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1、課時(shí)分層作業(yè)(七) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)
[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]
(15分鐘 50分)
一、選擇題(本題共6小題,每小題7分)
1.(多選)關(guān)于感應(yīng)電流,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.只要閉合電路內(nèi)有磁通量,閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生
B.穿過(guò)螺線(xiàn)管的磁通量發(fā)生變化時(shí),螺線(xiàn)管內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生
C.線(xiàn)框不閉合時(shí),即使穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量發(fā)生變化,線(xiàn)圈中也沒(méi)有感應(yīng)電流
D.只要閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng),電路中就一定有感應(yīng)電流
CD [產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,所以A錯(cuò)誤,C、D正確;B中線(xiàn)圈不一定閉合,故B錯(cuò)誤.]
2.(多選)如圖2-1-12
2、所示,線(xiàn)圈M和線(xiàn)圈P繞在同一鐵芯上,則( )
【導(dǎo)學(xué)號(hào):71082046】
圖2-1-12
A.當(dāng)合上開(kāi)關(guān)S的瞬間,線(xiàn)圈P中沒(méi)有感應(yīng)電流
B.當(dāng)合上開(kāi)關(guān)S的瞬間,線(xiàn)圈P中有感應(yīng)電流
C.當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間,線(xiàn)圈P中沒(méi)有感應(yīng)電流
D.當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間,線(xiàn)圈P中有感應(yīng)電流
BD [閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間,線(xiàn)圈M中有電流通過(guò),電流產(chǎn)生磁場(chǎng),穿過(guò)線(xiàn)圈P的磁通量增大,線(xiàn)圈P中產(chǎn)生感應(yīng)電流.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間,線(xiàn)圈M中電流消失,電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)消失,穿過(guò)線(xiàn)圈P的磁通量減小,線(xiàn)圈P中產(chǎn)生感應(yīng)電流.]
3.我國(guó)已經(jīng)制定了登月計(jì)劃.假如宇航員登月后想探測(cè)一下月球表面是否有磁場(chǎng),他手邊有一只靈敏電
3、流表和一個(gè)小線(xiàn)圈,則下列推斷正確的是( )
A.直接將電流表放于月球表面,看是否有示數(shù)來(lái)判斷磁場(chǎng)的有無(wú)
B.將電流表與線(xiàn)圈組成閉合回路,使線(xiàn)圈沿某一方向運(yùn)動(dòng),如電流表無(wú)示數(shù),則可判斷月球表面無(wú)磁場(chǎng)
C.將電流表與線(xiàn)圈組成閉合回路,使線(xiàn)圈沿某一方向運(yùn)動(dòng),如電流表有示數(shù),則可判斷月球表面有磁場(chǎng)
D.將電流表與線(xiàn)圈組成閉合回路,使線(xiàn)圈在某一平面內(nèi)沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng),如電流表無(wú)示數(shù),則可判斷月球表面無(wú)磁場(chǎng)
C [電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件是:穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生改變時(shí),回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,所以選項(xiàng)A中,即使有一個(gè)恒定的磁場(chǎng),也不會(huì)有示數(shù),所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;同理如果將電流表與線(xiàn)圈組成回路,使線(xiàn)圈
4、沿某一方向運(yùn)動(dòng),如電流表無(wú)示數(shù),也不能判斷有沒(méi)有磁場(chǎng),因?yàn)榇磐靠赡懿蛔?,所以選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;但是有示數(shù)則說(shuō)明一定是有磁場(chǎng)的,所以選項(xiàng)C正確.]
4.如圖2-1-13所示,ab是水平面上一個(gè)圓的直徑,在過(guò)ab的豎直平面內(nèi)有一根通電導(dǎo)線(xiàn)ef.已知ef平行于ab,當(dāng)ef豎直向上平移時(shí),電流磁場(chǎng)穿過(guò)圓周面積的磁通量將( )
圖2-1-13
A.逐漸增大
B.逐漸減小
C.始終為零
D.不為零,但保持不變
C [利用安培定則判斷直線(xiàn)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng),作俯視圖如圖所示,考慮到磁場(chǎng)具有對(duì)稱(chēng)性,可知穿過(guò)線(xiàn)圈的磁感線(xiàn)條數(shù)與穿出線(xiàn)圈的磁感線(xiàn)條數(shù)是相等的.故選C.]
