人教版物理選修3-2第一二節(jié)習(xí)題及答案

劃時代的發(fā)現(xiàn)探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件【測控導(dǎo)航】知識點題號及難易度基礎(chǔ)中檔較難1.物理學(xué)史12.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件2、5、79、103.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的探究64.磁通量大小的計算48125.磁通量變化的計算311基礎(chǔ)達標1.(2012巴中市四縣高二檢測)下列科學(xué)家中,發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(C)A.奧斯特 B.牛頓 C.法拉第 D.安培解析:1820年,丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),1831年,英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,選項C正確.2.(2012東北師大附中高二檢測)關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,以下說法中正確的是(D)A.閉合電路在磁場中運動,閉合電路中就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生B.閉合電路在磁場中做切割磁感線運動,閉合電路中一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生C.穿過閉合電路的磁通量為零的瞬間,閉合電路中一定沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生D.只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化,閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生解析:產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件有兩個:(1)閉合電路;(2)穿過電路的磁通量發(fā)生了變化.故選項D正確.3.(2012武漢市重點中學(xué)第一學(xué)期高二檢測)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,第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到Ⅱ,設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量變化大小分別為ΔΦ1和ΔΦ2,則(C)A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ1=ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2 D.不能判斷解析:將金屬框由Ⅰ平移到Ⅱ磁通量的變化量大小ΔΦ1=|Φ'-Φ|,將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到Ⅱ時磁通量變化量大小為ΔΦ2=|-Φ'-Φ|,所以ΔΦ1<ΔΦ2,選項C正確.4.如圖所示,矩形線框abcd放置在水平面內(nèi),磁場方向與水平方向成α角,已知sinα=4/5,回路面積為S,磁感應(yīng)強度為B,則通過線框的磁通量為(B)A.BS B.4BS/5 C.3BS/5 D.3BS/4解析:在磁通量公式Φ=BS中,B與S必須垂直,若B與S不垂直,則S要轉(zhuǎn)化為垂直于B的有效面積,也可以將B轉(zhuǎn)化為垂直于S的垂直分量,故Φ=BSsinα=4BS/5.故選項B正確.5.如圖所示,在豎直向下足夠大的勻強磁場中,有一閉合導(dǎo)體環(huán),環(huán)面與磁場垂直.當導(dǎo)體環(huán)在磁場中完成下述運動時,可能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(D)A.導(dǎo)體環(huán)保持水平在磁場中向上或向下運動B.導(dǎo)體環(huán)保持水平向左或向右加速平動C.導(dǎo)體環(huán)繞垂直環(huán)面、通過環(huán)心的軸轉(zhuǎn)動D.導(dǎo)體環(huán)以一條直徑為軸,在磁場中轉(zhuǎn)動解析:只要導(dǎo)體環(huán)保持水平,無論它如何運動,穿過環(huán)的磁通量都不變,都不會產(chǎn)生感應(yīng)電流.導(dǎo)體環(huán)以直徑為軸在磁場中轉(zhuǎn)動時,穿過環(huán)的磁通量改變,會產(chǎn)生感應(yīng)電流.故選項D正確.6.(2012廣州高二檢測)某同學(xué)在實驗室重做法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗,他將電流表、線圈A和B、蓄電池、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的實驗裝置.當他接通、斷開開關(guān)時,電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn),其原因是(A)A.