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人教版必修第三册 13.3 电磁感应现象及应用
一、单选题
1．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
2．某科学家在探索电磁实验时，将一长金属棍用双手握住，当他在某房间内快速移动时，能够感受到电流的冲击。则该房间最有可能是（　　）
A．电压房 B．电流房 C．磁场房 D．太空站
3．如图所示，在矩形导线框abcd的对称轴OO'的左侧存在一垂直纸面向外的匀强磁场，线框以ad边为轴，从图示位置以逆时针开始转动，转动周期为T，关于线框在前内产生感应电流的情况，以下说法正确的是（　　）
A．0~内始终有感应电流
B．0~内始终没有感应电流
C．0~内没有感应电流，~内有感应电流
D．0~内有感应电流，~内没有感应电流
4．物理学的发展是许多物理学家奋斗的结果，下面关于一些物理学家的贡献说法正确的是（ ）
A．安培通过实验发现了通电导线对磁体有作用力，首次揭示了电与磁的联系
B．奥斯特认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，并提出了著名的洛伦兹力公式
C．安培在前人工作的基础上通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力遵循的规律——库仑定律
D．法拉第不仅提出了电场的概念，而且采用了画电场线这个简洁的方法描述电场
5．在“探究感应电流的规律”实验中，电路连接如图所示，合上开关，让铁芯从副线圈上端静止释放，并穿出线圈，已知铁芯长度与副线圈长度相同，则电流传感器采集到的电流图像是下图中的（　　）
A． B．
C． D．
6．如图所示，矩形线框在匀强磁场中做下列四种运动，能够产生感应电流的是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。起初，两导线中通有图示的同向的大小相等的恒定电流。为使环中产生顺时针方向感应电流，可采取措施（　　）
A．环垂直纸面向外平移 B．左侧导线电流减小
C．环向右侧直导线靠近 D．右侧导线电流反向
8．法拉第在一个粗软铁环上绕上两个彼此绝缘的线圈A和B，线圈A的两端用导线连接成闭合回路，并在导线下面放置一个与导线平行的小磁针，线圈B则和一个电池组及开关相连接，如图所示。法拉第在进行实验时观察到的现象是（ ）
A．闭合开关瞬间，观察到小磁针发生偏转 B．闭合开关后，观察到小磁针保持偏转状态
C．断开开关瞬间，观察到小磁针不发生偏转 D．断开开关后，观察到小磁针保持偏转状态
9．在如图所示的电路中，两个灯泡和的规格相同，L为自感系数较大的线圈。先闭合开关S，调节电阻R和，使和都正常发光。然后断开开关S，再重新接通电路，下列说法正确的是（ ）
A．断开开关S时，灯泡逐渐熄灭，灯泡立即熄灭
B．闭合开关的瞬间，灯泡、逐渐亮起来
C．闭合开关的瞬间，灯泡立即亮起，灯泡逐渐亮起来
D．闭合开关的瞬间，灯泡逐渐亮起来，灯泡立即亮起
10．在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直，导轨上有两条可沿导轨自由移动的导体棒、，导体棒、的运动速度分别为、，如图所示，棒上没有感应电流通过的是（　　）
A． B． C． D．
11．疫情期间，为确保社区居家隔离观察人员管控预防措施有效落实，工作人员启用了如图所示的门磁系统，强磁棒固定在门框上，闭合线圈和发射系统固定在房门上，当房门关闭时穿过线圈的磁通量最大，当线圈中出现电流信号时，自动触发后面的信号发射系统，远程向后台发出报警信号。下列说法中正确的是（ ）
A．门磁系统的工作原理是利用了感应电流的磁效应
B．每次打开房门线圈中磁通量的变化量可能不相等
C．只有当房门向外打开时，门磁系统才会发生报警
D．此种门磁系统装在左右移动的房门上不会起作用
12．关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是（　　）
