高中物理 第1章 電磁感應 1 電磁感應的發(fā)現 感應電流產生的條件學業(yè)分層測評 教科版選修3-2

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1 電磁感應的發(fā)現 感應電流產生的條件 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1．(多選)自然界的電、熱和磁等現象都是相互聯系的，很多物理學家為尋找它們之間的聯系做出了貢獻．下列說法正確的是(　　) 【導學號：31310003】 A．奧斯特發(fā)現了電流的磁效應，揭示了電現象和磁現象之間的聯系 B．歐姆發(fā)現了歐姆定律，說明了熱現象和電現象之間存在聯系 C．法拉第發(fā)現了電磁感應現象，揭示了磁現象和電現象之間的聯系 D．焦耳發(fā)現了電流的熱效應，定量給出了電能和熱能之間的轉換關系 【解析】　奧斯特發(fā)現的電流的磁效應表明了電能生磁，A正確；歐姆定律描述了電流與電阻、電壓或電動勢之間的關系，焦耳定律才揭示了熱現象與電現象間的聯系，B錯誤，D正確；法拉第發(fā)現的電磁感應現象表明了磁能生電，C正確． 【答案】　ACD 2．關于磁通量的概念，以下說法中正確的是(　　) A．磁感應強度越大，穿過閉合回路的磁通量也越大 B．磁感應強度越大，線圈面積越大，則磁通量也越大 C．穿過線圈的磁通量為零，但磁感應強度不一定為零 D．穿過線圈的磁通量為零，磁感應強度也一定為零 【解析】　磁通量的多少是由磁感應強度、線圈的面積以及二者的位置關系共同決定的，僅磁感應強度大或者線圈面積大，不能確定穿過線圈的磁通量就大，故A、B錯誤；當線圈平面與磁場方向平行時，穿過線圈的磁通量為零，但是磁感應強度不為零，故C正確，D錯誤． 【答案】　C 3．關于產生感應電流的條件，下列說法正確的是(　　) A．任一閉合回路在磁場中運動，閉合回路中就一定會有感應電流 B．任一閉合回路在磁場中做切割磁感線運動，閉合回路中一定會有感應電流 C．穿過任一閉合回路的磁通量為零的瞬間，閉合回路中一定不會產生感應電流 D．無論用什么方法，只要穿過閉合回路的磁感線條數發(fā)生了變化，閉合回路中一定會有感應電流 【解析】　只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化就一定會產生感應電流，而磁通量是穿過某一面積磁感線的凈條數，選項D正確；閉合回路在磁場中運動，磁通量可能變化，也可能不變，選項A錯誤；閉合回路在磁場中做切割磁感線運動，磁通量可能變化，也可能不變，選項B錯誤；磁通量為零的瞬間不能說明閉合回路中的磁通量沒有發(fā)生變化，選項C錯誤． 【答案】　D 4．如圖119所示，ab是水平面上一個圓線圈的直徑，在過ab的豎直平面內有一根通電直導線ef.已知ef平行于ab，當ef豎直向上平移時，電流磁場穿過圓線圈面積的磁通量將(　　) 圖119 【導學號：31310004】 A．逐漸增大　　　　　 B．逐漸減小 C．始終為零 D．不為零，但保持不變 【解析】　利用安培定則判斷電流產生的磁場，作出如圖所示俯視圖，考慮到磁場具有對稱性，可以知道，穿進圓線圈的磁感線的條數與穿出圓線圈的磁感線條數是相等的，故選C. 【答案】　C 5.(2016無錫高二期末)如圖1110所示，在范圍足夠大、垂直紙面向里的勻強磁場中，有一個矩形線圈abcd，線圈平面與磁場垂直，O1O2和O3O4都是線圈的對稱軸，應使線圈怎樣運動才能使其中產生感應電流(　　) 圖1110 A．向左平動 B．向上或向下平動 C．向右平動 D．繞O1O2轉動 【解析】　由于磁場為勻強磁場，無論線圈在平面內如何平動，其磁通量都不變化，因此不會產生感應電流，故A、B、C錯誤；當線圈繞O1O2轉動時，磁通量將發(fā)生變化，如轉過90時磁通量為零，因此有感應電流產生，故D正確． 【答案】　D 6．(多選)閉合線圈按下列選項中的方式在磁場中運動，則穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化的是(　　) 【導學號：31310005】 【解析】　A圖中，圖示狀態(tài)Φ＝0，轉到90過程中Φ增大，因此磁通量發(fā)生變化；B圖中離直導線越遠磁場越弱，磁感線越稀，所以當線圈遠離導線時，線圈中磁通量不斷變?。