高中物理教科版 (2019)必修 第三册3 电磁感应现象及其应用课时作业

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3.3电磁感应现象及其应用同步练习教科版（          2019）高中物理必修第三册

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1. 为探讨磁场对脑部神经组织的影响及临床医学应用，某小组查阅资料得知：“将金属线圈放置在头部上方几厘米处，给线圈通以上千安培、历时约几毫秒的脉冲电流，电流流经线圈产生瞬间的高强度脉冲磁场，磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电场及感应电流，而对脑神经产生电刺激作用，其装置如图所示。”同学们讨论得出的下列结论正确的是

A. 脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电磁感应现象
B. 脉冲磁场在线圈周围空间产生感应电场是电流的磁效应
C. 若将脉冲电流改为恒定电流，可持续对脑神经产生电刺激作用
D. 若脉冲电流最大强度不变，但缩短脉冲电流时间，则在脑部产生的感应电场及感应电流会增强

2. 以下四幅图所示的实验中，下列说法正确的是 

A. 图通电后小磁针将会发生偏转，说明了电流周围存在磁场
B. 图电键闭合后电流计的指针将会发生偏转，说明了回路产生了感应电流
C. 图闭合电键后金属棒会在导轨上运动，说明了回路产生了感应电流
D. 图电键闭合后线框会转动，说明了磁场对电流可以产生力的作用

3. 下列现象中，属于电磁感应现象的是

A. 小磁针在通电导线附近发生偏转
B. 通电线圈在磁场中受磁场作用力转动
C. 磁铁吸引小磁针
D. 闭合线圈靠近磁铁时产生电流

4. 华为作为国产高端手机的典型代表，集成了很多高精尖技术，其中有一项功能尤其引人关注，那就是实现了双向无线超级快充，大大方便了人们的生活。如图甲所示为无线正向充电原理图，充电底座接交流电源，对充电底座供电，充电底座内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电。如图乙所示，若在某段时间内，磁场垂直于接收线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度大小逐渐增大。下列说法正确的是

A. 无线充电时，手机上受电线圈的工作原理是“电流的磁效应”
B. 送电线圈内的电流大小在逐渐减小
C. 受电线圈中感应电流方向由
D. 受电线圈有扩张趋势

5. 有关电磁感应现象的下列说法中正确的是

A. 感应电流的磁场总跟原来的磁场方向相反
B. 穿过闭合回路的磁通量发生变化时不一定能产生感应电流
C. 闭合线圈整个放在磁场中一定能产生感应电流
D. 感应电流的磁场总是阻碍原来的磁通量的变化

6. 为探讨磁场对脑部神经组织的影响及临床医学应用，某小组查阅资料得知：“将金属线圈放置在头部上方几厘米处，给线圈通以上千安培、历时约几毫秒的脉冲电流，电流流经线圈产生瞬间的高强度脉冲磁场，磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电场及感应电流，而对脑神经产生电刺激作用，其装置如图所示。”同学们讨论得出的下列结论正确的是

A. 脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电磁感应现象
B. 脉冲磁场在线圈周围空间产生感应电场是电流的磁效应
C. 若将脉冲电流改为恒定电流，可持续对脑神经产生电刺激作用
D. 若脉冲电流最大强度不变，但缩短脉冲电流时间，则在脑部产生的感应电场及感应电流会增强

7. 下列现象中，属于电磁感应现象的是

A. 磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生电流
B. 通电线圈在磁场中受磁场作用力转动
C. 磁铁吸引小磁针
D. 小磁针在通电导线附近发生偏转

8. 科学家科拉顿在探索如何产生感应电流时，为了排除磁铁对“电流表”的影响，他将连接好的“电流表”和线圈分别放在两个房间，他把磁铁插入线圈后，跑到放“电流表”的房间，没有观察到电流产生。对这一现象的正确解释是

