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高中物理沪科技版（2020）必修第三册第三节 磁通量 电磁感应现象优秀课后作业题
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这是一份高中物理沪科技版（2020）必修第三册第三节 磁通量 电磁感应现象优秀课后作业题，文件包含113磁通量电磁感应现象作业原卷版docx、113磁通量电磁感应现象作业解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共11页， 欢迎下载使用。
1．（2021·北京市东城区期中）如图1所示是一条形磁体周围部分磁感线分布示意图，在磁场中取两个面积相等的圆环S1、S2进行研究，圆心O、O′在条形磁体的中轴线上，P、Q位于圆环S1上，是上、下对称的两点，P、P′分别是两圆环S1、S2上相同位置的点。下列说法正确的是（ ）
图1
A．P点磁感应强度的大小比Q点的大
B．P点磁感应强度的大小比P′点的小
C．穿过S1的磁通量比穿过S2的大
D．穿过S1的磁通量与穿过S2的一样大
【答案】C
【解析】根据条形磁体的磁感线分布特点及对称性可知，P、Q两点的磁感线疏密程度相同，故两点的磁感应强度大小相等，A错误；P点附近的磁感线比P′点附近的磁感线密，则P点的磁感应强度比P′点的大，B错误；由题图可知，穿过S1的磁感线条数比穿过S2的磁感线条数多，则穿过S1的磁通量比穿过S2的大，C正确，D错误．
2（2021·江苏大港中学高二上月考）如图2所示，两个线圈a、b的半径分别为r和2r，匝数分别为N1和N2，圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（ ）
图2
A．N1∶N2 B．N1∶4N2 C．1∶2 D．1∶1
【答案】D
【解析】由于线圈平面与磁场方向垂直，故穿过该平面的磁通量为Φ＝BS；半径为r的圆形范围内有匀强磁场，所以磁场的区域面积为S＝πr2；结合题图可知，穿过两个线圈的磁感线的条数是相等的，所以磁通量都是Φ＝πBr2，与线圈的大小、匝数无关，穿过a、b两线圈的磁通量之比为1∶1，故选D。
3．如图3所示，一个闭合线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成30°角，磁感应强度为B，用下述哪个方法可使穿过线圈的磁通量增加一倍（ ）
图3
A．把线圈匝数增加一倍
B．把线圈面积增加一倍
C．把线圈的半径增加一倍
D．转动线圈使得轴线与磁场方向平行
【答案】B
【解析】把线圈的匝数增加一倍，穿过线圈的磁感线的条数不变，磁通量不变，故A错误；根据Φ＝BScs θ，把线圈面积增加一倍，可使穿过线圈的磁通量增加一倍，故B正确；把线圈的半径增加一倍，线圈的面积S＝πR2变为原来的4倍，磁通量为原来的4倍，故C错误；转动线圈使得轴线与磁场方向平行，此时线圈平面与磁场垂直，有效面积由Scs 30°变为S，磁通量为原来的eq \f(2\r(3),3)倍，故D错误。
考点二 磁通量变化情况的判断
4．（2020·淮安市淮安区高二期中）如图4所示，矩形线框平面与匀强磁场方向垂直，穿过的磁通量为Φ，若线框绕某条边转过90°角，则磁通量变为（ ）
图4
A．0 B．eq \f(1,2)Φ C．Φ D．2Φ
【答案】A
【解析】转过90°角后，线框平面与磁场方向平行，所以磁通量为零，故选A。
5．如图5所示，虚线框内有匀强磁场，大环和小环是垂直于磁场方向同心放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过大、小两环的磁通量，则有（ ）
图5
A．Φ1>Φ2 B．Φ1<Φ2
C．Φ1＝Φ2 D．无法确定
【答案】C
【解析】对于大环和小环来说，磁感线的净条数相同，故C正确。
6．如图6所示，在同一平面内有四根彼此绝缘的直导线，分别通有大小相同、方向如图所示的电流，要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加，则应切断哪一根导线中的电流（ ）
图6
A．切断i1 B．切断i2
C．切断i3 D．切断i4
【答案】D
【解析】根据安培定则判断出四根通电直导线中电流在所围面积内的磁场方向，可知只有i4中电流产生的磁场垂直于纸面向外，则要使磁通量增加，应切断i4。
7．如图7所示，固定的长直导线中通有恒定电流，一矩形线框从abcd位置向右平移到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量变化情况，下列叙述正确的是 （线框平行于纸面且与导线相互绝缘）（ ）
