高中物理第四章电磁感应第一、二节划时代的发现探究电磁感应产生的条件自我小测含解析新人教版选修3-2 6页

划时代的发现 探究电磁感应产生的条件 一、选择题(其中第 1～5 题为单选题，第 6～7 题为多选题) 1．如图所示，一个矩形线圈与两条通有相同大小电流的平行直导线处于同一平面，并 且处在两导线的中央，则( ) A．两导线电流同向时，穿过线圈的磁通量为零 B．两导线电流反向时，穿过线圈的磁通量为零 C．两导线电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都相等 D．两导线电流产生的磁场是不均匀的，不能判定穿过线圈的磁通量是否为零 2．如图所示，条形磁铁正上方放置一矩形线框，线框平面水平且与条形磁铁平行。则 线框由 N 极端匀速平移到 S 极端的过程中，线框中的感应电流的情况是( ) A．线框中始终无感应电流 B．线框中始终有感应电流 C．线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁中部时无感应电流，过中部后又有感应 电流 D．线框中开始无感应电流，当线框运动到磁铁中部时有感应电流，过中部后又无感应 电流 3．如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是( ) 4．如图所示，竖直放置的长直导线通以图示方向的电流，有一矩形金属线框 abcd 与导 线处在同一平面内，下列情况下，矩形线框中不会产生感应电流的是( ) A．导线中电流变大 B．线框向右平动 C．线框向下平动 D．线框以 ab 边为轴转动 5．如图所示，一通电螺线管 b 放在闭合金属线圈 a 内，螺线管的中心线恰好和线圈的 一条直径 MN 重合。要使线圈 a 中产生感应电流，可采用的方法有( ) A．使螺线管在线圈 a 所在平面内转动 B．使螺线管上的电流发生变化 C．使线圈以 MN 为轴转动 D．使线圈以与 MN 垂直的直径为轴转动 6．如图所示是截面为等腰直角形的三棱柱，其侧面 abcd 为正方形，边长为 L，将它按 图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为 B，下面说法中正确的是( ) A．通过 abcd 平面的磁通量大小为 B·L2 B．通过 dcfe 平面的磁通量大小为 B· 2 2 L2 C．通过 abfe 平面的磁通量大小为 B· 2 2 L2 D．通过整个三棱柱的磁通量为零 7．如图所示，A、B 两回路中各有一开关 S1、S2，且回路 A 中接有电源，回路 B 中接有 灵敏电流计，下列操作及相应的结果中可能的是( ) A．先闭合 S2，后闭合 S1 的瞬间，电流计指针偏转 B．S1、S2 闭合后，在断开 S2 的瞬间，电流计指针偏转 C．先闭合 S1，后闭合 S2 的瞬间，电流计指针偏转 D．S1、S2 闭合后，在断开 S1 的瞬间，电流计指针偏转 二、非选择题 8．如图是研究电磁感应现象实验所需的器材，用实线将带有铁芯的线圈 A、电源、滑 动变阻器和开关连接成原线圈回路，将小量程电流表和线圈 B 连接成副线圈回路，并列举出 在实验中能够改变副线圈回路磁通量，使副线圈中产生感应电流的三种方法： (1)________________________________________________________________________ 。 (2)________________________________________________________________________ 。 (3)________________________________________________________________________ 。 9．如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场 B=0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆 心为 O，半径为 1 cm。现在纸面内先后放上圆形线圈 A、C 和 D，圆心均在 O 处。A 线圈半径 为 1 cm，匝数为 10 匝；D 线圈半径为 2 cm，匝数为 1 匝；C 线圈半径为 0.5 cm，匝数为 1 匝，问： (1)在磁感应强度 B 减少为 0.4 T 的过程中，A 和 D 中的磁通量改变了多少？ (2)当磁场转过 30°角的过程中，C 中的磁通量改变了多少？ 参考答案 1．解析：根据安培定则，两导线电流同向时，它们在线圈处产生的磁场反向，穿过线 圈的磁通量为零；两导线电流反向时，它们在线圈处产生的磁场同向，穿过线圈的磁通量不 为零，故选项 A 正确。 答案：A 2．解析：先画出条形磁铁的磁场分布情况，然后分析线圈在平移过程中，穿过线框的 磁通量的变化情况，可知，穿过线圈的磁通量始终在变化，故 B 正确。 答案：B 3．解析：产生感应电流的条件是穿过线圈的磁通量发生变化，选项 B 符合要求。 答案：B 4．解析：导线中电流变大，则周围的磁感应强度增强，线框中磁通量增大，可以产生 感应电流；线框向右平动时，线框中的磁感应强度减小，磁通量减小，可以产生感应电流； 线框向下平动时，线框中的磁感应强度不变，磁通量不变，不会产生感应电流；线框以 ad 边为轴转动时，线框中的磁通量发生变化，会产生感应电流，故 A、B、D 选项不合题意，选 C 选项。 答案：C 5．解析：图示位置，线圈 a 所在平面与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为零，当按 A、 B、C 所述方式变化时，线圈 a 所在平面仍与磁感线平行，磁通量不变，不产生感应电流； 按 D 所述方式变化时，由于线圈与磁场夹角变化引起磁通量变化，能够产生感应电流，故选 D。 答案：D 6．解析：由公式Φ＝BScos θ可以得出通过侧面 abcd 的磁通量Φ1＝BL2cos 45°＝ 2 2 BL2，A 错误；通过平面 dcfe 的磁通量Φ2＝BL· 2 2 L，B 正确；通过平面 abfe 的磁通 量Φ3＝B· 2 2 L2cos 90°＝0，C 错误；而整个三棱柱表面是个闭合曲面，穿入与穿出的磁 感线条数相等，即穿过它的净磁感线的条数是 0，故穿过整个三棱柱的磁通量为零，D 正确。 答案：BD 7．解析：回路 A 中有电源，当 S1 闭合后，回路中有电流，产生磁场，回路 B 中有磁通 量。在 S1 闭合或断开的瞬间，回路 A 中的电流从无到有或从有到无，产生的磁场发生变化， 从而使穿过回路 B 的磁通量发生变化，此时若 S2 是闭合的，则回路 B 中有感应电流，电流 计指针偏转，所以选项 A、D 正确。 答案：AD 8．答案：实线连接，如图所示。 (1)A 线圈在 B 线圈中，合上(或断开)开关瞬间 (2)将原线圈插入副线圈或从副线圈中抽出的过程中 (3)A 线圈在 B 线圈中，移动滑动变阻器的滑动片时 9．解析：(1)对 A 线圈，Φ1＝B1πr2，Φ2＝B2πr2。故磁通量改变量：|Φ2－Φ1|＝(0.8 －0.4)×3.14×(1×10－2)2 Wb＝1.256×10－4 Wb。 对 D 线圈，|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(1×10－2)2 Wb＝1.256×10－4 Wb。 (2)对 C 线圈，Φ1＝Bπr2，磁场转过 30°，线圈面积在垂直磁场方向上的投影为πr2cos 30°，则Φ2＝Bπr2cos 30°。 故磁通量改变量：|Φ2－Φ1|＝Bπr2(1－cos 30°)＝0.8×3.14×(5×10－3)2×(1－ 0.866) Wb＝8.4×10－6 Wb。 答案：(1)1.256×10－4 Wb 1.256×10－4 Wb (2)8.4×10－6 Wb