物理选择性必修 第二册2.4 电磁感应的案例分析达标测试

【精编】第4节电磁感应的案例分析-1优质练习

一．填空题

1．在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图所示。它们是：①电流表；②直流电源；③带铁芯的线圈A；④线圈B；⑤开关；⑥滑动变阻器（用来控制电流以改变磁场强弱）。

(1)试按实验的要求在实物图上连接完整电路（图中已连好一根导线）；______

(2)若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上，而在开关刚刚闭合时电流表指针右偏，则开关闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，电流表指针将______（选填“左偏”．“右偏”或“不偏”）。

2．在研究电磁感应现象的实验中，所用器材如图所示：电流表，直流电源，带铁芯的线圈A（其上端有两个接线柱），线圈B（其上下各有一个接线柱），开关，滑动变阻器。

（1）按实验的要求在实物图上连线_________（图中已连好一根导线）；

（2）若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上，发现开关刚刚闭合时电流表指针右偏。则在不改动连接线的情况下，想让电流表指针向左偏，应如何操作？（至少写出两种方法）_________。

3．一水平放置的矩形线圈在条形磁铁S极附近下落，下落过程中，线圈平面保持水平，如图所示，位置Ⅰ和Ⅲ都靠近位置Ⅱ，则线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，线圈内________感应电流产生；线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ的过程中，线圈内________感应电流产生．(填“有”或“无”)

4．如图所示，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.02kg，在该平面上以v0=2m/s．与导线成60°角的初速度运动，其最终的运动状态是____________，环中最多能产生___________J的电能。

5．如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面向外，由于磁场发生变化，回路变为圆形，在此过程中，该磁场___________（选填“逐渐增强”或“逐渐减弱”），回路中感应电流的方向___________（选填“顺时针”或“逆时针”）。

6．如图所示，水平放置的长直导体框架宽L=0.5m，电阻R=0.4Ω，匀强磁场垂直框架平面方向向里且磁感应强度B=0.5T，导体棒AB可沿框架无摩擦滑动，当杆AB以速度v=8.0m/s向右运动时，导体棒AB上的感应电动势E=______V，回路中的感应电流I=______A，AB中的电流方向为_______（填“向上”或“向下”），为保证导体棒AB匀速运动的外力大小为________N。

7．均匀导线制成的单匝正方形闭合线框，每边长为L，总电阻为R，总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且边始终与水平的磁场边界平行。当边刚进入磁场时，则线框中产生的感应电流的方向为___________选填“顺时针”或“逆吋针”）；线框中产生的感应电流的大小为___________；两点间的电势差大小___________；

8．某同学在探究感应电流产生的条件时，设计了如下实验：如图所示，螺线管．滑动变阻器．光敏电阻（随光照强度增加电阻减小），电源．开关组成一个回路；放在螺线管内，与电流表组成一个闭合回路。然后进行如下的操作：

(1)用笔连线，补充完整实验电路___________。

(2)闭合开关瞬间，发现灵敏电流表指针向左偏转。

(3)闭合开关，中电流稳定后，将滑动变阻器滑片向右移动，发现灵敏电流表指针向___________偏转（填向“左”，“右”或“不”）

(4)开关闭合，中电流稳定后，保持滑动变阻器的阻值不变，用强光照射光敏电阻，发现灵敏电流表指针向___________偏转（填向“左”，“右”或“不”）

9．如图所示，甲．乙都是铝环，甲环是闭合的，乙环是断开的。横梁可以绕中间的支点转动。用磁铁的任一极去靠近铝环，发生的现象是

（1）__________，从上往下俯视，横梁逆时针转动；

（2）__________，从上往下俯视，横梁顺时针转动；

（3）__________，横梁不转动。

A．磁铁靠近甲环过程中

B．磁铁从甲环移开过程中

C．磁铁靠近乙环过程中

D．磁铁从乙环移开过程中

10．如图所示线圈A竖直放在绝缘的地面上，并与灵敏电流计G相连。电流计中若通过由到的电流时，指针向右偏转。则条形磁铁从线圈内拔出的过程中，请判断

(1)穿过线圈的磁通量将_____（选填“增大”．“减小”．“不变”）

(2)灵敏电流计的指针会向_____偏转（选填“左”．“右”）

(3)地面对线圈的支持力_____线圈的重力（选填“大于”．“小于”．“等于”）

11．我们可以通过以下实验，来探究产生感应电流的条件

(1)接好电路，合上开关瞬间，电流表指针___________（填“偏转”或“不偏转”）；

(2)电路稳定后，电流表指针___________（填“偏转”或“不偏转”）；迅速移动滑动变阻器的滑片，电流表指针___________（填“偏转”或“不偏转”）；

