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13.3、电磁感应现象及应用
一、选择题（共16题）
1．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．下列哪些器件工作时与磁生电的现象有关（ ）
A．电视机的显像管 B．电动机
C．指南针 D．发电机
2．提出电磁感应定律的物理学家是（ ）
A．库仑 B．奥斯特 C．安培 D．法拉第
3．现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接．在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向右加速滑动时，电流计指针向右偏转．由此可以推断（　　）
A．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向
B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，电流计指针向右偏转
C．滑动变阻器的滑片P匀速向右滑动，电流计指针静止在中央
D．线圈A向上移动，电流计指针向左偏转
4．下列现象中，能表明电和磁有联系的是（　　）
A．摩擦起电 B．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流
C．静电喷漆 D．两块磁铁相互吸引或排斥
5．飞机场安检系统中的安检门可以检测出旅客是否带有金属物体，其基本装置如图所示。闭合电键后，当金属物体靠近线圈时，电路中电流发生变化，而非金属物体靠近时则对电路中的电流没有影响。其工作原理是（ ）
A．电流的磁效应 B．电磁感应现象
C．闭合电路欧姆定律 D．磁场对电流有力的作用
6．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，下列表述符合物理学史的是（ ）
A．开普勒认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比
B．卡文迪许利用扭秤巧妙地实现了他对电荷间相互作用力规律的研究
C．法拉第发现了电磁感应现象，这和他坚信电和磁之间一定存在着联系的思想是分不开的
D．安培首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究
7．如图所示，虚线边界内存在垂直纸面向里的匀强磁场，用绝缘细线系住一闭合金属线圈从位置释放，经过磁场后在位置用手接住。已知磁场区域宽度大于线圈直径，线圈平面始终与纸面平行。在此过程中线圈中有感应电流产生的是（　　）
A．线圈在位置释放的瞬间 B．线圈从左边界进入磁场的过程中
C．线圈在最低点时 D．线圈在位置被接住的瞬间
8．如图，甲、乙为两根固定在同一竖直平面内的平行长直导线，通有大小相等、方向向上的恒定电流，虚线AB到甲、乙两直导线的距离相等。一圆形金属环环面平行于两导线放置于两导线间，环的圆心与虚线AB重合,环的直径远小于两导线间的距离。下列说法正确的是（　　）
A．导线甲对导线乙的安培力方向水平向右
B．两导线在虚线AB上形成的磁场的磁感应强度不为0
C．金属环沿虚线AB向上移动时，环上有感应电流产生
D．金属环向右靠近导线乙时，环上有顺时针方向的感应电流
9．关于感应电流，下列说法正确的是（　　）
A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流
B．只要闭合线圈做切割磁感线运动，线圈中就一定有感应电流
C．只要导体棒做切割磁感线运动，导体棒中就一定有感应电流
D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流
10．以下涉及物理学史上的几个重大发现，其中说法正确的是（ ）
A．卡文迪许发现了万有引力定律并通过扭秤实验测定出了万有引力恒量
B．法拉第通过实验发现了电磁感应现象
C．安培通过实验发现了电流周围存在磁场的现象
D．牛顿根据理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因
11．如图所示，相同的金属杆ab、cd可以在光滑金属导轨PQ和RS上滑动，空间有垂直纸面向里的匀强磁场．当ab、cd分别以速度v1和v2滑动时，发现回路感应电流为逆时针方向，则v1和v2的方向、大小可能是（　　）
A．v1向右，v2向左且v1＞v2
B．v1和v2都向左且v1＞v2
C．v1和v2都向右且v1=v2
D．v1和v2都向左且v1=v2
12．下列说法正确的是（　　）
