2019-2020版高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 1-2 電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn) 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件講義+精練(含解析)教科版選修3-2

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1、電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn) 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 [學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求]  物理觀念:能夠從分析歸納感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的過程中,加深對(duì)磁通量的概念及其變化的理解,形成“磁生電”的認(rèn)識(shí). 科學(xué)探究:1.了解探究感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的實(shí)驗(yàn)方法.2.經(jīng)歷探究過程,綜合信息得出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件. 科學(xué)思維:從有序設(shè)計(jì)的系列遞進(jìn)實(shí)驗(yàn),用歸納思想得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的一般性條件,并會(huì)判斷分析具體實(shí)例. 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:了解人類探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程,體會(huì)并培養(yǎng)探究自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神. 一、奧斯特實(shí)驗(yàn)的啟迪 1820年,奧斯特從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng). 二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 1831年,英國(guó)物

2、理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了“磁生電”現(xiàn)象,他把這種現(xiàn)象命名為電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流. 三、感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),這個(gè)閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生. 1.判斷下列說法的正誤. (1)若把導(dǎo)線東西放置,當(dāng)接通電源時(shí),導(dǎo)線下面的小磁針一定會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng).( × ) (2)奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng);法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象.( √ ) (3)小磁針在通電導(dǎo)線附近發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象.( × ) (4)通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象是電流的磁效應(yīng).( × ) 2.如圖1所示,條形磁鐵A沿豎直方向插入線圈B的過程中,電流表G的指針________(填“不偏轉(zhuǎn)

3、”或“偏轉(zhuǎn)”);若條形磁鐵A在線圈B中保持不動(dòng),電流表G的指針________(填“不偏轉(zhuǎn)”或“偏轉(zhuǎn)”). 圖1 答案 偏轉(zhuǎn) 不偏轉(zhuǎn) 一、磁通量及其變化 如圖所示,閉合導(dǎo)線框架的面積為S,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B. (1)分別求出B⊥S(圖示位置)和B∥S(線框繞OO′轉(zhuǎn)過90°)時(shí),穿過閉合導(dǎo)線框架平面的磁通量. (2)由圖示位置繞OO′轉(zhuǎn)過60°時(shí),穿過框架平面的磁通量為多少?這個(gè)過程中磁通量變化了多少? 答案 (1)BS 0 (2)BS 減少了BS 1.對(duì)磁通量的理解 (1)磁通量表示穿過某一面積的磁感線條數(shù)的多少,與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān). (2)磁通量是

4、標(biāo)量,但有正、負(fù),其正、負(fù)分別表示與規(guī)定的穿入方向相同、相反. 2.勻強(qiáng)磁場(chǎng)中磁通量的計(jì)算 (1)B與S垂直時(shí),Φ=BS. (2)B與S不垂直時(shí),Φ=BS⊥(S⊥為線圈在垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積)或Φ=B⊥S(B⊥為B垂直于線圈平面的分量).如圖2所示,Φ=BSsin θ. 圖2 3.磁通量的變化 大致可分為以下幾種情況: (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,有效面積S發(fā)生變化.如圖3(a)所示. (2)有效面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化.如圖(b)所示. (3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和有效面積S都不變,它們之間的夾角發(fā)生變化.如圖(c)所示. 圖3 例1 如圖4所示,有一垂直紙面向

5、里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場(chǎng)有明顯的圓形邊界,圓心為O,半徑為r.現(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上圓線圈A、B、C,圓心均處于O處,線圈A的半徑為r,10匝;線圈B的半徑為2r,1匝;線圈C的半徑為,1匝. 圖4 (1)在B減為的過程中,線圈A和線圈B中的磁通量變化了多少? (2)在磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過90°角的過程中,線圈C中的磁通量變化了多少?轉(zhuǎn)過180°角呢? 答案 (1)A、B線圈中的磁通量均減少了 (2)減少了Bπr2 減少了Bπr2 解析 (1)A、B線圈中的磁通量始終一樣,故它們的變化量也一樣. ΔΦ=(-B)·πr2=- 即A、B線圈中的磁通量都減少了 (2)對(duì)線圈C,Φ1=

