【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2020-2021學(xué)年高中物理魯科版選修3-2-對(duì)點(diǎn)練習(xí)：1.1-第一章-電磁感應(yīng)

對(duì)磁通量及其變化的理解圖1－1－101．如圖1－1－10所示，ab是水平面上一個(gè)圓的直徑，在過ab的豎直平面內(nèi)有一根通電導(dǎo)線ef.已知ef平行于ab，當(dāng)ef豎直向上平移時(shí)，ef中的電流I產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過圓面積的磁通量將()A．漸漸增大B．漸漸減小C．始終為零D．不為零，但保持不變答案C解析利用安培定則推斷直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，考慮到磁場(chǎng)具有對(duì)稱性，可以知道，穿過線圈的磁感線的條數(shù)與穿出線圈的磁感線條數(shù)是相等的，故選C.2．恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)圓形閉合線圈，線圈平面垂直于磁場(chǎng)方向，當(dāng)線圈在此磁場(chǎng)中做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化()A．線圈沿自身所在的平面做勻速運(yùn)動(dòng)B．線圈沿自身所在的平面做加速運(yùn)動(dòng)C．線圈繞任始終徑做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)D．線圈繞任始終徑做變速轉(zhuǎn)動(dòng)答案CD解析做任何平面運(yùn)動(dòng)，垂直面積不發(fā)生變化，即磁通量不發(fā)生變化，A、B錯(cuò)；而C、D垂直面積會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致磁通量變化．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件圖1－1－113．如圖1－1－11所示，L為一根無限長的通電直導(dǎo)線，M為一金屬環(huán)，L通過M的圓心并與M所在的平面垂直，且通以向上的電流I，則()A．當(dāng)L中的I發(fā)生變化時(shí)，環(huán)中有感應(yīng)電流B．當(dāng)M左右平移時(shí)，環(huán)中有感應(yīng)電流C．當(dāng)M保持水平，在豎直方向上下移動(dòng)時(shí)環(huán)中有感應(yīng)電流D．只要L與M保持垂直，則以上幾種狀況，環(huán)中均無感應(yīng)電流答案D解析由安培定則可知導(dǎo)線L中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與金屬環(huán)面平行，即穿過M的磁通量始終為零，保持不變，故只要L與M保持垂直，A、B、C三種狀況均不能產(chǎn)生感應(yīng)電流．圖1－1－124．如圖1－1－12，A、B兩回路中各有一開關(guān)S1、S2，且回路A中接有電源，回路B中接有靈敏電流計(jì)，下列操作及相應(yīng)的結(jié)果可能實(shí)現(xiàn)的是()A．先閉合S2，后閉合S1的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)B．S1、S2閉合后，再斷開S2的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)C．先閉合S1，后閉合S2的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)D．S1、S2閉合后，再斷開S1的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)答案AD解析S2閉合時(shí)，構(gòu)成閉合回路，再閉合或斷開S1的瞬間，通過A的電流變化，導(dǎo)致穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，則指針偏轉(zhuǎn)，故A、D正確；若S1保持閉合狀態(tài)，則通過A的電流不變，通過線圈B的磁通量不變，無論S2閉合或打開，都不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，B、C錯(cuò)誤.(時(shí)間：60分鐘)題組一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)覺、理解1．很多科學(xué)家在物理學(xué)進(jìn)展中做出了重要貢獻(xiàn)，下列表述中正確的是()A．卡文迪許測(cè)出引力常數(shù)B．法拉第發(fā)覺電磁感應(yīng)現(xiàn)象C．安培提出了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力公式D．庫侖總結(jié)并確認(rèn)了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用規(guī)律答案ABDeq\a\vs4\al(解析\x(卡文迪許)扭秤試驗(yàn)測(cè)定引力常數(shù)G)eq\x(A正確)Ｋeq\x(法拉第)eq\x(爭辯“磁生電”現(xiàn)象)eq\x(B正確)eq\x(洛倫茲)eq\x(洛倫茲力公式F＝qvB)eq\x(C錯(cuò)誤)eq\x(庫侖)eq\x(歸納總結(jié)庫侖定律)eq\x(D正確)2．關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A．閉合線圈放在變化的磁場(chǎng)中，必定有感應(yīng)電流產(chǎn)生B．閉合正方形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直磁感線運(yùn)動(dòng)，必定產(chǎn)生感應(yīng)電流C．穿過閉合線圈的磁通量變化時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流D．