開關(guān)的位置接錯 B.電流表的正負極接錯C.線圈B的接頭3、4接反 D.蓄電池的正負極接反解析:本實驗的目的是用來研究在開關(guān)通斷瞬間,一個線圈中的電流從有到無或從無到有是否會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況.圖中所示開關(guān)的連接不能控制含有電源的電路中電流的通斷,因而圖中接法達不到實驗?zāi)康?開關(guān)應(yīng)串聯(lián)在電源所在的電路中,故選項B、C、D錯,選項A正確.弄清物理情景,熟知產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,充分利用所學(xué)物理知識解答.7.(2012銀川高二檢測)如圖所示,ab是閉合電路的一部分,處在垂直于紙面向外的勻強磁場中(C)A.當ab垂直于紙面向外平動時,ab中有感應(yīng)電流B.當ab垂直于紙面向里平動時,ab中有感應(yīng)電流C.當ab垂直于磁感線向右平動時,ab中有感應(yīng)電流D.當ab垂直于磁感線向左平動時,ab中無感應(yīng)電流解析:閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感線運動時,回路中一定有感應(yīng)電流,故當ab垂直于紙面向外、向里平動時,都不切割磁感線,ab中都沒有感應(yīng)電流,故選項A、B錯;當ab垂直于磁感線向右、向左平動時都切割磁感線,ab中都有感應(yīng)電流,故選項C對,D錯.8.如圖所示,a、b、c三個閉合線圈放在同一平面內(nèi),當線圈a中有電流I通過時,它們的磁通量分別為Φa、Φb、ΦA(chǔ).Φa<Φb<ΦcB.Φa>Φb>ΦcC.Φa<Φc<ΦbD.Φa>Φc>Φb解析:當a中有電流通過時,穿過a、b、c三個閉合線圈向里的磁感線條數(shù)一樣多,向外的磁感線條數(shù)c最多,其次是b,a中沒有向外的磁感線,因此根據(jù)合磁通量的計算,應(yīng)為Φa>Φb>Φc.磁感線的條數(shù)可用來形象地表示一個回路的磁通量大小,所以判斷穿過閉合電路的磁通量是否變化時,可充分利用穿過閉合電路的磁感線的條數(shù)是否變化來判斷某過程中磁通量是否變化.9.(2012合肥高二檢測)在勻強磁場中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌,磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直,導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動的導(dǎo)體棒ab、cd,導(dǎo)體棒ab、cd的運動速度分別為v1、v2,如圖所示,ab棒上有持續(xù)的電流通過,則一定有(C)A.v1>v2 B.v1<v2C.v1≠v2 D.v1=v2解析:對于勻強磁場來說,磁通量Φ=BS,根據(jù)題中條件,僅當閉合回路中有效面積S發(fā)生變化時才有Φ的變化,因此應(yīng)有v1≠v2,這時存在著v1>v2或v1<v2兩種可能,只有選項C正確.素能提升10.目前觀察到的一切磁體都存在N、S兩個極,而科學(xué)家卻一直在尋找是否存在只有一個磁極的磁單極子.若確定存在磁單極子,設(shè)法讓磁單極子A通過一超導(dǎo)材料制成的線圈(如圖所示),則下列對于線圈中的感應(yīng)電流的判斷,正確的是(C)A.只有A進入線圈的過程中有電流B.只有A離開線圈的過程中有電流C.A離開線圈后,電流保持不變D.A離開線圈后,電流消失解析:通過磁單極子的過程,穿過超導(dǎo)線圈的磁通量是變化的,因此線圈中有感應(yīng)電流,又因為超導(dǎo)體不消耗能量,所以磁單極子離開后,電流不消失,選項C正確.11.磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場僅存在于邊長為2l的正方形范圍內(nèi),有一個電阻為R、邊長為l的正方形導(dǎo)線框abcd沿垂直于磁感線方向、以速度v勻速通過磁場,如圖所示.從ab邊進入磁場算起:(1)畫出穿過線框的磁通量隨時間變化的圖象;(2)判斷線框中有無感應(yīng)電流.解析:(1)線框穿過磁場的過程可分為三個階段:進入磁場階段(只有ab邊在磁場中),在磁場中運動階段(ab、cd邊都在磁場中),離開磁場階段(只有cd邊在磁場中).線框進入磁場階段:t為0到lv,線框進入磁場中的面積按線性增加,S=lvt,最后Φ=Bl2線框在磁場中運動階段:t為lv到2lv,穿過線框的磁通量為Φ線框離開磁場階段:t為2lv到為零.Φt圖象如圖所示.(2)線框進入磁場階段,穿過線框的磁通量增加,有感應(yīng)電流產(chǎn)生;在磁場中運動階段,穿過線框的磁通量不變,無感應(yīng)電流產(chǎn)生;離開磁場時,穿過線框的磁通量減少,有感應(yīng)電流產(chǎn)生.答案:見解析本題分析過程中需明確兩點:(1)線框的運動過程;(2)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件.12.某地的地磁感應(yīng)強度B的水平分量Bx=0.18×10-4T,豎直分量By=0.54×10-4T.求:(1)地磁場B的大小及它與水平方向的夾角α的正切值;(2)在水平面內(nèi)2.0m2的面積里地磁場的磁通量Φ解析:(1