物理必修 第三册3 电磁感应现象及应用课时作业

这是一份物理必修 第三册3 电磁感应现象及应用课时作业，共6页。试卷主要包含了下列现象能表明电和磁有联系的是等内容，欢迎下载使用。

基础巩固
1.(多选)下列现象能表明电和磁有联系的是( )
A.摩擦起电
B.两块磁体相互吸引或排斥
C.小磁针靠近通电导线时偏转
D.磁体插入闭合线圈过程中,线圈中产生感应电流
答案:CD
解析:摩擦起电是静电现象;两块磁体相互吸引或排斥是磁现象;小磁针靠近通电导线时偏转,说明“电生磁”;磁体插入闭合线圈过程中,线圈中产生感应电流,说明“磁生电”。C、D表明电和磁有联系。
2.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
答案:C
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三种情况运动后,线框仍与磁感线平行,磁通量不变,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正确。
3.如图所示,一有限范围的匀强磁场的宽度为d,将一边长为l的正方形导线框由磁场边缘以速度v匀速通过磁场区域,若d>l,则在线框通过磁场区域的过程中,不产生感应电流的时间为( )
A.dvB.lv
C.d-lvD.d-2lv
答案:C
解析:线框完全进入磁场后,磁通量不变化,线框中无感应电流,当线框进入、离开磁场时,磁通量变化,都会产生感应电流,故不产生感应电流的距离为d-l,时间为t=d-lv。
4.(多选)如图所示,闭合铁芯有很好的防漏磁作用。在闭合铁芯上绕有两个线圈ab和cd,线圈ab与外部的电源、开关S、滑动变阻器组成串联电路;线圈cd与一灵敏电流表串联。则下列情况中线圈cd中有电流的是( )
A.开关S闭合或断开的瞬间
B.开关S闭合时,滑片向左移动
C.开关S闭合时,滑片向右移动
D.开关S始终闭合,滑片不动
答案:ABC
解析:本题考查产生感应电流的条件,培养科学思维。由题知,cd若要有感应电流,穿过cd的磁通量必须发生变化,而穿过cd的磁场是由线圈ab中的电流引起的。当开关S闭合或断开的瞬间,ab中的电流发生变化,cd中有感应电流,A正确;当开关S闭合,滑片向右或向左移动时,与ab相连的闭合电路的总电阻变化,流过ab的电流变化,cd中也有感应电流产生,B、C正确;若开关S始终闭合,滑片又不动,则ab中的电流不变,cd中就没有感应电流,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,A错误;如果线圈以ad边为轴转动,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,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,C、D错误。
能力提升
1.(多选)右图是法拉第最初研究电磁感应现象的装置,AB是绕在软铁芯上的线圈,电流表与线圈组成一闭合电路。下列说法正确的是( )
A.当右边磁体S极离开B端时,线圈中产生感应电流
B.当右边磁体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.当磁体保持图中状态不变时,线圈中有感应电流
D.当磁体保持图中状态不变时,线圈中无感应电流
答案:ABD
解析:当右边磁体S极离开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正确。当磁体保持题图中状态不变时,穿过线圈的磁通量不变,线圈中无感应电流,C错误,D正确。
2.如图所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成一闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a,下列各种情况铜环a中不产生感应电流的是( )
A.线圈中通以恒定的电流
B.通电时,使滑动变阻器的滑片P匀速移动
C.通电时,使滑动变阻器的滑片P加速移动
D.将开关突然断开的瞬间
答案:A
解析:线圈中通以恒定电流时,铜环a处磁场不变,穿过铜环的磁通量不变,铜环中不产生感应电流;滑动变阻器滑片移动或开关断开时,线圈中电流变化,铜环a处磁场变化,穿过铜环的磁通量变化,产生感应电流,故应选A。
3.如图所示,在匀强磁场中的矩形金属轨道上,有等长的两根金属棒ab和cd,它们以相同的速度匀速运动,则( )
A.断开开关S,ab中有感应电流
B.闭合开关S,ab中有感应电流
C.无论断开还是闭合开关S,ab中都有感应电流
D.无论断开还是闭合开关S,ab中都没有感应电流
答案:B
解析:两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动,若断开开关S,两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量无变化,则回路中无感应电流,故选项A、C错误;若闭合开关S,两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量发生变化,则回路中有感应电流,故B正确,D错误。
4.右图是机场的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情景。当探测线圈靠近金属物体时,在金属物体中就会产生电流,如果能检测出这种变化,就可以判定探测线圈附近有金属物体。下图中能反映出金属探测器工作原理的是( )
答案:B
解析:探测器靠近金属物体时,相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线,从而产生了电流。选项B是导体棒切割磁感线,选项C是通电导体在磁场中受力运动,选项A、D是电流的磁效应。综上所述,选项B正确。
5.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时刻,磁感应强度为B0,此时刻MN到达的位置使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应怎样随时间t变化?请推导出这种情况下B与t的关系式。
答案:B=B0ll+vt
解析:要使MN棒中不产生感应电流,应使穿过线框平面的磁通量不发生变化,在t=0时刻,穿过线框平面的磁通量
Φ1=B0S=B0l2
设t时刻的磁感应强度为B,此时刻磁通量为
Φ2=Bl(l+vt)
由Φ1=Φ2得B=B0ll+vt。