5.如圖2-1-14所示,
5、通電直導(dǎo)線(xiàn)垂直穿過(guò)閉合圓形線(xiàn)圈的中心,下列哪個(gè)說(shuō)法正確( )
圖2-1-14
A.當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中電流增大時(shí),線(xiàn)圈中有感應(yīng)電流
B.當(dāng)線(xiàn)圈在垂直于導(dǎo)線(xiàn)的平面內(nèi)左右平動(dòng)時(shí),線(xiàn)圈中有感應(yīng)電流
C.當(dāng)線(xiàn)圈上下平動(dòng)時(shí),線(xiàn)圈中有感應(yīng)電流
D.以上各種情況下,線(xiàn)圈中都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
D [圓形線(xiàn)圈處在直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)中,而直線(xiàn)電流磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)是一些以導(dǎo)線(xiàn)上各點(diǎn)為圓心的同心圓,這些同心圓都在與導(dǎo)線(xiàn)垂直的平面上.因此,不論導(dǎo)線(xiàn)中的電流大小如何變化,穿過(guò)圓形線(xiàn)圈的磁通量始終為零,即穿過(guò)圓形線(xiàn)圈的磁通量不變,所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤.當(dāng)線(xiàn)圈左右平動(dòng)或上下平動(dòng)時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量同樣始終為零,即穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量不變
6、,所以B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤,D選項(xiàng)正確.]
6.(多選)圖2-1-15是觀(guān)察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置,閉合開(kāi)關(guān),要使靈敏電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),可采取的措施有( )
圖2-1-15
A.將線(xiàn)圈M快速插入線(xiàn)圈N中
B.將線(xiàn)圈M快速?gòu)木€(xiàn)圈N中抽出
C.快速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片
D.將線(xiàn)圈M靜置于線(xiàn)圈N中
ABC [要使靈敏電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),應(yīng)使線(xiàn)圈N的磁通量發(fā)生變化,這時(shí)可通過(guò)上下移動(dòng)線(xiàn)圈M,或線(xiàn)圈M不動(dòng)而快速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,故A、B、C均正確.]
二、非選擇題(8分)
7.如圖2-1-16所示,環(huán)形金屬軟彈簧套在條形磁鐵的中心位置,若沿其半徑向外拉彈簧,使其面積增大,則穿過(guò)彈
7、簧的磁通量將如何變化?
【導(dǎo)學(xué)號(hào):71082047】
圖2-1-16
[解析] 注意彈簧面所在處存在兩個(gè)方向的磁場(chǎng),即磁鐵的內(nèi)磁場(chǎng)和外磁場(chǎng),它們各自產(chǎn)生正負(fù)不同的磁通量,總的磁通量等于兩者絕對(duì)值之差,當(dāng)拉大彈簧面積時(shí),內(nèi)磁場(chǎng)的磁通量不變,而外磁場(chǎng)的磁通量卻增大(穿過(guò)磁鐵與彈簧間磁感線(xiàn)條數(shù)增多),故Φ=|Φ內(nèi)|-|Φ外|應(yīng)減?。?
[答案] 磁通量減小
[能力提升練]
(25分鐘 50分)
一、選擇題(本題共4小題,每小題7分)
1.如圖2-1-17所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的“U”形導(dǎo)軌上,有兩根等長(zhǎng)的平行導(dǎo)線(xiàn)ab和cd,它們以相同的速度v勻速向右滑動(dòng).為使ab中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,對(duì)
8、開(kāi)關(guān)S來(lái)說(shuō)( )
圖2-1-17
A.打開(kāi)和閉合都可以
B.應(yīng)打開(kāi)
C.打開(kāi)和閉合都不行
D.應(yīng)閉合
D [若開(kāi)關(guān)打開(kāi),導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),閉合電路abdc中磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流;若開(kāi)關(guān)閉合,導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),閉合電路abNM中磁通量變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以應(yīng)選D.]
2.如圖2-1-18所示,條形磁鐵的上方放置一矩形線(xiàn)框,線(xiàn)框平面水平且與條形磁鐵平行,則線(xiàn)框在由N端勻速平移到S端的過(guò)程中,線(xiàn)框中的感應(yīng)電流的情況是( )
圖2-1-18
A.線(xiàn)框中始終無(wú)感應(yīng)電流
B.線(xiàn)框中始終有感應(yīng)電流
C.線(xiàn)框中開(kāi)始有感應(yīng)電流,當(dāng)線(xiàn)框運(yùn)動(dòng)到磁鐵中部上方時(shí)無(wú)感應(yīng)電流,以后又有了感應(yīng)電
9、流
D.線(xiàn)框中開(kāi)始無(wú)感應(yīng)電流,當(dāng)線(xiàn)框運(yùn)動(dòng)到磁鐵中部上方時(shí)有感應(yīng)電流,以后又沒(méi)有感應(yīng)電流
B [勻速平移過(guò)程中,穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量始終在變化.]
