【讲与练】高中物理人教版(2019)必修3：13.3 电磁感应现象及应用夯基提能作业习题

第十三章3.合格考训练一、选择题(本题共6小题，每题8分，共48分)1．物理学家通过艰苦的实验来探究自然物理规律，为人类的科学事业做出了巨大贡献，值得我们敬仰。下列描述中符合物理学史的是(A)A．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不能用实验直接验证B．法拉第发现了电磁感应现象并总结出了判断感应电流方向的规律C．奥斯特发现电流周围存在磁场，并提出分子电流假说解释磁现象D．为了验证两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比，库仑精确测定了两个点电荷的电荷量解析：牛顿第一定律所描述的状态是理想状态，是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不能用实验直接验证，故A正确；法拉第发现了电磁感应现象，楞次总结出了判断感应电流方向的规律，故B错误；奥斯特发现电流周围存在磁场，安培提出分子电流假说解释磁现象，故C错误；为了验证两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比，库仑定性地比较了两个点电荷的变化，故D错误。2．(2023·江苏苏州高二期末)对于下列四种情境，说法正确的是(D)A．图甲中，M、N两点磁感应强度相同B．图乙中，线圈穿过磁铁从M运动到L的过程中，穿过线圈的磁通量先减小后增大C．图丙中，闭合线框绕垂直于磁场方向的轴转动的过程中，线框中没有感应电流产生D．图丁中，线框在与通电导线在同一平面内向右平移的过程中，线框中有感应电流产生解析：图甲中，M、N两点磁感应强度大小相同，方向不同，故A错误；图乙中，线圈位于磁铁中间时，穿过线圈的磁通量最大，线圈穿过磁铁从M运动到L的过程中，穿过线圈的磁通量先增大后减小，故B错误；图丙中，闭合线框绕垂直于磁场方向的轴转动的过程中，穿过线框的磁通量改变，线框中有感应电流产生，故C错误；线框在与通电导线在同一平面内向右平移的过程中，穿过线框的磁通量变化，线框中有感应电流产生，故D正确。3．(2023·辽宁营口高二上月考)如图所示，线圈abcd在磁场区域ABCD中，线圈中没有感应电流产生的是(B)A．把线圈变成圆形(周长不变)的过程B．使线圈在磁场中加速平移C．使磁场增强或减弱D．使线圈以过ab的直线为轴旋转解析：在线圈变成圆形(周长不变)的过程中、使磁场增强或减弱、使线圈以过ab的直线为轴旋转，均会导致穿过该闭合线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，而使线圈在磁场中加速平移，磁通量不变，不会产生感应电流。故选B。4．(2022·辽宁省本溪市高二上学期期末)如图所示，绕在铁芯上的线圈、电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路。在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是(A)A．线圈中通以恒定的电流B．通电时，使变阻器的滑片P做匀速滑动C．通电时，使变阻器的滑片P做加速滑动D．将开关突然断开的瞬间解析：线圈中通以恒定的电流时，线圈产生稳恒的磁场，穿过铜环A的磁通量不变，没有感应电流产生，故A正确；通电时，使变阻器的滑片P做匀速滑动或做加速滑动时，变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环A的磁通量变化，产生感应电流。将开关突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无，穿过铜环A的磁通量减小，产生感应电流，故B、C、D错误。5．(2023·江苏无锡模拟)有人根据条形磁铁的磁场分布情况用塑料制作了一个模具，模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合，如图所示。另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上某位置，线圈贴着模具上下移动的过程中，下列说法正确的是(地磁场很弱，可以忽略)(B)A．线圈切割磁感线，线圈中出现感应电流B．线圈紧密套在模具上，移动过程中不出现感应电流C．由于线圈所在处的磁场是不均匀的，故而不能判断线圈中是否有电流产生D．若线圈平面放置不水平，则移动过程中会产生感应电流解析：线圈贴着模具上下移动的过程中，由穿过线圈的磁通量不变可知不会产生感应电流，故A、C错误，B正确；线圈平面放置不水平时，在移动过程中穿过线圈的磁通量仍然不变，也不会产生感应电流，故D错误。6．(多选)如图所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直。导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd，与导轨接触良好。金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2，方向如图，且回路中有感应电流产生，则可能(AB)A．v1>v2B．v1<v2C．v1＝v2D．