新教材2024高中物理第十三章电磁感应与电磁波初步13.3电磁感应现象及应用同步测试新人教版必修第三册

第十三章电磁感应与电磁波初步3电磁感应现象及应用【基础巩固】1.某磁场的磁感线分布如图所示,将闭合导体圆环从磁场中的M处平移到N处,则 ()A.穿过圆环的磁通量将增大B.穿过圆环的磁通量将不变C.圆环中产生感应电流D.圆环中不会产生感应电流答案:C2.如图所示,三个闭合线圈A、B、C放在同一平面内,当线圈A中有电流I通过时,穿过闭合线圈A、B、C的磁通量分别为ΦA、ΦB、ΦC,则 ()A.ΦA<ΦB<ΦC B.ΦA>ΦB>ΦCC.ΦA<ΦC<ΦB D.ΦA>ΦC>ΦB答案:B3.如图所示,一闭合线框abcd位于水平放置的条形磁体的左端,线框平面始终与磁体的上表面垂直.线框水平运动,在其由图中位置Ⅰ经过中间位置Ⅱ到达位置Ⅲ的过程中,穿过线框的磁通量的变更状况为 ()A.不发生变更 B.先减小后增大C.先增大后减小 D.不能确定答案:B4.(多选)下列各项中,闭合矩形线圈中能产生感应电流的是()ABCD答案:CD5.如图所示,通电直导线下边有一个矩形线框,线框平面与直导线共面.若使线框渐渐远离(平动)通电导线,则穿过线框的磁通量将()A.渐渐增大 B.渐渐减小C.保持不变 D.不能确定解析:当矩形线框在线框与直导线确定的平面内渐渐远离通电导线时,由于离导线越远,磁场越弱,而线框的面积不变,则穿过线框的磁通量将减小,选项B正确.答案:B6.(多选)如图所示,线圈abcd在磁场区域ABCD中,线圈中有感应电流产生的是 ()A.把线圈变成圆形(周长不变)B.使线圈在磁场中加速平移C.使磁场增加或减弱D.使线圈以过ab的直线为轴旋转解析:把线圈变成圆形(周长不变),线圈面积变大,穿过线圈的磁通量增大,线圈中有感应电流产生,选项A正确;使线圈在磁场中加速平移,穿过线圈的磁通量不变,线圈中没有感应电流产生,选项B错误;使磁场增加或减弱,穿过线圈的磁通量增大或减小,线圈中有感应电流产生,选项C正确;使线圈以过ab的直线为轴旋转,线圈在磁场中的有效面积发生变更,穿过线圈的磁通量发生变更,线圈中有感应电流产生,选项D正确.答案:ACD7.为视察电磁感应现象,某学生将灵敏电流计、螺线管A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的试验电路.当接通和断开开关时,电流计的指针都没有偏转,其缘由是 ()A.开关位置接错B.灵敏电流计的接线柱接反C.螺线管B的3、4接头接反D.蓄电池的正、负极接反解析:感应电流产生的条件是穿过闭合回路中的磁通量发生变更,由题电路图可知,把开关接在B与灵敏电流计之间,与1、2接头相连的电路在闭合和断开开关时,电流不变更,所以B中不行能有感应电流,灵敏电流计指针也不行能偏转,开关应接在A与电源之间,选项A正确.答案:A【拓展提高】8.磁通量是探讨电磁感应现象的重要物理量.如图所示,通有恒定电流的长直导线MN与闭合线框共面,第一次将线框由位置1平移到位置2,其次次将线框由位置1绕CD边翻转到位置2,设这两次通过线框的磁通量的变更量分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则 ()A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ1=ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2 D.无法确定解析:设闭合线框在位置1时穿过闭合线框的磁通量为Φ1,平移到位置2时穿过闭合线框的磁通量为Φ2,Φ1>Φ2.设以原来磁感线穿过线框的方向为正方向,则从另一面穿过线框的方向为负方向,将闭合线框从位置1平移到位置2,磁感线穿过闭合线框的方向不变,所以ΔΦ1=Φ2-Φ1;将闭合线框从位置1绕CD边翻转到位置2,磁感线穿过闭合线框的方向变更,所以ΔФ2=(-Φ2)-Φ1=-(Φ1+Φ2),故选项C正确.答案:C9.如图所示,在条形磁体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的磁通量的变更以及线圈中是否有感应电流产生的说法,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:本题中条形磁体磁感线的分布如图所示(从上向下看).穿过一个面积的磁感线的多少反映磁通量的大小,由于垂直于纸面对外的和垂直于纸面对里的磁感线要抵消一部分,当弹簧线圈P包围的面积扩大时,垂直于纸面对里的磁感线条数增加,而垂直于纸面对外的磁感线条数是肯定的,故穿过这个面积的磁通量将减小,回路中会有感应电流产生,选项C正确.答案:C10.(2024·广东卷)(多选)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 ()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点起先竖直向上运动时,线圈中无感应电流D.线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等解析:通电直导线四周磁场的截面图是以导线为圆心的同心圆,某一位置的磁感应强度大小和这个点到圆心的距离成反比,N、M两点的连线平行于通电直导线,即两点到导线的距离相等,故N点与M点的磁感应强度大小相等,方向也相同,选项A正确;当线圈在P点时,穿过线圈的磁通量为0,线圈沿PN移动的过程中,穿过线圈左、右两个半圆的磁通量大小不再相等,即穿过整个线圈的磁通量不再为0,故穿过线圈的磁通量会发生变更,选项B错误;当线圈从P点起先竖直向上运动时,依据对称性可知,线圈P中的磁通量始终为0,即穿过线圈的磁通量没有发生变更,由楞次定律可知线圈中无感应电流,选项C正确;依据上述分析可知,从P到M过程和从P到N过程,线圈磁通量的变更量相等,但因为线圈的速率恒定,且P到N的距离小于P到M的距离,所以时间不等,依据法拉第电磁感应定律E=nΔ答案:AC11.我国的探月卫星在进入近地点的地月转移轨道时,卫星的姿态由水平方向转至竖直方向,此时地磁场磁感应强度B=4×10-5T,方向如图所示.假设卫星中有一边长为50cm的正方形导线框,取sin37°=0.6,cos37°=0.8.(1)该过程中,正方形导线框磁通量的变更量是多少?(2)该过程中,导线框中有无感应电流?解析:(1)设导线框在水平位置时,把磁场分解为水平方向和竖直方向,则穿过导线框的磁通量Φ1=BSsin37°=6.0×10-6Wb,当导线框转至竖直位置时,穿过导线框的磁通量Φ2=BScos37°=-8.0×10-6Wb,该过程中磁通量的变更量|ΔΦ|=|Φ2-Φ1|=1.4×10-5Wb.(2)因为该过程中穿过闭合导线框的磁通量发生了变更,所以肯定有感应电流.答案:(1)1.4×10-5Wb(2)有感应电流【挑战创新】12.探究感应电流的产生条件的试验器材如图所示.(1)在图中用笔画线代替导线把它们连成试验电路.(2)哪些操作可以使灵敏电流计的指针发生偏转?(写出两点)①.

②.

解析:(1)由题图知灵敏电流计已