只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中肯定有感應(yīng)電流產(chǎn)生答案C解析產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：(1)閉合電路；(2)磁通量Φ發(fā)生變化，兩個(gè)條件缺一不行．3．如圖所示試驗(yàn)裝置中用于爭辯電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是()答案B解析選項(xiàng)A是用來探究影響安培力的大小因素的試驗(yàn)；選項(xiàng)B是爭辯電磁感應(yīng)現(xiàn)象的試驗(yàn)，觀看導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)電流表是否會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；選項(xiàng)C是用來探究安培力的方向與哪些因素有關(guān)的試驗(yàn)；選項(xiàng)D是奧斯特試驗(yàn)，證明通電導(dǎo)線四周存在磁場(chǎng)．4．法拉第通過細(xì)心設(shè)計(jì)的一系列試驗(yàn)，發(fā)覺了電磁感應(yīng)定律，將歷史上認(rèn)為各自獨(dú)立的學(xué)科“電學(xué)”與“磁學(xué)”聯(lián)系起來．在下面幾個(gè)典型的試驗(yàn)設(shè)計(jì)思想中，所作的推論后來被試驗(yàn)否定的是()A．既然磁鐵可使近旁的鐵塊帶磁，靜電荷可使近旁的導(dǎo)體表面感應(yīng)出電荷，那么靜止導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁靜止的線圈中感應(yīng)出電流B．既然磁鐵可在近旁運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，那么穩(wěn)恒電流也可在近旁運(yùn)動(dòng)的線圈中感應(yīng)出電流C．既然運(yùn)動(dòng)的磁鐵可在近旁靜止的線圈中感應(yīng)出電流，那么靜止的磁鐵也可在近旁運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)D．既然運(yùn)動(dòng)的磁鐵可在近旁的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，那么運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁的線圈中感應(yīng)出電流答案A解析電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件是：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化．靜止導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，靜止導(dǎo)線四周的磁通量沒有發(fā)生變化，近旁靜止線圈中不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，A錯(cuò)；而B、C、D三項(xiàng)中都會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(或感應(yīng)電流)產(chǎn)生．題組二對(duì)磁通量及變化的分析5．如圖1－1－13所示，虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，大環(huán)和小環(huán)是垂直于磁場(chǎng)放置的兩個(gè)圓環(huán)，分別用Φ1和Φ2表示穿過大小兩環(huán)的磁通量，則有()圖1－1－13A．Φ1>Φ2B．Φ1<Φ2C．Φ1＝Φ2D．無法確定答案C解析對(duì)于大環(huán)和小環(huán)來說，磁感線的凈條數(shù)沒有變化，所以選C.6.圖1－1－14如圖1－1－14所示，a、b、c三個(gè)閉合線圈放在同一平面內(nèi)，當(dāng)線圈a中有電流I通過時(shí)，穿過它們的磁通量分別為Φa、Φb、Φc，則()A．Φa＜Φb＜ΦcB．Φa＞Φb＞ΦcC．Φa＜Φc＜ΦbD．Φa＞Φc＞Φb答案B解析磁通量可以形象地理解為穿過回路的磁感線的條數(shù)；若該回路面積內(nèi)有磁感線穿進(jìn)和穿出兩種狀況，可把磁通量理解為穿過回路的凈磁感線的條數(shù)．當(dāng)a中有電流通過時(shí)，穿過a、b、c三個(gè)閉合線圈垂直紙面對(duì)里的磁感線條數(shù)一樣多，向外的磁感線的條數(shù)c最多，其次是b，a中沒有向外的磁感線，因此穿過閉合線圈的凈磁感線條數(shù)a最多，b次之，c最少，即Φa＞Φb＞Φc.選項(xiàng)B正確．7.圖1－1－15磁通量是爭辯電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要物理量，如圖1－1－15所示，通有恒定電流的直導(dǎo)線MN與閉合線框共面，第一次將線框由位置1平移到位置2，其次次將線框由位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，設(shè)前后兩次通過線框的磁通量變化分別為ΔΦ1和ΔΦ2則()A．ΔΦ1＞ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1＜ΔΦ2D．無法確定答案C解析第一次將線框由位置1平移到位置2，磁感線從線框的同一側(cè)穿入，ΔΦ1為前后兩位置磁通量的確定值之差；其次次將線框由位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，磁感線從線框的不同側(cè)穿入，ΔΦ2為前后兩位置磁通量的確定值之和．故ΔΦ1＜ΔΦ2，選項(xiàng)C正確．題組三產(chǎn)生感應(yīng)電流的推斷8．下列狀況中都是線框在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng)，其中線框中有感應(yīng)電流的是()答案BC解析A中雖然導(dǎo)體“切割”了磁感線，但穿過閉合線框的磁通量并沒有發(fā)生變化，沒有感應(yīng)電流；B中線框的一部分是導(dǎo)體“切割”了磁感線，穿過線框的磁感線條數(shù)越來越少，線框中有感應(yīng)電流；C中雖然與A近似，但由于是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)過程中，穿過線框的磁感線條數(shù)增加，線框中有感應(yīng)電流；D中線框盡管是部分切割，但磁感線條數(shù)不變，無感應(yīng)電流．