13.3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用（解析版）

13.3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用課后培優(yōu)練課后培優(yōu)練級練培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過關(guān)練1．下列符合物理學(xué)史實(shí)的是（）A．法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系B．楞次總結(jié)了感應(yīng)電流方向的判斷定律C．安培發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了磁生電的設(shè)想D．法拉第提出了著名的分子電流假說，揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)【答案】B【詳解】A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系。A錯(cuò)誤；B．楞次總結(jié)了感應(yīng)電流方向的判斷定律。B正確；C．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了磁生電的設(shè)想。C錯(cuò)誤；D．安培提出了著名的分子電流假說，揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。D錯(cuò)誤。故選B。2．下列現(xiàn)象屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是（）A．通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用，作用力方向由左手定則判定B．閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流C．一些物體在磁體或電流的作用下會顯現(xiàn)磁性，如插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化D．通電導(dǎo)線周圍和永磁體周圍一樣都存在磁場【答案】B【詳解】A．通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用，作用力方向由左手定則判定，該現(xiàn)象不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，選項(xiàng)A不符合題意；B．閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流，該現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，選項(xiàng)B符合題意；C．一些物體在磁體或電流的作用下會顯現(xiàn)磁性，如插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化，該現(xiàn)象不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，選項(xiàng)C不符合題意；D．通電導(dǎo)線周圍和永磁體周圍一樣都存在磁場，該現(xiàn)象不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，選項(xiàng)D不符合題意；故選B。3．下列情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A．如圖（a）所示，導(dǎo)體AB順著磁感線運(yùn)動B．如圖（b）所示，條形磁鐵插入線圈中不動時(shí)C．如圖（c）所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關(guān)S一直接通時(shí)D．如圖（c）所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關(guān)S一直接通，當(dāng)改變滑動變阻器阻值時(shí)【答案】D【詳解】A．導(dǎo)體順著磁感線運(yùn)動，通過閉合電路的磁通量不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤。B．條形磁鐵插入線圈中不動時(shí)，線圈中沒有磁通量的變化，從而不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯(cuò)誤。C．小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關(guān)S一直接通時(shí)，通過閉合回路的磁通量不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤。D．小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關(guān)S一直接通，當(dāng)改變滑動變阻器的阻值時(shí)，電路中電流發(fā)生改變，A產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化，B中的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D正確。故選D。4．如圖所示，開始時(shí)矩形線圈平面與磁場垂直，且一半在勻強(qiáng)磁場內(nèi)一半在勻強(qiáng)磁場外，則下列方法在線圈中沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A．以ab為軸轉(zhuǎn)動B．以O(shè)O′為軸轉(zhuǎn)動C．以ad為軸轉(zhuǎn)（小于60°）D．