3.如圖2-1-19所示,導(dǎo)線(xiàn)ab和cd互相平行,則下列四種情況下導(dǎo)線(xiàn)cd中無(wú)電流的是( )
圖2-1-19
A.開(kāi)關(guān)S閉合或斷開(kāi)的瞬間
B.開(kāi)關(guān)S是閉合的,但滑動(dòng)觸頭向左滑
C.開(kāi)關(guān)S是閉合的,但滑動(dòng)觸頭向右滑
D.開(kāi)關(guān)S始終閉合,不滑動(dòng)觸頭
D [開(kāi)關(guān)S閉合或斷開(kāi)的瞬間以及S閉合后滑動(dòng)觸頭左右滑動(dòng)時(shí),都能使導(dǎo)線(xiàn)ab中的電流發(fā)生變化,穿過(guò)上面閉合線(xiàn)圈的磁通量發(fā)生變化,cd中就會(huì)有電流產(chǎn)生,故正確選項(xiàng)為D.]
4.(多選)如圖2
10、-1-20所示,矩形線(xiàn)框abcd與磁場(chǎng)方向垂直,且一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi),另一半在磁場(chǎng)外.要使線(xiàn)框中產(chǎn)生感應(yīng)電流,下列方法中可行的是( )
圖2-1-20
A.以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)
B.以中心線(xiàn)OO′為軸轉(zhuǎn)動(dòng)
C.以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°)
D.以cd邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°)
ABC [當(dāng)線(xiàn)框以ad邊為軸或以中心線(xiàn)OO′為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),在磁場(chǎng)中的投影面積S在變化,因而有磁通量Φ的變化,有感應(yīng)電流的產(chǎn)生,選項(xiàng)A、B是可行的.當(dāng)線(xiàn)框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°)時(shí),在磁場(chǎng)中的投影面積S減小,因而磁通量Φ減小,也有感應(yīng)電流,選項(xiàng)C是可行的.當(dāng)線(xiàn)框以cd邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°)時(shí),雖然整個(gè)線(xiàn)框
11、在垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向上的投影面積減小,但在磁場(chǎng)內(nèi)的那部分投影面積并未改變,據(jù)公式Φ=B·S,穿過(guò)線(xiàn)框平面的磁通量不變,無(wú)感應(yīng)電流.因此,選項(xiàng)A、B、C是可行的.]
二、非選擇題(本題共2小題,共22分)
5.(10分)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾葹閐,一正方形線(xiàn)框abcd的邊長(zhǎng)為l,且l>d,線(xiàn)框以速度v通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,如圖2-1-21所示,從線(xiàn)框進(jìn)入到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi),求線(xiàn)框中沒(méi)有感應(yīng)電流的時(shí)間.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):71082048】
圖2-1-21
[解析] 如圖所示為線(xiàn)框穿過(guò)磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程,
線(xiàn)圈勻速通過(guò)此過(guò)程持續(xù)的時(shí)間
t1=
12、 ①
線(xiàn)框在運(yùn)動(dòng)中只有bc邊切割磁感線(xiàn)(ad邊未進(jìn)入磁場(chǎng))和ad邊切割磁感線(xiàn)(bc邊已出磁場(chǎng))時(shí)才產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以有感應(yīng)電流的時(shí)間為
t2= ②
線(xiàn)框中沒(méi)有感應(yīng)電流的時(shí)間為t=t1-t2 ③
解①②③得t=.
[答案]
6.(12分)如圖2-1-22所示,有一個(gè)垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),B=0.8 T,磁場(chǎng)有明顯的圓形邊界,圓心為O,半徑為1 cm.現(xiàn)于紙面內(nèi)先后
13、放上與磁場(chǎng)垂直的圓線(xiàn)圈,圓心均在O處,A線(xiàn)圈半徑為1 cm,10匝;B線(xiàn)圈半徑為2 cm,1匝;C線(xiàn)圈半徑為0.5 cm,1匝.問(wèn):
圖2-1-22
(1)在B減為0.4 T的過(guò)程中,線(xiàn)圈A和B磁通量改變多少?
(2)在磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)30°角的過(guò)程中,C中磁通量改變多少?
[解析] (1)對(duì)A線(xiàn)圈,Φ1=B1πr,Φ2=B2πr.
磁通量改變量:ΔΦ=|Φ2-Φ1|=(0.8-0.4)×3.14×10-4 Wb=1.256×10-4 Wb
對(duì)B線(xiàn)圈,Φ1=B1πr,Φ2=B2πr,磁通量改變量
ΔΦ=|Φ2-Φ1|=(0.8-0.4)×3.14×10-4 Wb
=1.256×10-4 Wb.
(2)對(duì)C線(xiàn)圈:Φ1=Bπr,磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)30°,線(xiàn)圈仍全部處于磁場(chǎng)中,線(xiàn)圈面積在垂直磁場(chǎng)方向的投影為πrcos 30°,則Φ2=Bπrcos 30°.磁通量改變量:
ΔΦ=|Φ2-Φ1|=Bπr(1-cos 30°)
=0.8×3.14×(5×10-3)2×(1-0.866)Wb
=8.4×10-6 Wb.
[答案] (1)1.256×10-4 Wb 1.256×10-4 Wb
(2)8.4×10-6 Wb
6