3.3　电磁感应现象及其应用 课时练习 高中物理新教科版必修第三册（2022-2023学年）

/index3.3电磁感应现象及其应用[基础达标练]1．下列用电器属于应用电磁感应现象的是()A．电磁炉 B．电视机C．电冰箱 D．电吹风解析：电磁炉是利用电磁感应制造的，故选A。答案：A2．1825年，瑞士物理学家德拉里夫的助手科拉顿将一个螺线管与电流计相连。为了避免强磁性磁铁的影响，他把电流计放在另外一个房间，当他把磁铁插入螺线管中后，立即跑到另一个房间去观察。关于科拉顿进行的实验，下列说法正确的是()A．在科拉顿整个操作过程中，电流计指针不发生偏转B．将磁铁插入螺线管瞬间，电流计指针发生偏转，但科拉顿跑到另一个房间观察时，电流计指针已不再偏转C．科拉顿无法观察到电流计指针偏转的原因是当时电流计灵敏度不够D．科拉顿无法观察到电流计指针偏转的原因是导线过长，电流过小解析：科拉顿将磁铁放入螺线管时，穿过线圈的磁通量变化，回路中产生感应电流，电流计指针偏转，之后，穿过线圈的磁通量保持不变，回路中无感应电流，电流计指针不偏转，但由于科拉顿放完磁铁后跑到另一个房间观察，所以他观察不到偏转，只有B项正确。答案：B3.用导线将灵敏电流表与金属棒连接成一个磁生电的实验电路，如图所示，下列操作能使指针偏转的是()A．使导体ab向左(或向右)移动B．使导体ab向上(或向下)移动C．使导体ab沿a→b的方向移动D．使导体ab沿b→a的方向移动解析：要使闭合回路中产生感应电流，导体棒应切割磁感线，选项B、C、D中导体棒在磁场中运动，但没有切割磁感线，均错误。答案：A4．下列图中能产生感应电流的是()解析：根据产生感应电流的条件可判断：A选项中，电路没有闭合，无感应电流；B选项中，面积增大，穿过闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C选项中，穿过线圈的磁感线相互抵消，Φ恒为零，ΔΦ＝0，无感应电流；D选项中，磁通量不发生变化，无感应电流。答案：B5．(多选)图是法拉第最初研究电磁感应现象的装置，下列说法正确的是()A．当右边磁铁S极离开B端时，线圈中产生感应电流B．当右边磁铁S极离开B端，并在B端附近运动时，线圈中产生感应电流C．当磁铁保持图中状态不变时，线圈中有感应电流D．当磁铁保持图中状态不变时，线圈中无感应电流解析：当磁铁离开B端或在B端附近运动时，线圈所处位置磁场变化，穿过线圈的磁通量变化，产生感应电流，A、B对；当磁铁保持图中状态不变时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中无感应电流，C错，D对。答案：ABD6.如图所示，闭合圆形导电线圈平行地放置在匀强磁场中，其中ac、bd分别是平行、垂直于磁场方向的两直径。线圈做以下运动时能产生感应电流的是()A．使线圈在其平面内平动或转动B．使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动C．使线圈以ac为轴转动D．使线圈以bd为轴稍做转动解析：线圈在匀强磁场中运动，磁感应强度B为定值，由ΔΦ＝B·ΔS知：只要回路中相对磁场的正对面积改变量ΔS≠0，则磁通量一定改变，回路中一定有感应电流产生。当线圈在其平面内平动或转动时，线圈相对磁场的正对面积始终为零，因此ΔS＝0，因而无感应电流产生，A错；当线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动时，同样ΔS＝0，因而无感应电流产生，B错；当线圈以ac为轴转动时，线圈相对磁场的正对面积改变量ΔS仍为零，回路中仍无感应电流产生，C错；当线圈以bd为轴稍做转动时，线圈相对磁场的正对面积发生了改变，因此在回路中产生了感应电流，D对。答案：D7.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。已知磁感应强度为0.1T，线圈面积为0.1m2，现使线圈从图示位置开始匀速转动。如果转动轴为bc，则在线圈转动60°的过程中，磁通量的改变量大小为________，线圈中________(选填“能”或“不能”)产生感应电流；如果转动轴为OO′，则在线圈转动90°的过程中，磁通量的改变量大小为________，线圈中________(选填“能”或“不能”)产生感应电流。