人教版 (新课标)选修31 划时代的发现同步练习题

这是一份人教版 (新课标)选修31 划时代的发现同步练习题，共5页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2 探究感应电流的产生条件
一、单项选择题
1．物理实验都需要有一定的控制条件．做奥斯特电流磁效应实验时就应排除地磁场对实验的影响．下列关于奥斯特实验的控制条件的说法中正确的是( D )
A．该实验必须在地球赤道上进行
B．通电直导线必须竖直放置
C．通电直导线应该水平东西方向放置
D．通电直导线可以水平南北方向放置
2．如图4－1－10所示，在条形磁铁N极附近悬挂一个金属闭合线圈，当磁铁左右运动时，线圈中( A )
图4－1－10
A．一定产生感应电流
B．不一定产生感应电流
C．不可能产生感应电流
D．无法确定
解析：这属于法拉第总结出的运动的磁场，能够引起感应电流．
3．如图4－1－11所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是( A )
图4－1－11
A．线圈中通以恒定的电流
B．通电时，使变阻器的滑片P匀速移动
C．通电时，使变阻器的滑片P加速移动
D．将开关突然断开的瞬间
解析：当线圈中通以恒定的电流时，线圈中产生的磁场恒定不变，线圈中的磁通量没有发生变化， 铜环A的磁通量没有变化，不会产生感应电流．
4．关于产生感应电流的条件，下述说法正确的是( D )
A．位于磁场中的闭合线圈，一定能产生感应电流
B．闭合线圈和磁场发生相对运动，一定能产生感应电流
C．闭合线圈做切割磁感线运动，一定能产生感应电流
D．穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化，一定能产生感应电流
二、双项选择题
5．(2011年惠州调研)将一磁铁缓慢或迅速地插到闭合线圈中的同一位置，两次发生变化的物理量不同的是( BC )
A．磁通量的变化量
B．磁通量的变化率
C．感应电流的电流强度
D．流过线圈导体横截面中的电量
6．关于磁通量、磁通密度、磁感应强度，下列说法正确的是( CD )
A．磁感应强度越大的地方，磁通量越大
B．穿过某线圈的磁通量为零时，由B＝eq \f(Φ,S)可知磁磁感应强度为零
C．磁通密度越大，磁感应强度越大
D．磁感应强度在数值上等于1 m2的面积上穿过的最大磁通量
7．如图4－1－12所示，环形金属软弹簧所处平面与某一匀强磁场垂直，将弹簧沿半径方向向外拉成圆形，则以下措施不能使该金属弹簧中产生电磁感应现象的是( CD )
图4－1－12
A．保持该圆的周长不变，将弹簧由圆形拉成方形
B．保持该圆的周长不变，将弹簧由圆形拉成三角形
C．保持该圆的面积不变，将弹簧由圆形拉成方形
D．保持该圆的面积不变，将弹簧由圆形拉成三角形
8．2008年年底，我国高温超导磁悬浮高速列车的车速已达到500 km/h，图4－1－13是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环，将超导圆环B放在磁铁A上，它就能在磁力作用下悬浮在磁铁A上方的空中，则下列正确的是( BD )
A．在B放入磁场过程中，B中将产生感应电流，当稳定后，感应电流消失
B．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流，当稳定后，感应电流仍存在
C．如果A的N极朝上，B中感应电流的方向如图所示
D．如果A的N极朝上，B中感应电流的方向与图示方向相反
解析：B进入时，磁通量增加，将产生感应电流，这一电流在超导体中不会消失，B正确．它们之间是排斥，由安培定则确定D答案正确．

图4－1－13 图4－1－14
9．如图4－1－14所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面．下面对于两管的描述中可能正确的是( AD )
A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的
B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的
C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的
D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的
解析：当B管是金属所做，A球是绝缘材料所做时，磁球穿过B使得B管的各环路中磁通量发生变化，有一部分机械能转化为电能，磁球穿过B与A相比，相同位置处的动能变小，速度变小，平均速度变小，B球下落的时间变大．
三、非选择题
10．一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图
4－1－15所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角．将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量是多少？
图4－1－15
解：转动前的磁通量为Φ1＝BScs θ，转动后的磁通量为Φ2＝BScs(θ＋180°)＝－BScs θ，磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ1－Φ2＝2BScs θ.
