2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 1 劃時代的發(fā)現(xiàn) 2 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件分層訓(xùn)練 新人教版選修3-2.doc

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1 劃時代的發(fā)現(xiàn) 2 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 A級　抓基礎(chǔ) 1．下列現(xiàn)象中，屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(　　) A．小磁針在通電導(dǎo)線附近發(fā)生偏轉(zhuǎn) B．通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動 C．因閉合線圈在磁場中運(yùn)動而產(chǎn)生的電流 D．磁鐵吸引小磁針 解析：電磁感應(yīng)是指“磁生電”的現(xiàn)象，而小磁針和通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，反映了磁場力的性質(zhì)，所以 A、B、D不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，C是電磁感應(yīng)現(xiàn)象． 答案：C 2．關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法中正確的是(　　) A．閉合線圈放在變化的磁場中，必然有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B．閉合正方形線圈在勻強(qiáng)磁場中垂直磁感線運(yùn)動，必然產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．穿過閉合線圈的磁通量變化時，線圈中有感應(yīng)電流 D．只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生 解析：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：(1)閉合電路；(2)磁通量Φ發(fā)生變化，兩個條件缺一不可． 答案：C 3．1825年，瑞士物理學(xué)家德拉里夫的助手科拉頓將一個螺線管與電流計(jì)相連，為了避免強(qiáng)磁性磁鐵的影響，他把電流計(jì)放在另外一個房間，當(dāng)他把磁鐵投入螺線管中后，立即跑到另一個房間去觀察．關(guān)于科拉頓進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)．下列說法正確的是(　　) A．在科拉頓整個操作過程中，電流計(jì)不發(fā)生偏轉(zhuǎn) B．將磁鐵投入螺線管瞬間，電流計(jì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但科拉頓跑到房間觀察時，電流計(jì)已不再偏轉(zhuǎn) C．科拉頓無法觀察到電流計(jì)偏轉(zhuǎn)的原因是當(dāng)時電流計(jì)靈敏度不夠 D．科拉頓無法觀察到電流計(jì)偏轉(zhuǎn)的原因是導(dǎo)線過長，電流過小 解析：科拉頓將磁鐵放入螺線管時，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計(jì)偏轉(zhuǎn)，之后，穿過線圈的磁通量保持不變，回路中無感應(yīng)電流，電流計(jì)不偏轉(zhuǎn)．由于科拉頓放完磁鐵后還要跑到另一房間觀察，所以他觀察不到偏轉(zhuǎn)．只有B項(xiàng)正確． 答案：B 4．如圖所示的勻強(qiáng)磁場中有一個矩形閉合導(dǎo)線框，在下列四種情況下，線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) A．線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中左右運(yùn)動 B．線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中上下運(yùn)動 C．線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動 D．線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動 解析：四種情況中初始位置線框均與磁感線平行，磁通量為零，按A、B、D三種情況線框運(yùn)動后，線框仍與磁感線平行，磁通量保持為零不變，線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流．C中線框轉(zhuǎn)動后，穿過線框的磁通量不斷發(fā)生變化，所以產(chǎn)生感應(yīng)電流，C項(xiàng)正確． 答案：C 5.如圖所示，一通電螺線管b放在閉合金屬線圈a內(nèi)，螺線管的中心線正好和線圈的一條直徑MN重合．要使線圈a中產(chǎn)生感應(yīng)電流，可采用的方法有(　　) A．將螺線管在線圈a所在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動 B．使螺線管上的電流發(fā)生變化 C．使線圈以MN為軸轉(zhuǎn)動 D．使線圈以與MN垂直的一條直徑為軸轉(zhuǎn)動 解析：A、B、C中線圈a中磁通量始終為零，沒有發(fā)生變化，無法產(chǎn)生感應(yīng)電流． 答案：D 6.如圖所示，一有限范圍的勻強(qiáng)磁場寬度為d，若將一個邊長為L的正方形導(dǎo)線框以速度v勻速地通過磁場區(qū)域，已知d>L，則導(dǎo)線框中無感應(yīng)電流的時間等于(　　) A.　　　　　　　　　 B. C. D. 解析：只有導(dǎo)線框完全在磁場里面運(yùn)動時，導(dǎo)線框中才無感應(yīng)電流． 