13.3 电磁感应现象及应用同步练习-2022-2023学年高二物理上学期（人教版2019必修第三册）

3电磁感应现象及应用基础巩固一、选择题(第1~5题为单选题,第6~7题为多选题)1.以下涉及物理学史上的几个重大发现,其中说法正确的是()A.卡文迪什发现了万有引力定律并通过扭秤实验测定出了引力常数B.法拉第通过实验发现了电磁感应现象C.安培通过实验发现了电流周围存在磁场的现象D.牛顿根据理想斜面实验,提出力不是维持物体运动的原因2.关于产生感应电流的条件,下列说法正确的是()A.位于磁场中的闭合线圈一定会产生感应电流B.闭合线圈平行磁感线运动时,线圈中一定产生感应电流C.穿过闭合线圈的磁通量发生变化时,一定能产生感应电流D.闭合线圈垂直磁感线运动时,线圈中一定产生感应电流3.如图所示,金属线框abcd的平面与匀强磁场方向垂直,将线框从实线位置向右移动到虚线位置的过程中,框内()A.先有感应电流,后无感应电流B.始终存在感应电流C.先无感应电流,后有感应电流D.始终不存在感应电流4.如图所示,N、S两极间的磁场可视为匀强磁场,将一矩形闭合金属线框垂直于磁场方向放置在该磁场中。下列情况线框中能出现感应电流的是()A.线框绕图中竖直轴aa'旋转B.线框绕图中水平轴bb'旋转C.线框沿竖直方向向上平移D.线框沿竖直方向向下平移5.如图所示,矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场内,一半在匀强磁场外,图示虚线右侧匀强磁场区域足够大,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45°B.以ad边为轴转动45°C.将线圈向下平移D.将线圈向上平移6.如图所示,竖直长导线通以恒定电流I,一闭合线圈MNPQ与导线在同一平面内,当线圈做下列运动时,线圈中产生感应电流的是()A.以PQ边为轴转动B.向垂直于平面MNPQ的方向平动C.以MQ边为轴转动D.以通电导线为轴转动7.如图所示,线圈与电流计组成闭合电路,下列情况中,电流计指针发生偏转的有()A.磁铁置于线圈内不动B.线圈不动,磁铁向下移动C.磁铁不动,线圈上、下移动D.线圈和磁铁保持相对静止,一起向左右移动二、实验题8.某个实验小组想要探究电磁感应现象,准备了以下仪器:电池组,滑动变阻器,带铁芯的线圈A、线圈B,电流计(零点在中央),开关等,如图所示。(1)请你将所有仪器连接成完整的实验电路。(2)可使电流计指针发生偏转的操作是。A.闭合开关,将线圈A插入线圈B的过程B.闭合开关,线圈A放在线圈B中不动C.闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向右滑动D.闭合开关后,再将开关断开的瞬间能力提升一、选择题(第1~4题为单选题,第5~6题为多选题)1.了解物理规律的发现过程,学会像科学家那样观察和思考,往往比掌握知识本身更重要。则下列说法符合事实的是()A.物理学家法拉第梦圆电生磁,终于发现了电磁感应现象B.楞次定律可以用来判断带电粒子在磁场中的运动方向C.奥斯特发现了电流的磁效应,拉开了研究电与磁相互关系的序幕D.安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的2.如图所示,矩形导线环水平放置,O是矩形两组对边中点连线ab、cd的交点,在线ab上右侧放有垂直于环面的通电导线,电流方向垂直于纸面向外,则能使导线环中产生感应电流的是()A.突然加大通电直导线中的电流B.让导线环在纸面内绕O点沿顺时针转动C.让导线环以ab为轴转动D.让导线环沿ab方向向直导线靠近3.如图所示,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁,磁铁正下方有一固定的闭合线圈。现将磁铁托起到某一高度后放开,使磁铁上下振动时穿过它,磁铁会很快停下来。关于此现象,下列说法正确的是()A.磁铁上下振动过程中,线圈中会产生感应电流B.磁铁上下振动过程中,线圈中不会产生感应电流C.磁铁上下振动过程中,磁铁与弹簧组成的系统机械能不变D.磁铁上下振动过程中,磁铁与弹簧组成的系统机械能增加4.在闭合铁芯上绕有一组线圈,线圈与滑动变阻器、电源构成闭合电路,假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内,a、b、c三个闭合金属圆环的位置如图所示。当滑动变阻器的滑片滑动时,能产生感应电流的圆环是()A.a、bB.b、cC.a、cD.a、b、c5.如图所示,A、B两回路中各有一开关S1、S2,且回路A中接有电源,回路B中接有灵敏电流计,下列操作及相应的结果中可能的是()A.先闭合S2,后闭合S1的瞬间,电流计指针偏转B.S1、S2闭合后,在断开S2的瞬间,电流计指针偏转C.先闭合S1,后闭合S2的瞬间,电流计指针偏转D.S1、S2闭合后,在断开S1的瞬间,电流计指针偏转6.