解析：线圈绕bc转动60°，穿过线圈的磁感线条数不变，即穿过线圈的磁通量不变，无感应电流；当线圈绕OO′轴转动90°，磁通量的变化量为ΔΦ＝Beq\f(S,2)－0＝5×10－3Wb，能产生感应电流。答案：0不能5×10－3Wb能[能力提升练]8.如图所示，在匀强磁场中，MN、PQ是两根平行的金属导轨，而ab、cd为串有电压表和电流表的两根金属棒，同时以相同速度向右运动时，下列说法正确的有()A．电压表有读数，电流表有读数B．电压表无读数，电流表有读数C．电压表无读数，电流表无读数D．电压表有读数，电流表无读数解析：两棒以相同速度向右运动时，因穿过面abcd的磁通量不变，回路中没有感应电流，电流表和电压表均不会有读数，C正确。答案：C9.(多选)如图所示装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是()A．开关S接通的瞬间B．开关S接通后，电路中电流稳定时C．开关S接通后，滑动变阻器触头滑动的瞬间D．开关S断开的瞬间解析：将开关突然接通的瞬间，螺线管产生的磁场从无到有，穿过铜线圈A的磁通量增大，产生感应电流，故A正确；螺线管中通以恒定的电流时，螺线管产生稳恒的磁场，穿过铜线圈A的磁通量不变，没有感应电流产生，故B错误；开关接通后，使变阻器的滑片滑动时，变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，螺线管产生的磁场变化，穿过铜线圈A的磁通量变化，产生感应电流，故C正确；将开关突然断开的瞬间，螺线管产生的磁场从有到无，穿过铜线圈A的磁通量减小，产生感应电流，故D正确。答案：ACD10．(多选)如图所示，用导线做成圆形或正方形回路，这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘)，下列组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生的是()解析：利用安培定则判断直线电流产生的磁场，其磁感线是一些以直导线为轴的无数组同心圆，即磁感线所在平面均垂直于导线，且直线电流产生的磁场分布情况是：靠近直导线处磁场强，远离直导线处磁场弱。所以，A中穿过圆形线圈的磁通量如图甲所示，其有效磁通量为ΦA＝Φ出－Φ进＝0，且始终为0，即使切断导线中的电流，ΦA也始终为0，A中不可能产生感应电流。B中线圈平面与导线的磁场平行，穿过圆形线圈的磁通量也始终为0，B中也不能产生感应电流。C中穿过线圈的磁通量如图乙所示，Φ进＞Φ出，即ΦC≠0，当切断导线中的电流后，经过一定时间，穿过线圈的磁通量ΦC减小为0，所以C中有感应电流产生。D中线圈的磁通量ΦD不为0，当电流切断后，ΦD最终也减小为0，所以D中也有感应电流产生。答案：CD[创新应用练]11．逆向思维是一种重要的思想方法，在这种思想方法的引领下，许多重要的科学定律被发现。“电生磁，磁生电”这种逆向互生的关系，体现了物理学中的一种对称美。请思考：(1)你还能指出物理学中的其他对称性和对称实例吗？(2)1831年，物理学家法拉第用如图所示的实验，成功发现了磁生电现象，当开关始终处于闭合状态时，a线圈中________(选填“有”或“无”)感应电流产生，开关闭合或断开瞬间，a线圈中________(选填“有”或“无”)感应电流产生。(3)图是某兴趣小组研究磁生电现象所需的器材。请你协助该小组完成如下工作，用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路，将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路，并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量，使副线圈回路产生感应电流的三种方式：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________。解析：(1)电荷的正与负、吸引与排斥、运动和静止、光滑和粗糙、正电子和负电子、物质和反物质。(2)当开关始终处于闭合状态时，因穿过a线圈的磁通量不变，所以无感应电流产生。闭合开关瞬间穿过a线圈的磁通量突然增大，所以有感应电流产生；断开开关瞬间，穿过a线圈的磁通量突然减小，所以有感应电流产生。(3)实物连接如图所示。①将原线圈A插入副线圈B后，合上(或断开)开关瞬间；②合上开关后，将原线圈A插入副线圈B中或从副线圈B中抽出；③合上开关，将原线圈A插入副线圈B后，移动滑动变阻器的滑