备战高考物理选修32第四章电磁感应探究电磁感应的产生条件(含解析).docx
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- 备战 高考 物理 选修 32 第四 电磁感应 探究 产生 条件 解析
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1、2019备战高考物理选修3-2第四章电磁感应-探究电磁感应的产生条件(含解析)一、单选题1.图所示的磁场中,有三个面积相同且相互平行的线圈S1、S2和S3 , 穿过S1、S2和S3的磁通量分别为1、2和3 , 下列判断正确的是() A.1最大B.2最大C.3最大D.1=2=32.如图所示,矩形线圈abcd放置在水平面内,磁场方向与水平方向成角,已知sin= ,回路面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,则通过线框的磁通量为( )A.BSB.C.D.3.下列说法正确的是( ) A.电热毯应用了电流的磁效应B.恒温孵化器应用了光传感器C.移动电话应用了电磁波技术D.电磁铁应用了电磁感应现象4.如图所示
2、,有一矩形线圈abcd在匀强磁场中分别绕轴O1O1和中轴O2O2以同样的角速度匀速转动,那么此线圈在以O1O1和O2O2分别为轴旋转到线圈平面与磁感线平行时,可产生的感应电流之比为( )A.1:2B.2:1C.1:4D.1:15.下列家用电器中,利用电磁感应原理进行工作的是( ) A.电吹风B.电冰箱C.电饭煲D.电话机6.下列设备中利用电磁感应现象制成的是() A.发电机B.电磁继电器C.电磁铁D.电动机7.面积为的单匝矩形线圈放在磁感应强度为的匀强磁场中,当线圈平面与磁场方向垂直时,穿过线圈的磁通量是( ) A.B.C.D.8.如下图所示是演示电磁学原理及其应用的示意图。以下说法中正确的是
3、()A.利用甲实验的原理可制成丙装置B.利用乙实验的原理可制成丁装置C.丙装置可将内能转化为电能D.丁装置可将机械能转化为电能9.如图所示,通电螺线管水平固定,OO为其轴线,a、b、c三点在该轴线上,在这三点处各放一个完全相同的小圆环,且各圆环平面垂直于OO轴。则关于这三点的磁感应强度Ba、Bb、Bc的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量a、b、c的大小关系,下列判断正确的是( )A.BaBbBc , abcB.BaBbBc , abBbBc , abcD.BaBbBc , abc10.法拉第发现了磁生电的现象,不仅推动了电磁理论的发展,而且推动了电磁技术的发展,引领人类进入了电气时代下列器件工作
4、时用到了磁生电原理的是( ) A.电饭煲B.指南针C.风力发电机D.电动机11.电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系,根据这一发现,发明了许多电器设备下列用电器中,没有利用电磁感应原理的是( ) A.动圈式话筒B.日光灯镇流器C.磁带录音机D.白炽灯泡12.如图所示的下列实验中,有感应电流产生的是( ) A. 导线通电后其下方小磁针偏转B.闭合圆环在无限大匀强磁场中加速运动C.通电导线在磁场中运动D.金属杆切割磁感线运动二、多选题13.在如图所示的各图中,闭合线框中能产生感应电流的是( ) A.B.C.D.14.电磁感应现象揭示了电与磁之间的内在联系,根据这一发现,发明了许多电器设备以下电器
5、中,哪些利用了电磁感应原理( ) A.变压器B.白炽灯泡C.电磁灶D.电吹风15.如图所示,直导线MN竖直放置并通以向上的电流I , 矩形金属线框abcd与MN处在同一平面,边ab与MN平行,则( ) A.线框向左平移时,线框中有感应电流B.线框竖直向上平移时,线框中有感应电流C.线框以MN为轴转动时,线框中有感应电流D.MN中电流突然变化时,线框中有感应电流16.经过不懈的努力,法拉第终于在1831年8月29日发现了“磁生电”的现象,他把两个线圈绕在同一个软铁环上(如图示),一个线圈A连接电池与开关,另一线圈B闭合并在其中一段直导线附近平行放置小磁针。法拉第可观察到的现象有( )A.当合上开
6、关,A线圈接通电流瞬间,小磁针会发生偏转B.当合上开关,A线圈接通电流瞬间,小磁针不会发生偏转C.当开关打开,A线圈断开电流瞬间,小磁针会发生偏转D.当开关打开,A线圈断开电流瞬间,小磁针不会发生偏转17.如图所示是等腰直角三棱柱,其中底面abcd为正方形,边长为L,它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,下面说法中正确的是( )A.通过abcd平面的磁通量大小为L2BB.通过dcfe平面的磁通量大小为 L2BC.通过abfe平面的磁通量大小为零D.通过bcf平面的磁通量为零18.下列现象中,能表明电和磁有联系的是( ) A.摩擦起电B.两块磁铁相互吸引或排斥C.小磁针靠近通
