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1第 1 讲 划时代的发现第 2 讲 探究感应电流的产生条件[目标定位] 1.知道奥斯特实验、电磁感应现象，了解电生磁和磁生电的发现过程.2.通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件.3.能说出磁通量变化的含义，会利用电磁感应产生的条件解决实际问题．一、奥斯特梦圆“电生磁”1820 年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小磁针发生偏转，这种作用称为电流的磁效应．二、法拉第心系“磁生电”1831 年英国科学家法拉第发现了磁生电的基本原理．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，它们都能引起电流的产生，我们把这些现象称为电磁感应，产生的电流叫做感应电流．三、探究感应电流的产生条件1．导体棒在磁场中运动是否产生电流如图 1 所示，将可移动导体 AB 放置在磁场中，并和电流表组成闭合回路．实验(1)操作及现象如下：图 1实验操作 实验现象(有无电流)导体棒静止 无导体棒平行磁感线上、下运动 无导体棒垂直磁感线左、右运动 有2.磁铁在螺线管中运动是否产生电流如图 2 所示，将螺线管与电流表组成闭合回路，把条形磁铁插入或抽出螺线管．实验(2)操作及现象如下：2图 2实验操作 实验现象(有无电流)N 极插入线圈 有N 极停在线圈中 无N 极从线圈中抽出 有S 极插入线圈 有S 极停在线圈中 无S 极从线圈中抽出 有3.模拟法拉第的实验如图 3 所示，线圈 A 通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈 B 的两端连到电流表上，把线圈 A 装在线圈 B 的里面．实验(3)操作及现象如下：图 3实验操作实验现象(线圈B 中有无电流)开关闭合瞬间 有开关断开瞬间 有开关闭合时，滑动变阻器不动 无开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片 有想一想 1.从磁通量的角度思考以上几个产生感应电流的实例(1)实验(1)中引起感应电流的原因是什么？(2)实验(2)中引起感应电流的原因是什么？(3)实验(3)中，线圈没有动，回路也没有动，引起感应电流的原因是什么？将实验(3)和实验(2)比较，实验(3)中的螺线管 A 的作用是什么？(4)产生感应电流的条件都跟哪个物理量有关？3答案 (1)面积变化引起磁通量的变化；(2)磁场变化引起磁通量的变化；(3)电流引起的磁场变化引起磁通量的变化，等效磁铁；(4)磁通量的变化．4．归纳结论产生感应电流的条件：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流．想一想 2.哪些情况可以引起磁通量 Φ 的变化？答案 磁通量的变化有三种情况，由 Φ ＝ BS 可知：一种是磁感应强度 B 不变，有效面积 S变化；另一种是磁感应强度 B 变化，有效面积 S 不变；还有一种是磁感应强度 B 和有效面积 S 同时发生变化.一、磁通量的理解及变化分析1．磁通量的计算(1)B 与 S 垂直时： Φ ＝ BS， S 为线圈的有效面积．如图 4(a)所示．(2)B 与 S 不垂直时： Φ ＝ BS⊥ ＝ B⊥ S， S⊥ 为线圈在垂直磁场方向上的投影面积． B⊥ 为 B 在垂直于 S 方向上的分量．如图(b)、(c)所示．(3)某线圈所围面积内有不同方向的磁场时，规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，求其代数和，如图(d)所示．图 42．磁通量是标量，但有正负，其正负表示与规定的穿入方向相同或相反，穿过某一面的磁通量等于各部分磁通量的代数和．3．磁通量的变化大致可分为以下几种情况：(1)磁感应强度 B 不变，有效面积 S 发生变化．如图 5(a)所示．(2)有效面积 S 不变，磁感应强度 B 发生变化．如图(b)所示．(3)磁感应强度 B 和有效面积 S 都不变，它们之间的夹角发生变化．如图(c)所示．4图 54．用磁感线的条数表示磁通量．当回路中有不同方向的磁感线穿过时，磁通量是指穿过某一面磁感线的“净”条数，即指不同方向的磁感线的条数差．例 1 图 6如图 6 所示，一根条形磁铁穿过一个弹性线圈，将线圈面积拉大，放手后穿过线圈的( )A．磁通量减少且合磁通量向左B．磁通量增加且合磁通量向左C．磁通量减少且合磁通量向右D．磁通量增加且合磁通量向右解析 放手后线圈的面积将减小，由条形磁铁磁感线分布特点可知，当弹簧线圈面积减小时，条形磁铁外部的磁通量减少，条形磁铁内部的磁通量未发生变化，合磁通量增加，且合磁通量向左．答案 B例 2 匀强磁场的磁感应强度 B＝0.8 T，矩形线圈 abcd 的面积 S＝0.5 m2，共 10 匝，开始时 B 与线圈所在平面垂直且线圈有一半在磁场中，如图 7 所示．求：图 7(1)当线圈绕 ab 边转过 60°时，线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变量；(2)当线圈绕 dc 边转过 60°时，线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变量．解析 (1)当线圈绕 ab 边转过 60°时， Φ ＝ BS⊥ ＝ BScos 60°＝0.8×0.5× Wb＝0.2 12Wb(此时的线圈正好全部处在磁场中)．在此过程中 S⊥ 没变，穿过线圈的磁感线条数没变，故磁通量变化量 Δ Φ ＝0.(2)当线圈绕 dc 边转过 60°时， Φ ＝ BS⊥ ，此时没有磁感线穿过线圈，所以 Φ ＝0；在图示位置 Φ 1＝ B· ＝0.2 Wb，转过 60°时 Φ 2＝0，Δ Φ ＝ Φ 2－ Φ 1＝－0.2 Wb，故磁通量S25改变了－0.2 Wb.答案 (1)0.2 Wb 0 (2)0 －0.2 Wb针对训练 图 8如图 8 所示，线框与通电直导线均位于水平面内，当线框 abcd 由实线位置在水平面内向右平动逐渐移动到虚线位置，穿过线框的磁通量如何变化？答案 线框水平平动，可分为三个阶段．第一阶段，从实线位置开始运动至 bc 边到达直导线位置，穿过线框的磁通量逐渐增大．第二阶段，从 bc 边抵达直导线处开始至 ad 边到达直导线为止，由于向外的磁感线逐渐减少，向里的磁感线逐渐增多，所以穿过线框的总磁通量先减少(当 ab、 dc 两边中点连线与直导线重合时，磁通量为零)后增大．