2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 第1-2節(jié) 電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn) 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件練習(xí) 教科版選修3-2
《2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 第1-2節(jié) 電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn) 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件練習(xí) 教科版選修3-2》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 第1-2節(jié) 電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn) 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件練習(xí) 教科版選修3-2(9頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第1節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 第2節(jié) 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 1.法拉第把引起電流的原因概括為五類(lèi),它們都與變化和運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系,即:變化中的電流、變化中的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)中的恒定電流、運(yùn)動(dòng)中的磁鐵、運(yùn)動(dòng)中的導(dǎo)體. 2.感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件:穿過(guò)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. 3.在物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程中,許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了人類(lèi)歷史的進(jìn)步,在對(duì)以下幾位物理學(xué)家所做科學(xué)貢獻(xiàn)的敘述中,不正確的說(shuō)法是( ) A.庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng) B.愛(ài)因斯坦創(chuàng)立了相對(duì)論 C.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 D.牛頓提出了萬(wàn)有引力定律奠定了天體力學(xué)的基礎(chǔ) 答案 A 解析 奧
2、斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng),A錯(cuò)誤,B、C、D項(xiàng)正確. 4.關(guān)于磁通量,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.磁通量不僅有大小,而且有方向,所以是矢量 B.磁通量越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度越大 C.通過(guò)某一面的磁通量為零,該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零 D.磁通量就是磁感應(yīng)強(qiáng)度 答案 C 解析 磁通量是標(biāo)量,故A不對(duì);由Φ=BS⊥可知Φ由B和S⊥兩個(gè)因素決定,Φ較大,有可能是由于S⊥較大造成的,所以磁通量越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度越大是錯(cuò)誤的,故B不對(duì);由Φ=BS⊥可知,當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí),S⊥=0,Φ=0,但磁感應(yīng)強(qiáng)度B不為零,故C對(duì);磁通量和磁感應(yīng)強(qiáng)度是兩個(gè)不同的物理量,故D不對(duì). 5.如圖所示,用導(dǎo)線
3、做成圓形或正方形回路,這些回路與一直導(dǎo)線構(gòu)成幾種位置組合(彼此絕緣),下列組合中,切斷直導(dǎo)線中的電流時(shí),閉合回路中會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是( ) 答案 CD 解析 利用安培定則判斷直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng),其磁感線是一些以直導(dǎo)線為軸的無(wú)數(shù)組同心圓,即磁感線所在平面均垂直于導(dǎo)線,且直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布情況是:靠近直導(dǎo)線處磁場(chǎng)強(qiáng),遠(yuǎn)離直導(dǎo)線處磁場(chǎng)弱.所以,A中穿過(guò)圓形線圈的磁場(chǎng)如圖甲所示,其有效磁通量為ΦA(chǔ)=Φ出-Φ進(jìn)=0,且始終為0,即使切斷導(dǎo)線中的電流,ΦA(chǔ)也始終為0,A中不可能產(chǎn)生感應(yīng)電流.B中線圈平面與導(dǎo)線的磁場(chǎng)平行,穿過(guò)B的磁通量也始終為0,B中也不能產(chǎn)生感應(yīng)電流.C中穿過(guò)線圈的磁通量
