2024-2025年新教材高中物理第5章初識(shí)電磁場與電磁波2電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用課時(shí)檢測含解析魯科版必修第三冊

PAGE6-電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用(15分鐘30分)一、選擇題(本題共4小題，每小題5分，共20分)1.關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，以下說法中正確的是 ()A.導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體中就肯定有感應(yīng)電流B.導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體中就肯定有感應(yīng)電流C.穿過閉合回路的磁通量不為零，閉合回路中就肯定產(chǎn)生感應(yīng)電流D.無論什么方法，只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變更，閉合電路中就肯定產(chǎn)生感應(yīng)電流【解析】選D。導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不肯定有閉合回路，同時(shí)回路中磁通量不肯定發(fā)生變更，故導(dǎo)體中不肯定有感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤；導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，磁通量不肯定發(fā)生變更，且不肯定有閉合回路，不肯定產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯(cuò)誤；依據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，不管用什么方法，只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變更，閉合回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故D正確；閉合回路放在磁場中，或在磁場中運(yùn)動(dòng)，磁通量不肯定發(fā)生變更，不肯定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤。2.下列四幅圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的情形是 ()【解析】選B。依據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件推斷，A中，電路沒有閉合，無感應(yīng)電流；B中，磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，面積增大，閉合電路的磁通量增大，有感應(yīng)電流；C中，穿過線圈的磁感線相互抵消，Φ恒為零，無感應(yīng)電流；D中，磁通量不發(fā)生變更，無感應(yīng)電流。3.如圖所示，一個(gè)U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個(gè)金屬導(dǎo)體棒ab，有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ。在下列各過程中，肯定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 ()A.ab向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使θ減小B.使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，θ角同時(shí)也減小C.ab向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD.ab向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°<θ<90°)【解析】選A。ab向右運(yùn)動(dòng)，回路面積增大，θ減小，cosθ增大，由Φ=BScosθ知，Φ增大，故A正確；同理可推斷B、C、D中Φ不肯定變更，不肯定產(chǎn)生感應(yīng)電流。4.在一空間有方向相反、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場，如圖所示，垂直紙面對外的磁場分布在一半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)，垂直紙面對里的磁場分布在除圓形區(qū)域外的整個(gè)區(qū)域，該平面內(nèi)有一半徑為b(b>a)的圓形線圈，線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，線圈與半徑為a的圓形區(qū)域是同心圓。從某時(shí)刻起磁感應(yīng)強(qiáng)度大小起先減小到，則此過程中該線圈磁通量的變更量的大小為 ()A.πB(b2-a2) B.πB(b2-2a2)C.πB(b2-a2) D.πB(b2-2a2)【解析】選D。計(jì)算磁通量Φ時(shí)，磁感線既有垂直紙面對外的，又有垂直紙面對里的，所以可以取垂直紙面對里的方向?yàn)檎较?，磁感?yīng)強(qiáng)度大小為B時(shí)線圈磁通量Φ1=πB(b2-a2)-πBa2，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為時(shí)線圈磁通量Φ2=πB(b2-a2)-πBa2，因而該線圈磁通量的變更量的大小為ΔΦ=|Φ2-Φ1|=πB(b2-2a2)，故選項(xiàng)D正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示，通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面，第一次將金屬框由Ⅰ平移到Ⅱ，其次次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到Ⅱ，設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量變更量分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則 ()A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ1=ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2 D.不能推斷【解析】選C。導(dǎo)體MN四周的磁場為非勻強(qiáng)磁場，靠近MN處的磁場強(qiáng)些，磁感線密些，遠(yuǎn)離MN處的磁感線疏些，當(dāng)線框在Ⅰ位置時(shí)穿過平面的磁通量為Φ1，當(dāng)線框在Ⅱ位置時(shí)穿過平面的磁通量為Φ2，則磁通量的變更量為ΔΦ1=|Φ2-Φ1|=Φ1-Φ2。當(dāng)線框翻轉(zhuǎn)到Ⅱ位置時(shí)，磁感線相當(dāng)于從反面穿過平面，則磁通量為-Φ2，則磁通量的變更量為ΔΦ2=|Φ2-Φ1|=Φ1+Φ2，故選C。二、非選擇題(本題共1小題，共10分)5.如圖所示的矩形線圈，ab=30cm，ad=50cm，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T，繞軸OO′從圖示位置起先勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，試求：(1)穿過線圈的磁通量最大值Φm為多大？(2)圖示位置起先勻速轉(zhuǎn)動(dòng)30°過程中，線圈中磁通量變更量為多少？【解析】(1)當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至與磁感線垂直時(shí)，磁通量有最大值為：Φm=BS=0.8×0.3×0.5Wb=0.12Wb(2)在圖示位置線圈平面與磁場平行Φ1=0，從圖示位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)30°時(shí)的磁通量Φ2=BSsin30°=BS=0.06Wb則磁通量的變更量ΔΦ=Φ2-Φ1=0.06Wb答案：(1)0.12Wb(2)0.06Wb(10分鐘20分)6.(6分)如圖所示，一水平放置的矩形線框面積為S，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向斜向上，與水平面成30°角，現(xiàn)若使矩形線框以左邊的邊為軸轉(zhuǎn)到豎直的虛線位置，則此過程中通過線框的磁通量變更量的大小是 ()A.BS B.BSC.BS D.2BS【解析】選C。Φ是標(biāo)量，但有正負(fù)之分，Φ1=BS，Φ2=-BS，ΔΦ=Φ2-Φ1=-BS-BS，則磁通量變更量的大小為BS，故此題選C。【補(bǔ)償訓(xùn)練】現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān)按如圖所示連接。下列說法中正確的是 ()A.開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出都會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)B.線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間電流計(jì)指針均不會(huì)偏轉(zhuǎn)C.開關(guān)閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng)，會(huì)使電流計(jì)指針靜止在中心零刻度D.開關(guān)閉合后，只有滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng)，電流計(jì)指針才能偏轉(zhuǎn)【解析】選A。開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出都會(huì)引起穿過線圈B的磁通量發(fā)生變更，從而使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A正確；線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間，線圈B的磁通量會(huì)發(fā)生變更，電流計(jì)指針會(huì)偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；開關(guān)閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片P無論勻速滑動(dòng)還是加速滑動(dòng)，都會(huì)導(dǎo)致線圈A的電流發(fā)生變更，使線圈B的磁通量變更，電流計(jì)指針都會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。7.(14分)如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)。t=0時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，此時(shí)MN到達(dá)的位置恰好使MDEN構(gòu)成一個(gè)邊長為l的正方形。為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從t=0起先，磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)隨時(shí)間t怎樣變更？請推導(dǎo)這種狀況下B與t的關(guān)系式?！窘忸}指南】解答本題應(yīng)留意兩點(diǎn)：(1)當(dāng)回路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生時(shí)，回路總的磁通量應(yīng)保持不變。(2)