学年高中物理选修32课时分层作业1划时代的发现探究感应电流的产生条件7.docx
《学年高中物理选修32课时分层作业1划时代的发现探究感应电流的产生条件7.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《学年高中物理选修32课时分层作业1划时代的发现探究感应电流的产生条件7.docx(27页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
学年高中物理选修32课时分层作业1划时代的发现探究感应电流的产生条件7
课时分层作业
(一)
[基础达标练]
(时间:
15分钟分值:
50分)
一、选择题(本题共6小题,每小题6分)
1.(多选)许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献.下列表述中正确的是
()
A.卡文迪许测出引力常数
B.法拉第发现电磁感应现象
C.安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式
D.库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律
【解析】解答本题时可按以下流程分析:
卡文迪许―→扭秤实验测定引力常数G―→A正确
法拉第―→研究“磁生电”现象―→B正确
洛伦兹―→洛伦兹力公式F=qvB―→C错误
库仑―→归纳总结库仑定律―→D正确
【答案】ABD
2.如图4-1-11所示,AB是水平面上一个圆的直径,在过AB的竖直面内有一根通电直导线CD,已知CD∥AB.当CD竖直向上平移时,电流的磁场穿过圆面积
的磁通量将()
图4-1-11
A.逐渐增大B.逐渐减小
C.始终为零D.不为零,但保持不变
【解析】由于CD位于AB的正上方,根据安培定则可知,CD产生的磁感线
在以AB为直径的圆内穿入和穿出的条数相同,所以不管电流怎么变化,下面圆
内部的磁通量始终为0.
1
【答案】C
3.如图4-1-12所示,条形磁铁以速度v向螺线管靠近,下面几种说法中正确的
是()
图4-1-12
A.螺线管中不会产生感应电流
B.螺线管中会产生感应电流
C.只有磁铁速度足够大时,螺线管中才能产生感应电流
D.只有在磁铁的磁性足够强时,螺线管中才会产生感应电流
【解析】螺线管所在的回路是闭合的,当条形磁铁向螺线管靠近时,穿过闭合
回路的磁通量发生变化,产生感应电流.
【答案】B
4.(多选)如图4-1-13所示,在匀强磁场中有两条平行的金属导轨,磁场方向与
导轨平面垂直.导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd,与导轨接触良好.这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2,且“井”字形回路中有
感应电流通过,则可能()
【导学号:
57272003】
图4-1-13
A.v1>v2B.v1<v2
C.v1=v2D.无法确定
【解析】只要金属棒ab、cd的运动速度不相等,穿过“井”字形回路的磁通
量就会发生变化,闭合回路中就会产生感应电流.故选项A、B正确.
【答案】AB
5.如图4-1-14所示,一有限范围的匀强磁场,宽度为d,将一边长为l的正方形导线框以速度为v匀速地通过磁场区域,若d>l,则线框中不产生感应电流的
2
时间应等于()
图4-1-14
d
l
A.v
B.v
d-l
d-2l
C.v
D.v
【解析】
当线框刚刚完全进入磁场时至线框刚刚出磁场时,
通过线框的磁通量
不发生变化,线框中不会产生感应电流,则线框中不产生感应电流的时间为
d-l
,
v
C正确.
【答案】C
6.如图4-1-15所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成一闭合
回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a,下列各种情况铜环a中不产生
感应电流的是()
【导学号:
57272004】
图4-1-15
A.线圈中通以恒定的电流
B.通电时,使滑动变阻器的滑片P匀速移动
C.通电时,使滑动变阻器的滑片P加速移动
D.将开关突然断开的瞬间
【解析】线圈中通以恒定电流时,铜环a处磁场不变,穿过铜环的磁通量不变,
铜环中不产生感应电流.滑动变阻器滑片移动或开关断开时,线圈中电流变化,
铜环a处磁场变化,穿过铜环的磁通量变化,会产生感应电流.故选A.
【答案】A
3
二、非选择题(14分)
7.边长l=10cm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4-1-16所示.磁感应强度随时间变化的规律为B=2+3t(T),则第3s内穿
过线圈的磁通量的变化量ΔΦ为多少?
图4-1-16
【解析】第3s内就是从2s末到3s末,所以2s末时磁感应强度为
B1=(2+3×2)T=8T
3s末时的磁感应强度为
B2=(2+3×3)T=11T
所以ΔΦ=BS=(11-8)×0.12Wb=3×10-2Wb.