图7
A．一直增加
B．一直减少
C．先增加后减少
D．先增加，再减少到零，然后再增加，最后再减少
【答案】D
【解析】离导线越近，磁场越强，当线框从左向右靠近导线的过程中，穿过线框的磁通量增大，当线框跨在导线上向右平移时，磁通量减小，当导线在线框正中央时，磁通量为零，从该位置向右平移，磁通量增大，当线框离开导线向右平移的过程中，磁通量减小，故D正确。
考点三 电磁感应现象的发现及认识
8．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
【答案】D
【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。
9．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是（ ）
A．将绕在条形磁体上的线圈与电流表组成闭合回路，然后观察电流表示数的变化
B．在通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，一段时间后观察电流表示数的变化
C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁体后，再到相邻房间去观察电流表示数的变化
D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表示数的变化
【答案】D
【解析】同时满足电路闭合和穿过电路的磁通量发生变化这两个条件，电路中才会产生感应电流，A、B选项都不会使电路中的磁通量发生变化，并不满足产生感应电流的条件，故A、B错误；条形磁体插入线圈时，虽有短暂电流产生，但未能及时观察，故C错误；在给线圈通电、断电瞬间，会引起穿过另一线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，故D正确。
考点四 有无感应电流的判断
10．（2020·凤阳县二中高二月考）如图8甲所示为法拉第在研究电磁感应时用过的线圈，其工作原理如图乙所示，则实验中不会使电流表指针发生偏转的是（ ）
图8
A．保持开关闭合 B．开关闭合瞬间
C．开关断开瞬间 D．移动滑动变阻器滑片
【答案】A
【解析】开关闭合状态下，线圈中电流恒定，穿过线圈的磁通量不发生变化，没有感应电流，电流表指针不会发生偏转，故A正确；当开关闭合的瞬间、开关断开的瞬间或者移动滑动变阻器滑片时，线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，指针发生偏转，故B、C、D错误。
11．（2020·四川蓬南中学高二月考）如图9所示，圆形闭合线圈处于匀强磁场中，磁感线与线圈平面平行，其中ac、bd分别是平行、垂直于磁场方向的两条直径．以下情形中线圈中能产生感应电流的是（ ）
图9
A．使线圈以ac为轴转过60°
B．使线圈以bd为轴转过60°
C．使线圈沿垂直纸面向外平动
D．使线圈在线圈平面内平动或在线圈平面内绕线圈中心点转动
【答案】B
【解析】当线圈以ac为轴转动时，线圈相对磁场的正对面积改变量ΔS始终为零，回路中无感应电流产生，选项A错误；当线圈以bd为轴转动60°的过程中，线圈相对磁场的正对面积发生了改变，磁通量变化，因此在回路中能产生感应电流，选项B正确；当线圈沿垂直纸面方向向纸外平动时，同样ΔS＝0，磁通量不变，因而无感应电流产生，选项C错误；当线圈在线圈平面内平动或在线圈平面内绕线圈中心转动时，线圈相对磁场的正对面积始终为零，磁通量不变，因此无感应电流产生，选项D错误。
12．（2020·苏州陆慕高级中学高二上期中）金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的运动，线圈中有感应电流的是（ ）
【答案】A
【解析】A项图示时刻穿过线圈的磁通量为零，当线圈转动时，磁通量增加，将产生感应电流，故A正确；B项线圈转动过程中， 线圈始终与磁场平行，没有磁感线穿过线圈，线圈的磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生，故B错误；C项线圈运动过程中，线圈与磁场平行，没有磁感线穿过线圈，穿过线圈的磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生，故C错误；D项线圈在匀强磁场中运动，根据Φ＝BS知，磁通量Φ保持不变，没有感应电流产生，故D错误。
