高中物理 第3章 劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 3_1法拉第的探索 3_2一條來之不易的規(guī)律-法拉第電磁感應(yīng)定律教師用書 滬科版選修1-1

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3.1　法拉第的探索 3.2　一條來之不易的規(guī)律——法拉第電磁感應(yīng)定律 1．(3分)如圖311所示中磁感應(yīng)強(qiáng)度B，電流I和安培力F之間的方向關(guān)系錯(cuò)誤的是(　　) 圖311 【解析】　由左手定則不難判定ABC均正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤，導(dǎo)線所受安培力方向應(yīng)向左．故答案為D. 【答案】　D 2．(3分)(多選)如圖312所示，一導(dǎo)體棒放置在處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩條平行金屬導(dǎo)軌上，并與金屬導(dǎo)軌組成閉合回路．當(dāng)回路中通有電流時(shí)，導(dǎo)體棒受到安培力作用，要使安培力增大，可采用的方法有(　　) 圖312 A．增大磁感應(yīng)強(qiáng)度 B．減小磁感應(yīng)強(qiáng)度 C．增大電流 D．減小電流 【解析】　本題考查安培力的計(jì)算，由F＝BIL可知A、C正確． 【答案】　AC 3．(4分)(多選)在真空環(huán)境中，原來做勻速直線運(yùn)動(dòng)的電子進(jìn)入到與它運(yùn)動(dòng)方向垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在洛倫茲力的作用下，形成圓弧運(yùn)動(dòng)軌跡，下面的說法中正確的是 (　　) A．電子所受的洛倫茲力是恒力 B．進(jìn)入磁場(chǎng)后電子動(dòng)能不變 C．進(jìn)入磁場(chǎng)后電子的速度不變 D．電子所受洛倫茲力的方向始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直 【解析】　電子所受的洛倫茲力方向總與速度方向垂直，洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，對(duì)電子總不做功，故B、D正確，A、C錯(cuò)． 【答案】　BD 課 標(biāo) 導(dǎo) 思 1.了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的歷史過程，體會(huì)科學(xué)家探索自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法． 2．通過實(shí)驗(yàn)，知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件．(重點(diǎn)) 3．知道法拉第電磁感應(yīng)定律．會(huì)用電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小．(難點(diǎn)) 一、法拉第的探索 1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，它揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間存在的某種聯(lián)系． 奧斯特發(fā)現(xiàn)了“電生磁”的現(xiàn)象之后，激發(fā)人們?nèi)ヌ剿鳌按派姟钡姆椒?，比較著名的物理學(xué)家有：安培、科拉頓等，都沒有成功或半途而廢． 英國(guó)科學(xué)家法拉第始終堅(jiān)信自然界各種不同現(xiàn)象之間有著聯(lián)系．一直堅(jiān)持探索電磁感應(yīng)現(xiàn)象．前后歷時(shí)數(shù)十年的探索，終于悟出了磁生電的基本原理．磁生電是一種瞬間效應(yīng)，磁作用對(duì)電流的感應(yīng)是一種動(dòng)態(tài)過程． 二、電磁感應(yīng)定律 1．產(chǎn)生感應(yīng)電流的幾種典型情況：正在變化的電流；正在變化著的磁場(chǎng)；運(yùn)動(dòng)的恒定電流；運(yùn)動(dòng)的磁鐵；在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體． 2．法拉第實(shí)驗(yàn) (1)閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感運(yùn)動(dòng)時(shí)，回路中電流表的指針偏轉(zhuǎn)．如圖313所示． 　　 圖313　　　　　　　　　圖314 (2)磁鐵與螺線管有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)也能產(chǎn)生電流：在條形磁鐵插入或撥出螺線管的瞬間，電流表的指針偏轉(zhuǎn)．條形磁鐵在螺線管中保持不動(dòng)時(shí)，電流表的指針不偏轉(zhuǎn)．如圖314所示． (3)如圖315，接通或斷開開關(guān)S，或接通S后移動(dòng)變阻器的滑片，改變?cè)€圈A中的電流大小，副線圈B中電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)． 圖315 3．從現(xiàn)象到本質(zhì) 穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流． 4．從定性到定量 法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比． (2)公式E＝n，n為線圈的匝數(shù)，E、ΔΦ、Δt的單位分別為V、Wb、s. 一、對(duì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的理解 1．