(3)根据以上实验可得：产生感应电流的条件___________。

12．将这只电流表接入图所示电路，在闭合开关S的瞬间，电流表指针向左偏，则电源的________端为正极（选填“A”．“B”）

13．如图为“研究电磁感应现象”的实验装置，电键闭合前小螺线管已插入到大螺线管中。

(1)将图中所缺的导线补接完整______；

(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏转一下，那么合上电键后将小螺线管迅速抽出时，灵敏电流计指针将向______（“左”或“右”）偏转；小螺线管插入大螺线管后，将滑动变阻器触头迅速向左移动时，灵敏电流计的指针将向______（“左”或“右”）偏转。

14．法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系，即∶变化的______．变化的______．运动的______．运动的______．在______中运动的导体。

15．在“研究磁通量变化时感应电流的方向”的实验中，应先观察电流从检流计接线柱进入情况与检流计的___________的对应关系，以便确定感应电流方向，进而确定感应电流产生的磁场的方向：下表为某同学记录的实验现象，有一组记录有误，请找出来并加以分析说明：___________。

16．如图所示,导线AB与CD互相平行,则在闭合开关S时导线CD中感应电流的方向为___________;在断开开关S时导线CD中感应电流的方向为__________.(填“由C到D”或“由D到C”)

17．某同学使用如图所示的三组器材探究电磁感应现象。

（1）在甲图中，闭合开关s后，将滑片P向右减速移动的过程中，线圈B中的磁通量______（选填“增大”或“减小”）。

（2）在乙图中，将如图所示条形磁铁向下插入线圈的过程中，感应电流从______（选填“正”或“负”）极接线柱流入电表。

（3）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈连接，如图丙所示．已知线圈由端开始绕至端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离时，指针向右偏转．俯视线圈，其绕向为_______（填：“顺时针”或“逆时针”）。

18．如图所示是探究电磁感应现象的装置。

（1）闭合开关。让导体AB沿水平方向左右运动。观察到灵敏电流计的指针偏转；若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动，则灵敏电流计的指针________（选填“偏转”或“不偏转”）。

（2）利用此装置。探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系，观察到的实验现象记录如下：

在上述四次实验中。比较________两次实验，可知感应电流方向与磁场方向有关；比较________两次实验，可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变。

（3）在探究中还发观，导体AB水平同左（或向右）缓慢运动时，灵敏电流汁的指针偏转角度较小；导体AB水平向左（或向右）快速运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，说明感应电流的大小与________有关。

参考答案与试题解析

1．【答案】    左偏   

【解析】

(1)[1]电路连接如下图

(2)[2]若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上，在开关刚刚闭合时线圈A中电流增大，线圈A产生的磁场增强，线圈B中的感应使电流表指针右偏；则开关闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，线圈A中的电流减小，线圈A的磁场减弱，则线圈B中的感应电流将反向，电流表指针将左偏。

2．【答案】    电键闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动，闭合电键后快速将线圈A中的铁芯向上拔出   

【解析】

(1)[1]将电源．电键．变阻器．原线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电流计与副线圈B串联成另一个回路，电路图如图所示

(2)[2] 电键闭合时，穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针右偏，这说明，穿过线圈B的磁通量增加时，电流计指针向右偏，磁通量减小时，电流计指针向左偏；由电路图可知，电键闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，通过线圈A的电流变小，电流产生的磁场减弱，穿过线圈B的磁通量减小，而磁场方向不变，因此电流计指针应向左偏转；同理，闭合电键后，快速将线圈A中的铁芯向上拔出，A周围磁场减弱，穿过线圈B的磁通量减小，而磁场方向不变，电流计指针也会向左偏转。

3．【答案】  有  有

【解析】【来源】人教版选修3-2第四章第1节 划时代的发现 习题3

如图所示，线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，穿过线圈的磁通量减小，则产生感应电流； 线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ的过程中，线圈内穿过的磁通量向上增加，则也会产生感应电流。

