【物理】2020届信阳一高一轮复习人教新课标版选修3-24-2探究感应电流产生的条件限时过关练（解析版)

【物理】2020届信阳一高一轮复习人教新课标版选修3-24-2探究感应电流产生的条件限时过关练（解析版)

信阳一高2020年高考物理一轮复习限时过关练：选修3-24.2探究感应电流产生的条件（解析版)‎ ‎1．转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动，如图所示，转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设某转笔高手能让笔绕其手指上的某一点O做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是（ ）‎ A.笔杆上的点离O点越近的，做圆周运动的向心加速度越大 B.笔杆上的各点做圆周运动的力是由向心力提供的 C.笔尖上的小钢珠在快速的转动随笔一起做离心运动 D.若该同学使用的是金属笔杆，且考虑地磁场的影响，金属笔杆两端可能会形成电势差 ‎2．下列说法中，正确的是（ ）‎ A.电场中电场强度越大的地方，电势就越高；‎ B.磁感应强度的方向与磁场中通电直导线所受安培力方向相同；‎ C.由定义式B=F/IL可知，电流I越大，导线长度L越长，则某处的磁感应强度越小；‎ D.当穿过线图的磁通量为零时，线圈中仍可能产生感应电动势。‎ ‎3．一同学在做“研究感应电流的产生条件”的实验时，用电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及开关组成下图电路。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，该同学发现：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。当开关闭合时，以下说法正确的是______。‎ A.将滑动变阻器的滑片P向左匀速滑动过程中，电流计指针静止在中央零刻度 B.将滑动变阻器的滑片P向左减速滑动，电流计指针向右偏转 C.将线圈A向上抽出B线圈的过程中，电流计指针向左偏转 D.将线圈A内铁芯抽出过程中，电流计指针向右偏转 ‎4．在如图所示的有界匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场方向垂直。线圈按下列哪种方式运动时会有感应电流产生 A.线圈在磁场内沿纸面向上平移 B.线圈在磁场内沿纸面向下平移 C.线圈垂直纸面向外平移 D.将线圈沿纸面向右拉出磁场 ‎5．下列设备或电器中，利用电磁感应原理工作的是(　　)‎ A．发电机 B．白炽灯 C．电动机 D．电吹风 ‎6．如图所示，一个矩形线圈abcd放在垂直于纸面向外的匀强磁场中，O1O2是线圈的对称轴。线圈在下列各种运动中，整个线圈始终处于磁场之内，能使线圈中产生感应电流的是( )‎ A．沿纸面向左移动 B．沿纸面向上移动 C．垂直纸面向里移动 D．以O1O2为轴转动 ‎7．下列说法正确的是（ ）‎ A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，就有感应电流产生，与线圈是否闭合无关 B．只要闭合导体运动，导线中就一定有感应电流 C．闭合电路的导体，不做切割磁感线的运动时，线圈中一定没有感应电流 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 ‎8．关于感应电流的产生，下列说法中正确的是（ ）‎ A．导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流 B．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流 C．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流 D．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流 ‎9．如图所示，正方形线圈abcd放在匀强磁场中，下列能使线圈中产生感应电流的是（　　）‎ A．在磁场中向上平动 B．向纸外平动 C．以ad边为轴，向纸外转动 D．以中心O为轴，在纸面内转动 ‎10．如图为研究电磁感应现象的实验装置。下列哪种情况电流表指针会偏转 A.闭合开关的瞬间 B.闭合开关后，电路中电流稳定时 C.闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片时 D.