4、如圖乙所示,Φ進(jìn)>Φ出,即ΦC≠0,當(dāng)切斷導(dǎo)線中電流后,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間,穿過(guò)線圈的磁通量ΦC減小為0,所以C中有感應(yīng)電流產(chǎn)生;D中線圈的磁通量ΦD不為0,當(dāng)電流切斷后,ΦD最終也減小為0,所以D中也有感應(yīng)電流產(chǎn)生. 【概念規(guī)律練】 知識(shí)點(diǎn)一 磁通量的理解及其計(jì)算 1.如圖1所示,有一個(gè)100匝的線圈,其橫截面是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.20m的正方形,放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈平面與磁場(chǎng)垂直.若將這個(gè)線圈橫截面的形狀由正方形改變成圓形(橫截面的周長(zhǎng)不變),在這一過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量改變了多少? 圖1 答案 5.5×10-3Wb 解析 線圈橫截面為正方形時(shí)的面積
5、 S1=L2=(0.20)2m2=4.0×10-2m2. 穿過(guò)線圈的磁通量 Φ1=BS1=0.50×4.0×10-2Wb=2.0×10-2Wb 橫截面形狀為圓形時(shí),其半徑r=4L/2π=2L/π. 截面積大小S2=π(2L/π)2=m2 穿過(guò)線圈的磁通量 Φ2=BS2=0.50×4/(25π) Wb≈2.55×10-2Wb. 所以,磁通量的變化 ΔΦ=Φ2-Φ1=(2.55-2.0)×10-2Wb=5.5×10-3Wb 點(diǎn)評(píng) 磁通量Φ=BS的計(jì)算有幾點(diǎn)要注意: (1)S是指閉合回路中包含磁場(chǎng)的那部分有效面積; B是勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度. (2)磁通量與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)
6、,也就是磁通量大小不受線圈匝數(shù)的影響.同理,磁通量的變化量ΔΦ=Φ2-Φ1也不受線圈匝數(shù)的影響.所以,直接用公式求Φ、ΔΦ時(shí),不必去考慮線圈匝數(shù)n. 2.如圖2所示,線圈平面與水平方向成θ角,磁感線豎直向下,設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線圈面積為S,則穿過(guò)線圈的磁通量Φ=________. 圖2 答案 BScosθ 解析 線圈平面abcd與磁場(chǎng)不垂直,不能直接用公式Φ=BS計(jì)算,可以用不同的分解方法進(jìn)行.可以將平面abcd向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向投影,使用投影面積;也可以將磁感應(yīng)強(qiáng)度沿垂直于平面和平行于平面正交分解,使用磁感應(yīng)強(qiáng)度的垂直分量. 解法一:把面積S投影到與磁場(chǎng)B垂直的方向,即水
7、平方向a′b′cd,則S⊥=Scosθ,故Φ=BS⊥=BScosθ. 解法二:把磁場(chǎng)B分解為平行于線圈平面的分量B∥和垂直于線圈平面的分量B⊥,顯然B∥不穿過(guò)線圈,且B⊥=Bcosθ,故Φ=B⊥S=BScosθ. 點(diǎn)評(píng) 在應(yīng)用公式Φ=BS計(jì)算磁通量時(shí),要特別注意B⊥S的條件,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的方法,千萬(wàn)不要亂套公式. 知識(shí)點(diǎn)二 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 3.下列情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( ) 圖3 A.如圖甲所示,導(dǎo)體AB順著磁感線運(yùn)動(dòng) B.如圖乙所示,條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí) C.如圖丙所示,小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng),開(kāi)關(guān)S一直接通時(shí) D.如圖丙所示,小螺
8、線管A插入大螺線管B中不動(dòng),開(kāi)關(guān)S一直接通,當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí) 答案 BD 解析 A中導(dǎo)體棒順著磁感線運(yùn)動(dòng),穿過(guò)閉合電路的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化無(wú)感應(yīng)電流,故A錯(cuò);B中條形磁鐵插入線圈時(shí)線圈中的磁通量增加,拔出時(shí)線圈中的磁通量減少,都有感應(yīng)電流,故B正確;C中開(kāi)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,線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C錯(cuò);D中開(kāi)關(guān)S接通滑動(dòng)變阻器的阻值變化使閉合回路中的電流變化,螺線管A的磁場(chǎng)變化,螺線管B中磁通量變化,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D正確. 點(diǎn)評(píng) 電路閉合,磁通量變化,是產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個(gè)必要條件,缺一不可.電路中有沒(méi)有磁通量