6、Bπr′2=Bπr2 當(dāng)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過90°時(shí),Φ2=0, 故ΔΦ1=Φ2-Φ1=-Bπr2 當(dāng)轉(zhuǎn)過180°時(shí),磁感線從另一側(cè)穿過線圈,若取Φ1為正,則Φ3為負(fù), 有Φ3=-Bπr2,故ΔΦ2=Φ3-Φ1=-Bπr2. 例2 磁通量是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要物理量,如圖5所示,通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合線框共面,第一次將線框由位置1平移到位置2,第二次將線框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2,設(shè)先后兩次通過線框的磁通量變化量的大小分別為ΔΦ1和ΔΦ2,則(  ) 圖5 A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ1=ΔΦ2 C.ΔΦ1<ΔΦ2 D.無(wú)法確定 答案 C 解析 設(shè)閉合線框在位置1時(shí)穿過

7、閉合線框的磁通量為Φ1,平移到位置2時(shí)穿過閉合線框的磁通量為Φ2,導(dǎo)線MN中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在位置1處的磁感應(yīng)強(qiáng)度比在位置2處要強(qiáng),故Φ1>Φ2. 將閉合線框從位置1平移到位置2,穿過閉合線框的磁感線方向不變,所以ΔΦ1=|Φ2-Φ1|=Φ1-Φ2;將閉合線框從位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2,穿過閉合線框的磁感線反向,所以ΔФ2=|(-Φ2)-Φ1|=Φ1+Φ2(以原來(lái)磁感線穿過的方向?yàn)檎较?,則后來(lái)從另一面穿過的方向?yàn)樨?fù)方向),故正確選項(xiàng)為C. 二、感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 1.實(shí)驗(yàn):探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 (1)如圖6所示,導(dǎo)體AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),線路中________電流產(chǎn)生,而導(dǎo)體A

8、B順著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),線路中________電流產(chǎn)生.(填“有”或“無(wú)”) 圖6 (2)如圖7所示,當(dāng)條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí),線圈中________電流產(chǎn)生,但條形磁鐵在線圈中靜止不動(dòng)時(shí),線圈中________電流產(chǎn)生.(填“有”或“無(wú)”) 圖7 (3)如圖8所示,將小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng),當(dāng)開關(guān)S閉合或斷開時(shí),電流表中________電流通過;若開關(guān)S一直閉合,當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí),電流表中________電流通過;而開關(guān)一直閉合,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭不動(dòng)時(shí),電流表中________電流通過.(填“有”或“無(wú)”) 圖8 (4)歸納總結(jié): 實(shí)驗(yàn)(1)中:導(dǎo)

9、體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng),回路面積發(fā)生變化,從而引起了磁通量的變化,產(chǎn)生了感應(yīng)電流. 實(shí)驗(yàn)(2)中:磁鐵插入或拔出線圈時(shí),線圈中的磁場(chǎng)發(fā)生變化,從而引起了磁通量的變化,產(chǎn)生了感應(yīng)電流. 實(shí)驗(yàn)(3)中:開關(guān)閉合、斷開、滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)時(shí),A線圈中電流變化,從而引起穿過B的磁通量變化,產(chǎn)生了感應(yīng)電流. 三個(gè)實(shí)驗(yàn)的共同特點(diǎn)是:產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)閉合回路的磁通量都發(fā)生了變化. 答案 (1)有 無(wú) (2)有 無(wú) (3)有 有 無(wú) 2.感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的理解 不論什么情況,只要滿足電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個(gè)條件,就必然產(chǎn)生感應(yīng)電流;反之,只要產(chǎn)生了感應(yīng)電流,那么電路一定是閉合的,且穿過該電路

10、的磁通量也一定發(fā)生了變化. 例3 (多選)下圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(  ) 答案 BD 解析 A選項(xiàng)中,電路沒有閉合,無(wú)感應(yīng)電流;B選項(xiàng)中,面積增大,通過閉合電路的磁通量增大,有感應(yīng)電流;C選項(xiàng)中,穿過圓環(huán)的磁感線相互抵消,磁通量恒為零,無(wú)感應(yīng)電流;D選項(xiàng)中,穿過閉合電路的磁通量減小,有感應(yīng)電流. [學(xué)科素養(yǎng)] 本題通過分析四種情況是否有感應(yīng)電流的產(chǎn)生,加深了學(xué)生對(duì)磁通量概念、磁通量的變化的理解,進(jìn)一步掌握感應(yīng)電流產(chǎn)生的兩個(gè)條件:(1)閉合電路;(2)磁通量發(fā)生變化.通過這樣的訓(xùn)練鍛煉了學(xué)生的歸納思維能力,較好地體現(xiàn)了“物理觀念”和“科學(xué)思維”的學(xué)科素養(yǎng). 針對(duì)訓(xùn)練 (多選)