第三阶段，从ad 边离开直导线向右运动至线框抵达虚线位置为止，穿过线框的磁通量逐渐减少．二、产生感应电流的判断1．产生条件(1)电路闭合；(2)磁通量发生变化．如果电路不闭合，不会产生感应电流，但仍会产生感应电动势，就像直流电路一样，电路不闭合，没有电流，但电源仍然存在．2．注意事项(1)注意磁感线的反穿情况，磁通量指的是穿过某一面的磁感线的“净”条数．(2)磁通量是指穿过某一面的合磁通量．例 3 下图中能产生感应电流的是( )解析 根据产生感应电流的条件：A 选项中，电路没闭合，无感应电流；B 选项中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C 选项中，穿过线圈的磁感线相互抵消， Φ 恒为零，无感应电流；D 选项中，磁通量不发生变化，无感应电流．6答案 B磁通量1．如图 9 所示，矩形线框 abcd 放置在水平面内，磁场方向与水平方向成 α 角，已知 sin α ＝ ，回路面积为 S，磁感应强度为 B，则通过线框的磁通量为( )45图 9A． BS B. BS C. BS D. BS45 35 34答案 B解析 根据磁通量的定义可得通过线框的磁通量 Φ ＝ BSsin α ，代入解得 Φ ＝ BS，所以45B 选项正确．磁通量的变化2．恒定的匀强磁场中有一个圆形闭合线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列哪种运动时，穿过线圈的磁通量发生了变化( )A．线圈沿自身所在的平面做匀速运动B．线圈沿自身所在的平面做加速运动C．线圈绕任一直径做匀速转动D．线圈绕任一直径做变速转动答案 CD解析 只要线圈沿自身所在平面做运动，线圈在垂直磁场方向上的投影面积就不发生变化，即磁通量不发生变化，A、B 选项错．而 C、D 中线圈在垂直磁场方向上的投影面积会发生变化，导致磁通量变化．产生感应电流的判断3．如图 10 所示， L 为足够长的通电直导线， M 为一金属环， L 通过 M 的圆心并与 M 所在的平面垂直，且通以向上的电流 I，则( )7图 10A．当 L 中的 I 发生变化时，环中有感应电流B．当 M 左右平移时，环中有感应电流C．当 M 保持水平，在竖直方向上下移动时环中有感应电流D．只要 L 与 M 保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流答案 D解析 由安培定则可知导线 L 中电流产生的磁场方向与金属环面平行，即穿过 M 的磁通量始终为零，保持不变，故只要 L 与 M 保持垂直，A、B、C 三种情况均不能产生感应电流．4．如图 11 所示，在纸面内放有一个条形磁铁和一个圆形线圈(位于磁铁正中央上方)，下列情况中能使线圈中产生感应电流的是( )图 11A．将磁铁在纸面内向上平移B．将磁铁在纸面内向右平移C．将磁铁绕垂直纸面的轴转动D．将磁铁的 N 极转向纸外，S 极转向纸内答案 D解析 磁铁在线圈所处位置产生的磁感线与线圈平面平行，穿过线圈的磁通量为零，将磁铁在纸面内向上平移、向右平移和将磁铁绕垂直纸面的轴转动，穿过线圈的磁通量始终都是零，没有发生变化，所以不会产生感应电流．将磁铁的 N 极转向纸外，S 极转向纸内时，穿过线圈的磁通量由零开始逐渐增大，磁通量发生了变化，所以有感应电流产生，D 正确，A、B、C 错误．(时间：60 分钟)题组一 电磁感应现象的发现1．奥斯特发现电流磁效应，使整个科学界受到了极大的震惊，通过对电流磁效应的逆向思维，人们提出的问题是( )A．电流具有热效应 B．电流具有磁效应C．磁能生电 D．磁体具有磁化效应答案 C2．下面属于电磁感应现象的是( )8A．通电导体周围产生磁场B．磁场对电流产生力的作用C．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在电路中产生电流的现象D．电荷在磁场中定向移动形成电流答案 C解析 电流能产生磁场，是电流的磁效应现象，不是电磁感应现象，故 A 错误；感应电流在磁场中受到安培力作用，不是电磁感应现象，故 B 错误；闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在电路中产生电流的现象是电磁感应现象，故 C 正确；电荷在磁场中定向移动形成电流，不是电磁感应产生的电流，所以不是电磁感应现象，故 D 错误．题组二 磁通量及其变化的分析3．如图 1 所示，虚线框内有匀强磁场，大环和小环是垂直于磁场方向放置的两个圆环，分别用 Φ 1和 Φ 2表示穿过大、小两环的磁通量，则有( )图 1A． Φ 1Φ 2 B． Φ 1Φ 出 ，即 Φ C≠0，当切断导线中电流后，穿过线圈的磁通量 Φ C减小为 0，所以 C 中有感应电流产生；D 中线圈的磁通量 Φ D不为 0，当电流切断后， Φ D也减小为 0，所以 D 中也有感应电流产生．9.如图 4 所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直．导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒 ab、 cd，与导轨接触良好．这两条金属棒 ab、 cd 的运动速度分别是 v1、 v2，若井字形回路中有感应电流通过，则可能( )图 4A． v1v2 B． v1v2C． v1＝ v2 D．无法确定答案 AB10.如图 5 所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是( )图 5A．将线框向左拉出磁场11B．以 ab 边为轴转动C．以 ad 边为轴转动(小于 60°)D．以 bc 边为轴转动(小于 60°)答案 ABC解析 将线框向左拉出磁场的过程中，线框的 bc 部分做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流；当线框以 ab 边为轴转动时，线框的 cd 边的右半段在做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量在发生变化，所以线框中将产生感应电流；当线框以 ad 边为轴转动(小于 60°)时，穿过线框的磁通量在减小，所以在这个过程中线框中会产生感应电流．如果转过的角度超过 60°(60°～300°)， bc 边将进入无磁场区，那么线框中将不产生感应电流；当线框以 bc 边为轴转动时，如果转动的角度小于 60°，则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积)．11．