11．如图4－1－16所示，匀强磁场区域宽度为l，使一边长为d(d>l)的矩形线框以恒定速度v向右通过磁场区域，求该过程中有感应电流的时间．
图4－1－16
解：在矩形线框的右端离开磁场右边缘开始直到线框的左端进入磁场为止(如图1所示)，穿过线框的磁通量不变化，所以这段时间无感应电流，其他通过时间磁通量变化，有感应电流．这段运动的距离为d－l，运动时间为t′＝eq \f(d－l,v).
线框通过磁场的总时间为t＝eq \f(d＋l,v).
所以有感应电流的时间为Δt＝t－t′＝eq \f(2l,v).
图1
12．边长l＝10 cm的正方形线框，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，如图4－1－17所示．磁感应强度随时间变化的规律为B＝2＋3t(T)，则第3 s内穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ为多少？
图4－1－17
解：第3 s内就是从2 s末到3 s末，所以2 s时磁感应强度为B1＝(2＋3×2)T＝8 T,3 s时的磁感应强度为B2＝(2＋3×3) T＝11 T，所以ΔΦ＝BS＝(11－8)×0.12 Wb＝3×10－2 Wb.
13．如图4－1－18所示，弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁，磁铁正下方不远处的水平面上放一个质量为m，电阻为R的闭合线圈．将磁铁慢慢托起到弹簧恢复原长时放开，磁铁开始上下振动，线圈始终静止在水平面上，不计空气阻力，则以下说法不正确的是( A )
图4－1－18
A．磁铁做自由落体运动
B．磁铁最终能静止
C．只要磁铁运动，线圈中一定有感应电流
D．若线圈为超导线圈，磁铁最终也能静止
解析：磁铁将运动所具有的机械能通过电磁感应转化为电能，所以机械能不守恒，磁铁做的不是自由落体运动，A选项合题．
14．(双选)如图4－1－19所示，矩形线框abcd位于通电直导线附近，且开始时与导线在同一平面，线框的两个边与导线平行．欲使线框中产生感应电流，下面做法可行的是( CD )
图4－1－19
A．线框向上移动
B．让ad边与导线重合，绕导线转过一个小角度
C．以bc边为轴转过一个小角度
D．以ab边为轴转过一个小角度
解析：通电导线周围的磁感线是以线上的点为圆心的一系列同心圆．所以A、B两种情况线圈中的磁感线条数不变，没有感应电流．C、D两种情况下的线圈中的磁感线条数变化，产生感应电流．
15．如图4－1－20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.现于纸面内先后放上与磁场垂直的圆线圈A、B、C，圆心均在O处，A线圈半径为1 cm,10匝；B线圈半径为2 cm,1匝；C线圈半径为0.5 cm,1匝．问：
(1)在B变为0.4 T的过程中，A和B中磁通量改变多少？
(2)当磁场转过30°角的过程中，C中磁通量改变多少？
图4－1－20
解：(1)对A线圈，Φ1＝B1πr2，Φ2＝B2πr2.
磁通量改变量
|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4 Wb
＝1.256×10－4 Wb
对B线圈，Φ1＝B1πr2，Φ2＝B2πr2，磁通量改变量
|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4Wb
＝1.256×10－4 Wb
(2)对C线圈：Φ1＝Bπr2，磁场转过30°，线圈仍全部处于磁场中，线圈面积在垂直磁场方向的投影为πr2cs 30°，则Φ2＝Bπr2cs 30°.
磁通量改变量
|Φ2－Φ1|＝Bπr2(1－cs 30°)
＝0.8×3.14×(5×10－3)2×(1－0.866) Wb
＝8.4×10－6 Wb.