以bc為軸轉(zhuǎn)（小于60°）【答案】D【詳解】A．以ab為軸轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A錯(cuò)誤；B．以O(shè)O′為軸轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B錯(cuò)誤；C．以ad為軸轉(zhuǎn)動（小于60°），穿過線圈的磁通量一開始為隨后逐步減小到零，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故C錯(cuò)誤；D．以bc為軸轉(zhuǎn)動（小于60°），穿過線圈的磁通量為且保持不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故D正確。故選D?！军c(diǎn)睛】根據(jù)條件判斷磁通量的變化情況，繼而判斷是否有感應(yīng)電流。5．“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，某實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)中判斷出電流從電流計(jì)正極（右）流入時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)?，F(xiàn)將磁鐵從線圈上方某位置向上拔出線圈時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)，則（）A．條形磁鐵上極是N極B．線圈內(nèi)磁通量逐漸減小，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反C．磁鐵在豎直拔出過程中，感應(yīng)電流在線圈內(nèi)部磁場的方向向下D．若將磁鐵豎直向下插入線圈，電流計(jì)指針仍向右偏轉(zhuǎn)【答案】C【詳解】ABC．電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)，根據(jù)螺線管的繞向，說明螺線管中電流順時(shí)針方向（俯視），根據(jù)安培定則，螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電流磁場方向是向下的，磁鐵向上拔出線圈，磁通量減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流磁場方向要與原磁場方向相同，說明原磁場方向（磁鐵在螺線管中的磁場）向下，所以條形磁鐵下極是N極。故AB錯(cuò)誤，C正確；D．若將磁鐵豎直向下插入線圈，磁通量向下增大，感應(yīng)電流磁場方向向上，螺線管中電流逆時(shí)針方向（俯視），則電流從電流計(jì)負(fù)極（左）流入，指針向左偏轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤。故選C。6．如圖所示，自感線圈較大的線圈L，其直流電阻不計(jì)，下列操作中能使電容器C的A板帶上正電的是（）A．S閉合的瞬間B．S斷開的瞬間C．S閉合，電路穩(wěn)定后D．S閉合，滑動變阻器的滑片移至最右端并保持靜止【答案】A【詳解】A．S閉合瞬間，由于L的自感作用，阻礙電流增大，則電源給電容器充電，所以A極帶正電，故A正確；B．S斷開瞬間，由于線圈電流變化，產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流減小，則對電容器充電，所以B板帶正電，故B錯(cuò)誤；C．S閉合時(shí)電路穩(wěn)定后，L的電阻為零，所以C兩端無電壓；故C錯(cuò)誤；D．S閉合，向右迅速移動滑動變阻器觸頭，電流減小，則自感線圈阻礙電流減小，對電容器充電，所以B極帶正電，故D錯(cuò)誤。故選A。【點(diǎn)評】本題考查了LC振蕩電路中電流的變化，結(jié)合線圈對電流變化的特點(diǎn)分析判斷．7．如圖所示，一個(gè)閉合金屬圓環(huán)用絕緣細(xì)線掛于O點(diǎn)，將圓環(huán)拉離平衡位置并由靜止釋放，圓環(huán)擺動過程中經(jīng)過有界的水平方向的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，A、B為該磁場的豎直邊界，磁場方向垂直于圓環(huán)所在平面向里，若不計(jì)空氣阻力，則（）A．圓環(huán)向右穿過磁場后，還能擺到釋放位置B．圓環(huán)進(jìn)入磁場后離平衡位置越近速度越大，感應(yīng)電流也越大C．在進(jìn)入和離開磁場時(shí)，圓環(huán)中均有感應(yīng)電流D．圓環(huán)最終將靜止在平衡位置【答案】C【詳解】AC．當(dāng)圓環(huán)進(jìn)、出磁場時(shí)，由于圓環(huán)內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，所以有感應(yīng)電流產(chǎn)生，同時(shí)金屬圓環(huán)本身有電阻，部分機(jī)械能會轉(zhuǎn)化成熱量而損失，因此圓環(huán)不會擺到釋放位置，A錯(cuò)誤，C正確；BD．隨著圓環(huán)進(jìn)、出磁場，其機(jī)械能逐漸減少，圓環(huán)擺動的幅度越來越小，當(dāng)圓環(huán)只在勻強(qiáng)磁場中擺動時(shí)，圓環(huán)內(nèi)無磁通量的變化，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，圓環(huán)將在A、B間來回?cái)[動，BD錯(cuò)誤。故選C。8．（多選）如圖所示，環(huán)形金屬軟彈簧所處平面與某一勻強(qiáng)磁場垂直，將彈簧沿半徑方向向外拉成圓形，則以下措施不能使該金屬彈簧中產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是（）A．保持該圓的周長不變，將彈簧由圓形拉成方形B．