-2
[能力提升练]
(时间:
25分钟分值:
50分)
一、选择题(本题共6小题,每小题6分)
1.如图4-1-17所示,两直导线中通以相同的电流I,矩形线圈位于两导线之间的实线位置Ⅰ,穿过线圈的磁通量为Φ.已知虚线位置Ⅱ与实线位置Ⅰ关于右边
的直导线对称,虚线位置Ⅲ与两直导线的距离相等,虚线位置Ⅳ和虚线位置Ⅴ关于左边直导线对称,且与左边直导线的距离和实线位置Ⅰ与右边直导线的距离相
等.现将线圈由实线位置移到图示各个虚线位置,则()
【导学号:
57272005】
图4-1-17
4
A.将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅱ时,磁通量大小不变
B.将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅲ时,磁通量变化大小为Φ
C.将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅳ时,磁通量变化为零
D.将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅴ时,磁通量大小不变
【解析】将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅱ时,磁通量大小发生变化,选项A错误;虚线位置Ⅲ在两导线之间且距离两直导线的距离相等,磁通量为零,将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅲ时,磁通量变化大小为Φ,选项B正确;题图示虚线位置Ⅳ的磁场方向垂直纸面向里,而实线位置Ⅰ的磁场方向垂直纸面向外,两个位置磁通量大小相等,所以将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅳ时,磁通量变化大小为2Φ,选项C错误;将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅴ时,磁通量大小发生变化,选项D错误.
【答案】B
2.如图4-1-18所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框,在下列四种情况下,
线框中会产生感应电流的是()
图4-1-18
A.线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中左右运动
B.线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中上下运动
C.线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动
D.线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动
【解析】四种情况中初始位置线框均与磁感线平行,磁通量为零,线圈按A、
B、D三种情况移动后,线框仍与磁感线平行,磁通量保持为零,不变,线框中
不产生感应电流;C中线圈转动后,穿过线框的磁通量不断发生变化,所以产生
感应电流,C项正确.
【答案】C
5
3.如图4-1-19所示,在条形磁铁的外面套着一个闭合金属弹簧线圈P,现用力
从四周拉弹簧线圈,使线圈包围的面积变大,则下列关于穿过弹簧线圈磁通量的
变化以及线圈中是否有感应电流产生的说法中,正确的是()
图4-1-19
A.磁通量增大,有感应电流产生
B.磁通量增大,无感应电流产生
C.磁通量减小,有感应电流产生
D.磁通量减小,无感应电流产生
【解析】本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示(从上向下看).磁
通量是指穿过一个面的磁感线的多少,由于垂直纸面向外的和垂直
纸面向里的磁感线要抵消一部分,当弹簧线圈P的面积扩大时,垂
直纸面向里的磁感线条数增加,而垂直纸面向外的磁感线条数是一定的,
故穿过
这个面的磁通量将减小,回路中会有感应电流产生,选项
C正确.
【答案】
C
.多选
)
如图
4-1-20
所示,、
两回路中各有一开关
1、S2,且回路A中接有
4(
AB
S
电源,回路B中接有灵敏电流计,下列操作及相应的结果中可能的是(
)
【导学号:
57272006】
图4-1-20
A.先闭合S2,后闭合S1的瞬间,电流计指针偏转
B.S1、S2闭合后,在断开S2的瞬间,电流计指针偏转
C.先闭合S1,后闭合S2的瞬间,电流计指针偏转
D.S1、S2闭合后,在断开S1的瞬间,电流计指针偏转
6
【解析】回路A中有电源,当S1闭合后,回路中有电流,产生磁场,回路B
中有磁通量.在S1闭合或断开的瞬间,回路A中的电流从无到有或从有到无,
产生的磁场发生变化,从而使穿过回路B的磁通量发生变化,此时若S2是闭合
的,则回路B中有感应电流,电流计指针偏转,所以选项A、D正确.
【答案】AD
5.(多选)如图4-1-21所示,在同一平面上有两条相互垂直且彼此绝缘的长通电直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系.四个相同的圆形闭合线圈在四个象限中完全对称放置,两条长直导线中电流大小与变化情况完全相同,电流
方向如图所示,当两条导线中的电流都开始增大时,四个线圈a、b、c、d中感
应电流的情况是()
图4-1-21
A.线圈a中无感应电流
B.线圈b中有感应电流
C.线圈c中有感应电流
D.线圈d中无感应电流
【解析】根据安培定则可判断出两通电直导线的磁场方向,线圈a中磁场方向
均垂直于纸面向里,线圈c中磁场方向均垂直于纸面向外,线圈b、d中合磁通
量为零,当导线中电流增大时,线圈a、c中合磁通量增大,有感应电流产生,
线圈b、d中合磁通量为零,无感应电流产生,故选项A、B错误,C、D正确.
【答案】CD
6.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
4-1-22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()
【导学号:
57272007】
7
图4-1-22
A.a、bB.b、c
C.a、cD.a、b、c
【解析】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,选项A正确.
【答案】A
二、非选择题(14分)
7.矩形线框abcd的两边长分别为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4-1-23所示,初位置时线框平面与B平行.求:
图4-1-23
(1)初位置时穿过线框的磁通量Φ0为多少?
(2)当线框绕轴OO′沿图示方向转过60°时,穿过线框的磁通量Φ为多少?
这一过程中穿过线框的磁通量的变化量ΔΦ为多少?
【解析】
(1)线框在初始位置时,线框平面与磁场平行,有效面积为零,则Φ0
=0.
(2)当线框绕轴OO′沿图示方向转过60°时,线框与B的夹角为60°,则:
33
Φ=B·Ssin60°=2BS=2Bl1l2
3
ΔΦ=Φ-Φ0=2Bl1l2.
8
【答案】
(1)0
(2)
3
12
3
1
l
2
2Bll
2Bl
9