第1节 电磁感应现象.docx

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第1节电磁感应现象

人教版高中物理选修2-1第三章

第一节电磁感应现象同步测试

一、单选题（共10题；共20分）

1.下列设备中，利用电磁感应原理工作的是（  ）

A. 电动机                               

B. 白炽灯泡                               

C. 发电机                               

D. 电风扇

2.（2015·安徽）如图所示，abcd为水平放置的平行“l。

导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。

已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成

角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好）。

则（   ）

A. 电路中感应电动势的大小为

                         B. 电路中感应电流的大小为

C. 金属杆所受安培力的大小为

D. 金属杆的热功率为

3.关于感应电流，下列说法中正确的是（　　）

A. 只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生

B. 穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生

C. 线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生

D. 只要闭合电路的导体做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流产生

4.下列家用电器中，利用电磁感应原理进行工作的是（ ）

A. 电吹风                                

B. 电冰箱                                

C. 电饭煲                                

D. 电话机

5.如图所示，在条形磁铁N极附近悬挂一个金属闭合线圈，当磁铁运动时，线圈中（   ）

A. 一定产生感应电流           

B. 不一定产生感应电流           

C. 不可能产生感应电流           

D. 无法确定

6.关于产生感应电流的条件，下述说法正确的是（     ）

A. 位于磁场中的闭合线圈，一定能产生感应电流

B. 闭合线圈和磁场发生相对运动，一定能产生感应电流

C. 闭合线圈作切割磁感线运动，一定能产生感应电流

D. 穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化，一定能产生感应电流

7.如图为探究产生电磁感应现象条件的实验装置，下列情况下不能引起电流计指针转动的是  （     ）      

A. 闭合开关瞬间                                                     

B. 断开开关瞬间

C. 闭合开关后拔出铁芯瞬间                                    

D. 闭合开关后保持变阻器的滑动头位置不变

8.如图为探究产生电磁感应现象条件的实验装置，下列情况中不能引起电流计指针转动的是（  ）

A. 闭合电键瞬间                                                     

B. 断开电键瞬间

C. 闭合电键后拔出铁芯瞬间                                    

D. 断开电键使变阻器的滑动头向右移动

9.关于电磁感应现象，下列说法中正确的是（   ）

A. 只要有磁通量穿过电路，电路中就有感应电流

B. 只要闭合电路在做切割磁感线运动，电路中就有感应电流

C. 只要穿过闭合电路的磁通量足够大，电路中就有感应电流

D. 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流

10.如图为探究产生电磁感应现象条件的实验装置，下列情况下不能引起电流计指针转动的是（ ）

A. 闭合电键瞬间                                                     

B. 闭合电键后保持变阻器的滑动头、线圈都不动

C. 闭合电键后拔出线圈A瞬间                                 

D. 断开电键瞬间

二、多选题（共3题；共9分）

11.电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备。

下列用电器中，没有利用电磁感应原理的是（  ）

A. 电吹风                           

B. 日光灯镇流器                           

C. 变压器                           

D. 白炽灯泡

12.我国已经制订了登月计划，假如航天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计和一个小线圈，则下列推断中正确的是（ ）

A. 直接将电流计放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无          

B. 将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流计无示数，则判断月球表面无磁场

C. 将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流计有示数，则判断月球表面有磁场          

D. 将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动，月球表面若有磁场，则电流计至少有一次示数不为零

13.（2016•上海）如图A.，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向。

螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。

当螺线管内的磁感应强度B随时间按图B.所示规律变化时（  ）

A. 在t1~t2时间内，L有收缩趋势                             

B. 在t2~t3时间内，L有扩张趋势

C. 在t2~t3时间内，L内有逆时针方向的感应电流          

D. 在t3~t4时间内，L内有顺时针方向的感应电流

三、填空题（共4题；共11分）

14.如图所示，线圈ABCO面积为0.4m2，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，方向为x轴正方向．在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°的过程中，通过线圈的磁通量改变________Wb．

15.接有理想电压表的三角形导线框abc，如图所示，在匀强磁场中向右运动，则框中________感应电流，电压表________读数（示数不为零称有读数）。

（填“有”或“无”）

16.我们可以通过以下实验，来探究产生感应电流的条件．

①给岀的实物图中，请用笔画线代替导线补全实验电路；

②接好电路，合上开关瞬间，电流表指针________（填“偏转”或“不偏转”）；

③电路稳定后，电流表指针________（填“偏转”或“不偏转”）；迅速移动滑动变阻器的滑片，电流表指针________（填“偏转”或“不偏转”）；

④假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，灵敏电流计的发生偏转，产生这的原因是________.

