13.3 电磁感应现象及应用 综合训练（含详解）-2022-2023学年高二物理上学期（人教版2019必修第三册）

13.3电磁感应现象及应用一、选择题（共15题）1．在《两种新科学的对话》一书中，批驳“物比轻物落得快”这一结论的科学家是（）A．胡克 B．安培 C．伽利略 D．法拉第2．关于电和磁的发展历史，下列叙述正确的是（）A．奥斯特发现了电磁感应现象 B．法拉第发现了电磁感应现象C．安培发现了电流的磁效应 D．焦耳发现了电流的磁效应3．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是()A．闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生B．闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流C．穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流D．只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中一定有感应电流产生4．管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为（）A．法拉第 B．奥斯特 C．洛伦兹 D．库仑5．下列说法中，符合物理学史的是（

）A．丹麦物理学家奥斯特发现，电流能使小磁针发生偏转B．丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应现象，并提出分子电流假说C．英国科学家法拉第发现了电流的磁效应现象D．英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，并提出了计算感应电动势的定律6．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，不正确的说法是()A．库仑发现了电流的磁效应B．安培提出磁现象的电本质：分子电流假说C．法拉第发现了电磁感应现象D．牛顿提出了万有引力定律奠定了天体力学的基础7．一灵敏电流计（电流表），当电流从它的正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转.现把它与开关、线圈串联，下列各图中能使灵敏电流计指针向正接线柱一侧偏转的是（

）A． B． C． D．8．从1822年至1831年的近十年时间里，英国科学家法拉第心系“磁生电”．在他的研究过程中有两个重要环节：(1)敏锐地觉察并提出“磁生电”的闪光思想；(2)通过大量实验，将“磁生电”（产生感应电流）的情况概括为五种：变化着的电流、变化着的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体．结合你学过的相关知识，试判断下列说法正确的是A．环节(1)提出“磁生电”思想是受到了麦克斯韦电磁场理论的启发B．环节(1)提出“磁生电”思想是为了对已经观察到的“磁生电”现象做出合理解释C．环节(2)中五种“磁生电”的条件都可以概括为“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”D．环节(2)中“在磁场中运动的导体”这种情况不符合“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”这一条件9．用如图所示的装置探究影响感应电流方向的因素。实验时将线圈放在水平桌面上，使磁铁的N极进入线圈或移出线圈。下列说法正确的是（）A．感应电流的方向与N极进入线圈的快慢有关B．N极从线圈中匀速移出的过程中有感应电流产生C．N极进入线圈与移出线圈过程中感应电流方向相同D．感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向始终相同10．下列说法正确的是（

