高中物理人教版 (新课标)选修31 划时代的发现同步练习题

第一节　划时代的发现

第二节　探究感应电流的产生条件

基础夯实[来源:学#科#网Z#X#X#K]

1．(2011·杭州外国语学校高二检测)发电的基本原理之一是电磁感应，发现电磁感应现象的科学家是(　　)

A．安培　　　　　　　　　 B．赫兹

C．法拉第   D．麦克斯韦

2．1825年，瑞士物理学家德拉里夫的助手科拉顿将一个螺线管与电流计相连．为了避免强磁性磁铁影响，他把电流计放在另外一个房间，当他把磁铁投入螺线管中后，立即跑到另一个房间去观察，关于科拉顿进行的实验．下列说法正确的是(　　)

A．在科拉顿整个操作过程中，电流计不发生偏转

B．将磁铁投入螺线管瞬间，电流计发生偏转，但科拉顿跑过去观察时，电流计已不再偏转

C．科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是当时电流计灵敏度不够

D．科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是导线过长，电流过小

3．(2010·惠阳高二检测)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

4．(2011·诸城高二检测)法拉第通过精心设计的一系列实验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来．在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验否定的是(　　)

A．既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流

B．既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流

C．既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势

D．既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流

5．如下图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列方法中不可行的是(　　)[来源:学科网ZXXK]

A．将线框向左拉出磁场

B．以ab边为轴转动(小于90°)

C．以ad边为轴转动(小于60°)

D．以bc边为轴转动(小于60°)

当线框以ab边为轴转动时，线框的cd边的右半段在做切割磁感线的运动，或者说穿过线框的磁通量在发生变化，所以线框中将产生感应电流．[来源:学|科|网Z|X|X|K]

当线框以ad边为轴转动(小于60°)时，穿过线框的磁通量在减小，所以在这个过程中线框中会产生感应电流，如果转过的角度超过60°，bc边将进入无磁场区，那么线框中将不产生感应电流(60°～300°)．

当线框以bc边为轴转动时，如果转动的角度小于60°，则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形面积的一半的乘积)．

6．如图是法拉第最初研究电磁感应现象的装置，下列说法正确的是(　　)

A．当右边磁铁S极离开B端时，线圈中产生感应电流

B．当右边磁铁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．当磁铁保持图中状态不变时，线圈中有感应电流

D．当磁铁保持图中状态不变时，线圈中无感应电流

7．某学生做观察电磁感应现象的实验，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路，当它接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是______________________ ____________．

8．如图所示，把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合电路，两个同学迅速摇动这条电线，可以发电吗？简述你的理由．

你认为两个同学沿哪个方向站立时，发电的可能性比较大？试一试．

能力提升

1．(2010·福州市高二期中联考)如图所示，矩形导体线框abcd放置在水平面内．磁场方向与水平方向成α角，已知sinα＝，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过的磁通量为(　　)

A．BS   B.BS

C.BS   D.BS

2．如下图所示，用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合，哪些组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生？(图A、B、C中直导线都与圆形线圈在同一平面内，O点为线圈的圆心，D图中直导线与圆形线圈垂直，并与中心轴重合)(　　)

3．如图，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(如图所示)，下列操作及相应的结果可能实现的是(　　)

①先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转

②S1，S2闭合后，在断开S2的瞬间，电流计指针偏转

③先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转

④S1，S2闭合后，在断开S1的瞬间，电流计指针偏转

A．①②　　　   B．②③　　　

C．③④　　　  D．①④

4．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导电棒ab、cd，这两个导电棒ab、cd的运动速度分别为v1、v2，如图所示，ab棒上有感应电流通过，则一定有(　　)

A．v1>v2   B．v1<v2

C．v1≠v2   D．v1＝v2

5．(2011·威海高三检测)在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成电路，假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内，a，b，c三个闭合金属圆环位置如图所示，当滑动变阻器的滑片左右滑动时，能产生感应电流的圆环是(　　)

A．a，b两环   B．b，c两环

C．a，c两环   D．a，b，c三个环

6．(2011·淄博质检)如图所示，当导体棒MN以速度v0开始向右沿导轨滑动的瞬间(导轨间有磁场，方向垂直纸面向里)，下列说法正确的是(　　)

A．导体棒和导轨组成的闭合回路中有感应电流

B．导体棒和导轨组成的闭合回路中没有感应电流

C．圆形金属环B中有感应电流[来源:学科网ZXXK]

D．圆形金属环B中没有感应电流

7．如图所示是研究电磁感应现象实验所需的器材，用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成

原线圈回路，将小量程电流计和线圈B连接成副线圈回路．并列举出实验中改变副线圈回路的磁通量，使副线圈回路产生感应电流的三种方式：

①______________________；

②______________________；

③______________________.

