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粤教版 (2019)第三节 电磁感应现象复习练习题
展开知识精讲
知识点01电磁感应现象的发现
1.“电生磁”的发现
1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应.
2.“磁生电”的发现
1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象.
3.电磁感应
法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应现象,由电磁感应现象产生的电流叫作感应电流.
【即学即练1】
1.物理学发展史中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。最先发现电磁感应现象的物理学家是( )
A.法拉第B.安培C.洛伦兹D.库仑
【即学即练2】
2.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间存在着某种联系,法拉第发现了电磁感应定律,使人们对电和磁内在联系的认识更加完善。关于电磁感应,下列说法中正确的是( )
A.运动的磁铁能够使附近静止的线圈中产生电流
B.静止导线中的恒定电流可以使附近静止的线圈中产生电流
C.静止的磁铁不可以使附近运动的线圈中产生电流
D.运动导线上的恒定电流不可以使附近静止的线圈中产生电流
知识点02 产生感应电流的条件
实验:探究感应电流产生的条件
探究一:如图1实验中,让导体棒在磁场中保持相对静止时或者平行于磁场运动时,无论磁场多强,闭合电路中都没有电流,当导体ab做切割磁感线运动时,闭合回路中有电流产生.
图1
探究二:如图2,当磁铁静止在螺线管中时,回路中无电流,在磁铁插入或拔出螺线管的过程中,回路中有感应电流.
图2
探究三:如图3,当螺线管A的电流不变时,螺线管B所在的回路中没有电流产生;当螺线管A的电流变化时,螺线管B所在回路中就有了电流.
图3
【知识拓展1】判断是否产生感应电流的技巧
1.电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件,二者缺一不可.
2.磁通量发生变化,其主要内涵体现在“变化”上,磁通量很大,若没有变化,也不会产生感应电流.若开始时磁通量虽然是零,但是磁通量是变化的,仍然可以产生感应电流.
【即学即练3】
3.在电磁感应现象中,下列说法正确的是( )
A.导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流
B.导体做切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流
C.穿过闭合线圈的磁通量发生变化,线圈中一定有感应电流
D.闭合线圈在磁场内作切割磁感线运动,线圈内一定会产生感应电流
【即学即练4】
4.下列各图所描述的物理情境中,没有感应电流的是( )
A.开关S闭合稳定后,线圈N中
B.磁铁向铝环A靠近,铝环A中
C.金属框从A向B运动,金属框中
D.铜盘在磁场中按图示方向转动,电阻R中
知识点03 电磁感应的应用
1.电磁感应在生活中常见的应用有:发电机、电话、漏电保护开关、磁悬浮列车等.
2.汽车防抱死制动系统由轮速传感器、电子控制模块和电磁阀三个部分组成,转速传感器是利用电磁感应现象来测量车轮的转速.
3.无线充电技术是利用供电设备直接将电能传送给用电器的技术.电磁感应是目前实现无线充电的一种重要技术途径.
【即学即练5】
5.下列情况中不能产生感应电流的是( )
A.在甲图中导体AB在垂直于磁感线反向运动
B.在乙图中,条形磁铁插入和离开磁场的过程
C.在乙图中,磁铁静止在线圈中
D.在丙图中,打开和闭合开关的时候
【即学即练6】
6.从1820年到1831年,许多著名的科学家纷纷投身于探索磁与电的关系中,图为瑞士科学家科拉顿的实验场景,关于科拉顿实验的说法正确的是( )
A.实验过程没有感应电流的产生
B.观察到电流计指针没有偏转是因为墙壁把磁场隔离了
C.观察到电流计指针没有偏转是因为线圈电阻太大
D.将磁铁插入线圈后跑去隔离房间观察电流计,错过了感应电流产生的时机
知识点04 磁通量的变化
磁通量的变化大致可分为以下几种情况:
(1)磁感应强度B不变,有效面积S发生变化.如图4(a)所示.
(2)面积S不变,磁感应强度B发生变化.如图(b)所示.
(3)磁感应强度B和面积S都不变,它们之间的夹角发生变化.如图(c)所示.
