高中物理人教版 (2019)必修 第三册电磁感应现象及应用优秀随堂练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册电磁感应现象及应用优秀随堂练习题，文件包含人教版2019高中物理必修三第十三章133举一反三训练原卷版docx、人教版2019高中物理必修三第十三章133举一反三训练解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共13页， 欢迎下载使用。

一、核心知识点梳理
知识点1：电磁感应现象
1.定义：利用磁场产生电流的现象称为电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
2.产生条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
关键词：闭合电路、磁通量变化。
只要满足以上条件，就会产生感应电流。与磁场是否强大、电路是否运动无必然关系。
知识点2：磁通量(Φ)
1.定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量。
公式：Φ=BScsθ
B：磁感应强度（T）
S：有效面积（m²）
θ：磁场方向与平面法线方向的夹角
单位：韦伯（Wb），1Wb=1Tm²
2.物理意义：直观理解为“穿过某一平面的磁感线的净条数”。
3.磁通量变化(ΔΦ)：是产生感应电流的根本原因。变化方式主要有三种：
B变化：磁场强弱改变。（例如：电磁铁通电/断电）
S变化：闭合电路的有效面积改变。（例如：导体棒切割磁感线）
θ变化：线圈与磁场的夹角发生改变。（例如：线圈在磁场中转动）
【题型1：感应电流产生条件的判断】
例1.我国已经制订了登月计划，假如航天员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流计和一个线圈。则下列推断中正确的是（ ）
A．用导线将灵敏电流计连成闭合回路并放于月球表面，若无示数则月球表面无磁场
B．将灵敏电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如灵敏电流计无示数，则月球表面无磁场
C．将灵敏电流计与线圈组成闭合回路，使线圈绕某一轴转动，若灵敏电流计有示数，则月球表面有磁场
D．将灵敏电流计与线圈组成闭合回路，使线圈绕某一轴转动，若灵敏电流计无示数，则月球表面无磁场
【答案】C
【详解】该同学是利用电磁感应来检验月球表面是否存在磁场的。
A．如果回路不动，就算有磁场，回路中的磁通量也不变，回路中没有感应电流，所以不能判断，故A错误；
B．线圈沿某一方向运动，如果磁场与该方向平行，电流计也是没有示数的，但是存在磁场，故B错误；
C．如果灵敏电流计有示数，则说明回路中磁通量发生了变化，当然存在磁场，C正确；
D．如果线圈绕着磁感线转动，线圈中的磁通量不变，灵敏电流计无示数，但是存在磁场，所以不能判断，故D错误。
【举一反三】：
1.如图所示，开始时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，则下列方法在线圈中没有产生感应电流的是（ ）
A．以ab为轴转动
B．以OO′为轴转动
C．以ad为轴转（小于60°）
D．以bc为轴转（小于60°）
【答案】D
【详解】A．以ab为轴转动，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生，故A错误；
B．以OO′为轴转动，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生，故B错误；
C．以ad为轴转动（小于60°），穿过线圈的磁通量一开始为

随后逐步减小到零，有感应电流产生，故C错误；
D．以bc为轴转动（小于60°），穿过线圈的磁通量为
且保持不变，没有感应电流产生，故D正确。
2.科技小组设计了一个产生感应电流的装置。如图所示，线圈A与电池、开关、滑动变阻器连接成回路；线圈B与灵敏电流计、开关连接成另一回路；A与B未连接，开关均处于断开状态。下列哪项操作可观察到灵敏电流计指针偏转（ ）
A．只闭合瞬间B．只闭合瞬间
C．只闭合，然后迅速移动滑动变阻器的滑片PD．闭合和，然后将A从B中迅速拔出
【答案】D
【详解】A．只闭合瞬间，即使线圈B中磁通量有变化，但是线圈B所在回路为非闭合回路，所以不会观察到灵敏电流计指针偏转。故A错误；
B．只闭合瞬间，线圈B中磁通量未变化，不会观察到灵敏电流计指针偏转。故B错误；
C．只闭合，然后迅速移动滑动变阻器的滑片P，虽然线圈B中磁通量有变化，但是线圈B所在回路为非闭合回路，所以不会观察到灵敏电流计指针偏转。故C错误；
D．闭合和，线圈A中电流激发磁场，线圈B与灵敏电流计组成闭合回路，然后将A从B中迅速拔出，线圈B中磁通量变化，会观察到灵敏电流计指针偏转。故D正确。
3.如图所示是法拉第最初发现电磁感应现象的实验图。软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈M与电源和开关S相连，线圈N与灵敏电流计连通。下列叙述正确的是（ ）
A．开关S闭合瞬间，灵敏电流计不会偏转
B．开关S断开瞬间，灵敏电流计会偏转
C．开关S闭合后，灵敏电流计指针偏转并停在某位置
D．只要线圈M中电流足够大，灵敏电流计就会偏转
【答案】B
【详解】A．开关S闭合瞬间，线圈M中的电流增加，使软铁环中的磁感应强度增加，穿过线圈的磁通量就会增加，在线圈N中产生感应电流，所以灵敏电流计指针会偏转，故A错误；
B．开关S断开瞬间，线圈M中的电流减小，使软铁环中的磁感应强度减小，穿过线圈的磁通量就会减小，在线圈N中产生感应电流，所以灵敏电流计指针会偏转，故B正确；
C．线圈M中的电流稳定后，软铁环中的磁感应强度不再变化，线圈N中的磁通量不变，在线圈N中没有感应电流，故C错误；
D．线圈M中电流足够大，若线圈M中电流保持不变，则软铁环中的磁感应强度不变，线圈N中的磁通量不变，在线圈N中没有感应电流，灵敏电流计不会偏转，故D错误。