7、电导线时偏转D.磁铁插入闭合线圈过程中,线圈中产生感应电流三、填空题19.穿过闭合电路的_发生变化,闭合电路中就有_产生,这种现象叫_现象 20.如图所示为“研究电磁感应现象”的实物连接图,闭合电键时发现灵敏电流计G指针向左偏转,则当电键闭合稳定后,将滑动变阻器的滑片P从a向b匀速滑动的过程中,灵敏电流计G指针的偏转情况是_(选填“向左偏转”、“向右偏转”、“不动”);将线圈A从线圈C中拔出,则与缓慢拔出相比,快速拔出时灵敏电流计G的指针偏转角度_(选填“更大”、“更小”或“相同”)21.如图,线圈A插在线圈B中,线圈B与电流表组成闭合电路;线圈A与蓄电池、开关、滑动变阻器组成另一个闭合电路,
8、用此装置来研究电磁感应现象,开关闭合瞬间,电流表指针_(选填“会”或“不会”)发生偏转,开关闭合稳定后电流表指针_(选填“会”或“不会”)发生偏转22.在“研究电磁感应现象”的实验中,首先按图1接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系;当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央然后按图2所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路,将原线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路S闭合后,将螺线管A(原线圈)插入螺线管B(副线圈)的过程中,电流表的指针将_偏转线圈A放在B中不动时,指针将_偏转线圈A放在B中不动,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表指针将_
9、 偏转线圈A放在B中不动,突然断开S 电流表指针将_偏转(填向左、向右、不)23.如图所示,100匝的线框abcd在图示磁场(匀强磁场)中匀速转动,角速度为,其电动势的瞬时值为e=100cos100tV,那么感应电动势的最大值为_,当从图示位置转过60角时线圈中的感应电动势为_,此时穿过线圈的磁通量的变化率为_24.发现电流磁效应的科学家是_;提出磁场对运动电荷有力的作用的科学家是_;发现电磁感应现象的科学家是_ 四、解答题25.如图所示,垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内,闭合线圈由位置1穿过虚线框运动到位置2,线圈在运动过程中什么时候有感应电流,什么时候没有感应电流?为什么?26.如图所示
10、,A、B两环共面同心,A环上均匀带有负电荷当A环逆时针加速转动时,通过B环中的磁通量变化了没有?当A环顺时针匀速转动时,通过B环中的磁通量变化了没有?为什么?简述出理由 五、实验探究题27.我们通过实验可以探究感应电流的产生条件,在下图的实验中,线圈A通过滑动变阻器和开关接到电源上,线圈B的两端连接到电流表上,把线圈A装在线圈B里面通过实验,判断线圈B中是否有电流产生(1)开关闭合的瞬间_感应电流产生(填“有”或“无”) (2)开关总是闭合的,缓慢滑动变阻器时,_感应电流产生(填“有”或“无”) (3)断开开关后,迅速移动滑动变阻器的滑片,_感应电流产生(填“有”或“无”) (4)归纳以上实验
11、的结果,产生感应电流的条件是_ 六、综合题28.如图所示,矩形线圈的面积为0.2m2 , 放在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中,线圈的一边ab与磁感线垂直,线圈平面与磁场方向成30角求: (1)穿过线圈的磁通量是多大? (2)当线圈从图示位置绕ab边转过60的过程中,穿过线圈的磁通量变化了多少? 29.如图所示,两根完全相同的光滑金属导轨OP、OQ固定在水平桌面上,导轨间的夹角为=74导轨所在空间有垂直于桌面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B0=0.2Tt=0时刻,一长为L=1m的金属杆MN在外力作用下以恒定速度v=0.2m/s从O点开始向右滑动在滑动过程中金属杆MN与导轨接触良好,且始终垂直
12、于两导轨夹角的平分线,金属杆的中点始终在两导轨夹角的平分线上导轨与金属杆单位长度(1m)的电阻均为r0=0.1sin 37=0.6(1)求t1=2s时刻,金属杆中的感应电动势E和此时闭合回路的总长度 (2)求t1=2s时刻,闭合回路中的感应电流I (3)若在t1=2s时刻撤去外力,为保持金属杆继续以v=0.2m/s做匀速运动,在金属杆脱离导轨前可采取将B从B0逐渐减小的方法,从撤去外力开始计时的时间为t2 , 则磁感应强度B应随时间t2怎样变化(写出B与t2的关系式) 30.如图所示,平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距L=0.5m,右端接有阻值R=0.9的电阻,一导体棒ab质量m=0.1