4．【答案】    (1). 匀速直线运动；    (2). 0.03；

【解析】金属环周围有环形的磁场，金属环向右运动，磁通量减小，根据“来拒去留”可知，所受的安培力与运动方向相反，使金属环在垂直导线方向做减速运动，当垂直导线方向的速度减为零，只剩沿导线方向的速度，然后磁通量不变，无感应电流，水平方向合力为零，故为匀速直线运动．
由题意知：沿导线方向分速度v1=v0？cos60°=2×=1m/s
根据动能定理解得：

代入数值解得：Q=-0.03J
故环中最多产生0.03J的电能；

5．【答案】     逐渐减弱     逆时针

【解析】

[1]匀强磁场垂直于软导线回路平面向外，由于磁场发生变化，回路变为圆形，说明受到安培力的方向向外，导线围成的面积扩大，由楞次定律可知，导线内的磁通量一定在减小，因为扩大面积可以阻碍磁通量的减小，所以该磁场在“逐渐减弱”。

[2]由楞次定律可知，原磁场方向向外，且逐渐减弱，回路中感应电流的磁场与原磁场方向相同，所以感应电流的方向是“逆时针”。

6．【答案】    ①. 2    ②. 5    ③. 向上    ④. 1.25

【解析】

【分析】

【详解】[1]当杆AB以速度v=8.0m/s向右运动时，导体棒AB上的感应电动势为

[2]据闭合电路欧姆定律可得，回路中的感应电流大小为

据右手定则可知，AB中的电流方向为向上。

[3]为保证导体棒AB匀速运动，外力应与安培力等大．反向，故外力大小为

7．【答案】逆时针           

【解析】【来源】安徽省宿州市十三所重点中学2020-2021学年高二（下）期中质量检测物理试题

[1]当边刚进入磁场时，线框中磁通量增加，根据楞次定律可知则线框中产生的感应电流的方向为逆时针。

[2]边刚进入磁场时，根据动能定理，有

根据法拉第电磁感应定律，有

根据闭合电路欧姆定律，有

联立，可得

[3]两点间的电势差大小为

8．【答案】    右    左   

【解析】

(1)[1]电路连线如图

(3)[2]闭合开关瞬间，灵敏电流表指针向左偏转，说明穿过线圈的磁通量增加时指针向左偏转。则闭合开关，中电流稳定后，将滑动变阻器滑片向右移动，则电阻变大，电流减小，穿过线圈的磁通量减小，则灵敏电流表指针向右偏转；

(4)[3]开关闭合，中电流稳定后，保持滑动变阻器的阻值不变，用强光照射光敏电阻，则电阻减小，电流变大，则穿过线圈的磁通量增加，则灵敏电流表指针向左偏转。

9．【答案】B    A    CD   

【解析】【来源】重庆市2019-2020学年高二（下）联考物理试题

【分析】

【详解】

（1）[1]磁铁从甲环移开过程中，发生电磁感应，有感应电流，阻碍相对运动，从上往下俯视，横梁逆时针转动，故选B；

（2）[2]磁铁靠近甲环过程中，发生电磁感应，有感应电流，有感应电流，阻碍相对运动，从上往下俯视，横梁顺时针转动，故选A；

（3）[3]磁铁相对于乙环运动过程中，由于乙环未闭合，没有感应电流，所以，横梁均不转动，故选CD。

10．【答案】减小    左    小于   

【解析】【来源】安徽省池州市东至二中2019-2020学年高二（下）6月物理试题

(1) [1]条形磁铁从线圈内拔出的过程中，穿过线圈的磁通量将减小；

(2) [2]条形磁铁从线圈内拔出的过程中，穿过线圈的磁通量将向下减小，根据楞次定律可知，线圈中感应电流磁场向下，可知线圈中产生从上到下的电流，则流过灵敏电流计的电流向上，指针会向左偏转；

(3)[3]根据“来拒去留”可知，磁铁对线圈有向上的作用力，则地面对线圈的支持力小于线圈的重力。

11．【答案】偏转    不偏转    偏转    闭合回路磁通量发生变化   

【解析】【来源】海南省三亚华侨学校（南新校区）2020-2021学年高二（下）开学考试物理试题

(1)[1]接好电路，合上开关瞬间，小螺线管电流增大，产生的磁场增大，则大螺线管磁通量变化，所以大螺线管中发生电磁感应，电流表指针偏转。

(2)[2]电路稳定后，小螺线管中磁场不变，大螺线管中磁通量不变，所以不产生感应电流，电流表指针不偏转。

[3]迅速移动滑动变阻器的滑片，小螺线管中电流变化，产生变化的磁场，则大螺线管磁通量变化，所以大螺线管中发生电磁感应，电流表指针偏转。

(3)[4]根据以上实验可得：产生感应电流的条件闭合回路磁通量发生变化。

12．【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】[1]电流表左偏则说明电流由左端流入，开关闭合说明电流增大，则由楞次定律可知，感应电流的磁场与原磁场方向相反，说明原磁场方向向下，由右手螺旋定则可知，电流由上端流入；故A端为正极；