图4
能力拓展
考法01 电磁感应现象的发现
【典例1】
1.首先发现通电导线周围存在磁场和首先发现电磁感应现象的物理学家分别是( )
A.安培和奥斯特B.库仑和安培
C.安培和法拉第D.奥斯特和法拉第
考法02 产生感应电流的条件
【典例2】
2.2020年9月12日我国发射的“嫦娥四号”着陆器和“玉兔二号”月球车已在月球背面工作618天,再次受光照自主唤醒,迎来第22月昼工作期,中国载人登月工程规划在2030年前后实现航天员登月。假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场,他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈,则下列推断正确的是( )
A.直接将电流表放于月球表面,看是否有示数来判断磁场有无
B.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表无示数,则判断月球表面无磁场
C.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表有示数,则可判断月球表面有磁场
D.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈在某个平面内沿两个互相垂直的方向运动,月球表面若有磁场,则电流表至少有一次示数不为零
考法03 电磁感应的应用
【典例3】
3.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
分层提分
题组A 基础过关练
1.下列各图的线圈中能产生感应电流的是( )
A.B.
C.D.
2.如图,A和B都是铝环,环A是闭合的,环B是断开的,两环分别固定在一横梁的两端,横梁可以绕中间的支点转动。下列判断正确的是( )
A.用磁铁的N极靠近A环时,A环会转动靠近磁铁
B.用磁铁的N极靠近B环时,B环会转动靠近磁铁
C.用磁铁的N极靠近A环,A环不会有感应电流产生
D.用磁铁的N极靠近B环,B环不会有感应电流产生
3.关于物理规律的总结和发现,下列说法正确的是( )
A.卡文迪许首先通过实验测出了引力常量G的数值
B.哥白尼首先发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
C.法拉第首先发现了电流的磁效应
D.安培首先发现了磁生电的现象
4.如图所示,磁铁向左平动过程中,下面说法正确的是( )
A.由于磁铁没有穿入或穿出线圈,电流表无示数
B.由于不明确磁铁是如何运动,电流表可能有、也可能无示数
C.电流表有示数
D.如果磁铁匀速靠近。则电流表无示数
5.下图所示是我国研制的高温超导磁悬浮高速列车的模型车,A是圆柱形磁铁,B是高温超导圆环,将B水平放在A上,B就能在磁力的作用下悬浮在A的上空,下列判断正确的是( )
A.将B放入磁场的过程中,B中无感应电流
B.将B放入磁场的过程中,B中磁通量无变化
C.将B放人磁场的过程中,B中磁通量减小,有感应电流
D.将B放入磁场的过程中,B中磁通量增大,有感应电流
6.如图所示,当开关S闭合瞬间,灵敏电流计G的指针向右偏转。开关闭合后,为使灵敏电流计G的指针仍向右偏转,可采用的办法是( )
A.断开开关B.将线圈A从B中拔出
C.将一软铁棒L插入A中D.将P向右移动
题组B 能力提升练
1.如图所示,相距为d的两水平虚线L1和L2分别是水平向里的匀强磁场的上下两个边界,磁场的磁感应强度为B,正方形线框abcd边长为L(L< d),质量为m,将线框在磁场上方高h处由静止释放。如果ab边进入磁场时的速度为v0,刚好匀速进入磁场。cd边刚穿出磁场时的速度也为v0,则从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中( )
A.线框中一直有感应电流B.线框有一阶段做减速运动
C.线框进、出磁场的时间相等D.线框中产生的热量为mg(d+h+L)
2.下列选项中的操作能使如图所示的三种装置产生感应电流的是( )
A.甲图中,使导体棒AB顺着磁感线运动
B.乙图中,使条形磁铁插入或拔出线圈
C.丙图中,开关S保持闭合,使小螺线管A插入大螺线管B中不动
D.丙图中,开关S保持闭合,使小螺线管A插入大螺线管B中不动,不移动滑动变阻器的滑片
3.如图所示,两线圈绕在圆环铁芯上,左边连接电源,右边连接一小灯泡,老师用此装置做实验时,某同学发现,小灯泡会亮。当开关S处于不同状态时小灯泡会有的现象,下列说法正确的是( )
A.开关闭合后的瞬间,小灯泡会亮一下,电流方向向下
B.开关闭合并保持一段时间,在这段时间内,小灯泡一直会亮
C.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小灯泡会亮一下,电流方向向下
D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小灯泡中不会有电流流过
4.在闭合铁芯上绕有一组线圈,线圈与滑动变阻器、电源构成闭合电路,假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内,a、b、c三个闭合金属圆环的位置如图所示.当滑动变阻器的滑片滑动时,能产生感应电流的圆环是( )
A.a、b
B.b、c
C.a、c
D.a、b、c
5.如图所示,线圈M和线圈P绕在同一铁芯上,条型磁铁R与线圈共轴。则有以下几种情况:
①条型磁铁R静止,当合上开关S的瞬间;
②条型磁铁R静止,当断开开关S的瞬间;
