2019-2020年高中物理 第1章 电磁感应 1-2 电磁感应的发现 感应电流产生的条件自我小测 教科版选修3-2

2019-2020年高中物理第1章电磁感应 1-2 电磁感应的发现感应电流产
生的条件自我小测教科版选修3-2
1．关于磁通量的概念，以下说法中正确的是（）．
A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大
B．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大
C．穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零
D．磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的
2．如图所示，无限大磁场的方向垂直于纸面向里，A图中线圈在纸面内由小变大（由图中实线矩形变成虚线矩形），B图中线圈正绕a点在垂直磁场的平面内旋转，C图与D图中线圈正绕OO′轴转动，则线圈中不能产生感应电流的是（）．
3．下列说法中正确的是（）．
A．只要导体相对磁场运动，导体中就一定会产生感应电流
B．只要闭合导体回路在磁场中做切割磁感线运动，导体回路中就一定会产生感应电流C．只要穿过闭合导体回路的磁通量不为零，导体回路中就一定会产生感应电流
D．只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，导体回路中就一定会产生感应电流
4．如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况下线圈中能产生感应电流的是（）．
A．导线中电流变大 B．线框向左平动
C．线框向下平动 D．线框以cd边为轴转动
5．水平固定的大环中通过恒定的强电流I，从上向下看为逆时针方向，如图所示，有一小铜环，从上向下穿过大圆环，且保持环面与大环平行且共轴，下落过程中小环中产生感应电流的过程是（）．
A．只有小环在接近大环的过程中 B．只有小环在远离大环的过程中
C．只有小环在经过大环的过程中 D．小环下落的整个过程
6．如图，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可能实现的是（）．
①先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转
②S1、S2闭合后，再断开S2的瞬间，电流计指针偏转
③先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转
④S1、S2闭合后，再断开S1的瞬间，电流计指针偏转
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
7．在匀强磁场中有两根平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直，导轨上有两根可沿导轨平动的导体棒ab、cd，如图所示，两根导体棒匀速移动的速度分别为v1和v2，则下列情况可以使回路中产生感应电流的是（）．
A．ab、cd均向右运动，且v1＝v2 B．ab、cd均向右运动，且v1＞v2
C．ab、cd均向左运动，且v1＞v2 D．ab向右运动，cd向左运动，且v1＝v2
8．如图所示，一有限范围的匀强磁场宽度为d，若将一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域，已知d＞L，则导线框中无感应电流的时间等于（）．
A．B．C．D．
参考答案
1答案：C 解析：穿过闭合回路的磁通量大小取决于磁感应强度、回路所围面积以及两者夹角三个因素，所以只了解其中一个或两个因素无法确定磁通量的变化情况，A、B项错误；同样由磁通量的特点，也无法判断其中一个因素的情况，C正确，D错误．
2答案：B 解析：选项A中线圈面积S变化，由Φ＝BS知，磁通量发生变化，故能产生感应电流；选项C、D中线圈平面与磁感应强度B的夹角变化，都会导致穿过线圈的磁通量变化而产生感应电流；选项B中，B、S及两者夹角均不变，穿过线圈的磁通量不变，不产生感应电流．故应选B．
3答案：D 解析：产生感应电流要有两个条件：一是导体回路要闭合；二是穿过导体回路的磁通量要发生变化，所以D正确；如果导体没有构成闭合回路或构成闭合回路但沿磁感线运动，导体中就没有感应电流，故A错；如果闭合导体回路整体在与回路垂直的磁场中运动，这时尽管两边都切割磁感线，但闭合导体回路的磁通量仍没有发生变化，也不产生感应电流，故B错；穿过闭合导体回路的磁通量不为零，但如果磁通量没有变化，回路中就没有感应电流，故C错．
4答案：ABD 解析：讨论是否产生感应电流，需分析通电导线周围的磁场分布情况．通电导线周围的磁感线是一系列同心圆，且由内向外由密变疏，即离导线越远磁感线越疏．对选项A，因I增大而引起导线周围磁场的磁感应强度增大，故A正确；对选项B，因离开直导线越近，磁感线分布越密，因此线框向左平动时，穿过线框的磁通量变大，故B正确；对选项C，当线框向下平动时穿过线框的磁通量不变，故C错；对选项D，可用一些特殊位置来分析，当线框在题中位置时，穿过线框的磁通量最大，当线框转过90°时，穿过线框的磁通量最小，因此可判断当线框以cd为轴转动时磁通量一定变化，故D正确．5答案：D 解析：由环形电流磁感线的分布可知小环在运动的过程中，无论是接近还是远离大环，穿过小环的磁通量均在变化，所以小环下落的整个过程均能产生感应电流，故D 正确．
6答案：D 解析：先闭合S2形成闭合电路，然后将S1断开或闭合的瞬间，在B中产生感应电流，而使电流计指针偏转．