17.在线圈平面________于磁感线时，线圈中没有电流，这样的位置叫________．线圈平面每经过这个面一次，感应电流的方向就要改变________次．线圈转动一周，感应电流的方向改变________次．

四、实验探究题（共1题；共7分）

18.如图为“研究电磁感应现象”的实验装置．

（1）将图中所缺的导线补接完整．

（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：

A．将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将向________偏转．

B．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉动时，灵敏电流计指针将向________ 偏转．（填左或者右）

五、综合题（共1题；共10分）

19.边长为10cm、匝数为10的正方形线圈，垂直于磁感应强度B的方向置于0.2T的匀强磁场中．试求：

（1）图示位置时，穿过线圈的磁通量为多少？

（2）若将线圈以一边为轴转过60°，则穿过线圈的磁通量为多少？

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】C

【解析】【解答】解：

A、电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故A错误；

B、白炽灯泡是利用了灯丝通电后发热原理制成的，故利用了电流的热效应原理制成的；故B错误；

C、发电机的前提是线圈在磁场中运动，结果是产生电流，利用电磁感应现象原理，故C正确；

D、电风扇利用的是电动机原理，不是电磁感应现象原理；故D错误；

故选：

C．

【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流；明确选择项中提到的这四个电学设备的制成原理，然后与题目要求对应，从而可以得到答案．

2.【答案】B

【解析】【解答】导体棒切割磁感线产生感应电动势

故A错误；感应电流的大小

故B正确；所受的安培力为

故C错误；金属杆的热功率

.故D错误。

【分析】本题考查电磁感应和力、电综合，涉及感应电动势、感应电流、安培力和执功率的计算，综合性较强，但考查内容较常规，难度不大，意在考查考生的理解能力和简单分析能力电磁感应选择题是高考每年必出的，导体棒切割磁感线应该是有效长度，容易出错，而计算安培力时则必须是实际长度，另外不要忘记公式。

3.【答案】C

【解析】【解答】A、只有当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中才有感应电流产生．故A错误．

B、穿过螺线管的磁通量发生变化，而且螺线管是闭合时，螺线管内部才有感应电流产生．故B错误．

C、只有当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中才有感应电流产生．故C正确；

D、当回路整体面积不变，在匀强磁场中运地，导体虽然切割磁感线，但是电路中没有磁通量的变化，故没有感应电流产生；故D错误；

故选：

C

【分析】感应电流产生的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化．根据楞次定律分析感应电流磁场的作用．由法拉第电磁感应定律分析感应电动势的大小与什么因素决定．

4.【答案】D

【解析】【解答】A、电吹风主要部件是电动机，电动机是根据通电导线在磁场中受力而工作的，没有利用电磁感应现象，故A错误；

B、电冰箱主要靠压缩机进行工作的，压缩机实际上是一个电动机，电动机是根据通电导线在磁场中受力而工作的，没有利用电磁感应现象，故B错误；

C、电饭煲是利用电流的热效应进行工作的，故C错误；

D、电话机利用了电磁感应原理，故D正确；

故选D

【分析】本题考查了各用电器的工作原理，明确各用电器的工作原理即可正确解题．

5.【答案】A

【解析】【解答】这属于法拉第总结出的运动的磁铁，能够产生感应电流，A符合题意。

故答案为：

A。

【分析】本题考查对于电磁感应相关实验的理解，同时也考查对于产生感应电流的条件，需引起重视。

6.【答案】D

【解析】【分析】当闭合线圈在磁场中的磁通量发生变化时，才产生感应电流，明确了产生感应电流的条件，即可正确解答本题。

A、线圈位于磁场中，如果磁通量不发生变化，则不一定有感应电流产生，故A错误；

B、线圈中是否有感应电流产生与线圈是否运动无关，要看其磁通量是否变化，故B错误；

C、回路中部分导体切割磁感线时，有感应电流产生，整个闭合线圈切割磁感线运动，其磁通量不发生变化，因此无感应电流产生，故C错误；

D、穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化，即磁通量发生变化，一定有感应电流产生，故D正确。