某学生做观察电磁感应现象的实验，将电流表、线圈 A 和 B、蓄电池、开关用导线连接成如图 6 所示的实验电路，当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是( )图 6A．开关位置接错B．电流表的正、负极接反C．线圈 B 的接头 3、4 接反D．蓄电池的正、负极接反答案 A解析 图中所示开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断．而本实验的内容之一就是用来研究在开关通断瞬间，电流的有无是否导致磁场发生变化，进而产生感应电流的情况．因而图中接法达不到目的．关键是开关没有起到控制电源接通、断开的作用，开关应串联到电源和接头 1、2 之间．12.如图 7 所示，固定于水平面上的金属架 CDEF 处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒 MN 沿框架以速度 v 向右做匀速运动． t＝0 时刻，磁感应强度为 B0，此时刻 MN 到达的位置使12MDEN 构成一个边长为 l 的正方形．为使 MN 棒中不产生感应电流，从 t＝0 开始，磁感应强度 B 应怎样随时间 t 变化？请推导出这种情况下 B 与 t 的关系式．图 7答案 B＝B0ll＋ vt解析 要使 MN 棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化，在 t＝0 时刻，穿过线圈平面的磁通量Φ 1＝ B0S＝ B0l2设 t 时刻的磁感应强度为 B，此时刻磁通量为Φ 2＝ Bl(l＋ vt)由 Φ 1＝ Φ 2得 B＝ .B0ll＋ vt1第 1 节 划时代的发现第 2 节 探究感应电流的产生条件 1．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．2．感应电流的产生条件：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流．3．关于磁通量，下列说法中正确的是( )A．磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量B．磁通量越大，磁感应强度越大C．通过某一面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零D．磁通量就是磁感应强度答案 C解析 磁通量是标量，故 A 不对；由 Φ ＝ BS⊥ 可知 Φ 由 B 和 S⊥ 两个因素决定， Φ 较大，有可能是由于 S⊥ 较大造成的，所以磁通量越大，磁感应强度越大是错误的，故 B 不对；由 Φ ＝ BS⊥ 可知，当线圈平面与磁场方向平行时， S⊥ ＝0， Φ ＝0，但磁感应强度 B 不为零，故 C 对；磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量，故 D 不对．4．如图所示，用导线做成圆形或正方形回路，这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘)，下列组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生的是( )答案 CD解析 利用安培定则判断直线电流产生的磁场，其磁感线是一些以直导线为轴的无数组同心圆，即磁感线所在平面均垂直于导线，且直线电流产生的磁场分布情况是：靠近直导线处磁场强，远离直导线处磁场弱．所以，A 中穿过圆形线圈的磁场如图甲所示，其有效磁通量为 Φ A＝ Φ 出 － Φ 进 ＝0，且始终为 0，即使切断导线中的电流， Φ A也始终为0，A 中不可能产生感应电流．B 中线圈平面与导线的磁场平行，穿过 B 的磁通量也始终为0，B 中也不能产生感应电流．C 中穿过线圈的磁通量如图乙所示， Φ 进 Φ 出 ，即 Φ C≠0，当切断导线中电流后，经过一定时间，穿过线圈的磁通量 Φ C减小为 0，所以 C 中有感应电流产生；D 中线圈的磁通量 Φ D不为 0，当电流切断后， Φ D最终也减小为 0，所以 D 中也有感应电流产生．【概念规律练】知识点一 磁通量的理解及其计算1．如图 1 所示，有一个 100 匝的线圈，其横截面是边长为 L＝0.20 m 的正方形，放在磁感应强度为 B＝0.50 T 的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？2图 1答案 5.5×10 －3 Wb解析 线圈横截面为正方形时的面积S1＝ L2＝(0.20) 2 m2＝4.0×10 －2 m2.穿过线圈的磁通量Φ 1＝ BS1＝0.50×4.0×10 －2 Wb＝2.0×10 －2 Wb横截面形状为圆形时，其半径 r＝4 L/2π＝2 L/π.截面积大小 S2＝π(2 L/π) 2＝ m2425π穿过线圈的磁通量Φ 2＝ BS2＝0.50×4/(25π) Wb≈2.55×10 －2 Wb.所以，磁通量的变化Δ Φ ＝ Φ 2－ Φ 1＝(2.55－2.0)×10 －2 Wb＝5.5×10 －3 Wb点评 磁通量 Φ ＝ BS 的计算有几点要注意：(1)S 是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积；B 是匀强磁场中的磁感应强度．(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响．同理，磁通量的变化量 Δ Φ ＝ Φ 2－ Φ 1也不受线圈匝数的影响．所以，直接用公式求 Φ 、Δ Φ 时，不必去考虑线圈匝数 n.2．如图 2 所示，线圈平面与水平方向成 θ 角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B，线圈面积为 S，则穿过线圈的磁通量 Φ ＝________.图 2答案 BScos θ解析 线圈平面 abcd 与磁场不垂直，不能直接用公式 Φ ＝ BS 计算，可以用不同的分解方法进行．可以将平面 abcd 向垂直于磁感应强度的方向投影，使用投影面积；也可以将磁感应强度沿垂直于平面和平行于平面正交分解，使用磁感应强度的垂直分量．解法一：把面积 S 投影到与磁场 B 垂直的方向，即水平方向 a′ b′ cd，则 S⊥ ＝ Scos θ ，故 Φ ＝ BS⊥ ＝ BScos θ .解法二：把磁场 B 分解为平行于线圈平面的分量 B∥ 和垂直于线圈平面的分量 B⊥ ，显然 B∥ 不穿过线圈，且 B⊥ ＝ Bcos θ ，故 Φ ＝ B⊥ S＝ BScos θ .点评 在应用公式 Φ ＝ BS 计算磁通量时，要特别注意 B⊥ S 的条件，应根据实际情况选择不同的方法，千万不要乱套公式．