2024高中物理第四章電磁感應(yīng)1劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)2探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件達(dá)標(biāo)作業(yè)含解析新人教版選修3-2

PAGE5-探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件A級(jí)抓基礎(chǔ)1．下列現(xiàn)象中，屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是()A．小磁針在通電導(dǎo)線旁邊發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)C．因閉合線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電流D．磁鐵吸引小磁針解析：電磁感應(yīng)是指“磁生電”的現(xiàn)象，而小磁針和通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，反映了磁場(chǎng)力的性質(zhì)，所以A、B、D不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，C是電磁感應(yīng)現(xiàn)象．答案：C2．關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A．閉合線圈放在改變的磁場(chǎng)中，必定有感應(yīng)電流產(chǎn)生B．閉合正方形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直磁感線運(yùn)動(dòng)，必定產(chǎn)生感應(yīng)電流C．穿過閉合線圈的磁通量改變時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流D．只要穿過電路的磁通量發(fā)生改變，電路中肯定有感應(yīng)電流產(chǎn)生解析：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，一是閉合電路；二是磁通量Φ發(fā)生改變．兩個(gè)條件缺一不行．答案：C 3．1825年，瑞士物理學(xué)家德拉里夫的助手科拉頓將一個(gè)螺線管與電流計(jì)相連，為了避開強(qiáng)磁性磁鐵的影響，他把電流計(jì)放在另外一個(gè)房間，當(dāng)他把磁鐵投入螺線管中后，馬上跑到另一個(gè)房間去視察．關(guān)于科拉頓進(jìn)行的試驗(yàn)．下列說法正確的是()A．在科拉頓整個(gè)操作過程中，電流計(jì)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．將磁鐵投入螺線管瞬間，電流計(jì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但科拉頓跑到房間視察時(shí)，電流計(jì)已不再偏轉(zhuǎn)C．科拉頓無(wú)法視察到電流計(jì)偏轉(zhuǎn)的緣由是當(dāng)時(shí)電流計(jì)靈敏度不夠D．科拉頓無(wú)法視察到電流計(jì)偏轉(zhuǎn)的緣由是導(dǎo)線過長(zhǎng)，電流過小解析：科拉頓將磁鐵放入螺線管時(shí)，穿過線圈的磁通量發(fā)生改變，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計(jì)偏轉(zhuǎn)，之后，穿過線圈的磁通量保持不變，回路中無(wú)感應(yīng)電流，電流計(jì)不偏轉(zhuǎn)．由于科拉頓放完磁鐵后還要跑到另一房間視察，所以他視察不到偏轉(zhuǎn)．只有B項(xiàng)正確．答案：B4．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)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，按A、B、D三種狀況線框運(yùn)動(dòng)后，線框仍與磁感線平行，磁通量保持為零不變，線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流．C中線框轉(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項(xiàng)正確．答案：C5．在紙面內(nèi)放有一條形磁鐵和一個(gè)位于磁鐵正上方的圓形線圈(如圖所示)．下列狀況中能使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．將磁鐵在紙面內(nèi)向上平移B．將磁鐵在紙面內(nèi)向右平移C．將磁鐵繞垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)D．將磁鐵的N極向紙外轉(zhuǎn)，S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)解析：將磁鐵向上平移、向右平移或繞垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈始終與磁感線平行，磁通量始終為零，沒有改變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以A、B、C均不正確；將磁鐵的N極向紙外轉(zhuǎn)，S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)，穿過線圈的磁通量增加，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流．答案：D6．如圖所示，ab是水平面上的一個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)的直徑，在過ab的豎直平面內(nèi)有一根通電直導(dǎo)線ef.已知ef平行于ab，當(dāng)ef豎直向上平移時(shí)，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過圓環(huán)的磁通量將()A．漸漸增大 B．漸漸減小C．始終為零 D．不為零，但保持不變解析：利用安培定則推斷直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，作出俯視圖，如圖所示．考慮到圓環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)具有對(duì)稱性，可以知道，穿過圓環(huán)的磁感線的條數(shù)與穿出圓環(huán)的磁感線的條數(shù)總是相等的，故磁通量始終為零．答案：CB級(jí)提實(shí)力7．