高中物理人教版 (2019)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习题

第十三章电磁感应与电磁波初步

3.电磁感应现象及应用

课后篇巩固提升

基础巩固

1.(2020北京高二期中)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,一定能产生感应电流

B.闭合线圈和磁场发生相对运动,一定能产生感应电流

C.闭合线圈做切割磁感线运动,一定能产生感应电流

D.穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化,一定能产生感应电流

解析产生感应电流的条件是闭合线圈里面的磁通量发生变化,线圈位于磁场中,如果磁通量不发生变化,则一定没有感应电流产生,故A错误;线圈中是否有感应电流产生与线圈是否运动无关,要看其磁通量是否变化,故B错误;若回路中部分导体切割磁感线,有感应电流产生,若整个闭合线圈切割磁感线运动,其磁通量不发生变化,则无感应电流产生,故C错误;穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化,即磁通量发生变化,一定有感应电流产生,故D正确。

答案D

2.(多选)下列情况中都是线框在磁场中做切割磁感线运动,其中线框中有感应电流的是(　　)

解析A中导体虽然“切割”了磁感线,但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化,没有感应电流。B中线框的一部分导体“切割”了磁感线,穿过线框的磁感线条数越来越少,线框中有感应电流。C中虽然与A近似,但由于是非匀强磁场,运动过程中,穿过线框的磁感线条数增加,线框中有感应电流。D中线框尽管是部分切割,但磁感线条数不变,无感应电流。故选B、C。

答案BC

3.如图所示实验装置中用于研究电磁感应现象的是(　　)

解析选项A是用来探究影响安培力大小的因素的实验;选项B是研究电磁感应现象的实验,观察导体棒在磁场中做切割磁感线运动时是否会产生感应电流;选项C是用来探究安培力的方向与哪些因素有关的实验;选项D是奥斯特实验,证明通电导线周围存在磁场。

答案B

4.

如图所示,条形磁铁正上方放置一矩形线框,线框平面水平且与条形磁铁平行。则线框由N极端匀速平移到S极端的过程中,线框中的感应电流的情况是(　　)

A.线框中始终无感应电流

B.线框中始终有感应电流

C.线框中开始有感应电流,当线框运动到磁铁中部时无感应电流,过中部后又有感应电流

D.线框中开始无感应电流,当线框运动到磁铁中部时有感应电流,过中部后又无感应电流

解析先画出条形磁铁的磁场分布情况,然后分析线圈在平移过程中,穿过线框的磁通量的变化情况,可知,穿过线圈的磁通量始终在变化,故B正确。

答案B

5.(2020福建永安高二月考)如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场中,有一个平行纸面的金属线框abcd。要使线框中产生感应电流,下列可行的操作是(　　)

A.将线框上下匀速运动

B.将线框左右匀速运动

C.将线框垂直纸面前后加速运动

D.将线框以ac边为轴匀速转动

解析由于磁场是匀强磁场,让线圈向左右运动,或向上下运动,或垂直纸面向前后运动,其磁通量均不变化,均无感应电流产生,故A、B、C错误;当线圈以ac为轴转动时,其磁通量发生变化,故有感应电流产生,故D正确。

答案D

6.用如图所示的实验装置探究感应电流产生的条件。线圈A通过变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端连接到电流表上,把线圈A装在线圈B的里面。下列几种情况下线圈B中没有电流产生的是(　　)

A.开关闭合瞬间

B.开关断开瞬间

C.开关断开时,移动滑动变阻器滑片

D.开关闭合时,拔出线圈A瞬间

解析当闭合开关的瞬间,穿过线圈A的磁通量在增大,则线圈B的磁通量也在增大,导致线圈B中有感应电流产生,故A不符合题意;当开关断开的瞬间,A中磁场减小,故B中磁通量减小,导致线圈B中有感应电流产生,故B不符合题意;开关断开时,滑动变阻器的滑片不论怎么移动,A中都没有磁场,故B中磁通量不变,因此线圈B中没有感应电流产生,故C符合题意;开关闭合时,拔出线圈A瞬间,线圈B中的磁通量变小,则线圈B中产生感应电流,故D不符合题意。

答案C

能力提升

1.(2020湖南高二月考)下图中金属圆环均带有绝缘外皮,A项中直导线与圆环在同一平面内,B项中直导线与环面垂直,C项中直导线在圆环水平直径正上方且与直径平行,D项中直导线与圆环接触且与圆环直径重合,当电流增大时,环中有感应电流的是(　　)

解析A中电流变化,线圈中磁通量变化,线圈中有感应电流,故A正确;B中线圈平面与电流产生的磁感线平行,因此回路中磁通量始终为零,没有感应电流,故B错误;C、D中线圈回路中磁通量均为零,故都没有感应电流,故C、D错误。

答案A

2.如图所示,在匀强磁场中的U形导轨上,有两根等长的平行导线ab和cd,以相同的速度v匀速向右滑动。为使ab中有感应电流产生,对开关S来说(　　)

A.断开和闭合都可以 

B.应断开

C.断开和闭合都不行 

D.应闭合

解析若开关断开,导线运动时,闭合回路abdc中磁通量不变,不产生感应电流;若开关闭合,导线运动时,闭合回路abNM中磁通量变化,产生感应电流。所以,应选D选项。

答案D

3.(多选)假如月球车登月后要探测一下月球表面是否有磁场,应该怎样进行实验(　　)

A.直接将电流表放于月球表面,看是否有示数来判断磁场有无

B.将电流表与线圈组成闭合电路,使线圈沿某一方向运动,若电流表无示数,则判断月球表面无磁场

C.将电流表与线圈组成闭合电路,使线圈沿某一方向运动,若电流表有示数,则判断月球表面有磁场

D.将电流表与线圈组成闭合电路,使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动,月球表面若有磁场,则电流表至少有一次示数不为零

解析只要线圈中能产生感应电流,电流表有示数,就说明月球上一定有磁场。如果没有电流,只能说明线圈中的磁通量没有发生变化,需要变换转动轴或运动方向再试。如果线圈分别绕两个互相垂直的轴转动,当空间有磁场时,至少会有一次产生感应电流,C、D正确。

答案CD