知识点二 感应电流的产生条件3．下列情况能产生感应电流的是( )3图 3A．如图甲所示，导体 AB 顺着磁感线运动B．如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时C．如图丙所示，小螺线管 A 插入大螺线管 B 中不动，开关 S 一直接通时D．如图丙所示，小螺线管 A 插入大螺线管 B 中不动，开关 S 一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时答案 BD解析 A 中导体棒顺着磁感线运动，穿过闭合电路的磁通量没有发生变化无感应电流，故 A 错；B 中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加，拔出时线圈中的磁通量减少，都有感应电流，故 B 正确；C 中开关 S 一直接通，回路中为恒定电流，螺线管 A 产生的磁场稳定，螺线管 B 中的磁通量无变化，线圈中不产生感应电流，故 C 错；D 中开关 S 接通，滑动变阻器的阻值变化使闭合回路中的电流变化，螺线管 A 的磁场变化，螺线管 B 中磁通量变化，线圈中产生感应电流，故 D 正确．点评 电路闭合，磁通量变化，是产生感应电流的两个必要条件，缺一不可．电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通量尽管很大但不变化，那么无论有多大，都不会产生感应电流．4．如图 4 所示，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈Ⅱ与电流计 G 相连，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计 G 中有示数的是( )图 4A．开关闭合瞬间B．开关闭合一段时间后C．开关闭合一段时间后，来回移动变阻器滑动端D．开关断开瞬间答案 ACD解析 A 中开关闭合前，线圈Ⅰ、Ⅱ中均无磁场，开关闭合瞬间，线圈Ⅰ中电流从无到有形成磁场，穿过线圈Ⅱ的磁通量从无到有，线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计 G 有示数．故 A 正确．B 中开关闭合一段时间后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈Ⅱ虽有磁通量但磁通量稳定不变，线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计 G 中无示数．故 B 错误．C 中开关闭合一段时间后，来回移动滑动变阻器滑动端，电阻变化，线圈4Ⅰ中的电流变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计 G 中有示数．故 C 正确．D 中开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计 G 中有示数．故 D 正确．点评 变化的电流引起闭合线圈中磁通量的变化，是产生感应电流的一种情况．【方法技巧练】一、磁通量变化量的求解方法5．面积为 S 的矩形线框 abcd，处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成 θ 角(如图 5 所示)，当线框以 ab 为轴顺时针转 90°时，穿过 abcd 面的磁通量变化量 Δ Φ ＝________.图 5答案 － BS(cos θ ＋sin θ )解析 磁通量由磁感应强度矢量在垂直于线框面上的分量决定．开始时 B 与线框面成 θ 角，磁通量为 Φ ＝ BSsin θ ；线框面按题意方向转动时，磁通量减少，当转动 90°时，磁通量变为“负”值， Φ 2＝－ BScos θ .可见，磁通量的变化量为Δ Φ ＝ Φ 2－ Φ 1＝－ BScos θ － BSsin θ＝－ BS(cos θ ＋sin θ )实际上，在线框转过 90°的过程中，穿过线框的磁通量是由正向 BSsin θ 减小到零，再由零增大到负向 BScos θ .方法总结 磁通量虽是标量，但有正、负，正、负号仅表示磁感线从不同的方向穿过平面，不表示大小．6．如图 6 所示，通电直导线下边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面．若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将( )图 6A．逐渐增大 B．逐渐减小C．保持不变 D．不能确定答案 B解析 当矩形线框在线框与直导线决定的平面内逐渐远离通电导线平动时，由于离开导线越远，磁场越弱，而线框的面积不变，则穿过线框的磁通量将减小，所以 B 正确．方法总结 引起磁通量变化一般有四种情况(1)磁感应强度 B 不变，有效面积 S 变化，则 Δ Φ ＝ Φ t－ Φ 0＝ BΔ S(如知识点一中的1 题)(2)磁感应强度 B 变化，磁感线穿过的有效面积 S 不变，则 Δ Φ ＝ Φ t－ Φ 0＝Δ BS(如此题)(3)线圈平面与磁场方向的夹角 θ 发生变化时，即线圈在垂直于磁场方向的投影面积S⊥ ＝ Ssin θ 发生变化，从而引起穿过线圈的磁通量发生变化，即 B、 S 不变， θ 变化．(如此栏目中的 5 题)(4)磁感应强度 B 和回路面积 S 同时发生变化的情况，则 Δ Φ ＝ Φ t－ Φ 0≠Δ B·Δ S二、感应电流有无的判断方法7．如图 7 所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是( )5图 7A．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线 AB 转动D．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线 CD 转动答案 C解析 四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，按 A、B、D 三种情况线圈移动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零不变，线框中不产生感应电流．C 中线圈转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C 项正确．方法总结 (1)判断有无感应电流产生的关键是抓住两个条件：①电路是否为闭合电路；②穿过电路本身的磁通量是否发生变化，其主要内涵体现在“变化”二字上．