高中物理人教版2第四章電磁感應(yīng) 第4章2

第四章1、2知能綜合訓(xùn)練(本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)eq\x(◎必做部分)1．下列現(xiàn)象中，屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是()A．磁場(chǎng)對(duì)電流產(chǎn)生力的作用B．變化的磁場(chǎng)使閉合電路產(chǎn)生感應(yīng)電流C．插入通電螺線管中的軟鐵棒被磁化D．電流周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)解析：電磁感應(yīng)現(xiàn)象是指由于穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象，只有選項(xiàng)B符合．答案：B2．許多科學(xué)家在物理學(xué)發(fā)展中做出了重要貢獻(xiàn)，下列表述中正確的是()A．安培發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)B．菲涅耳發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象C．卡文迪許測(cè)出萬有引力常量D．牛頓總結(jié)了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用規(guī)律解析：奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，故A錯(cuò)．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故B錯(cuò)．萬有引力常量是由卡文迪許最先測(cè)出的，故C對(duì)．真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用規(guī)律即庫(kù)侖定律，是由物理學(xué)家?guī)靵隹偨Y(jié)出來的，故D錯(cuò)．答案：C3.如圖所示，通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面，第一次將金屬框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到Ⅱ，設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量變化分別為ΔΦ1和ΔΦ2則()A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．不能判斷解析：將線框從Ⅰ平移到Ⅱ，磁感線是從線框的同一面穿過的，所以ΔΦⅠ＝|ΦⅡ－ΦⅠ|＝ΦⅠ－ΦⅡ；將線框從Ⅰ繞cd邊轉(zhuǎn)到Ⅱ，磁感線分別是從線框的正、反兩面穿過的，所以ΔΦ2＝|－ΦⅡ－ΦⅠ|＝ΦⅠ＋ΦⅡ(以原來穿過的為正，則后來從另一面穿過的為負(fù))．答案：C4.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挒閐，一正方形線框abcd的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，且L>d，線框以速度v通過磁場(chǎng)區(qū)域，從線框進(jìn)入到完全離開磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，線框中沒有感應(yīng)電流的時(shí)間是()\f(L＋d,v) \f(L－d,v)\f(L＋2d,v) \f(L－2d,v)解析：只有線框在進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中(bc邊未出磁場(chǎng))和線框在穿出磁場(chǎng)的過程中(僅ad邊在磁場(chǎng)中切割磁感線)，穿過線框的磁通量才發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流．a(chǎn)d邊和bc邊都在磁場(chǎng)外時(shí)穿越磁場(chǎng)的過程中，沒有感應(yīng)電流，則t＝eq\f(L－d,v).故正確選項(xiàng)為B.答案：B5.在紙面內(nèi)放有一條形磁鐵和一個(gè)位于磁鐵正上方的圓形線圈(如圖所示)，下列情況中能使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．將磁鐵在紙面內(nèi)向上平移B．將磁鐵在紙面內(nèi)向右平移C．將磁鐵繞垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)D．將磁鐵的N極向紙外轉(zhuǎn)，S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)解析：將磁鐵向上平移、向右平移或繞垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈始終與磁感線平行，磁通量始終為零，沒有變化，不產(chǎn)生感應(yīng)電流．所以A、B、C均不正確．將磁鐵的N極向紙外轉(zhuǎn)，S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)，磁通量增加，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以D項(xiàng)正確．答案：D6.如圖所示，一通電螺線管b放在閉合金屬線圈a內(nèi)，螺線管的中心線恰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．使螺線管在線圈a所在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)D．使線圈以與MN垂直的直徑為軸轉(zhuǎn)動(dòng)解析：圖示位置時(shí)，線圈a所在平面與所處位置磁感線平行，穿過線圈的磁通量為零，當(dāng)按A、B、C所述方式變化時(shí)，線圈a所在平面仍與所處位置磁感線平行，磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流；按D所述方式變化時(shí)，由于線圈與磁場(chǎng)夾角變化引起磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選D.答案：D7.如圖所示，一個(gè)U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個(gè)金屬導(dǎo)體棒ab，有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使θ減小B．使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，θ角同時(shí)也減小C．a(chǎn)b向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD．a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°<θ<90°)解析：依題意，磁通量Φ＝BScosθ，對(duì)于A選項(xiàng)，棒向右運(yùn)動(dòng)，S增大，同時(shí)θ減小，cosθ增大，則Φ一定增大，回路中一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生；對(duì)于B選項(xiàng)，B減小，同時(shí)θ減小，cosθ增大，Φ可能不變，不一定產(chǎn)生感應(yīng)電流；對(duì)于C選項(xiàng)，棒向左運(yùn)動(dòng)，S減小，同時(shí)B增大，Φ可能不變，也不一定產(chǎn)生感應(yīng)電流；對(duì)于D選項(xiàng)，棒向右運(yùn)動(dòng)，S增大，同時(shí)B增大，θ增大即cosθ減小，Φ可能不變，也不一定產(chǎn)生感應(yīng)電流．答案：A8．如圖所示，一個(gè)矩形線框從勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上方自由落下，進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，然后再?gòu)拇艌?chǎng)中穿出．已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的寬度L大于線框的高度h，那么下列說法中正確的是()①線框只在進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)的過程中，才有感應(yīng)電流產(chǎn)生②線框從進(jìn)入到穿出磁場(chǎng)的整個(gè)過程中，都有感應(yīng)電流產(chǎn)生③線框在進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)的過程中，都是機(jī)械能變成電能④整個(gè)線框都在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能A．①③④ B．①③C．②③④ D．①④解析：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是閉合回路的磁通量發(fā)生變化，線框全部在磁場(chǎng)中時(shí)，磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故②錯(cuò)．而進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)的過程中有磁通量發(fā)生變化，也就產(chǎn)生感應(yīng)電流，故①正確．在產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程中同時(shí)消耗了機(jī)械能，故③正確，④不正確，故選B.答案：B9．如圖所示是等腰直角三棱柱，其中側(cè)面abcd為正方形，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，它們按圖示位置放置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，下面說法中正確的是()A．通過abcd平面的磁通量大小為B·L2B．通過dcfe平面的磁通量大小為B·eq\f(\r(2),2)L2C．通過abfe平面的磁通量大小為B·eq\f(\r(2),2)L2D．通過整個(gè)三棱柱的磁通量為零解析：由公式中Φ＝BScosθ可以得出通過面abcd的磁通量Φ1＝BL2cos45°＝eq\f(\r(2),2)BL2，A錯(cuò)誤；通過面dcfe的磁通量Φ2＝BL·eq\f(\r(2),2)L，B正確；通過面abfe的磁通量Φ3＝B·eq\f(\r(2),2)L2cos90°＝0，C錯(cuò)誤；而整個(gè)三棱柱表面是個(gè)閉合曲面，穿入與穿出的磁感線條數(shù)相等，即穿過它的凈磁感線的條數(shù)是0，故穿過整個(gè)三棱柱的磁通量為零，D正確．答案：BD10.如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體棒MN由靜止開始向右沿導(dǎo)軌滑動(dòng)的瞬間(導(dǎo)軌間有磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里)，下列說法正確的是()A．導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌組成的閉合回路中有感應(yīng)電流B．導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌組成的閉合回路中沒有感應(yīng)電流C．圓形金屬環(huán)B中有感應(yīng)電流D．圓形金屬環(huán)B中沒有感應(yīng)電流解析：答案：ACeq\x(◎選做部分)11．如圖所示，要使Q線圈產(chǎn)生圖示方向的電流，可采用的方法有()A．閉合電鍵K的瞬間B．閉合電鍵K后，把R的滑動(dòng)頭向右移C．閉合電鍵K后，把P中的鐵芯從左邊抽出D．閉合電鍵K后，把Q遠(yuǎn)離P解析：閉合電鍵K時(shí)，線圈中電流從無到有，鐵芯中產(chǎn)生向右的磁場(chǎng)，穿過Q的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，Q中產(chǎn)生圖示方向的電流，A對(duì)；R的滑動(dòng)頭向右移時(shí)，P中電流減小，穿過Q的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，Q中產(chǎn)生與圖示相反方向的電流，B錯(cuò)；將鐵芯抽出或Q遠(yuǎn)離P時(shí)，穿過Q的磁通量都減小．根據(jù)楞次定律，Q中產(chǎn)生與圖示相反方向的電流，C、D錯(cuò)．答案：A12．逆向思維是一種重要的思想方法，在這種思想方法的引領(lǐng)下，許多重要的科學(xué)定律被發(fā)現(xiàn)．“電生磁，磁生電”這種逆向互生的關(guān)系，體現(xiàn)了物理學(xué)中的一種對(duì)稱美．請(qǐng)思考：(1)你還能指出物理學(xué)中的其他對(duì)稱性和對(duì)稱實(shí)例嗎？(2)1831年，物理學(xué)家法拉第用如圖所示的實(shí)驗(yàn)，成功發(fā)現(xiàn)了磁生電現(xiàn)象，當(dāng)開關(guān)始終處于閉合狀態(tài)時(shí)，a線圈中________(選填“有”或“無”)感應(yīng)電流產(chǎn)生，當(dāng)開關(guān)閉合或斷開瞬間，a線圈中________(選填“有”或“無”)感應(yīng)電流產(chǎn)生．(3)如圖是某興趣小組研究磁生電現(xiàn)象所需的器材．請(qǐng)你協(xié)助該小組完成如下工作，用實(shí)線將帶有鐵芯的線圈A、電源、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)連接成原線圈回路，將小量程電流表和線圈B連接成副線圈回路，并列舉出在實(shí)驗(yàn)中改變副線圈回路磁通量，使副線圈回路產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種方式：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________.解析：(1)電荷的正與負(fù)、吸引與排斥、運(yùn)動(dòng)和靜止、光滑和粗糙、正電子和負(fù)電子、物質(zhì)和反物質(zhì)．(2