2024-2025學年新教材高中物理第13章電磁感應(yīng)與電磁波初步3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用課時分層作業(yè)含解析新人教版必修第三冊

PAGE5-課時分層作業(yè)(十八)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用(建議用時：25分鐘)◎考點一磁通量的改變1．如圖所示，一線圈放在通電螺線管的正中間A處，現(xiàn)向右移動到B處，則在移動過程中通過線圈的磁通量如何改變()A．變大 B．變小C．不變 D．無法確定B[螺線管內(nèi)部磁場向左全部穿過線圈，設(shè)向左穿過線圈的磁通量為Φ1，螺線管外部磁場向右穿過線圈，設(shè)穿過的磁通量為Φ2，則凈磁通量為Φ＝Φ1－Φ2。線圈從正中間A處向右移動到B處，Φ2增大，Φ1不變，則Φ減小。故B正確，A、C、D錯誤。]2．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，穿過三個線圈的磁通量分別為Φa、Φb、Φc，則()A．Φa＜Φb＜ΦcB．Φa＞Φb＞ΦcC．Φa＜Φc＜ΦcD．Φa＞Φc＞ΦbB[當a中有電流通過時，穿過a、b、c三個閉合線圈垂直紙面對里的磁感線條數(shù)一樣多，向外的磁感線的條數(shù)c最多，其次是b，a中沒有向外的磁感線，因此穿過閉合線圈的凈磁感線條數(shù)a最多，b次之，c最少，即Φa>Φb>Φc，選項B正確。]3．如圖所示，一矩形線框從abcd位置移動到a′b′c′d′位置的過程中，關(guān)于穿過線框的磁通量的改變狀況，下列敘述正確的是(線框平行于紙面移動)()A．始終增加B．始終削減C．先增加后削減D．先增加，再削減直到零，然后再增加，最終削減D[bc邊移到導線位置之前磁通量垂直紙面對外增加，之后磁通量減小到0，這時導線位于線框中間位置，再向右移動時磁通量垂直紙面對里增加，直到ad邊與導線重合，再往右移動磁通量又變小，故D正確。]4．如圖所示，一金屬圓線圈和一條形磁鐵的中軸線在同一豎直平面內(nèi)，下列狀況中能使線圈的磁通量發(fā)生改變的是()A．將磁鐵豎直向上平移B．將磁鐵水平向右平移C．將磁鐵在圖示的平面內(nèi)，N極向上、S極向下轉(zhuǎn)動D．將磁鐵的N極轉(zhuǎn)向紙外，S極轉(zhuǎn)向紙內(nèi)D[圖示狀態(tài)下，線圈與磁場方向平行，穿過圓線圈的磁通量為零，而選項A、B、C中的做法不會引起線圈中磁通量的改變，只有選項D可使線圈中的磁通量發(fā)生改變，故D正確。]◎考點二感生電流的有無推斷5．如圖所示，勻強磁場中有一個閉合的彈簧線圈，線圈的平面垂直于磁感線，下列哪種過程中線圈會產(chǎn)生感應(yīng)電流()A．線圈擴張B．線圈自下向上運動C．線圈自上向下運動D．線圈自左向右運動(未穿出磁場)A[線圈擴張，線圈中磁通量變大，線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A正確；線圈自下向上運動，線圈中磁通量不變，線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯誤；線圈自上向下運動，線圈中磁通量不變，線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯誤；在未穿出磁場的前提下，線圈自左向右運動，線圈中磁通量不變，線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯誤。]6．如圖所示，線圈兩端接在電流表上組成閉合電路，在下列狀況中，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是()A．線圈不動，磁鐵插入線圈時B．線圈不動，磁鐵拔出線圈時C．磁鐵插在線圈內(nèi)不動D．磁鐵和線圈相對移動時C[依據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件，不論哪部分移動，只要磁體與線圈的相對位置發(fā)生改變，線圈所在處的磁場就會發(fā)生改變，所以選項A、B、D中都會產(chǎn)生感應(yīng)電流，C中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。]7．如圖所示，L為一根無限長的通電直導線，M為一金屬環(huán)，L過M的圓心，且通以向上的電流I，則()A．當L中的I發(fā)生改變時，環(huán)中有感應(yīng)電流B．當M左右平移時，環(huán)中有感應(yīng)電流C．當M保持水平，在豎直方向上下移動時環(huán)中有感應(yīng)電流D．