2019-2020年高中物理 第4章第二節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件知能優(yōu)化訓(xùn)練 新人教版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 第4章第二節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件知能優(yōu)化訓(xùn)練 新人教版選修3-2 1．關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法中正確的是(　　) A．只要有磁感線穿過電路，電路中就有感應(yīng)電流 B．只要閉合電路在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中就有感應(yīng)電流 C．只要穿過閉合電路的磁通量足夠大，電路中就有感應(yīng)電流 D．只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電流 解析：選D.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：一是電路閉合，二是穿過電路的磁通量發(fā)生變化，二者必須同時(shí)滿足，A、C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．閉合電路切割磁感線時(shí)，穿過其中的磁通量不一定變化，也不一定產(chǎn)生感應(yīng)電流，B錯(cuò)誤． 圖4－1－12 2．將條形磁鐵豎直放置，閉合圓環(huán)水平放置，并使條形磁鐵中心線穿過圓環(huán)中心，如圖4－1－12所示，若圓環(huán)為彈性環(huán)，其形狀由a擴(kuò)大到b，那么圓環(huán)內(nèi)磁通量的變化情況是(　　) A．磁通量增大 B．磁通量減小 C．磁通量不變 D．無法判斷 解析：選B.作出俯視圖，如圖所示，穿過環(huán)a、b的磁感線有進(jìn)有出，相互抵消后，得Φa＝Φ出－Φ進(jìn)，Φb＝Φ出－Φ進(jìn)′.從a、b中穿出的磁感線條數(shù)相同，但從b中穿入的磁感線條數(shù)更多，故Φa＞Φb. 3．有一正方形閉合線圈，在足夠大的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)．圖4－1－13中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) 圖4－1－13 解析：選D.A中線圈不切割磁感線，所以A中線圈沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生．即使切割了磁感線，也不能保證就能產(chǎn)生感應(yīng)電流，比如B和C中的線圈豎直邊切割了磁感線，但閉合線圈的磁通量沒有發(fā)生變化，故B、C中的線圈也沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生． 圖4－1－14 4．如圖4－1－14，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(jì)，下列操作及相應(yīng)的結(jié)果可能實(shí)現(xiàn)的是(　　) A．先閉合S2，后閉合S1的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) B．S1、S2閉合后，在斷開S2的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) C．先閉合S1，后閉合S2的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) D．S1、S2閉合后，在斷開S1的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) 解析：選AD.先閉合S2形成閉合電路，然后將S1斷開或閉合的瞬間，由于電磁感應(yīng)在B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，而使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)．A、D正確． 圖4－1－15 5．在圖4－1－15中，線圈平面與勻強(qiáng)磁場垂直，若其回路面積從10 m2變?yōu)?0 m2，同時(shí)把磁感應(yīng)強(qiáng)度從1 T變?yōu)? T，則回路中的磁通量的變化量是多少？ 解析：回路中的磁通量的變化量ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(202－101) Wb＝30 Wb. 答案：30 Wb 一、選擇題 圖4－1－16 1.如圖4－1－16所示，通電螺線管水平固定，OO′為其軸線，a、b、c三點(diǎn)在該軸線上，在這三點(diǎn)處各放一個(gè)完全相同的小圓環(huán)，且各圓環(huán)平面垂直于OO′軸．則關(guān)于這三點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Ba、Bb、Bc的大小關(guān)系及穿過三個(gè)小圓環(huán)的磁通量Φa、Φb、Φc的大小關(guān)系，下列判斷正確的是(　　) A．Ba＝Bb＝Bc，Φa＝Φb＝Φc B．Ba＞Bb＞Bc，Φa＜Φb＜Φc C．Ba＞Bb＞Bc，Φa＞Φb＞Φc D．Ba＞Bb＞Bc，Φa＝Φb＝Φc 解析：選C.根據(jù)通電螺線管產(chǎn)生的磁場特點(diǎn)可知Ba＞Bb＞Bc，由Φ＝BS可得Φa＞Φb＞Φc，故C正確． 圖4－1－17 2.在圖4－1－17中，若回路面積從S0＝8 m2變到St＝18 m2，磁感應(yīng)強(qiáng)度B同時(shí)從B0＝0.1 T方向垂直紙面向里變到Bt＝0.8 T方向垂直紙面向外，則回路中的磁通量的變化量為(　　) A．7 Wb　　　　　　　 B．13.6 Wb C．15.2 Wb D．20.6 Wb 解析：選C.因?yàn)锽、S都變化．所以可用后來的磁通量減去原來的磁通量．取后來的磁通量為正． ΔΦ＝Φt－Φ0＝BtSt－(－B0S0)＝0.818 Wb－(－0.18)Wb＝15.2 Wb，故C對(duì)． 圖4－1－18 3. (xx年山東省濟(jì)南市高二質(zhì)檢)如圖4－1－18所示，a、b、c三個(gè)閉合線圈放在同一平面內(nèi)，當(dāng)線圈a中有電流I通過時(shí)，它們的磁通量分別為Φa、Φb、Φc，下列說法中正確的是(　　) A．Φa<Φb<Φc　　　　 B．Φa>Φb>Φc C．Φa<Φc<Φb D．Φa>Φc>Φb 解析：選B.當(dāng)a中有電流通過時(shí)，穿過a、b、c三個(gè)閉合線圈向里的磁感線條數(shù)一樣多，向外的磁感線條數(shù)c最多，其次是b，a中無向外的磁感線，因此，據(jù)合磁通量的計(jì)算，應(yīng)該是Φa>Φb>Φc. 圖4－1－19 4.如圖4－1－19所示，ab是水平面上一個(gè)圓的直徑，在過ab的豎直平面內(nèi)有一根通電導(dǎo)線ef.