11、如圖9所示裝置,在下列各種情況中,能使懸掛在螺線管附近的銅質(zhì)閉合線圈A中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(  ) 圖9 A.開關(guān)S閉合的瞬間 B.開關(guān)S閉合后,電路中電流穩(wěn)定時(shí) C.開關(guān)S閉合后,滑動(dòng)變阻器觸頭滑動(dòng)的瞬間 D.開關(guān)S斷開的瞬間 答案 ACD 1.(電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí))(2018·南通市高二上學(xué)期調(diào)研)下列現(xiàn)象中,屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(  ) A.通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng) B.因閉合線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電流 C.磁鐵吸引小磁針 D.小磁針在通電導(dǎo)線附近發(fā)生偏轉(zhuǎn) 答案 B 解析 線圈在磁場(chǎng)中由于磁通量的變化而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng),B正確.A中通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)

12、是因?yàn)槭馨才嗔ψ饔茫珹錯(cuò)誤.C中磁鐵吸引小磁針是磁場(chǎng)的作用,C錯(cuò)誤.D是電流的磁效應(yīng),D錯(cuò)誤. 2.(對(duì)磁通量的理解)如圖10所示,矩形線框abcd放置在水平面內(nèi),磁場(chǎng)方向與水平方向成α角,已知sin α=,回路面積為S,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則通過線框的磁通量為(  ) 圖10 A.BS B.BS C.BS D.BS 答案 B 解析 根據(jù)磁通量的定義可得通過線框的磁通量Φ=BSsin α,代入解得Φ=BS,所以B選項(xiàng)正確. 3.(對(duì)磁通量的理解)如圖11所示,a、b是兩個(gè)同平面、同心放置的金屬圓環(huán),條形磁鐵穿過圓環(huán)中心且與兩環(huán)平面垂直,則穿過兩圓環(huán)的磁通量Φa、Φb的大小關(guān)系

13、為(  ) 圖11 A.Φa>Φb B.Φa<Φb C.Φa=Φb D.不能比較 答案 A 解析 條形磁鐵磁場(chǎng)的磁感線的分布特點(diǎn)是:①磁鐵內(nèi)、外磁感線的條數(shù)相同;②磁鐵內(nèi)、外磁感線的方向相反;③磁鐵外部磁感線的分布是兩端密、中間疏.兩個(gè)同心放置的同平面的金屬圓環(huán)與條形磁鐵垂直且條形磁鐵在圓環(huán)內(nèi)時(shí),通過圓環(huán)的磁感線的俯視圖如圖所示,穿過圓環(huán)的磁通量Φ=Φ進(jìn)-Φ出,由于兩圓環(huán)面積SaΦb,故A正確. 4.(產(chǎn)生感應(yīng)電流的判斷)(多選)如圖所示,正方形線圈處在電流恒定的長(zhǎng)直導(dǎo)線形成的磁場(chǎng)中:A向右平動(dòng),B向下

14、平動(dòng),C繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)(ad邊向外),D向上平動(dòng)(D線圈有個(gè)缺口).則線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(  ) 答案 BC 解析 在通電長(zhǎng)直導(dǎo)線的磁場(chǎng)中,四個(gè)線圈所處位置的磁通量都是垂直于紙面向里的,離導(dǎo)線越遠(yuǎn),磁場(chǎng)就越弱.A向右平動(dòng),穿過線圈的磁通量沒有變化,故A線圈中沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流;B向下平動(dòng),穿過線圈的磁通量減少,必產(chǎn)生感應(yīng)電流;C繞軸轉(zhuǎn)動(dòng),穿過線圈的磁通量不斷變化,必產(chǎn)生感應(yīng)電流;D向上平動(dòng),穿過線圈的磁通量增加,但由于線圈不閉合,因此無(wú)感應(yīng)電流. 5.(產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件)(2018·上海魯迅中學(xué)高二上學(xué)期期末)圖12為“研究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”的實(shí)驗(yàn)電路圖. 圖12 (1)請(qǐng)