电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通量很大但不变化，那么不论有多大，也不会产生感应电流．(2)分析磁通量是否变化时，既要弄清楚磁场的磁感线分布，又要注意引起磁通量变化的三种情况：①由于线框所在处的磁场变化引起磁通量变化；②由于线框所在垂直于磁场方向的投影面积变化引起磁通量变化；③有可能是磁场及其垂直于磁场的面积都发生变化．8．下列情况中都是线框在磁场中切割磁感线运动，其中线框中有感应电流的是( )答案 BC解析 A 中虽然导体“切割”了磁感线，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流．B 中导体框的一部分导体“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流．C 中虽然与 A 近似，但由于是非匀强磁场运动过程中，穿过线框的磁感线条数增加，线框中有感应电流．D 中线框尽管是部分切割，但磁感线条数不变，无感应电流，故选 B、C.方法总结 在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时，应该注意：①导体是否将磁感线“割断” ，如果没有“割断”就不能说切割．如下图所示，甲、乙两图中，导线是真“切割” ，而图丙中，导体没有切割磁感线．②即使导体真“切割”了磁感线，也不能保证就能产生感应电流．例如上题中 A、D 选项情况，如果由切割不容易判断，还是要回归到磁通量是否变化上去．1．下列现象中，属于电磁感应现象的是( )A．小磁针在通电导线附近发生偏转B．通电线圈在磁场中转动C．因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流6D．磁铁吸引小磁针答案 C解析 电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈在磁场中转动，反映了磁场力的性质，所以 A、B、D 不是电磁感应现象，C 是电磁感应现象．2．在电磁感应现象中，下列说法正确的是( )A．导体相对磁场运动，导体内一定产生感应电流B．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流C．闭合电路在磁场内做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流D．穿过闭合电路的磁通量发生变化，在电路中一定会产生感应电流答案 D解析 本题的关键是理解产生感应电流的条件．首先是“闭合电路” ，A、B 两项中电路是否闭合不确定，故 A、B 两项错误；其次当电路闭合时，只有一部分导体切割磁感线才产生感应电流，C 项错误；当闭合电路中磁通量发生变化时，电路中产生感应电流，D 项正确．故正确答案为 D.3．一个闭合线圈中没有感应电流产生，由此可以得出( )A．此时此地一定没有磁场B．此时此地一定没有磁场的变化C．穿过线圈平面的磁感线条数一定没有变化D．穿过线圈平面的磁通量一定没有变化答案 D解析 磁感线条数不变不等于磁通量不变．4．如图 8 所示，通电螺线管水平固定， OO′为其轴线， a、 b、 c 三点在该轴线上，在这三点处各放一个完全相同的小圆环，且各圆环平面垂直于 OO′轴．则关于这三点的磁感应强度 Ba、 Bb、 Bc的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量 Φ a、 Φ b、 Φ c的大小关系，下列判断正确的是( )图 8A． Ba＝ Bb＝ Bc， Φ a＝ Φ b＝ Φ cB． BaBbBc， Φ aBbBc， Φ aΦ bΦ cD． BaBbBc， Φ a＝ Φ b＝ Φ c答案 C解析 根据通电螺线管产生的磁场特点可知 BaBbBc，由 Φ ＝ BS 可得 Φ aΦ bΦ c.故C 正确．5．如图 9 所示，矩形线框 abcd 放置在水平面内，磁场方向与水平方向成 α 角，已知sin α ＝4/5，回路面积为 S，磁感应强度为 B，则通过线框的磁通量为( )图 9A． BS B．4 BS/5C．3 BS/5 D．3 BS/4答案 B解析 通过线框的磁通量 Φ ＝ BSsin α ＝ BS.456．如图 10 所示， ab 是水平面上一个圆的直径，在过 ab 的竖直平面内有一根通电导线 ef，已知 ef 平行于 ab，当 ef 竖直向上平移时，电流产生的磁场穿过圆面积的磁通量将( )7图 10A．逐渐增大B．逐渐减小C．始终为零D．不为零，但保持不变答案 C解析 导线 ef 周围的磁场是以 ef 为圆心的一系列同心圆，水平面上的圆上的不同点到 ef 的距离不同，相当于在半径不同的圆周上，由于 ef∥ ab，且 ef 与 ab 在同一竖直平面内，因而 ef 产生的磁场方向正好在 ab 两侧且对称地从一边穿入从另一边对称穿出，净剩磁感线条数为零，因而穿过圆的磁通量为零，当 ef 向上平移时，穿过圆的磁通量仍为零．7．如图 11 所示，矩形闭合导线与匀强磁场垂直，一定产生感应电流的是( )图 11A．垂直于纸面平动B．以一条边为轴转动C．线圈形状逐渐变为圆形D．沿与磁场垂直的方向平动答案 BC8．在如图所示的各图中，闭合线框中能产生感应电流的是( )答案 AB解析 感应电流产生的条件是：只要穿过闭合线圈的磁通量变化，闭合线圈中就有感应电流产生．A 图中，当线圈转动过程中，线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生；B 图中离直导线越远磁场越弱，磁感线越稀，所以当线圈远离导线时，线圈中磁通量不断变小，所以 B 图中也有感应电流产生；C 图中一定要把条形磁铁周围的磁感线空间分布图弄清楚，在图示位置，线圈中的磁通量为零，在向下移动过程中，线圈的磁通量一直为零，磁通量不变，线圈中无感应电流产生；D 图中，线圈中的磁通量一直不变，线圈中无感应电流产生．故正确答案为 A、B.9．如图 12 所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中不可行的是( )图 12A．将线框向左拉出磁场B．以 ab 边为轴转动(小于 90°)8C．以 ad 边为轴转动(小于 60°)D．以 bc 边为轴转动(小于 60°)答案 D解析 将线框向左拉出磁场的过程中，线框的 bc 部分做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流．当线框以 ab 边为轴转动时，线框的 cd 边的右半段在做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量在发生变化，所以线框中将产生感应电流．