高中物理 第4章第二节 探究感应电流的产生条件知能优化训练 新人教版选修32Word文件下载.docx
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B.磁通量减小
C.磁通量不变
D.无法判断
选B.作出俯视图,如图所示,穿过环a、b的磁感线有进有出,相互抵消后,得Φa=Φ出-Φ进,Φb=Φ出-Φ进′.从a、b中穿出的磁感线条数相同,但从b中穿入的磁感线条数更多,故Φa>Φb.
3.有一正方形闭合线圈,在足够大的匀强磁场中运动.图4-1-13中能产生感应电流的是( )
图4-1-13
选D.A中线圈不切割磁感线,所以A中线圈没有感应电流产生.即使切割了磁感线,也不能保证就能产生感应电流,比如B和C中的线圈竖直边切割了磁感线,但闭合线圈的磁通量没有发生变化,故B、C中的线圈也没有感应电流产生.
图4-1-14
4.如图4-1-14,A、B两回路中各有一开关S1、S2,且回路A中接有电源,回路B中接有灵敏电流计,下列操作及相应的结果可能实现的是( )
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
选AD.先闭合S2形成闭合电路,然后将S1断开或闭合的瞬间,由于电磁感应在B中产生感应电流,而使电流计指针偏转.A、D正确.
图4-1-15
5.在图4-1-15中,线圈平面与匀强磁场垂直,若其回路面积从10m2变为20m2,同时把磁感应强度从1T变为2T,则回路中的磁通量的变化量是多少?
回路中的磁通量的变化量ΔΦ=Φ2-Φ1=(20×
2-10×
1)Wb=30Wb.
答案:
30Wb
一、选择题
图4-1-16
1.如图4-1-16所示,通电螺线管水平固定,OO′为其轴线,a、b、c三点在该轴线上,在这三点处各放一个完全相同的小圆环,且各圆环平面垂直于OO′轴.则关于这三点的磁感应强度Ba、Bb、Bc的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量Φa、Φb、Φc的大小关系,下列判断正确的是( )
A.Ba=Bb=Bc,Φa=Φb=Φc
B.Ba>Bb>Bc,Φa<Φb<Φc
C.Ba>Bb>Bc,Φa>Φb>Φc
D.Ba>Bb>Bc,Φa=Φb=Φc
选C.根据通电螺线管产生的磁场特点可知Ba>Bb>Bc,由Φ=BS可得Φa>Φb>Φc,故C正确.
图4-1-17
2.在图4-1-17中,若回路面积从S0=8m2变到St=18m2,磁感应强度B同时从B0=0.1T方向垂直纸面向里变到Bt=0.8T方向垂直纸面向外,则回路中的磁通量的变化量为( )
A.7Wb B.13.6Wb
C.15.2WbD.20.6Wb
选C.因为B、S都变化.所以可用后来的磁通量减去原来的磁通量.取后来的磁通量为正.
ΔΦ=Φt-Φ0=BtSt-(-B0S0)=0.8×
18Wb-(-0.1×
8)Wb=15.2Wb,故C对.
图4-1-18
3.(xx年山东省济南市高二质检)如图4-1-18所示,a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内,当线圈a中有电流I通过时,它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc,下列说法中正确的是( )
A.Φa<
Φb<
Φc B.Φa>
Φb>
Φc
C.Φa<
Φc<
ΦbD.Φa>
Φc>
Φb
选B.当a中有电流通过时,穿过a、b、c三个闭合线圈向里的磁感线条数一样多,向外的磁感线条数c最多,其次是b,a中无向外的磁感线,因此,据合磁通量的计算,应该是Φa>
Φc.
图4-1-19
4.如图4-1-19所示,ab是水平面上一个圆的直径,在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef.已知ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,电流磁场穿入圆面积的磁通量将( )
A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.始终为零
D.不为零,但保持不变
选C.利用安培定则判断直线电流产生的磁场,作出俯视图如图.考虑到磁场具有对称性,可以知道,穿入线圈的磁感线的条数与穿出线圈的磁感线的条数是相等的.故选C.
图4-1-20
5.如图4-1-20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( )
A.线圈中通以恒定的电流
B.通电时,使变阻器的滑片P匀速移动
C.通电时,使变阻器的滑片P加速移动
D.将开关突然断开的瞬间
选A.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,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,产生感应电流,故应选A.
图4-1-21
6.如图4-1-21所示,在匀强磁场中的U形导轨上,有两根等长的平行导线ab和cd,以相同的速度v匀速向右滑动.为使ab中有感应电流产生,对开关S来说( )
A.打开和闭合都可以
B.应打开
C.打开和闭合都不行
D.应闭合
选D.若开关打开,导线运动时,闭合回路abdc中磁通量不变,不产生感应电流;
若开关闭合,导线运动时,闭合回路abNM中磁通量变化,产生感应电流.所以,应选D选项.