籆圖中一定要把條形磁鐵周圍的磁感線空間分布圖弄清楚，在圖示位置，線圈中的磁通量為零，在向下移動過程中，線圈的磁通量一直為零，磁通量不變；D圖中，隨著線圈的轉動，B與S都不變，B又垂直于S，所以Φ＝BS始終不變．故正確答案為A、B. 【答案】　AB 7．(多選)如圖1111所示，在勻強磁場中有兩條平行的金屬導軌，磁場方向與導軌平面垂直．導軌上有兩條可沿導軌自由移動的金屬棒ab、cd，與導軌接觸良好．這兩條金屬棒ab、cd的運動速度分別是v1、v2，若井字形回路中有感應電流通過，則可能(　　) 圖1111 A．v1>v2　　　　　 B．v1Φb>Φc C．Φa<Φc<Φb D．Φa>Φc>Φb 【解析】　當a中有電流通過時，穿過a、b、c三個閉合線圈的向里的磁感線條數一樣多，向外的磁感線的條數c最多，其次是b，a 中沒有向外的磁感線，因此，根據合磁通量的計算，應該是：Φa>Φb>Φc. 【答案】　B 10．(2016江南十校聯考)現將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關如圖1114連接．下列說法正確的是(　　) 圖1114 A．線圈A插入線圈B中后，開關閉合和斷開的瞬間電流計指針均不會偏轉 B．開關閉合后，滑動變阻器的滑片P勻速滑動，會使電流計指針靜止在中央零刻度 C．開關閉合后，線圈A插入或拔出都會引起電流計指針偏轉 D．開關閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流計指針才能偏轉 【解析】　由法拉第電磁感應現象可知，當線圈磁通量發(fā)生變化時，產生感應電流，故可知，當線圈A插入線圈B中后，開關閉合或斷開瞬間，線圈A中的電流變化，周圍磁場變化，所以線圈B中的磁通量發(fā)生變化，產生感應電流，故A錯誤；同樣道理，當滑動變阻器的滑片P滑動時，線圈A中電流變化，線圈B中的磁通量發(fā)生變化，產生感應電流，與滑片P是否勻速無關，所以B、D錯誤；開關閉合的情況下，線圈A插入或拔出都會使B中磁通量發(fā)生變化，所以產生感應電流，故選項C正確． 【答案】　C 11.如圖1115所示，一個矩形線圈與通有相同大小電流的平行直導線在同一平面，而且處在兩導線的中央，則(　　) 圖1115 【導學號：31310007】 A．兩電流方向相同時，穿過線圈的磁通量為零 B．兩電流方向相反時，穿過線圈的磁通量為零 C．兩電流同向和反向時，穿過線圈的磁通量大小相等 D．因兩電流產生的磁場不均勻，因此不能判斷穿過線圈的磁通量是否為零 【解析】　 由安培定則判斷出兩大小相等電流之間的磁場分布如圖所示：兩電流同向時，Φ＝0，兩電流反向時，Φ≠0.故A對． 【答案】　A 12.(多選)(2016成都高二檢測)在紙面內放有一條形磁鐵和一個位于磁鐵正上方的圓形線圈如圖1116所示，下列情況中能使線圈中產生感應電流的是(　　) 圖1116 A．將線圈繞著紙面內的豎直直徑轉動 B．將磁鐵在紙面內向右平移 C．將磁鐵繞垂直紙面的軸轉動 D．將磁鐵的N極向紙外轉，S極向紙內轉 【解析】　將線圈繞著紙面內的豎直直徑轉動時，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中會產生感應電流，故A對；將磁鐵向右平移或繞垂直紙面的軸轉動，線圈始終與磁感線平行，磁通量始終為零，沒有變化，不產生感應電流，所以B、C均不正確；將磁鐵的N極向紙外轉，S極向紙內轉，磁通量增加，線圈中產生感應電流，所以D項正確． 【答案】　AD 13.如圖1117所示，一帶電小球A用絕緣細線懸掛，在水平面內做勻速圓周運動，其正下方有一導體圓環(huán)B放在絕緣水平面上，圓環(huán)B的圓心位于懸點正下方． 圖1117 (1)將圓環(huán)以環(huán)上某點為支點豎起時，圓環(huán)中是否產生感應電流； (2)將圓環(huán)在水平面上拉動時，圓環(huán)中是否產生感應電流． 【導學號：31310008】 【解析】　帶電小球做圓錐擺運動等效為一環(huán)形電流，在空間產生磁場，可由安培定則判斷磁感線的分布特點． (1)當圓環(huán)豎起時，穿過圓環(huán)的磁通量減少，由感應電流的產生條件知圓環(huán)中產生電流． (2)當圓環(huán)被拉動時，穿過圓環(huán)的磁通量減少，圓環(huán)中產生感應電流． 【答案】　(1)產生　(2)產生