2024-2025學年高中物理第一章電磁感應1+2感應電流產(chǎn)生的條件練習含解析教科版選修3-2

PAGE4-感應電流產(chǎn)生的條件一、單項選擇題1．下列科學家中，發(fā)覺了電磁感應現(xiàn)象的是()A．奧斯特 B．牛頓C．法拉第 D．安培解析：1820年，丹麥物理學家奧斯特發(fā)覺了電流的磁效應；1831年，英國物理學家法拉第發(fā)覺了電磁感應現(xiàn)象，選項C正確．答案：C2．在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的試驗中，能視察到感應電流的是()A．將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后視察電流表的變更B．在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后視察電流表的變更C．將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去視察電流表的變更D．繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，視察電流表的變更解析：將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，因線圈中的磁通量沒有變更，故不能視察到感應電流，選項A不符合題意；在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈時，假如通電線圈通以恒定電流，產(chǎn)生不變的磁場，則在另一線圈中不會產(chǎn)生感應電流，選項B不符合題意；在線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去視察電流表時，磁通量已不再變更，因此也不能視察到感應電流，選項C不符合題意；繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，在給一個線圈通電或斷電的瞬間，線圈產(chǎn)生的磁場變更，使穿過另一線圈的磁通量變更，因此，能視察到感應電流，選項D符合題意．答案：D3.如圖所示，a、b是兩個同平面、同心放置的金屬圓環(huán)，條形磁鐵穿過圓環(huán)且與兩環(huán)平面垂直，則穿過兩圓環(huán)的磁通量Φa、Φb的大小關(guān)系為()A．Φa>Φb B．Φa<ΦbC．Φa＝Φb D．不能比較解析：條形磁鐵磁場的磁感線的分布特點是：①磁鐵內(nèi)外磁感線的條數(shù)相同；②磁鐵內(nèi)外磁感線的方向相反；③磁鐵外部磁感線的分布是兩端密、中間疏．兩個同心放置的同平面的金屬圓環(huán)與磁鐵垂直且磁鐵在中心時，通過其中的磁感線的俯視圖如圖所示，穿過圓環(huán)的磁通量Φ＝Φ進－Φ出，由于兩圓環(huán)面積Sa<Sb，兩圓環(huán)的Φ進相同，而Φ出a<Φ出b，所以穿過兩圓環(huán)的有效磁通量Φa>Φb，故A正確．答案：A4.如圖所示，ab是閉合電路的一部分，處在垂直于紙面對外的勻強磁場中()A．當ab垂直于紙面對外平動時，ab中有感應電流B．當ab垂直于紙面對里平動時，ab中有感應電流C．當ab垂直于磁感線向右平動時，ab中有感應電流D．當ab垂直于磁感線向左平動時，ab中無感應電流解析：閉合電路的部分導體做切割磁感線運動時，回路中肯定有感應電流，故當ab垂直于紙面對外、向里平動時都不切割磁感線，ab中都沒有感應電流，故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中都有感應電流，故C對，D錯．答案：C5.如圖所示，在勻強磁場中的U形導軌上，有兩根等長的平行導線ab和cd，它們以相同的速度v勻速向右滑動．為使ab中有感應電流產(chǎn)生，對開關(guān)S來說()A．打開和閉合都可以 B．應打開C．打開和閉合都不行 D．應閉合解析：若開關(guān)打開，導線運動時，閉合回路abdc中磁通量不變，不產(chǎn)生感應電流；若開關(guān)閉合，導線運動時，閉合回路abNM中磁通量變更，產(chǎn)生感應電流，故選D.答案：D二、多項選擇題6.如圖所示，豎直放置的長直導線通以恒定電流，有一矩形線框與導線在同一平面內(nèi)，在下列狀況中線框產(chǎn)生感應電流的是()A．導線中電流變大B．線框向右平動C．線框向下平動D．線框以直導線為軸轉(zhuǎn)動解析：通電導線四周的磁感線是一系列同心圓，且由內(nèi)向外由密變疏，即越遠離導線磁感線越疏．對A選項，因I增大而引起導線四周磁感應強度增大，故A正確．對B選項，離直導線越遠，磁感線分布越疏(如圖甲所示)，因此線框向右平動時，穿過線框的磁通量削減，故B正確．對C選項，由圖甲可知線框向下平動時穿過線框的磁通量不變，故C錯誤．對D選項，先畫出俯視圖如圖乙所示，由圖乙可看出線框繞直導線轉(zhuǎn)動時，在任何一個位置穿過線框的磁感線條數(shù)不變，因此無感應電流，故D錯誤．答案：AB7．如圖所示，A、B兩回路中各有一開關(guān)S1、S2，且回路A中接有電源，回路B中接有靈敏電流計，下列操作及相應的結(jié)果可能的是()A．