1、第四章 电磁感应1 划时代的发现2 探究感应电流的产生条件课时演练促提升A 组1.如图所示,一个矩形线圈与两条通有相同大小电流的平行直导线处于同一平面,并且处在两导线的中央,则( )A.两导线电流同向时,穿过线圈的磁通量为零B.两导线电流反向时,穿过线圈的磁通量为零C.两导线电流同向或反向,穿过线圈的磁通量都相等D.两导线电流产生的磁场是不均匀的,不能判定穿过线圈的磁通量是否为零解析:根据安培定则,两导线电流同向时,它们在线圈处产生的磁场反向,穿过线圈的磁通量为零;两导线电流反向时,它们在线圈处产生的磁场同向,穿过线圈的磁通量不为零,故选项A 正确。答案:A2.如图所示,条形磁铁正上方放置一矩
2、形线框,线框 平面水平且与条形磁铁平行。则线框由N 极端匀速平移到 S 极端的过程中,线框中的感应电流的情况是( )A.线框中始终无感应电流B.线框中始终有感应电流C.线框中开始有感应电流,当线框运动到磁铁中部时无感应电流,过中部后又有感应电流D.线框中开始无感应电流,当线框运动到磁铁中部时有感应电流,过中部后又无感应电流解析:先画出条形磁铁的磁场分布情况,然后分析线圈在平移过程中,穿过线框的磁通量的变化情况,可知,穿过线圈的磁通量始终 在变化,故 B 正确。答案:B3.如图所示,矩形线框在磁场内做的各种运动中,能够产生感应电流的是( )解析:产生感应电流的条件是穿过线圈的磁通量发生变化,选项
3、 B 符合要求。答案:B4.如图所示,竖直放置的长直导线通以图示方向的电流,有一矩形金属线框 abcd 与导线处在同一平面内,下列情况下,矩形线框中不会产生感应电流的是( )A.导线中 电流变大B.线框向右平动C.线框向下平动D.线框以 ab 边为轴转动解析:导线中电流变大,则周围的磁感应强度增强,线框中磁通量增大,可以产生感应电流;线框向右平动时,线框中的磁感应强度减小,磁通量减小,可以产生感应电流;线框向下平动时,线框中的磁感应强度不变,磁通量不变,不会产生感应电流;线框以 ad 边为轴转动时,线框中的磁通量发生变化,会产生感应电流,故选项 A、B、D 不合题意,选项 C 符合题意。答案:
4、C5.如图所示,一通电螺线管 b 放在闭合金属线圈 a 内,螺线管的中心线恰好和线圈的一条直径 MN 重合。要使线圈 a 中产生感应电流,可采用的方法有( )A.使螺线管在线圈 a 所在平面内转动B.使螺线管上的电流发生变化C.使线圈以 MN 为轴转动D.使线圈以与 MN 垂直的直径为轴转动解析:图示位置,线圈 a 所在平面与磁感线平行,穿过线圈的磁通量为零,当按 A、B、C 所述方式变化时,线圈 a 所在平面仍与磁感线平行,磁通量不变,不产生感应电流;按 D 所述方式变化时,由于线圈与磁场夹角变化引起磁通量变化,能够产生感应电流,故选 D。答案:D6.(多选)如图所示是截面为等腰直角形的三棱
5、柱,其侧面 abcd 为正方形,边长为 L,将它按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为 B,下面说法中正确的是( )A.通过 abcd 平面的磁通量大小为 BL2B.通过 dcfe 平面的磁通量大小为 BL2C.通过 abfe 平面的磁通量大小为 BL2D.通过整个三棱柱的磁通量为零解析:由公式 =BS cos 可以得出通过侧面 abcd 的磁通量 1=BL2cos 45=BL2,A 错误;通过平面 dcfe 的磁通量 2=BLL,B 正确;通过平面 abfe 的磁通 量 3=BL2cos 90=0,C 错误;而整个三棱柱表面是个闭合曲面,穿入与穿出的磁感线条数相等,即穿过它的净磁
6、感线的条数是 0,故穿过整个三棱柱的磁通量为零,D 正确。答案:BD7.(多选)如图所示, 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,下列操作及相应的结果中可能的是( )A.先闭合 S2,后闭合 S1的瞬间,电流计 指针偏转B.S1、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.S1、S 2闭合后,在断开 S1的瞬间,电流计指针偏转解析:回路 A 中有电源,当 S1闭合后,回路中有电流,产生磁场,回路 B 中有磁通量。在 S1闭合或断开的瞬间,回路 A 中的电流从无到有或从有到无,产
