高二物理课后培优分级练(人教版必修第三册)13.3电磁感应现象及应用(原卷版+解析)

13.3电磁感应现象及应用课后培优练课后培优练级练培优第一阶——基础过关练1．下列符合物理学史实的是（）A．法拉第发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B．楞次总结了感应电流方向的判断定律C．安培发现了电磁感应现象，实现了磁生电的设想D．法拉第提出了著名的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质2．下列现象属于电磁感应现象的是（）A．通电导线在磁场中受到力的作用，作用力方向由左手定则判定B．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流C．一些物体在磁体或电流的作用下会显现磁性，如插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D．通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场3．下列情况能产生感应电流的是（）A．如图（a）所示，导体AB顺着磁感线运动B．如图（b）所示，条形磁铁插入线圈中不动时C．如图（c）所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时D．如图（c）所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器阻值时4．如图所示，开始时矩形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，则下列方法在线圈中没有产生感应电流的是（）A．以ab为轴转动B．以OO′为轴转动C．以ad为轴转（小于60°）D．以bc为轴转（小于60°）5．“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置如图所示，某实验小组在实验中判断出电流从电流计正极（右）流入时，指针向右偏转。现将磁铁从线圈上方某位置向上拔出线圈时，发现电流计的指针向右偏转，则（）A．条形磁铁上极是N极B．线圈内磁通量逐渐减小，感应电流的磁场与原磁场的方向相反C．磁铁在竖直拔出过程中，感应电流在线圈内部磁场的方向向下D．若将磁铁竖直向下插入线圈，电流计指针仍向右偏转6．如图所示，自感线圈较大的线圈L，其直流电阻不计，下列操作中能使电容器C的A板带上正电的是（）A．S闭合的瞬间B．S断开的瞬间C．S闭合，电路稳定后D．S闭合，滑动变阻器的滑片移至最右端并保持静止7．如图所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则（）A．圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置B．圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大C．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流D．圆环最终将静止在平衡位置8．（多选）如图所示，环形金属软弹簧所处平面与某一匀强磁场垂直，将弹簧沿半径方向向外拉成圆形，则以下措施不能使该金属弹簧中产生电磁感应现象的是（）A．保持该圆的周长不变，将弹簧由圆形拉成方形B．保持该圆的周长不变，将弹簧由圆形拉成三角形C．保持该圆的面积不变，将弹簧由圆形拉成方形D．保持该圆的面积不变，将弹簧由圆形拉成三角形9．如图所示，是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。以下情况中有感应电流产生的是（）A．将abcd向纸外平移 B．将abcd向上平移C．将abcd以cd为轴转动60° D．将abcd以ab为轴转动60°培优第二阶——拓展培优练10．为了演示“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”的现象，老师做了这样的演示实验：如图所示，铝制水平横梁两端各固定一个铝环，其中A环是闭合的，B环是断开的，横梁可以绕中间的支点在水平面内转动。当装置静止不动时，用一磁铁的N极去接近A环，发现横梁绕支点沿顺时针（俯视）方向转动。若不考虑空气流动对实验结果的影响，关于该实验，下列说法中正确的是（）A．若其他条件相同，磁铁接近A环越快，A环中产生的感应电动势就越大B．若其他条件相同，而将磁铁的N极接近B环，则横梁将绕支点沿逆时针（俯视）方向转动C．无论磁铁靠近A环或B环，相应环中都有焦耳热产生D．若磁铁N极靠近A环，沿磁铁运动方向观察，A环会有沿环顺时针方向的感应电流11．在纸面内放有一磁铁和一圆线圈，下列情况中能使线圈中产生感应电流的是（）A．将磁铁在纸面内向下平移B．将磁铁在纸面内向右平移C．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内D．