電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用 過(guò)關(guān)檢測(cè)習(xí)題培優(yōu)專練 人教版新教材高中物理必修第三冊(cè)(含答案解析)_第1頁(yè)
電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用 過(guò)關(guān)檢測(cè)習(xí)題培優(yōu)專練 人教版新教材高中物理必修第三冊(cè)(含答案解析)_第2頁(yè)
電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用 過(guò)關(guān)檢測(cè)習(xí)題培優(yōu)專練 人教版新教材高中物理必修第三冊(cè)(含答案解析)_第3頁(yè)
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PAGE613.3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)1、如圖甲所示為法拉第在研究電磁感應(yīng)時(shí)用過(guò)的線圈,其工作原理如圖乙所示,則實(shí)驗(yàn)中不會(huì)使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是()A.保持開(kāi)關(guān)閉合 B.開(kāi)關(guān)閉合瞬間C.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間 D.移動(dòng)變阻器滑片解析:選A開(kāi)關(guān)閉合狀態(tài)下,線圈中電流恒定,穿過(guò)線圈的磁通量不發(fā)生變化,沒(méi)有感應(yīng)電流,電流表指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),故A正確;當(dāng)開(kāi)關(guān)接通的瞬間、開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間或者移動(dòng)變阻器滑片時(shí),線圈中磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),故B、C、D錯(cuò)誤.2、如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中用于研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是()解析:選B選項(xiàng)A是用來(lái)探究影響安培力的大小因素的實(shí)驗(yàn)裝置;選項(xiàng)B是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置,觀察導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),電流表中是否會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流;選項(xiàng)C是用來(lái)探究安培力的方向與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置;選項(xiàng)D是奧斯特實(shí)驗(yàn)裝置,證明通電導(dǎo)線周?chē)嬖诖艌?chǎng),故B正確.3、下面所示的實(shí)驗(yàn)示意圖中,用于探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是()解析:選B選項(xiàng)A是奧斯特實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)證明了通電導(dǎo)線周?chē)嬖谥艌?chǎng),利用電生磁現(xiàn)象制成了電磁鐵,故不4、某學(xué)生做觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn),將電流計(jì)、線圈A和B、蓄電池、開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。當(dāng)他接通、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí),電流計(jì)的指針都沒(méi)有偏轉(zhuǎn),其原因是()A.開(kāi)關(guān)位置接錯(cuò)B.電流計(jì)的正、負(fù)接線柱接反C.線圈B的接頭3、4接反D.蓄電池的正、負(fù)極接反解析:選A題圖中開(kāi)關(guān)的連接不能控制含有電源的電路中電流的通斷,而本實(shí)驗(yàn)的目的是研究在開(kāi)關(guān)通斷的瞬間,線圈B中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流,但題圖的接法達(dá)不到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹i_(kāi)關(guān)應(yīng)接在線圈A所在的電路中。5、(多選)某學(xué)生做觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)時(shí),將電流表、線圈A和B、蓄電池、開(kāi)關(guān),用導(dǎo)線連接成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路,閉合開(kāi)關(guān),下列說(shuō)法正確的是()A.線圈A插入線圈B的過(guò)程中,有感應(yīng)電流B.線圈A從B線圈中拔出過(guò)程中,有感應(yīng)電流C.線圈A停在B線圈中,有感應(yīng)電流D.線圈A拔出線圈B的過(guò)程中,線圈B的磁通量在減小解析:選ABD線圈A插入線圈B的過(guò)程中,導(dǎo)致穿過(guò)線圈B的磁通量發(fā)生變化,則有感應(yīng)電流,故A正確;同理,當(dāng)線圈A從B線圈中拔出過(guò)程中,導(dǎo)致穿過(guò)線圈B的磁通量發(fā)生變化,則有感應(yīng)電流,故B正確;線圈A停在B線圈中,穿過(guò)線圈B的磁通量不變,沒(méi)有感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤;線圈A拔出線圈B的過(guò)程中,穿過(guò)線圈B的磁通量減小,線圈B產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D正確.6、(多選)如圖所示,下列情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.如圖4-1-12(甲)所示,導(dǎo)體棒AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)B.如圖4-1-12(乙)所示,條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí)C.如圖4-1-12(丙)所示,小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng),開(kāi)關(guān)S一直接通時(shí)D.