图4-1-22
7.如图4-1-22所示,导线框abcd放在光滑的平行导轨上,与导轨接触良好,现使导线框abcd向右运动,G1、G2是两只电流表,则( )
A.G1、G2中都有电流通过
B.G1、G2中都没有电流通过
C.只有G1中有电流通过
D.只有G2中有电流通过
选A.虽然线圈abcd构成的闭合回路中没有磁通量的变化,但电流表G1与线框abcd构成的闭合回路中磁通量发生变化,有感应电流流过G1和G2,所以A对.
图4-1-23
8.如图4-1-23所示,一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下,进入匀强磁场中,然后再从磁场中穿出.已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h,那么下列说法中正确的是( )
A.线框只在进入和穿出磁场的过程中,才有感应电流产生
B.线框从进入到穿出磁场的整个过程中,都有感应电流产生
C.线框在进入和穿出磁场的过程中,都是机械能转变成电能
D.整个线框都在磁场中运动时,机械能转变成电能
选AC.产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化,线框全部在磁场中时,磁通量不变,不产生感应电流,故B错.而进入和穿出磁场的过程中磁通量发生变化,也就产生了感应电流,故A正确.在产生感应电流的过程中消耗了机械能,故C正确D错误.
二、非选择题
图4-1-24
9.(xx年永安高二检测)如图4-1-24所示,一闭合金属环从上而下通过通电螺线管,b为螺线管的中点,金属环通过a、b、c三处时,能产生感应电流吗?
根据螺线管产生的磁场的特点,金属环通过a处时,穿过金属环的磁通量变大,能产生感应电流,金属环通过b处时,穿过金属环的磁通量瞬间不变,不产生感应电流,金属环通过c处时,穿过金属环的磁通量变小,产生感应电流.
金属环通过a、c处时产生感应电流;
通过b处时不产生感应电流.
图4-1-25
10.如图4-1-25所示,固定在水平桌面上的金属框架cdef,处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动,此时adeb构成一个边长为L的正方形,开始时磁感应强度为B0.若从t=0时刻起,磁感应强度逐渐减小,棒以恒定速度v向右做匀速运动时,可使棒中不产生感应电流,则磁感应强度应怎样随时间变化(写出B与t的关系式)?
要使电路中感应电流为零,只需穿过闭合电路中的总磁通量不变,故BL(L+vt)=B0L2,∴B=.
B=
2019-2020年高中物理第4章第五节电磁感应现象的两类情况知能优化训练新人教版选修3-2
1.下列说法中正确的是( )
A.感生电场是由变化的磁场产生
B.恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场
C.感生电场的方向也同样可以用楞次定律和右手定则来判定
D.感生电场的电场线是闭合曲线,其方向一定是沿逆时针方向
选AC.磁场变化时在空间激发感生电场,其方向与所产生的感应电流方向相同,可由楞次定律和右手定则判断,A、C项正确.
图4-5-14
2.如图4-5-14所示,导体AB在做切割磁感线运动时,将产生一个感应电动势,因而在电路中有电流通过,下列说法中正确的是( )
A.因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势
B.动生电动势的产生与洛伦兹力有关
C.动生电动势的产生与电场力有关
D.动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的
选AB.根据动生电动势的定义,A项正确.动生电动势中的非静电力与洛伦兹力有关,感生电动势中的非静电力与感生电场有关,B项正确,C、D项错误.
图4-5-15
3.如图4-5-15所示,在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽,有一带正电小球质量为m,电荷量为q,在槽内沿顺时针做匀速圆周运动,现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场,且B逐渐增加,则( )
A.小球速度变大 B.小球速度变小
C.小球速度不变D.以上三种情况都有可能
选A.在此空间中,没有闭合导体,但磁场的变化,使空间产生感应电场.据楞次定律得出图示感应电场,又因小球带正电荷,电场力与小球速度同向,电场力对小球做正功,小球速度变大.A选项正确.
图4-5-16
4.如图4-5-16所示,一个由导体做成的矩形线圈,以恒定速率v运动,从无场区进入匀强磁场区,磁场宽度大于矩形线圈的宽度da,然后出来,若取逆时针方向的电流为正方向,那么在下图中的哪一个图能正确地表示回路中电流对时间的函数关系( )
图4-5-17
选C.当线圈开始运动,尚未进入磁场区时,没有产生感应电流,当ab边切割磁感线时产生的感应电动势为定值,因此感应电流也为定值,方向为逆时针(正).当cd边进入磁场时,ab和cd边产生的感应电动势互相抵消,没有感应电流,当线圈继续运动,在磁场中只有cd边时,感应电流是顺时针(为负),数值与前者的等大,cd边离开磁场后,线圈无感应电流,所以C项才是正确的.
图4-5-18
5.把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,如图4-5-18所示,一长度为2a,电阻等于R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触,当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时,求:
(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN;
(2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率.
(1)导体棒运动产生电流,它相当于电源,内阻为R,电动势为E=Blv=2Bav.
画出等效电路图如图所示,根据右手定则,金属棒中电流从N流向M,所以M相当于电源的正
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