感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：一是電路本身必須閉合，二是穿過回路本身的磁通量發(fā)生變化，主要體現(xiàn)在“變化”上，回路中穿過的磁通量大小，是否為零不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，如果穿過回路的磁通量很大但無變化，那么無論多么大，都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流． 【特別提醒】　產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件與磁通量的變化有關(guān)，與磁通量的大小無關(guān). 2．產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法 (1)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng) 如圖316所示，導(dǎo)體AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中有電流產(chǎn)生，而導(dǎo)體AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中無電流產(chǎn)生． 圖316 (2)磁鐵在線圈中運(yùn)動(dòng) 如圖317所示，條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí)，線圈中有電流產(chǎn)生，但磁鐵在線圈中靜止不動(dòng)時(shí)，線路中無電流產(chǎn)生． 圖317 (3)改變螺線管AB中的電流 如圖318所示，將小螺線管AB插入大螺線管CD中不動(dòng)，當(dāng)開關(guān)S接通或斷開時(shí)，電流表中有電流通過；若開關(guān)S一直接通，當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，電流表中也有電流通過． 圖318 二、如何區(qū)分磁通量Φ、磁通量的變化量ΔΦ，磁通量的變化率 物理量 單位 物理意義 磁通量Φ Wb 表示某時(shí)刻或某位置時(shí)穿過某一面積的磁感線條數(shù)的多少 磁通量的 變化量ΔΦ Wb 表示在某一過程中穿過某一面積磁通量變化的多少 磁通量的 變化率 Wb/s 表示穿過某一面積的磁通量變化的快慢 1.Φ是狀態(tài)量，是閉合回路在某時(shí)刻(某位置)穿過回路的磁感線的條數(shù)，當(dāng)磁場(chǎng)與回路平面垂直時(shí)，Φ＝BS. 2．ΔΦ是過程量，是表示閉合回路從某一時(shí)刻變化到另一時(shí)刻的磁通量的增減，即ΔΦ＝Φ2Φ1.常見磁通量變化方式有：B不變，S變；S不變，B變；B和S都變，回路在磁場(chǎng)中相對(duì)位置改變(如轉(zhuǎn)動(dòng)等)．總之，只要影響磁通量的因素發(fā)生變化，磁通量就會(huì)變化． 3.表示磁通量的變化快慢，即單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化，又稱為磁通量的變化率． 【特別提醒】　Φ、ΔΦ、的大小沒有直接關(guān)系，這一點(diǎn)可與運(yùn)動(dòng)學(xué)中v、Δv、三者類比.值得指出的是：Φ很大，可能很??；Φ很小，可能很大；Φ＝0，可能不為零(如線圈平面轉(zhuǎn)到與磁感線平行時(shí)).當(dāng)Φ按正弦規(guī)律變化時(shí)，Φ最大時(shí)，＝0，反之，當(dāng)Φ為零時(shí)，最大. 三、對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解 1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小決定于穿過電路的磁通量的變化率，與Φ的大小、ΔΦ的大小沒有必然的聯(lián)系，與電路的電阻R也無關(guān)，而感應(yīng)電流的大小與E和R有關(guān)． 2．公式E＝n適用于回路中磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算，回路可以閉合，也可以不閉合．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是整個(gè)閉合電路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，不是電路中某部分導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)． 3．公式只表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，不涉及方向；切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向用右手定則來判斷． 【深化探究】　產(chǎn)生感應(yīng)電流和產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件一樣嗎？ 提示：不論電路是否閉合，只要穿過回路的磁通量發(fā)生變化，回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而產(chǎn)生感應(yīng)電流，還需要電路是閉合的． 一、對(duì)磁通量變化的認(rèn)識(shí) 　磁通量是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要物理量．如圖319所示，通過恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合線框共面，第一次將線框由1平移到2，第二次將線框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到2，設(shè)先后兩次通過線框的磁通量的變化量分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則(　　) 圖319 A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2 C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．