如圖4-1-12(丙)所示,小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng),開(kāi)關(guān)S一直接通,當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)解析:選BDA中導(dǎo)體棒順著磁感線運(yùn)動(dòng),穿過(guò)閉合電路的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化,無(wú)感應(yīng)電流,故A錯(cuò);B中條形磁鐵插入線圈時(shí)線圈中的磁通量增加,拔出線圈時(shí)線圈中的磁通量減少,都有感應(yīng)電流,故B正確;C中開(kāi)關(guān)S一直接通,回路中為恒定電流,螺線管A產(chǎn)生的磁場(chǎng)穩(wěn)定,螺線管B中的磁通量無(wú)變化,線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C錯(cuò);D中開(kāi)關(guān)S接通,滑動(dòng)變阻器的阻值變化使閉合回路中的電流變化,螺線管A的磁場(chǎng)發(fā)生變化,螺線管B中磁通量發(fā)生變化,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D正確.7、如圖所示,是“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置.(1)將圖中所缺導(dǎo)線補(bǔ)充完整.(2)如果在閉合開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下,那么合上開(kāi)關(guān)后,將原線圈迅速插入副線圈中,電流計(jì)指針將________(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn).(3)原線圈插入副線圈后,將滑動(dòng)變阻器滑片迅速向右移動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針將________(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn).解析:(1)“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)電路分兩部分,一部分是含有電源的電路,另一部分是含有電流計(jì)的電路,要使原線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)必須對(duì)其通電,故電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、原線圈組成閉合電路,靈敏電流計(jì)與副線圈組成另一個(gè)閉合電路,如圖所示:(2)閉合開(kāi)關(guān)時(shí),穿過(guò)副線圈的磁通量增加,靈敏電流計(jì)的指針向右偏,那么合上開(kāi)關(guān)后,將原線圈迅速插入副線圈中,穿過(guò)副線圈的磁通量增加,電流計(jì)指針將向右偏轉(zhuǎn).(3)原線圈插入副線圈后,將滑動(dòng)變阻器滑片迅速向右移動(dòng)時(shí),接入電路的電阻變大,流過(guò)原線圈的電流減小,穿過(guò)副線圈的磁通量減少,電流計(jì)指針將向左偏轉(zhuǎn).二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1、如圖所示,A中線圈有一小缺口,B、D中勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域足夠大,C中通電導(dǎo)線位于水平放置的圓形閉合線圈某一直徑的正上方.其中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()解析:選B圖A中線圈沒(méi)閉合,無(wú)感應(yīng)電流;圖B中閉合電路中的磁通量增大,有感應(yīng)電流;圖C中的導(dǎo)線在圓形閉合線圈的正上方,不論電流如何變化,穿過(guò)線圈的磁感線都相互抵消,磁通量恒為零,無(wú)感應(yīng)電流;圖D中回路磁通量恒定,無(wú)感應(yīng)電流.2、如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)閉合的彈簧線圈,線圈的平面垂直于磁感線,下列哪種過(guò)程中線圈會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流()A.線圈擴(kuò)張B.線圈自下向上運(yùn)動(dòng)C.線圈自上向下運(yùn)動(dòng)D.線圈自左向右運(yùn)動(dòng)(未穿出磁場(chǎng))解析:選A線圈擴(kuò)張,線圈中磁通量變大,線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A項(xiàng)正確;線圈自下向上運(yùn)動(dòng),線圈中磁通量不變,線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;線圈自上向下運(yùn)動(dòng),線圈中磁通量不變,線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;在未穿出磁場(chǎng)的前提下,線圈自左向右運(yùn)動(dòng),線圈中磁通量不變,線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。3、如圖所示,L為一根無(wú)限長(zhǎng)的通電直導(dǎo)線,M為一金屬環(huán),L過(guò)M的圓心,且通以向上的電流I,則()A.當(dāng)L中的I發(fā)生變化時(shí),環(huán)中有感應(yīng)電流B.當(dāng)M左右平移時(shí),環(huán)中有感應(yīng)電流C.當(dāng)M保持水平,在豎直方向上下移動(dòng)時(shí)環(huán)中有感應(yīng)電流D.只要L與M保持垂直,則以上幾種情況,環(huán)中均無(wú)感應(yīng)電流解析:選D由于直線電流的磁場(chǎng)是垂直導(dǎo)線的同心圓,故只要L與M保持垂直,穿過(guò)金屬環(huán)M的磁通量就為零,保持不變,環(huán)中均無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生。故選項(xiàng)D正確。4、[多選]在如圖所示的電路中,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后,為使靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn),下列措施可行的是()A.將A線圈向左靠近B線圈B.將開(kāi)關(guān)S突然斷開(kāi)C.保持右邊電路電流不變D.將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)小解析:選ABD線圈A中磁通量發(fā)生變化時(shí)會(huì)引起線圈B中的磁通量變化,所以將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)小、將開(kāi)關(guān)S突然斷開(kāi)都能使磁通量發(fā)生變化,使線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流,靈敏電流計(jì)的指針就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)B、D正確;當(dāng)A線圈靠近的時(shí)候也可以使穿過(guò)B線圈的磁通量變化,所以選項(xiàng)A正確。5、(多選)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌,磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直;導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動(dòng)的導(dǎo)體棒ab、cd,這兩個(gè)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速度分別為v1、v2,如圖所示,則下列四種情況,ab棒中有感應(yīng)電流通過(guò)的是()A.v1>v2 B.v1<v2C.v1≠v2 D.v1=v2解析:選ABC只要閉合回路的磁通量發(fā)生變化,閉合回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生.