先閉合S2，后閉合S1的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)B．S1、S2閉合后，在斷開S2的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)C．先閉合S1，后閉合S2的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)D．S1、S2閉合后，在斷開S1的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)解析：回路A中有電源，當S1閉合后，回路中有電流，在回路的四周產(chǎn)生磁場，回路B中有磁通量，在S1閉合或斷開的瞬間，回路A中的電流從無到有或從有到無，電流四周的磁場發(fā)生變更，從而使穿過回路B的磁通量發(fā)生變更，產(chǎn)生感應電動勢，此時若S2是閉合的，則回路B中有感應電流，電流計指針偏轉(zhuǎn)．所以選項A、D正確．答案：AD8．下列狀況中都是線框在磁場中切割磁感線運動，其中線框中有感應電流的是()解析：A中雖然導體“切割”了磁感線，但穿過閉合線框的磁通量并沒有發(fā)生變更，沒有感應電流．B中導體框的一部分導體“切割”了磁感線，穿過線框的磁感線條數(shù)越來越少，線框中有感應電流．C中雖然與A近似，但由于是在非勻強磁場中運動，穿過線框的磁感線條數(shù)增加，線框中有感應電流．D中線框部分切割磁感線，但磁通量不變，無感應電流，故選B、C.答案：BC9.如圖所示，水平面內(nèi)有兩條相互垂直且彼此絕緣的通電長直導線，以它們?yōu)樽鴺溯S構(gòu)成一個平面直角坐標系．四個相同的圓形閉合線圈在四個象限內(nèi)完全對稱放置，兩直導線中的電流大小與變更狀況完全相同，電流方向如圖中所示．當兩直導線中的電流都增大時，四個線圈a、b、c、d中感應電流的狀況是()A．線圈a中無感應電流 B．線圈b中有感應電流C．線圈c中有感應電流 D．線圈d中無感應電流解析：依據(jù)安培定則可推斷出電流產(chǎn)生的磁場方向，線圈a中的磁場方向均垂直于紙面對里，線圈c中的磁場方向均垂直于紙面對外，線圈b、d中的合磁通量始終為零，故增大兩直導線中的電流時，線圈a、c中的磁通量發(fā)生變更，有感應電流產(chǎn)生，而線圈b、d中無感應電流產(chǎn)生．故選項C、D正確，A、B錯誤．答案：CD10．如圖所示，在條形磁鐵的中心位置的正上方水平固定一銅質(zhì)圓環(huán)．以下推斷中正確的是()A．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時產(chǎn)生感應電流B．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時不產(chǎn)生感應電流C．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時環(huán)的機械能守恒D．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時環(huán)的機械能不守恒解析：圓環(huán)下落時穿過圓環(huán)的磁通量不變更，無感應電流產(chǎn)生，故機械能守恒，所以A、D錯誤，B、C正確．答案：BC三、非選擇題11.如圖所示，一帶電小球A用絕緣細線懸掛，在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，其正下方有一導體環(huán)B放在絕緣水平地面上，圓環(huán)B的圓心位于懸點正下方．(1)將圓環(huán)以環(huán)上某點為支點豎起時，圓環(huán)中是否產(chǎn)生感應電流？(2)將圓環(huán)在水平面上拉動時，圓環(huán)中是否產(chǎn)生感應電流？解析：帶電小球做圓錐擺運動可等效為一環(huán)形電流，在空間產(chǎn)生磁場，可由安培定則推斷磁感線的分布特點．(1)當圓環(huán)豎起時，穿過圓環(huán)的磁通量削減，由感應電流的產(chǎn)生條件知圓環(huán)中產(chǎn)生感應電流．(2)當圓環(huán)被拉動時，穿過圓環(huán)的磁通量削減，圓環(huán)中產(chǎn)生感應電流．答案：(1)產(chǎn)生感應電流(2)產(chǎn)生感應電流12.如圖所示，有一垂直紙面對里的勻強磁場，B＝0.8T，磁場有明顯的圓形邊界，圓心為O，半徑為1cm.現(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上圓線圈a、b、c，圓心均在O處，a線圈的半徑為1cm,10匝；b線圈的半徑為2cm,1匝；c線圈的半徑為0.5cm，1匝．問：(1)在B減為0.4T的過程中，a和b中磁通量變更多少？(2)在磁場轉(zhuǎn)過30°角的過程中，c中磁通量變更多少？解析：(1)因為磁感線穿過a、b線圈的有效面積相同，所以穿過b與a線圈的磁通量始終一樣，故它們的變更量也一樣，ΔΦ＝(B2－B1)πr2＝－1.256×10－