4.如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO'是它的对称轴，通电直导线AB与OO'平行。下列做法中，在矩形闭合线圈中不能产生感应电流的是（ ）
A．AB中的电流I逐渐增大
B．线圈水平向右远离AB
C．以AB为轴线圈绕AB顺时针转90°（俯视）
D．线圈绕OO'轴逆时针转动90°（俯视）
【答案】C
【详解】A．AB中的电流I逐渐增大，线圈的磁通量逐渐增大，线圈中能产生感应电流，A错误；
B．线圈水平向右远离AB，线圈的磁通量逐渐减小，线圈中能产生感应电流，B错误；
C．以AB为轴线圈绕AB顺时针转90°（俯视），线圈的磁通量不变，线圈中不能产生感应电流，C正确；
D．线圈绕OO'轴逆时针转动90°（俯视），线圈的磁通量变化，线圈中能产生感应电流，D错误。
知识点3：感应电流的方向——楞次定律
1.内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
2.理解核心——“阻碍”不等于“阻止”：
“阻碍”的是变化，而不是磁通量本身。
当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，以“阻碍”其增加。
当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，以“阻碍”其减少。
3.应用步骤（“四步法”）：
1.明确原磁场的方向。
2.判断原磁通量是增加还是减少。
3.根据楞次定律确定感应电流的磁场方向（“增反减同”）。
4.利用安培定则（右手螺旋定则），根据感应电流的磁场方向判断出感应电流的方向。
知识点4：右手定则（适用于导体切割磁感线）
1.内容：伸开右手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心垂直穿入，拇指指向导体运动的方向，则四指所指的方向就是感应电流的方向。
2.适用场景：一段导体在磁场中做切割磁感线运动时，判断感应电流方向非常方便。
3.与楞次定律的关系：右手定则是楞次定律在导体切割磁感线这种特殊情况下的推广应用，两者结论完全一致。
【题型2：感应电流方向的判断（楞次定律与右手定则）】
例2.用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素，将磁体的S极从线圈中向上抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。关于本实验，下列说法正确的是（ ）
A．磁体放置在线圈中静止不动，灵敏电流计指针会向左偏
B．将磁体N极从线圈中向上抽出，灵敏电流计指针会向右偏转
C．将磁体N极向下插入线圈中，灵敏电流计指针会向右偏转
D．将磁体S极向下插入线圈中，灵敏电流计指针会向右偏转
【答案】C
【详解】A．磁体放置在线圈中静止不动，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，则灵敏电流计指针不会偏转，选项A错误；
B．将磁体的S极从线圈中向上抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。则将磁体N极从线圈中向上抽出，灵敏电流计指针会向左偏转，选项B错误；
C．将磁体的S极从线圈中向上抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。将磁体N极向下插入线圈中，因两操作等效，则灵敏电流计指针会向右偏转，选项C正确；
D．将磁体的S极从线圈中向上抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。将磁体S极向下插入线圈中，灵敏电流计指针会向左偏转，选项D错误。
【举一反三】：
1.空间有一根南北方向放置的长直导线，直导线正下方有一静止的小磁针，直导线上套有两个半径不同（）的圆环P、Q。现直导线通入电流方向如图中箭头所示的电流，下列说法正确的是（ ）
A．N极会平行于纸面向上偏转
B．N极会垂直于纸面向里偏转
C．穿过圆环P的磁通量小于穿过圆环Q的磁通量
D．从左向右看，通电瞬间圆环P中产生逆时针的感应电流
【答案】B
【详解】AB.根据右手螺旋定则，通电后，导线下方产生垂直于纸面向里的磁场，小磁针N极会垂直于纸面向里偏转，故A项错误，B项正确；
C.磁场与圆环面平行，P、Q圆环面的磁通量都为零，故C项错误；
D.通电前后，穿过圆环P的磁通量没有发生变化，不产生感应电流，D项错误。
2.如图所示，用一根带绝缘外皮的铜导线制成的闭合“8”字环，交叉位置固定且互相绝缘，左右两侧圆环分别处在以OO'为界的两侧，右侧无磁场，左侧磁场方向垂直纸面向里，在磁场快速减小的过程中（ ）
A．左侧圆环中有顺时针方向的感应电流
B．右侧圆环中有顺时针方向的感应电流
C．右侧圆环中的电流大小小于左侧圆环的电流大小
D．右侧圆环中的电流大小大于左侧圆环的电流大小
【答案】A
【详解】AB．在磁场快速减小的过程中，左侧圆环的磁通量减小，根据楞次定律，左侧圆环中有顺时针方向的感应电流，右侧圆环中有逆时针方向的感应电流，A正确，B错误；
CD．两个圆环串联，右侧圆环中的电流大小等于左侧圆环的电流大小，CD错误。
3.如图，三角形线框与长直导线彼此绝缘，线框被导线分成左右面积相等的两个部分，当长直导线中通有如图所示方向电流的瞬间，线框中感应电流的方向是（ ）
A．B．
C．无感应电流D．条件不足，无法判断
【答案】A
【详解】长直导线PQ中通有如图所示方向电流的瞬间，根据安培定则可知导线PQ右侧磁场方向向里，左侧磁场方向向外；线框被导线分成左右面积相等的两个部分，由于越靠近电流位置磁场越强，所以穿过三角形线框ABC的磁通量向里增加，根据楞次定律和安培定则可知，线框中感应电流的方向为。
知识点5：应用实例
1.发电机：利用电磁感应原理，将机械能转化为电能。
2.变压器：利用变化的磁场在原边和副边线圈中产生感应电动势，从而改变交流电压。
3.动圈式话筒：声波振动膜片，带动线圈在磁场中振动切割磁感线，产生随声音变化的感应电流。
4.电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，这个安培力总是阻碍导体的相对运动。应用：电表指针的稳定、磁悬浮列车等。