9、不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,如果穿過(guò)電路的磁通量盡管很大但不變化,那么無(wú)論有多大,都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流. 4.如圖4所示,線圈Ⅰ與電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器相連,線圈Ⅱ與電流計(jì)G相連,線圈Ⅰ與線圈Ⅱ繞在同一個(gè)鐵芯上,在下列情況下,電流計(jì)G中有示數(shù)的是( ) 圖4 A.開(kāi)關(guān)閉合瞬間 B.開(kāi)關(guān)閉合一段時(shí)間后 C.開(kāi)關(guān)閉合一段時(shí)間后,來(lái)回移動(dòng)變阻器滑動(dòng)端 D.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間 答案 ACD 解析 A中開(kāi)關(guān)閉合前,線圈Ⅰ、Ⅱ中均無(wú)磁場(chǎng),開(kāi)關(guān)閉合瞬間,線圈Ⅰ中電流從無(wú)到有形成磁場(chǎng),穿過(guò)線圈Ⅱ的磁通量從無(wú)到有,線圈Ⅱ中產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計(jì)G有示數(shù).故A正確.B中開(kāi)關(guān)閉合一段時(shí)間后,線圈Ⅰ中電流穩(wěn)定
10、不變,電流的磁場(chǎng)不變,此時(shí)線圈Ⅱ雖有磁通量但磁通量穩(wěn)定不變,線圈Ⅱ中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流計(jì)G中無(wú)示數(shù).故B錯(cuò)誤.C中開(kāi)關(guān)閉合一段時(shí)間后,來(lái)回移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端,電阻變化,線圈Ⅰ中的電流變化,電流形成的磁場(chǎng)也發(fā)生變化,穿過(guò)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)G中有示數(shù).故C正確.D中開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間,線圈Ⅰ中電流從有到無(wú),電流的磁場(chǎng)也從有到無(wú),穿過(guò)線圈Ⅱ的磁通量也從有到無(wú)發(fā)生變化,線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流計(jì)G中有示數(shù).故D正確. 點(diǎn)評(píng) 變化的電流引起閉合線圈中磁通量的變化,是產(chǎn)生感應(yīng)電流的一種情況. 【方法技巧練】 一、磁通量變化量的求解方法 5.面積為S的矩形線框
11、abcd,處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與線框平面成θ角(如圖5所示),當(dāng)線框以ab為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)90°時(shí),穿過(guò)abcd面的磁通量變化量ΔΦ=________. 圖5 答案 -BS(cosθ+sinθ) 解析 磁通量由磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量在垂直于線框面上的分量決定. 開(kāi)始時(shí)B與線框面成θ角,磁通量為Φ=BSsinθ;線框面按題意方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),磁通量減少,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí),磁通量變?yōu)椤柏?fù)”值,Φ2=-BScosθ.可見(jiàn),磁通量的變化量為 ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScosθ-BSsinθ =-BS(cosθ+sinθ) 實(shí)際上,在線框轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中,穿過(guò)線框的磁通量是由正向BSs
12、inθ減小到零,再由零增大到負(fù)向BScosθ. 方法總結(jié) 磁通量雖是標(biāo)量,但有正、負(fù),正、負(fù)號(hào)僅表示磁感線從不同的方向穿過(guò)平面,不表示大?。? 6.如圖6所示,通電直導(dǎo)線下邊有一個(gè)矩形線框,線框平面與直導(dǎo)線共面.若使線框逐漸遠(yuǎn)離(平動(dòng))通電導(dǎo)線,則穿過(guò)線框的磁通量將( ) 圖6 A.逐漸增大 B.逐漸減小 C.保持不變D.不能確定 答案 B 解析 當(dāng)矩形線框在線框與直導(dǎo)線決定的平面內(nèi)逐漸遠(yuǎn)離通電導(dǎo)線平動(dòng)時(shí),由于離開(kāi)導(dǎo)線越遠(yuǎn),磁場(chǎng)越弱,而線框的面積不變,則穿過(guò)線框的磁通量將減小,所以B正確. 方法總結(jié) 引起磁通量變化一般有四種情況 (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,有效面積S變
13、化,則ΔΦ=Φt-Φ0=BΔS(如知識(shí)點(diǎn)一中的1題) (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化,磁感線穿過(guò)的有效面積S不變, 則ΔΦ=Φt-Φ0=ΔBS(如此題) (3)線圈平面與磁場(chǎng)方向的夾角θ發(fā)生變化時(shí),即線圈在垂直于磁場(chǎng)方向的投影面積S⊥=Ssinθ發(fā)生變化,從而引起穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化,即B、S不變,θ變化.(如此欄目中的5題) (4)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和回路面積S同時(shí)發(fā)生變化的情況,則ΔΦ=Φt-Φ0≠ΔB·ΔS 二、感應(yīng)電流有無(wú)的判斷方法 7.如圖7所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框,在下列四種情況下,線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( ) 圖7 A.線框平面始終與磁感線平行,線框在磁
