1、第四章电磁感应课时作业1划时代的发现探究感应电流的产生条件一、单项选择题1关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是(D)A闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定有感应电流产生B闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中一定有感应电流产生C穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中一定没有感应电流产生D只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流产生解析：产生感应电流的条件有两个：(1)闭合电路；(2)穿过闭合电路的磁通量发生了变化故D项正确2如图所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况下导线cd中无电流的是(D)A开关S闭合或断开的瞬间B开关S是闭合的，但滑动触头向
2、左滑C开关S是闭合的，但滑动触动向右滑D开关S始终闭合，不滑动触头解析：如果导线cd中无电流产生，则说明通过ab中的电流没有发生变化，显然不是开关S闭合或断开的瞬间；若是开关S闭合，不管滑动触头右移还是左移，ab中的电流都会发生变化，那么cd中都会有感应电流经以上分析，可知只有D选项正确3如图所示，在匀强磁场中的U形导轨上，有两根等长的平行导线ab和cd，以相同的速度v匀速向右滑动为使ab中有感应电流产生，对开关S来说(D)A断开和闭合都可以 B应断开C断开和闭合都不行 D应闭合解析：ab、cd杆以相同的速度同向运动，相对静止，即abcd闭合回路的面积不变，磁通量不变，只有当开关闭合后，构成a
3、bNM闭合回路的磁通量发生变化，ab中才能产生感应电流故A、B、C错，D正确4利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相关问题IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输下列说法正确的是(B)AIC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作C若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流DIC卡只能接收读卡机发射的电磁波
4、，而不能向读卡机传输自身的数据信息解析：刷卡时线圈L产生感应电流，为电容C充电，因此IC卡不用电池，A错；仅当读卡机向外发射某一特定频率的电磁波时，才能使电容C达到一定电压，IC卡才能有效工作，B正确；当读卡机发射的电磁波的频率偏离特定频率，线圈中也会产生感应电流，只是不能使电容C达到一定的电压，只有当电容C达到一定电压后，才能驱动卡内芯片进行数据处理和传输，C、D错误5.如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽度为d，将一边长为l的正方形导线框以速度为v匀速地通过磁场区域，若dl，则线圈中不产生感应电流的时间应等于(C)A. B.C. D.解析：当线圈刚刚完全进入磁场时至线圈刚刚出磁场时，通过线圈
5、的磁通量不发生变化，线圈中不会产生感应电流二、多项选择题6如图所示，用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合，哪些组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生(图A、B、C中直导线都与圆形线圈在同一平面内，O点为线圈的圆心，图D中直导线与圆形线圈垂直，并与中心轴重合)(BC)解析：对图A而言，因为通电直导线位于环形导线所在平面内，且与直径重合，因此穿过圆环的磁通量为零，所以当切断导线中的电流时，磁通量在整个变化过程中必为零，所以闭合回路中不会有感应电流产生；对图B而言，因为磁通量为大小两个部分磁感线条数之差，当切断直导线中的电流时，磁通量为零，即此过程中磁通量有变化，故闭合回
6、路中会有感应电流产生；同理分析可得图C中也有感应电流产生；对图D而言，因为环形导线与直导线产生的磁场的磁感线平行，故磁通量为零当切断直导线中的电流时，磁通量在整个变化过程中皆为零，所以闭合回路中不会有感应电流产生，所以当切断直导线中的电流时，能产生感应电流的有B、C两种情况7如图所示，A、B两回路中各有一开关S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能的是(AD)A先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转BS1、S2闭合后，在断开S2的瞬间，电流计指针偏转C先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转DS1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，电流计指针偏转解
7、析：回路A中有电源，当S1闭合后，回路中有电流，在回路的周围产生磁场，回路B中有磁通量，在S1闭合或断开的瞬间，回路A中的电流从无到有或从有到无，电流周围的磁场发生变化，从而使穿过回路B的磁通量发生变化，产生感应电动势，此时若S2是闭合的，则回路B中有感应电流，电流计指针偏转所以选项A、D正确81823年，科拉顿做了这样一个实验，他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈，来观察在线圈中是否有电流产生在实验时，科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响，他通过很长的导线把连在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里他想，反正产生的电流应该是“稳定”的(当时科学界都认为利用磁场产生的电流应该是“稳定”
8、的)，插入磁铁后，如果有电流，跑到另一间房里观察也来得及就这样，科拉顿开始了实验然而，无论他跑得多快，他看到的电流计指针都是指在“0”刻度的位置，科拉顿失败了以下关于科拉顿实验的说法中正确的是(BCD)A实验中根本没有感应电流产生B实验中有感应电流产生C科拉顿的实验装置是完全正确的D科拉顿实验没有观察到感应电流是因为在插入磁铁的过程中会有感应电流产生，但当跑到另一间房观察时，电磁感应过程已经结束，不会看到电流计指针的偏转解析：感应电流是在磁通量变化的过程中产生的，这种变化一旦停止，感应电流也就不存在了三、非选择题9面积为S的矩形线框abcd处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框面成角(
9、如图)，当线框以ab为轴顺时针转90时，穿过abcd面的磁通量的变化量是多少？答案：BS(cossin)解析：开始时磁场与线框面成角，磁通量为1BSsin；线框面按题意方向转动时，磁通量减少，当转90时，磁通量变为“负”值，2BScos.可见，磁通量的变化量为|21|BScosBSsin|BS(cossin)10一个单匝矩形线圈abcd，边长ab30 cm，bc20 cm，如图所示放在Oxyz直角坐标系内，线圈平面垂直于Oxy平面，与Ox轴和Oy轴的夹角分别为30和60，匀强磁场的磁感应强度B102 T试计算：当磁场方向分别沿Ox，Oy，Oz方向时，穿过线圈的磁通量各为多少？答案：x3104
10、Wby3104 Wbz0解析：匀强磁场中穿过垂直于磁场方向、面积为S的平面的磁通量为BS，题中磁场沿Ox，Oy，Oz方向时，找出矩形线圈在垂直于磁场方向上的投影面积，就可直接用上述公式计算矩形线圈的面积Sabbc0.300.20 m26102 m2，它垂直于三条坐标轴上的投影面积的大小分别为SxScos6102 m23102 m2，SyScos6102 m23102 m2，Sz0.当磁感应强度B沿Ox方向时，穿过线圈的磁通量xBSx1023102 Wb3104 Wb.当磁感应强度B沿Oy方向时，穿过线圈的磁通量yBSy1023102 Wb3104 Wb.当磁感应强度B沿Oz方向时，穿过线圈的磁通量zBSz0.11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t0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t0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的关系式答案：B解析：要使MN棒中不产生感应电流，则闭合回路MNED中的磁通量必须保持不变否则一旦变化，则MN中就会产生感应电流BS，而整个过程中磁通量保持不变，则B0l2B(l2lvt)，解得：B.