将磁铁绕垂直纸面的轴转动12．（多选）如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动。下列四个图中能产生感应电流的是（）A． B． C． D．13．（多选）如图所示，矩形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，下述过程中能使线圈产生感应电流的是（）A．以bc边为轴转动90°B．以ad边为轴转动90°C．将线圈向下平移D．将线圈向上平移14．（多选）如图所示，将一大一小两个不太大的正方形闭合导线框水平固定在同一高度上，两个线框的中心重合。在它们的上方某处有一条形磁铁由静止开始下落，磁铁在下落过程中正好从两个线框的中心穿过而不与线框接触，磁铁最终落在水平地面上。在磁铁穿过线框的过程中，下面说法正确的是（）A．穿过两个线框的磁通量都一直在增大B．两个线框中都会产生感应电流C．当条形磁铁的中心正好和线框的中心重合时，大线框中的磁通量大于小线框中的磁通量D．当条形磁铁的中心正好和线框的中心重合时，大线框中的磁通量小于小线框中的磁通量15．（多选）如图所示，一个质量为M、长为L的铜管用细线悬挂在天花板上，现让一强磁铁（可视为质点，质量为m）从铜管上端由静止下落，强磁铁在下落过程中与铜管不接触，在强磁铁穿过铜管过程中（）A．铜管中没有感应电流B．整个系统机械能不守恒C．细线中的拉力F＝MgD．强磁铁穿过铜管的时间t＞16．某学校操场上有如图所示的运动器械，两根长金属链条将一根金属棒ab悬挂在固定的金属架上。静止时ab水平且沿东西方向。已知当地的地磁场方向自南向北斜向下与竖直方向成45°。现让ab随链条荡起来，与竖直方向最大偏角为45°，则下列说法正确的是（）A．当ab棒自南向北经过最低点时，回路中无感应电流B．当链条与竖直方向成45°时，回路中感应电流为零C．当ab棒自南向北经过最低点时，回路中有感应电流D．在ab棒运动过程中，不断有磁场能转化为机械能13.3电磁感应现象及应用课后培优练课后培优练级练培优第一阶——基础过关练1．下列符合物理学史实的是（）A．法拉第发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B．楞次总结了感应电流方向的判断定律C．安培发现了电磁感应现象，实现了磁生电的设想D．法拉第提出了著名的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质【答案】B【详解】A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系。A错误；B．楞次总结了感应电流方向的判断定律。B正确；C．法拉第发现了电磁感应现象，实现了磁生电的设想。C错误；D．安培提出了著名的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质。D错误。故选B。2．下列现象属于电磁感应现象的是（）A．通电导线在磁场中受到力的作用，作用力方向由左手定则判定B．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流C．一些物体在磁体或电流的作用下会显现磁性，如插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D．通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场【答案】B【详解】A．通电导线在磁场中受到力的作用，作用力方向由左手定则判定，该现象不是电磁感应现象，选项A不符合题意；B．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流，该现象是电磁感应现象，选项B符合题意；C．一些物体在磁体或电流的作用下会显现磁性，如插在通电螺线管中的软铁棒被磁化，该现象不是电磁感应现象，选项C不符合题意；D．通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场，该现象不是电磁感应现象，选项D不符合题意；故选B。3．下列情况能产生感应电流的是（）A．如图（a）所示，导体AB顺着磁感线运动B．如图（b）所示，条形磁铁插入线圈中不动时C．如图（c）所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时D．如图（c）所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器阻值时【答案】D【详解】A．导体顺着磁感线运动，通过闭合电路的磁通量不变，不会产生感应电流，故A错误。B．条形磁铁插入线圈中不动时，线圈中没有磁通量的变化，从而不会产生感应电流，故B错误。C．小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时，通过闭合回路的磁通量不变，不会产生感应电流，故C错误。D．