如圖所示，接有志向電壓表的三角形導(dǎo)線框ABC，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向右運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于導(dǎo)線框中有無(wú)感應(yīng)電流及電壓表有無(wú)示數(shù)(示數(shù)不為零則稱為有示數(shù))，下列推斷正確的是()A．無(wú)；有 B．有；無(wú)C．無(wú)；無(wú) D．有；有解析：無(wú)論導(dǎo)線框在磁場(chǎng)中向右做勻速運(yùn)動(dòng)、加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)，穿過導(dǎo)線框的磁通量均不變，即ΔΦ＝0，故導(dǎo)線框中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，再由電壓表的工作原理可知電壓表無(wú)示數(shù)．答案：C8．如圖所示，在同一鐵芯上有A和C兩個(gè)線圈，其中A線圈與滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)相連，C線圈兩端與靈敏電流計(jì)相連，在以下實(shí)行的做法中，不能使靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的是()A．開關(guān)S閉合的瞬間B．開關(guān)S閉合后，變阻器滑片P向右滑動(dòng)C．開關(guān)S閉合后，變阻器滑片P保持不動(dòng)D．開關(guān)S斷開的瞬間解析：開關(guān)S閉合瞬間，A線圈中電流快速改變，A內(nèi)磁通量改變，使C線圈磁通量改變，產(chǎn)生感應(yīng)電流，靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)．開關(guān)S閉合后，變阻器滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，閉合電路的總電阻減小，電流增大，A線圈中電流增大，磁通量增大，使C線圈中磁通量增大，產(chǎn)生感應(yīng)電流，靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，開關(guān)S閉合后，變阻器滑片P保持不動(dòng)，閉合電路中電流恒定，A線圈中磁通量不變，C線圈中磁通量不變，無(wú)感應(yīng)電流，靈敏電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)．開關(guān)S斷開瞬間，A線圈中電流改變，磁通量也改變，C線圈中磁通量改變，產(chǎn)生感應(yīng)電流，靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)．答案：C9．(多選)我國(guó)已經(jīng)制訂了登月安排，假如航天員登月后想探測(cè)一下月球表面是否有磁場(chǎng)，他手邊有一只靈敏電流計(jì)和一個(gè)小線圈，則下列推斷中正確的是()A．干脆將電流計(jì)放于月球表面，看是否有示數(shù)來推斷磁場(chǎng)有無(wú)B．將電流計(jì)與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng)，如電流計(jì)無(wú)示數(shù)，則推斷月球表面無(wú)磁場(chǎng)C．將電流計(jì)與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng)，如電流計(jì)有示數(shù)，則推斷月球表面有磁場(chǎng)D．將電流計(jì)與線圈組成閉合回路，使線圈分別繞兩個(gè)相互垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，月球表面若有磁場(chǎng)，則電流計(jì)至少有一次示數(shù)不為零解析：電流計(jì)有示數(shù)時(shí)可推斷有磁場(chǎng)存在，沿某一方向運(yùn)動(dòng)而無(wú)示數(shù)不能確定月球上是否存在磁場(chǎng)．D項(xiàng)中線圈分別繞相互垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，若月球存在磁場(chǎng)，則至少有一次穿過線圈(可正穿也可斜穿)的磁通量的改變率不為零，故至少有一次電流計(jì)有示數(shù)．C、D正確．答案：CD10．如圖，線圈A插在線圈B中，線圈B與電流表組成閉合電路；線圈A與蓄電池、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器組成另一個(gè)閉合電路，用此裝置來探討電磁感應(yīng)現(xiàn)象，開關(guān)閉合瞬間，電流表指針________(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，開關(guān)閉合穩(wěn)定后電流表指針________(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生偏轉(zhuǎn)．答案：會(huì)不會(huì)11．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于邊長(zhǎng)為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個(gè)電阻為R，邊長(zhǎng)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(chǎng)區(qū)域，如圖所示，從ab進(jìn)入磁場(chǎng)起先計(jì)時(shí)．(1)畫出穿過線框的磁通量隨時(shí)間改變的圖象．(2)推斷線框中有無(wú)感應(yīng)電流．解析：線框穿過磁場(chǎng)的過程可分為三個(gè)階段：進(jìn)入磁場(chǎng)階段(只有ab邊在磁場(chǎng)中)、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段(ab、cd兩邊均在磁場(chǎng)中)、離開磁場(chǎng)階段(只有cd邊在磁場(chǎng)中)．(1)①線框進(jìn)入磁場(chǎng)階段：t為0～eq\f(l,v)，線框進(jìn)入磁場(chǎng)中的面積與時(shí)間成正比，即S＝lvΔt1，故Φ＝BS＝BlvΔt1，Δt1＝eq\f(l,v)時(shí)，Φ＝Bl2.②線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段：t為eq\f(l,v)～eq\f(2l,v)，線框中的磁通量為Φ＝Bl2，保持不變，此過程Δt2＝eq\f(l,v).③線框離開磁場(chǎng)階段：t為eq\f(2l,v)～eq\f(3l,v)，線框中的磁通量勻稱減小，即Φ＝Bl(l－vΔt3)＝Bl2－BlvΔ