当线框以 ad 边为轴转动(小于 60°)时，穿过线框的磁通量在减小，所以在这个过程中线框中会产生感应电流．如果转过的角度超过 60°(60°～300°)， bc 边将进入无磁场区，那么线框中将不产生感应电流．当线框以 bc 边为轴转动时，如果转动的角度小于 60°，则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积)．10． A、 B 两回路中各有一开关 S1、S 2，且回路 A 中接有电源，回路 B 中接有灵敏电流计(如图 13 所示)，下列操作及相应的结果可能实现的是( )图 13A．先闭合 S2，后闭合 S1的瞬间，电流计指针偏转B．S 1、S 2闭合后，在断开 S2的瞬间，电流计指针偏转C．先闭合 S1，后闭合 S2的瞬间，电流计指针偏转D．S 1、S 2闭合后，在断开 S1的瞬间，电流计指针偏转答案 AD11．线圈 A 中接有如图 14 所示的电源，线圈 B 有一半的面积处在线圈 A 中，两线圈平行但不接触，则在开关 S 闭合的瞬间，线圈 B 中有无感应电流？图 14答案 见解析解析 有，将 S 闭合的瞬间，与线圈 A 组成的闭合电路有电流通过，线圈 A 产生的磁场要穿过线圈 B.线圈 A 中有环形电流，其磁场不仅穿过线圈自身所包围的面积，方向向外，也穿过线圈外的广大面积，方向向里．但线圈 A 所包围的面积内磁通密度大，外围面积上的磁通密度小．线圈 B 与 A 重合的一半面积上向外的磁通量大于另一半面积上向里的磁通量，因此线圈 B 所包围的总磁通量不为零，而且方向向外．也就是说，在开关 S 闭合的瞬间，穿过线圈 B 的磁通量增加，所以有感应电流．12．匀强磁场区域宽为 L，一正方形线框 abcd 的边长为 l，且 lL，线框以速度 v 通过磁场区域，如图 15 所示，从线框进入到完全离开磁场的时间内，线框中没有感应电流的时间是多少？图 159答案 l－ Lv解析 ad 边和 bc 边都在磁场外时，线框中的磁通量不变，没有感应电流．线圈中没有感应电流的时间为 t＝ .l－ Lv13．匀强磁场的磁感应强度 B＝0.8 T，矩形线圈 abcd 的面积 S＝0.5 m2，共 10 匝，开始 B 与 S 垂直且线圈有一半在磁场中，如图 16 所示．图 16(1)当线圈绕 ab 边转过 60°时，线圈的磁通量以及此过程中磁通量的改变量为多少？(2)当线圈绕 dc 边转过 60°时，求线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变量．答案 见解析解析 (1)当线圈绕 ab 转过 60°时， Φ ＝ BS⊥ ＝ BScos 60°＝0.8×0.5× Wb＝0.2 12Wb(此时的 S⊥ 正好全部处在磁场中)．在此过程中 S⊥ 没变，穿过线圈的磁感线条数没变，故磁通量变化量 Δ Φ ＝0.(2)当线圈绕 dc 边转过 60°时， Φ ＝ BS⊥ ，此时没有磁场穿过S⊥ ，所以 Φ ＝0；不转时 Φ 1＝ B· ＝0.2 Wb，转动后 Φ 2＝0，Δ Φ ＝ Φ 2－ Φ 1＝－0.2 S2Wb，故磁通量改变了 0.2 Wb.1涡流、电磁阻尼和电磁驱动[目标定位] 1.了解涡流是怎样产生的及涡流现象的利用和危害.2.通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生活和生产中的应用.3.了解电磁阻尼和电磁驱动．一、涡流1．定义：用整块金属材料作铁芯绕制的线圈，当线圈中通有变化的电流时，变化的电流会产生变化的磁场，变化的磁场穿过铁芯，整个铁芯会自成回路，产生感应电流，这种电流看起来像水的旋涡，把这种电流叫做涡电流，简称涡流．2．应用(1)涡流热效应的应用，如真空冶炼炉．(2)涡流磁效应的应用，如探雷器．3．防止：电动机、变压器等设备中应防止涡流过大而导致浪费能量，损坏电器．(1)途径一：增大铁芯材料的电阻率．(2)途径二：用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯．二、电磁阻尼1．定义：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动．2．应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止，便于读数．三、电磁驱动1．定义：磁场相对于导体转动时，导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，使导体运动起来．2．应用：交流感应电动机．一、对涡流的认识1．涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵循法拉第电磁感应定律．2．磁场变化越快，导体的横截面积 S 越大，导体材料的电阻率越小，形成的涡流就越大．例 1 对变压器和电动机等中涡流的认识，以下说法正确的是( )A．涡流会使铁芯温度升高，减少线圈绝缘的寿命B．涡流发热，要损耗额外的能量2C．为了不产生涡流，变压器和电动机的铁芯用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯D．涡流产生于线圈中，对原电流起阻碍作用解析 变压器和电动机中产生的涡流会使温度升高消耗能量，同时会减少线圈绝缘的寿命，A、B 正确；变压器和电动机的铁芯用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯是为了增加电阻，减小电流，减少产生的热量，C 错误；涡流产生于铁芯中，对原电流无阻碍作用，D 错误．故选 A、B.答案 AB二、对电磁阻尼的理解1．产生：闭合回路的部分导体在做切割磁感线运动产生感应电流时，导体在磁场中就要受到安培力的作用，根据楞次定律，安培力总是阻碍导体的运动，于是产生电磁阻尼．任何在磁场中运动的导体，只要给感应电流提供回路，就会存在电磁阻尼作用．2．应用举例：使用磁电式电表进行测量时，总希望指针摆到所示值的位置时便迅速地稳定下来，以便读数．由于指针转轴的摩擦力矩很小，若不采取其他措施，线圈及指针将会在所示值附近来回摆动，不易稳定下来．为此，许多电表把线圈绕在闭合的铝框上，当线圈摆动时，在闭合的铝框中将产生感应电流，从而获得电磁阻尼，以使线圈迅速稳定在所示值的位置．电气列车中的电磁制动器也是根据电磁阻尼这一原理制成的．例 2 如图 1 所示，一狭长的铜片能绕 O 点在纸面内摆动，有界磁场的方向垂直纸面向里，铜片在摆动时受到较强的阻尼作用，很快就停止摆动．如果在铜片上开几个长缝，铜片可以在磁场中摆动较多的次数后才停止摆动，这是为什么？