综合能力练
13．如图10所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺线管的中心线恰好和线圈的一条直径MN重合。要使线圈a中产生感应电流，可采用的方法有（ ）
图10
A．使螺线管在线圈a所在平面内转动
B．使螺线管中的电流发生变化
C．使线圈a以MN为轴转动
D．使线圈a以与MN垂直的直径为轴转动
【答案】D
【解析】题图所示位置，线圈a所在平面与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为零，当按A、B、C所述方式变化时，磁通量不变，不产生感应电流；按D所述方式变化时，由于线圈a与磁场夹角变化引起磁通量变化，能够产生感应电流，故选D。
14．（2021·青岛高二阶段测试）如图11所示，长直导线MN中通有恒定电流I，其正下方有矩形导线框abcd，导线框abcd与长直导线MN处于同一竖直面内．在下列情况中，导线框abcd中有感应电流产生的是（ ）
图11
A．导线框以长直导线MN为轴转动
B．导线框加速向右移动
C．导线框匀速向左移动
D．导线框以cd边为轴转动
【答案】D
15．在匀强磁场中有两根平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直，导轨上有两根可沿导轨平动的导体棒ab、cd，ab、cd导体棒匀速移动的速度大小分别为v1和v2，如图12所示，则下列情况回路中没有感应电流产生的是（ ）
图12
A．ab、cd均向右运动，且v1＝v2
B．ab、cd均向右运动，且v1>v2
C．ab、cd均向左运动，且v1>v2
D．ab向右运动，cd向左运动，且v1＝v2
【答案】A
【解析】ab、cd均向右运动，当v1＝v2时，闭合回路的磁通量不变，故没有感应电流产生，A项错误；B、D两项所述情况，闭合回路的磁通量增加，C项所述情况，闭合回路的磁通量减少，均有感应电流产生，故B、C、D正确。
16．如图13所示，一有界匀强磁场，宽度为d，使一边长为l的正方形导线框以速度v向右匀速通过磁场区域，若d＞l，则导线框通过磁场过程中，导线框中不产生感应电流的时间应等于（ ）
图13
A．eq \f(d,v) B．eq \f(l,v) C．eq \f(d－l,v) D．eq \f(d－2l,v)
【答案】C
【解析】当导线框刚好完全进入磁场时至导线框刚好要出磁场时，穿过导线框的磁通量不发生变化，导线框中不会产生感应电流，对应的位移为d－l，所以时间为t＝eq \f(d－l,v)，选项C正确。
1．（2021·北京市东城区期中）如图1所示是一条形磁体周围部分磁感线分布示意图，在磁场中取两个面积相等的圆环S1、S2进行研究，圆心O、O′在条形磁体的中轴线上，P、Q位于圆环S1上，是上、下对称的两点，P、P′分别是两圆环S1、S2上相同位置的点。下列说法正确的是（ ）
图1
A．P点磁感应强度的大小比Q点的大
B．P点磁感应强度的大小比P′点的小
C．穿过S1的磁通量比穿过S2的大
D．穿过S1的磁通量与穿过S2的一样大
【答案】C
【解析】根据条形磁体的磁感线分布特点及对称性可知，P、Q两点的磁感线疏密程度相同，故两点的磁感应强度大小相等，A错误；P点附近的磁感线比P′点附近的磁感线密，则P点的磁感应强度比P′点的大，B错误；由题图可知，穿过S1的磁感线条数比穿过S2的磁感线条数多，则穿过S1的磁通量比穿过S2的大，C正确，D错误．
2（2021·江苏大港中学高二上月考）如图2所示，两个线圈a、b的半径分别为r和2r，匝数分别为N1和N2，圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（ ）
图2
A．N1∶N2 B．N1∶4N2 C．1∶2 D．1∶1
【答案】D
【解析】由于线圈平面与磁场方向垂直，故穿过该平面的磁通量为Φ＝BS；半径为r的圆形范围内有匀强磁场，所以磁场的区域面积为S＝πr2；结合题图可知，穿过两个线圈的磁感线的条数是相等的，所以磁通量都是Φ＝πBr2，与线圈的大小、匝数无关，穿过a、b两线圈的磁通量之比为1∶1，故选D。
3．如图3所示，一个闭合线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成30°角，磁感应强度为B，用下述哪个方法可使穿过线圈的磁通量增加一倍（ ）
图3
A．把线圈匝数增加一倍
B．把线圈面积增加一倍
C．把线圈的半径增加一倍
D．转动线圈使得轴线与磁场方向平行
【答案】B
