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

PAGE5-課時(shí)分層作業(yè)(一)(時(shí)間：40分鐘分值：100分)[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]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ABD[解答本題時(shí)可按以下流程分析：eq\x(卡文迪許)→eq\x(扭秤試驗(yàn)測(cè)定引力常數(shù)G)→eq\x(A正確)eq\x(法拉第)→eq\x(探討“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．如圖所示，AB是水平面上一個(gè)圓的直徑，在過AB的豎直面內(nèi)有一根通電直導(dǎo)線CD，已知CD∥AB.當(dāng)CD豎直向上平移時(shí)，電流的磁場(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C[由于CD位于AB的正上方，依據(jù)安培定則可知，CD產(chǎn)生的磁感線在以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向螺線管靠近，下面幾種說法中正確的是()A．螺線管中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B．螺線管中會(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)，螺線管中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B[螺線管所在的回路是閉合的，當(dāng)條形磁鐵向螺線管靠近時(shí)，穿過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，則可能()A．v1＞v2 B．v1＜v2C．v1＝v2 D．無法確定AB[只要金屬棒ab、cd的運(yùn)動(dòng)速度不相等，穿過“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，將一邊長為l的正方形導(dǎo)線框以速度為v勻速地通過磁場(chǎng)區(qū)域，若d>l，則線框中不產(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)線框剛剛完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)至線框剛剛出磁場(chǎng)時(shí)，通過線框的磁通量不發(fā)生改變，線框中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，則線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的時(shí)間為eq\f(d－l,v)，C正確．]6．如圖所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)組成一閉合回路，在鐵芯的右端套有一個(gè)表面絕緣的銅環(huán)a，下列各種狀況銅環(huán)a中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．線圈中通以恒定的電流B．通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速移動(dòng)C．通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P加速移動(dòng)D．將開關(guān)突然斷開的瞬間A[線圈中通以恒定電流時(shí)，銅環(huán)a處磁場(chǎng)不變，穿過銅環(huán)的磁通量不變，銅環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電流．滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)或開關(guān)斷開時(shí)，線圈中電流改變，銅環(huán)a處磁場(chǎng)改變，穿過銅環(huán)的磁通量改變，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．故選A.]二、非選擇題(14分)7．邊長l＝10cm的正方形線框，固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直，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)穿過線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[實(shí)力提升練]一、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1．如圖所示，兩直導(dǎo)線中通以相同的電流I，矩形線圈位于兩導(dǎo)線之間的實(shí)線位置Ⅰ，穿過線圈的磁通量為Φ.已知虛線位置Ⅱ與實(shí)線位置Ⅰ關(guān)于右邊的直導(dǎo)線對(duì)稱，虛線位置Ⅲ與兩直導(dǎo)線的距離相等，虛線位置Ⅳ和虛線位置Ⅴ關(guān)于左邊直導(dǎo)線對(duì)稱，且與左邊直導(dǎo)線的距離和實(shí)線位置Ⅰ與右邊直導(dǎo)線的距離相等．現(xiàn)將線圈由實(shí)線位置移到圖示各個(gè)虛線位置，則()A．將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅱ時(shí)，磁通量大小不變B．將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅲ時(shí)，磁通量改變大小為ΦC．將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅳ時(shí)，磁通量改變?yōu)榱鉊．將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅴ時(shí)，磁通量大小不變B[將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到題圖示虛線位置Ⅱ時(shí)，磁通量大小發(fā)生改變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；虛線位置Ⅲ在兩導(dǎo)線之間且距離兩直導(dǎo)線的距離相等，磁通量為零，將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到題圖示虛線位置Ⅲ時(shí)，磁通量改變大小為Φ，選項(xiàng)B正確；題圖示虛線位置Ⅳ的磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里，而實(shí)線位置Ⅰ的磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)外，兩個(gè)位置磁通量大小相等，所以將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到題圖示虛線位置Ⅳ時(shí)，磁通量改變大小為2Φ，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將線圈由實(shí)線位置Ⅰ移到題圖示虛線位置Ⅴ時(shí)，磁通量大小發(fā)生改變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]2．如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框，在下列四種狀況下，線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng)B．線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng)C．線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動(dòng)D．線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動(dòng)C[四種狀況中初始位置線框均與磁感線平行，磁通量為零，線圈按A、B、D三種狀況移動(dòng)后，線框仍與磁感線平行，磁通量保持為零，不變，線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流；C中線圈轉(zhuǎn)動(dòng)后，穿過線框的磁通量不斷發(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)閉合金屬彈簧線圈P，現(xiàn)用力從四周拉彈簧線圈，使線圈包圍的面積變大，則下列關(guān)于穿過彈簧線圈磁通量的改變以及線圈中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生的說法中，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，無感應(yīng)電流產(chǎn)生C[本題中條形磁鐵磁感線的分布如圖所示(從上向下看)．磁通量是指穿過一個(gè)面的磁感線的多少，由于垂直紙面對(duì)外的和垂直紙面對(duì)里的磁感線要抵消一部分，當(dāng)彈簧線圈P的面積擴(kuò)大時(shí)，垂直紙面對(duì)里的磁感線條數(shù)增加，而垂直紙面對(duì)外的磁感線條數(shù)是肯定的，故穿過這個(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閉合或斷開的瞬間，回路A中的電流從無到有或從有到無，產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生改變，從而使穿過回路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通電直導(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)象限中完全對(duì)稱放置，兩條長直導(dǎo)線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)線中的電流都起先增大時(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CD[依據(jù)安培定則可推斷出兩通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)方向，線圈a中磁場(chǎng)方向均垂直于紙面對(duì)里，線圈c中磁場(chǎng)方向均垂直于紙面對(duì)外，線圈b、d中合磁通量為零，當(dāng)導(dǎo)線中電流增大時(shí)，線圈a、c中合磁通量增大，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，線圈b、d中合磁通量為零，無感應(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圈，線圈與滑動(dòng)變阻器、電源構(gòu)成閉合電路，假定線圈產(chǎn)生的磁感線全部集中在鐵芯內(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，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．矩形線框abcd的兩邊長分別為l1、l2，可繞它的一條對(duì)稱軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與OO′垂直，如圖所示，初位置時(shí)線框平面與B平行．求：(1)初位置時(shí)穿過線框的磁通量Φ0為多少？(2)當(dāng)線框繞軸OO′沿圖示方向轉(zhuǎn)過60°時(shí)，穿過線框的磁通量Φ為多少？這一過程中穿過線框的磁通量的改變量ΔΦ為多少？[解析](1