如图所示,在同一平面上有两条相互垂直且彼此绝缘的长通电直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限中完全对称放置,两条长直导线中电流大小与变化情况完全相同,电流方向如图所示,当两条导线中的电流都开始增大时,四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是()A.线圈a中无感应电流B.线圈b中有感应电流C.线圈c中有感应电流D.线圈d中无感应电流二、计算题7.如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B应随时间t怎样变化?请推导这种情况下B与t的关系式。答案解析基础巩固一、选择题(第1~5题为单选题,第6~7题为多选题)1.以下涉及物理学史上的几个重大发现,其中说法正确的是()A.卡文迪什发现了万有引力定律并通过扭秤实验测定出了引力常数B.法拉第通过实验发现了电磁感应现象C.安培通过实验发现了电流周围存在磁场的现象D.牛顿根据理想斜面实验,提出力不是维持物体运动的原因答案：B解析：牛顿发现了万有引力定律,卡文迪什通过扭秤实验,测定出了引力常数,选项A错误;法拉第通过实验发现了五种磁生电的电磁感应现象,选项B正确;奥斯特通过实验发现了电流周围存在磁场的现象,选项C错误;伽利略根据理想斜面实验,提出力不是维持物体运动的原因,选项D错误。2.关于产生感应电流的条件,下列说法正确的是()A.位于磁场中的闭合线圈一定会产生感应电流B.闭合线圈平行磁感线运动时,线圈中一定产生感应电流C.穿过闭合线圈的磁通量发生变化时,一定能产生感应电流D.闭合线圈垂直磁感线运动时,线圈中一定产生感应电流答案：C解析：位于磁场中的闭合线圈,只有磁通量发生变化,才一定会产生感应电流,选项A错误;闭合线圈平行磁感线运动时,闭合电路中磁通量没有变化,则闭合电路中就没有感应电流,选项B错误;穿过闭合电路的磁感线的条数发生变化,磁通量一定发生变化,则闭合电路中就有感应电流,选项C正确;导体做切割磁感线运动,不一定有感应电流产生,只有当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时才有感应电流产生,选项D错误。3.如图所示,金属线框abcd的平面与匀强磁场方向垂直,将线框从实线位置向右移动到虚线位置的过程中,框内()A.先有感应电流,后无感应电流B.始终存在感应电流C.先无感应电流,后有感应电流D.始终不存在感应电流答案：C解析：闭合回路磁通量发生变化,产生感应电流,在bc边未出磁场前,回路磁通量不变,没有感应电流,当bc边出磁场后,回路磁通量减小,产生感应电流,所以先无感应电流,后有感应电流,选项A、B、D错误,C正确。4.如图所示,N、S两极间的磁场可视为匀强磁场,将一矩形闭合金属线框垂直于磁场方向放置在该磁场中。下列情况线框中能出现感应电流的是()A.线框绕图中竖直轴aa'旋转B.线框绕图中水平轴bb'旋转C.线框沿竖直方向向上平移D.线框沿竖直方向向下平移答案：B解析：由于线框平面开始垂直于磁场方向,磁通量最大,线框绕图中竖直轴aa'旋转时,线框平面始终垂直于磁场方向,磁通量不变,故不会出现感应电流,选项A错误;线框绕图中水平轴bb'旋转,线框平面与磁场方向的夹角发生改变,所以通过线框平面的磁通量发生改变,故会出现感应电流,选项B正确;将线框沿竖直方向向上平移或线框沿竖直方向向下平移,线框平面始终垂直于磁场方向,磁通量不变,故不会出现感应电流,选项C、D错误。5.如图所示,矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场内,一半在匀强磁场外,图示虚线右侧匀强磁场区域足够大,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45°B.以ad边为轴转动45°C.将线圈向下平移D.将线圈向上平移答案：B解析：如果线圈以bc边为轴转动45°,边ad还未到达分界面,穿过线圈的磁通量不会发生变化,选项A错误;如果线圈以ad边为轴转动45°,线圈在垂直于磁场方向上的投影面积减小,穿过线圈的磁通量发生变化,选项B正确;如果将线圈向下或向上平移,穿过线圈的磁通量不发生变化,故线圈中不产生感应电流,选项C、D错误。6.如图所示,竖直长导线通以恒定电流I,一闭合线圈MNPQ与导线在同一平面内,当线圈做下列运动时,线圈中产生感应电流的是()A.以PQ边为轴转动B.向垂直于平面MNPQ的方向平动C.以MQ边为轴转动D.以通电导线为轴转动答案：ABC解析：通电直导线的磁场为以导线为中心的环形磁场,离开导线越远,磁感应强度越小,同时当磁场的方向与线框的方向垂直时,穿过线框的磁通量最大。当以PQ边为轴转动时,线框与磁场不再垂直,磁通量发生变化,产生感应电流,选项A正确;当向垂直于平面MNPQ的方向平动,磁感应强度减小,穿过线框的磁通量减小,产生感应电流,选项B正确;以MQ边为轴转动的过程中线框与磁场不再垂直,磁通量发生变化,产生感应电流,选项C正确;以通电导线为轴转动的过程中线框始终与磁场的方向垂直,磁通量不发生变化,不产生感应电流,选项D错误。