图 1解析 没有开长缝的铜片在磁场中摆动时，铜片内将产生较大的涡流，涡流在磁场中所受的安培力总是阻碍铜片的摆动，因此铜片很快就停止摆动．如果在铜片上开几个长缝，就可以把涡流限制在缝与缝之间的各部分铜片上，较大地削弱了涡流，阻力随之减小，所以铜片可以摆动多次后才停止摆动．答案 见解析三、对电磁驱动的理解电磁驱动与电磁阻尼的区别与联系1．电磁驱动中导体受安培力的方向与导体运动方向相同，推动导体运动；电磁阻尼中安培力的方向与导体运动方向相反，阻碍导体运动．32．电磁驱动中由于电磁感应，磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能而对外做功；电磁阻尼中克服安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化为内能．3．电磁驱动与电磁阻尼中安培力的作用效果均为阻碍相对运动，应注意电磁驱动中导体的运动速度要小于磁场的运动速度．例 3 如图 2 所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴 OO′转动．从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则( )图 2A．线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同B．线圈将逆时针转动，转速比磁铁小C．线圈将顺时针转动，转速比磁铁大D．线圈将顺时针转动，转速比磁铁小解析 当磁铁逆时针转动时，线圈中产生感应电流，根据楞次定律知，感应电流总是阻碍磁铁和线圈之间的相对运动，线圈将与磁极同向转动，但转动速度比磁铁小．B 项正确．答案 B涡流的应用1．如图 3 所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝处产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是( )图 3A．交流电的频率越高，焊缝处的温度升高得越快B．交流电的频率越低，焊缝处的温度升高得越快C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小4D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大答案 AD解析 交流电频率越高，则产生的感应电流越大，升温越快，工件电流相同，电阻越大，温度越高，放热越多．对电磁阻尼的理解2.如图 4 所示，磁电式仪表的线圈通常是用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是( )图 4A．防止涡流而设计的B．利用涡流而设计的C．起电磁阻尼的作用D．起电磁驱动的作用答案 BC解析 线圈通电后在安培力作用下转动，铝框随之转动，在铝框内产生涡流．涡流将阻碍线圈的转动，使线圈偏转后尽快停下来，这样做是利用涡流来起电磁阻尼的作用．3．如图 5 所示，条形磁铁用细线悬挂在 O 点． O 点正下方固定一个水平放置的铝线圈．让磁铁在竖直面内摆动，下列说法中正确的是( )图 5A．磁铁左右摆动一次，线圈内感应电流的方向改变 2 次B．磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用C．磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力D．磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力，有时是动力答案 C解析 磁铁向下摆动时，根据楞次定律，线圈中产生逆时针方向的感应电流(从上面看)，并且磁铁受到感应电流对它的作用力为阻力，阻碍它靠近；磁铁向上摆动时，根据楞次定律，线圈中产生顺时针方向的感应电流(从上面看)，磁场受感应电流对它的作用力仍为阻力，阻碍它远离，所以磁铁在左右摆动一次过程中，电流方向改变 3 次，感应电流对它的5作用力始终是阻力，只有 C 项正确．对电磁驱动的理解4.如图 6 所示，光滑水平绝缘面上有两个金属环静止在平面上，环 1 竖直，环 2 水平放置，均处于中间分割线上，在平面中间分割线正上方有一条形磁铁，当磁铁沿中间分割线向右运动时，下列说法正确的是( )图 6A．两环都向右运动B．两环都向左运动C．环 1 静止，环 2 向右运动D．两环都静止答案 C解析 条形磁铁向右运动时，环 1 中磁通量保持为零不变，无感应电流，仍静止；环 2 中磁通量变化，根据楞次定律，为阻碍磁通量的变化，感应电流的效果使环 2 向右运动.(时间：60 分钟)题组一 涡流的应用1．下列关于涡流的说法中正确的是( )A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流C．涡流有热效应，但没有磁效应D．在硅钢中不能产生涡流答案 A解析 涡流本质上是感应电流，是自身构成回路，在穿过导体的磁通量变化时产生的，所以 A 对，B 错；涡流不仅有热效应，同其他电流一样也有磁效应，C 错；硅钢电阻率大，产生的涡流较小，但仍能产生涡流，D 错．2.如图 1 所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是( )6图 1A．恒定直流、小铁锅B．恒定直流、玻璃杯C．变化的电流、小铁锅D．变化的电流、玻璃杯答案 C解析 通入恒定电流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流．通入变化的电流时，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高．涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温，故 C 正确．3.如图 2 所示是用涡流金属探测器探测地下金属物的示意图，下列说法中正确的是( )图 2A．探测器内的探测线圈会产生交变磁场B．只有有磁性的金属物才会被探测器探测到C．探测到地下的金属是因为探头中产生了涡流D．探测到地下的金属物是因为金属物中产生了涡流答案 AD4．高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的．如图 3 所示为冶炼金属的高频感应炉的示意图，炉内放入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快，温度易控制，并能避免有害杂质混入被治炼的金属中，因此适用于冶炼特种金属．