無法確定 【解析】　設(shè)線框在位置1時(shí)的磁通量為Φ1，在位置2時(shí)的磁通量為Φ2，直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在1處比在2處要強(qiáng)，若平移線框，則ΔΦ1＝Φ1－Φ2；若轉(zhuǎn)動(dòng)線框，磁感線是從線框的正反兩面穿過的，一正一負(fù)，因此ΔΦ2＝Φ1＋Φ2.根據(jù)分析知ΔΦ1<ΔΦ2，選項(xiàng)C正確． 【答案】　C 磁通量變化的判斷 (1)磁通量不是矢量，而是一個(gè)雙向標(biāo)量，其正負(fù)表示與規(guī)定的正方向相同或相反． (2)確定磁通量變化時(shí)要注意考慮始末位置磁通量的符號(hào)． 1.有一根由金屬絲繞制成的閉合環(huán)套在條形磁鐵上，如圖3110所示，當(dāng)閉合環(huán)收縮導(dǎo)致它所圍的面積減小時(shí)： 圖3110 (1)穿過它的磁通量是否有變化？如有變化，怎樣變？ (2)閉合環(huán)中是否存在感應(yīng)電流，為什么？ 【解析】　條形磁鐵內(nèi)部的磁感線方向由S極到N極，外部從N極到S極；條形磁鐵外部向下穿過閉合環(huán)的磁通量抵消了一部分內(nèi)部向上穿過的磁通量，當(dāng)環(huán)收縮時(shí)被抵消的部分減少，所以穿過閉合環(huán)的磁通量增加，由于穿過環(huán)的磁通量有變化，所以在環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流． 【答案】　(1)變化；增加　(2)有；因?yàn)榇┻^閉合環(huán)的磁通量有變化 二、感應(yīng)電流有無的判斷 　(多選)如圖3111所示，豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線通過恒定電流，有一矩形框與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，在下列情況中線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) 圖3111 A．導(dǎo)線中電流變大 B．線框向右平動(dòng) C．線框向下平動(dòng) D．線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) E．線框以直導(dǎo)線為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 【導(dǎo)析】　根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件來判斷． 【解析】　分析是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，關(guān)鍵就是分析穿過閉合線框的磁通量是否變化，而分析磁通量是否有變化，就是搞清楚磁感線的分布，亦即搞清楚磁感線的疏密變化和磁感線方向的變化． 對(duì)A選項(xiàng)，因I增大而引起導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)增強(qiáng)，使穿過線框的磁通量增大，故A正確． 對(duì)B選項(xiàng)，因離開直導(dǎo)線方向越遠(yuǎn)，磁感線分布越疏，因此線框向右平動(dòng)時(shí)，穿過線框的磁通量變小，故B正確． 對(duì)C選項(xiàng)，由下圖甲可知線框向下平動(dòng)時(shí)穿過線框的磁通量不變，故C錯(cuò)． 對(duì)D選項(xiàng)，可用一些特殊位置來分析，當(dāng)線框在圖甲圖示的位置時(shí)，穿過線框的磁通量最大，當(dāng)線框轉(zhuǎn)過90時(shí)，通過線框的磁通量為零，因此可以判定線框以ab軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)磁通量一定變化，故D正確． 對(duì)E選項(xiàng)，先畫出俯視圖如下圖乙所示，由圖可看出線框繞直導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在任何一個(gè)位置穿過線框的磁感線條數(shù)均不變，因此無感應(yīng)電流，故E錯(cuò)． 【答案】　ABD 分析是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，關(guān)鍵是分析穿過閉合線圈的磁通量是否變化，分析磁通量是否變化，可通過分析穿過線圈的磁感線條數(shù)是否變化. 2．(多選)如圖3112所示，線圈M和線圈P繞在同一鐵芯上，則 (　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：22940023】 圖3112 A．當(dāng)合上開關(guān)S的瞬間，線圈P中沒有感應(yīng)電流 B．當(dāng)合上開關(guān)S的瞬間，線圈P中有感應(yīng)電流 C．當(dāng)斷開開關(guān)S的瞬間，線圈P中沒有感應(yīng)電流 D．當(dāng)斷開開關(guān)S的瞬間，線圈P中有感應(yīng)電流 【解析】　閉合開關(guān)S的瞬間，線圈M中有電流通過，電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，穿過線圈P的磁通量增大，線圈P中產(chǎn)生感應(yīng)電流．?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間，線圈M中電流消失，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)消失，穿過線圈P的磁通量減小，線圈P中產(chǎn)生感應(yīng)電流． 