A. 磁场不能产生电流
B. 磁铁对“电流表”仍有影响
C. 他观察时磁铁已停在线圈中
D. 磁铁插入线圈的过程不会产生感应电流

9. 如图所示，矩形线框在足够大的匀强磁场中做的各种运动中，能够产生感应电流的是

A.  B.
C.  D.

10. 如图所示，矩形导线框处于竖直面内，直导线与边平行且与线框平面共面，并通以向上的电流，则以下情况不能使线框中产生感应电流的是

A. 线框以直导线为轴转动
B. 线框以边为轴转动
C. 线框沿线框平面向右平移
D. 增大直导线中的电流
 

二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）

11. 多选下列现象中，属于电磁感应现象的是

A. 小磁针在通电导线附近发生偏转
B. 磁铁靠近悬挂的闭合线圈，线圈向远离磁铁方向运动
C. 磁铁吸引小磁针
D. 闭合线圈靠近磁铁时产生电流

12. 如图所示，直导线竖直放置并通以向上的电流，矩形金属线框与处在同一平面，边与平行，则

A. 线框向左平移时，线框中有感应电流
B. 线框竖直向上平移时，线框中有感应电流
C. 线框以为轴转动时，线框中有感应电流
D. 中电流突然变小时，线框中有感应电流
 

13. 如图所示，线圈在磁场区域中，下列哪种情况下线圈中有感应电流产生

A. 把线圈变成圆形周长不变
B. 使线圈在磁场中加速平移
C. 使磁场增强或减弱
D. 使线圈以过的直线为轴旋转
 

14. 如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是

A. 将线框向左拉出磁场 B. 以边为轴转动
C. 以边为轴转动小于 D. 以边为轴转动小于

15. 如图所示，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金属棒、，与导轨接触良好。这两条金属棒、的运动速度分别是、，且井字形回路中有感应电流通过，则两金属棒的运动情况可能是

A.  B.  C.  D. 无法确定

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

16. 如下两图所示，都是探究产生感应电流的条件的实验装置，闭合开关_______选填“”或“”瞬间，电流计指针发生偏转；闭合开关，条形磁铁插入线圈过程中，电流计指针发生偏转；闭合开关，滑动滑动变阻器的滑片时，电流计指针发生偏转。以上实验操作说明：只要穿过闭合电路的___________发生变化，电路中就有感应电流产生。

17. 在“探究产生感应电流的条件”的实验中，如图甲所示，把条形磁铁插入或者拔出闭合线圈的过程中，线圈的面积尽管没有变化，但是线圈内的磁场强弱发生了变化，此时闭合线圈中______感应电流填“有”
    或“无”继续作图乙所示的实验，当导体棒做切割磁感线运动时，尽管磁场的强弱没有变化，但是闭
    合回路的面积发生了变化，此时回路中______感应电流填“有”或“无”．

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

18. 如图所示，固定于水平面上的金属架处于竖直向下的匀强磁场中，金属棒沿框架以速度向右匀速运动。时，磁感应强度为，此时到达的位置使构成一个边长为的正方形。为使棒中不产生感应电流，从开始，磁感应强度应怎样随时间变化请推导出这种情况下与的关系式。
    
    
    
    
    
    
     
19. 如图所示，固定在水平面上的金属架处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒沿框架以速度向右做匀速运动．时，磁感应强度为，此时到达的位置恰好使构成一个边长为的正方形．为使棒中不产生感应电流，从开始，
     

磁感应强度随时间应增大还是减小？

写出磁感应强度随时间变化的函数式






 

20. 如图所示，半径为的弹性螺旋线圈内有垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，磁场区域的半径为，已知弹性螺旋线圈的电阻为，线圈与磁场区域共圆心．
     

保持磁场不变，求线圈的半径由变到的过程中，产生的感应电流的方向．

保持磁场区域的半径不变，使磁感应强度大小随时间变化的关系式为，求线圈中的电流的大小．

答案和解析

1.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题考查了电流的磁效应和电磁感应现象，同时需要明确电磁感应现象的条件和决定感应电流的大小的因素。
【解答】
A.脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电流的磁效应，故A错误；
B.脉冲磁场在线圈周围空间产生感应电场是电磁感应现象，故B错误；
C.产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，当脉冲电流改为恒定电流时，磁场不发生变化，即磁通量不变，所以不会产生感应电动势，故不能持续对脑神经产生电刺激作用，故C错误；
D.根据法拉第电磁感应定律可知，当脉冲电流最大强度不变，即产生的磁场的最大磁感应强度不变，故磁通量的变化量不变，但缩短脉冲电流时间，故产生的感应电动势变大，所以则在脑部产生的感应电场及感应电流会增强，故D正确。
故选D。  

2.【答案】
 

【解析】

【分析】
电流磁效应是指电流能产生磁场，磁场对放入其中的电流也有力的作用，闭合回路的一部分导体在磁场中切割磁感线，回路中产生感应电流，对照各图进行判断即可。
图中所示的四个实验，是电与磁这一单元最典型的四个实验，它们各自的特点不同，代表了不同的含义，学习中我们应该加以重点区分才行。
【解答】
A.图是演示电流的磁效应实验装置，通电后直导线下方的磁场方向与小磁针方向一致，小磁针不发生偏转，故A错误；
B.图是研究电磁感应的实验装置，仅闭合电键，而导体棒不切割磁感线，没有感应电流产生，电流计指针不会发生偏转，故B错误；
C.图是研究磁场对电流作用的实验装置，通过实验现象反应了磁场中的电流会受到力的作用，故C错误；
D.图是电动机的工作原理的实验装置，说明了磁场对电流可以产生力的作用，故D正确。
故选D。  