③在条型磁铁R向左运动,靠近线圈P的过程中;
④当条型磁铁R运动至线圈P内部,保持位置不动时;
以上四种情况中,可以使线圈P中产生感应电流的是:______(填写各种情况的序号)。
6.如图为“探究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺导线补接完整;______
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针偏了一下,那么合上开关后:
①将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流表的指针是否偏转?_____
②原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器的触头迅速向左拉动时,灵敏电流表的指针是否偏转?______
题组C 培优拔尖练
1.如图所示,稳定匀强磁场中一金属圆环垂直于磁场放置,一个小电键可控制其断开或导通,以下情况中环中有感应电流的是( )
A.闭合瞬间B.闭合后磁场变强
C.闭合,然后断开瞬间D.闭合后,环在磁场内平移
2.为观察电磁感应现象,某学生将电流表.螺线管A和B。蓄电池.电键用导线连接成如图所示的实验电路.当只接通和断开电键时,电流表的指针都没有偏转,其原因是___________。
A.电键位置接错B.电流表的正、负极接反
C.线圈B的接头3、4接反D.蓄电池的正、负极接反
3.如图所示,匀强磁场中有一圆形闭合线圈,线圈平面与磁感线平行,能使线圈中产生感应电流的应是下述运动中的哪一种( )
A.线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动
B.线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动
C.线圈绕着与磁场平行的直径ab旋转
D.线圈绕着与磁场垂直的直径cd旋转
4.如图所示的实验装置是用来探究______的装置。实验时,要使电流表的指针摆动,应先______,然后让导线ab______(填“上下”或“左右”)运动。
6.如图所示,矩形异线框abcd位于竖直放置的通电长直导线附近,导线框和长直导线在同一竖直平面内,线框的ab和cd两边与长直导线平行。在下面的四种情况中,框内有无感应电流?为什么?
(1)导线框竖直下落;
(2)导线框沿垂直纸面方向向纸内平移;
(3)导线框以ab边为向纸外转动;
(4)导线框以长直导线为轴,整个柜面向纸外转动。
课程标准
课标解读
知道什么是电磁感应现象,知道电磁感应的发现历程.
1.通过实验探究产生感应电流的条件.
2.了解电磁感应的应用.
第24讲 电磁感应现象
目标导航
知识精讲
知识点01 电磁感应现象的发现
1.“电生磁”的发现
1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应.
2.“磁生电”的发现
1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象.
3.电磁感应
法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应现象,由电磁感应现象产生的电流叫作感应电流.
【即学即练1】
1.物理学发展史中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。最先发现电磁感应现象的物理学家是( )
A.法拉第B.安培C.洛伦兹D.库仑
【答案】A
【详解】
A.法拉第提出用磁感线描述磁场,使得抽象的磁场变得更容易被人们理解,故A正确;
B.安培提出安培分子电流假说等,故B错误;
C.洛伦兹提出运动电荷在电场受到作用力的方向即利用左手定则确定,故C错误;
D.库仑提出库仑定律,故D错误。
故选A。
【即学即练2】
2.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间存在着某种联系,法拉第发现了电磁感应定律,使人们对电和磁内在联系的认识更加完善。关于电磁感应,下列说法中正确的是( )
A.运动的磁铁能够使附近静止的线圈中产生电流
B.静止导线中的恒定电流可以使附近静止的线圈中产生电流
C.静止的磁铁不可以使附近运动的线圈中产生电流
D.运动导线上的恒定电流不可以使附近静止的线圈中产生电流
【答案】A
【详解】
AB.因磁通量变化产生感应电动势的现象,叫电磁感应。通过闭合电路的磁通量发生变化是产生感应电流的条件。闭合线圈面积不变,改变磁场强度,磁通量也会改变,也会发生电磁感应现象。运动的磁铁能够使附近静止的线圈中产生电流,故A正确,B错误;
CD.线圈可以相对磁体运动,静止的磁铁可以使附近运动的线圈中产生电流,故CD错误。
故选A。
知识点02 产生感应电流的条件
实验:探究感应电流产生的条件
探究一:如图1实验中,让导体棒在磁场中保持相对静止时或者平行于磁场运动时,无论磁场多强,闭合电路中都没有电流,当导体ab做切割磁感线运动时,闭合回路中有电流产生.
图1
探究二:如图2,当磁铁静止在螺线管中时,回路中无电流,在磁铁插入或拔出螺线管的过程中,回路中有感应电流.
图2
探究三:如图3,当螺线管A的电流不变时,螺线管B所在的回路中没有电流产生;当螺线管A的电流变化时,螺线管B所在回路中就有了电流.
图3
【知识拓展1】判断是否产生感应电流的技巧
1.电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件,二者缺一不可.
2.磁通量发生变化,其主要内涵体现在“变化”上,磁通量很大,若没有变化,也不会产生感应电流.若开始时磁通量虽然是零,但是磁通量是变化的,仍然可以产生感应电流.
【即学即练3】
3.在电磁感应现象中,下列说法正确的是( )
A.导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流
B.导体做切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流
C.穿过闭合线圈的磁通量发生变化,线圈中一定有感应电流
D.闭合线圈在磁场内作切割磁感线运动,线圈内一定会产生感应电流
【答案】C
【详解】
A.导体相对磁场运动,若运动方向平行于磁场、没有形成闭合回路,导体内都不会产生感应电流,A错误;
B.导体做切割磁感线运动,若没有形成闭合回路,导体内就不会产生感应电流,B错误;
C.穿过闭合线圈的磁通量发生变化,线圈中一定有感应电流,C正确;
D.闭合线圈在磁场内作切割磁感线运动,只要磁通量不变,就不会产生感应电流,D错误。
故选C。
【即学即练4】
4.下列各图所描述的物理情境中,没有感应电流的是( )
A.开关S闭合稳定后,线圈N中
B.磁铁向铝环A靠近,铝环A中
C.金属框从A向B运动,金属框中
D.铜盘在磁场中按图示方向转动,电阻R中
【答案】A
【详解】
A.图中开关S闭合稳定后,线圈N中磁通量不变,不会产生感应电流,选项A符合题意;
B.图中磁铁向铝环A靠近,铝环A中磁通量增加,会产生感应电流,选项B不符合题意;
C.图中金属框从A向B运动,金属框中磁通量变化,会产生感应电流,选项C不符合题意;
D.图中铜盘在磁场中按图示方向转动,圆盘中的“半径”切割磁感线会在电阻R中产生感应电流,选项D不符合题意。
故选A。
知识点03 电磁感应的应用
1.电磁感应在生活中常见的应用有:发电机、电话、漏电保护开关、磁悬浮列车等.
2.汽车防抱死制动系统由轮速传感器、电子控制模块和电磁阀三个部分组成,转速传感器是利用电磁感应现象来测量车轮的转速.
3.无线充电技术是利用供电设备直接将电能传送给用电器的技术.电磁感应是目前实现无线充电的一种重要技术途径.
【即学即练5】
5.下列情况中不能产生感应电流的是( )
A.在甲图中导体AB在垂直于磁感线反向运动
B.在乙图中,条形磁铁插入和离开磁场的过程
C.在乙图中,磁铁静止在线圈中
D.在丙图中,打开和闭合开关的时候
【答案】C
【详解】
A.在甲图中导体AB在垂直于磁感线反向运动,切割磁感线,能产生感应电流,不符合题意,故A错误;
B.在乙图中,条形磁铁插入和离开磁场的过程,磁通量变化,能产生感应电流,不符合题意,故B错误;
C.在乙图中,磁铁静止在线圈中,磁通量不变,不能产生感应电流,符合题意,故C正确;
D.在丙图中,打开和闭合开关的时候,电流变化导致电流产生的磁场变化,从而副线圈中的磁通量变化,能产生感应电流,不符合题意,故D错误。
故选C。
【即学即练6】
6.从1820年到1831年,许多著名的科学家纷纷投身于探索磁与电的关系中,图为瑞士科学家科拉顿的实验场景,关于科拉顿实验的说法正确的是( )
A.实验过程没有感应电流的产生
B.观察到电流计指针没有偏转是因为墙壁把磁场隔离了
C.观察到电流计指针没有偏转是因为线圈电阻太大
D.将磁铁插入线圈后跑去隔离房间观察电流计,错过了感应电流产生的时机
【答案】D
【详解】
A.实验过程有感应电流产生,只是时间较短,没有观察到,故A错误;
BCD.科拉顿用条形磁铁在线圈中进行插进和抽出的实验时,线圈中的磁通量发生了变化,电流表的回路中有感应电流产生,当他跑到另一个房间时,由于磁铁在线圈中不动,此时没有感应电流,所以他无法观察到,故BC错误,D正确。
故选D。
知识点04 磁通量的变化
磁通量的变化大致可分为以下几种情况:
(1)磁感应强度B不变,有效面积S发生变化.如图4(a)所示.
(2)面积S不变,磁感应强度B发生变化.如图(b)所示.
(3)磁感应强度B和面积S都不变,它们之间的夹角发生变化.如图(c)所示.