14、場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng) B.線框平面始終與磁感線平行,線框在磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng) C.線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動(dòng) D.線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動(dòng) 答案 C 解析 四種情況中初始位置線框均與磁感線平行,磁通量為零,按A、B、D三種情況線圈移動(dòng)后,線框仍與磁感線平行,磁通量保持為零不變,線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流.C中線圈轉(zhuǎn)動(dòng)后,穿過(guò)線框的磁通量不斷發(fā)生變化,所以產(chǎn)生感應(yīng)電流,C項(xiàng)正確. 方法總結(jié) (1)判斷有無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生的關(guān)鍵是抓住兩個(gè)條件:①電路是否為閉合電路;②穿過(guò)電路本身的磁通量是否發(fā)生變化,其主要內(nèi)涵體現(xiàn)在“變化”二字上.電路中有沒(méi)有磁通量不是產(chǎn)生感應(yīng)
15、電流的條件,如果穿過(guò)電路的磁通量很大但不變化,那么不論有多大,也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流. (2)分析磁通量是否變化時(shí),既要弄清楚磁場(chǎng)的磁感線分布,又要注意引起磁通量變化的三種情況:①由于線框所在處的磁場(chǎng)變化引起磁通量變化;②由于線框所在垂直于磁場(chǎng)方向的投影面積變化引起磁通量變化;③有可能是磁場(chǎng)及其垂直于磁場(chǎng)的面積都發(fā)生變化. 8.下列情況中都是線框在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng),其中線框中有感應(yīng)電流的是( ) 答案 BC 解析 A中雖然導(dǎo)體“切割”了磁感線,但穿過(guò)閉合線框的磁通量并沒(méi)有發(fā)生變化,沒(méi)有感應(yīng)電流.B中導(dǎo)體框的一部分導(dǎo)體“切割”了磁感線,穿過(guò)線框的磁感線條數(shù)越來(lái)越少,線框中有感應(yīng)電流
16、.C中雖然與A近似,但由于是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,穿過(guò)線框的磁感線條數(shù)增加,線框中有感應(yīng)電流.D中線框盡管是部分切割,但磁感線條數(shù)不變,無(wú)感應(yīng)電流,故選B、C. 方法總結(jié) 在利用“切割”來(lái)討論和判斷有無(wú)感應(yīng)電流時(shí),應(yīng)該注意: ①導(dǎo)體是否將磁感線“割斷”,如果沒(méi)有“割斷”就不能說(shuō)切割.如下圖所示,甲、乙兩圖中,導(dǎo)線是真“切割”,而圖丙中,導(dǎo)體沒(méi)有切割磁感線. ②即使導(dǎo)體真“切割”了磁感線,也不能保證就能產(chǎn)生感應(yīng)電流.例如上題中A、D選項(xiàng)情況,如果由切割不容易判斷,還是要回歸到磁通量是否變化上去. 1.下列現(xiàn)象中,屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(
17、) A.小磁針在通電導(dǎo)線附近發(fā)生偏轉(zhuǎn) B.通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng) C.因閉合線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電流 D.磁鐵吸引小磁針 答案 C 解析 電磁感應(yīng)是指“磁生電”的現(xiàn)象,而小磁針和通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),反映了磁場(chǎng)力的性質(zhì),所以A、B、D不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,C是電磁感應(yīng)現(xiàn)象. 2.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,下列說(shuō)法正確的是( ) A.導(dǎo)體相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體內(nèi)一定產(chǎn)生感應(yīng)電流 B.導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體內(nèi)一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 C.閉合電路在磁場(chǎng)內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體內(nèi)一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 D.穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,在電路中一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 答案 D 解析 本題的關(guān)鍵是
18、理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.首先是“閉合電路”,A、B兩項(xiàng)中電路是否閉合不確定,故A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤;其次當(dāng)電路閉合時(shí),只有一部分導(dǎo)體切割磁感線才產(chǎn)生感應(yīng)電流,C項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)閉合電路中磁通量發(fā)生變化時(shí),電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,D項(xiàng)正確.故正確答案為D. 3.一個(gè)閉合線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,由此可以得出( ) A.此時(shí)此地一定沒(méi)有磁場(chǎng) B.此時(shí)此地一定沒(méi)有磁場(chǎng)的變化 C.穿過(guò)線圈平面的磁感線條數(shù)一定沒(méi)有變化 D.穿過(guò)線圈平面的磁通量一定沒(méi)有變化 答案 D 解析 磁感線條數(shù)不變不等于磁通量不變. 4.如圖8所示,通電螺線管水平固定,OO′為其軸線,a、b、c三點(diǎn)在該軸線上,在這三點(diǎn)處各放一個(gè)完