3.【答案】
 

【解析】

【分析】
解答本题应掌握：电磁感应的现象---因磁通量的变化，从而产生感应电动势，形成感应电流的现象。
本题中的四个选项分别对应了电与磁间关系的四个问题，为电流的磁效应；为电流在磁场中受力；为磁化现象；为电磁感应。
【解答】
电磁感应指闭合回路中部分导体做切割磁感线运动，或者穿过闭合线圈的磁通量变化，则回路中即可产生感应电流。
A.小磁针在通电导线附近发生偏转，这是电流的磁效应，故A错误；
B.通电线圈在磁场中转动，是由于安培力作用，故B错误；
C.磁铁吸引小磁针，磁性相互作用，故C错误；
D.闭合线圈在磁场中运动而产生电流，是由运动而产生感应电流，故D正确。
故选D。  

4.【答案】
 

【解析】分析：
无线充电利用了电磁感应使受电线圈中产生电流，送电线圈中通电产生磁场，使受电线圈磁通量发生变化，根据楞次定律可以判断受电线圈的电流方向和趋势。
解答：
A、无线充电时，手机上受电线圈的工作原理是电磁感应，故A错误；
、送电线圈中增大的电流才能产生的磁感应强度逐渐增大，使受电线圈有感应电流，根据楞次定律可知受电线圈中感应电流方向由且有收缩趋势，故BD错误，C正确；
故选C。
 

5.【答案】
 

【解析】

【分析】
明确感应电流产生的条件，明确闭合线圈中磁通量发生变化时才能产生感应电流；同时能根据楞次定律分析感应电流的方向。
根据楞次定律分析感应电流的磁场与原磁场方向的关系。当穿过闭合电路的磁能量发生变化时，电路中能产生感应电流。闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时闭合电路中能产生感应电流。
【解答】
 

A" role="presentation" style="box-sizing: content-box; - webkit-tap-highlight-color: rgba(0, 0, 0, 0); margin: 0 px; padding: 5 px 2px; display: inline-block; ; overflow-wrap: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0 px; min-height: 0 px; border: 0 px; position: relative;">根据楞次定律得知，当原来磁场的磁能量增加时，感应电流的磁场跟原来的磁场方向相反，当原来磁场的磁能量减小时，感应电流的磁场跟原来的磁场方向相同，故A错误； 
B.根据感应电流产生的条件可知，当穿过闭合电路的磁能量发生变化时，电路中能产生感应电流，故B错误； 
C.如果闭合线圈整个放在磁场中，如果没有磁通量的变化，则不能产生感应电流，故C错误； 
D.根据楞次定律得知，感应电流的磁场总是阻碍原来磁通量的变化，故D正确。 
故选D" role="presentation" style="box-sizing: content-box; - webkit-tap-highlight-color: rgba(0, 0, 0, 0); margin: 0 px; padding: 5 px 2px; display: inline-block; ; overflow-wrap: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0 px; min-height: 0 px; border: 0 px; position: relative;">。

6.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题考查了电流的磁效应和电磁感应现象，同时需要明确电磁感应现象的条件和决定感应电流的大小的因素。
【解答】
A.脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电流的磁效应，故A错误；
B.脉冲磁场在线圈周围空间产生感应电场是电磁感应现象，故B错误；
C.产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，当脉冲电流改为恒定电流时，磁场不发生变化，即磁通量不变，所以不会产生感应电动势，故不能持续对脑神经产生电刺激作用，故C错误；
D.根据法拉第电磁感应定律可知，当脉冲电流最大强度不变，即产生的磁场的最大磁感应强度不变，故磁通量的变化量不变，但缩短脉冲电流时间，故产生的感应电动势变大，所以则在脑部产生的感应电场及感应电流会增强，故D正确。
故选D。  

7.【答案】
 

【解析】

【分析】
产生感应电流的现象是电磁感应现象，感应电流的产生条件是闭合回路磁通量发生变化。
该题考查对电磁感应现象的判断，知道电磁感应现象的概念即可正确解答。基础题目。
【解答】
A.磁铁插入闭合线圈过程中，闭合回路磁通量发生变化，产生感应电流，是电磁感应现象，故A正确；
B.通电线圈在磁场中发生转动属于电流受到安培力的作用产生的，不是电磁感应现象，故B错误；
C.磁铁吸引小磁针属于磁现象，不是电磁感应现象，故C错误；
D.小磁针在通电导线附近发生偏转是由于电流产生磁场引起的，不是电磁感应现象，故D错误。
故选A。  

