1電磁感應現(xiàn)象及應用-【新教材】人教版高中物理必修練習

電磁感應現(xiàn)象及應用題號一二三總分得分一、單選題（本大題共14小題，共分）如圖所示，一有限范圍的勻強磁場，寬度為d，將一邊長為l的正方形導線框以速度v勻速地通過磁場區(qū)域，若d>l，則線框中不產生感應電流的時間應等于(????)

A.dv B.lv C.d-lv【答案】C【解析】略

如圖所示，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(????)

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零6?A【答案】A【解析】略

如圖所示，AB是處于水平面內的一個圓的直徑，在過AB的豎直面內有一根通電直導線CD，且CD//AB。當CD豎直向上平移時，電流的磁場穿過圓面積的磁通量將(????)

A.逐漸增大 B.逐漸減小

C.始終為零 D.不為零，但保持不變【答案】C【解析】略

如圖所示，大圓導線環(huán)A中通有逆時針方向的電流，在導線環(huán)所在平面內有一個圓B，它的一半面積在A環(huán)內，另一半面積在A環(huán)外，則穿過圓B的磁通量(????)A.為零 B.垂直環(huán)面向里

C.垂直環(huán)面向外 D.條件不足，無法判斷【答案】C【解析】略

磁通量是研究電磁感應現(xiàn)象的重要物理量，如圖所示，通有恒定電流的直導線MN與閉合線框共面，第一次將線框由位置1平移到位置2，第二次將線框由位置1繞cd邊翻轉到位置2，設前后兩次通過線框的磁通量變化分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則(

)A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ【答案】C【解析】略

為探討磁場對腦部神經組織的影響及臨床醫(yī)學應用，某小組查閱資料得知：“將金屬線圈放置在頭部上方幾厘米處，給線圈通以上千安培、歷時約幾毫秒的脈沖電流，電流流經線圈產生瞬間的高強度脈沖磁場，磁場穿過頭顱對腦部特定區(qū)域產生感應電場及感應電流，而對腦神經產生電刺激作用，其裝置如圖所示?！蓖瑢W們討論得出的下列結論正確的是

A.脈沖電流流經線圈會產生高強度的磁場是電磁感應現(xiàn)象

B.脈沖磁場在線圈周圍空間產生感應電場是電流的磁效應

C.若將脈沖電流改為恒定電流，可持續(xù)對腦神經產生電刺激作用

D.若脈沖電流最大強度不變，但縮短脈沖電流時間，則在腦部產生的感應電場及感應電流會增強【答案】D【解析】【分析】

本題考查了電流的磁效應和電磁感應現(xiàn)象，同時需要明確電磁感應現(xiàn)象的條件和決定感應電流的大小的因素。

脈沖電流流經線圈會產生高強度的磁場是電流的磁效應；脈沖磁場在線圈周圍空間產生感應電場是電磁感應現(xiàn)象；產生感應電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化；根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，當脈沖電流最大強度不變，即產生的磁場的最大磁感應強度不變，故磁通量的變化量不變，但縮短脈沖電流時間，故產生的感應電動勢變大，所以則在腦部產生的感應電場及感應電流會增強。

【解答】

A.脈沖電流流經線圈會產生高強度的磁場是電流的磁效應，故A錯誤；

B.脈沖磁場在線圈周圍空間產生感應電場是電磁感應現(xiàn)象，故B錯誤；

C.產生感應電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，當脈沖電流改為恒定電流時，磁場不發(fā)生變化，即磁通量不變，所以不會產生感應電動勢，故不能持續(xù)對腦神經產生電刺激作用，故C錯誤；

D.根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，當脈沖電流最大強度不變，即產生的磁場的最大磁感應強度不變，故磁通量的變化量不變，但縮短脈沖電流時間，故產生的感應電動勢變大，所以則在腦部產生的感應電場及感應電流會增強，故D正確。