7答案：BCD 解析：本题考查感应电流产生的条件．ab、cd均向右运动，当v1＝v2时，闭合回路磁通量不变，故无感应电流产生，A项错误；B、D两项所述情况，闭合回路磁通量增大，C项所述情况，闭合回路磁通量减小，均有感应电流产生．
8答案：C 解析：根据产生感应电流的条件可知：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，回路中就有感应电流，因此线圈在进入和穿出磁场的过程中有感应电流．当线圈全部处于磁场中时，穿过线圈的磁通量不发生变化，没有感应电流产生．根据几何关系易知C选项正确．
2019-2020年高中物理第1章电磁感应 3 法拉第电磁感应定律自我小测
教科版选修3-2
1．决定闭合电路中感应电动势大小的因素是（）．
A．磁通量B．磁感应强度
C．磁通量的变化率D．磁通量的变化量
2．无线电力传输目前取得重大突破，在日本展出了一种非接触式电源供应系统．这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力．两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图所示，下列说法正确的是（）．
A．若A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势
B．只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势
C．A中电流越大，B中感应电动势越大
D．A中电流变化越快，B中感应电动势越大
3．如图所示，竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出，设整个过程中，棒的取向不变，不计空气阻力，则金属棒运动过程中产生的感应电动势的大小变化情况应是（）．
A．越来越大B．越来越小
C．保持不变 D．无法判定
4．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量对时间变化的规律如图所示，则在O→D过程中（）．
A．O时刻线圈中感应电动势最大
B．D时刻线圈中感应电动势为零
C．D时刻线圈中感应电动势最大
D．O→D时间内线圈中平均感应电动势为0.4 V
5．一匀质闭合线圈放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直．若想使线圈中的感应电流增强一倍，下述方法可行的是（）．
A．使线圈匝数增加一倍
B．使线圈面积增加一倍
C．使线圈匝数减少一半
D．使磁感应强度的变化率增大一倍
6．如图所示，半径为r的金属环绕通过其直径的轴OO′以角速度ω匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B．从金属环的平面与磁场方向重合时开始计时，在转过30°角的过程中，环中产生的电动势的平均值为（）．
A．2Bωr2 B．Bωr2
C．3Bωr2 D．Bωr2
7．如图所示，平行金属导轨间距为d，一端跨接电阻R，匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直于导轨平面，一根金属棒（足够长）与导轨成θ角放置，棒与导轨的电阻不计．当棒沿垂直棒的方向以恒定速度v在导轨上滑行时，通过电阻的电流是（）．
A．B．
C． D．
8．一个边长为a＝1 m的正方形线圈，总电阻为R＝2 Ω，当线圈以v＝2 m/s的速度通过磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场区域时，线圈平面总保持与磁场垂直．若磁场的宽度b＞1 m，如图所示，求：
（1）线圈进入磁场过程中感应电流的大小；
（2）线圈在穿过整个磁场过程中释放的焦耳热．
参考答案
1答案：C
2答案：BD 解析：根据产生感应电动势的条件，只有处于变化的磁场中，B 线圈才能产生感应电动势，A 错，B 对；根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小取决于磁通量变化率，所以C 错，D 对．
3答案：C 解析：棒ab 水平抛出其速度越来越大，但水平分速度v 0保持不变，棒的水平运动切割磁感线产生感应电动势；棒的竖直分运动不切割磁感线，即不产生感应电动势，故感应电动势E ＝Blv 0保持不变．
4答案：ABD 解析：我们知道Φ、ΔΦ、之间无必然联系，感应电动势仅由决定，而Φ－t 图像中图线的斜率就是，由题图可知O 点的斜率最大，感应电动势最大，D 点的斜率为零，感应电动势为零，又由V ＝0.4 V 可知，选项A 、B 、D 正确．
5答案：D 解析：根据求电动势，考虑到当n 、S 发生变化时导体的电阻也发生了变化．若匝数增加一倍，电阻也增加一倍，感应电流不变，故A 错；若匝数减少一半，感应电流也不变，故C 错；若面积增加一倍，长度变为原来的倍，因此电阻为原来的倍，电流为原来的倍，故B 错．
6答案：C 解析：开始时，Φ1＝0，金属环转过30°时Φ2＝BS sin 30°＝B πr 2
，故ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B πr 2，根据知，环中电动势平均值E ＝3B ωr 2，故选C ．
7答案：A 解析：导体棒切割的有效长度，故，则电流，A 正确．
8答案：（1）0.5 A （2）0.5 J
解析：（1）根据E ＝Blv ，知 0.512=A=0.5 A 2
Bav I R ⨯⨯=． （2）线圈穿过磁场过程中，由于b ＞1 m ，故只在进入和穿出时有感应电流，故Q ＝2I 2
Rt ＝＝2×0.52×2×J＝0.5 J ．。