【答案】　BD 三、法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 　一個(gè)共有10匝的閉合矩形線圈，總電阻為10 Ω，置于水平面上．若穿過線框的磁通量在0.02 s內(nèi)，由垂直紙面向里，從6.410－2 Wb均勻減小到零，再反向均勻增加到9.610－2 Wb.則在此時(shí)間內(nèi)，線圈內(nèi)導(dǎo)線中的感應(yīng)電流大小為________A. 【導(dǎo)析】　1.求出磁通量的變化量ΔΦ； 2．用公式E＝n求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小； 3．用公式I＝求出感應(yīng)電流的大小． 【解析】　設(shè)垂直紙面向外為正方向，在0.02 s內(nèi)，磁通量的變化ΔΦ＝Φ2－(－Φ1)＝Φ2＋Φ1＝9.610－2 Wb＋6.410－2 Wb＝0.16 Wb 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律： E＝n＝10 V＝80 V 根據(jù)閉合電路歐姆定律I＝＝ A＝8.0 A. 【答案】　8.0 計(jì)算ΔΦ時(shí)注意的問題 磁通量的變化ΔΦ≠Φ2－Φ1.在0.02 s內(nèi)磁場(chǎng)的方向發(fā)生了一次反向．設(shè)垂直紙面向外為正方向，則ΔΦ＝Φ2－(－Φ1)＝Φ2＋Φ1. 3．有一正方形單匝線圈abcd處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，在Δt＝0.5 s的時(shí)間內(nèi)，磁通量由Φ1＝3 Wb均勻增加到Φ2＝6 Wb.求： (1)在Δt內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)． (2)要使線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)更大，可采取什么措施？ 【解析】　(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律得 E＝n＝＝ V＝6 V. (2)由法拉第電磁感應(yīng)定律知，要想增大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可增加線圈匝數(shù)n或增大磁通量的變化率． 【答案】　(1)6 V　(2)①增加線圈匝數(shù)?、谠龃蟠磐康淖兓? 1．下列現(xiàn)象中涉及電磁感應(yīng)的是(　　) 【解析】　A，D是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用，C是磁場(chǎng)對(duì)電流的作用，B是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象． 【答案】　B 2．如圖3113所示，將一個(gè)矩形線圈放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，若線圈平面平行于磁感線，則下列運(yùn)動(dòng)中，哪些在線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流(　　) 圖3113 A．矩形線圈做平行于磁感線的平移運(yùn)動(dòng) B．矩形線圈做垂直于磁感線的平移運(yùn)動(dòng) C．矩形線圈繞AB邊轉(zhuǎn)動(dòng) D．矩形線圈繞BC邊轉(zhuǎn)動(dòng) 【解析】　A、B、D三個(gè)選項(xiàng)中在發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化時(shí)，沒有引起磁通量的變化，故都沒有發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所以沒有感應(yīng)電流的產(chǎn)生．C選項(xiàng)中，線圈的磁通量發(fā)生了改變，故線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流． 【答案】　C 3．若某處的地磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一同學(xué)在該處手拿矩形線圈面向南方，如圖3114所示，則能夠使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的操作是(　　) 圖3114 A．上下移動(dòng)線圈 B．南北移動(dòng)線圈 C．東西移動(dòng)線圈 D．將線圈轉(zhuǎn)到水平 【解析】　根據(jù)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，只要讓通過線圈中的磁通量發(fā)生變化，回路中就能產(chǎn)生感應(yīng)電流．根據(jù)該處地磁場(chǎng)分布，無論線圈是上下、南北、還是東西移動(dòng)，通過線圈的磁通量均不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流．而D項(xiàng)操作，線圈中的磁通量發(fā)生變化，能產(chǎn)生感應(yīng)電流． 【答案】　D 4．一個(gè)20匝、面積為200 cm2的圓形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向與線圈平面垂直，若該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度在0.05 s內(nèi)由0.1 T增加到0.5 T，在此過程中，穿過線圈的磁通量變化量為________，磁通量的平均變化率為________，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為________． 【解析】　磁通量變化量為ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S－B1S ＝0.50.02 Wb－0.10.02 Wb＝0.008 Wb， ＝ Wb/s＝0.16 Wb/s， E＝n＝200.16 V＝3.2 V. 