那么该炉的加热原理是( )图 3A．利用线圈中电流产生的焦耳热B．利用线圈中电流产生的磁场C．利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流D．给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电答案 C75．如图 4 所示为高频电磁炉的工作示意图，它是采用电磁感应原理产生涡流加热的，它利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，当变化的磁场通过含铁质锅的底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速升温，然后再加热锅内食物．电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害．关于电磁炉，以下说法中正确的是( )图 4A．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的B．电磁炉是利用变化的磁场产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的C．电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的D．电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的答案 B解析 电磁炉的工作原理是利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，变化的磁场通过含铁质锅的底部产生无数小涡流，使锅体温度升高后加热食物，故选项 A、D 错误，B 正确；而选项 C 是微波炉的加热原理，C 错误．题组二 对电磁阻尼的理解6.如图 5 所示，在 O 点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在 A 点由静止释放，向右摆至最高点 B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是( )图 5A． A、 B 两点在同一水平线上B． A 点高于 B 点C． A 点低于 B 点D．铜环最终将做等幅摆动答案 BD解析 铜环在进入和穿出磁场的过程中，穿过环的磁通量发生变化，环中有感应电流产生，将损耗一定的机械能，所以 A 点高于 B 点．铜环的摆角会越来越小，最终出不了磁场，而做等幅摆动．7．如图 6 所示，使一个铜盘绕其竖直的轴 OO′转动，且假设摩擦等阻力不计，转动是匀8速的．现把一个蹄形磁铁移近铜盘，则( )图 6A．铜盘转动将变慢B．铜盘转动将变快C．铜盘仍以原来的转速转动D．铜盘的转动速度是否变化，要根据磁铁的上下两端的极性来决定答案 A解析 当一个蹄形磁铁移近铜盘时，铜盘转动切割磁感线，产生感应电流，由楞次定律可知感应电流受到的安培力阻碍其相对运动，所以铜盘的转动将变慢．本题也可以从能量守恒的角度去分析，因为铜盘转动切割磁感线，产生感应电流，铜盘的机械能不断转化成电能，铜盘转动会逐渐变慢，故正确选项为 A.8．如图 7 所示，在光滑水平桌面上放一条形磁铁，分别将大小相同的铁球、铝球和木球放在磁铁的一端且给它们一个相同的初速度，让其向磁铁滚去，观察小球的运动情况是( )图 7A．都做匀速运动B．甲、乙做加速运动C．甲做加速运动，乙做减速运动，丙做匀速运动D．甲做减速运动，乙做加速运动，丙做匀速运动答案 C解析 铁球将加速运动，其原因是铁球被磁化后与磁铁之间产生相互吸引的磁力．铝球将减速运动，其原因是铝球内产生了感应电流，感应电流的磁场阻碍相对运动．木球将匀速运动，其原因是木球既不能被磁化，也不能产生感应电流，所以磁铁对木球不产生力的作用．9.弹簧上端固定，下端挂一条形磁铁，使磁铁上下振动，磁铁的振动幅度不变．若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图 8 所示，观察磁铁的振幅将会发现( )9图 8A．S 闭合时振幅逐渐减小，S 断开时振幅不变B．S 闭合时振幅逐渐增大，S 断开时振幅不变C．S 闭合或断开，振幅变化相同D．S 闭合或断开，振幅都不发生变化答案 A解析 S 断开时，磁铁振动穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中无感应电流，振幅不变；S闭合时有感应电流，有电能产生，磁铁的机械能越来越少，振幅逐渐减少，A 正确．10．如图 9 所示， A、 B 为大小、形状均相同且内壁光滑、但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从 A、 B 管上端的管口无初速度释放，穿过 A管比穿过 B 管的小球先落到地面．下面对于两管的描述中可能正确的是( )图 9A． A 管是用塑料制成的， B 管是用铜制成的B． A 管是用铝制成的， B 管是用胶木制成的C． A 管是用胶木制成的， B 管是用塑料制成的D． A 管用胶木制成的， B 管是用铝制成的答案 AD题组三 对电磁驱动的理解11.如图 10 所示，在一蹄形磁铁下面放一个铜盘，铜盘和磁铁均可以自由绕 OO′轴转动，两磁极靠近铜盘，但不接触．当磁铁绕轴转动时，铜盘将( )图 10A．以相同的转速与磁铁同向转动10B．以较小的转速与磁铁同向转动C．以相同的转速与磁铁反向转动D．静止不动答案 B解析 因磁铁的转动，引起铜盘中磁通量发生变化而产生感应电流，进而受安培力作用而发生转动，由楞次定律可知安培力的作用是阻碍相对运动，所以铜盘与磁铁同向转动，又由产生电磁感应的条件可知，线圈中能产生电流的条件必须是磁通量发生变化．故铜盘转动方向与磁铁相同而转速小，所以正确选项是 B.12．如图 11 所示，闭合导线圆环和条形磁铁都可以绕水平的中心轴 OO′自由转动，开始时磁铁和圆环都静止在竖直平面内．若条形磁铁突然绕 OO′轴 N 极向纸里、S 极向纸外转动，在此过程中，圆环将( )图 11A．产生逆时针方向的感应电流，圆环上端向里、下端向外随磁铁转动B．产生顺时针方向的感应电流，圆环上端向外、下端向里转动C．产生逆时针方向的感应电流，圆环并不转动D．产生顺时针方向的感应电流，圆环并不转动答案 A解析 磁铁转动时，环中穿过环向里的磁通量增加，根据楞次定律，环中产生逆时针方向的感应电流．磁铁转动时，为阻碍磁通量的变化，导线圆环与磁铁同向转动，所以选项 A正确．
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