《2022年高中物理 第四章 第1、2節(jié) 劃時代的發(fā)現(xiàn) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件課時達(dá)標(biāo)訓(xùn)練(含解析)新人教版選修3-2》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高中物理 第四章 第1、2節(jié) 劃時代的發(fā)現(xiàn) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件課時達(dá)標(biāo)訓(xùn)練(含解析)新人教版選修3-2(5頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高中物理 第四章 第1、2節(jié) 劃時代的發(fā)現(xiàn) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件課時達(dá)標(biāo)訓(xùn)練(含解析)新人教版選修3-2
一、單項選擇題
1.下列現(xiàn)象中屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是( )
A.磁場對電流產(chǎn)生力的作用
B.變化的磁場使閉合電路中產(chǎn)生電流
C.插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化
D.電流周圍產(chǎn)生磁場
2.如圖所示,矩形線框abcd放置在水平面內(nèi),磁場方向與水平方向成α角,已知sin α=,回路面積為S,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則通過線框的磁通量為( )
A.BS B.BS C.BS D.BS
3.如圖所示,開始時矩形線框與勻強(qiáng)磁場的方向垂直,且一半在磁場內(nèi),一半在
2、磁場外,若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流,下列辦法中不可行的是( )
A.將線框向左拉出磁場
B.以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(小于90°)
C.以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60°)
D.以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60°)
4.如圖所示,在勻強(qiáng)磁場中的矩形金屬軌道上,有等長的兩根金屬棒ab和cd,它們以相同的速度勻速運(yùn)動,則( )
A.?dāng)嚅_開關(guān)S,ab中有感應(yīng)電流
B.閉合開關(guān)S,ab中有感應(yīng)電流
C.無論斷開還是閉合開關(guān)S,ab中都有感應(yīng)電流
D.無論斷開還是閉合開關(guān)S,ab中都沒有感應(yīng)電流
二、多項選擇題
5.我國已經(jīng)制訂了登月計劃,假如宇航員登月后想探測一下月球表面是否有磁場
3、。他手邊有一只靈敏電流表和一個小線圈,則下列推斷正確的是( )
A.直接將電流表放于月球表面,通過觀察電流表是否有示數(shù)來判斷磁場的有無
B.將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈沿某一方向運(yùn)動,如果電流表無示數(shù),則可判斷月球表面無磁場
C.將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈沿某一方向運(yùn)動,如果電流表有示數(shù),則可判斷月球表面有磁場
D.將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈在某一平面內(nèi)沿各個方向運(yùn)動,電流表無示數(shù),則不能判斷月球表面有無磁場
6.如圖所示,水平面內(nèi)有兩條相互垂直且彼此絕緣的通電長直導(dǎo)線,以它們?yōu)樽鴺?biāo)軸構(gòu)成一個平面直角坐標(biāo)系。四個相同的圓形閉合線圈在四個象限內(nèi)完全對稱放置,
4、兩直導(dǎo)線中的電流大小與變化情況完全相同,電流方向如圖中所示,當(dāng)兩直導(dǎo)線中的電流都增大時,四個線圈a、b、c、d中感應(yīng)電流的情況是( )
A.線圈a中無感應(yīng)電流 B.線圈b中有感應(yīng)電流
C.線圈c中有感應(yīng)電流 D.線圈d中無感應(yīng)電流
7.如圖所示,線圈abcd在磁場區(qū)域ABCD中,下列哪種情況下線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生( )
A.把線圈變成圓形(周長不變)
B.使線圈在磁場中加速平移
C.使磁場增強(qiáng)或減弱
D.使線圈以過ab的直線為軸旋轉(zhuǎn)
8.如圖所示,用導(dǎo)線做成圓形或正方形回路,這些回路與一直導(dǎo)線構(gòu)成幾種位置組合(
5、彼此絕緣),下列組合中,切斷直導(dǎo)線中的電流時,閉合回路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是( )
三、非選擇題
9.邊長L=10 cm的正方形線框固定在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與線圈平面間的夾角θ=30°,如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律為B=(2+3t)T,則第3 s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量ΔΦ為多少?
10.如圖所示,有一個垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,B1=0.8 T,磁場有明顯的圓形邊界,圓心為O,半徑為r=1 cm?,F(xiàn)在紙面內(nèi)先后放上與磁場垂直的圓線圈,圓心均在O處,A線圈半徑為1 cm,10匝;B線圈半徑為2 cm,1匝;C線圈半徑為0.5 cm,1匝。問:
(1)在
6、B減為B2=0.4 T的過程中,A線圈和B線圈磁通量改變多少?
(2)在磁場轉(zhuǎn)過30°角的過程中,C線圈中磁通量改變多少?