闭合开关后，把线圈A从线圈B中拉出时 ‎11．如图所示，面积为0．‎2m2‎的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=（2+0．2t）T，定值电阻R1=6Ω，线圈电阻R2=4Ω，求：‎ ‎（1）回路中的感应电动势大小；‎ ‎（2）回路中电流的大小和方向；‎ ‎（3）a、b两点间的电势差．‎ ‎12．金属杆ab放在固定的光滑的水平金属导轨上，与导轨组成闭合矩形电路，长L1＝‎0.8m，宽L2=‎0.5m，回路总电阻为R=0.2Ω，处在竖直方向的磁场中，金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量M=‎0.04kg的木块，磁感应强度从B=1T开始随时间均匀增强，5s末木块将离开水平面，不计一切摩擦，g取‎10m/s2，求前5s内回路中的电流。‎ ‎ 参考答案 ‎1．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．由向心加速度公式an=ω2R，笔杆上的点离O点越近的，做圆周运动的向心加速度越小，故A错误；‎ B．杆上的各点做圆周运动的向心力是由杆的弹力提供的，故B错误；‎ C．当转速过大时，当提供的向心力小于需要向心力，出现笔尖上的小钢珠有可能做离心运动被甩走，故C错误；‎ D．当金属笔杆转动时，切割地磁场，从而产生感应电动势，金属笔杆两端 可能会形成电势差，故D正确；‎ ‎2．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．电场中电场强度越大的地，电势不一定越高，例如距离负点电荷越近的位置场强越大，但是电势越低，选项A错误；‎ B．磁感应强度的方向与磁场中通电直导线所受安培力方向垂直，选项B错误；‎ C．磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的，与导体中通过的电流以及所受的安培力无关，选项C错误； ‎ D．当穿过线图的磁通量为零时，线圈中磁通量的变化率不一定为零，即线圈中仍可能产生感应电动势，选项D正确。‎ ‎3．C ‎【解析】‎ ‎【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，则其磁场增强，此时线圈B中产生的电流使指针向右偏转，由此可知，当B中的磁通量增大时，电流计指向右偏； AB．不论滑动变阻器的滑片P是匀速，还是变速向左滑动，穿过线圈B的磁通量变小，则会产生感应电流，指针将会向左偏转，故AB错误； C．将线圈A向上抽出B线圈的过程中，穿过线圈B的磁通量变小，则电流计指针向左偏转，故C正确； D．线圈A中铁芯向上拔出时，穿过线圈B的磁通量减少，电流计指针向左偏转，故D错误。‎ ‎4．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．线圈在磁场内沿纸面向上平移时，穿过线圈的磁通量不变，则不能产生感应电流，选项A错误；‎ B．线圈在磁场内沿纸面向下平移时，穿过线圈的磁通量不变，则不能产生感应电流，选项B错误；‎ C．线圈垂直纸面向外平移时，穿过线圈的磁通量不变，则不能产生感应电流，选项C错误；‎ D．将线圈沿纸面向右拉出磁场时，穿过线圈的磁通量减小，则能产生感应电流，选项D正确。‎ ‎5．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.发电机是线圈在磁场中运动，产生电流，利用电磁感应原理，故A正确；‎ B.白炽灯是将电能转化为热能后一部分热能转化为光能的设备，即是消耗电能的电热装置，故B错误；‎ C.电动机是线圈通电后受力转动，不是利用电磁感应现象原理，故C错误；‎ D.电吹风是将电能转化为热能和机械能，与电磁感应无关，故D错误。‎ ‎6．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A. 沿纸面向左移动时，穿过线圈的磁通量没有发生变化，不会产生感应电流，故A错误；‎ B. 沿纸面向上移动，穿过线圈的磁通量没有发生变化，不会产生感应电流，故B错误；‎ C. 垂直纸面向里移动，穿过线圈的磁通量没有发生变化，不会产生感应电流，故C错误；‎ D. 以O1O2为轴转动，穿过线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，故D正确。‎ ‎7．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.