A．如图甲所示磁感线分布可知，直导线中的电流方向是向下的
B．如图乙所示，若长为l、通过电流为I的短直导线在该磁场中所受力的大小为F，则该处磁感应强必为
C．如图丙所示，闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动时，会在线圈中产生感应电流
D．如图丁所示，绕虚线轴转动的线圈平面S转到与匀强磁场的磁感线平行的位置时，穿过此线圈平面的磁通量为0
13．如图是电磁炉内部结构及锅的示意图，下列说法正确的是（　　）
A．通电线圈接通交变电流，频率越小，加热越快
B．通电线圈接通交变电流，频率越大，加热越快
C．通电线圈接通恒定电流，电流越大，加热越快
D．将不锈钢锅换成陶瓷锅，电流越大，加热越快
14．下列说法中正确的是（　　）
A．奥斯特提出了分子电流假说
B．法拉第创造性地在电场中引入了电场线，并发现了电磁感应现象
C．焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和内能之间的转换关系
D．安培首先发现通电导线周围存在着磁场
15．如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下能使电流表指针偏转的是（ ）
A．将磁铁插入螺线管的过程中
B．磁铁放在螺线管中不动时
C．将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中
D．线圈不动，磁铁插在线圈内也不动
16．电磁学的基本现象和规律在生产生活中有若广泛的应用．下列哪些科学仪器和生活电器在工作时．其主要器件成用了电磁感应现象的是（ ）
A．金属探测器 B．示波器 C．电子感应加速器 D．质谱仪
二、填空题
17．法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系，即∶变化的______、变化的______、运动的______、运动的______、在______中运动的导体。
18．如图所示，条形磁铁A沿竖直方向插入线圈B的过程中，电流表G的指针________（选填“不偏转”或“偏转”）；若条形磁铁A在线圈B中保持不动，电流表G的指针________。（选填“不偏转”或“偏转”）
19．电磁感应现象是由_____首先发现的．当穿过闭合回路的_____发生变化时，回路中就会产生感应电流．
20．如图所示，“磁场垂直纸面向里”导体AB向右运动过程中，穿过闭合电路ABEF的磁通量______________(填“变大”、“不变”或“变小”)，闭合电路中_______________(填“有”或“没有”)感应电流产生．
三、综合题
21．如图所示，电吉他的弦是磁性物质，可被永磁体磁化．当弦振动时，线圈中产生感应电流，感应电流输送到放大器、喇叭，把声音播放出来。
（1）请解释电吉他是如何产生电流的。
（2）弦能否改用尼龙材料。
22．如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为L的正方形。
(1)求t=0时穿过MDEN回路的磁通量；
(2)为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式。
23．如图所示闭合线圈ABCD在通电长直导线正下方做下列各种运动时，会产生感应电流的是哪几种情况？
24．我们在探究产生感应电流的条件中，用到了以下实验．在给出的实物图中，请用笔画线代替导线补全实验电路．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
A、电视机的显像管利用运动电荷在磁场中受到洛伦兹力而发生偏转的．故A错误．
B、电动机利用磁场对电流的作用力使转子转动．故B错误．
C、指南针是利用地磁场使指针指示方向．故C错误．
D、发电机工作时利用线圈在磁场中转动时磁通量发生变化而产生感应电流，即与磁生电的现象有关．故D正确．
故选D
2．D
【详解】
库仑发现电荷间作用的库仑定律，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，发现电流周围存在磁场，安培发现通电导线的受磁场作用的安培定则，法拉第发现电磁感应定律，故D正确，A、B、C错误；
故选D．
3．D
【详解】
由题意可知当P向右加速滑动时，线圈A中的电流应越来越大，则其磁场增加，此时线圈B中产生的感应电流，使指针向右偏转，由此可知，当B中的磁通量增加时，电流计指向右偏。
A．虽然线圈A、线圈B的绕线方向未知，只要知道穿过线圈B的磁通量如何变化即可判断出电流计指针偏转方向，故A错误；
