高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第5章 初识电磁场与电磁波第2节 电磁感应现象及其应用一课一练

第2节 电磁感应现象及其应用

一、选择题

1．首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是(　　)

A．安培和法拉第　　　　         B．法拉第和楞次

C．奥斯特和安培     D．奥斯特和法拉第

　  2．下列选项中能产生感应电流的是(　　)

A　　　　　B　　　　　C　　　　　D

3．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有一闭合导体环，环面与磁场垂直．当导体环在磁场中完成下述运动时，可能产生感应电流的是(　　)

A．导体环保持水平且在磁场中向上或向下运动

B．导体环保持水平向左或向右加速平动

C．导体环以垂直环面、通过环心的轴转动

D．导体环以一条直径为轴，在磁场中转动

4．关于磁通量的概念，以下说法中正确的是(　　)

A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大

B．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大

C．穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零

D．磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的

5．如图所示，虚线框内有匀强磁场，大环和小环是垂直于磁场放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过大小两环的磁通量，则有(　　)

A．Φ1>Φ2　　　 B．Φ1<Φ2

C．Φ1＝Φ2   D．无法确定

6．如图所示，AB是水平面上一个圆的直径，在过AB的竖直面内有一根通电直导线CD，已知CD∥AB.当CD竖直向上平移时，电流的磁场穿过圆面积的磁通量将(　　)

A．逐渐增大　　　　 B．逐渐减小

C．始终为零   D．不为零，但保持不变

7．如图所示，条形磁铁以速度v向螺线管靠近，下面几种说法中正确的是(　　)

A．螺线管中不会产生感应电流

B．螺线管中会产生感应电流

C．只有磁铁速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流

D．只有在磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流

8．(多选)如图所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直．导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd，与导轨接触良好．这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2，且“井”字形回路中有感应电流通过，则可能(　　)

A．v1＞v2  B．v1＜v2     C．v1＝v2  D．无法确定

9．如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽度为d，将一边长为l的正方形导线框以速度为v匀速地通过磁场区域，若d>l，则线框中不产生感应电流的时间应等于(　　)

A.       B.      C.    D．

10．如图所示，两直导线中通以相同的电流I，矩形线圈位于两导线之间的实线位置Ⅰ，穿过线圈的磁通量为Φ.已知虚线位置Ⅱ与实线位置Ⅰ关于右边的直导线对称，虚线位置Ⅲ与两直导线的距离相等，虚线位置Ⅳ和虚线位置Ⅴ关于左边直导线对称，且与左边直导线的距离和实线位置Ⅰ与右边直导线的距离相等．现将线圈由实线位置移到图示各个虚线位置，则(　　)

A．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅱ时，磁通量大小不变

B．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅲ时，磁通量变化大小为Φ

C．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅳ时，磁通量变化为零

D．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅴ时，磁通量大小不变

11．如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是(　　)

A．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动

B．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动

C．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动

D．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动

12．如图所示，在条形磁铁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磁通量的变化以及线圈中是否有感应电流产生的说法中，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

13．(多选)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

14．(多选)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

15．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、b    B．b、c      C．a、c   D．a、b、c

16.如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有　　

A. 闭合电键K后，把R的滑片右移  

B. 闭合电键K后，把P中的铁心从左边抽出

C. 闭合电键K后，把Q靠近P      

D. 无需闭合电键K，只要把Q靠近P即可

17.如图所示，有一矩形闭合导体线圈，在范围足够大的匀强磁场中运动、下列图中能产生感应电流的是

A. 水平运动      B. 水平运动

C. 绕轴转动  D. 绕轴转动

18.(多选)下列图中线圈中不能产生感应电流的是（　　）

A. B. C.  D.

19.(多选)长直导线MN中通有恒定电流I，其正下方有矩形导线框abcd，在下列哪种情况下，abcd中有感应电流产生　　

A. 导线框匀速向右移动  B. 导线框加速向右移动

C. 导线框匀速向下移动  D. 导线框匀速向上移动边未到达

二、计算题

20．一个20匝、面积为200 cm2的圆形线圈放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，若该磁场的磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T，在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量为多少？

参考答案

1．【解析】1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，选项D正确．

【答案】D

2.【解析】[A项中线圈没有闭合，有感应电动势，但无感应电流产生，C项中穿过线圈的磁通量始终为零，不发生变化，D项中，线圈在匀强磁场中平动，穿过线圈的磁通量不变化，故A、C、D错误；B项中，闭合回路的面积增大，穿过回路的磁通量增大，有感应电流产生，故B正确．

【答案】B　

3．D　【解析】只要导体环保持水平，无论它如何运动，穿过环的磁通量都不变，都不会产生感应电流，只有导体环绕通过直径的轴在磁场中转动时，穿过环的磁通量改变，才会产生感应电流，D项正确．

【答案】B

4．【解析】穿过闭合回路的磁通量大小取决于磁感应强度、回路所围面积以及两者夹角三个因素，所以只了解其中一个或两个因素无法确定磁通量的变化情况，A、B项错误；同样由磁通量的特点，也无法判断其中一个因素的情况，C项正确，D项错误．

【答案】C

5．【解析】对于大环和小环来说，有效垂直面积相同，所以选C.