15、在圖中連線,把實(shí)驗(yàn)裝置連接完整. (2)開始實(shí)驗(yàn)時(shí),滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)該放置在________(填“a”或“b”). (3)閉合開關(guān)后,請(qǐng)寫出三種使線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法:①__________________;②__________________;③________________. 答案 (1)見解析圖 (2)a (3)①斷開開關(guān) ②插入或拔出線圈A?、垡苿?dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 解析 (1)將電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、線圈A串聯(lián)成一個(gè)回路,注意滑動(dòng)變阻器接一上一下兩個(gè)接線柱,再將電流計(jì)與線圈B串聯(lián)成另一個(gè)回路,電路圖如圖所示. (2)由圖示電路圖可知,滑動(dòng)變阻器采用限流式接法

16、,為保護(hù)電路應(yīng)該使接入電路的電阻最大,在閉合開關(guān)S前,滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)置于a端. (3)開關(guān)S閉合后還有多種方法能使線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流,如:移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片、線圈A在線圈B中插入或拔出、斷開開關(guān)等. 一、選擇題 考點(diǎn)一 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)與認(rèn)識(shí) 1.許多科學(xué)家在物理學(xué)發(fā)展中做出了重要貢獻(xiàn),下列表述中正確的是(  ) A.牛頓測(cè)出引力常量 B.法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象 C.安培提出了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力公式 D.奧斯特總結(jié)并確認(rèn)了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用規(guī)律 答案 B 2.在法拉第時(shí)代,下列驗(yàn)證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中,能觀察到感應(yīng)電流的是(  )

17、A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路,然后觀察電流表的變化 B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈,一段時(shí)間后觀察電流表的變化 C.將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接,往線圈中插入條形磁鐵后,再到相鄰房間去觀察電流表的變化 D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個(gè)線圈,分別接電源和電流表,在給線圈通電或斷電的瞬間,觀察電流表的變化 答案 D 解析 同時(shí)滿足電路閉合和穿過電路的磁通量發(fā)生變化這兩個(gè)條件,電路中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,本題中的A、B選項(xiàng)都不會(huì)使電路中的磁通量發(fā)生變化,并不滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,故都不正確.C選項(xiàng)中磁鐵插入線圈時(shí),雖有短暫電流產(chǎn)生,但未能及時(shí)觀察,C項(xiàng)錯(cuò)誤

18、.在給線圈通電、斷電瞬間,會(huì)引起穿過另一線圈的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,因此D項(xiàng)正確. 考點(diǎn)二 磁通量及其變化的分析 3.如圖1所示,虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),大環(huán)和小環(huán)是垂直于磁場(chǎng)方向同心放置的兩個(gè)圓環(huán),分別用Φ1和Φ2表示穿過大、小兩環(huán)的磁通量,則有(  ) 圖1 A.Φ1>Φ2 B.Φ1<Φ2 C.Φ1=Φ2 D.無(wú)法確定 答案 C 解析 對(duì)于大環(huán)和小環(huán)來(lái)說,磁感線的凈條數(shù)沒有變化,所以選C. 4.如圖2所示,線圈ABCO的面積為0.4 m2,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1 T,方向?yàn)閤軸正方向.在線圈由圖示位置繞z軸向下轉(zhuǎn)過60°的過程中,通過線圈的磁通量改變了(  

19、) 圖2 A.3.46×10-2 Wb B.2×10-2 Wb C.0 D.4×10-2 Wb 答案 A 解析 在題圖實(shí)線位置時(shí),線圈平面與磁場(chǎng)方向平行,通過線圈的磁通量Φ1=0;當(dāng)線圈由題圖所示位置繞z軸向下轉(zhuǎn)過60°時(shí),磁通量為Φ2=BSsin 60°=0.1×0.4× Wb≈3.46×10-2 Wb,則通過線圈的磁通量改變量為ΔΦ=Φ2-Φ1=3.46×10-2 Wb,A正確. 5.如圖3所示為一水平放置的條形磁鐵,一閉合線框abcd位于磁鐵的左端,線框平面始終與磁鐵的上表面垂直,并與磁鐵的端面平齊.當(dāng)線框由圖中位置Ⅰ經(jīng)過中間位置Ⅱ到達(dá)位置Ⅲ時(shí),穿過線框的磁通量變化情況為(