【解析】把线圈的匝数增加一倍，穿过线圈的磁感线的条数不变，磁通量不变，故A错误；根据Φ＝BScs θ，把线圈面积增加一倍，可使穿过线圈的磁通量增加一倍，故B正确；把线圈的半径增加一倍，线圈的面积S＝πR2变为原来的4倍，磁通量为原来的4倍，故C错误；转动线圈使得轴线与磁场方向平行，此时线圈平面与磁场垂直，有效面积由Scs 30°变为S，磁通量为原来的eq \f(2\r(3),3)倍，故D错误。
考点二 磁通量变化情况的判断
4．（2020·淮安市淮安区高二期中）如图4所示，矩形线框平面与匀强磁场方向垂直，穿过的磁通量为Φ，若线框绕某条边转过90°角，则磁通量变为（ ）
图4
A．0 B．eq \f(1,2)Φ C．Φ D．2Φ
【答案】A
【解析】转过90°角后，线框平面与磁场方向平行，所以磁通量为零，故选A。
5．如图5所示，虚线框内有匀强磁场，大环和小环是垂直于磁场方向同心放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过大、小两环的磁通量，则有（ ）
图5
A．Φ1>Φ2 B．Φ1<Φ2
C．Φ1＝Φ2 D．无法确定
【答案】C
【解析】对于大环和小环来说，磁感线的净条数相同，故C正确。
6．如图6所示，在同一平面内有四根彼此绝缘的直导线，分别通有大小相同、方向如图所示的电流，要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加，则应切断哪一根导线中的电流（ ）
图6
A．切断i1 B．切断i2
C．切断i3 D．切断i4
【答案】D
【解析】根据安培定则判断出四根通电直导线中电流在所围面积内的磁场方向，可知只有i4中电流产生的磁场垂直于纸面向外，则要使磁通量增加，应切断i4。
7．如图7所示，固定的长直导线中通有恒定电流，一矩形线框从abcd位置向右平移到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量变化情况，下列叙述正确的是 （线框平行于纸面且与导线相互绝缘）（ ）
图7
A．一直增加
B．一直减少
C．先增加后减少
D．先增加，再减少到零，然后再增加，最后再减少
【答案】D
【解析】离导线越近，磁场越强，当线框从左向右靠近导线的过程中，穿过线框的磁通量增大，当线框跨在导线上向右平移时，磁通量减小，当导线在线框正中央时，磁通量为零，从该位置向右平移，磁通量增大，当线框离开导线向右平移的过程中，磁通量减小，故D正确。
考点三 电磁感应现象的发现及认识
8．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
【答案】D
【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。
9．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是（ ）
A．将绕在条形磁体上的线圈与电流表组成闭合回路，然后观察电流表示数的变化
B．在通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，一段时间后观察电流表示数的变化
C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁体后，再到相邻房间去观察电流表示数的变化
D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表示数的变化
【答案】D
【解析】同时满足电路闭合和穿过电路的磁通量发生变化这两个条件，电路中才会产生感应电流，A、B选项都不会使电路中的磁通量发生变化，并不满足产生感应电流的条件，故A、B错误；条形磁体插入线圈时，虽有短暂电流产生，但未能及时观察，故C错误；在给线圈通电、断电瞬间，会引起穿过另一线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，故D正确。
考点四 有无感应电流的判断
10．（2020·凤阳县二中高二月考）如图8甲所示为法拉第在研究电磁感应时用过的线圈，其工作原理如图乙所示，则实验中不会使电流表指针发生偏转的是（ ）
图8
A．保持开关闭合 B．开关闭合瞬间
C．开关断开瞬间 D．移动滑动变阻器滑片
【答案】A
【解析】开关闭合状态下，线圈中电流恒定，穿过线圈的磁通量不发生变化，没有感应电流，电流表指针不会发生偏转，故A正确；当开关闭合的瞬间、开关断开的瞬间或者移动滑动变阻器滑片时，线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，指针发生偏转，故B、C、D错误。