保持該圓的周長不變，將彈簧由圓形拉成三角形C．保持該圓的面積不變，將彈簧由圓形拉成方形D．保持該圓的面積不變，將彈簧由圓形拉成三角形【答案】CD【詳解】AB．保持該圓的周長不變，將彈簧由圓形拉成方形或?qū)椈捎蓤A形拉成三角形，環(huán)形金屬軟彈簧圍成的面積改變，穿過金屬軟彈簧的磁通量發(fā)生變化會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故AB錯(cuò)誤；CD．環(huán)形金屬軟彈簧圍成的面積不變，穿過金屬軟彈簧的磁通量就不會變化，就不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故CD正確。故選CD。9．如圖所示，是矩形導(dǎo)線框abcd的對稱軸，其左方有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場。以下情況中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是（）A．將abcd向紙外平移B．將abcd向上平移C．將abcd以cd為軸轉(zhuǎn)動60°D．將abcd以ab為軸轉(zhuǎn)動60°【答案】C【詳解】A．由于磁場為勻強(qiáng)磁場，將abcd向紙外平移，其磁通量都不變化，因此不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤；B．由于磁場為勻強(qiáng)磁場，將abcd向上平移，其磁通量都不變化，因此不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯(cuò)誤；C．將abcd以cd為軸轉(zhuǎn)動60°，線圈的磁通量將發(fā)生變化，因此有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故C正確；D．將abcd以ab為軸轉(zhuǎn)動60°，穿過線圈的磁通量不變化，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤。故選C。培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練10．為了演示“感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化”的現(xiàn)象，老師做了這樣的演示實(shí)驗(yàn)：如圖所示，鋁制水平橫梁兩端各固定一個(gè)鋁環(huán)，其中A環(huán)是閉合的，B環(huán)是斷開的，橫梁可以繞中間的支點(diǎn)在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。當(dāng)裝置靜止不動時(shí)，用一磁鐵的N極去接近A環(huán)，發(fā)現(xiàn)橫梁繞支點(diǎn)沿順時(shí)針（俯視）方向轉(zhuǎn)動。若不考慮空氣流動對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是（）A．若其他條件相同，磁鐵接近A環(huán)越快，A環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就越大B．若其他條件相同，而將磁鐵的N極接近B環(huán)，則橫梁將繞支點(diǎn)沿逆時(shí)針（俯視）方向轉(zhuǎn)動C．無論磁鐵靠近A環(huán)或B環(huán)，相應(yīng)環(huán)中都有焦耳熱產(chǎn)生D．若磁鐵N極靠近A環(huán)，沿磁鐵運(yùn)動方向觀察，A環(huán)會有沿環(huán)順時(shí)針方向的感應(yīng)電流【答案】A【詳解】A．A環(huán)閉合，磁鐵接近A環(huán)越快，A環(huán)中磁通量的變化率越大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，故A正確；B．B環(huán)不閉合，磁鐵接近B環(huán)時(shí)，環(huán)內(nèi)不產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此B環(huán)不受磁場的作用力，橫桿不轉(zhuǎn)動，故B錯(cuò)誤；C．磁鐵靠近A環(huán)時(shí)，在A環(huán)內(nèi)會產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生焦耳熱，當(dāng)磁鐵靠近B環(huán)時(shí)，會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，但不會形成感應(yīng)電流，不會產(chǎn)生焦耳熱，故C錯(cuò)誤；D．磁鐵N極靠近A環(huán)時(shí)，A環(huán)垂直于紙面向里的磁通量增大，所以A環(huán)中感應(yīng)電流的磁場方向垂直于紙面向外，A環(huán)中會產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤。故選A。11．在紙面內(nèi)放有一磁鐵和一圓線圈，下列情況中能使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A．將磁鐵在紙面內(nèi)向下平移B．將磁鐵在紙面內(nèi)向右平移C．將磁鐵的N極轉(zhuǎn)向紙外，S極轉(zhuǎn)向紙內(nèi)D．將磁鐵繞垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動【答案】C【詳解】A．圖示位置，沒有磁感線穿過線圈，線圈的磁通量為零，將磁鐵在紙面內(nèi)向下平移時(shí)，線圈的磁通量仍為零，沒有變化，所以線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，A錯(cuò)誤；B．