故選D。

下列現(xiàn)象中，屬于電磁感應現(xiàn)象的是A.小磁針在通電導線附近發(fā)生偏轉

B.通電線圈在磁場中受磁場作用力轉動

C.磁鐵吸引小磁針

D.閉合線圈靠近磁鐵時產生電流【答案】D【解析】【分析】

解答本題應掌握：電磁感應的現(xiàn)象---因磁通量的變化，從而產生感應電動勢，形成感應電流的現(xiàn)象。

本題中的四個選項分別對應了電與磁間關系的四個問題，A為電流的磁效應；B為電流在磁場中受力；C為磁化現(xiàn)象；D為電磁感應。

【解答】

電磁感應指閉合回路中部分導體做切割磁感線運動，或者穿過閉合線圈的磁通量變化，則回路中即可產生感應電流。

A.小磁針在通電導線附近發(fā)生偏轉，這是電流的磁效應，故A錯誤；

B.通電線圈在磁場中轉動，是由于安培力作用，故B錯誤；

C.磁鐵吸引小磁針，磁性相互作用，故C錯誤；

D.閉合線圈在磁場中運動而產生電流，是由運動而產生感應電流，故D正確。

故選D。

為尋找“磁生電”現(xiàn)象，英國物理學家法拉第在1831年把兩個線圈繞在同一個軟鐵環(huán)上(如圖所示)，一個線圈A連接電池E和開關S1，另一個線圈B連接開關S2，并在其中一段直導線正下方放置一小磁針。閉合開關S1、SA.先閉合開關S1，再閉合開關S2，小磁針偏轉了一下，最終復原

B.先閉合開關S1，再閉合開關S2，小磁針偏轉了一下，并一直保持這種偏轉狀態(tài)

C.先閉合開關S2，再閉合開關S1，小磁針偏轉了一下，最終復原

D.【答案】C【解析】【分析】

先閉合S1，而此時S2是斷開的，閉合S1時B線圈不會有感應電流；先閉合S2使B線圈形成閉合回路，再閉合S1時B線圈有感應電流，此電流的磁場對小磁針產生作用力。

【解答】

AB.先閉合S1，A線圈中電流恒定，軟鐵環(huán)內有穩(wěn)定的磁場，再閉合S2時B線圈中沒有磁通量的變化，不會有感應電流，小磁針不動，故AB錯誤；

CD.如果先閉合S2使B線圈形成閉合回路，再閉合S1時軟鐵環(huán)內磁通量增大，B線圈有感應電流，小磁針偏轉一下；穩(wěn)定時A中電流恒定，軟鐵環(huán)內磁通量無變化，B線圈無感應電流，小磁針將恢復原位，故下面所示的實驗示意圖中，用于探究電磁感應現(xiàn)象的是(????)A. B.

C. D.【答案】B【解析】【分析】

本題涉及的內容有電流的磁效應，電動機的原理和發(fā)電機的原理．注意電磁感應和通電導體在磁場中受力運動的裝置的不同，前者外部有沒有電源，后者外部有電源?！窘獯稹緼.該選項是奧斯特實驗，該實驗證明了通電導線周圍存在著磁場，利用電生磁現(xiàn)象制成了電磁鐵，故不符合題意；故A錯誤；

B.磁鐵在進入線圈的過程，由于磁通量的變化，產生感應電流；這是用來探究電磁感應現(xiàn)象的；故B正確；

C.閉合開關，線圈中有電流通過時，它就會運動起來，即說明通電導線在磁場中受力的作用，即是電動機的制作原理，故不符合題意；故C錯誤；

D.閉合開關，導線中有電流通過時，它就會運動起來，即說明通電導線在磁場中受力的作用，即是電動機的制作原理，故不符合題意；故D錯誤；

故選B。

如圖所示，一個邊長為2L的等腰直角三角形ABC區(qū)域內，有垂直紙面向里的勻強磁場，其左側有一個用金屬絲制成的邊長為L的正方形線框abcd，線框以水平速度v勻速通過整個勻強磁場區(qū)域，設電流逆時針方向為正．則在線框通過磁場的過程中，線框中感應電流i隨時間t變化的規(guī)律正確的是(????)