）A．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流B．电磁感应现象中，感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反C．只要闭合线圈在磁场中转动，就一定能产生感应电流D．穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中一定有感应电流11．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、c12．如图所示，在光滑水平面上有宽度为d的匀强磁场区域，边界线MN平行于PQ，磁场方向垂直平面向下，磁感应强度大小为B，边长为L(L<d)的正方形金属线框，电阻为R，质量为m，在水平向右的恒力F作用下，从距离MN为处由静止开始运动，线框右边到MN时速度与到PQ时的速度大小相等，运动过程中线框右边始终与MN平行，则下列说法正确的是（）A．线框在进磁场和出磁场的过程中，通过线框横截面的电荷量不相等B．线框的右边刚进入磁场时所受安培力的大小为C．线框进入磁场过程中一直做加速运动D．线框右边从MN运动到PQ的过程中，线框中产生的焦耳热小于Fd13．用如图装置研究电磁感应现象在图示情况，当电键闭合瞬时，观察到电流表指针向右偏转，电键闭合一段时间后，为使电流表指针向左偏转，可采用的方法有A．将变阻器滑动头向右端滑动 B．将一软铁棒插入线圈A中C．将线圈A从线圈B中拔出 D．迅速断开电键14．主持节目、演唱常用到话筒，其中有一种动圈式话筒，其工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号下列说法正确的是A．该传感器是根据电流的磁效应工作的B．该传感器是根据电磁感应原理工作的C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量会改变D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电流15．在家庭电路中，为了安全，一般在电能表后面的电路中安装一个漏电开关，其工作原理如图所示，其中甲线圈两端与脱扣开关控制器相连，乙线圈由两条电线采取双线法绕制，并与甲线圈绕在同一个矩形硅钢片组成的铁芯上.以下说法正确的是()A．当用户用电正常时，甲线圈两端没有电压，脱扣开关接通B．当用户用电正常时，甲线圈两端有电压，脱扣开关接通C．当用户发生漏电时，甲线圈两端没有电压，脱扣开关断开D．当用户发生漏电时，甲线圈两端有电压，脱扣开关断开二、填空题16．科学家通过长期研究，发现了电和磁的联系，其中最重要的两项研究如图所示．（1）研究电磁感应现象的装置是__________（“甲”或“乙”）图，根据这一现象，制成了__________（“电动机”或“发电机”）．（2）研究通电导线在磁场中的受力情况现象的装置是__________（“甲”或“乙”）图，根据这一现象，制成了__________（“电动机”或“发电机”）．17．如图所示，圆形线圈P的正上方悬挂一相同的线圈Q,P和Q共轴，Q中通有变化的电流，电流随时间变化的规律如图所示，则在______和______时间内，线圈P中有感应电流.18．如图所示，边长为40cm的正方形闭合导线框，一半处在磁感应强度为的有界匀强磁场中，则穿过导线框的磁通量为________Wb，如果以ab边为轴，将导线框从图示位置转过60°的过程中，导线框中__________（选填“有”或“没有”）感应电流产生。19．如下图所示，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，线圈面积为，现使线圈从图示位置开始匀速转动；如果转动轴为，则在线圈转动的过程中，磁通量的改变量大小为_______，线圈中_______（填“能”或“不能”）产生感应电流；如果转动轴为，则在线圈转动的过程中，磁通量的改变量大小为_______，线圈中______（填“能”或“不能”）产生感应电流。三、综合题20．在图中，线圈和线圈绕在同一铁芯上。请回答以下问题：（1）当合上开关的一瞬间，线圈里有没有感应电流？说明理由；（2）当线圈里有恒定电流通过时，线圈里有没有感应电流？说明理由；（3）当断开开关的一瞬间，线圈里有没有感应电流？说明理由。21．某部侦探小说中描述了这样一种窃听电话的方法：窃听者将并排在一起的两根电话线分开，在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线，这条导线与电话线是绝缘的，如图所示。请运用所学知识分析该方法是否可行，为什么？22．如图所示，是法拉第在1831年9月24日所做的一次实验装置，他把两根磁棒搭成倒V字形，中间加入一个套有线圈的软铁棒，线圈两端与电流计相连．当把夹入的这根铁棒迅速拉开或夹入时，电流计的指针都会发生偏转，请解释它产生感应电流的原因23．如图所示，一水平放置的矩形线圈abcd，在细长的磁铁N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ab边在纸内，由图中位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ，这三个位置都靠得很近，且位置Ⅱ刚好在条形磁铁中心轴线上，在这个过程中穿过线圈的磁通量怎样变化？有无感应电流？参考答案：1．C【详解】伽利略通过逻辑推导和实验验证，得到重物与轻物下落得一样快。故选C。2．B【详解】A．奥斯特发现了电流的磁效应，A错误；B．法拉第发现了电磁感应现象，B正确；C．安培发现了电磁场的安培定则，C错误；D．焦耳发现了电流热效应的焦耳定律，D错误。故选B。3．C【详解】A．闭合线圈放在变化的磁场中，当穿过线圈的磁通量变化时，才有感应电流产生，故A错误；B．闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，磁通量不变，则不产生感应电流，故B错误；C．穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流，故C正确；D．