小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时，电路中电流发生改变，A产生的磁场发生变化，B中的磁通量发生变化，产生感应电流，故D正确。故选D。4．如图所示，开始时矩形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，则下列方法在线圈中没有产生感应电流的是（）A．以ab为轴转动B．以OO′为轴转动C．以ad为轴转（小于60°）D．以bc为轴转（小于60°）【答案】D【详解】A．以ab为轴转动，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生，故A错误；B．以OO′为轴转动，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生，故B错误；C．以ad为轴转动（小于60°），穿过线圈的磁通量一开始为随后逐步减小到零，有感应电流产生，故C错误；D．以bc为轴转动（小于60°），穿过线圈的磁通量为且保持不变，没有感应电流产生，故D正确。故选D。【点睛】根据条件判断磁通量的变化情况，继而判断是否有感应电流。5．“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置如图所示，某实验小组在实验中判断出电流从电流计正极（右）流入时，指针向右偏转。现将磁铁从线圈上方某位置向上拔出线圈时，发现电流计的指针向右偏转，则（）A．条形磁铁上极是N极B．线圈内磁通量逐渐减小，感应电流的磁场与原磁场的方向相反C．磁铁在竖直拔出过程中，感应电流在线圈内部磁场的方向向下D．若将磁铁竖直向下插入线圈，电流计指针仍向右偏转【答案】C【详解】ABC．电流计的指针向右偏转，根据螺线管的绕向，说明螺线管中电流顺时针方向（俯视），根据安培定则，螺线管产生的感应电流磁场方向是向下的，磁铁向上拔出线圈，磁通量减小，根据楞次定律，感应电流磁场方向要与原磁场方向相同，说明原磁场方向（磁铁在螺线管中的磁场）向下，所以条形磁铁下极是N极。故AB错误，C正确；D．若将磁铁竖直向下插入线圈，磁通量向下增大，感应电流磁场方向向上，螺线管中电流逆时针方向（俯视），则电流从电流计负极（左）流入，指针向左偏转，故D错误。故选C。6．如图所示，自感线圈较大的线圈L，其直流电阻不计，下列操作中能使电容器C的A板带上正电的是（）A．S闭合的瞬间B．S断开的瞬间C．S闭合，电路稳定后D．S闭合，滑动变阻器的滑片移至最右端并保持静止【答案】A【详解】A．S闭合瞬间，由于L的自感作用，阻碍电流增大，则电源给电容器充电，所以A极带正电，故A正确；B．S断开瞬间，由于线圈电流变化，产生自感电动势，阻碍电流减小，则对电容器充电，所以B板带正电，故B错误；C．S闭合时电路稳定后，L的电阻为零，所以C两端无电压；故C错误；D．S闭合，向右迅速移动滑动变阻器触头，电流减小，则自感线圈阻碍电流减小，对电容器充电，所以B极带正电，故D错误。故选A。【点评】本题考查了LC振荡电路中电流的变化，结合线圈对电流变化的特点分析判断．7．如图所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则（）A．圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置B．圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大C．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流D．圆环最终将静止在平衡位置【答案】C【详解】AC．当圆环进、出磁场时，由于圆环内的磁通量发生变化，所以有感应电流产生，同时金属圆环本身有电阻，部分机械能会转化成热量而损失，因此圆环不会摆到释放位置，A错误，C正确；BD．随着圆环进、出磁场，其机械能逐渐减少，圆环摆动的幅度越来越小，当圆环只在匀强磁场中摆动时，圆环内无磁通量的变化，无感应电流产生，圆环将在A、B间来回摆动，BD错误。故选C。8．（多选）如图所示，环形金属软弹簧所处平面与某一匀强磁场垂直，将弹簧沿半径方向向外拉成圆形，则以下措施不能使该金属弹簧中产生电磁感应现象的是（）A．保持该圆的周长不变，将弹簧由圆形拉成方形B．保持该圆的周长不变，将弹簧由圆形拉成三角形C．保持该圆的面积不变，将弹簧由圆形拉成方形D．保持该圆的面积不变，将弹簧由圆形拉成三角形【答案】CD【详解】AB．保持该圆的周长不变，将弹簧由圆形拉成方形或将弹簧由圆形拉成三角形，环形金属软弹簧围成的面积改变，穿过金属软弹簧的磁通量发生变化会产生感应电流，故AB错误；CD．环形金属软弹簧围成的面积不变，穿过金属软弹簧的磁通量就不会变化，就不会产生感应电流，故CD正确。故选CD。9．如图所示，是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。以下情况中有感应电流产生的是（）A．将abcd向纸外平移 B．将abcd向上平移C．