2024-2025學(xué)年新教材高中物理第5章初識電磁場與電磁波第2節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用課后習(xí)題含解析魯科版必修3

PAGE6-第2節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用1.關(guān)于磁通量,下列說法中正確的是()A.穿過某一面積的磁通量為零,該處磁感應(yīng)強度的大小為零B.磁場中磁感應(yīng)強度大的地方,磁通量肯定很大C.在磁場中所取平面的面積增大,磁通量可能減小D.在磁場中所取平面的面積增大,磁通量總是增大解析穿過某個面的磁通量是指垂直穿過該面的磁感線的凈條數(shù),C項正確。答案C2.關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,下列說法中正確的是()A.閉合線圈放在變更的磁場中,必定有感應(yīng)電流產(chǎn)生B.閉合正方形線圈在勻強磁場中垂直磁感線運動,必定產(chǎn)生感應(yīng)電流C.穿過閉合線圈的磁通量變更時,線圈中有感應(yīng)電流D.只要穿過電路的磁通量發(fā)生變更,電路中就肯定有感應(yīng)電流產(chǎn)生解析產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:(1)閉合電路;(2)磁通量Φ發(fā)生變更,兩個條件缺一不行。答案C3.如圖所示試驗裝置中用于探討電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是()解析選項A是用來探究影響安培力大小的因素的試驗;選項B是探討電磁感應(yīng)現(xiàn)象的試驗,視察導(dǎo)體棒在磁場中做切割磁感線運動時電流表是否會產(chǎn)生感應(yīng)電流;選項C是用來探究安培力的方向與哪些因素有關(guān)的試驗;選項D是奧斯特試驗,證明通電導(dǎo)線四周存在磁場。答案B4.(多選)如圖所示是等腰直角三棱柱,其平面ABCD為正方形,邊長為L,它們按圖示方式放置于豎直向下的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B0,則下列說法正確的是()A.穿過ABCD平面的磁通量大小為B0L2B.穿過BCFE平面的磁通量大小為22B0LC.穿過ADFE平面的磁通量大小為零D.穿過ABCD平面的磁通量大于穿過BCFE平面的磁通量解析依據(jù)Φ=BS⊥,因此通過ABCD平面的磁通量Φ=B0L2cos45°=22B0L2,A錯誤;平面BCFE⊥B0,而BC=L,CF=Lcos45°=22L,所以平面BCFE的面積S=BC·CF=22L2,因而Φ'=B0S=22B0L2,B正確,D錯誤;平面ADFE答案BC5.如圖所示,一水平放置的矩形閉合線圈abcd,在瘦長磁鐵的N極旁邊豎直下落,保持bc邊在紙外,ad邊在紙內(nèi)。線圈由位置Ⅰ經(jīng)位置Ⅱ到位置Ⅲ,且位置Ⅰ和位置Ⅲ都很靠近位置Ⅱ。在這個過程中,線圈中的磁通量()A.增大 B.減小C.先增大,后減小 D.先減小,后增大解析磁鐵產(chǎn)生的磁場如圖所示,線圈從位置Ⅰ到位置Ⅱ的過程中,磁感線穿過線圈的條數(shù)削減,故向上的磁通量減小,線圈從位置Ⅱ到位置Ⅲ的過程中,線圈內(nèi)穿過的向下的磁通量增大,故磁通量是先減小后增大,故D正確,A、B、C錯誤。答案D6.如圖所示,矩形線框在磁場內(nèi)做的各種運動中,能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()解析產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過線圈的磁通量發(fā)生變更,選項B符合要求。答案B7.某學(xué)生做“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”的試驗,將電流表、線圈A和B、蓄電池、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的試驗電路,當(dāng)他閉合、斷開開關(guān)時,電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn),其緣由是()A.開關(guān)位置接錯B.電流表的正、負(fù)極接反C.線圈B的接頭3、4接反D.蓄電池的正、負(fù)極接反解析應(yīng)在蓄電池電路中加開關(guān),通、斷開關(guān)時才會有變更的電流。題圖中把開關(guān)接入線圈B的電路中,對電流的變更不起作用。選項A正確。答案A實力提升1.如圖所示,一通電螺線管b放在閉合金屬線圈a內(nèi),螺線管的中心線恰好和線圈的一條直徑MN重合。