故选D。

【点评】本题考查感应电流的产生条件，应明确满足两个条件：

一是电路闭合，二是磁通量发生变化

7.【答案】D

【解析】【分析】感应电流产生的条件是：

穿过闭合回路的磁通量发生变化，指针不偏转可能是磁通量没有发生变化或者是没有形成闭合回路。

ABC、当回路闭合时，只要线圈中的磁通量发生变化，就能形成感应电流，指针便能偏转，在闭合、断开电键瞬间或者闭合开关后拔出铁心瞬间均有感应电流产生；错误

D、闭合开关后保持变阻器的滑动头位置不变，线圈A中电流不变，则线圈B中磁通量不变，不会产生感应电流，不能引起电流计指针转动；正确

故选D。

【点评】注意感应电流产生的条件是：

穿过闭合回路的磁通量发生变化。

8.【答案】D

【解析】【解答】解：

当回路闭合时，只要线圈中的磁通量发生变化，就能形成感应电流，指针便能偏转，在闭合、断开电键瞬间或者抽出铁心瞬间均有感应电流产生，故ABC错误；

若断开电键，即使线圈中的磁通量变化也不会有感应电流产生，故D正确．

故选D．

【分析】解答本题的关键是正确理解感应电流产生的条件，指针不偏转可能是磁通量没有发生变化或者是没有形成闭合回路．

9.【答案】D

【解析】【分析】只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，则回路中产生感应电流，AC错误，D正确，只要闭合回路的一部分切割磁感线运动，回路中有感应电流，B错误。

故选D

【点评】只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，或者闭合回路的一部分切割磁感线运动，则回路中产生感应电流。

10.【答案】B

【解析】【分析】解答本题的关键是正确理解感应电流产生的条件，指针不偏转可能是磁通量没有发生变化或者是没有形成闭合回路．

当回路闭合时，只要线圈中的磁通量发生变化，就能形成感应电流，指针便能偏转，在闭合、断开电键瞬间或者抽出铁心瞬间均有感应电流产生，故ACD错误。

闭合电键后保持变阻器的滑动头、线圈都不动，线圈中的磁通量不变化不会有感应电流产生，故B正确。

故选B。

【点评】本题比较简单，考查了感应电流产生条件的应用，对于这些基本规律要加强理解和应用。

二、多选题

11.【答案】A,D

【解析】【解答】 电吹风的能量传递过程是直接从电能转化为机械能。

白炽灯泡是能量直接从电能转化为热能，属于纯电阻电路。

而镇流器和变压强中都存在电感，工作原理上也存在能量在磁场中的转化。

故选AD

【分析】本题可以从能量的角度来理解，磁场既可以传递能量，又可以储存能量，发生电磁感应的过程可以理解为能量通过磁场储存传递的过程，即能量必定会在磁场中有所转化。

12.【答案】C,D

【解析】【解答】电流计有示数时可判断有磁场存在，沿某一方向运动而无示数不能确定月球上是否存在磁场。

D项中线圈分别绕互相垂直的轴转动，若月球存在磁场，则至少有一次穿过线圈磁场是变化的，故至少有一次电流计有示数。

C、D符合题意。

故答案为：

C、D。

【分析】电磁感应现象产生的条件是闭合线圈中由变化的磁场，则闭合线圈中有感应电流产生，此题考查学生对于感应电流产生的条件的理解。

13.【答案】A,D

【解析】【解答】据题意，在t1~t2时间内，外加磁场磁感应强度增加且斜率在增加，则在导线框中产生顺时针方向大小增加的电流，该电流激发出增加的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产生感应电流，据结论“增缩减扩”可以判定圆环有收缩趋势，故选项A正确；在t2~t3时间内，外加磁场均匀变化，在导线框中产生稳定电流，该电流激发出稳定磁场，该磁场通过圆环时，圆环中没有感应电流，故选项B、C错误；在t3~t4时间内，外加磁场向下减小，且斜率也减小，在导线框中产生顺时针方向减小的电流，该电流激发出向内减小的磁场，故圆环内产生顺时针方向电流，选项D正确。