B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，穿过线圈B的磁通量减小，电流计指针向左偏转，故B错误；
C．滑动变阻器的滑片P匀速向右滑动，穿过线圈B的磁通量变化，则会产生感应电流，指针将会偏转，故C错误；
D．线圈A向上移动，穿过线圈B的磁通量减少，电流计指针向左偏转，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】
A．摩擦起电是电荷的转移，与磁无关，A错误；
B．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流，说明磁能生电，B正确；
C．静电喷漆利用了带电微粒在电场中的运动，与磁无关，C错误；
D．两块磁铁相互吸引或排斥，是磁体通过磁场相互作用，与电无关，D错误。
故选B。
5．B
【详解】
当金属物靠近探测器将线圈时，在金属物体中产生涡电流，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，故在金属中会产生电流，而金属中的电流产生的磁场又引起线圈中的磁通量发生变化，从而使电流表示数发生变化。故探测器采用了电磁感应原理，而非金属则不会产生电磁感应现象。
A. 电流的磁效应。与上述结论不符，故A错误；
B. 电磁感应现象。与上述结论相符，故B正确；
C. 闭合电路欧姆定律。与上述结论不符，故C错误；
D. 磁场对电流有力的作用。与上述结论不符，故D错误。
故选：B。
6．C
【详解】
胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比，故A错误；、引力常量是卡文迪许通过卡文迪许扭秤测出来的，库仑利用库仑扭秤巧妙地实现了他对电荷间相互作用力规律的研究，故B错误；法拉第发现了电磁感应现象，这和他坚信电和磁之间一定存在着联系的思想是分不开的，故C正确；法拉第首先引入电场线和磁感线的概念，极大地促进了他对电磁现象的研究，故D错误．所以C正确，ABD错误．
7．B
【详解】
要产生感应电流，则需要有磁通量的变化，由图可知，只有在线圈进出磁场的过程中磁通量发生变化，所以线圈从左边界进入磁场的过程中，会产生感应电流，在线圈在位置释放的瞬间、线圈在最低点时、线圈在位置被接住的瞬间磁通量都没有发生改变，故不能产生感应电流，故B正确，ACD错误。
故选B。
8．D
【详解】
A．由左手定则可知导线甲对导线乙的安培力方向水平向左，A错误；
B．因为两根导线通有大小相等、方向向上的恒定电流，根据安培定则可知二者在AB线上形成的磁感应强度等大反向，故合场强为零，B错误；
C．金属环沿虚线AB向上移动时，磁通量不变，环上没有感应电流产生，C错误；
D．金属环向右靠近导线乙时，穿过线圈的磁场方向垂直纸面向外，且磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知环上有顺时针方向的感应电流，D正确。
故选D。
9．D
【详解】
A．只有穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中才一定有感应电流，选项A错误；
B．闭合的整个线圈在磁场中做切割磁感线运动时，线圈中有感应电动势，无感应电流，选项B错误；
C．只要闭合电路的部分导体棒做切割磁感线运动，导体棒中就一定有感应电流，选项C错误；
D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流，选项D正确。
故选D。
10．B
【详解】
A.牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验，测定出了万有引力恒量；故A错误.
B.法拉第通过实验发现了五种磁生电的电磁感应现象；故B正确.
C.奥斯特通过实验发现了电流周围存在磁场的现象；故C错误.
D.伽利略根据理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因；故D错误.
11．B
【详解】
A．若，向右，向左，闭合回路磁通量向里减小，根据楞次定律，回路中产生顺时针方向的电流，A错误；
B．若，和都向左，闭合回路磁通量向里增加，根据楞次定律，回路中产生逆时针方向的电流，B正确；
CD．若，和都向右、向左时，闭合回路磁通量不变，不产生感应电流，CD错误。
故选B。
12．D
【详解】
A．根据磁感线分布，由安培定则可知，直导线中的电流方向是向上的，A错误；
B．只有通电导线与磁场方向垂直时，安培力
该处没有指明通电导线与磁场方向垂直，则该处磁感应强不一定为