【答案】C

6．【解析】由于CD位于AB的正上方，根据安培定则可知，CD产生的磁感线在以AB为直径的圆内穿入和穿出的条数相同，所以不管电流怎么变化，下面圆内部的磁通量始终为0.

【答案】C

7．【解析】螺线管所在的回路是闭合的，当条形磁铁向螺线管靠近时，穿过闭合回路的磁通量发生变化，产生感应电流．

【答案】B

8．【解析】只要金属棒ab、cd的运动速度不相等，穿过“井”字形回路的磁通量就会发生变化，闭合回路中就会产生感应电流．故选项A、B正确．

【答案】AB

9．【解析】[当线框刚刚完全进入磁场时至线框刚刚出磁场时，通过线框的磁通量不发生变化，线框中不会产生感应电流，则线框中不产生感应电流的时间为，C正确．

【答案】C

10．【解析】将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅱ时，磁通量大小发生变化，选项A错误；虚线位置Ⅲ在两导线之间且距离两直导线的距离相等，磁通量为零，将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅲ时，磁通量变化大小为Φ，选项B正确；题图示虚线位置Ⅳ的磁场方向垂直纸面向里，而实线位置Ⅰ的磁场方向垂直纸面向外，两个位置磁通量大小相等，所以将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅳ时，磁通量变化大小为2Φ，选项C错误；将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅴ时，磁通量大小发生变化，选项D错误．

【答案】B

11．【解析】四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，线圈按A、B、D三种情况移动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零，不变，线框中不产生感应电流；C中线圈转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C项正确．

【答案】C

12．【解析】本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示(从上向下看)．磁通量是指穿过一个面的磁感线的多少，由于垂直纸面向外的和垂直纸面向里的磁感线要抵消一部分，当弹簧线圈P的面积扩大时，垂直纸面向里的磁感线条数增加，而垂直纸面向外的磁感线条数是一定的，故穿过这个面的磁通量将减小，回路中会有感应电流产生，选项C正确．

【答案】C

13．【解析】回路A中有电源，当S1闭合后，回路中有电流，产生磁场，回路B中有磁通量．在S1闭合或断开的瞬间，回路A中的电流从无到有或从有到无，产生的磁场发生变化，从而使穿过回路B的磁通量发生变化，此时若S2是闭合的，则回路B中有感应电流，电流计指针偏转，所以选项A、D正确．

【答案】AD

14．【解析】根据安培定则可判断出两通电直导线的磁场方向，线圈a中磁场方向均垂直于纸面向里，线圈c中磁场方向均垂直于纸面向外，线圈b、d中合磁通量为零，当导线中电流增大时，线圈a、c中合磁通量增大，有感应电流产生，线圈b、d中合磁通量为零，无感应电流产生，故选项A、B错误，C、D正确．

【答案】CD

15．【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．

【答案】A

16.【解析】A．闭合电键K后，把R的滑片右移，Q中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，左边导线电流方向向上，故A错误；

B．闭合电键K后，将P中的铁心从左边抽出，Q中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，左边导线电流方向向上，故B错误；

C．闭合电键，将Q靠近P，Q中的磁场方向从左向右，且在增强，根据楞次定律，左边导线的电流向下，故C正确；

D．若K不闭合，则P线圈中无磁场，故Q中不会有电流产生，选项D错误；

【答案】C

17.【解析】A图中线圈水平运动，磁通量始终为零不变，故无感应电流产生，选项A错误；B图中线圈水平运动，磁通量不变，故无感应电流产生，选项B错误；C图中线圈绕轴转动，磁通量始终为零不变，故无感应电流产生，选项C错误；D图中线圈绕轴转动，磁通量不断变化，故有感应电流产生，选项D正确；故选D.

【答案】D

18.【解析】线圈在磁场中运动，穿过线圈的磁通量没有变化，所以不会产生感应电流，A符合题意；线圈离开磁场时，磁通量减小，故有感应电流产生，B不符合题意；线圈与磁场始终平行，穿过线圈的磁通量为零，没有变化，所以不能产生感应电流，C符合题意；在磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量发生变化，闭合线圈中产生感应电流，D不符合题意．

【答案】AC

19.【解析】导线框匀速或加速向右移动时，线框的磁通量没有变化，所以没有感应电流产生，故A、B错误；导线框匀速向下移动时，线框的磁通量减小，将产生感应电流，故C正确；导线框匀速向上移动时，线框的磁通量增大，将产生感应电流，故D正确．故选CD．

【答案】CD

20．【解析】磁通量变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S－B1S＝0.5×0.02 Wb－0.1×0.02 Wb＝0.008 Wb，

【答案】0.008 Wb