只有当线圈闭合，且穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中才有感应电流；若线圈不闭合，则没有感应电流；故A错误。‎ B. 闭合电路整体在磁场中作切割磁感线运动，而闭合电路中磁通量却没有变化，则闭合电路中就没有感应电流，故B错误； ‎ C.闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，若穿过闭合电路的磁感线的条数发生变化，该电路中也能产生感应电流，故C错误； ‎ D. 根据感应电流产生的条件可知，当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，该电路中一定有感应电流。故D正确。‎ ‎8．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.导体相对磁场运动，若没有切割磁感线，则导体内不会产生感应电流，故选项A不符合题意；‎ B.导体做切割磁感线运动时，能产生感应电动势，若导体所在电路不闭合，则导体中就没有感应电流，故选项B不符合题意；‎ C.穿过闭合电路的磁通量发生变化，则闭合电路中就有感应电流，故选项C符合题意；‎ D.导体做切割磁感线运动，不一定有感应电流产生，只有当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时才有感应电流产生，故选项D不符合题意。‎ ‎9．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB．由于磁场是匀强磁场，把线圈沿纸面向右拉动，或向下拉动，或垂直纸面向外运动，其磁通量均不变化，均无感应电流产生，故A错误，B错误； ‎ C．当以ad为轴转动线圈时，其磁通量发生变化，故有感应电流产生，故C正确； ‎ D．以中心O为轴，在纸面内转动时，线圈内的磁通量不变，没有感应电流产生，故D错误。‎ ‎10．ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．闭合开关的瞬间，通过副线圈B的磁通量增加，副线圈B产生感应电流，电流表指针会偏转；故A正确。‎ B．闭合开关后，电路中电流稳定时，通过副线圈B的磁通量不变，不产生感应电流，电流表指针不偏转；故B错误。‎ C．闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片时，原线圈A中电流变化，穿过副线圈B的磁通量发生变化，副线圈B产生感应电流，电流表指针会偏转；故C正确。‎ D．闭合开关后，把线圈A从线圈B中拉出时，通过副线圈B的磁通量发生变化，副线圈B产生感应电流，电流表指针会偏转；故D正确。‎ ‎11．（1）4V （2）0．‎4A; 逆时针方向；（3）2．4V ‎【解析】(1)根据题意磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+0.3t)T,则 由法拉第电磁感应定律 ‎(2)因为磁感应强度均匀增大，磁通量均匀增大，根据楞次定律，回路感应电流逆时针方向，通过的电流方向由下向上 通过的电流大小 ‎(3)a、b两点间的电压即电源的路端电压 ‎【点睛】考查楞次定律来判定感应电流方向，由法拉第电磁感应定律来求出感应电动势大小．当然本题还可求出电路的电流大小，及电阻消耗的功率．同时磁通量变化的线圈相当于电源.‎ ‎12．‎‎0.2A ‎【解析】‎ 试题分析：磁场方向与线圈垂直，磁感应强度从B=1T开始随时间均匀增强时，线圈中产生的感应电动势和电流保持不变，根据法拉第电磁感应定律得出感应电动势与时间的关系．5s末木块将离开水平面时，安培力大小等于木块的重力，求出电流．‎ 解：据题，磁感应强度从B=1T开始随时间均匀增强，则磁场的磁感应强度有：‎ Bt=B+kt，B=1T．‎ 根据法拉第电磁感应定律得回路中感应电动势为：‎ E==S=kS 则感应电流为：‎ I===‎ 杆受到的安培力大小为：‎ F=BtIl2=（B+kt）Il2‎ 由题，5s末木块将离开水平面时，由F=Mg得：‎ ‎（B+kt）l2=Mg 其中B=1T，t=5s，R=0.2Ω，l1=‎0.8m，l2=‎0.5m，M=‎‎0.04kg 代入解得：k=0.2T/s或k=﹣0.4T/s，若k为负值时，ab杆向右运动，重物不可能被提起，则舍去．‎ 将k=0.2T/s代入I=‎ 解得：I=‎0.4A．‎ 答：回路中的电流为‎0.4A．‎ ‎【点评】本题是电磁感应与力学的综合，安培力的分析与计算是关键．当回路中磁通量均匀变化时，感应电动势和电流恒定．‎