v1、v2任意关系都可以解析：只要金属棒ab、cd的运动速度不相等，穿过回路的磁通量就会发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，故选项A、B正确。二、非选择题(共12分)7．(12分)如图所示为“探究感应电流产生的条件”的实验电路，实验时：(1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于a(填“a”或“b”)端；(2)调整好电路后，将开关闭合，电流表指针向右偏转了一下后又返回到中间位置。接着将A线圈稍微向上拔出一些，则穿过线圈C的磁通量会减小(填“增大”“减小”或“不变”)，在拔出过程中电流表指针向左(填“向左”“向右”或“不”)偏转；(3)实验过程中，发现线圈C下端接线柱导线断开，在保持开关S闭合的状态下，在把导线重新连接好的过程中，可发现电流表指针不(填“向左”“向右”或“不”)偏转。解析：(1)置于a端时，使开关闭合后，回路中的电流最小，对电路起到保护作用。(2)将A拔出一些时回路面积不变，磁场减弱，故磁通量减小；因为磁通量增大时，指针向右偏转，故当磁场方向不变，磁通量减小时，指针向左偏转。(3)接好导线的过程中没有磁通量的变化，故指针不会偏转。等级考训练一、选择题(本题共4小题，每题6分，共24分)1．如图所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况下导线cd中无电流的是(D)A．开关S闭合或断开的瞬间B．开关S是闭合的，滑动变阻器的滑片向左滑C．开关S是闭合的，滑动变阻器的滑片向右滑D．开关S始终闭合，滑动变阻器的滑片不动解析：产生感应电流的条件是：穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，在A、B、C选项中，导线ab中电流发生变化，穿过cd所在回路的磁通量发生变化，产生感应电流；选项D中，导线ab中电流不变化，穿过cd所在回路的磁通量不变化，不产生感应电流。故选D。2．(2023·甘肃白银九中高二下期中)在如图所示的xOy坐标系第一象限内存在垂直纸面向外的磁场，磁场沿y轴方向均匀分布、沿x轴正方向逐渐减小。在第一象限内有一个平行于xOy平面的矩形导线框abcd，已知穿过线框的磁通量为Φ，则以下判断正确的是(C)A．此时线框内有感应电流产生B．若线框沿y轴正方向平移，则框内有感应电流产生C．若线框沿x轴负方向平移，则框内有感应电流产生D．将线框以ab为轴翻转180°，则这一过程中框内磁通量变化量为2Φ解析：由于穿过线框的磁通量没有发生变化，所以没有感应电流，故A错误；若线框沿y轴正方向平移，由于磁场沿y轴方向均匀分布，则穿过线框的磁通量没有发生变化，因此框内没有感应电流产生，故B错误；若线框沿x轴负方向平移，由于磁场沿x轴正方向逐渐减小，磁通量发生变化，则框内有感应电流产生，故C正确；由于磁场沿x轴正方向逐渐减小，以ab为轴翻转180°后，磁通量的大小大于Φ，则这一过程中框内磁通量变化量不为2Φ，故D错误。3．(多选)如图是一水平放置的矩形线圈abcd，在细长的磁铁的N极附近竖直下落，整个下落过程中线圈保持水平，由图中的位置A经过位置B到位置C，这三个位置彼此相距很近且B位置刚好在条形磁铁的中心轴线上。在这个过程中，下列说法正确的是(BC)A．由位置A到位置B，线圈内不产生感应电流B．由位置A到位置B，线圈内产生感应电流C．由位置B到位置C，线圈内产生感应电流D．由位置B到位置C，线圈内不产生感应电流解析：如图所示，作出线圈下落过程示意图，从图中可知，从位置A到位置B的过程中，从下向上穿过线圈的磁通量减少(B位置时，Φ＝0)；而从位置B到位置C的过程中，从上向下穿过线圈的磁通量增加，故由位置A到位置B和由位置B到位置C的两个过程中，穿过线圈的磁通量都发生变化，线圈中都会产生感应电流，故B、C正确，A、D错误。4．(多选)(2022·广东卷改编)如图所示，水平地面(Oxy平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，MN平行于y轴，PN平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有(AC)A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流D．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中有感应电流解析：依题意，M、N两点连线与长直导线平行、两点与长直导线的距离相同，根据右手螺旋定则可知，通电长直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，故A正确；根据右手螺旋定则，线圈在P点时，磁感线穿进与穿出在线圈中对称，磁通量为零；在向N点平移过程中，磁感线穿进与穿出线圈不再对称，线圈的磁通量会发生变化，故B错误；根据右手螺旋定则，线圈从P点竖直向上运动过程中，磁感线穿进与穿出线圈对称，线圈的磁通量始终为零，没有发生变化，线圈无感应电流，故C正确，D错误。二、非选择题(共16分)5．(16分)如图所示，固定于水平面上的金属框架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速直线运动。t＝0时刻，磁感应强度为B0，此时刻MN到达的位置使