13、kg,电阻r=0.1,把它垂直放在导轨上,导体棒与金属导轨间的动摩擦因数=0.2,导体棒在水平恒力F的作用下以v=4m/s的速度向左匀速运动,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,整个装置处在方向竖直向上磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中导轨电阻不计,求 (1)通过导体棒的电流大小和方向; (2)恒力F的功率(g取10m/s2) 答案解析部分一、单选题1.【答案】C 【考点】电磁感应现象 【解析】【解答】从图中看出,线圈S3穿过的磁感线条数最多,所以磁通量最大故A、B、D错误,C正确故选C【分析】判断磁通量的变化可根据穿过磁感线条数多少来定性判断,也可从公式=BS来判断2.【答案】B 【考点】磁通
14、量 【解析】【解答】解:矩形线圈abcd水平放置,匀强磁场方向与水平方向成角向上,因此可将磁感应强度沿水平方向与竖直方向分解,所以B=Bsin= B,则穿过矩形线圈的磁通量是=BS= BS,因此ACD错误;B正确;故选:B【分析】线圈在匀强磁场中,当线圈平面与磁场方向垂直时,穿过线圈的磁通量=BS,B是磁感应强度,S是线圈的面积当线圈平面与磁场方向平行时,穿过线圈的磁通量=0当存在一定夹角时,则将磁感应强度沿垂直平面方向与平行平面方向分解,从而求出磁通量3.【答案】C 【考点】电磁感应现象 【解析】【解答】解:A、电热毯应用的是电流的热效应;故A错误;B、恒温孵化器为了控制温度,应用了温度传感
15、器;故B错误;C、移动电话通过电磁波进行传播信息;故采用了电磁波技术;故C正确;D、电磁铁是利用了电流的磁效应,不是电磁感应;故D错误;故答案为:C【分析】电热毯应用电流的热效应;恒温孵化器应用温度传感器;移动电话利用电磁波;电磁铁利用电流的磁效应。4.【答案】D 【考点】电磁感应现象 【解析】【解答】解:矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的最大感应电动势Em=NBS,与转轴位置无关,因而感应电流是相同的,故ABC错误,D正确;故选:D【分析】由Em=NBS求出感应电动势的最大值,再由闭合电路欧姆定律,即可求解感应电流,从而得出它们之比5.【答案】D 【考点】电磁感应现象 【解析】【解答】A、
16、电吹风主要部件是电动机,电动机是根据通电导线在磁场中受力而工作的,没有利用电磁感应现象,故A错误;B、电冰箱主要靠压缩机进行工作的,压缩机实际上是一个电动机,电动机是根据通电导线在磁场中受力而工作的,没有利用电磁感应现象,故B错误;C、电饭煲是利用电流的热效应进行工作的,故C错误;D、电话机利用了电磁感应原理,故D正确;故选D【分析】本题考查了各用电器的工作原理,明确各用电器的工作原理即可正确解题6.【答案】A 【考点】电磁感应现象 【解析】【分析】电磁感应现象的内容是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流A、发电机的前提是运动,结果是产生电流,利用电磁感应现象原理,
17、符合题意;B、电磁继电器是利用电流周围存在着磁场,不符合题意;C、电磁铁,利用电流的磁效应原理,不符合题意。D、电动机的前提是供电,结果是产生运动,利用通电导体在磁场中受力的原理,不符合题意;故选A。【点评】 发电机、动圈式话筒利用电磁感应现象原理,带电动机的用电器、扬声器利用通电导体在磁场中受力原理,带电磁铁的仪器利用是电流的磁效应原理,是一道基础题。7.【答案】A 【考点】磁通量 【解析】【分析】当线圈平面与磁场方向垂直时,穿过线圈的磁通量有故选A。【点评】注意公式成立的条件是线圈平面与磁场方向垂直。8.【答案】D 【考点】电磁感应现象 【解析】【分析】此题综合性较强,解题时首先要弄清每个
18、图形所研究的是哪些实验或现象,然后再进行判断A、甲实验探究的是电磁感应现象,是发电机原理,而不是电动机,故A错;B、乙实验探究的是通电导体在磁场中受力运动的现象,是电动机原理,故B错;C、丙是直流电动机的构造模型图,是将电能转化为机械能,故C错;D、丁是发电机的模型,符合题意;故选D。【点评】电动机是将电能转化为机械能的机械,它在工作时要消耗电能,因此解题时观察图形中有无电源是此题的解题关键。9.【答案】C 【考点】磁通量 【解析】【解答】根据通电螺线管产生的磁场特点可知BaBbBc , 由BS可得abc 故C符合题意。故答案为:C。【分析】通电螺线管周围的磁场等效于条形磁铁周围的磁场,越靠近
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