A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流
B．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流
C．穿过闭合电路的磁通量不为零，闭合电路中一定会产生感应电流
D．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化，闭合电路中一定会有感应电流
13．在自感课堂引入中，三位同学合作完成了一个惊奇小实验：他们手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、若干导线、一个开关、一个有铁芯且匝数较多的线圈按图示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关瞬间，人有触电的感觉
B．闭合开关稳定后，人体的电流大于线圈的电流
C．断开开关瞬间，Q点电势比P点高
D．断开开关瞬间，线圈中的电流突然增大
14．如图所示，边长为a的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场区域中，当把线圈由正方形变成圆形（周长不变），则关于穿过线圈的磁通量变化情况，下列说法正确的是（　　）
A．线圈的磁通量增加了 B．线圈的磁通量减少了
C．线圈的磁通量不变 D．回路中不产生感应电流
15．一直导线通有水平向右的电流，带有绝缘外皮的金属圆环放置方式如下图所示。当导线中的电流增大时，圆环能产生感应电流的是（　　）
A．甲图中直导线与圆环在同一平面内
B．乙图中直导线与环面垂直
C．丙图中直导线在水平圆环直径正上方且与直径平行
D．丁图中直导线与圆环接触且与圆环直径重合
二、填空题
16．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的读数___（填“为零”或“不为零”）；若条形磁铁A在线圈B中保持不动，电流表G的读数___（填“为零”或“不为零”）。
17．上海的交通线路上使用“非接触式IC卡”，应用了电磁感应原理。电磁感应现象的最早发现者是____________，产生感应电流的条件是_______________________________。
18．如图所示，同一闭合线圈，第一次用一根条形磁铁插入，第二次用两根条形磁铁插入，前后插入的速度相同，问哪一次电流表指针偏转角度大？_____________（第一次或第二次）
三、解答题
19．如图所示，磁场中有一个闭合的弹簧线圈如果该磁场是匀强磁场，采取哪些措施可以使线圈中产生感应电流？如果该磁场是非匀强磁场，还可以增加哪些措施使线圈中产生感应电流？
20．“天宫一号”是中国第一个空间实验室，“天宫一号”空间应用系统开展了太阳与地磁活动指数的中期预测等研究，其成果已成功应用于中国首次载人交会对接任务的空间环境预报。如图所示，太阳电池帆板可以为空间飞行提供动力和能源，假设“天宫一号”正绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直，太阳帆板的面积，在图示位置地磁场与太阳帆板垂直，磁感应强度，太阳帆板和空间站都是通电性能良好的导体。
（1）在太阳帆板上将一个灵敏电流计与M、N相连构成闭合电路，试判断电流计指针能否偏转，并说明理由；
（2）如果在图示位置太阳帆板绕MN连线转过30°角，则穿过线圈的磁通量是多少？
21．如图所示，一水平放置的矩形线圈 abcd，在细长的磁铁 N 极附近竖直下落，保持 bc边在纸外，ab边在纸内，由图中位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ，这三个位置都靠得很近，且位置Ⅱ刚好在条形磁铁中心轴线上，在这个过程中穿过线圈的磁通量怎样变化？有无感应电流？
22．如图所示，矩形导电线圈位于通电长直导线附近，导电线圈平面跟导线位于同一平面，且线圈的一组对边跟导线平行。请你设计出尽可能多的方法，使矩形线圈中有感应电流产生。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．C