图4
能力拓展
考法01 电磁感应现象的发现
【典例1】
1.首先发现通电导线周围存在磁场和首先发现电磁感应现象的物理学家分别是( )
A.安培和奥斯特B.库仑和安培
C.安培和法拉第D.奥斯特和法拉第
【答案】D
【详解】
首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是奥斯特,第一个发现电磁感应的科学家是法拉第
故选D。
考法02 产生感应电流的条件
【典例2】
2.2020年9月12日我国发射的“嫦娥四号”着陆器和“玉兔二号”月球车已在月球背面工作618天,再次受光照自主唤醒,迎来第22月昼工作期,中国载人登月工程规划在2030年前后实现航天员登月。假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场,他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈,则下列推断正确的是( )
A.直接将电流表放于月球表面,看是否有示数来判断磁场有无
B.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表无示数,则判断月球表面无磁场
C.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表有示数,则可判断月球表面有磁场
D.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈在某个平面内沿两个互相垂直的方向运动,月球表面若有磁场,则电流表至少有一次示数不为零
【答案】C
【详解】
A.直接将电流表放于月球表面,电流表电路是断开的,不能产生感应电流,无法判断有无磁场,故A错误;
B.将电流表与线圈组成回路,使线圈沿某一方向运动,若线圈运动方向与磁场方向平行时,线圈中不产生感应电流,所以电流表无示数,不能判断月球表面无磁场,故B错误;
C.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表有示数,线圈中磁通量发生变化,说明月球表面有磁场,故C正确;
D.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈在某个平面内沿两个互相垂直的方向运动,若这两个运动方向均与磁场方向垂直,即使月球表面有磁场,则电流表都是也都是零,故D错误。
故选C。
【点睛】
本题考查理论联系实际的能力,关键抓住产生感应电流的条件:一是电路要闭合;二是穿过电路的磁通量发生变化。
考法03 电磁感应的应用
【典例3】
3.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
【答案】D
【详解】
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.若将脉冲电流改为恒定电流,线圈将会产生恒定磁场,脑部特定区域不会产生持续的感应电场及感应电流,对脑神经不会持续产生电刺激作用,故C错误;
D.脉冲磁场对脑部特定区域产生感应电场及感应电流,满足
若脉冲电流最大强度不变,但缩短脉冲电流时间,则脑部特定区域的磁通量改变量大小不变,但磁通量改变的时间缩短,所以感应电场及感应电流增大,故D正确。
故选D。
分层提分
题组A 基础过关练
1.下列各图的线圈中能产生感应电流的是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【详解】
产生感应电流的条件为:穿过线圈的磁通量发生变化且线圈为闭合
A.由于线圈不闭合,则不会产生感应电流,故A错误;
B.线圈在匀强磁场中运动,穿过线圈的磁通量不变,则不会产生感应电流,故B错误;
C.通过线圈的磁通量始终为0即不变,则不会产生感应电流,故C错误;
D.穿过回路的磁通量增大,且回路为闭合电路,则回路中会产生感应电流,故D正确。
故选D。
2.如图,A和B都是铝环,环A是闭合的,环B是断开的,两环分别固定在一横梁的两端,横梁可以绕中间的支点转动。下列判断正确的是( )
A.用磁铁的N极靠近A环时,A环会转动靠近磁铁
B.用磁铁的N极靠近B环时,B环会转动靠近磁铁
C.用磁铁的N极靠近A环,A环不会有感应电流产生
D.用磁铁的N极靠近B环,B环不会有感应电流产生
【答案】D
【详解】
A.A环闭合,磁铁靠近A环时,由来拒去留可知,A环会转动远离磁铁,A错误;
BD.B环不闭合,磁铁靠近B环时,环内不产生感应电流,因此环不受到磁场的作用,横杆不转动,B错误,D正确;
C.用磁铁的N极靠近A环,向里的磁通量增大,所以A环中感应磁场方向向外,A环能产生逆时针的感应电流,C错误;
故选D。
3.关于物理规律的总结和发现,下列说法正确的是( )
A.卡文迪许首先通过实验测出了引力常量G的数值
B.哥白尼首先发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
