1、电磁感应现象及应用 (15分钟30分)一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分)1.下列现象中属于电磁感应现象的是()A.磁场对通电导线产生力的作用B.变化的磁场使闭合电路中产生电流C.插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D.电流周围产生磁场【解析】选B。电磁感应现象的实质是磁生电。A项是磁场对电流的作用力;C项是磁化现象;D项是电流的磁效应;电磁感应现象的实质是磁生电,故B项正确。2.关于产生感应电流的条件,以下说法中正确的是()A.导体在磁场中运动,导体中就一定有感应电流B.导体做切割磁感线运动,导体中就一定有感应电流C.穿过闭合电路的磁通量不为零,闭合电路中就一定产生感应电流D.无论什么方
2、法,只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合电路中就一定产生感应电流【解析】选D。导体在磁场中运动时,或做切割磁感线运动时,不一定有闭合回路,同时回路中磁通量不一定发生变化,故导体中不一定有感应电流,故A、B错误;根据感应电流产生的条件,不管用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生,闭合回路放在磁场中,或在磁场中运动,磁通量不一定发生变化,不一定会产生感应电流,故C错误,D正确。3.在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是()A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈
3、,然后观察电流表的变化C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化【解析】选D。将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,回路中没有磁通量的变化,不能产生感应电流,观察到电流表没有变化,故A错误;在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,回路中没有磁通量的变化,不能产生感应电流,观察到电流表没有变化,故B错误;将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁的过程中有感应电流产生,但是之后,再到相邻房间去观察时,回路中已经没有磁通
4、量的变化,此时观察到的电流表没有变化,故C错误;绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,给线圈通电或断电的瞬间,回路中的磁通量发生变化,能观察到电流表发生变化,故D正确。【补偿训练】最早发现电现象和磁现象之间联系的是()A.库仑 B.安培 C.奥斯特 D.法拉第【解析】选C。库仑最早发现了库仑定律,即研究两个点电荷之间的相互作用,故A错误;安培发现了安培定则,故B错误;奥斯特是第一个发现电现象和磁现象之间联系的人,故C正确;法拉第发现了电磁感应现象,故D错误。4.空间有竖直边界为AB、CD且垂直纸面向里的有界匀强磁场区域。一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点,将圆环拉至如图所示位置静止释放,
5、圆环在摆动过程中环面始终与磁场垂直。若不计空气阻力,则下列说法中正确的是() A.圆环完全进入磁场后离最低点越近,感应电流越大B.圆环在进入和穿出磁场时,圆环中均有感应电流C.圆环向左穿过磁场后再返回,还能摆到原来的释放位置D.圆环最终将静止在最低点【解析】选B。整个圆环进入磁场后,磁通量不发生变化,不产生感应电流,故A错误;只有当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化,会产生电流,故B正确;当圆环向左穿过磁场区域时磁通量发生变化,会产生电流,机械能向电能转化,所以机械能不守恒,当再返回,不能摆到原来的释放位置,故C错误;在圆环不断经过磁场,机械能不断损耗过程中圆环越摆越低,最后整个圆环只会在
6、磁场区域来回摆动,因为在此区域内没有磁通量的变化(一直是最大值),所以机械能守恒,即圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动,而不是静止在平衡位置,故D错误。二、非选择题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)5.某小组同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中,所用实验器材如图,图中已用导线连接好部分实验器材。(1)请以笔画线代替导线把实验电路连接好;(2)请说出能产生感应电流的三种做法。_;_;_。【解题指南】解答此题应注意以下两点(1)注意该实验中有两个回路,一是电源、电键、变阻器、小螺线管串联成的回路,二是电流计与大螺线管串联成的回路,据此可正确解答;(2)穿过闭合
7、回路的磁通量发生变化,回路中产生感应电流,据此分析答题。【解析】(1)将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路,注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱,再将电流计与大螺线管串联成另一个回路,电路图如图所示:(2)只要使得闭合回路中的磁通量发生变化,闭合回路中就有感应电流产生,所以能产生感应电流的三种做法为:电键闭合或断开;电键闭合后,A线圈插入或拨出;电键闭合后,移动滑动变阻器的滑片。答案:见解析 (10分钟20分)6.(6分)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音,下列说法不正确的有() A.选用铜质
8、弦,电吉他仍能正常工作B.取走磁体,电吉他将不能正常工作C.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化【解析】选A。铜不可以被磁化,则选用铜质弦,电吉他不能正常工作,故A错误;取走磁体,就没有磁场,弦振动时,线圈中无磁通量的变化,无法产生感应电流,电吉他将不能正常工作,故B正确;增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势,故C正确;弦振动过程中,磁场方向不变,但线圈中磁通量有时变大,有时变小,则线圈中的电流方向不断变化,故D正确。【补偿训练】如图所示,导线ab和cd互相平行,则下列情况中导线cd中无电流的是() A.开关S闭合或断开的瞬间 B.开关S是闭合的,
9、但滑片向左滑 C.开关S是闭合的,但滑片向右滑 D.开关S始终闭合,滑片不动【解析】选D。开关S闭合或断开的瞬间,下方回路中的电流发生变化,ab中产生的磁场随之变化,穿过上面回路的磁通量变化,所以导线cd中有感应电流,故A错误;开关S闭合,滑片向左滑动时,接入电路的电阻增大,回路中的电流减小,则ab产生的磁场减弱,则穿过上面回路的磁通量减小,将产生感应电流,故B错误;开关S闭合,滑片向右滑动时,接入电路的电阻减小,回路中的电流增大,则ab产生的磁场增强,则穿过上面回路的磁通量增大,将产生感应电流,故C错误;开关S始终是闭合的,不滑动滑片,回路中电流不变,ab产生的磁场不变,穿过上面回路的磁通量
10、不变,将无感应电流产生,故D正确。7.(14分)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到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B应随时间t怎样变化?请推导这种情况下B与t的关系式。【解题指南】解答本题应注意两点:(1)当回路中没有感应电流产生时,回路总的磁通量应保持不变。(2)分别求出两个磁通量,根据t=0时刻,回路中磁通量为B0l2,t时刻磁感应强度为B,此时回路中磁通量为Bl(l+vt),Bl(l+vt)与B0l2相等,即可求得磁感应强度与时间的关系式。【解析】要使棒中不产生感应电流,穿过回路的磁通量应保持不变,则有:B0l2=Bl(l+vt)解得:B=答案:
