2019-2020学年高中物理第4章电磁感应第12划时代的发现节探究感应电流的产生条件节同步作业含解析 人教版选修3-2 5页

第1、2 划时代的发现节 探究感应电流的产生条件节 ‎[基础训练]‎ ‎1．(多选)自然界的电和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献．下列说法正确的是(　　)‎ A．安培发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系 B．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系 C．洛伦兹发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系 D．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系 BD　解析　安培提出了分子电流假说，说明了一切磁现象都是由电流产生的，选项A错误；奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系，选项B正确；法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系，选项C错误，D正确．‎ ‎2．如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef，已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，穿过圆面积的磁通量将(　　)‎ A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．始终为零 D．保持不变，但不为零 C　解析　利用安培定则判断直线电流产生的磁场，作出俯视图如图所示．考虑到磁场具有对称性，可以知道穿入圆面积的磁感线的条数与穿出圆面积的磁感线的条数是相等的，故选项C正确．‎ ‎3．(多选)在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直；导轨上有两条可沿导轨自由移动的导体棒ab、cd，这两个导体棒的运动速度分别为v1、v2，如图所示，则下列四种情况，ab棒中有感应电流通过的是(　　)‎ A．v1＞v2 B．v1＜v2　‎ C．v1≠v2 D．v1＝v2‎ ABC　解析　‎ 5‎ 只要闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生．题中导轨位于匀强磁场中，只要满足v1≠v2，回路的面积就会发生变化，从而磁通量发生变化，回路中就有感应电流产生．‎ ‎4．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是(　　)‎ A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B．在一电流恒定的通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化 D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化 D　解析　将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，因线圈中的磁通量没有变化，故不能观察到感应电流，选项A错误；在一电流恒定的通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈时，产生不变的磁场，则在另一线圈中不会产生感应电流，选项B错误；在线圈中插入条形磁铁后，产生的感应电流只有一瞬间，再到相邻房间去观察电流表时，磁通量已不再变化，因此也不能观察到感应电流，选项C错误；绕在同一铁环上的两个线圈，在给一个线圈通电或断电的瞬间，线圈产生的磁场变化，使穿过另一线圈的磁通量变化，因此，能观察到感应电流，选项D正确．‎ ‎5．如图所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r(rl，线框平面与磁场方向垂直且有两条边与磁场边界平行，则在线框中不产生感应电流的时间应等于(　　)‎ A． B． C． D． C　解析　线框在进入和穿出磁场时都有感应电流产生，当线框全部在磁场中时无感应电流产生，故不产生感应电流的时间为t＝.‎ ‎[能力提升]‎ ‎9．如图所示，在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成闭合电路，假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内，a、b、c三个闭合金属圆环位置如图所示，当滑动变阻器的滑片左右滑动时，能产生感应电流的圆环是(　　)‎ A．a、b两个环 B．b、c两个环 C．a、c两个环 D．a、b、c三个环 A　解析　穿过c环的正、负磁通量相互抵消，合磁通量始终为零，故c 5‎ 环中无感应电流产生．‎ ‎10．如图所示，一个“U”形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ.下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是(　　)‎ A．ab向右运动，同时使θ减小 B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小 C．ab向左运动，同时增大磁感应强度B D．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)‎ A　解析　依题意，磁通量Φ＝BScos θ，对于选项A，棒向右运动，S增大，同时θ减小，cos θ增大，则Φ一定增大，回路中一定有感应电流产生；对于选项B，B减小，同时θ减小，cos θ增大，Φ可能不变，不一定产生感应电流；对于选项C，棒向左运动，S减小，同时B增大，Φ可能不变，也不一定产生感应电流；对于选项D，棒向右运动，S增大，同时B增大，θ增大即cos θ减小，Φ可能不变，也不一定产生感应电流．‎ ‎11．如图所示，固定于水平面上的金属框架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速直线运动．t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形．为使穿过闭合回路的磁通量不发生变化，从t＝0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式．‎ 解析　在t＝0时刻，穿过线圈平面的磁通量 Φ1＝B0S＝B0l2，‎ 设t时刻的磁感应强度为B，此时的磁通量 Φ2＝Bl(l＋vt)，‎ 由Φ1＝Φ2得B＝.‎ 答案　B＝ ‎12．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G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G中是否有示数？‎ 5‎ ‎(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．‎ 解析　(1)开关闭合瞬间线圈Ⅰ中电流从无到有，电流的磁场也从无到有，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从无到有，线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计G有示数．‎ ‎(2)开关闭合稳定后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈Ⅱ中虽有磁通量但磁通量恒定不变，线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计G无示数．‎ ‎(3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑片，电阻变化，线圈Ⅰ中的电流变化，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，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计G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的磁通量也从有到无，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计G有示数．‎ 答案　(1)有　(2)无　(3)有　(4)有 5‎