8.【答案】
 

【解析】

【分析】
产生电磁感应必不可少的三个条件是：闭合电路、一部分导体和切割磁感线运动。
本题通过物理学史的情景刺激，考查了考生对电磁感应现象产生条件的理解。
【解答】
这是一个非常遗憾的实验，与电磁感应现象的发现擦身而过；科拉顿在做这个实验时磁场已经产生感应电流，但是却看不到，原因就是当他从一个房间跑到另一个房间的过程中，电磁感应现象已经结束，他当然看不到电磁感应现象了，故ABD错误，故C正确。
故选C。  

9.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题考查产生感应电流的条件，不论用什么方式，只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，就会产生感应电流。基础题
【解答】
A.图中线圈在运动中，磁通量不变，不产生感应电流，故A错误；
B. 图中线圈在转动中，磁通量变化，产生感应电流，故B正确；
 图中线圈在运动中，不切割磁感线，磁通量不变，不产生感应电流，故CD错误。
故选B。  

10.【答案】
 

【解析】

【分析】根据产生感应电流的条件，分析穿过线框的磁通量是否发生变化，由此作答即可。
正确地判断穿过线框的磁通量是否发生变化是解决问题的关键，通电导线形成磁场向外是越来越弱的，所以线框相对导线距离发生变化或导线中电流发生变化时，都会使线框中磁通量发生变化。
【解答】通电直导线产生的磁场磁感线是以直导线为圆心的同心圆，线框以直导线为轴转动，穿过线圈的磁通量不变，线框中不产生感应电流，故A正确
B.以边为轴转动，穿过线框的磁通量减小，线框中产生感应电流，故B错误
C.让线框沿线框平面向右平移，穿过线圈的磁通量减小，线框中产生感应电流，故C错误
D.增大直导线中的电流，磁场增强，穿过线框的磁通量增大，线框中产生感应电流，故D错误。  

11.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题考查了对电磁感应现象的判断，知道电磁感应现象的概念即可正确解答。基础题目。
产生感应电流的现象是电磁感应现象，感应电流的产生条件是闭合回路磁通量发生变化。
【解答】
A.小磁针在通电导线附近发生偏转是由于电流产生磁场引起的，不是电磁感应现象，故A错误；
B.磁铁靠近悬挂的闭合线圈时，闭合回路磁通量发生变化，产生感应电流，是电磁感应现象，故B正确；
C.磁铁吸引小磁针属于磁现象，不是电磁感应现象，故C错误；
D.闭合线圈靠近磁铁时，闭合回路磁通量发生变化，产生感应电流，是电磁感应现象，故D正确。
故选BD。  

12.【答案】
 

【解析】

【分析】

根据产生感应电流的条件，分析穿过线框的磁通量是否发生变化，由此作答即可。

正确的判断穿过线框的磁通量是否发生变化是解决问题的关键，通电导线形成磁场向外是越来越弱的，所以线框相对导线距离发生变化或导线中电流发生变化时，都会使线框中磁通量发生变化。

【解答】

A.由于导线周围的磁场不均匀，线框向左平移时，线框通过的磁通量增加，线框中产生感应电流，故A正确；

线框竖直向上平移及线框以为轴转动时，磁通量不发生变化，无感应电流，故BC错误；

D.中电流突然变小时，线框中磁通量变化，则有感应电流产生，故D正确。

故选AD。

13.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题考查了感应电流产生的条件：闭合回路中的磁通量发生变化．据此可正确解答本题。
本题比较简单，考查了感应电流产生的条件的应用，该类题目的要点是分析得出线框内的磁通量是否发生变化．是一道考查基础知识的好题。
【解答】
A.把线圈变成圆形周长不变，线圈的面积增大，穿过线圈的磁通量增大，能够产生感应电流。故A正确；
B.由于磁场是匀强磁场且范围足够大，因此线圈无论向那个方向平移，磁通量都不会发生变化，没有感应电流。故B错误；
C.使磁场增强或减弱，穿过线圈的磁通量增大或减小，能够产生感应电流。故C正确；
D.当线圈以为轴旋转时，其磁通量发生变化，有感应电流产生，故D正确。
故选ACD。  