【详解】
在探索电磁实验时，将一长金属棍用双手握住，当他在某房间内快速移动时，能够感受到电流的冲击，这相当于导体棒切割磁感线产生了感应电流，该房间最有可能是磁场房。
故选C。
3．C
【详解】
线框以ad边为轴，从图示位置以逆时针开始转动，0~内线框垂直磁场方向有效面积不变，磁通量不变，没有感应电流，~内线框垂直磁场方向有效面积变化，磁通量变化，有感应电流，故C正确，ABD错误。
故选C。
4．D
【详解】
A．奥斯特将通电导体放在小磁针上方时，小磁针发生了偏转，说明通电导体周围存在磁场，在世界上是第一个发现了电与磁之间的联系的物理学家，A错误；
B．洛伦兹认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，并推出了洛伦兹力公式，B错误；
C．真空中两个点电荷间存在相互的作用．库仑利用扭秤装置，研究出两个静止点电荷间的相互作用规律：点电荷间的相互作用力跟两个点电荷的电荷量有关，跟它们之间的距离有关，发现这个规律的科学家是库仑，这个规律就是库仑定律，C错误。
D．19世纪30年代，法拉第提出电荷周围存在一种场，而非“以太”，并且是最早提出用电场线描述电场的物理学家，D正确。
故选D。
5．B
【详解】
让铁芯从副线圈上端静止释放，并穿出线圈，铁芯向下速度越来越大，则穿过副线圈的磁通量变化越来越快，线圈中的磁通量先增加后减少因此感应电流会变化方向，感应电流变大，ACD错误，B正确。
故选B。
6．B
【详解】
ACD三个图中，线圈在磁场中运动时，磁通量不变，则线圈中无感应电流产生；在图B中，线圈在磁场中转动时，磁通量不断变化，则会有感应电流产生。
故选B。
7．D
【详解】
A．两导线在圆环处产生磁场等大反向，所以圆环磁通量为零，环垂直纸面向外平移，环磁通量仍为零，故无感应电流产生，故A错误；
B．左侧导线电流减小，则圆环磁通量向里增强，根据楞次定律环中产生逆时针方向感应电流，故B错误；
C．环向右侧直导线靠近，则圆环磁通量向里增强，根据楞次定律环中产生逆时针方向感应电流，故C错误；
D．右侧导线电流反向，圆环磁通量向外增强，根据楞次定律环中产生顺时针方向感应电流，故D正确；
故选D。
8．A
【详解】
AC．闭合和断开开关瞬间，线圈B中的电流强度发生变化，线圈B的电流在铁芯内部产生变化的磁场，使得线圈A中的磁通量发生变化，线圈A中产生感应电流，由于电流的周围存在着磁场，所以观察到小磁针发生偏转，故A正确，C错误；
B．闭合开关后，线圈B中的电流保持不变，铁芯内的磁通量不会发生变化，线圈A中不会产生感应电流，所以小磁针不会发生偏转，故B错误；
D．断开开关后，线圈B中没有电流，铁芯内的磁通量为零且不变，线圈A中不会产生感应电流，所以小磁针不会发生偏转，故D错误。
故选A。
9．D
【详解】
A．两灯泡正常发光，突然断开开关S，线圈L中产生感应电动势，根据楞次定律，感应电动势会阻碍电流的减小，灯泡、构成的回路，电流逐渐减小，灯泡、逐渐熄灭，A错误；
BCD．闭合开关的瞬间，电流从无到有，线圈L中产生感应电动势，根据楞次定律，感应电动势会阻碍电流的增加，所以灯泡较慢地亮起来，灯泡的电流立即达到最大，灯泡立即亮起，BC错误、D正确。
故选D。
10．A
【详解】
要使ab导体棒上无电流通过，则穿过此闭合电路的磁通量不发生变化．对匀强磁场来说，磁通量
Φ＝BSsinθ
根据题中条件，仅当穿过闭合电路中磁场的有效面积S发生变化时Φ才变化，即导轨上两根导体棒必须做同速的运动才没有感应电流，即
v1=v2
故选A。
11．D
【详解】
A．由题意可得门磁系统的工作原理是利用了电磁感应原理，故A错误；
BC．每次打开房门线圈中磁通量的变化量均相等，且向外开门还是向内开门，都有磁通量变化量，都有感应电流产生，门磁系统都会发生报警，故BC错误；
D．此种门磁系统装在左右移动时房门上时，线圈中磁通量不发生变化，此时的房门不会起作用，故D正确。
故选D。
12．D
【详解】
A．闭合电路在磁场中运动，磁通量可能不变，没有感应电流产生，A错误；