要使線圈a中產(chǎn)生感應(yīng)電流,可采納的方法為()A.使螺線管在線圈a所在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動B.使螺線管上的電流發(fā)生變更C.使線圈以MN為軸轉(zhuǎn)動D.使線圈以與MN垂直的直徑為軸轉(zhuǎn)動解析題圖所示位置,線圈a所在平面與磁感線平行,穿過線圈的磁通量為零,當(dāng)按A、B、C所述方式變更時,線圈a所在平面仍與磁感線平行,磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流;按D所述方式變更時,由于線圈與磁場夾角變更引起磁通量變更,能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選D。答案D2.(多選)如圖所示,線圈abcd在磁場區(qū)域ABCD中,下列哪種狀況下線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生()A.把線圈變成圓形(周長不變)B.使線圈在磁場中加速平移C.使磁場增加或減弱D.使線圈以過ab的直線為軸旋轉(zhuǎn)解析把線圈變成圓形(周長不變),線圈面積變大,線圈中磁通量增大,線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A項正確;使線圈在磁場中加速平移,線圈中磁通量不變,線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,B錯誤;磁場增加或減弱,線圈中磁通量增大或減小,線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故C項正確;使線圈以過ab的直線為軸旋轉(zhuǎn),線圈在磁場中的有效面積變更,線圈中磁通量變更,線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故D項正確。答案ACD3.如圖是機場的安檢人員用手持金屬探測器檢查乘客的情境。當(dāng)探測線圈靠近金屬物體時,在金屬探測器中就會產(chǎn)生電流,假如能檢測出這種變更,就可以判定探測線圈旁邊有金屬物體了。下圖中能反映出金屬探測器工作原理的是()解析探測器靠近金屬物體時,相當(dāng)于閉合電路的部分導(dǎo)體在切割磁感線,從而產(chǎn)生了電流。選項B是導(dǎo)體棒切割磁感線,選項C是通電導(dǎo)體在磁場中受力運動,選項A、D是電流的磁效應(yīng)。綜上所述,選項B正確。答案B4.如圖所示,在條形磁鐵的外面套著一個閉合金屬彈簧線圈P,現(xiàn)用力從四周拉彈簧線圈,使線圈包圍的面積變大,則下列關(guān)于穿過彈簧線圈磁通量的變更以及線圈中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生的說法中,正確的是()A.磁通量增大,有感應(yīng)電流產(chǎn)生B.磁通量增大,無感應(yīng)電流產(chǎn)生C.磁通量減小,有感應(yīng)電流產(chǎn)生D.磁通量減小,無感應(yīng)電流產(chǎn)生解析本題中條形磁鐵磁感線的分布如圖所示(從上向下看)。由于垂直紙面對外的和垂直紙面對里的磁感線要抵消一部分,當(dāng)彈簧線圈P的面積擴大時,垂直紙面對里的磁感線條數(shù)增加,而垂直紙面對外的磁感線條數(shù)是肯定的,故穿過P的磁通量將減小,回路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生。答案C5.如圖所示,有一個垂直于紙面對里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B1=0.8T,磁場有明顯的圓形邊界,圓心為O,半徑為1cm?，F(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上圓線圈A、B、C,圓心均在O處,A線圈半徑為1cm,1匝;B線圈半徑為2cm,1匝;C線圈半徑為0.5cm,2匝。問:(1)在磁感應(yīng)強度減為B2=0.4T的過程中,A和B中磁通量各變更多少?(2)保持B1=0.8T不變,在磁場方向轉(zhuǎn)過30°角的過程中,C中的磁通量變更多少?解析(1)設(shè)圓形磁場區(qū)域的半徑為R,對A線圈有Φ1=B1πR2,Φ2=B2πR2,磁通量的變更量ΔΦA(chǔ)=|Φ2-Φ1|=(0.8-0.4)×3.14×(10-2)2Wb=1.256×10-4Wb。穿過B線圈的磁感線條數(shù)和穿過A的磁感線條數(shù)相同,即B的磁通量和A的磁通量相同,所以ΔΦB=ΔΦA(chǔ)=1.256×10-4Wb