2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初第3節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用作業(yè)含解析新人教版必修3

PAGEPAGE5第3節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用A組·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．(多選)很多科學(xué)家在物理學(xué)發(fā)展中做出了重要貢獻(xiàn)．下列表述中正確的是()A．卡文迪許測(cè)出引力常數(shù)B．法拉第發(fā)覺電磁感應(yīng)現(xiàn)象C．安培提出了分子電流假說(shuō)D．庫(kù)侖總結(jié)并確認(rèn)了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用規(guī)律【答案】ABCD【解析】解答本題時(shí)可按以下流程分析：eq\x(卡文迪許)→eq\x(扭秤試驗(yàn)測(cè)定引力常數(shù)G)→eq\x(A正確)eq\x(法拉第)→eq\x(探討“磁生電”現(xiàn)象)→eq\x(B正確)eq\x(安培)→eq\x(安培分子電流假說(shuō))→eq\x(C正確)eq\x(庫(kù)侖)→eq\x(歸納總結(jié)庫(kù)侖定律)→eq\x(D正確)2．如圖所示，AB是水平面上一個(gè)圓的直徑，在過AB的豎直面內(nèi)有一根通電直導(dǎo)線CD，已知CD∥AB．當(dāng)CD豎直向上平移時(shí)，電流的磁場(chǎng)穿過圓面積的磁通量將()A．漸漸增大 B．漸漸減小C．始終為零 D．不為零，但保持不變【答案】C【解析】由于CD位于AB的正上方，依據(jù)安培定則可知，CD產(chǎn)生的磁感線在以AB為直徑的圓內(nèi)穿入和穿出的條數(shù)相同，所以不管電流怎么改變，下面圓內(nèi)部的磁通量始終為0．故C正確．3．如圖所示，條形磁鐵以速度v向螺線管靠近，下面幾種說(shuō)法中正確的是()A．螺線管中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B．螺線管中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C．只有磁鐵速度足夠大時(shí)，螺線管中才能產(chǎn)生感應(yīng)電流D．只有在磁鐵的磁性足夠強(qiáng)時(shí)，螺線管中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流【答案】B【解析】螺線管所在的回路是閉合的，當(dāng)條形磁鐵向螺線管靠近時(shí)，穿過閉合回路的磁通量發(fā)生改變，產(chǎn)生感應(yīng)電流．故B正確．4．(多選)如圖所示，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)的金屬棒ab、cd，與導(dǎo)軌接觸良好．這兩條金屬棒ab、cd的運(yùn)動(dòng)速度分別是v1、v2，且“井”字形回路中有感應(yīng)電流通過，則可能()A．v1＞v2 B．v1＜v2C．v1＝v2 D．無(wú)法確定【答案】AB【解析】只要金屬棒ab、cd的運(yùn)動(dòng)速度不相等，穿過“井”字形回路的磁通量就會(huì)發(fā)生改變，閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．故A、B正確．5．如圖所示，一有限范圍的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，寬度為d，將一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框以速度v勻速通過磁場(chǎng)區(qū)域，若d>l，則線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的時(shí)間應(yīng)等于()A．eq\f(d,v) B．eq\f(l,v)C．eq\f(d－l,v) D．eq\f(d－2l,v)【答案】C【解析】當(dāng)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后至線框剛剛出磁場(chǎng)時(shí)，通過線框的磁通量不發(fā)生改變，線框中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，則線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的時(shí)間為eq\f(d－l,v)，C正確．6．如圖所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)組成一閉合回路，在鐵芯的右端套有一個(gè)表面絕緣的銅環(huán)a，下列各種狀況中銅環(huán)a中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．線圈中通以恒定的電流B．通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速移動(dòng)C．通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P加速移動(dòng)D．將開關(guān)突然斷開的瞬間【答案】A【解析】線圈中通以恒定電流時(shí)，銅環(huán)a處磁場(chǎng)不變，穿過銅環(huán)的磁通量不變，銅環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電流．滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)或開關(guān)斷開時(shí)，線圈中電流改變，銅環(huán)a處磁場(chǎng)改變，穿過銅環(huán)的磁通量改變，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A正確．7．如圖所示，兩直導(dǎo)線中通以相同的電流I，矩形線圈位于兩導(dǎo)線之間的實(shí)線位置Ⅰ，穿過線圈的磁通量為Φ．已知虛線位置Ⅱ與實(shí)線位置Ⅰ關(guān)于右邊的直導(dǎo)線對(duì)稱，虛線位置Ⅲ與兩直導(dǎo)線的距離相等，虛線位置Ⅳ和虛線位置Ⅴ關(guān)于左邊直導(dǎo)線對(duì)稱，且與左邊直導(dǎo)線的距離和實(shí)線位置Ⅰ與右邊直導(dǎo)線的距離相等．現(xiàn)將線圈由實(shí)線位置移到圖示各個(gè)虛線位置，則()A．將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅱ時(shí)，磁通量大小不變B．