【答案】　0.008 Wb　0.16 Wb/s　3.2 V 學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)(八) (建議用時(shí)：45分鐘) 1．關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法正確的是(　　) A．只要電路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，此電路中就必然有感應(yīng)電流 B．只要閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，此電路中就必然有感應(yīng)電流 C．只要閉合電路中的磁通量發(fā)生變化，此電路中就必然有感應(yīng)電流 D．只要閉合線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，此線圈中就一定有感應(yīng)電流 【解析】　產(chǎn)生感應(yīng)電流必須同時(shí)滿足電路閉合和磁通量變化這兩個(gè)條件．選項(xiàng)A不明確電路是否閉合，選項(xiàng)B不明確導(dǎo)體是否切割磁感線運(yùn)動(dòng)(磁通量是否變化)，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤．選項(xiàng)D線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果轉(zhuǎn)軸平行于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線，則磁通量不變，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 【答案】　C 2．(多選)在圖3115的各種情況中，穿過回路的磁通量增大的有(　　) 圖3115 A．圖3115(1)所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，先把由彈簧狀導(dǎo)線組成回路撐開，而后放手，到恢復(fù)原狀的過程中 B．圖3115(2)所示，裸銅線ab在裸金屬導(dǎo)軌上向右勻速運(yùn)動(dòng)過程中 C．圖3115(3)所示，條形磁鐵插入線圈的過程中 D．圖3115(4)所示，閉合線框遠(yuǎn)離與它在同一平面內(nèi)通電直導(dǎo)線的過程中 【解析】　四種情況下，穿過閉合回路的磁通量均發(fā)生變化，故都有感應(yīng)電流產(chǎn)生．但(1)中電路的面積減小，磁通量減??；(2)中的ab向右移動(dòng)時(shí)在磁場(chǎng)的閉合電路的面積增大，磁通量增大；(3)中磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)通過線圈的磁場(chǎng)變強(qiáng)，磁通量也增大；(4)中直線電流近處的磁場(chǎng)強(qiáng)，遠(yuǎn)處的磁場(chǎng)弱．所以線圈遠(yuǎn)離通電直導(dǎo)線時(shí)，磁通量減小．所以B、C正確． 【答案】　BC 3.(多選)如圖3116所示，線框abcd從有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域穿過，下列說法中正確的是(　　) 圖3116 A．進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，abcd中有感應(yīng)電流 B．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，abcd中有感應(yīng)電流 C．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，abcd中沒有感應(yīng)電流 D．離開勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，abcd中沒有感應(yīng)電流 【解析】　在有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，常常需要考慮線框進(jìn)場(chǎng)、出場(chǎng)和在場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的情況，abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中無論勻速運(yùn)動(dòng)還是加速運(yùn)動(dòng)，穿過abcd的磁通量都沒有發(fā)生變化． 【答案】　AC 4.(多選)如圖3117所示的裝置，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3117 A．開關(guān)S接通的瞬間 B．開關(guān)S接通后，電路中電流穩(wěn)定時(shí) C．開關(guān)S接通后，滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)的瞬間 D．開關(guān)S斷開的瞬間 【解析】　開關(guān)S接通的瞬間、開關(guān)S接通后滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)的瞬間、開關(guān)S斷開的瞬間都使螺線管線圈中的電流變化而引起磁場(chǎng)變化，線圈A中的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流． 【答案】　ACD 5．如圖3118所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，長(zhǎng)為0.5 m的導(dǎo)體棒AB在金屬框架上以10 m/s的速度向右滑動(dòng)．R1＝R2＝20 Ω，其他電阻不計(jì)，則流過AB的電流是(　　) 圖3118 A．0.2 A B．0.4 A C．0.05 A D．0.1 A 【解析】　導(dǎo)體棒AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv＝0.20.510 V＝1.0 V. 