【分析】根据B-t图线斜率的变化，根据法拉第电磁感应定律得出电动势的变化，从而得出感应电流的变化，根据楞次定律判断出感应电流的方向，再根据右手螺旋定则判断出电流所产生的磁场，从而确定磁通量的变化，进而即可求解．

三、填空题

14.【答案】3.46×10﹣2

【解析】【解答】由题图示实线位置中，线圈平面跟磁场方向平行，通过线圈的磁通量Φ1=0．

在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°时，磁通量为：

Φ2=BSsin60°=0.1×0.4×Wb=3.46×10﹣2Wb

则通过线圈的磁通量改变量为：

△Φ=Φ2﹣Φ1=3.46×10﹣2Wb

故答案为：

3.46×10﹣2

【分析】匀强磁场中，当线圈平面跟磁场方向相互平行时，通过线圈的磁通量Φ=0，根据此公式求解磁通量．当线圈平面与磁场不垂直时，可根据公式Φ=BScosα，α是线圈平面与磁场方向的夹角，进行计算．

15.【答案】无；无

【解析】【解答】无论线圈在匀强磁场中向右匀速、加速或减速运动，穿过线框的磁通量均不变，即ΔΦ＝0，故无感应电流，再考虑到电压表的工作原理知电压表指针示数为零。

【分析】闭合线圈产生感应电动势条件是磁通量发生变化，图中线圈在运动但磁通量没有发生变化，故没有感应电动势产生。

16.【答案】偏转；不偏转；偏转；闭合回路磁通量发生变化

【解析】解答：

①把电流计与线圈B组成串联电路，电源、开关、滑动变阻器、线圈A组成串联电路，电路图如图所示．

②接好电路，合上开关瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针偏转；

③电路稳定后，穿过线圈B的磁通量不变，电流表指针不偏转；迅速移动滑动变阻器的滑片，A线圈中的电流发生变化，B线圈中产生感应电动势和感应电流，电流表指针偏转；

④由实验现象可知，产生感应电流的条件闭合回路磁通量发生变化．

故答案为：

（1）电路如图所示；

（2）偏转；（3）不偏转；（4）闭合回路磁通量发生变化．

分析：

（1）探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，检流计与副线圈组成另一个闭合电路．当通过副线圈磁通量发生变化时，会产生感应电流．

（2）（3）根据感应电流产生的条件分析答题．（4）根据实验现象得出实验结论．

17.【答案】垂直；中性面；1；2

【解析】【解答】解：

在线圈平面垂直于磁感线时，线圈中没有电流，这样的位置叫中性面．

线圈平面每经过这个面一次，感应电流的方向就要改变1次．

线圈转动一周，感应电流的方向改变2次．

故答案为：

垂直；中性面；1；2．

【分析】线圈与磁场垂直的位置是中性面，根据交变电流的产生过程分析答题．

四、实验探究题

18.【答案】

（1）电路图如图所示：

（2）右；左

【解析】【解答】①电路图如图所示：

②A.如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，因此时穿过线圈的磁通量增加，故将原线圈迅速插入副线圈时，穿过线圈的磁通量也是增加的，故灵敏电流计指针也将向右偏转；

B.原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉动时，此时滑动变阻器的阻值变大，电流减小，磁通量减小，故灵敏电流计指针将向左偏转。

【分析】本题考查电磁感应中感应电流方向的判断，感应电流方向可利用楞次定律判断。

五、综合题

19.【答案】

（1）L=10厘米=0.1米

磁场与线圈平面垂直时，磁通量Φ=BS=BL2=0.2×0.1×0.1=2×10﹣3wb

（2）将线圈以一边为轴转过60°，Φ′=BScos60°=1×10﹣3wb​

【解析】【解答】

（1）L=10厘米=0.1米

磁场与线圈平面垂直时，磁通量Φ=BS=BL2=0.2×0.1×0.1=2×10﹣3wb

（2）将线圈以一边为轴转过60°，Φ′=BScos60°=1×10﹣3wb

答：

（1）图示位置时，穿过线圈的磁通量为2×10﹣3wb；

（2）若将线圈以一边为轴转过60°，则穿过线圈的磁通量为1×10﹣3wb．

【分析】磁场与线圈平面垂直，故由磁通量Φ=BS直接计算即可．若将线圈以一边为轴转过60°，由Φ=BScos60°计算．