將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅲ時(shí)，磁通量改變大小為ΦC．將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅳ時(shí)，磁通量改變?yōu)榱鉊．將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅴ時(shí)，磁通量大小不變【答案】B【解析】將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅱ時(shí)，磁通量大小發(fā)生改變，故A錯(cuò)誤；虛線位置Ⅲ在兩導(dǎo)線之間且距離兩直導(dǎo)線的距離相等，磁通量為零，將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到題圖示虛線位置Ⅲ時(shí)，磁通量改變大小為Φ，故B正確；題圖示虛線位置Ⅳ的磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里，而實(shí)線位置Ⅰ的磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)外，兩個(gè)位置磁通量大小相等，所以將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到題圖示虛線位置Ⅳ時(shí)，磁通量改變大小為2Φ，故C錯(cuò)誤；將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到題圖示虛線位置Ⅴ時(shí)，兩電流在Ⅴ處合場(chǎng)強(qiáng)與Ⅰ處不同，磁通量大小發(fā)生改變，故D錯(cuò)誤．8．如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框，在下列四種狀況下，線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng)B．線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng)C．線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動(dòng)D．線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】C【解析】四種狀況中初始位置線框均與磁感線平行，磁通量為零，線圈按A、B、D三種狀況移動(dòng)后，線框仍與磁感線平行，磁通量保持不變，線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流；C中線圈轉(zhuǎn)動(dòng)后，穿過線框的磁通量不斷發(fā)生改變，所以產(chǎn)生感應(yīng)電流，C正確．9．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)間改變的規(guī)律為B＝2＋3t(T)，則第3s內(nèi)穿過線圈的磁通量的改變量ΔΦ為多少？【答案】3×10－2Wb【解析】第3s內(nèi)就是從2s末到3s末．2s末磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1＝(2＋3×2)T＝8T3s末磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2＝(2＋3×3)T＝11T所以ΔΦ＝ΔBS＝(11－8)×0.12Wb＝3×10－2Wb．B組·實(shí)力提升10．(多選)如圖所示，在同一平面上有兩條相互垂直且彼此絕緣的通電直導(dǎo)線，以它們?yōu)樽鴺?biāo)軸構(gòu)成一個(gè)平面直角坐標(biāo)系．四個(gè)相同的圓形閉合線圈在四個(gè)象限中完全對(duì)稱放置，兩條長(zhǎng)直導(dǎo)線中電流大小與改變狀況完全相同，電流方向如圖所示，當(dāng)兩條導(dǎo)線中的電流都起先增大時(shí)，四個(gè)線圈a、b、c、d中感應(yīng)電流的狀況是()A．線圈a中無(wú)感應(yīng)電流 B．線圈b中有感應(yīng)電流C．線圈c中有感應(yīng)電流 D．線圈d中無(wú)感應(yīng)電流【答案】CD【解析】依據(jù)安培定則可推斷出兩通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)方向，線圈a中磁場(chǎng)方向均垂直于紙面對(duì)里，線圈c中磁場(chǎng)方向均垂直于紙面對(duì)外，線圈b、d中合磁通量為零．當(dāng)導(dǎo)線中電流增大時(shí)，線圈a、c中合磁通量增大，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，線圈b、d中合磁通量為零，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A、B錯(cuò)誤，C、D正確．11．在閉合鐵芯上繞有一組線圈，線圈與滑動(dòng)變阻器、電源構(gòu)成閉合電路，假定線圈產(chǎn)生的磁感線全部集中在鐵芯內(nèi)，a、b、c三個(gè)閉合金屬圓環(huán)的位置如圖所示．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的圓環(huán)是()A．a(chǎn)、b B．b、cC．a(chǎn)、c D．a(chǎn)、b、c【答案】A【解析】當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)時(shí)，電路中電流發(fā)生改變，從而引起閉合鐵芯中的磁場(chǎng)改變，穿過a、b兩圓環(huán)的磁通量隨之改變，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，而c環(huán)中有兩股鐵芯同時(shí)穿過，穿入和穿出c環(huán)的磁通量始終相等，合磁通量為零，所以c中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A正確．12．矩形線框abcd的兩邊長(zhǎng)分別為l1、l2，可繞它的一條對(duì)稱軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與OO′垂直，如圖所示，初位置時(shí)線框平面與B平行．問：(1)初位置時(shí)穿過線框的磁通量Φ0為多少？(2)當(dāng)線框繞軸OO′沿圖示方向轉(zhuǎn)過60°時(shí)，穿過線框的磁通量Φ為多少？這一過程中穿過線框的磁通量的改變量ΔΦ為多少？【答案】(1)0(2)eq\f(\r(3),2)Bl1l2eq