C.法拉第首先发现了电流的磁效应
D.安培首先发现了磁生电的现象
【答案】A
【详解】
A.卡文迪许首先通过实验测出了引力常量G的数值,故A正确;
B.开普勒首先发现了行星沿椭圆轨道运行的规律,故B错误;
C.奥斯特首先发现了电流的磁效应,故C错误;
D.法拉第首先发现了磁生电的现象,故D错误。
故选A。
4.如图所示,磁铁向左平动过程中,下面说法正确的是( )
A.由于磁铁没有穿入或穿出线圈,电流表无示数
B.由于不明确磁铁是如何运动,电流表可能有、也可能无示数
C.电流表有示数
D.如果磁铁匀速靠近。则电流表无示数
【答案】C
【详解】
由于磁铁的磁场是非匀强磁场,离磁铁越近,磁场越强,在磁铁靠近线圈的过程中,线圈磁通量增大,所以闭合电路中有感应电流。
故选C。
5.下图所示是我国研制的高温超导磁悬浮高速列车的模型车,A是圆柱形磁铁,B是高温超导圆环,将B水平放在A上,B就能在磁力的作用下悬浮在A的上空,下列判断正确的是( )
A.将B放入磁场的过程中,B中无感应电流
B.将B放入磁场的过程中,B中磁通量无变化
C.将B放人磁场的过程中,B中磁通量减小,有感应电流
D.将B放入磁场的过程中,B中磁通量增大,有感应电流
【答案】D
【详解】
当圆环B放入A产生的磁场过程中,因为离磁极近了,所以穿过B的磁通量增大,有感应电流产生。B是超导圆环,一旦产生了感应电流,稳定后感应电流依然存在。
故选D。
6.如图所示,当开关S闭合瞬间,灵敏电流计G的指针向右偏转。开关闭合后,为使灵敏电流计G的指针仍向右偏转,可采用的办法是( )
A.断开开关B.将线圈A从B中拔出
C.将一软铁棒L插入A中D.将P向右移动
【答案】C
【详解】
当开关S闭合瞬间,穿过B的磁通量增加,此时灵敏电流计G的指针向右偏转,则要使得灵敏电流计G的指针仍向右偏转,则时穿过线圈B的磁通量增加即可。
A.断开开关,则A中电流减小,穿过线圈B的磁通量减小,选项A错误;
B.将线圈A从B中拔出,穿过线圈B的磁通量减小,选项B错误;
C.将一软铁棒L插入A中,穿过线圈B的磁通量增加,选项C正确;
D.将P向右移动,电阻增大,电流减小,穿过线圈B的磁通量减小,选项D错误;
故选C。
题组B 能力提升练
1.如图所示,相距为d的两水平虚线L1和L2分别是水平向里的匀强磁场的上下两个边界,磁场的磁感应强度为B,正方形线框abcd边长为L(L< d),质量为m,将线框在磁场上方高h处由静止释放。如果ab边进入磁场时的速度为v0,刚好匀速进入磁场。cd边刚穿出磁场时的速度也为v0,则从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中( )
A.线框中一直有感应电流B.线框有一阶段做减速运动
C.线框进、出磁场的时间相等D.线框中产生的热量为mg(d+h+L)
【答案】B
【详解】
A.线框进入磁场的过程,穿过线框的磁通量增加,有感应电流,线框离开磁场的过程,磁通量减少,有感应电流,线框完全进入磁场在磁场中运动过程,穿过线框的磁通量不变,没有感应电流,A错误。
B.线框刚进入磁场时的速度是v0,完全进入磁场后做匀加速直线运动,刚离开磁场时的速度也是v0,由此可判断线框离开磁场的过程做减速运动,B正确。
C.因线框是减速穿出磁场且末速度等于v0,所以出磁场过程的平均速度大于v0,又因为进出磁场的过程中位移相等,所以进入磁场的时间大于穿出磁场的时间,C错误。
D.从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中,动能不变,重力势能减少,重力势能转化为内能,则有
所以D错误。
故选B。
2.下列选项中的操作能使如图所示的三种装置产生感应电流的是( )
A.甲图中,使导体棒AB顺着磁感线运动
B.乙图中,使条形磁铁插入或拔出线圈
C.丙图中,开关S保持闭合,使小螺线管A插入大螺线管B中不动
D.丙图中,开关S保持闭合,使小螺线管A插入大螺线管B中不动,不移动滑动变阻器的滑片
【答案】B
【详解】
A.题图甲中导体棒顺着磁感线运动,穿过闭合电路的磁通量没有发生变化,无感应电流,故A错误;
B.题图乙中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加,拔出线圈时线圈中的磁通量减少,线圈中都能产生感应电流,故B正确;
C.题图丙中开关S保持闭合,回路中为恒定电流,小螺线管A产生的磁场稳定,螺线管B中的磁通量无变化,无感应电流,故C错误;
D.题图丙中开关S保持闭合,小螺线管A插入大螺线管B中不动,移动滑动变阻器的滑片使闭合回路中的电流变化,从而使小螺线管A产生的磁场变化,故大螺线管B中的磁通量变化,有感应电流,不移动滑动变阻器的滑片,回路中不会产生感应电流,故D错误。
故选B。