只有穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中才一定有感应电流产生，故D错误；故选C。4．A【详解】焊接过程中所利用的电磁学规律是电磁感应原理，发现这一原理的是法拉第。故选A。5．A【详解】奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，安培提出了分子电流假说，A正确．6．A【详解】A．奥斯特发现了电流的磁效应，通电导线周围存在磁场，故A错误，A符合题意；B．安培提出磁现象的电本质，即分子电流假说，磁体和通电导线产生磁场都源于电荷的运动，故B正确，B不合题意；C．法拉第研究了电磁感应现象，发现了磁场产生电流的条件和规律，故C正确，C不合题意；D．牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础，故D正确，D不合题意。故选A。7．A【详解】A．磁铁S极向下运动，穿过线圈的磁通量增大，原磁场方向向上，根据楞次定律感应电流方向俯视为顺时针方向，从正接线柱流入电流计，指针偏向正极，故A正确；B．磁铁N极向下运动，穿过线圈的磁通量增大，原磁场方向向下，根据楞次定律可以判断，电流从负接线柱流入电流计，指针偏向负极，故B错误；C．磁铁S极向上运动，穿过线圈的磁通量减小，原磁场方向向上，根据楞次定律感应电流方向俯视为逆时针方向，从负接线柱流入电流计，指针偏向负极，故C错误；D．磁铁N极向上运动，穿过线圈的磁通量减小，原磁场方向向下，根据楞次定律感应电流方向俯视为顺时针方向，从负接线柱流入电流计，指针偏向负极，故D错误；故选：A。8．C【详解】A．环节（1）提出“磁生电”思想是受到奥斯特发现在电生磁的现象的启发，A错误；B．当时提出“磁生电”时还没能观察到磁生电现象，B错误；C．在环节（2）中五种“磁生电”的条件总体可以概括为“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”就能产生感应电流，C正确；D．“在磁场中运动的导体”如果形成闭合回路，就产生感应电流，若只有一根导体棒，只能产生感应电动势，也是电磁感应现象，因此D错误。故选C。9．B【详解】A．感应电流的方向与磁通量变化与磁场方向有关即与磁铁插入还是拔出有关，而N极进入线圈的快慢与感应电流的大小有关，故A错误；B．N极从线圈中匀速移出的过程中穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律可知，线圈中有感应电流产生，故B正确；C．N极进入线圈过程穿过线圈的磁通量增大，移出线圈过程中穿过线圈的磁通量减小，且进入和移出过程中磁铁磁场方向相同，由增反减同可知，两过程中感应电流方向相反，故C错误；D．由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场变化，但方向不一定总是相同，可能相同，也可能相反，故D错误。故选B。10．D【详解】试题分析：试题分析：产生感应电流的条件为①闭合电路②磁通量变化．而导体做切割磁感线运动时只能确定切割部分的导体一定产生感应电动势，但电路是否闭合不确定，故只能说导体内可能会产生感应电流，故A选项错误；由楞次定律知感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，当磁通量增加时感应电流的磁场跟原来的磁场方向相反，当磁通量减少时感应电流的磁场跟原来的磁场方向相同，即可记为“增反减同”的意义，故B选项错误；闭合线圈在磁场中转动，若磁通量变化，就一定有感应电流产生，但若磁通量不变化，就一定无感应电流产生，故C选项错误；根据楞次定律，无论用什么方法，只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中一定有感应电流，故D选项正确．11．A【详解】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。故选A。12．B【详解】A.线框在进磁场和出磁场的过程中，通过线框横截面的电荷量磁通量的变化和线框电阻为R不变，则通过线框横截面的电荷量相等，故A错误；B.框的右边刚进入磁场时的速度v==产生的感应电流I==线框的右边刚进入磁场时所受安培力的大小F安=BIL=故B正确；C.由题知，线框右边到MN时速度与到PQ时的速度大小相等，且有L<d，则线框全部进入磁场后在恒力F作用下做加速运动，所以线框进入磁场过程中可能一直做减速运动，也可能先减速后匀速运动，故C错误；D.由题知，线框右边到MN时速度与到PQ时的速度大小相等，由动能定理知，线框右边从MN运动到PQ的过程中，合外力做的总功为零，恒力F做的功WF=Fd，则恒力F做的功与克服安培力做的功大小相等；克服安培力做多少功，线框中就产生多少电能，所以线框中产生的焦耳热等于Fd，故D错误．13．CD【详解】当电键闭合瞬时，穿过闭合线圈B的磁通量增大，电流表指针右偏，当左偏时，磁通量应该减小，CD对14．BC【详解】当声波使膜片前后振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，将声音信号变化电信号，是根据电磁感应原理工作的，A错误B正确；膜片振动时，与之相连的线圈的长度发生变化，穿过金属线圈的磁通量会改变，同时应用金属线圈切割磁感线，会产生感应电动势和感应电流，C正确D错误．15．AD【详解】AB．正常状态时，火线和零线中电流产生的磁场完全抵消，ef中没有电压，脱扣开关K保持接通，A正确、B错误；CD．当用户发生漏电时，流过火线与零线的电流不相等，保护器中火线和零线中电流产生的磁场应不能完全抵消，会使甲线圈中产生感应电动势，脱扣开关断开．C错误、D正确．16．

甲

发电机

乙

电动机【详解】（1）甲图中导体棒与电流表相连，无供电装置，故为演示电磁感应的装置．由这一原理我们制出了发电机．（2）乙图中有电源供电，而无电流表，但能看到通电导线在磁场中的运动，故本实验是研究磁场对电流作用的装置，通过这一现象，我们制成了电动机．17．

【详解】Q中通有变化的电流时，Q产生的磁场才发生变化，P中才会有感应电流，故由感应电流的时间段为和。18．

0.04

没有【详解】由图，根据公式可得，穿过导线框的磁通量由图可知，将导线框从图示位