19、全相同的小圓環(huán),且各圓環(huán)平面垂直于OO′軸.則關(guān)于這三點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Ba、Bb、Bc的大小關(guān)系及穿過(guò)三個(gè)小圓環(huán)的磁通量Φa、Φb、Φc的大小關(guān)系,下列判斷正確的是( ) 圖8 A.Ba=Bb=Bc,Φa=Φb=Φc B.Ba>Bb>Bc,Φa<Φb<Φc C.Ba>Bb>Bc,Φa>Φb>Φc D.Ba>Bb>Bc,Φa=Φb=Φc 答案 C 解析 根據(jù)通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)特點(diǎn)可知Ba>Bb>Bc,由Φ=BS可得Φa>Φb>Φc.故C正確. 4.如圖8所示,通電螺線管水平固定,OO′為其軸線,a、b、c三點(diǎn)在該軸線上,在這三點(diǎn)處各放一個(gè)完全相同的小圓環(huán),且各圓環(huán)平面垂直于
20、OO′軸.則關(guān)于這三點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Ba、Bb、Bc的大小關(guān)系及穿過(guò)三個(gè)小圓環(huán)的磁通量Φa、Φb、Φc的大小關(guān)系,下列判斷正確的是( ) 圖9 A.BSB.4BS/5 C.3BS/5 D.3BS/4 答案 B 解析 通過(guò)線框的磁通量Φ=BSsinα=BS. 6.如圖10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ef,已知ef平行于ab,當(dāng)ef豎直向上平移時(shí),電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過(guò)圓面積的磁通量將( ) 圖10 A.逐漸增大B.逐漸減小 C.始終為零D.不為零,但保持不變 答案 C 解析 導(dǎo)線ef周?chē)拇艌?chǎng)是以ef為圓心的一系列同心圓,
21、水平面上的圓上的不同點(diǎn)到ef的距離不同,相當(dāng)于在半徑不同的圓周上,由于ef∥ab,且ef與ab在同一豎直平面內(nèi),因而ef產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向正好在ab兩側(cè)且對(duì)稱(chēng)地從一邊穿入從另一邊對(duì)稱(chēng)穿出,凈剩磁感線條數(shù)為零,因而穿過(guò)圓的磁通量為零,當(dāng)ef向上平移時(shí),穿過(guò)圓的磁通量仍為零. 7.如圖11所示,矩形閉合導(dǎo)線與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,一定產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( ) 圖11 A.垂直于紙面平動(dòng) B.以一條邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) C.線圈形狀逐漸變?yōu)閳A形 D.沿與磁場(chǎng)垂直的方向平動(dòng) 答案 BC 8.在如圖所示的各圖中,閉合線框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( ) 答案 AB 解析 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是:只要穿過(guò)
22、閉合線圈的磁通量變化,閉合線圈中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生.A圖中,當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生;B圖中離直導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁場(chǎng)越弱,磁感線越稀,所以當(dāng)線圈遠(yuǎn)離導(dǎo)線時(shí),線圈中磁通量不斷變小,所以B圖中也有感應(yīng)電流產(chǎn)生;C圖中一定要把條形磁鐵周?chē)拇鸥芯€空間分布圖弄清楚,在圖示位置,線圈中的磁通量為零,在向下移動(dòng)過(guò)程中,線圈的磁通量一直為零,磁通量不變,線圈中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生;D圖中,線圈中的磁通量一直不變,線圈中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生.故正確答案為A、B. 9.如圖12所示,開(kāi)始時(shí)矩形線框與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直,且一半在磁場(chǎng)內(nèi),一半在磁場(chǎng)外,若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流,下列辦法中不可行的是(