20、  ) 圖3 A.不發(fā)生變化 B.先減少后增加 C.先增加后減少 D.不能確定 答案 B 解析 條形磁鐵的磁感線分布如圖所示,兩端磁感線分布密集,中間磁感線分布稀疏,線框在位置Ⅱ時(shí)磁通量最小,故從Ⅰ經(jīng)Ⅱ到Ⅲ,磁通量先減少后增加,選項(xiàng)B正確. 6.如圖4所示,固定的長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有恒定電流,一矩形線框從abcd位置平移到a′b′c′d′位置的過程中,關(guān)于穿過線框的磁通量情況,下列敘述正確的是 (  ) 圖4 A.一直增加 B.一直減少 C.先增加后減少 D.先增加,再減少到零,然后再增加,然后再減少 答案 D 解析 離導(dǎo)線越近,磁場(chǎng)越強(qiáng),當(dāng)線框從左向右靠近導(dǎo)線的

21、過程中,穿過線框的磁通量增大,當(dāng)線框跨在導(dǎo)線上向右運(yùn)動(dòng)時(shí),磁通量減小,當(dāng)導(dǎo)線在線框正中央時(shí),磁通量為零,從該位置向右,磁通量又增大,當(dāng)線框離開導(dǎo)線向右運(yùn)動(dòng)的過程中,磁通量又減小,故D正確. 考點(diǎn)三 有無(wú)感應(yīng)電流的判斷 7.(多選)下列選項(xiàng)中的操作能使如圖5所示的三種裝置產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(  ) 圖5 A.甲圖中,使導(dǎo)體棒AB順著磁感線運(yùn)動(dòng) B.乙圖中,使條形磁鐵插入或拔出線圈 C.丙圖中,開關(guān)S保持閉合,使小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng) D.丙圖中,開關(guān)S保持閉合,使小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 答案 BD 解析 A中導(dǎo)體棒順著磁感線運(yùn)動(dòng),穿過閉合

22、電路的磁通量沒有發(fā)生變化,無(wú)感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;B中條形磁鐵插入線圈時(shí)線圈中的磁通量增加,拔出線圈時(shí)線圈中的磁通量減少,線圈中都能產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B正確;C中開關(guān)S一直接通,回路中為恒定電流,螺線管A產(chǎn)生的磁場(chǎng)穩(wěn)定,螺線管B中的磁通量無(wú)變化,無(wú)感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤;D中開關(guān)S接通,小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使閉合回路中的電流變化,從而使螺線管A產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化,故螺線管B中的磁通量變化,有感應(yīng)電流,故D正確. 8.(2018·南通中學(xué)高二上學(xué)期期中)如圖所示,矩形線框在足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做的各種運(yùn)動(dòng)中,能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(  ) 答案 B 解析 矩形線框中

23、磁通量變化的只有B圖,因此只有B圖中線框能產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選B. 9.(多選)(2018·廣南縣一中高二上學(xué)期月考)如圖6所示,線圈abcd在磁場(chǎng)區(qū)域ABCD中,下列哪種情況下線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生(  ) 圖6 A.把線圈變成圓形(周長(zhǎng)不變) B.使線圈在磁場(chǎng)中加速平移 C.使磁場(chǎng)增強(qiáng)或減弱 D.使線圈以過ab的直線為軸旋轉(zhuǎn) 答案 ACD 解析 把線圈變成圓形(周長(zhǎng)不變),線圈面積變大,線圈中磁通量增大,線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,A正確;使線圈在磁場(chǎng)中加速平移,線圈中磁通量不變,線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,B錯(cuò)誤;使磁場(chǎng)增強(qiáng)或減弱,線圈中磁通量增大或減小,線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,C正

