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2018_2019学年高中物理第一章电磁感应第一节电磁感应现象第二节产生感应电流的条件分层训练粤教版选修3_2

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                            第一节  电磁感应现象

                            第二节  产生感应电流的条件


                                   A 级 抓基础
    1.一个闭合线圈中没有产生感应电流,因此可以得出(  )
    A.此时该处一定没有磁场
    B.此时该处一定没有磁场的变化
    C.闭合线圈的面积一定没有变化
    D.穿过线圈平面的磁通量一定没有变化
    解析:感应电流的产生条件是闭合线圈的磁通量发生变化,闭合线圈中没有感应电流
产生可能线圈始终与磁场平行,故               A 错误;感应电流的产生条件是闭合线圈的磁通量发生
变化,磁通量的变化可以由磁场引起的,也可以由线圈的面积的变化引起的,闭合线圈中
没有感应电流产生,不能判断出此地一定没有磁场的变化或没有面积的变化,故                                  BC 错误;
没有电流只能说明穿过闭合线圈的磁通量没有发生变化,故                         D 正确.
    答案:D
    2.如图所示,圆      a、b  与通有电流     I 的环形导线在同一平面内.关于             a、b 两圆内的磁

场方向和穿过它们的磁通量            Фa、Фb,下列判断正确的是(  )


    A.磁场方向垂直纸面向外,Фa>Фb

    B.磁场方向垂直纸面向外,Фa<Фb

    C.磁场方向垂直纸面向里,Фa>Фb

    D.磁场方向垂直纸面向里,Фa<Фb
    解析:根据右手螺旋定则可得,线圈内部产生的磁场的方向垂直向外,而外部则垂直

向里;根据磁通量的公式           Φ=BS,可知,Фa>Фb,故          A 正确,BCD   错误.
    答案:A
    3.如图所示,矩形线框          abcd 放置在水平面内,磁场方向与水平方向成                 α 角,已知
        4
sin α=5,回路面积为        S,磁感应强度为       B,则通过线框的磁通量为(  )
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                                     4BS
    A.BS                           B. 5
      3BS                            3BS
    C. 5                           D. 4
                                                                         4BS
    解析:根据磁通量的定义,可得通过线框的磁通量                     Φ=BSsin α,代入解得        Φ=   5 ,
所以   B 正确,A、C、D    错误.
    答案:B
    4.如图所示为法拉第研究电磁感应现象时做过的实验电路图.线圈                            A 和线圈   B 绕在同
一铁芯上,线圈与铁芯绝缘,则(  )


    A.保持开关     S 处于闭合状态,小磁针发生偏转
    B.当开关    S 闭合的瞬间,小磁针发生偏转
    C.当开关    S 断开的瞬间,小磁针不发生偏转
    D.无论开关     S 怎样改变,小磁针都不会发生偏转
    解析:保持开关       S 处于闭合状态,穿过线圈          B 中的磁通量不变,没有感应电流产生,
小磁针不发生偏转,故          A 错误;当开关闭合的瞬间,磁通量增加,在线圈                    B 中产生感应电
流,根据电流的周围存在磁场,小磁针发生偏转,故                      B 正确;当开关断开的瞬间,磁通量
减小,在线圈      B 中产生感应电流,根据电流的周围存在磁场,小磁针发生偏转,故                            C、D 错
误.
    答案:B
    5.(多选)如图所示,线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连,线圈Ⅱ与电流计                                G 相连,
线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上,在下列情况下,电流计                         G 中有示数的是(  )


    A.开关闭合瞬间
    B.开关闭合一段时间后
    C.开关断开瞬间
    D.开关闭合一段时间后,来回移动变阻器滑动端
    解析:开关闭合瞬间,电路中电流增大,线圈产生的磁场增强,穿过线圈Ⅱ的磁通量
增大,产生感应电流,故           A 正确;开关闭合一段时间后,线圈中是恒定的电流,线圈产生
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稳恒的磁场,穿过线圈Ⅱ的磁通量不变,没有感应电流产生,故                           B 错误;将电键突然断开
的瞬间,线圈产生的磁场从有到无,穿过线圈Ⅱ的磁通量减小,产生感应电流,故                                   C 正确;
通电时,来回移动变阻器滑动端时,变阻器接入电路的电阻变化,电路中电流变化,线圈
产生的磁场变化,穿过线圈Ⅱ磁通量变化,产生感应电流,故                          D 正确.
    答案:ACD

                                   B 级 提能力
    6.下列图示中,矩形闭合线圈始终在匀强磁场中运动,线圈中能产生感应电流的是(  )


    A.水平方向匀速运动
    B.水平方向匀速运动
    C.磁场与线圈平面平行,且绕             O 点在纸面内移动
    D.绕轴   OO′转动
    解析:线框平行于磁感线运动,穿过线框的磁通量没有变化,不会产生感应电流,
A 错误;线框整体垂直于磁感线运动,虽然切割磁感线,但穿过的磁通量没有变化,因此
也不会产生感应电流,B          错误;线框绕轴转动,但穿过的磁通量为零,且始终为零,因此
也不会产生感应电流,故           C 错误;线框绕轴转动,导致磁通量发生变化,因此线框产生感
应电流,故     D 正确.
    答案:D
    7.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量,如图所示,通有恒定电流的导线                                MN 与闭
合线框共面,第一次将线框由             1 平移到   2,第二次将线框绕        cd 边翻转到   2,设先后两次通