将abcd以cd为轴转动60° D．将abcd以ab为轴转动60°【答案】C【详解】A．由于磁场为匀强磁场，将abcd向纸外平移，其磁通量都不变化，因此不会产生感应电流，故A错误；B．由于磁场为匀强磁场，将abcd向上平移，其磁通量都不变化，因此不会产生感应电流，故B错误；C．将abcd以cd为轴转动60°，线圈的磁通量将发生变化，因此有感应电流产生，故C正确；D．将abcd以ab为轴转动60°，穿过线圈的磁通量不变化，不产生感应电流，故D错误。故选C。培优第二阶——拓展培优练10．为了演示“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”的现象，老师做了这样的演示实验：如图所示，铝制水平横梁两端各固定一个铝环，其中A环是闭合的，B环是断开的，横梁可以绕中间的支点在水平面内转动。当装置静止不动时，用一磁铁的N极去接近A环，发现横梁绕支点沿顺时针（俯视）方向转动。若不考虑空气流动对实验结果的影响，关于该实验，下列说法中正确的是（）A．若其他条件相同，磁铁接近A环越快，A环中产生的感应电动势就越大B．若其他条件相同，而将磁铁的N极接近B环，则横梁将绕支点沿逆时针（俯视）方向转动C．无论磁铁靠近A环或B环，相应环中都有焦耳热产生D．若磁铁N极靠近A环，沿磁铁运动方向观察，A环会有沿环顺时针方向的感应电流【答案】A【详解】A．A环闭合，磁铁接近A环越快，A环中磁通量的变化率越大，根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势越大，故A正确；B．B环不闭合，磁铁接近B环时，环内不产生感应电流，因此B环不受磁场的作用力，横杆不转动，故B错误；C．磁铁靠近A环时，在A环内会产生感应电流，从而产生焦耳热，当磁铁靠近B环时，会产生感应电动势，但不会形成感应电流，不会产生焦耳热，故C错误；D．磁铁N极靠近A环时，A环垂直于纸面向里的磁通量增大，所以A环中感应电流的磁场方向垂直于纸面向外，A环中会产生逆时针方向的感应电流，故D错误。故选A。11．在纸面内放有一磁铁和一圆线圈，下列情况中能使线圈中产生感应电流的是（）A．将磁铁在纸面内向下平移B．将磁铁在纸面内向右平移C．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内D．将磁铁绕垂直纸面的轴转动【答案】C【详解】A．图示位置，没有磁感线穿过线圈，线圈的磁通量为零，将磁铁在纸面内向下平移时，线圈的磁通量仍为零，没有变化，所以线圈中没有感应电流产生，A错误；B．图示位置，没有磁感线穿过线圈，线圈的磁通量为零，将磁铁在纸面内向右平移时，线圈的磁通量仍为零，没有变化，所以线圈中没有感应电流产生，B错误；C．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内，将有磁感线穿过线圈，线圈的磁通量增大，将产生感应电流，C正确；D．图示位置，没有磁感线穿过线圈，线圈的磁通量为零，将磁铁绕垂直纸面的轴转动，线圈的磁通量仍为零，没有变化，所以线圈中没有感应电流产生，D错误。故选C。12．（多选）如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动。下列四个图中能产生感应电流的是（）A． B． C． D．【答案】BD【详解】A．线圈移动过程中，磁通量保持不变，故不能产生感应电流，A错误；B．线圈从图示位置转动，磁通量变小，故能产生感应电流，B正确；C．线圈与磁场平行，磁通量恒为0，故不能产生感应电流，C错误；D．线圈从图示位置转动，磁通量增加，故能产生感应电流，D正确。故选BD。13．（多选）如图所示，矩形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，下述过程中能使线圈产生感应电流的是（）A．以bc边为轴转动90°B．以ad边为轴转动90°C．将线圈向下平移D．将线圈向上平移【答案】AB【详解】AB．以bc边为轴转动90°和以ad为轴转动90°的过程，穿过矩形线圈的磁通量都发生变化，由产生感应电流的条件可知，线圈中能产生感应电流，AB正确；CD．而将线圈上、下平移时，穿过矩形线圈的磁通量均不变，根据产生感应电流的条件可知，线圈中不产生感应电流，CD错误。故选AB。14．（多选）如图所示，将一大一小两个不太大的正方形闭合导线框水平固定在同一高度上，两个线框的中心重合。在它们的上方某处有一条形磁铁由静止开始下落，磁铁在下落过程中正好从两个线框的中心穿过而不与线框接触，磁铁最终落在水平地面上。在磁铁穿过线框的过程中，下面说法正确的是（）A．穿过两个线框的磁通量都一直在增大B．两个线框中都会产生感应电流C．当条形磁铁的中心正好和线框的中心重合时，大线框中的磁通量大于小线框中的磁通量D．当条形磁铁的中心正好和线框的中心重合时，大线框中的磁通量小于小线框中的磁通量【答案】BD【详解】A．穿过两个线框的磁通量都先增大后减小，故A错。B．两个线框闭合且有磁通量变化，所以都会产生感应电流，故B正确C