只要L與M保持垂直，則以上幾種狀況，環(huán)中均無感應(yīng)電流D[由于直導線電流的磁場是垂直導線的同心圓，故只要L與M保持垂直，穿過金屬環(huán)M的磁通量就為零，保持不變，環(huán)中均無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故選項D正確。]8．(多選)圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()BD[A選項中，電路沒有閉合，無感應(yīng)電流，A錯誤；B選項中，面積增大，通過閉合電路的磁通量增大，有感應(yīng)電流，B正確；C選項中，穿過圓環(huán)的磁感線相互抵消，磁通量恒為零，無感應(yīng)電流，C錯誤；D選項中，穿過閉合電路的磁通量減小，有感應(yīng)電流，D正確。]9．在一段時間里，法拉第登記了大量試驗失敗的日記，然而他卻一如既往，沒有放棄追求，堅信既然“電能生磁”，那么“磁也肯定能產(chǎn)生電”。正是在這種執(zhí)著的追求中，1831年法拉第最終獲得了勝利。他制作了兩個線圈，分別繞在鐵環(huán)上，一個線圈與伏特電池連接，另一個線圈的兩端用一根銅線連接起來，這根銅線的下方放有一根小磁針。法拉第在試驗中發(fā)覺，當開關(guān)接通或斷開的剎那間，小磁針都發(fā)生微小搖擺，而在電流穩(wěn)定不變時，即使所通電流很大，小磁針也不發(fā)生任何搖擺。這就是人類發(fā)覺電磁感應(yīng)現(xiàn)象的最初試驗，它是物理學上一個重要的里程碑。法拉第磁生電試驗示意圖問題：小磁針偏轉(zhuǎn)是什么緣由導致的？為什么電流穩(wěn)定不變時小磁針不偏轉(zhuǎn)？[答案]感應(yīng)電流的磁場使小磁針偏轉(zhuǎn)。電流穩(wěn)定時鐵環(huán)中的磁通量不發(fā)生改變，在無電源的線圈中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流。(建議用時：15分鐘)10．(多選)如圖所示，在勻強磁場中有兩條平行的金屬導軌，磁場方向與導軌平面垂直。導軌上有兩條可沿導軌自由移動的金屬棒ab、cd，與導軌接觸良好。這兩條金屬棒ab、cd的運動速度分別是v1、v2，若井字形回路中有感應(yīng)電流通過，則兩金屬棒的運動狀況可能是()A．v1>v2 B．v1<v2C．v1＝v2 D．無法確定AB[只要金屬棒ab、cd的運動速度不相等，穿過井字形回路的磁通量就發(fā)生改變，閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。故選項A、B正確。]11．如圖所示，一有限范圍的勻強磁場，寬為d。一個邊長為L的正方形導線框以速度v勻速地通過磁場區(qū)域。若d>L，則線框穿過磁場區(qū)域的過程中，線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流的時間為()A．eq\f(d,v)B．eq\f(L,v)C．eq\f(2L,v)D．eq\f(d＋2L,v)C[在線框進入和穿出磁場的過程中，穿過線框的磁通量分別增大和減小，閉合線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生；整個線框在磁場中運動時，線框中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，所以，線框中有感應(yīng)電流的時間為eq\f(2L,v)，故C正確。]12．(多選)在如圖所示的電路中，當開關(guān)S閉合后，為使靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)，下列說法可行的是()A．將A線圈向左靠近B線圈B．將開關(guān)S突然斷開C．保持右邊電路電流不變D．將滑動變阻器的阻值調(diào)小ABD[在螺線管A中有磁通量的改變就引起螺線管B中的磁通量改變，所以將滑動變阻器的阻值調(diào)小，將開關(guān)S突然斷開都能使磁通量發(fā)生改變，產(chǎn)生感應(yīng)電流，使靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)，選項B、D正確；當線圈靠近的時候也可以使穿過B螺線管的磁通量改變，選項A正確。]13．為了探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件，如圖給出了必備的試驗儀器。(1)請你用筆畫線代替導線，將試驗電路連接完整。(2)正確連接試驗電路后，在閉合開關(guān)時靈敏電流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。開關(guān)閉合后，快速移動滑動變阻器的滑片，靈敏電流計的指針________偏轉(zhuǎn)(選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”)。斷開開關(guān)時靈敏電流計的指針__