B错误；
C．如图，闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动，穿过闭合回路的磁通量没有发生变化，虽然做切割磁感线运动，线圈中不会产生感应电流，C错误；
D．绕虚线轴转动的线圈平面S转到图示位置时磁场与线圈平面平行，穿过此线圈平面的磁通量为0，D正确。
故选D。
13．B
【详解】
D．电磁炉是根据电磁感应原理制成的，陶瓷锅体中不能产生感应电流，不能加热，D错误；
C．电磁炉是根据电磁感应原理制成的，通电线圈接通恒定电流，不能产生变化的磁场，不能在锅体中产生感应电流，不能加热，C错误；
AB．根据法拉第电磁感应定律，交变电流的频率越大，磁场变化越快，产生的感应电动势越大，根据欧姆定律，锅体中的感应电流越大，加热越快，A错误，B正确。
故选B。
14．BC
【详解】
A．安培提出的分子电流假说，故A错误；
B．法拉第引入了电场线形象的描绘电场，并发现了电磁感应现象，故B正确；
C．焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和内能之间的转换关系
故C正确；
D．奥斯特首先发现通电导线周围存在着磁场，故D错误。
故选BC。
15．AC
【详解】
解：只要是线圈中的磁通量发生变化，回路中有感应电流，指针便会偏转；只要是线圈中的磁通量不发生变化，回路中无感应电流，指针便不会偏转．
A、C、在磁铁插入、拉出过程中线圈中的磁通量均发生变化，能产生感应电流，电流表指针偏转．故AC正确；
B、磁铁放在螺线管中不动时，线圈中的磁通量不发生变化，无感应电流产生，故B错误；
D、线圈不动，磁铁插在线圈内也不动，线圈中的磁通量不发生变化，无感应电流产生，故D错误．
故选AC
16．AC
【详解】
A.金属探测仪是利用了电磁感应现象而工作的，故A正确；
B.示波管是利用了电场加速和电磁场偏转的原理，不是电磁感应现象，故D错误．
C. 电子感应加速器是利用感应电场对电子加速，利用了电磁感应现象，选项C正确；
D.质谱仪是利用电场加速，磁场使粒子偏转，不是电磁感应现象．故D错误．
17． 电流 磁场 恒定电流 磁铁 磁场
【详解】
法拉第把引起电流的原因概括为五类，包括变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。
18． 偏转 不偏转
【详解】
略
19． 法拉第 磁通量
【详解】
解：电磁感应现象是由法拉第首先发现的．当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流．
故答案为法拉第，磁通量．
20． 变大 有
【【详解】
当导体AB向右运动时，穿过闭合电路的磁通量发生变化，从而产生感应电流，根据题意可知，磁通量变大．
21．（1）当被磁化的弦振动时，会造成穿过线圈的磁通量发生变化，所以有感应电流产生；（2）弦不能改用尼龙材料，因为尼龙材料不会被磁化，当弦振动时，不会造成穿过线圈的磁通量发生变化，没有感应电流产生.
【详解】
（1）当被磁化的弦振动时，会造成穿过线圈的磁通量发生变化，所以有感应电流产生。
（2）弦不能改用尼龙材料，因为尼龙材料不会被磁化，当弦振动时，不会造成穿过线圈的磁通量发生变化，没有感应电流产生。
22．(1)；(2)
【详解】
(1)磁通量
(2)回路的磁通量不变，则有
解之得
23．①③④⑤⑥
【详解】
长直导线电流的磁场的磁感线在垂直于导线的平面内是一组以导线与平面相交点为圆心的同心圆且距直导线越远磁场越弱。
①线圈向下平动时，磁感应强度减小，线圈的磁通量减小，故①线圈中有感应电流。
②线圈向右平动，磁通量不变，故②线圈中无感应电流。
③情况我们可以改画成下图甲那样，例如线圈从AB平移到位置，线圈的磁通量减小，所以③线圈中有感应电流。
④情况线圈的磁通量在不断变化，例如下图乙所示，在位置磁通量是减小的，在位置时磁通量是增大的，故④情况线圈中有感应电流。
⑤情况下当线圈绕轴转动时线圈的磁通量在不断地变化，例如当线圈绕轴从图示位置转过90°时磁通量由最大值减小为零，故⑤线圈中有感应电流。
⑥情况下当线圈绕轴转动时，线圈的磁通量在不断变化，例如下图丙所示，在AB位置时磁通量最大，当在位置时线圈的磁通量为零，故⑥线圈中有感应电流。
24．
【详解】
在探究产生感应电流的条件实验中，有两个回路，一个回路是电源、开关、滑动变阻器、线圈A，用来产生变化的磁场；另一个回路是线圈B和电流计，用来检测是否有感应电流产生；所以电路如图：
答案第1页，共2页

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