A. B.

C. D.【答案】B【解析】【分析】

解答本題的關鍵是正確利用幾何關系弄清線框向右運動過程中有效切割長度的變化，然后根據(jù)法拉第電磁感應定律求解，注意感應電流方向的正負；

圖象具有形象直觀特點，通過圖象可以考查學生綜合知識掌握情況，對于圖象問題學生在解答時可以優(yōu)先考慮排除法，通過圖象形式、是否過原點、方向等進行排除。

【解答】

在0～t時間內，bd邊進入磁場，切割有效長度不變，根據(jù)楞次定律可以判斷電流逆時針，為正值，大小不變；在t～2t時間內ac邊進入磁場，bd邊開始穿出磁場，有效長度從零開始逐漸增大，感應電動勢從零開始逐漸增大，電流從零開始逐漸增大，根據(jù)楞次定律可以判斷電流順時針，為負值；在2t～3t時間內ac邊開始穿出磁場，有效長度從L逐漸減小到零，感應電動勢逐漸減小到零，電流逐漸減小到零，根據(jù)楞次定律可以判斷電流順時針，為負值，符合題意的圖像是B圖，ACD不符合題意；

故選B。

如圖所示，一正方形金屬線框邊長為a，從磁場上方某一高度、自由下落，磁場邊界寬為3a，則線框從進入磁場到完全離開磁場的過程中，線框速度隨時間變化的圖象可能是下圖中(????)

A. B.

C. D.【答案】C【解析】【分析】

金屬框自由下落，進入勻強磁場時，可能做勻速直線運動，可能做加速運動，也可能做減速運動，根據(jù)安培力與速度成正比的關系，分析加速度的變化，再選擇圖象。

解決本題時，關鍵要注意條件不明時，要考慮各種情況．安培力與速度關系式F=B2L2vR，在分析電磁感應導體運動情況時經常用到，要在理解的基礎上加強記憶。

【解答】

A.金屬框進入勻強磁場時，做減速運動，則重力小于所受安培力；根據(jù)安培力公式F=B2a2vR可知，出磁場時的速度大于進入磁場的速度，則出磁場時必定也做減速運動，故A錯誤；

B.金屬框進入勻強磁場時，若重力與所受安培力平衡，做勻速直線運動；出磁場時的速度大于進入磁場的速度，則出磁場時必定做減速運動；由于安培力大于重力，所以速度減小時，線框所受的安培力減小，則合力減小，加速度減小，棒做加速度減小的減速運動，而不是加速度增大的減速運動，故B錯誤；

C.開始時棒的速度增大，根據(jù)安培力公式F=B2如圖所示，豎直向下的勻強磁場中有一個閉合的正方形線框．保持線框始終完全處于勻強磁場中，在下列情況中，線框中能產生感應電流的是

A.如圖甲，線框在磁場中豎直向下加速移動

B.如圖乙，線框在磁場中水平移動

C.如圖丙，線框繞自身的水平對稱軸AB做勻速轉動

D.如圖丁，線框繞垂直于自身平面的豎直軸CD做勻速轉動【答案】C【解析】【分析】

要使線圈中產生感應電流，則穿過線圈的磁通量要發(fā)生變化，回路要閉合，據(jù)此解答。

本題主要考查感應電流的產生條件、磁通量。

【解答】

要使線圈中產生感應電流，則穿過線圈的磁通量要發(fā)生變化，回路要閉合，則：

A.如圖甲，線框在磁場中豎直向下加速移動，磁通量不變，無感應電流，故A錯誤；

B.如圖乙，線框在磁場中水平移動，磁通量不變，無感應電流，故B錯誤；

C.如圖丙，線框繞自身的水平對稱軸AB做勻速轉動，磁通量周期性地改變，故一定有感應電流，故C正確；

D.如圖丁，線框繞垂直于自身平面的豎直軸CD做勻速轉動，磁通量不變，無感應電流，故D錯誤。

故選C。

如圖所示，半徑為R的光滑半圓形軌道固定在水平面上，軌道的圓心處固定了一條形磁鐵。一半徑為r、質量為m的金屬球從半圓軌道的一端由靜止釋放(金屬球緊貼軌道，其球心在半圓軌道的水平直徑上)，金屬球在軌道上來回往復運動，重力加速度大小為g，空氣阻力忽略不計。下列說法正確的是(????)

