【物理】2020届一轮复习人教版划时代的发现、探究感应电流的产生条件课时作业 8页

2020 届一轮复习人教版 划时代的发现、探究感应电流的产生条 件 课时作业 一、选择题 1．奥斯特发现电流磁效应，使整个科学界受到了极大的震动，通过对电流磁 效应的逆向思维，人们提出的问题是(　　) A．电流具有热效应 B．电流具有磁效应 C．磁能生电 D．磁体具有磁化效应 答案　C 解析　电流的磁效应说明电流能产生磁场，可知 C 正确。 2．(多选)下列说法正确的是(　　) A．法拉第发现电磁感应现象只是一种偶然 B．其他人在研究过程中没有收获是因为没有穷追到底 C．科学家对自然现象、自然规律的某些“信念”，在科学发现中起着重要作 用 D．成功属于坚持不懈的有心人 答案　BCD 解析　法拉第和其他同时代从事电磁感应研究的科学家有着共同的信念：自 然界应该是和谐统一的。正因为在这种信念影响下从事研究，才在科学上有所发 现，但有些人往往没有穷追到底，所以没能取得最后的成功，故 B、C 正确；法拉 第发现电磁感应除了有坚定的信念，同时还具有踏实、客观的科学态度，十年坚 持不懈的努力，终于取得了重大突破，所以 A 错误、D 正确。 3. 如图所示，半径为 R 的圆形线圈共有 n 匝，其中圆心位置处半径为 r 的虚线 范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为 B，则穿过线圈的磁 通量为(　　) A．πBR2 B．πBr2 C．nπBR2 D．nπBr2 答案　B 解析　磁通量与线圈的匝数无关，故一匝线圈与多匝线圈在同一磁场中磁通 量相同，且磁感线穿过的有效面积为 πr2，而并非 πR2，所以穿过线圈的磁通量为 πBr2，故 B 正确。 4. 如图所示，a、b 是两个同平面、同心放置的金属圆环，条形磁铁穿过圆环且 与两环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量 Φa、Φb 的大小关系为(　　) A．Φa>Φb B．Φa<Φb C．Φa＝Φb D．不能比较 答案　A 解析　 条形磁铁磁场的磁感线的分布特点是：①磁铁内外磁感线的条数相同；②磁 铁内外磁感线的方向相反；③磁铁外部磁感线的分布是两端密、中间疏。磁铁垂 直穿过两个同心放置的同平面的金属圆环时，通过圆环的磁感线的俯视图如图所 示，穿过圆环的磁通量 Φ＝Φ 进－Φ 出，由于两圆环面积 SaΦb，故 A 正确。 5. 如图所示，若回路面积从 S0＝8 m2 变到 St＝18 m2，磁感应强度 B 同时从 B0＝ 0.1 T 方向垂直纸面向里变到 Bt＝0.8 T 方向垂直纸面向外，则回路中的磁通量的变 化量为(　　) A．7 Wb B．13.6 Wb C．15.2 Wb D．20.6 Wb 答案　C 解析　因为 B、S 都变化，所以用末态的磁通量减去初态的磁通量计算；取末 态的磁通量为正，则 ΔΦ＝Φt－Φ0＝BtSt－(－B0S0)＝0.8×18 Wb－(－0.1×8) Wb＝ 15.2 Wb，故 C 正确。 6. 一磁感应强度为 B 的匀强磁场方向水平向右，一面积为 S 的矩形线圈 abcd 如 图所示放置，平面 abcd 与竖直方向成 θ 角。将 abcd 绕 ad 轴转 180°角，则穿过线 圈平面的磁通量的变化量为(　　) A．0 B．2BS C．2BScosθ D．2BSsinθ 答案　C 解析　设转动前穿过线圈的磁通量为－BScosθ，将 abcd 绕 ad 轴转 180°角后， 磁感线从线圈的另一面穿过，此时穿过线圈的磁通量为 BScosθ，所以穿过线圈平 面的磁通量的变化量为 2BScosθ。 7. (多选)如图所示的实验中，在一个足够大的磁铁的磁场中，如果导体棒 AB 沿 水平方向运动速度的大小为 v1，两磁极沿水平方向运动速度的大小为 v2，则(　　) A．当 v1＝v2，且方向相同时，可以产生感应电流 B．当 v1＝v2，且方向相反时，可以产生感应电流 C．当 v1≠v2 时，方向相同或相反都可以产生感应电流 D．当 v2＝0 时，v1 的方向改为与磁感线的夹角为 θ，且 θ＜90°，可以产生感 应电流 答案　BCD 解析　当 v1＝v2，且方向相同时，导体棒和磁铁无相对运动，AB 不切割磁感 线，回路中无感应电流，A 错误；当 v1＝v2，且方向相反时，则 AB 切割磁感线， 穿过回路的磁通量变大或变小，都有感应电流产生，B 正确；当 v1≠v2 时，无论 方向相同或相反，导体棒和磁铁都有相对运动，穿过回路的磁通量都会发生变化， 有感应电流产生，C 正确；当 v2＝0，v1 的方向与磁感线的夹角 θ＜90°时，v1 有垂 直磁感线方向的分量，即 AB 仍在切割磁感线，穿过回路的磁通量发生变化，有感 应电流产生，D 正确。 8. (多选)如图所示装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合 圆环 A 中产生感应电流的是(　　) A．开关 S 接通的瞬间 B．开关 S 接通后，电路中电流稳定时 C．开关 S 接通后，滑动变阻器触头滑动的瞬间 D．开关 S 断开的瞬间 答案　ACD 解析　将开关 S 突然接通的瞬间，线圈产生的磁场从无到有，穿过铜环 A 的 磁通量增大，铜环 A 中产生感应电流，故 A 正确；线圈中通以恒定的电流时，线 圈产生稳恒的磁场，穿过铜环 A 的磁通量不变，铜环 A 中没有感应电流产生，故 B 错误；通电时，使滑动变阻器的触头滑动时，变阻器接入电路的电阻变化，回路 中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环 A 的磁通量变化，铜环 A 中产生感 应电流，故 C 正确；将开关 S 突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无，穿过 铜环 A 的磁通量减小，铜环 A 中产生感应电流，故 D 正确。 