2024-2025學(xué)年高中物理第4章電磁感應(yīng)1劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)2探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件課時(shí)分層作業(yè)含解析新人教版選修3-2

PAGE6-課時(shí)分層作業(yè)(一)劃時(shí)代的發(fā)覺(jué)探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件(時(shí)間：40分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1．(多選)很多科學(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．卡文迪許測(cè)出引力常數(shù)B．法拉第發(fā)覺(jué)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(kù)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2．如圖所示，AB是水平面上一個(gè)圓的直徑，在過(guò)AB的豎直面內(nèi)有一根通電直導(dǎo)線(xiàn)CD，已知CD∥AB.當(dāng)CD豎直向上平移時(shí)，電流的磁場(chǎng)穿過(guò)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C[由于CD位于A(yíng)B的正上方，依據(jù)安培定則可知，CD產(chǎn)生的磁感線(xiàn)在以AB為直徑的圓內(nèi)穿入和穿出的條數(shù)相同，所以不管電流怎么改變，下面圓內(nèi)部的磁通量始終為0.]3．如圖所示，條形磁鐵以速度v向螺線(xiàn)管靠近，下面幾種說(shuō)法中正確的是()A．螺線(xiàn)管中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B．螺線(xiàn)管中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C．只有磁鐵速度足夠大時(shí)，螺線(xiàn)管中才能產(chǎn)生感應(yīng)電流D．只有在磁鐵的磁性足夠強(qiáng)時(shí)，螺線(xiàn)管中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B[螺線(xiàn)管所在的回路是閉合的，當(dāng)條形磁鐵向螺線(xiàn)管靠近時(shí)，穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生改變，產(chǎn)生感應(yīng)電流．]4．(多選)如圖所示，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，且“井”字形回路中有感應(yīng)電流通過(guò)，則可能()A．v1＞v2 B．v1＜v2C．v1＝v2 D．無(wú)法確定AB[只要金屬棒ab、cd的運(yùn)動(dòng)速度不相等，穿過(guò)“井”字形回路的磁通量就會(huì)發(fā)生改變，閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．故選項(xiàng)A、B正確．]5．如圖所示，一有限范圍的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，寬度為d，將一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線(xiàn)框以速度為v勻速地通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，若d>l，則線(xiàn)框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的時(shí)間應(yīng)等于()A.eq\f(d,v) B.eq\f(l,v)C.eq\f(d－l,v) D.eq\f(d－2l,v)C[當(dāng)線(xiàn)框剛剛完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)至線(xiàn)框剛剛出磁場(chǎng)時(shí)，通過(guò)線(xiàn)框的磁通量不發(fā)生改變，線(xiàn)框中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，則線(xiàn)框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的時(shí)間為eq\f(d－l,v)，C正確．]6．(多選)閉合線(xiàn)圈按如圖所示的方式在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，則穿過(guò)閉合線(xiàn)圈的磁通量發(fā)生改變的是()ABCDAB[A圖中，圖示狀態(tài)Φ＝0，轉(zhuǎn)至90°過(guò)程中Φ增大，因此磁通量發(fā)生改變；B圖中離直導(dǎo)線(xiàn)越遠(yuǎn)磁場(chǎng)越弱，磁感線(xiàn)越稀，所以當(dāng)線(xiàn)圈遠(yuǎn)離導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，線(xiàn)圈中磁通量不斷變?。籆圖中肯定要把條形磁鐵四周的磁感線(xiàn)空間分布圖弄清晰，在圖示位置，線(xiàn)圈中的磁通量為零，在向下移動(dòng)過(guò)程中，線(xiàn)圈的磁通量始終為零，磁通量不變；D圖中，隨著線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，B與S都不變，B又垂直于S，所以Φ＝BS始終不變，故選項(xiàng)A、B正確．]二、非選擇題(14分)7．邊長(zhǎng)l＝10cm的正方形線(xiàn)框，固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線(xiàn)圈平面垂直，如圖所示．磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間改變的規(guī)律為B＝2＋3t(T)，則第3s內(nèi)穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的改變量ΔΦ為多少？[解析]第3s內(nèi)就是從2s末到3s末，所以2s末時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1＝(2＋3×2)T＝8T3s末時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2＝(2＋3×3)T＝11T所以ΔΦ＝ΔBS＝(11－8)×0.12Wb＝3×10－2Wb.[答案]3×10－2Wb一、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1．(多選)如圖所示，起先時(shí)矩形線(xiàn)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(xiàn)框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列方法中可行的是()A．將線(xiàn)框向左拉出磁場(chǎng)B．以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)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°)ABC[將線(xiàn)框向左拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中，線(xiàn)框的bc部分做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，或者說(shuō)穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量削減，所以線(xiàn)框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)線(xiàn)框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)框的cd邊的右半段在做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，或者說(shuō)穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量在發(fā)生改變，所以線(xiàn)框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)線(xiàn)框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°)時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量在減小，所以在這個(gè)過(guò)程中線(xiàn)框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．