高中物理一、电磁感应现象综合训练题
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(建议用时:45分钟)
1.关于磁通量的概念,下面的说法正确的是( )
【导学号:46852182】
A.磁场中某处的磁感应强度越大,面积越大,则穿过线圈的磁通量就一定越大
B.放在磁场中某处的一个平面,穿过它的磁通量为零,该处磁感应强度一定为零
C.磁通量的变化不一定是由于磁场的变化而产生的
D.磁场中某处的磁感应强度不变,放在该处线圈的面积也不变,则磁通量一定不变
【解析】 根据磁通量的定义,当平面与磁场垂直时,磁通量为磁感应强度B与面积S的乘积;当平面与磁场平行时,磁通量为零,可知A、B项错误;磁通量既与磁场有关,也与面积S有关,所以磁通量的变化不一定仅由磁场的变化引起,也可能由于面积的变化引起,C项正确;当平面与磁场的夹角发生变化时,穿过平面的磁感线的条数也会变化,D项错误.
【答案】 C
2.如图3110所示,竖直长直导线通以恒定电流I,闭合线圈abcd与直导线在同一平面内,导致线圈内磁通量发生变化的线圈运动是( )
【导学号:46852183】
图3110
A.水平向右平移
B.竖直向下平移
C.竖直向上平移
D.以竖直长直导线为轴转动
【解析】 通电直导线产生的磁场的特点是:离导线越远,磁场越弱.当线圈向右运动时,由于磁场减弱,穿过线圈的磁通量将减少,所以只有选项A正确.
【答案】 A
3.如图3111所示,线圈两端接在电流表上组成闭合电路,在下列情况中,电流表指针不发生偏转的是( )
【导学号:46852184】
图3111
A.线圈不动,磁铁插入线圈时
B.线圈不动,磁铁拔出线圈时
C.磁铁插在线圈内不动
D.磁铁和线圈相对移动时
【解析】 根据电磁感应现象产生的条件,不论哪部分移动,只要磁体与线圈的相对位置发生变化,线圈所在处的磁场都会发生变化,所以选项A、B、D中都会产生感应电流.C中不会产生感应电流.
【答案】 C
4.如图3112所示是“探究电磁感应产生条件”的实验装置,下列情况不会引起电流表指针偏转的是( )
【导学号:46852185】
图3112
A.闭合开关时
B.断开开关时
C.闭合开关后拔出线圈A时
D.断开开关后移动变阻器的滑片时
【解析】 “不会引起指针偏转”说明线圈B中磁通量不变,而闭合、断开开关时线圈A中的磁场变化,闭合开关后拔出线圈A会引起线圈B中磁通量变化;但断开开关后移动滑动变阻器滑片时,A线圈中无磁场,则不会引起B线圈磁通量的变化,电流表指针不会偏转,选项D正确.
【答案】 D
5.在图3113所示的实验中,能在线圈中产生感应电流的情况是( )
【导学号:46852186】
图3113
A.磁铁静止在线圈上方
B.磁铁静止在线圈右侧
C.磁铁静止在线圈里面
D.磁铁插入或抽出线圈的过程
【解析】 磁铁静止在线圈上方,右侧、里面,穿过闭合电路的磁通量均不发生变化,但磁铁插入或抽出时,磁通量变化,故选项D正确.
【答案】 D
6.如图3114所示,L为一根无限长的通电直导线,M为一金属环,L过M的圆心,且通以向上的电流I,则( )
【导学号:46852187】
图3114
A.当L中的I发生变化时,环中有感应电流
B.当M左右平移时,环中有感应电流
C.当M保持水平,在竖直方向上下移动时环中有感应电流
D.只要L与M保持垂直,则以上几种情况,环中均无感应电流
【解析】 由于直线电流的磁场是垂直导线的同心圆,故只要L与M保持垂直,穿过金属环M的磁通量就为零,保持不变,环中均无感应电流产生.故选项D正确.
【答案】 D
7.如图3115所示,一金属圆线圈和一条形磁铁的中轴线在同一竖直平面内,下列情况中能使线圈中产生感应电流的是( )
【导学号:46852188】
图3115
A.将磁铁竖直向上平移
B.将磁铁水平向右平移
C.将磁铁在图示的平面内,N极向上、S极向下转动
D.将磁铁的N极转向纸外,S极转向纸内
【解析】 图示状态下,穿过圆形线圈的磁通量为零,而选项A、B、C中的做法不会引起线圈中磁通量的变化,故无感应电流.
【答案】 D
8.如图3116所示,电流表与螺线管组成闭合电路,将磁铁插入螺线管的过程中穿过线圈的磁通量______(填“增大”“减小”或“不变”),电流表指针将______(填“不动”或“偏转”).
图3116
【解析】 由磁铁磁场的分布可知,将磁铁插入螺线管的过程中穿过线圈的磁通量将增大;电流表与螺线管组成闭合电路的磁通量发生变化而产生感应电流,电流表指针将发生偏转.
【答案】 增大 偏转
9.如图3117所示,一有限范围的匀强磁场,宽为d.一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域.若d>L,则线框穿过磁场区域的过程中,线框中产生感应电流的时间为( )
【导学号:46852189】
图3117
A.B.
C. D.
【解析】 在线框进入和穿出磁场的过程中,穿过线框的磁通量分别增大和减小,闭合线框中有感应电流产生;整个线框在磁场中运动时,线框中无感应电流产生,所以,线框中有感应电流的时间为.
【答案】 C
10.(多选)在图3118的电路中,当开关S闭合后,为使灵敏电流计的指针偏转,下列说法中可行的是( )
图3118
A.将A线圈向左靠近B线圈
B.将开关S突然断开
C.保持右边电路电流不变
D.将滑动变阻器的阻值调小
【解析】 在螺线管A中有磁通量的变化就引起螺线管B中的磁通量变化,所以将滑动变阻器的阻值调小,将开关S突然断开都能使磁通量发生变化,产生感应电流,使灵敏电流计的指针偏转,选项B、D对;当线圈靠近的时候也可以使穿过B螺线管的磁通量变化,所以选项A也对.
【答案】 ABD
11.在一段时间里,法拉第记下了大量实验失败的日记,然而他却一如既往,没有放弃追求,坚信既然“电能生磁”,那么“磁也一定能产生电”.正是在这种执着的追求中,1831年法拉第终于获得了成功.他制作了两个线圈,分别绕在铁环上,一个线圈与伏特电池连接,另一个线圈的两端用一根铜线连接起来,这根铜线的下方放有一根小磁针.法拉第在实验中发现,当开关接通或断开的刹那间,小磁针都发生微小摆动,而在电流稳定不变时,即使所通电流很大,小磁针也不发生任何摆动.
这就是人类发现电磁感应现象的最初实验,它是物理学上一个重要的里程碑.
法拉第磁生电实验示意图
图3119
问题:小磁针偏转是什么原因导致的?为什么电流稳定不变时小磁针不偏转?
【导学号:46852190】
【答案】 感应电流的磁场使小磁针偏转.电流稳定时铁环中的磁通量不发生变化,在无电源的线圈中不能产生感应电流.
12.“摇绳能发电吗”?把一条大约10 m长的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.
【导学号:46852191】
图3120
【解析】 从探究实验来看,在地磁场中闭合电路的部分导体——“摇绳”在做切割磁感线运动;从磁通量变化来看,在“摇绳”运动的过程中,B不变,S变化.可见,发生电磁感应,产生感应电流.
【答案】 见解析
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