故選B、C.9．下列選項(xiàng)中是用導(dǎo)線做成的圓形或正方形回路，這些回路與始終導(dǎo)線構(gòu)成的幾種位置組合(彼此絕緣)，下列組合中，切斷直導(dǎo)線中的電流時(shí)，閉合回路中會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是()答案CD解析利用安培定則推斷直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，其磁感線是一些以直導(dǎo)線為軸的很多組同心圓，即磁感線所在平面均垂直于導(dǎo)線，且直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布狀況是：靠近直導(dǎo)線處磁場(chǎng)強(qiáng)，遠(yuǎn)離直導(dǎo)線處磁場(chǎng)弱．所以，A中穿過圓形線圈的磁場(chǎng)如圖甲所示，其有效磁通量為ΦA(chǔ)＝Φ出－Φ進(jìn)＝0，且始終為0，即使切斷導(dǎo)線中的電流，ΦA(chǔ)也始終為0，A中不行能產(chǎn)生感應(yīng)電流；B中線圈平面與導(dǎo)線的磁場(chǎng)平行，穿過線圈的磁通量始終為0，B中不行能產(chǎn)生感應(yīng)電流；C中穿過線圈的磁通量如圖乙所示，Φ進(jìn)>Φ出，即ΦC≠0，當(dāng)切斷導(dǎo)線中電流后，經(jīng)過一段時(shí)間，穿過線圈的磁通量ΦC減小為0，所以C中有感應(yīng)電流產(chǎn)生；D中線圈的磁通量ΦD不為0，當(dāng)電流切斷后，ΦD最終也減小為0，所以D中也有感應(yīng)電流產(chǎn)生．10.圖1－1－16如圖1－1－16所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直．導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動(dòng)的金屬棒ab、cd，與導(dǎo)軌接觸良好．這兩條金屬棒ab、cd的運(yùn)動(dòng)速度分別是v1、v2，若井字形回路中有感應(yīng)電流通過，則可能()A．v1>v2B．v1<v2C．v1＝v2D．無法確定答案AB11.圖1－1－17如圖1－1－17所示，開頭時(shí)矩形線框與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直，且一半在磁場(chǎng)內(nèi)，一半在磁場(chǎng)外，若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列方法中可行的是()A．將線框向左拉出磁場(chǎng)B．以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于90°)C．以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°)D．以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°)答案ABC解析將線框向左拉出磁場(chǎng)的過程中，線框的bc部分做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，或者說穿過線框的磁通量削減，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(dòng)時(shí)，線框的cd邊的右半段在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，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(dòng)(小于60°)時(shí)，穿過線框的磁通量在減小，所以在這個(gè)過程中線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．假如轉(zhuǎn)過的角度超過60°(60°～300°)，bc邊將進(jìn)入無磁場(chǎng)區(qū)，那么線框中將不產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)線框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，假如轉(zhuǎn)動(dòng)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)度與矩形線框面積的一半的乘積)．12.圖1－1－18如圖1－1－18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(gè)平面直角坐標(biāo)系．四個(gè)相同的圓形閉合線圈在四個(gè)象限內(nèi)完全對(duì)稱放置，兩直導(dǎo)線中的電流大小與變化狀況完全相同，電流方向如圖中所示，當(dāng)兩直導(dǎo)線中的電流都增大時(shí)，四個(gè)線圈a、b、c、d中感應(yīng)電流的狀況是()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)電流答案CD解析依據(jù)安培定則可推斷出電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，線圈a中的磁場(chǎng)方向均垂直于紙面對(duì)里，線圈c中的磁場(chǎng)方向均垂直于紙面對(duì)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(shí)，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(xiàng)C、D正確，A、B錯(cuò)誤．13.圖1－1－19如圖1－1－19所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)