8．(2011·永安高二检测)如图所示，一闭合金属环从上而下通过通电螺线管，b为螺线管的中点，金属环通过a、b、c三处时，能产生感应电流吗？

详解答案

1答案：C

2答案：B

解析：科拉顿将磁铁放入螺线管时，穿过线圈的磁通量变化，回路中产生感应电流，电流计偏转，之后，穿过线圈的磁通量保持不变，回路中无感应电流，电流计不偏转，由于科拉顿放完磁铁后跑到另一室观察，需一定时间，所以他观察不到偏转．只有B项正确．

3答案：C

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．

4答案：A

解析：静止的线圈放于通有稳恒电流的静止导线附近，线圈中的磁通量不变，故不会感应出电流，故A不正确；通有恒定电流的导线只要与闭合线圈有相对运动，线圈中就会感应出电流，B、D正确；运动的导体在磁铁附近做切割磁感线运动时，会产生感应电动势，C正确．故选A.

5答案：D

解析：将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc部分做切割磁感线的运动，或者说穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流．

6答案：ABD

解析：当磁铁离开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；当磁铁保持图中状态不变时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中无感应电流，C错，D对．

7答案：开关位置接错

解析：图中所示开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断．而本实验的内容之一就是用来研究在开关通断瞬间，导致线圈B内磁场变化，进而产生感应电流的情况，但图中的接法却达不到目的．

8解析：我们知道，闭合电路的部分导体切割磁感线时，闭合电路中有感应电流产生，摇绳发电的实质是，闭合电路的部分导体切割地磁场的磁感线，故绳运动方向与地磁场平行时无感应电流，而运动方向与地磁场垂直时，产生的感应电流最大，地磁场是南北方向的，故摇绳的两位同学沿东西方向站立时，发电的可能性最大．

能力提升

1答案：B[来源:学科网ZXXK]

解析：Φ＝BSsinα＝BS.

2答案：BC

解析：(1)对图A而言，因为通电直导线位于环形导线所在平面内，且与直径重合，因此通过圆环的磁通量为零，所以当切断直导线中的电流时，磁通量在整个变化过程中必为零，所以闭合回路中不会有感应电流产生；

(2)对图B而言，因为磁通量为大小两个部分磁感线条数之差，当切断直导线中的电流时，磁通量为零，即此过程中磁通量有变化，故闭合回路中会有感应电流产生；

(3)同理分析可得图C中也有感应电流产生；

(4)对图D而言，因为环形导线与直导线产生的磁场的磁感线平行，故磁通量为零．当切断直导线中的电流时，磁通量在整个变化过程中皆为零，所以闭合回路中不会有感应电流产生，所以当切断直导线中的电流时，能产生感应电流的有B、C两种情况．

3答案：D

解析：先闭合S2形成闭合电路，然后将S1断开或闭合的瞬间由于电磁感应，在B中产生感应电流，而使电流计指针偏转．

4答案：C

解析：对于由导轨和导电棒组成的闭合电路来说，要使ab导电棒上有电流通过，则通过此闭合电路的磁通量必发生变化．

对于匀强磁场来说，磁通量Φ＝B·S，根据题中条件，仅当穿过闭合电路中磁场的有效面积S发生变化时才有Φ的变化．因此应有v1≠v2，所以只有选项C正确．

5答案：A

解析：当滑动变阻器的滑片左右滑动时，引起电路中电流变化，从而引起闭合铁芯中的磁通量变化，a，b两圆环中的磁通量必定随之变化，引起感应电流的产生，而c环中有两股铁芯同时穿过，穿入和穿出的磁通量始终相等，合磁通量为零，所以c中不能产生感应电流．故选A.

6答案：AC

解析：导线MN开始向右滑动瞬间，导体棒和导轨组成的闭合回路里磁通量发生变化，有感应电流产生，A正确；电磁铁A在圆形金属环B中产生的磁通量从零开始增加，金属环B中一定产生感应电流，C正确．

7答案：实物连接如图所示．

①合上(或断开)开关瞬间

②将原线圈插入副线圈或从副线圈中取出

③将原线圈插入副线圈中并移动滑动变阻器的滑动片

8答案：金属环通过a、c处时产生感应电流；通过b处时不产生感应电流．

解析：根据螺线管产生的磁场的特点，金属环通过a处时，穿过金属环的磁通量变大，能产生感应电流，金属环通过b处时，穿过金属环的磁通量瞬间不变，不产生感应电流，金属环通过c处时，穿过金属环的磁通量变小，产生感应电流．