示,a、b两回路中各有一开关s1、s2,且回路a中接有电源,回路b中接有灵敏电流计,下列操作及相应的结果中可能的是()a.先闭合s2,后闭合s1的瞬间,电流计指针偏转b.s1、s2闭合后,在断开s2的瞬间,电流计指针偏转c.先闭合s1,后闭合s2的瞬间,电流计指针偏转d.s1、s2闭合后,在断开s1的瞬间,电流计指针偏转解析:回路a中有电源,当s1闭合后,回路中有电流,产生磁场,回路b中有磁通量。在s1闭合或断开的瞬间,回路a中的电流从无到有或从有到无,产生的磁场发生变化,从而使穿过回路b的磁通量发生变化,此时若s2是闭合的,则回路b中有感应电流,电流计指针偏转,所以选项a、d正确。答案:ad8.如图所示为法拉第研究“磁生电”现象的实验装置原理图。两个线圈分别绕在一个铁环上,线圈a接直流电源,线圈b接灵敏电流表,下列哪种情况不可能使线圈b中产生感应电流()a.开关s闭合或断开瞬间b.开关s闭合一段时间之后c.开关s闭合后,改变滑动变阻器滑片的位置时d.拿走铁环,再做这个实验,开关s闭合或断开的瞬间解析:根据法拉第对产生感应电流的五类概括,选项a、c、d符合变化的电流(变化的磁场)产生感应电流的现象。而开关s闭合一段时间之后,a线圈中是恒定电流,产生恒定的磁场,b线圈中磁通量稳定不变,故不能使b线圈中产生感应电流,故选项b符合题意。答案:b9.要研究电磁感应现象实验,为了能明显地观察到实验现象,请在如图所示的实验器材中,选择必要的器材,在图中用实线接成相应的实物电路图。答案:实物电路图如图所示。b组1.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.打开和闭合都可以b.应打开c.打开和闭合都不行d.应闭合解析:若开关打开,导线运动时,闭合回路abdc中磁通量不变,不产生感应电流;若开关闭合,导线运动时,闭合回路abnm中磁通量变化,产生感应电流。所以,应选d选项。答案:d2.如图所示,在条形磁铁的外面套着一个闭合金属弹簧线圈p,现用力从四周拉弹簧线圈,使线圈包围的面积变大,则下列关于穿过弹簧线圈磁通量的变化以及线圈中是否有感应电流产生的说法中,正确的是()a.磁通量增大,有感应电流产生b.磁通量增大,无感应电流产生c.磁通量减小,有感应电流产生d.磁通量减小,无感应电流产生解析:本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示(从上向下看)。磁通量是指穿过一个面的磁感线的多少,由于垂直纸面向外的和垂直纸面向里的磁感线要抵消一部分,当弹簧线圈p的面积扩大时,垂直纸面向里的磁感线条数增加,而垂直纸面向外的磁感线条数是一定的,故穿过p的磁通量将减小,回路中会有感应电流产生。答案:c3.(多选)2013年12月2日1时30分,我国嫦娥三号搭载月球车“玉兔号”从西昌卫星发射中心顺利升空,正式开始探月之旅。假如月球车登月后要探测一下月球表面是否有磁场,应该怎样进行实验()a.直接将电流表放于月球表面,看是否有示数来判断磁场有无b.将电流表与线圈组成闭合电路,使线圈沿某一方向运动,若电流表无示数,则判断月球表面无磁场c.将电流表与线圈组成闭合电路,使线圈沿某一方向运动,若电流表有示数,则判断月球表面有磁场d.将电流表与线圈组成闭合电路,使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动,月球表面若有磁场,则电流表至少有一次示数不为零解析:只要线圈中能产生感应电流,电流表有示数,就说明月球上一定有磁场。如果没有电流,只能说明线圈中的磁通量没有发生变化,需要变换转动轴或运动方向再试。如果线圈分别绕两个互相垂直的轴转动,当空间有磁场时,至少会有一次产生感应电流,c、d正确。答案:cd4.(多选)下列说法中正确的是()a.只要导体相对磁场运动,导体中就一定会产生感应电流b.闭合导体回路在磁场中做切割磁感线运动,导体回路中不一定会产生感应电流c.只要穿过闭合导体回路的磁通量不为零,导体回路中就一定会产生感应电流d.只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,导体回路中就一定会产生感应电流解析:产生感应电流要有两个条件:一是导体回路要闭合;二是穿过导体回路的磁通量要发生变化,故d正确;如果导体没有构成闭合回路或构成闭合回路但沿磁感线运动,导体中就没有感应电流,故a错误;如果闭合导体回路在与回路平面垂直的磁场中运动,两边都切割磁感线,但闭合导体回路的磁通量仍没有发生变化,也不产生感应电流,故b正确;穿过闭合导体回路的磁通量不为零,但如果磁通量没有变化,回路中就没有感应电流,故c错误。答案:bd5.如图所示,矩形线圈abcd左半边处在匀强磁场中,右半边在磁场外,磁感应强度为b,线圈一半的面积为s,初始时磁场垂直于线圈平面,求下列情况中线圈中磁通量的变化量:(1)以ab边为轴线圈转过90。(2)以ab边为轴线圈转过60。(3)以中线ef为轴线圈转过180。解析:(1)线圈初始磁通量1=bs,转过90后,2=0,所以=2-1=-bs,大小为bs。(2)当线圈以ab边为轴边转过60时,矩形线圈恰好全部进入磁场,2=b2scos 60=bs,所以=2-1=0,说明磁通量未发生变化。(3)当线圈绕中线转过180时,因为1=bs,磁感线是垂直于线圈的正前面向里穿过的,当线圈绕中线转过180时,线圈的正后面转到正前面,磁感线是从原正后面向里穿过的,故2=-bs,所以=2-1=-2bs,大小为2bs。答案:见解析。6.如图是研究电磁感应现