圖示位置，沒有磁感線穿過線圈，線圈的磁通量為零，將磁鐵在紙面內(nèi)向右平移時(shí)，線圈的磁通量仍為零，沒有變化，所以線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，B錯(cuò)誤；C．將磁鐵的N極轉(zhuǎn)向紙外，S極轉(zhuǎn)向紙內(nèi)，將有磁感線穿過線圈，線圈的磁通量增大，將產(chǎn)生感應(yīng)電流，C正確；D．圖示位置，沒有磁感線穿過線圈，線圈的磁通量為零，將磁鐵繞垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動，線圈的磁通量仍為零，沒有變化，所以線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，D錯(cuò)誤。故選C。12．（多選）如圖所示，有一正方形閉合線圈，在足夠大的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動。下列四個(gè)圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A．B．C．D．【答案】BD【詳解】A．線圈移動過程中，磁通量保持不變，故不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，A錯(cuò)誤；B．線圈從圖示位置轉(zhuǎn)動，磁通量變小，故能產(chǎn)生感應(yīng)電流，B正確；C．線圈與磁場平行，磁通量恒為0，故不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯(cuò)誤；D．線圈從圖示位置轉(zhuǎn)動，磁通量增加，故能產(chǎn)生感應(yīng)電流，D正確。故選BD。13．（多選）如圖所示，矩形線圈平面與磁場垂直，且一半在勻強(qiáng)磁場內(nèi)一半在勻強(qiáng)磁場外，下述過程中能使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A．以bc邊為軸轉(zhuǎn)動90°B．以ad邊為軸轉(zhuǎn)動90°C．將線圈向下平移D．將線圈向上平移【答案】AB【詳解】AB．以bc邊為軸轉(zhuǎn)動90°和以ad為軸轉(zhuǎn)動90°的過程，穿過矩形線圈的磁通量都發(fā)生變化，由產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可知，線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流，AB正確；CD．而將線圈上、下平移時(shí)，穿過矩形線圈的磁通量均不變，根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可知，線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，CD錯(cuò)誤。故選AB。14．（多選）如圖所示，將一大一小兩個(gè)不太大的正方形閉合導(dǎo)線框水平固定在同一高度上，兩個(gè)線框的中心重合。在它們的上方某處有一條形磁鐵由靜止開始下落，磁鐵在下落過程中正好從兩個(gè)線框的中心穿過而不與線框接觸，磁鐵最終落在水平地面上。在磁鐵穿過線框的過程中，下面說法正確的是（）A．穿過兩個(gè)線框的磁通量都一直在增大B．兩個(gè)線框中都會產(chǎn)生感應(yīng)電流C．當(dāng)條形磁鐵的中心正好和線框的中心重合時(shí)，大線框中的磁通量大于小線框中的磁通量D．當(dāng)條形磁鐵的中心正好和線框的中心重合時(shí)，大線框中的磁通量小于小線框中的磁通量【答案】BD【詳解】A．穿過兩個(gè)線框的磁通量都先增大后減小，故A錯(cuò)。B．兩個(gè)線框閉合且有磁通量變化，所以都會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正確CD．在條形磁鐵內(nèi)部，磁感線從S極指向N極，而在磁體外部，是從N極指向S極，線圈越大，抵消部分越多，故大線框中的磁通量小于小線框中的磁通量，故D正確。故選BD。15．（多選）如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為M、長為L的銅管用細(xì)線懸掛在天花板上，現(xiàn)讓一強(qiáng)磁鐵（可視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量為m）從銅管上端由靜止下落，強(qiáng)磁鐵在下落過程中與銅管不接觸，在強(qiáng)磁鐵穿過銅管過程中（）A．銅管中沒有感應(yīng)電流B．整個(gè)系統(tǒng)機(jī)械能不守恒C．細(xì)線中的拉力F＝MgD．強(qiáng)磁鐵穿過銅管的時(shí)間t＞【答案】BD【詳解】A．強(qiáng)磁鐵通過鋼管時(shí)，導(dǎo)致鋼管的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤；B．磁鐵在銅管中運(yùn)動的過程中，雖不計(jì)空氣阻力，但在過程中，出現(xiàn)安培力做功產(chǎn)生熱量，所以系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，故B正確；C．由于磁鐵在下落過程中，鋼管總是要阻礙磁鐵的運(yùn)動，所以磁鐵對與圓管的作用力總是向下，則細(xì)線中的拉力故C錯(cuò)誤；D．因圓管對磁鐵有阻力，所以運(yùn)動時(shí)間與自由落體運(yùn)動相比會變長，即有故D正確。故選BD。16．某學(xué)校操場上有如圖所示的運(yùn)動器械，兩根長金屬鏈條將一根金屬棒ab懸掛在固定的金屬架上。靜止時(shí)ab水平且沿東西方向。已知當(dāng)?shù)氐牡卮艌龇较蜃阅舷虮毙毕蛳屡c豎直方向成45°?，F(xiàn)讓ab隨鏈條蕩起來，與豎直方向最大偏角為45