23、 ) 圖12 A.將線框向左拉出磁場(chǎng) B.以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于90°) C.以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°) D.以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°) 答案 D 解析 將線框向左拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框的bc部分做切割磁感線運(yùn)動(dòng),或者說(shuō)穿過(guò)線框的磁通量減少,所以線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流. 當(dāng)線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線框的cd邊的右半段在做切割磁感線運(yùn)動(dòng),或者說(shuō)穿過(guò)線框的磁通量在發(fā)生變化,所以線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流. 當(dāng)線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°)時(shí),穿過(guò)線框的磁通量在減小,所以在這個(gè)過(guò)程中線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.如果轉(zhuǎn)過(guò)的角度超過(guò)60°(60°~300°),bc邊將進(jìn)入無(wú)磁場(chǎng)區(qū),
24、那么線框中將不產(chǎn)生感應(yīng)電流. 當(dāng)線框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),如果轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于60°,則穿過(guò)線框的磁通量始終保持不變(其值為磁感應(yīng)強(qiáng)度與矩形線框面積的一半的乘積). 10.A、B兩回路中各有一開(kāi)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)(如圖13所示),下列操作及相應(yīng)的結(jié)果可能實(shí)現(xiàn)的是( ) 圖13 A.先閉合S2,后閉合S1的瞬間,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) B.S1、S2閉合后,在斷開(kāi)S2的瞬間,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) C.先閉合S1,后閉合S2的瞬間,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) D.S1、S2閉合后,在斷開(kāi)S1的瞬間,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) 答案 AD 11.線圈A中接有如圖14所示的電源,線
25、圈B有一半的面積處在線圈A中,兩線圈平行但不接觸,則在開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間,線圈B中有無(wú)感應(yīng)電流? 圖14 答案 見(jiàn)解析 解析 有,將S閉合的瞬間,與線圈A組成的閉合電路有電流通過(guò),線圈A產(chǎn)生的磁場(chǎng)要穿過(guò)線圈B.線圈A中有環(huán)形電流,其磁場(chǎng)不僅穿過(guò)線圈自身所包圍的面積,方向向外,也穿過(guò)線圈外的廣大面積,方向向里.但線圈A所包圍的面積內(nèi)磁通密度大,外圍面積上的磁通密度?。€圈B與A重合的一半面積上向外的磁通量大于另一半面積上向里的磁通量,因此線圈B所包圍的總磁通量不為零,而且方向向外.也就是說(shuō),在開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間,穿過(guò)線圈B的磁通量增加,所以有感應(yīng)電流. 12.勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挒長(zhǎng),一正方形
26、線框abcd的邊長(zhǎng)為l,且l>L,線框以速度v通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,如圖15所示,從線框進(jìn)入到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi),線框中沒(méi)有感應(yīng)電流的時(shí)間是多少? 圖15 答案 解析 ad邊和bc邊都在磁場(chǎng)外時(shí),線框中的磁通量不變,沒(méi)有感應(yīng)電流. 線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流的時(shí)間為t=. 13.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T,矩形線圈abcd的面積S=0.5m2,共10匝,開(kāi)始B與S垂直且線圈有一半在磁場(chǎng)中,如圖16所示. (1)當(dāng)線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí),線圈的磁通量以及此過(guò)程中磁通量的改變量為多少? (2)當(dāng)線圈繞dc邊轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí),求線圈中的磁通量以及此過(guò)程中磁通量的改變量. 圖16 答案 見(jiàn)解析 解析 (1)當(dāng)線圈繞ab轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí),Φ=BS⊥=BScos60°=0.8×0.5×Wb=0.2Wb(此時(shí)的S⊥正好全部處在磁場(chǎng)中).在此過(guò)程中S⊥沒(méi)變,穿過(guò)線圈的磁感線條數(shù)沒(méi)變,故磁通量變化量ΔΦ=0.(2)當(dāng)線圈繞dc邊轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí),Φ=BS⊥,此時(shí)沒(méi)有磁場(chǎng)穿過(guò)S⊥,所以Φ=0;不轉(zhuǎn)時(shí)Φ1=B·=0.2Wb,轉(zhuǎn)動(dòng)后Φ2=0,ΔΦ=Φ2-Φ1=-0.2Wb,故磁通量改變了0.2Wb. 9
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