3.如图所示,两线圈绕在圆环铁芯上,左边连接电源,右边连接一小灯泡,老师用此装置做实验时,某同学发现,小灯泡会亮。当开关S处于不同状态时小灯泡会有的现象,下列说法正确的是( )
A.开关闭合后的瞬间,小灯泡会亮一下,电流方向向下
B.开关闭合并保持一段时间,在这段时间内,小灯泡一直会亮
C.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小灯泡会亮一下,电流方向向下
D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小灯泡中不会有电流流过
【答案】C
【详解】
A.开关闭合后的瞬间,左边线圈中的电流变大,左边线圈中产生的磁场方向向上,穿过右边线圈的磁通量变大,且磁场方向向下,由楞次定律可知,电流方向向上,故A错误;
B.开关闭合并保持一段时间,在这段时间内,左边线圈中的电流不变,产生的磁场不变,穿过右边线圈的磁通量不变,则无电流产生,小灯泡不会亮,故B错误;
CD.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,左边线圈中的电流变小,左边线圈中产生的磁场方向向上,穿过右边线圈的磁通量变小,且磁场方向向下,由楞次定律可知,电流方向向下,则小灯泡会亮一下,故C正确,D错误。
故C。
4.在闭合铁芯上绕有一组线圈,线圈与滑动变阻器、电源构成闭合电路,假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内,a、b、c三个闭合金属圆环的位置如图所示.当滑动变阻器的滑片滑动时,能产生感应电流的圆环是( )
A.a、b
B.b、c
C.a、c
D.a、b、c
【答案】A
【详解】
当滑动变阻器的滑片滑动时,电路中电流发生变化,从而引起闭合铁芯中的磁场变化,穿过a、b两圆环的磁通量随之变化,有感应电流产生,而c环中有两股铁芯同时穿过,穿入和穿出c环的磁通量始终相等,合磁通量为零,所以c中不能产生感应电流。
故选A。
5.如图所示,线圈M和线圈P绕在同一铁芯上,条型磁铁R与线圈共轴。则有以下几种情况:
①条型磁铁R静止,当合上开关S的瞬间;
②条型磁铁R静止,当断开开关S的瞬间;
③在条型磁铁R向左运动,靠近线圈P的过程中;
④当条型磁铁R运动至线圈P内部,保持位置不动时;
以上四种情况中,可以使线圈P中产生感应电流的是:______(填写各种情况的序号)。
【答案】①②③
【详解】
①条型磁铁R静止,当合上开关S的瞬间,根据右手螺旋定则可知,穿过线圈P的磁通量变化,从而产生感应电流,故①可以使线圈P中产生感应电流;
②条型磁铁R静止,当断开开关S的瞬间,根据右手螺旋定则可知,穿过线圈P的磁通量变化,从而产生感应电流,故②可以使线圈P中产生感应电流;
③条型磁铁R向左运动,靠近线圈P的过程中,根据磁铁周围磁场的分布,可知穿过线圈P的磁通量变化,从而产生感应电流,故③可以使线圈P中产生感应电流;
④条型磁铁R运动至线圈P内部,保持位置不动时,则穿过线圈P的磁通量不变,从而不会产生感应电流,故④不可以使线圈P中产生感应电流;
故可以使线圈P中产生感应电流的是为①②③。
6.如图为“探究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺导线补接完整;______
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针偏了一下,那么合上开关后:
①将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流表的指针是否偏转?_____
②原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器的触头迅速向左拉动时,灵敏电流表的指针是否偏转?______
【答案】 偏转 偏转
【详解】
(1)[1]探究电磁感应现象的实验电路分两部分,要使原线圈产生磁场,必须对其通电,故电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成一个电路;要想通过灵敏电流表判断是否有感应电流,灵敏电流表与副线圈要组成另一个电路。将所缺导线补接完整,如图所示
(2)①[2]将原线圈迅速插入副线圈时,穿过副线圈的磁通量增大,灵敏电流表的指针偏转。
②[3]原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器的触头迅速向左拉动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,原线圈中电流变小,穿过副线圈的磁通量变小,灵敏电流表的指针偏转。
题组C 培优拔尖练
1.如图所示,稳定匀强磁场中一金属圆环垂直于磁场放置,一个小电键可控制其断开或导通,以下情况中环中有感应电流的是( )
A.闭合瞬间B.闭合后磁场变强
C.闭合,然后断开瞬间D.闭合后,环在磁场内平移
【答案】B