假如轉(zhuǎn)過(guò)的角度超過(guò)60°(60°～300°)，bc邊在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)轉(zhuǎn)動(dòng)，那么線(xiàn)框中將不產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)線(xiàn)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(guò)線(xiàn)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(xiàn)框面積的一半的乘積)．]2．如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線(xiàn)框，在下列四種狀況下，線(xiàn)框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．線(xiàn)框平面始終與磁感線(xiàn)平行，線(xiàn)框在磁場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng)B．線(xiàn)框平面始終與磁感線(xiàn)平行，線(xiàn)框在磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng)C．線(xiàn)框繞位于線(xiàn)框平面內(nèi)且與磁感線(xiàn)垂直的軸線(xiàn)AB轉(zhuǎn)動(dòng)D．線(xiàn)框繞位于線(xiàn)框平面內(nèi)且與磁感線(xiàn)平行的軸線(xiàn)CD轉(zhuǎn)動(dòng)C[四種狀況中初始位置線(xiàn)框均與磁感線(xiàn)平行，磁通量為零，線(xiàn)圈按A、B、D三種狀況移動(dòng)后，線(xiàn)框仍與磁感線(xiàn)平行，磁通量保持為零，不變，線(xiàn)框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流；C中線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)后，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量不斷發(fā)生改變，所以產(chǎn)生感應(yīng)電流，C項(xiàng)正確．]3．如圖所示，在條形磁鐵的外面套著一個(gè)閉合金屬?gòu)椈删€(xiàn)圈P，現(xiàn)用力從四周拉彈簧線(xiàn)圈，使線(xiàn)圈包圍的面積變大，則下列關(guān)于穿過(guò)彈簧線(xiàn)圈磁通量的改變以及線(xiàn)圈中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生的說(shuō)法中，正確的是()A．磁通量增大，有感應(yīng)電流產(chǎn)生B．磁通量增大，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生C．磁通量減小，有感應(yīng)電流產(chǎn)生D．磁通量減小，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生C[本題中條形磁鐵磁感線(xiàn)的分布如圖所示(從上向下看)．磁通量是指穿過(guò)一個(gè)面的磁感線(xiàn)的多少，由于垂直紙面對(duì)外的和垂直紙面對(duì)里的磁感線(xiàn)要抵消一部分，當(dāng)彈簧線(xiàn)圈P的面積擴(kuò)大時(shí)，垂直紙面對(duì)里的磁感線(xiàn)條數(shù)增加，而垂直紙面對(duì)外的磁感線(xiàn)條數(shù)是肯定的，故穿過(guò)這個(gè)面的磁通量將減小，回路中會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)C正確．]4．(多選)如圖所示，A、B兩回路中各有一開(kāi)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)果中可能的是()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，在斷開(kāi)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，在斷開(kāi)S1的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)AD[回路A中有電源，當(dāng)S1閉合后，回路中有電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)，回路B中有磁通量．在S1閉合或斷開(kāi)的瞬間，回路A中的電流從無(wú)到有或從有到無(wú)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生改變，從而使穿過(guò)回路B的磁通量發(fā)生改變，此時(shí)若S2是閉合的，則回路B中有感應(yīng)電流，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，所以選項(xiàng)A、D正確．]5．(多選)如圖所示，在同一平面上有兩條相互垂直且彼此絕緣的長(zhǎng)通電直導(dǎo)線(xiàn)，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(xiàn)圈在四個(gè)象限中完全對(duì)稱(chēng)放置，兩條長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)中電流大小與改變狀況完全相同，電流方向如圖所示，當(dāng)兩條導(dǎo)線(xiàn)中的電流都起先增大時(shí)，四個(gè)線(xiàn)圈a、b、c、d中感應(yīng)電流的狀況是()A．線(xiàn)圈a中無(wú)感應(yīng)電流B．線(xiàn)圈b中有感應(yīng)電流C．線(xiàn)圈c中有感應(yīng)電流D．線(xiàn)圈d中無(wú)感應(yīng)電流CD[依據(jù)安培定則可推斷出兩通電直導(dǎo)線(xiàn)的磁場(chǎng)方向，線(xiàn)圈a中磁場(chǎng)方向均垂直于紙面對(duì)里，線(xiàn)圈c中磁場(chǎng)方向均垂直于紙面對(duì)外，線(xiàn)圈b、d中合磁通量為零，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中電流增大時(shí)，線(xiàn)圈a、c中合磁通量增大，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，線(xiàn)圈b、d中合磁通量為零，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C、D正確．]6．在閉合鐵芯上繞有一組線(xiàn)圈，線(xiàn)圈與滑動(dòng)變阻器、電源構(gòu)成閉合電路，假定線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁感線(xiàn)全部集中在鐵芯內(nèi)，a、b、c三個(gè)閉合金屬圓環(huán)的位置如圖所示．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的圓環(huán)是()A．a(chǎn)、b B．b、cC．a(chǎn)、c D．a(chǎn)、b、cA[當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)時(shí)，電路中電流發(fā)生改變，從而引起閉合鐵芯中的磁場(chǎng)改變，穿過(guò)a、b兩圓環(huán)的磁通量隨之改變，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，而c環(huán)中有兩股鐵芯同時(shí)穿過(guò)，穿入和穿出c環(huán)的磁通量始終相等，合磁通量為零，所以c中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)A正確．]二、非選擇題(14分)7．如圖所示，矩形線(xiàn)圈的面積為0.2m2，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)圈的一邊ab(1)穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量是多大？(2)當(dāng)線(xiàn)圈從圖示位置繞ab邊轉(zhuǎn)過(guò)60°的過(guò)程中，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量改變了多少？[解析](1)穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為：Φ＝BSsin30°＝0.1×0.2