11．（2020·四川蓬南中学高二月考）如图9所示，圆形闭合线圈处于匀强磁场中，磁感线与线圈平面平行，其中ac、bd分别是平行、垂直于磁场方向的两条直径．以下情形中线圈中能产生感应电流的是（ ）
图9
A．使线圈以ac为轴转过60°
B．使线圈以bd为轴转过60°
C．使线圈沿垂直纸面向外平动
D．使线圈在线圈平面内平动或在线圈平面内绕线圈中心点转动
【答案】B
【解析】当线圈以ac为轴转动时，线圈相对磁场的正对面积改变量ΔS始终为零，回路中无感应电流产生，选项A错误；当线圈以bd为轴转动60°的过程中，线圈相对磁场的正对面积发生了改变，磁通量变化，因此在回路中能产生感应电流，选项B正确；当线圈沿垂直纸面方向向纸外平动时，同样ΔS＝0，磁通量不变，因而无感应电流产生，选项C错误；当线圈在线圈平面内平动或在线圈平面内绕线圈中心转动时，线圈相对磁场的正对面积始终为零，磁通量不变，因此无感应电流产生，选项D错误。
12．（2020·苏州陆慕高级中学高二上期中）金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的运动，线圈中有感应电流的是（ ）
【答案】A
【解析】A项图示时刻穿过线圈的磁通量为零，当线圈转动时，磁通量增加，将产生感应电流，故A正确；B项线圈转动过程中， 线圈始终与磁场平行，没有磁感线穿过线圈，线圈的磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生，故B错误；C项线圈运动过程中，线圈与磁场平行，没有磁感线穿过线圈，穿过线圈的磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生，故C错误；D项线圈在匀强磁场中运动，根据Φ＝BS知，磁通量Φ保持不变，没有感应电流产生，故D错误。
综合能力练
13．如图10所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺线管的中心线恰好和线圈的一条直径MN重合。要使线圈a中产生感应电流，可采用的方法有（ ）
图10
A．使螺线管在线圈a所在平面内转动
B．使螺线管中的电流发生变化
C．使线圈a以MN为轴转动
D．使线圈a以与MN垂直的直径为轴转动
【答案】D
【解析】题图所示位置，线圈a所在平面与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为零，当按A、B、C所述方式变化时，磁通量不变，不产生感应电流；按D所述方式变化时，由于线圈a与磁场夹角变化引起磁通量变化，能够产生感应电流，故选D。
14．（2021·青岛高二阶段测试）如图11所示，长直导线MN中通有恒定电流I，其正下方有矩形导线框abcd，导线框abcd与长直导线MN处于同一竖直面内．在下列情况中，导线框abcd中有感应电流产生的是（ ）
图11
A．导线框以长直导线MN为轴转动
B．导线框加速向右移动
C．导线框匀速向左移动
D．导线框以cd边为轴转动
【答案】D
15．在匀强磁场中有两根平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直，导轨上有两根可沿导轨平动的导体棒ab、cd，ab、cd导体棒匀速移动的速度大小分别为v1和v2，如图12所示，则下列情况回路中没有感应电流产生的是（ ）
图12
A．ab、cd均向右运动，且v1＝v2
B．ab、cd均向右运动，且v1>v2
C．ab、cd均向左运动，且v1>v2
D．ab向右运动，cd向左运动，且v1＝v2
【答案】A
【解析】ab、cd均向右运动，当v1＝v2时，闭合回路的磁通量不变，故没有感应电流产生，A项错误；B、D两项所述情况，闭合回路的磁通量增加，C项所述情况，闭合回路的磁通量减少，均有感应电流产生，故B、C、D正确。
16．如图13所示，一有界匀强磁场，宽度为d，使一边长为l的正方形导线框以速度v向右匀速通过磁场区域，若d＞l，则导线框通过磁场过程中，导线框中不产生感应电流的时间应等于（ ）
图13
A．eq \f(d,v) B．eq \f(l,v) C．eq \f(d－l,v) D．eq \f(d－2l,v)
【答案】C
【解析】当导线框刚好完全进入磁场时至导线框刚好要出磁场时，穿过导线框的磁通量不发生变化，导线框中不会产生感应电流，对应的位移为d－l，所以时间为t＝eq \f(d－l,v)，选项C正确。
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