13．【答案】    左偏    右偏   

【解析】【来源】2021届河北省唐山市英才国际学校高三（上）12月月考物理试题

(1)[1]将电源．电键．变阻器．小螺线管串联成一个回路，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)[2]闭合电键，磁通量增加，指针向右偏转，将原线圈迅速从副线圈抽出，磁通量减小，产生的感应电流与原电流的方向相反，所以则灵敏电流计的指针将左偏；

[3]小螺线管插入大螺线管后，将滑动变阻器触头迅速向左移动时，电阻减小，则电流增大，穿过副线圈的磁通量增大，则灵敏电流计指针向右偏。

14．【答案】电流    磁场    恒定电流    磁铁    磁场   

【解析】

[1][2][3][4][5]法拉第把引起电流的原因概括为五类，包括变化的电流．变化的磁场．运动的恒定电流．运动的磁铁．在磁场中运动的导体。

15．【答案】指针偏转方向    第4组记录有误，具体分析见解析   

【解析】【来源】上海市静安区新中高级中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题

[1]检流计指针的偏转方向反应了电流流过检流计的方向，所以应先确定二者的对应关系；

[2]由楞次定律可知，第2．3组实验中，线圈中的感应电流沿顺时针方向，检流计指针向右偏转；则感应电流沿逆时针方向时，检流计指针应向左偏转。第1组实验中感应电流沿逆时针方向，指针应向左偏转，记录与推断符合；第4组实验中感应电流也是沿逆时针方向，指针也应向左偏转，记录与推断不符，说明该组记录错误。

16．【答案】由D到C由C到D

【解析】

【详解】

在闭合开关S时，根据安培定则可知导线框CD所处的磁场方向垂直纸面向里，AB直导线中的电流增大，穿过线框CD的磁通量增大，根据楞次定律得：线框中感应电流方向为顺时针方向．则导线CD中有感应电流，其方向由D到C；

在断开开关S时，根据安培定则可知导线框CD所处的磁场方向垂直纸面向里，AB直导线中的电流减小，穿过线框CD的磁通量减小，根据楞次定律得到：线框中感应电流方向为逆时针方向．则导线CD中有感应电流，其方向由C到D．

【点睛】

本题考查安培定则．楞次定律综合应用的能力．安培定则可以用来判断通电导线产生的磁场方向，楞次定律用来判断线圈感应电流产生的磁场方向．

17．【答案】增大    负    逆时针   

【解析】

（1）[1]滑片P向右减速移动的过程中，电阻减小，电路中电流增大，线圈A产生的磁场增强，B中的磁通量增大。

（2）[2]条形磁铁向下插入线圈，线圈中的磁场方向向上，且磁通量增大，根据楞次定律的“增减反同”，线圈中的感应电流产生的磁场向下，根据安培定则和图中线圈的绕向可知线圈中感应电流从上端流入，下端流出，因此电流从负接线柱流入电表。

（3）[3]条形磁铁从图中位置向右远离L时，穿过L的磁通量向上且减小，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场向上，由安培定则可知，线圈中电流由b流向a，俯视线圈，其绕向为逆时针。

18．【答案】不偏转；①和②（或③和④）； ①和④（或②和③）；导体的运动快慢

【解析】

【详解】

(1)导体沿竖直方向运动，运动方向与磁场平行，故不切割磁感线，不会产生感应电流，指针不发生偏转。

(2)比较实验1和2(或3和4)可知：在导体切割磁感线运动方向一定时，改变磁场方向，感应电流的方向发生改变；比较实验1和4(或2和3)可知：在导体切割磁感线运动方向(或导体运动方向)和磁场方向同时改变，感应电流的方向不变。

(3)导体AB水平同左(或向右)缓慢运动时。灵敏电流汁的指针偏转角度较小；导体AB水平向左(或向右)快速运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，这说明电路中的电流变大，所以可以看出感应电流的大小与导体的运动快慢有关。