題中導(dǎo)軌位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,只要滿足v1≠v2,回路的面積就會(huì)發(fā)生變化,從而磁通量發(fā)生變化,回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生.6、如圖4-1-15所示,閉合圓導(dǎo)線圈平行地放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,其中ac、bd分別是平行、垂直于磁場(chǎng)方向的兩直徑。試分析線圈做以下哪種運(yùn)動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生感應(yīng)電流()A.使線圈在其平面內(nèi)平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)B.使線圈平面沿垂直紙面方向向紙外平動(dòng)C.使線圈以ac為軸轉(zhuǎn)動(dòng)D.使線圈以bd為軸稍做轉(zhuǎn)動(dòng)解析:選D線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B為定值,由ΔΦ=B·ΔS知:只要回路中相對(duì)磁場(chǎng)的正對(duì)面積改變量ΔS≠0,則磁通量一定要改變,回路中一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生。當(dāng)線圈在紙面內(nèi)平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈相對(duì)磁場(chǎng)的正對(duì)面積始終為零,因此ΔS=0,因而無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生,A錯(cuò);當(dāng)線圈平面沿垂直紙面方向向紙外平動(dòng)時(shí),同樣ΔS=0,因而無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生,B錯(cuò);當(dāng)線圈以ac為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈相對(duì)磁場(chǎng)的正對(duì)面積改變量ΔS仍為零,回路中仍無(wú)感應(yīng)電流,C錯(cuò);當(dāng)線圈以bd為軸稍做轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈相對(duì)磁場(chǎng)的正對(duì)面積發(fā)生了改變,因此在回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,故選D。7、如圖4-1-16所示,矩形線圈與磁場(chǎng)垂直,且一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi),一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)外,下述過(guò)程中能使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的是A.以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)45°B.以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)45°C.將線圈向下平移D.將線圈向上平移解析:選B以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)45°,穿過(guò)線圈的磁通量仍為Φ=eq\f(1,2)BS,保持不變,沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A錯(cuò)誤;以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)45°,穿過(guò)線圈的磁通量從Φ=eq\f(1,2)BS減小到零,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故B正確;將線圈向下平移時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量不變,沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故C錯(cuò)誤;將線圈向上平移,穿過(guò)線圈的磁通量不變,沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故D錯(cuò)誤。8、(多選)如圖所示,豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線通以恒定電流,有一矩形線框與導(dǎo)線在同一平面內(nèi),在下列情況下線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是A.導(dǎo)線中電流變大B.線框向右平動(dòng)C.線框向下平動(dòng)D.線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)解析:選ABD直線電流在其周?chē)a(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度與導(dǎo)線中的電流大小和考察點(diǎn)到導(dǎo)線的距離有關(guān)(離導(dǎo)線越近,磁場(chǎng)越強(qiáng))。本題A中因電流的變大使穿過(guò)線框回路的磁場(chǎng)變強(qiáng)從而使磁通量發(fā)生了變化;B中因線框向外運(yùn)動(dòng)使穿過(guò)線框回路的磁場(chǎng)變?nèi)?,從而使穿過(guò)線框回路的磁通量發(fā)生變化;D主要是因?yàn)榫€框面與磁場(chǎng)方向的夾角不斷變化,從而使穿過(guò)線框回路的磁通量發(fā)生變化;C中影響電路磁通量的三個(gè)因素都沒(méi)有改變,故磁通量不變。故A、B、D正確。三、計(jì)算題1、邊長(zhǎng)l=10cm的正方形線框,固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直,如圖所示.磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律為B=(2+3t)(T),則3s內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量的變化量ΔΦ為多少?解析:3s內(nèi)就是從0到3s末,所以0s末時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=(2+3×0)T=2T3s末時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2=(2+3×3)T=11T所以ΔΦ=ΔBS=(11-2)×0.12Wb=9×10-2Wb.答案:9×10-2Wb2、如圖所示,固定于水平面上的金屬框架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬棒M

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