答案
1.解析:選B 磁場對電流產(chǎn)生力的作用屬于通電導(dǎo)線在磁場中的受力情況;插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化屬于電流的磁效應(yīng);電流周圍產(chǎn)生磁場屬于電流的磁效應(yīng);而變化的磁場使閉合電路中產(chǎn)生電流屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象。故正確答案為B。
2.解析:選B 在磁通量Φ=BS公式中,B與S必須垂直,若B與S不垂直,則S要轉(zhuǎn)化為垂直于B的有效面積,也可以將B轉(zhuǎn)化為垂直于S的垂直分量,故Φ=
7、BS·sin α=BS。
3.解析:選D 將線框向左拉出磁場的過程中,線框的bc部分做切割磁感線的運(yùn)動,或者說穿過線框的磁通量減少,所以線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動時,線框的cd邊的右半段在做切割磁感線的運(yùn)動,或者說穿過線框的磁通量在發(fā)生變化,所以線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60°)時,穿過線框的磁通量在減小,所以在這個過程中線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,如果轉(zhuǎn)過的角度超過60°,bc邊將進(jìn)入無磁場區(qū),那么線框中將不產(chǎn)生感應(yīng)電流(60°~300°)。當(dāng)線框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動時,如果轉(zhuǎn)動的角度小于60°,則穿過線框的磁通量始終保持不變(其值為磁感應(yīng)強(qiáng)度與矩形面積的一
8、半的乘積)。
4.解析:選B 兩根金屬棒ab和cd以相同的速度勻速運(yùn)動,若斷開開關(guān)S,兩根金屬棒與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中磁通量無變化,則回路中無感應(yīng)電流,故選項A、C錯誤;若閉合開關(guān)S,兩根金屬棒與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中磁通量發(fā)生變化,則回路中有感應(yīng)電流,故B正確,D錯誤。
5.解析:選CD 當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時,不論向哪個方向移動線圈,穿過線圈的磁通量都不會變化,所以也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,因此不能判斷有無磁場存在;若使閉合線圈沿某一方向移動時有感應(yīng)電流產(chǎn)生,則一定存在磁場。故正確答案為C、D。
6.解析:選CD 根據(jù)安培定則可判斷出電流產(chǎn)生的磁場方向,線圈a中的磁場方向均垂直于紙面向里,線圈c
9、中的磁場方向均垂直于紙面向外,線圈b、d中的合磁通量始終為零,故增大兩直導(dǎo)線中的電流時,線圈a、c中的磁通量發(fā)生變化,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,而線圈b、d中無感應(yīng)電流產(chǎn)生。選項C、D正確,A、B錯誤。
7.解析:選ACD 選項A中,線圈的面積變化,磁通量變化,故A正確;選項B中,無論線圈在磁場中勻速還是加速平移,磁通量都不變,故B錯;選項C、D中,線圈中的磁通量發(fā)生變化,故C、D正確。
8.解析:選CD 穿過線圈A中有效磁通量為ΦA(chǔ)=Φ出-Φ進(jìn)=0,且始終為零,即使切斷導(dǎo)線中的電流,ΦA(chǔ)也始終為零,A中不可能產(chǎn)生感應(yīng)電流。B中線圈平面與導(dǎo)線的磁場平行,穿過B的磁通量也始終為零,B中也不能產(chǎn)生感應(yīng)電
10、流。C中穿過線圈的磁通量,Φ進(jìn)>Φ出,即ΦC≠0,當(dāng)切斷導(dǎo)線中電流后,經(jīng)過一定時間,穿過線圈的磁通量ΦC減小為零,所以C中有感應(yīng)電流產(chǎn)生。D中線圈的磁通量ΦD不為零,當(dāng)電流切斷后,ΦD最終也減小為零,所以D中也有感應(yīng)電流產(chǎn)生。
9.解析:第3 s內(nèi)就是從2 s末到3 s末,所以,2 s末的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為
B1=(2+3×2)T=8 T
3 s末的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為
B2=(2+3×3)T=11 T
則有ΔΦ=ΔBSsin θ=(11-8)×0.12×sin 30° Wb=1.5×10-2 Wb
答案:1.5×10-2 Wb
10.解析:(1)對A線圈,Φ1=B1πr2,
Φ
11、2=B2πr2
磁通量的改變量
|Φ2-Φ1|=(0.8-0.4)×3.14×10-4 Wb=1.256×10-4 Wb
對B線圈,Φ1=B1πr2,Φ2=B2πr2
磁通量的改變量
|Φ2-Φ1|=(0.8-0.4)×3.14×10-4 Wb=1.256×10-4 Wb
(2)對C線圈:Φ1=Bπr,磁場轉(zhuǎn)過30°,線圈仍全部處于磁場中,線圈面積在垂直磁場方向的投影為πrcos 30°,則Φ2=Bπrcos 30°。磁通量的改變量
|Φ2-Φ1|=Bπr(1-cos 30°)
≈0.8×3.14×(5×10-3)2×(1-0.866) Wb≈8.4×10-6 Wb
答案:(1)1.256×10-4 Wb 1.256×10-4 Wb (2)8.4×10-6 Wb