答案：C B級　提能力 7．如圖所示，虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，1和2為垂直磁場方向放置的兩個圓環(huán)，分別用Φ1和Φ2表示穿過兩環(huán)的磁通量，則有(　　) A．Φ1＞Φ2 B．Φ1＝Φ2 C．Φ1＜Φ2 D．無法確定 解析：對于大圓環(huán)和小圓環(huán)來說，閉合回路包含磁場的部分是一樣的，故穿過兩圓環(huán)的磁通量相同，即Φ1＝Φ2. 答案：B 8．如圖所示，在同一鐵芯上有A和C兩個線圈，其中A線圈與滑動變阻器、電源、開關(guān)相連，C線圈兩端與靈敏電流計(jì)相連，在以下采取的做法中，不能使靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的是(　　) A．開關(guān)S閉合的瞬間 B．開關(guān)S閉合后，變阻器滑片P向右滑動 C．開關(guān)S閉合后，變阻器滑片P保持不動 D．開關(guān)S斷開的瞬間 解析：開關(guān)S閉合瞬間，A線圈中電流迅速變化，A內(nèi)磁通量變化，使C線圈磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)．開關(guān)S閉合后，變阻器滑片P向右滑動時，閉合電路的總電阻減小，電流增大，A線圈中電流增大，磁通量增大，使C線圈中磁通量增大，產(chǎn)生感應(yīng)電流，靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，開關(guān)S閉合后，變阻器滑片P保持不動，閉合電路中電流恒定，A線圈中磁通量不變，C線圈中磁通量不變，無感應(yīng)電流，靈敏電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)．開關(guān)S斷開瞬間，A線圈中電流變化，磁通量也變化，C線圈中磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)． 答案：C 9．(多選)我國已經(jīng)制訂了登月計(jì)劃，假如航天員登月后想探測一下月球表面是否有磁場，他手邊有一只靈敏電流計(jì)和一個小線圈，則下列推斷中正確的是(　　) A．直接將電流計(jì)放于月球表面，看是否有示數(shù)來判斷磁場有無 B．將電流計(jì)與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運(yùn)動，如電流計(jì)無示數(shù)，則判斷月球表面無磁場 C．將電流計(jì)與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運(yùn)動，如電流計(jì)有示數(shù)，則判斷月球表面有磁場 D．將電流計(jì)與線圈組成閉合回路，使線圈分別繞兩個互相垂直的軸轉(zhuǎn)動，月球表面若有磁場，則電流計(jì)至少有一次示數(shù)不為零 解析：電流計(jì)有示數(shù)時可判斷有磁場存在，沿某一方向運(yùn)動而無示數(shù)不能確定月球上是否存在磁場．D項(xiàng)中線圈分別繞互相垂直的軸轉(zhuǎn)動，若月球存在磁場，則至少有一次穿過線圈(可正穿也可斜穿)的磁通量的變化率不為零，故至少有一次電流計(jì)有示數(shù)．C、D正確． 答案：CD 10．如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動，t＝0時，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，此時MN到達(dá)的位置恰好使MDEN構(gòu)成一個邊長為l的正方形，為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從t＝0開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)隨時間t怎樣變化？請推導(dǎo)這種情況下B與t的關(guān)系式． 解析：要使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則閉合回路MNED中的磁通量Φ必須保持不變．否則Φ一旦變化，則MN中就會產(chǎn)生感生感應(yīng)電流．Φ＝BS，而整個過程中磁通量Φ保持不變，則Φ＝B0l2＝B(l2＋lvt)，解得：B＝. 11．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場僅存在于邊長為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個電阻為R，邊長為l的正方形導(dǎo)線框abcd，沿垂直于磁感線方向，以速度v勻速通過磁場區(qū)域，如圖所示，從ab進(jìn)入磁場開始計(jì)時． (1)畫出穿過線框的磁通量隨時間變化的圖象； (2)判斷線框中有無感應(yīng)電流． 解析：線框穿過磁場的過程可分為三個階段：進(jìn)入磁場階段(只有ab邊在磁場中)、在磁場中運(yùn)動階段(ab、cd兩邊均在磁場中)、離開磁場階段(只有cd邊在磁場中)． (1)①線框進(jìn)入磁場階段：t為0～，線框進(jìn)入磁場中的面積與時間成正比，即S＝lvΔt1 故Φ＝BS＝BlvΔt1，Δt1＝時，Φ＝Bl2. ②線框在磁場中運(yùn)動階段：t為～，線框中的磁通量為Φ＝Bl2，保持不變，此過程Δt2＝. ③線框離開磁場階段：t為～，線框中的磁通量均勻減小， 即Φ＝Bl(l－vΔt3)＝Bl2－BlvΔt3 當(dāng)t＝時，Δt3＝，Φ＝0. 因此，穿過線框的磁通量隨時間的變化圖象如圖所示． (2)線框進(jìn)入磁場階段，穿過線框的磁通量增加，線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流．線框在磁場中運(yùn)動階段，穿過線框的磁通量保持不變，無感應(yīng)電流產(chǎn)生．線框離開磁場階段，穿過線框的磁通量減小，線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流．