14.【答案】
 

【解析】

【分析】
磁通量是穿过线圈的磁感线的条数。对照产生感应电流的条件：穿过电路的磁通量发生变化进行分析判断有无感应电流产生。
对于匀强磁场磁通量，可以根据磁感线条数直观判断，也可以根据磁通量的计算公式是线圈与磁场方向的夹角进行计算。
【解答】
A、将线框向左拉出磁场，穿过线圈的磁通量减小，有感应电流产生。故A正确。
B、以边为轴转动时穿过线圈的磁通量减小，有感应电流产生。故B正确。
C、以边为轴转动小于，穿过线圈的磁通量从减小到零，有感应电流产生。故C正确。
D、以边为轴转动小于，穿过线圈的磁通量，保持不变，没有感应电流产生。故D错误。
故选：。  

15.【答案】
 

【解析】解：由于两棒同向运动，当它们的速度大小相等时，穿过回路的磁通量不发生改变，回路中没有感应电流产生，所以棒上没有感应电流通过时，一定有：。
当两棒的速度不等时，穿过回路的磁通量发生改变，回路中才有感应电流产生，所以可能有：，故AB正确，CD错误。
故AB正确，CD错误。
故选：。
解答本题关键掌握产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，能根据速度方向关系判断速度大小的关系．
 

16.【答案】；磁通量
 

【解析】

【分析】
该题主要考查探究产生感应电流的条件相关知识。熟知产生感应电流的条件是解决本题的关键。
只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流产生，由此分析解题即可。
【解答】
闭合开关瞬间，当条形磁铁静止在线圈上方，穿过回路的磁通量不变，此时电流表指针不偏转，而当闭合开关，条形磁铁插入线圈过程中，穿过回路的磁通量增加，电流计指针将发生偏转；闭合开关瞬间，线圈所在电路磁通量发生变化，产生感应电流，故灵敏电流计偏转。而当闭合开关，滑动滑动变阻器的滑片时，穿过线圈的磁通量发生变化，电流计指针发生偏转。因此说明：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流产生。
故答案为：；磁通量。  

17.【答案】有  ；有  ．
 

【解析】

【解答】
解：把条形磁铁插入或者拔出闭合线圈的过程，线圈的面积尽管没有变化，但是线圈内的磁场强弱发生了变化，则磁通量发生变化，闭合线圈中有感应电流．
当导体棒做切割磁感线运动时，尽管磁场的强弱没有变化，但是闭合回路的面积发生了变化，通过闭合回路的磁通量发生变化，有感应电流．
故答案为：有，有．
【分析】
根据感应电流产生的条件分析答题：穿过闭合回路的磁通量方式变化时，电路中有感应电流产生；磁通量的变化可能是由：面积的变化、磁感应强度的变化、磁场方向与平面面的夹角发生变化而引起的．
本题考查了感应电流产生的条件，掌握基础知识、分析清楚题意即可正确解题，同时判断是否产生感应电流，关键看穿过闭合回路的磁通量是否发生变化．  

18.【答案】解：要使棒不产生感应电流，穿过回路的磁通量应保持不变，则有：
，
解之得：；
答：磁感应强度随时间变化的规律为：．
 

【解析】要使棒不产生感应电流，穿过回路的磁通量应保持不变，根据时刻，回路中磁通量为，时刻磁感应强度为，此时回路中磁通量为，与相等，即可求得磁感应强度与时间的关系式．
解决本题关键掌握当回路中没有感应电流产生时，回路总的磁通量应保持不变，知道当线圈与磁场垂直时可以用公式求解磁通量．
 

19.【答案】解：根据法拉第电磁感应定律可知，欲使导体棒中不产生电流，只需要保证穿过线圈的磁通量不发生变化，由于向右运动，的面积变大，所以磁感应强度应随时间减小才能保证磁通量不发生变化

欲使导体棒中不产生电流，只需要保证穿过线圈的磁通量不发生变化，，故有

解得

【解析】解决本题关键掌握当回路中没有感应电流产生时，回路总的磁通量应保持不变，由回路的面积变化情况判断磁感应强度随时间的变化情况；由回路总的磁通量不变，结合求解磁感应强度与时间的关系式。
 

20.【答案】解：
在线圈的半径由变到的过程中，穿过线圈的磁通量不变，故线圈内没有产生感应电流；

保持磁场区域的半径不变，使磁感应强度大小随时间变化的关系式为：，依据法拉第电磁感应定律，有    又，  再根据闭合电路欧姆定律得，线圈中的电流：，解得线圈中的电流的大小：。

【解析】由回路中产生感应电流的条件得解；
由法拉第电磁感应定律及闭合电路欧姆定律联立得解。
本题主要考查感应电流产生条件的理解及法拉第电磁感应定律的理解与应用，难度不大。