【详解】
产生感应电流的条件是闭合电路中的磁通量发生变化。
A.S闭合瞬间,线圈中的磁通量没有发生变化,不能产生感应电流,故A错误;
B.S闭合后,磁场变强,线圈中的磁通量增大,能产生感应电流,故B正确;
C.S闭合,再断开的瞬间,线圈不闭合,而且线圈中的磁通量没有发生变化,不能产生感应电流,故C错误;
D.S闭合后,环在磁场内平移,线圈中的磁通量没有发生变化,不能产生感应电流,故D错误。
故选B。
2.为观察电磁感应现象,某学生将电流表.螺线管A和B。蓄电池.电键用导线连接成如图所示的实验电路.当只接通和断开电键时,电流表的指针都没有偏转,其原因是___________。
A.电键位置接错B.电流表的正、负极接反
C.线圈B的接头3、4接反D.蓄电池的正、负极接反
【答案】A
【详解】
由电路图可知,电键接在电流表所在电路,电键连接错误,闭合与断开电键时,通过螺线管A的电流不变,穿过螺线管B的磁通量不变,没有感应电流产生,电流表指针不偏转。选项A正确,BCD错误。
故选A。
3.如图所示,匀强磁场中有一圆形闭合线圈,线圈平面与磁感线平行,能使线圈中产生感应电流的应是下述运动中的哪一种( )
A.线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动
B.线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动
C.线圈绕着与磁场平行的直径ab旋转
D.线圈绕着与磁场垂直的直径cd旋转
【答案】D
【详解】
A.线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动时,磁通量始终为零,保持不变,线圈中没有感应电流产生;故A错误.
B.线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动时,磁通量始终为零,保持不变,线圈中没有感应电流产生;故B错误.
C.线圈绕着与磁场平行的直径ab旋转时,磁通量始终为零,保持不变,线圈中没有感应电流产生;故C错误.
D.线圈绕着与磁场垂直的直径cd旋转时,磁通量从无到有发生变化,线圈中有感应电流产生;故D正确.
故选D.
【点睛】
感应电流产生的条件有两个:一是线圈要闭合;二是磁通量发生变化.
4.如图所示的实验装置是用来探究______的装置。实验时,要使电流表的指针摆动,应先______,然后让导线ab______(填“上下”或“左右”)运动。
【答案】电磁感应现象 闭合开关 左右
【详解】
[1][2][3]图中没有电源而有磁场,显然是用来探究电磁感应现象的装置。产生感应电流必须同时满足条件:①必须是闭合电路,所以本题中应先闭合开关;②闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,而图中的蹄形磁铁的磁感线是朝下的,所以应该让导线ab左右运动。
5.如图甲所示为零刻度线在中央的灵敏电流计G连接在直流电路中时的偏转情况。今使它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图乙中的条形磁铁的运动方向是________;图丙中电流计的指针将向________偏转;图丁中的条形磁铁上端为________极
【答案】向下 右 N
【详解】
[1]由题图甲可知,当电流从电流计的左接线柱流入时,指针向左偏,题图乙中指针向左偏,可知线圈中的感应电流从上向下看沿顺时针方向,根据楞次定律知,条形磁铁极向下插入;
[2]题图丙中条形磁铁极向下插入,根据楞次定律可知,线圈中的感应电流从上向下看沿逆时针方向,则电流计指针向右偏;
[3]题图丁中电流计指针向右偏,则线圈中的感应电流从上向下看沿逆时针方向,由楞次定律可知,条形磁铁极向上拔出,则上端为极。
6.如图所示,矩形异线框abcd位于竖直放置的通电长直导线附近,导线框和长直导线在同一竖直平面内,线框的ab和cd两边与长直导线平行。在下面的四种情况中,框内有无感应电流?为什么?
(1)导线框竖直下落;
(2)导线框沿垂直纸面方向向纸内平移;
(3)导线框以ab边为向纸外转动;
(4)导线框以长直导线为轴,整个柜面向纸外转动。
【答案】(1)无,见解析;(2)有,见解析;(3)有,见解析;(4)无,见解析
【详解】
(1)导线框竖直下落,穿过线框的磁通量不变,无感应电流。
(2)导线框沿垂直纸面方向向纸内平移,穿过线框的磁通量减少,有感应电流。
(3)导线框以ab边为轴向纸外转动,穿过线框的磁通量减少,有感应电流。
(4)导线框以长直导线为轴,整个框面向纸外转动,穿过线框的磁通量不变,无感应电流。
课程标准
课标解读
知道什么是电磁感应现象,知道电磁感应的发现历程.
1.通过实验探究产生感应电流的条件.
2.了解电磁感应的应用.
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