A.由于沒有摩擦，金屬球來回往復運動時，每次都能到達相同的高度

B.金屬球第一次到達軌道最低點的速度是v=2g(R-r)，后續(xù)每次到達最低點的速度都小于v=2g(R-r)

C.金屬球最終停在軌道最低點，運動過程中系統(tǒng)產生的總熱量為mg(R-r)

【答案】C【解析】【分析】

根據(jù)感應電流產生條件判斷有無感應電流產生，根據(jù)能量守恒確定金屬球第一次到達軌道最低點的速度，并分析系統(tǒng)產生的總熱量。

本題考查了感應電流產生的條件及能量守恒定律，要知道感應電流產生的條件閉合回路、磁通量變化。要注意本題中感應電流被稱為渦流。

【解答】

A.金屬球在運動過程中，穿過金屬球的磁通量不斷變化，在金屬球內形成閉合回路，產生渦流，金屬球要產生熱量，機械能不斷地減少，所以金屬球能到達的最大高度不斷降低，直至金屬球停在半圓軌道的最低點，故A錯誤；

B.從開始到金屬球第一次到達軌道最低點的過程，根據(jù)能量守恒定律得mg(R-r)=Q+12mv?2，可知，v<2g(R-r)，由于機械能不斷減少，所以，

后續(xù)每次到達最低點的速度都小于v=2g(R-r)，故B錯誤。

C.金屬球最終停在軌道最低點，根據(jù)能量守恒定律得系統(tǒng)產生的總熱量Q總=mg(R-r)，故C正確。

D.金屬球運動過程中有感應電動勢產生，在金屬球內形成閉合回路，所以能產生感應電流，故如圖所示，在同一水平面內有兩根光滑平行金屬導軌MN和PQ，在兩導軌之間豎直放置通電螺線管，ab和cd是放在導軌上的兩根金屬棒，它們分別放在螺線管的左、右兩側，保持開關閉合，最初兩金屬棒處于靜止狀態(tài)．當滑動變阻器的滑片向左滑動時，兩根金屬棒與導軌構成的回路中感應電流方向(俯視圖)及ab、cd兩棒的運動情況是(

)

A.感應電流為順時針方向，兩棒相互靠近

B.感應電流為順時針方向，兩棒相互遠離

C.感應電流為逆時針方向，兩棒相互遠離

D.感應電流為逆時針方向，兩棒相互靠近【答案】C【解析】【分析】

本題主要考查電磁感應的相關知識點，解題的關鍵在于熟練的掌握產生感應電流的條件閉合回路以及磁通量發(fā)生改變，兩者缺一不可。

【解答】當變阻器滑片向左滑動時，電路的電流大小變大，線圈的磁場增加；根據(jù)安培定則由電流方向可確定線圈的磁場方向垂直于導軌向下；由于線圈處于兩棒中間，所以穿過兩棒所圍成的磁通量變大，由楞次定律：增反減同可得，線框adbc

產生逆時針方向感應電流；最后根據(jù)左手定則可確定安培力的方向：ab棒處于垂直向上的磁場，且電流方向ab，則安培力方向向左；cd棒處于垂直向上的磁場，且電流方向dc，則安培力方向向右，即兩棒相互遠離，故ABD錯誤，故C正確。

故選C。

二、多選題（本大題共3小題，共分）

如圖所示，在水平面上有兩條平行導電導軌MN、PQ，導軌間距離為l，勻強磁場垂直于導軌所在的平面(紙面)向里，磁感應強度的大小為B，兩根金屬桿1、2放在導軌上，與導軌垂直，它們分別以速度v1、v2做勻速直線運動，下列哪種情形回路中有電流通過(

)

A.v1=v2 B.v1>【答案】BC【解析】略

我國已經制訂了登月計劃，假如航天員登月后想探測一下月球表面是否有磁場，他手邊有一只靈敏電流計和一個小線圈，則下列推斷中正確的是(????)

A.直接將電流計放于月球表面，看是否有示數(shù)來判斷

B.將電流計與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如電流計無示數(shù)則判斷月球表面無磁場

C.將電流計與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如電流計有示數(shù)，則判斷月球表面有磁場

D.將電流計與線圈組成閉合回路，使線圈分別繞兩個互相垂直的軸轉動，月球表面若有磁場，則電流計至少有一次示數(shù)不為零【答案】CD【解析】略

某同學自制的簡易電動機示意圖如圖所示。矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出，并作為線圈的轉軸。將線圈架在兩個金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內，永磁鐵置于線圈下方。為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉動起來，該同學應將(????)A.左、右轉軸下側的絕緣漆都刮掉

B.左、右轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉

C.左轉軸上側的絕緣漆刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮掉

D.左轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮掉【答案】AD【解析】【分析】

電動機是利用通電導體在磁場中受力的原理，在轉動過程中，分析線圈中電流方向和