24、確;使線圈以過ab的直線為軸旋轉(zhuǎn),線圈在磁場(chǎng)中的有效面積發(fā)生變化,線圈中磁通量發(fā)生變化,線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,D正確. 10.(多選)如圖7所示,線圈Ⅰ和線圈Ⅱ繞在同一個(gè)鐵芯上,下列情況中能引起電流計(jì)指針轉(zhuǎn)動(dòng)的是(  ) 圖7 A.閉合開關(guān)瞬間 B.開關(guān)閉合穩(wěn)定后 C.開關(guān)閉合穩(wěn)定后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 D.?dāng)嚅_開關(guān)瞬間 答案 ACD 解析 開關(guān)閉合瞬間線圈Ⅰ中電流從無(wú)到有,穿過線圈Ⅱ的磁通量也從無(wú)到有,線圈Ⅱ中產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn). 開關(guān)閉合穩(wěn)定后,線圈Ⅰ中電流穩(wěn)定不變,穿過線圈Ⅱ的磁通量穩(wěn)定不變,線圈Ⅱ中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn). 開關(guān)閉合穩(wěn)定后,移

25、動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,線圈Ⅰ中的電流變化,穿過線圈Ⅱ的磁通量也發(fā)生變化,線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn). 開關(guān)斷開瞬間,線圈Ⅰ中電流從有到無(wú),穿過線圈Ⅱ的磁通量也從有到無(wú),線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn).所以選A、C、D. 11.(多選)(2018·山西大學(xué)附屬中學(xué)高二月考)如圖8所示,A、B兩回路中各有一開關(guān)S1、S2,且回路A中接有電源,回路B中接有靈敏電流計(jì),下列操作及相應(yīng)的結(jié)果可能的是(  ) 圖8 A.先閉合S2,后閉合S1的瞬間,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) B.S1、S2閉合后,再斷開S2的瞬間,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) C.先閉合S1,后閉合S2的瞬間,電流計(jì)指針

26、發(fā)生偏轉(zhuǎn) D.S1、S2閉合后,再斷開S1的瞬間,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 答案 AD 解析 先閉合S2,構(gòu)成閉合電路,當(dāng)后閉合S1的瞬間時(shí),通過線圈A的電流從無(wú)到有,導(dǎo)致穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,則指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),A正確;當(dāng)S1、S2閉合后,穩(wěn)定后線圈B中磁通量沒有變化,因而線圈B中沒有感應(yīng)電流,在斷開S2的瞬間,指針也不偏轉(zhuǎn),B錯(cuò)誤;先閉合S1,后閉合S2的瞬間,穿過線圈B的磁通量沒有變化,則不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,C錯(cuò)誤;當(dāng)S1、S2閉合后,在斷開S1的瞬間,導(dǎo)致穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化,因而出現(xiàn)感應(yīng)電流,D正確. 二、非選擇題 12.如圖9所示,矩形線圈的面積為0.2

27、 m2,放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈的一邊ab與磁感線垂直,線圈平面與磁場(chǎng)方向成30°角,求: 圖9 (1)穿過線圈的磁通量是多大? (2)當(dāng)線圈從圖示位置繞ab邊轉(zhuǎn)過60°的過程中,穿過線圈的磁通量變化了多少? 答案 (1)0.01 Wb (2)增大了0.01 Wb或減小了0.02 Wb 解析 (1)穿過線圈的磁通量為:Φ=BSsin 30°=0.1×0.2× Wb=0.01 Wb (2)若線圈逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過60°,則此時(shí)穿過線圈的磁通量Φ′=BS=0.02 Wb 那么ΔΦ=Φ′-Φ=0.01 Wb 若線圈順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過60°,則此時(shí)穿過線圈的磁通量Φ″

28、=-BSsin 30°=-0.01 Wb 那么ΔΦ′=Φ″-Φ=-0.02 Wb. 13.某同學(xué)做探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件的實(shí)驗(yàn),將電流表、線圈A和B、蓄電池、開關(guān)用導(dǎo)線接成如圖10所示的實(shí)驗(yàn)電路,當(dāng)他接通、斷開開關(guān)時(shí),電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn),請(qǐng)幫他查出原因并改正. 圖10 答案 見解析 解析 滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)時(shí),線圈A中電流恒定,產(chǎn)生的磁場(chǎng)也恒定,所以穿過線圈B的磁通量始終不發(fā)生變化,因此不論開關(guān)斷開還是閉合,線圈B中均不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流表的指針也不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn).應(yīng)將電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器和A線圈串聯(lián)在一起,構(gòu)成回路,B線圈與電流表串聯(lián)成另一回路. - 15 -

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