已知ef平行于ab，當(dāng)ef豎直向上平移時(shí)，電流磁場穿入圓面積的磁通量將(　　) A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．始終為零 D．不為零，但保持不變 解析：選C.利用安培定則判斷直線電流產(chǎn)生的磁場，作出俯視圖如圖．考慮到磁場具有對(duì)稱性，可以知道，穿入線圈的磁感線的條數(shù)與穿出線圈的磁感線的條數(shù)是相等的．故選C. 圖4－1－20 5．如圖4－1－20所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)組成一閉合回路，在鐵芯的右端套有一個(gè)表面絕緣的銅環(huán)a，下列各種情況銅環(huán)a中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) A．線圈中通以恒定的電流 B．通電時(shí)，使變阻器的滑片P勻速移動(dòng) C．通電時(shí)，使變阻器的滑片P加速移動(dòng) D．將開關(guān)突然斷開的瞬間 解析：選A.線圈中通以恒定電流時(shí)，銅環(huán)a處磁場不變，穿過銅環(huán)的磁通量不變，銅環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，變阻器滑片移動(dòng)或開關(guān)斷開時(shí)，線圈中電流變化，銅環(huán)a處磁場變化，穿過銅環(huán)的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故應(yīng)選A. 圖4－1－21 6．如圖4－1－21所示，在勻強(qiáng)磁場中的U形導(dǎo)軌上，有兩根等長的平行導(dǎo)線ab和cd，以相同的速度v勻速向右滑動(dòng)．為使ab中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，對(duì)開關(guān)S來說(　　) A．打開和閉合都可以 B．應(yīng)打開 C．打開和閉合都不行 D．應(yīng)閉合 解析：選D.若開關(guān)打開，導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合回路abdc中磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流；若開關(guān)閉合，導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合回路abNM中磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流．所以，應(yīng)選D選項(xiàng)． 圖4－1－22 7.如圖4－1－22所示，導(dǎo)線框abcd放在光滑的平行導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，現(xiàn)使導(dǎo)線框abcd向右運(yùn)動(dòng)，G1、G2是兩只電流表，則(　　) A．G1、G2中都有電流通過 B．G1、G2中都沒有電流通過 C．只有G1中有電流通過 D．只有G2中有電流通過 解析：選A.雖然線圈abcd構(gòu)成的閉合回路中沒有磁通量的變化，但電流表G1與線框abcd構(gòu)成的閉合回路中磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流流過G1和G2，所以A對(duì)． 圖4－1－23 8.如圖4－1－23所示，一個(gè)矩形線框從勻強(qiáng)磁場的上方自由落下，進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中，然后再從磁場中穿出．已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場區(qū)域的寬度L大于線框的高度h，那么下列說法中正確的是(　　) A．線框只在進(jìn)入和穿出磁場的過程中，才有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B．線框從進(jìn)入到穿出磁場的整個(gè)過程中，都有感應(yīng)電流產(chǎn)生 C．線框在進(jìn)入和穿出磁場的過程中，都是機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能 D．整個(gè)線框都在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能 解析：選AC.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，線框全部在磁場中時(shí)，磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯(cuò)．而進(jìn)入和穿出磁場的過程中磁通量發(fā)生變化，也就產(chǎn)生了感應(yīng)電流，故A正確．在產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程中消耗了機(jī)械能，故C正確D錯(cuò)誤． 二、非選擇題 圖4－1－24 9．(xx年永安高二檢測)如圖4－1－24所示，一閉合金屬環(huán)從上而下通過通電螺線管，b為螺線管的中點(diǎn)，金屬環(huán)通過a、b、c三處時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎？ 解析：根據(jù)螺線管產(chǎn)生的磁場的特點(diǎn)，金屬環(huán)通過a處時(shí)，穿過金屬環(huán)的磁通量變大，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬環(huán)通過b處時(shí)，穿過金屬環(huán)的磁通量瞬間不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬環(huán)通過c處時(shí)，穿過金屬環(huán)的磁通量變小，產(chǎn)生感應(yīng)電流． 答案：金屬環(huán)通過a、c處時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流；通過b處時(shí)不產(chǎn)生感應(yīng)電流． 圖4－1－25 10.如圖4－1－25所示，固定在水平桌面上的金屬框架cdef，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒ab擱在框架上，可無摩擦滑動(dòng)，此時(shí)adeb構(gòu)成一個(gè)邊長為L的正方形，開始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.若從t＝0時(shí)刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，棒以恒定速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)怎樣隨時(shí)間變化(寫出B與t的關(guān)系式)? 解析：要使電路中感應(yīng)電流為零，只需穿過閉合電路中的總磁通量不變，故BL(L＋vt)＝B0L2，∴B＝. 答案：B＝