B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动时，若有多个边切割磁感线，产生几个感应电动势，总的感应电动势可能为零，没有感应电流，B错误；
C．产生感应电流的条件是闭合回路的磁通量发生变化，与磁通量是否是0无关，C错误；
D．只要穿过闭合电路的磁感应条数发生了变化，即穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中一定会有感应电流，D正确。
故选D。
13．C
【详解】
A．当开关闭合后，多匝线圈与同学们并联，由于电源为1.5V的新干电池，所以电流很小。同学没有触电感觉，故A错误；
B．当开关闭合后，多匝线圈与同学们并联，由于人体的电阻大于线圈的电阻，所以流过人体的电流小于流过线圈的电流，故B错误；
C．当断开开关时，多匝线圈产生自感电动势，电流方向不变，此时线圈的电流从左向右，流过人的电流从右向左即从Q向P，多匝线圈相当于电源，即Q点电势比P点高，故C正确；
D．断开电键时，由于线圈的电流减小而产生自感感动势，而阻碍电流的减小，只是电流减小的慢一些，不会突然增大，故D错误；
故选：C。
14．A
【详解】
线圈横截面是正方形时的面积
穿过线圈的磁通量
线圈横截面是圆形时的面积
穿过线圈的磁通量
磁通量增加了
磁通量发生了变化，则回路中产生了感应电流
故选A。
15．A
【详解】
由于通电导线周围产生的磁场是以导线为圆心的一系列同心圆，甲图中直导线与圆环在同一平面内，当导线中的电流增加时，穿过金属圆环的磁通量增加，根据产生感应电流的条件可知圆环中有感应电流产生；乙图中直导线与环面垂直，没有磁感线穿过圆环，因此当导线中的电流增加时，穿过金属圆环的磁通量仍为零，不会产生感应电流；丙、丁图中穿入圆环的磁感线的条数和穿出圆环的磁感线的条数相等，合磁通量为零，因此当导线中的电流增加时，穿过金属圆环的磁通量仍为零，不会产生感应电流。只有A能产生感应电流。
故选A。
16． 不为零 为零
【详解】
[1]条形磁铁A沿竖直方向插入线圈B的过程中，穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，电流表G的读数不为零；
[2]若条形磁铁A在线圈B中保持不动，穿过线圈B的磁通量不变，无感应电流产生，电流表G的读数为零。
17． 法拉第 穿过闭合线圈的磁通量发生变化
【详解】
[1][2]电磁感应现象的最早发现者是法拉第，产生感应电流的条件是穿过闭合线圈的磁通量发生变化。
18．第二次
【详解】
[1]．第一次用一根条形磁铁插入，第二次用两根条形磁铁插入，则第二次磁通量增加的速度是第一次磁通量增加速度的2倍，故第二次感应电流较大；
19．见解析
【详解】
当穿过线圈的磁通量发生变化时，就会产生感应电流，如果该磁场是匀强磁场，采取的措施有：①使线圈扩张；②使线圈缩小；③使线圈以某一直径为轴旋转；④将线圈拉出磁场等。
如果该磁场是非匀强磁场，还可以：①如果左右两侧的磁感应强度不均匀可以将线圈从右往左拉动（或从左往右）；②如果上下两端的磁感应强度不均匀可以将线圈从上端放手让其竖直落下等。
20．（1）不偏转；（2）
【详解】
（1）电流计的指针不偏转，因为穿过闭合回路的磁通量不变，不产生感应电流；
（2）根据
解得
21．穿过线圈的磁通量先减少后增加；线圈中有感应电流
【详解】
根据条形磁铁 N 极附近磁感线的分布情况可知，矩形线圈在位置Ⅰ时，磁感线从线圈的下面斜向上穿过；线圈在位置Ⅱ时，穿过它的磁通量为零；线圈在位置Ⅲ时，磁感线从线圈上面斜向下穿过。所以，线圈从Ⅰ到Ⅱ磁通量减少，从Ⅱ到Ⅲ磁通量增加．穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生。
22．见解析
【详解】
当穿过线框的磁通量发生变化时，线框中将产生感应电流。方法有：
（1）导线框向右平移或向左平移。
（2）导线框沿垂直纸面方向向纸内平移。
（3）导线框以边为轴向纸外转动。
（4）线圈不动，改变直导线中电流。
答案第1页，共2页
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