總電阻R＝＝10 Ω， I＝＝ A＝0.1 A，故D正確． 【答案】　D 6．如圖3119所示，有限范圍的勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度為d，將一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框以速度v勻速通過磁場(chǎng)區(qū)域，若d>l，則線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的時(shí)間應(yīng)等于(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：22940024】 圖3119 A.　　　 B. C.　　　 D. 【解析】　線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則要求線框中的磁通量不發(fā)生變化，即線框全部在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)沒有感應(yīng)電流，所以線框從左邊框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開始到線框右邊將要離開磁場(chǎng)時(shí)為止，這個(gè)過程中線框中沒有感應(yīng)電流，路程為d－l，所以時(shí)間為，所以C正項(xiàng)． 【答案】　C 7．“嫦娥一號(hào)”順利升空以后，我國(guó)已經(jīng)制定了登月計(jì)劃．假如未來某一天中國(guó)的宇航員登上月球，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流表和一個(gè)小線圈，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)來判斷磁場(chǎng)的有無 B．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng)，如電流表無示數(shù)，則可判斷月球表面無磁場(chǎng) C．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，如電流表有示數(shù)，則可判斷月球表面有磁場(chǎng) D．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某一平面內(nèi)沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，如電流表無示數(shù)，則可判斷月球表面無磁場(chǎng) 【解析】　要使線圈中形成感應(yīng)電流，電流表有示數(shù)，則必須使電流表和線圈構(gòu)成閉合電路，A錯(cuò)誤；若線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng)，電流表無示數(shù)，則不能判斷月球表面無磁場(chǎng)，比如線圈平行于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中則無電流形成，但若電流表有示數(shù)，則可判斷月球表面有磁場(chǎng)，C正確，B、D均錯(cuò)誤． 【答案】　C 8．如圖3120所示，一個(gè)50匝的線圈的兩端跟R＝99 Ω的電阻相連接，置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈的橫截面積是20 cm2，電阻為1 Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度以100 T/s的變化率均勻減?。@一過程中通過電阻R的電流是多少？ 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：22940025】 圖3120 【解析】　由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E＝n＝nS＝501002010－4 V＝10 V， 根據(jù)閉合電路歐姆定律，感應(yīng)電流大小為I＝＝ A＝0.1 A. 【答案】　0.1 A 9．一面積為S＝410－2 m2、匝數(shù)n＝100匝的線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率為＝2 T/s.穿過線圈的磁通量的變化率是多少？線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少？ 【解析】　穿過線圈的磁通量的變化率 ＝S＝2410－2 Wb/s＝810－2 Wb/s， 由法拉第電磁感應(yīng)定律得 E＝n＝100810－2 V＝8 V. 【答案】　810－2 Wb/s　8 V 神奇的磁化水 磁化水是一種被磁場(chǎng)磁化了的水．讓普通水以一定流速，沿著與磁感線平行的方向，通過一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)，普通水就會(huì)變成磁化水．磁化水有種種神奇的效能，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用． 在日常生活中，用經(jīng)過磁化的洗衣粉溶液洗衣，可把衣服洗得更干凈．有趣的是，不用洗衣粉而單用磁化水洗衣，洗滌效果也很令人滿意． 磁化水為什么會(huì)有如此神奇的作用呢？這是一個(gè)至今尚未揭開的謎．一些科學(xué)家認(rèn)為，水分子本身就是一個(gè)小磁體，由于異性磁極相吸，因而普通水中許多水分子就會(huì)首先相吸，連接成龐大的“分子團(tuán)”．這種“分子團(tuán)”會(huì)減弱水的多種物理化學(xué)性質(zhì)．當(dāng)普通水經(jīng)過磁場(chǎng)作用后，沖破了原先連接的“分子團(tuán)”，使它變成單個(gè)的有活力的水分子．當(dāng)然，再徹底揭開磁化水的奧秘，還有待于人們繼續(xù)研究和探索．