7.如图所示,线圈与电流计组成闭合电路,下列情况中,电流计指针发生偏转的有()A.磁铁置于线圈内不动B.线圈不动,磁铁向下移动C.磁铁不动,线圈上、下移动D.线圈和磁铁保持相对静止,一起向左右移动答案：BC解析：磁铁置于线圈内不动,闭合回路的磁通量不发生变化,不会产生感应电流,电流计指针不会偏转,选项A错误;线圈不动,磁铁向下移动,闭合回路的磁通量发生变化,会产生感应电流,电流计指针会偏转,选项B正确;磁铁不动,线圈上、下移动,闭合回路的磁通量发生变化,会产生感应电流,电流计指针会偏转,选项C正确;线圈和磁铁保持相对静止,一起左右移动,闭合回路的磁通量不发生变化,不会产生感应电流,电流计指针不会偏转,选项D错误。二、实验题8.某个实验小组想要探究电磁感应现象,准备了以下仪器:电池组,滑动变阻器,带铁芯的线圈A、线圈B,电流计(零点在中央),开关等,如图所示。(1)请你将所有仪器连接成完整的实验电路。(2)可使电流计指针发生偏转的操作是。A.闭合开关,将线圈A插入线圈B的过程B.闭合开关,线圈A放在线圈B中不动C.闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向右滑动D.闭合开关后,再将开关断开的瞬间答案：(1)如图所示(2)ACD能力提升一、选择题(第1~4题为单选题,第5~6题为多选题)1.了解物理规律的发现过程,学会像科学家那样观察和思考,往往比掌握知识本身更重要。则下列说法符合事实的是()A.物理学家法拉第梦圆电生磁,终于发现了电磁感应现象B.楞次定律可以用来判断带电粒子在磁场中的运动方向C.奥斯特发现了电流的磁效应,拉开了研究电与磁相互关系的序幕D.安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的答案：C解析：法拉第梦圆磁生电,发现了电磁感应现象,选项A错误;左手定则可以用来判断带电粒子在磁场中的运动方向,选项B错误;奥斯特发现了电流的磁效应,拉开了研究电与磁相互关系的序幕,选项C正确;安培定则是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则,选项D错误。2.如图所示,矩形导线环水平放置,O是矩形两组对边中点连线ab、cd的交点,在线ab上右侧放有垂直于环面的通电导线,电流方向垂直于纸面向外,则能使导线环中产生感应电流的是()A.突然加大通电直导线中的电流B.让导线环在纸面内绕O点沿顺时针转动C.让导线环以ab为轴转动D.让导线环沿ab方向向直导线靠近答案：C解析：由安培定则知通电直导线电流磁场是以直导线为圆心与纸面平行的一簇同心圆,突然加大通电直导线中的电流、让导线环在纸面内绕O点顺时针转动、让导线环沿ab方向向直导线靠近时,穿过导线环的磁通量都为零,不发生变化,不会产生感应电流,选项A、B、D错误;让导线环以ab为轴转动,穿过导线环的磁通量会从无到有,发生变化,环中会产生感应电流,选项C正确。3.如图所示,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁,磁铁正下方有一固定的闭合线圈。现将磁铁托起到某一高度后放开,使磁铁上下振动时穿过它,磁铁会很快停下来。关于此现象,下列说法正确的是()A.磁铁上下振动过程中,线圈中会产生感应电流B.磁铁上下振动过程中,线圈中不会产生感应电流C.磁铁上下振动过程中,磁铁与弹簧组成的系统机械能不变D.磁铁上下振动过程中,磁铁与弹簧组成的系统机械能增加答案：A解析：磁铁上下振动过程中,穿过线圈的磁通量发生变化,则线圈中会产生感应电流,选项A正确,选项B错误;磁铁上下振动过程中,由于有电能产生,可知磁铁与弹簧组成的系统机械能减小,选项C、D错误。4.在闭合铁芯上绕有一组线圈,线圈与滑动变阻器、电源构成闭合电路,假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内,a、b、c三个闭合金属圆环的位置如图所示。当滑动变阻器的滑片滑动时,能产生感应电流的圆环是()A.a、bB.b、cC.a、cD.a、b、c答案：A解析：当滑动变阻器的滑片滑动时,电路中电流发生变化,从而引起闭合铁芯中的磁场变化,穿过a、b两圆环的磁通量随之变化,有感应电流产生,而c环中有两股铁芯同时穿过,穿入和穿出c环的磁通量始终相等,合磁通量为零,所以c中不能产生感应电流,选项A正确。5.如图所示,A、B两回路中各有一开关S1、S2,且回路A中接有电源,回路B中接有灵敏电流计,下列操作及相应的结果中可能的是()A.先闭合S2,后闭合S1的瞬间,电流计指针偏转B.S1、S2闭合后,在断开S2的瞬间,电流计指针偏转C.先闭合S1,后闭合S2的瞬间,电流计指针偏转D.S1、S2闭合后,在断开S1的瞬间,电流计指针偏转答案：AD解析：回路A中有电源,当S1闭合后,回路