![鲁科版高中物理必修第三册第5章初识电磁场与电磁波2电磁感应现象及其应用课时检测含答案01](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/6/13389670/0/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![鲁科版高中物理必修第三册第5章初识电磁场与电磁波2电磁感应现象及其应用课时检测含答案02](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/6/13389670/0/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
高中物理第2节 电磁感应现象及其应用当堂检测题
展开电磁感应现象及其应用
(15分钟 30分)
一、选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分)
1.关于产生感应电流的条件,以下说法中正确的是 ( )
A.导体在磁场中运动,导体中就一定有感应电流
B.导体做切割磁感线运动,导体中就一定有感应电流
C.穿过闭合回路的磁通量不为零,闭合回路中就一定产生感应电流
D.无论什么方法,只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合电路中就一定产生感应电流
【解析】选D。导体在磁场中运动时,不一定有闭合回路,同时回路中磁通量不一定发生变化,故导体中不一定有感应电流,故A错误;导体在磁场中做切割磁感线运动,磁通量不一定发生变化,且不一定有闭合回路,不一定产生感应电流,故B错误;根据感应电流产生的条件,不管用什么方法,只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就有感应电流产生,故D正确;闭合回路放在磁场中,或在磁场中运动,磁通量不一定发生变化,不一定会产生感应电流,故C错误。
2.下列四幅图中能产生感应电流的情形是 ( )
【解析】选B。根据产生感应电流的条件判断,A中,电路没有闭合,无感应电流;B中,磁感应强度不变,面积增大,闭合电路的磁通量增大,有感应电流;C中,穿过线圈的磁感线相互抵消,Φ恒为零,无感应电流;D中,磁通量不发生变化,无感应电流。
3.如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ。在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是 ( )
A.ab向右运动,同时使θ减小
B.使磁感应强度B减小,θ角同时也减小
C.ab向左运动,同时增大磁感应强度B
D.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)
【解析】选A。ab向右运动,回路面积增大,θ减小,cosθ增大,由Φ=BScosθ知,Φ增大,故A正确;同理可判断B、C、D中Φ不一定变化,不一定产生感应电流。
4.在一空间有方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场,如图所示,垂直纸面向外的磁场分布在一半径为a的圆形区域内,垂直纸面向里的磁场分布在除圆形区域外的整个区域,该平面内有一半径为b(b>a)的圆形线圈,线圈平面与磁感应强度方向垂直,线圈与半径为a的圆形区域是同心圆。从某时刻起磁感应强度大小开始减小到,则此过程中该线圈磁通量的变化量的大小
为 ( )
A.πB(b2-a2) B.πB(b2-2a2)
C.πB(b2-a2) D.πB(b2-2a2)
【解析】选D。计算磁通量Φ时,磁感线既有垂直纸面向外的,又有垂直纸面向里的,所以可以取垂直纸面向里的方向为正方向,磁感应强度大小为B时线圈磁通量Φ1=πB(b2-a2)-πBa2,磁感应强度大小为时线圈磁通量Φ2=πB(b2-a2)-πBa2,因而该线圈磁通量的变化量的大小为ΔΦ=|Φ2-Φ1|=πB(b2-2a2),故选项D正确。
【补偿训练】
如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ,第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ,设先后两次通过金属框的磁通量变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则 ( )
A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ1=ΔΦ2
C.ΔΦ1<ΔΦ2 D.不能判断
【解析】选C。导体MN周围的磁场为非匀强磁场,靠近MN处的磁场强些,磁感线密些,远离MN处的磁感线疏些,当线框在Ⅰ位置时穿过平面的磁通量为Φ1,当线框在Ⅱ位置时穿过平面的磁通量为Φ2,则磁通量的变化量为ΔΦ1=|Φ2-Φ1|=Φ1-Φ2。当线框翻转到Ⅱ位置时,磁感线相当于从反面穿过平面,则磁通量为-Φ2,则磁通量的变化量为ΔΦ2=|Φ2-Φ1|=Φ1+Φ2,故选C。
二、非选择题(本题共1小题,共10分)
5.如图所示的矩形线圈,ab=30 cm,ad=50 cm,匀强磁场磁感应强度B=0.8 T,绕轴OO′从图示位置开始匀速转动,试求:
(1)穿过线圈的磁通量最大值Φm为多大?
(2)图示位置开始匀速转动30°过程中,线圈中磁通量变化量为多少?
【解析】(1)当线圈转至与磁感线垂直时,磁通量有最大值为:
Φm=BS=0.8×0.3×0.5 Wb=0.12 Wb
(2)在图示位置线圈平面与磁场平行Φ1=0,从图示位置匀速转动30°时的磁通量
Φ2=BSsin30°=BS=0.06 Wb
则磁通量的变化量ΔΦ=Φ2-Φ1=0.06 Wb
答案:(1)0.12 Wb (2)0.06 Wb
(10分钟 20分)
6.(6分)如图所示,一水平放置的矩形线框面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向斜向上,与水平面成30°角,现若使矩形线框以左边的边为轴转到竖直的虚线位置,则此过程中通过线框的磁通量改变量的大小是 ( )
A.BS B.BS
C.BS D.2BS
【解析】选C。Φ是标量,但有正负之分,Φ1=BS,Φ2=-BS,ΔΦ=Φ2-Φ1=-BS-BS,则磁通量改变量的大小为BS ,故此题选C。
【补偿训练】
现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。下列说法中正确的是 ( )
A.开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转
B.线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转
C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度
D.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才能偏转
【解析】选A。开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的磁通量发生变化,从而使电流计指针偏转,选项A正确;线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间,线圈B的磁通量会发生变化,电流计指针会偏转,选项B错误;开关闭合后,滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动,都会导致线圈A的电流发生变化,使线圈B的磁通量变化,电流计指针都会发生偏转,选项C、D错误。
7.(14分)如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方
形。为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B应随时间t怎样变化?请推导这种情况下B与t的关系式。
【解题指南】解答本题应注意两点:
(1)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。
(2)t=0时刻,回路中磁通量为B0l2,t时刻磁感应强度为B,此时回路中磁通量为Bl(l+vt),Bl(l+vt)与B0l2相等,即可求得磁感应强度与时间的关系式。
【解析】要使棒中不产生感应电流,穿过回路的磁通量应保持不变,则有:
B0l2=Bl(l+vt)
解得:B=
答案:B=
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