专题3 磁通量的变化量和变化率问题 2020-2021高二物理下学期期末专题复习训练（人教版选修3-2）

专题3 磁通量的变化量和变化率问题 一、单选题 1．照片中的情景发生在义亭中学的创新实验室。当实验老师从液氮中取出一块“亿钡铜氧”合金并将它靠近一块永磁体时，合金块能悬浮在磁体的上方；老师又从液氮中取出一块外形相似、质量更小的铝块并将它靠近同一块永磁体时，“悬浮”却没有发生。造成这一区别的主要原因是（　　） A．“亿钡铜氧”合金在液氮温度下电阻几乎为零 B．质量更小的铝块靠近永磁体时内部不会形成电流 C．穿过“亿钡铜氧”合金的磁通量更大 D．穿过“亿钡铜氧”合金的磁通量变化得更快 【答案】A 【解析】A．“亿钡铜氧”合金在液氮温度下，已经转变为超导态的超导体电阻几乎为零，由于完全抗磁性能够悬浮在磁体的上方，故A正确； B．质量更小的铝块靠近永磁体的过程中，磁通量发生变化，会有电流，故B错误； CD．“亿钡铜氧”合金在液氮温度下，已经转变为超导体，由于超导体具有完全抗磁性，其内部的总磁场强度保持为0，故CD错误。 故选A。 2．下列选项中，属于磁通量变化率的单位的是（　　） A．Wb B．T C．T/s D．V 【答案】D 【解析】磁通量的变化率是 其单位是 故选D。 3．一个面积m2、匝数n=100的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列判断正确的是（　　） A．在开始的2s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零 B．在开始的2s内穿过线圈的磁通量变化率等于 C．在开始的2s内线圈中产生的感应电动势等于8V D．在第3s末线圈中的感应电动势等于零 【答案】C 【解析】A．开始的2s内穿过线圈的磁通量的变化量 A错误； B．在开始的2s内穿过线圈的磁通量的变化率 B错误； C．根据法拉第电磁感应定律得 C正确； D．由图看出，第3s末线圈中的磁通量为零，但磁通量的变化率不为零，感应电动势也不等于零，D错误。 故选C。 4．如图甲所示，矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在的平面垂直，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，规定垂直于纸面向里为磁场正方向，顺时针方向为感应电流i正方向，水平向右为ad边所受安培力F的正方向，则如图所示的图象中正确的是（　　） A．B．C．D． 【答案】B 【解析】AB．线圈中的感应电流决定于磁感应强度B随t的变化率。由图可知，0~1s时间内，B增大，Φ增大，感应磁场与原磁场方向相反（感应磁场的磁感应强度的方向向外），由右手定则感应电流是逆时针的，因而是负值，由磁场均匀变化，所以产生的感应电流恒定，同理可分析1~3s 和3~4s ，A错误，B正确； CD．0~1s时间内，ad边感应电流是向下的，ad边所受的安培力F=BIL，根据左手定则得安培力方向向右为正值，由于B随时间均匀增大，I不变，所以安培力F随时间t均匀增大，同理分析1~3s 和3~4s ，CD错误。 故选B。 5．手机无线充电功能的应用为人们提供更大的便利。图甲为其充电原理的示意图，充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的励磁线圈可产生交变磁场，从而使手机内的感应线圈中产生感应电流。当充电板内的励磁线圈通入如图乙所示的交变电流时（电流由a流入时的方向为正），不考虑感应线圈的自感，下列说法中正确的是（　　） A．感应线圈和励磁线圈的电磁作用力一定是斥力 B．若只减小励磁线圈中交流电的周期，感应线圈中产生的交流电的有效值减小 C．t2时刻，感应线圈中感应电流的瞬时值最大 D．t3时刻，感应线圈和励磁线圈的电磁作用力最大 【答案】C 【解析】A.当穿过感应线圈中的磁通量减小时，根据楞次定律可知，感应线圈中的感应电流会阻碍其磁通量减小，会使感应线圈有靠近励磁线圈的趋势，此时二者之间的电磁作用力为引力，故A错误； B.正弦交流电的有效值只与最大值有关，所以若只减小励磁线圈中交流电的周期，感应线圈中产生的交流电的有效值不变，故B错误； C.t2时刻，励磁线圈的电流变化率最大，产生磁场的变化率最大，所以感应线圈中的磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律可知此时感应线圈中感应电流的瞬时值最大，故C正确； D.t3时刻，励磁线圈的电流变化率为零，感应线圈中的磁通量变化率为零，产生感应电流的瞬时值为零，感应线圈和励磁线圈的电磁作用力为零，故D错误。 故选C。 6．如图1所示，水平地面上有一边长为L的正方形ABCD区域，其下方埋有与地面平行的金属管线。为探测地下金属管线的位置、走向和埋覆深度，先让金属管线载有电流，然后用闭合的试探小线圈P在地面探测。如图2所示，将暴露于地面的金属管接头接到电源的一端，将接地棒接到电源的另一端，这样金属管线中就有沿管线方向的电流。使线圈P在直线AC上的不同位置保持静止（线圈平面与地面平行），线圈中没有感应电流。将线圈P静置于B处，当线圈平面与地面平行时，