2019-2020学年高中物理 第4章 电磁感应 1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件训练（含解析）新人教版选修3-2

划时代的发现 探究感应电流的产生条件基础达标一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第14题只有一项符合题目要求，第56题有多项符合题目要求)1(2018佛山名校检测)下列现象中，能表明电和磁有联系的是()a摩擦起电b两块磁铁相互吸引或排斥c带电体静止不动d磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流【答案】d【解析】摩擦起电是电荷的转移，与磁无关，故a错误两块磁铁相互吸引或排斥，是磁体通过磁场相互作用，与电无关，故b错误带电体静止不动，不会产生磁场，故c错误磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流，说明磁能生电故d正确2(2018保定期末)有关电磁感应的下列说法中正确的是()a闭合回路在匀强磁场中静止不动，可能会产生感应电流b闭合回路在匀强磁场中加速运动，一定会产生感应电流c闭合回路内的磁场发生变化，一定会产生感应电流d闭合回路的磁通量发生变化，一定会产生感应电流【答案】d【解析】感应电流产生的条件：闭合回路，穿过闭合回路的磁通量发生变化闭合回路在匀强磁场中静止不动，一定没有磁通量的变化，不会产生感应电流，故a错误；金属框在匀强磁场中平动，磁通量没有变化，不会产生感应电流，故b错误；闭合回路内的磁场发生变化，但如果穿过闭合回路的磁通量保持不变，则没有产生感应电流，故c错误；穿过闭合回路的磁通量发生变化，则闭合回路中有感应电流，故d正确3(2018北京名校检测)如图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，o1o2、o3o4都是线圈的对称轴若要使线圈中产生感应电流，下列方法正确的是()a矩形线圈绕o3o4轴转动b矩形线圈沿纸面向上平动c矩形线圈沿纸面向左平动d矩形线圈绕a点在纸面内转动【答案】a【解析】线圈绕轴o3o4转动时，穿过线圈的磁通量将发生变化，则有感应电流产生，故a正确；由于磁场为匀强磁场，无论线圈在平面内如何平动，其磁通量都不变化，因此都不会产生感应电流，故b、c错误；矩形线圈绕a点在纸面内转动，其磁通量都不变化，因此都不会产生感应电流，故d错误4一磁感应强度为b的匀强磁场，方向水平向右，一面积为s的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成角，将abcd绕ad轴转180角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为()a0b2bsc2bscos d2bssin 【答案】c【解析】开始时穿过线圈平面的磁通量为1bscos .后来穿过线圈平面的磁通量为2bscos ，则磁通量的变化量为|21|2bscos .5(2017山东潍坊名校期末)如图所示是法拉第在1831年做的一个电磁感应实验的示意图他把两个线圈绕在一个铁环上，a 线圈与电源、滑动变阻器 r 组成一个回路，b 线圈与开关s、电流表g组成另一个回路通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件关于该实验下列说法正确的是()a闭合开关s的瞬间，电流表g中有感应电流b闭合与断开开关s的瞬间，电流表g中都没有感应电流c闭合开关s后，在增大电阻r的过程中，电流表g中无感应电流d闭合开关s后，在增大电阻r的过程中，电流表g中有感应电流【答案】bd【解析】闭合与断开开关s的瞬间，穿过线圈b的磁通量都不发生变化，电流表g中均无感应电流闭合开关s 后，在增大电阻r的过程中，电流减小，则通过线圈b的磁通量减小了，电流表g中有感应电流故b、d正确，a、c错误6闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中，如图所示，各情况下导线都在纸面内运动，能够产生感应电流的是() 【答案】ac【解析】a、c两图中导线ab都在垂直切割磁感线，又因电路闭合，故产生感应电流；b、d两图中导体不切割磁感线，不会产生感应电流故a、c正确二、非选择题7匀强磁场区域宽为l，一正方形线框abcd的边长为l，且ll，线框以速度v通过磁场区域，如图所示，从线框进入到完全离开磁场的时间内，线框中没有感应电流的时间是多少？【答案】【解析】ad边和bc边都在磁场外时，线框中的磁通量不变，没有感应电流线圈中没有感应电流的时间为t.8如图所示的线框，面积为s，处于磁感应强度为b的匀强磁场中，b的方向与线框平面成角，当线框转过90到如图所示的虚线位置时，试求：(1)初、末位置穿过线框的磁通量1和2；(2)磁通量的变化量.【答案】(1)bssin bscos (2)bs(cos sin )【解析】(1)如图所示，把磁感应强度b沿垂直于线框平面和平行于线框平面进行分解，得b上bsin ，b左bcos 所以1b上sbssin 2b左sbscos .(2)此过程中磁通量的变化量为21bscos bssin bs(cos sin )能力提升9如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，初始位置线框与磁感线平行，则在下列四种情况下，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【答案】c【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10(多选)如图所示，用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合，哪些组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生(图a、b、c中直导线都与圆形线圈在同一平面内，o点为线圈的圆心，图d中直导线与圆形线圈垂直，并与中心轴重合)()a b c d【答案】bc【解析】对图a而言，因为通电直导线位于环形导线所在平面内，且与直径重合，因此穿过圆环的磁通量为零，所以当切断导线中的电流时，磁通量在整个变化过程中必为零，所以闭合回路中不会有感应电流产生；对图b而言，因为磁通量为大小两个部分磁感线条数之差，当切断直导线中的电流时，磁通量为零，即此过程中磁通量有变化，故闭合回路中会有感应电流产生；同理分析可得图c中也有感应电流产生；对图d而言，因为环形导线与直导线产生的磁场的磁感线平行，故磁通量为零当切断直导线中的电流时，磁通量在整个变化过程中皆为零，所以闭合回路中不会有感应电流产生，所以当切断直导线中的电流时，能产生感应电流的有b、c两种情况11一个单匝矩形线圈abcd，边长ab30 cm，bc20 cm，如图所示放在oxyz直角坐标系内，线圈平面垂直于oxy平面，与ox轴和oy轴的夹角分别为30和60，匀强磁场的磁感应强度b102 t试计算：当磁场方向分别沿ox，oy，oz方向时，穿过线圈的磁通量各为多少？【答案】x3104 wby3104 wbz0【解析】匀强磁场中穿过垂直于磁场方向、面积为s的平面的磁通量为bs，题中磁场沿ox，oy，oz方向时，找出矩形线圈在垂直于磁场方向上的投影面积，就可直接用上述公式计算矩形线圈的面积sabbc0.300.20 m26102 m2它垂直于三条坐标轴上的投影面积的大小分别为sxscos 6102 m23102 m2syscos 6102 m23102 m2sz0当磁感应强度b沿ox方向时，穿过线圈的磁通量xbsx1023102 wb3104 wb当磁感应强度b沿oy方向时，穿过线圈的磁通量ybsy1023102 wb3104 wb当磁感应强度b沿oz方向时，穿过线圈的磁通量zbsz0.12如图所示，线圈与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈与电流计相连，线圈与线圈绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计中是否有示数？(1)开关闭合瞬间；(2)开关闭合稳定后；(3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器滑动端；(4)开关断开瞬间【答案】(1)有(2)无(3)有(4)有【解析】本题主要考查闭合电路中，电流变化导致磁场变化从而产生感应电流的情况(1)开关闭合时线圈中电流从无到有，电流的磁场也从无到有，穿过线圈的磁通量也从无到有，线圈中产生感应电流，电流计g有示数(2)开关闭合稳定后，线圈中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈中虽有磁