9．下图中能产生感应电流的是(　　) 答案　B 解析　产生感应电流的条件是闭合电路中磁通量发生改变。A 中，电路中磁 通量发生改变，但电路是开路，无感应电流；B 中，两导体杆与导轨组成的闭合电 路在磁场中的面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C 中，进出穿过导 体环的磁感线相互抵消，导体环中的磁通量恒为零，无感应电流；D 中，导线框 中的磁通量不发生变化，无感应电流。 10. (多选)如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它 们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完 全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图中所示， 当两直导线中的电流都增大时，四个线圈 a、b、c、d 中感应电流的情况是(　　) A．线圈 a 中无感应电流 B．线圈 b 中有感应电流 C．线圈 c 中有感应电流 D．线圈 d 中无感应电流 答案　CD 解析　根据安培定则可判断出电流产生的磁场方向如图所示，线圈 a 中的磁 场方向均垂直于纸面向里，线圈 c 中的磁场方向均垂直于纸面向外，线圈 b、d 中 的合磁通量始终为零，故增大两直导线中的电流时，线圈 a、c 中的磁通量发生变 化，有感应电流产生，而线圈 b、d 中无感应电流产生。C、D 正确，A、B 错误。 二、非选择题 11. 如图所示，线圈平面与水平方向成 θ 角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为 B，线圈面积为 S，则穿过线圈的磁通量 Φ＝________。 答案　BScosθ 解析　线圈平面 ABCD 与磁感应强度 B 方向不垂直，不能直接用 Φ＝BS 计算， 处理时可以采用以下两种方法。 方法一：把 S 投影到与 B 垂直的方向即水平方向，如图中 A′B′CD，S⊥＝ Scosθ，故 Φ＝BS⊥＝BScosθ。 方法二：把 B 分解为平行于线圈平面的分量 B∥和垂直于线圈平面的分量 B⊥， 显然 B∥不穿过线圈，B⊥＝Bcosθ，故 Φ＝B⊥S＝BScosθ。 12. 一导体圆环处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中做自由落体运动，如图所示： 若圆环半径为 r，磁场方向始终与圆面垂直。则穿过整个圆环的磁通量为 ________，圆环中________(选填“有”或“无”)感应电流产生。 答案　Bπr2　无 解析　在匀强磁场中穿过圆环的磁通量为 Φ＝BS＝Bπr2；要判断圆环中有无 感应电流，就看穿过整个圆环的磁通量是否发生变化，虽然圆环做匀加速直线运 动，但穿过圆环的磁通量无变化，因此无感应电流产生。 13. 匀强磁场的磁感应强度 B＝0.8 T，矩形线圈 abcd 的面积 S＝0.5 m2，共 10 匝， 开始 B 与线圈所在平面垂直且线圈有一半在磁场中，如图所示。规定图示穿过线 圈的磁通量为正，求： (1)当线圈绕 ab 边转过 60°时，线圈的磁通量以及此过程中磁通量的改变量为 多少？ (2)当线圈绕 dc 边转过 60°时，求线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变 量。 答案　(1)0.2 Wb　0　(2)0　－0.2 Wb 解析　(1)当线圈绕 ab 边转过 60°时，Φ＝BS⊥＝BScos60°＝0.8×0.5×1 2 Wb＝ 0.2 Wb(此时线圈正好全部处在磁场中)。在此过程中 S⊥没变，穿过线圈的磁感线 条数没变，故磁通量变化量 ΔΦ＝0。 (2)当线圈绕 dc 边转过 60°时，Φ＝BS⊥，此时没有磁场穿过线圈，所以 Φ＝0； 在图示位置 Φ1＝B·S 2 ＝0.2 Wb，转动后 Φ2＝0，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－0.2 Wb，故磁通 量改变量为－0.2 Wb。 14．如图所示，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈Ⅱ与电流计 相 连，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计 中是否有示数？ (1)开关闭合瞬间； (2)开关闭合稳定后； (3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑片； (4)开关断开瞬间。 答案　(1)有　(2)无　(3)有　(4)有 解析　(1)开关闭合时，线圈Ⅰ中电流从无到有，电流的磁场也是从无到有， 穿过线圈Ⅱ的磁通量也从无到有，线圈Ⅱ中磁通量发生变化，因此就产生了感应 电流，电流计 有示数。 (2)开关闭合稳定后，线圈Ⅰ中电流恒定不变，电流的磁场也不变，此时线圈Ⅱ 中，虽有磁通量穿过，但磁通量恒定不发生变化，则线圈Ⅱ中无感应电流产生， 电流计 无示数。 (3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器滑片，滑动变阻器接入电路中的电 阻变化，线圈Ⅰ中电流也变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈Ⅱ的磁通 量也发生变化，因此线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计 有示数。 (4)开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线 圈Ⅱ的磁通量也是从有到无，因此，线圈Ⅱ中磁通量也发生了变化，线圈Ⅱ中有 感应电流产生，电流计 有示数。