过线框的磁通量变化分别为            ΔΦ1  和 ΔΦ2,则(  )


    A.ΔΦ1>ΔΦ2                      B.ΔΦ1=ΔΦ2

    C.ΔΦ1<ΔΦ2                      D.无法确定

    解析:设线框在位置         1 时的磁通量为      Φ1,在位置     2 时的磁通量为     Φ2,直线电流产生

的磁场在    1 处比在   2 处强,若平移线框,则          ΔΦ1=Φ1-Φ2,若转动线框,磁通量是从线
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框的正反面穿过的,一正一负,因此,ΔΦ2=Φ1+Φ2,根据分析知:ΔΦ1<ΔΦ2,选
项  C 正确.
    答案:C
    8.(多选)如图所示,开始时矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场内,一半在匀强
磁场外,下列情况中产生感应电流的是(  )


    A.将线圈向左平移一小段距离
    B.以  ab 为轴转动(小于      90°)
    C.以  ac 为轴转动(小于      60°)
    D.以  bd 为轴转动(小于      60°)
    解析:将线圈向左平移一小段距离,线圈的磁通量减小,有感应电流产生,故                                 A 正确;
以  ab 为轴转动(小于     90°),线圈的磁通量减小,有感应电流产生,故                   B 正确;以    ac 为轴
转动(小于    60°),线圈的磁通量减小,有感应电流产生,故                    C 正确;以   bd 为轴转动(小于
60°)时,线圈的有效面积不变,线圈的磁通量不变,不产生感应电流,故                              D 错误.
    答案:ABC
    9.(多选)如图所示,通电直导线            MN 与闭合的矩形金属线圈         abcd 彼此绝缘,它们处于
同一水平面内,直导线与线圈的对称轴线重合,直导线中电流方向由                             M 到 N.为了使线圈中
产生感应电流,可行的方法是(  )


    A.减弱直导线中的电流强度
    B.MN 不动,使线圈上下平动
    C.MN 不动,使线圈向右平动
    D.MN 不动,使线圈向左平动
    解析:要使闭合线圈中产生感应电流,则穿过线圈的磁通量发生变化,在导线的右方
的磁场是垂直向里,导线的左侧是垂直向外的,根据对称性可知,穿过线圈的磁通量为零,
只减弱导线中的电流,磁通量仍为零,不可能产生感应电流,A                          错误;保持     MN 不动,使线
圈上下平动,线圈中的磁通量为零,不产生感应电流,MN                       不动,使线圈向右平动或者使线
圈向左平动,穿过线圈的磁通量发生变化,有感应电流产生,故                           C、D 正确.
    答案:CD
    10.如图所示,两直导线中通以相同的电流                 I,矩形线圈位于导线之间.将线圈由实线
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位置移到虚线位置的过程中,穿过线圈的磁通量的变化情况是(  )


    A.向里,逐渐增大
    B.向外,逐渐减小
    C.先向里增大,再向外减小
    D.先向外减小,再向里增大
    解析:根据安培定则判断得知,两导线之间的磁场方向为:左侧导线产生的磁场垂直
纸面向里,右侧导线产生的磁场方向垂直纸面向外,两导线之间的磁场是两个磁场叠加的
结果,中线的磁感应强度为零,叠加后的结果是中线左侧磁场向里,右侧向外,因此先向
外减小,后向里增大,故           ABC 错误,D   正确.
    答案:D

    11.矩形线框     abcd 的边长分别为      l1、l2,可绕它的一条对称轴          OO′转动,匀强磁场
的磁感应强度为       B,方向与    OO′垂直,如图所示,初位置时线圈平面与                  B 平行.求:


                                 图甲    图乙

    (1)初位置时穿过线框的磁通量            Φ0 为多少?

    (2)当线框绕轴沿甲图所示方向转过              60°时,磁通量      Φ1 为多少?这一过程中磁通量的

变化量   ΔΦ1  为多少?

    (3)当线框绕轴沿图示方向由图乙中的               60°位置再转过      60°时,磁通量      Φ2 为多少?

这一过程中     ΔΦ2=Φ2-Φ1     为多少?
    解析:(1)当处于图甲所示位置时,从俯视图图乙可以看出没有磁感线穿过矩形线框,

故  Φ0=0.
    (2)当绕轴(从上往下看)沿逆时针方向转动                60°到  a′d′位置时,线框与         B 的夹角为

60°.
                            3                      3

    所以  Φ1=B·Ssin 60°=     2 Bl1l2,ΔΦ1=Φ1-Φ0=      2 Bl1l2.
    (3)当再由   a′d′位置逆时针转动         60°到   a″d″位置时,线框与        B 的夹角为    120°,
                         3

所以   Φ2=B·Ssin 120°=    2 Bl1l2,
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                 3       3

ΔΦ2=Φ2-Φ1=      2 Bl1l2- 2 Bl1l2=0.
                3       3          3

答案:(1)0 (2)    2 Bl1l2  2 Bl1l2 (3) 2 Bl1l2 0
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