7、生的磁场发生变化, 从而使穿过回路 B 的磁通量发生变化,此时若 S2是闭合的,则回路 B 中有感应电流,电流计指针偏转,所以选项 A、D 正确。答案:AD8.如图所示为法拉第研究“磁生电”现象的实验装置原理图。两个线圈分别绕在一个铁环上,线圈 A 接直流电源,线圈 B 接灵敏电流表,下列哪种情况不可能使线圈 B 中产生感应电流( )A.开关 S 闭合或断开瞬间B.开关 S 闭合一段时间之后C.开关 S 闭合后,改变滑动变阻器滑片的位置时D.拿走铁环,再做这个实验,开关 S 闭合或断开的瞬间解析:根据法拉第对产生感应电流的五类概括,选 项 A、C、D 符合变化的电流(变化的磁场)产生感应电流的
8、现象。而开关 S 闭合一段时间之后, A 线圈中是恒定电流,产生恒定的磁场,B 线圈中磁通量稳定不变,故不能使 B 线圈中产生感应电流,故选项 B 符合题意。答案:B9.要研究电磁感应现象实验,为了能明显地观察到实验现象,请在如图所示的实验器材中,选择必要的器材,在图中用实线接成相应的实物电路图。答案:实物电路图如图所示。B 组1.如图所示,在匀强磁场中的 U 形导轨上,有两根等长的平行导线 ab 和 cd,以相同的速度 v匀速向右滑动。为使 ab 中有感应电流产生,对开关 S 来说( )A.打开和闭合都可以 B.应打开C.打开和闭合都不行 D.应闭合解析:若开关打开,导线运动时,闭合回路 a
9、bdc 中磁通量不变,不产生感应电流;若开关闭合 ,导线运动时,闭合回路 abNM 中磁通量变化,产生感应电流。所以,应选 D 选项。答案:D2.如图所示,在条形磁铁的外面套着一个闭合金属弹簧线圈 P,现用力从四周拉弹簧线圈,使线圈包围的面积变大,则下列关于穿过弹簧线圈磁通量的变化以及线圈中是否有感应电流产生的说法中,正确的是( )A.磁通量增大,有感应电流产生B.磁通量增大,无感应电流产生C.磁通量减小,有感应电流产生D.磁通量减小,无感应电流产生解析:本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示(从上向下看)。磁通量是指穿过一个面的磁感线的多少,由于垂直纸面向外的和垂直纸面向里的磁感线要抵消一部分,
10、当弹簧线圈 P 的面积扩大时,垂直纸面向里的磁感线条数增加,而垂直纸面向外的磁感线条数是一定的,故穿过P 的磁通量将减小,回路中会有感应电流产生。答案:C3.(多选)2013 年 12 月 2 日 1 时 30 分,我国嫦娥三号搭载月球车“玉兔号”从西昌卫星发射中心顺利升空,正式开始探月之旅。假如月球车登月后要探测一下月球表面是否有磁场,应该怎样进行实验( )A.直接将电流表放于月球表面,看是否有示数来判断磁场有无B.将电流表与线圈 组成闭合电路,使线圈沿某一方向运动,若电流表无示数,则判断月球表面无磁场C.将电流表与线圈组成闭合电路,使线圈沿某一方向运动,若电流表有示数,则判断月球表面有磁场
11、D.将电流表与线圈组成闭合电路,使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动,月球表面若有磁场,则电流表至少有一次示数不为零解析:只要线圈中能产生感应电流,电流表有示数,就说明月球上一定有磁场。如果没有电流,只能说明线圈中的磁通量没有发生变化,需要变换转动轴或运动方向再试。如果线圈分别绕两个互相垂直的轴转动,当空间有磁场时,至少会有一次产生感应电流,C、D 正确。答案:CD4.(多选)下列说法中正确的是( )A.只要导体相对磁场运动,导体中就一定会产生感应电流B.闭合导体回路在磁场中做切割磁感线运动,导体回路中不一定会产生感应电流C.只要穿过闭合导体回路的磁通量不为零,导体回路中就一定会产生感应电流D.只
12、要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,导体回路中就一定会产生感应电流解析:产生感应电流要有两个条件:一是导体回路要闭合;二是穿过导体回路的磁通量要发生变化,故 D 正确;如果导体没有构成闭合回路 或构成闭合回路但沿磁感线运动,导体中就没有感应电流,故 A 错误;如果闭合导体回路在与回路平面垂直的磁场中运动,两边都切割磁感线,但闭合导体回路的磁通量仍没有发生变化,也不产生感应电流,故 B 正确;穿过闭合导体回路的磁通量不为零,但如果磁通量没有变化,回路中就没有感应电流,故 C 错误。答案:BD5.如图所示,矩形线圈 abcd 左半边处在匀强磁场中,右半边在磁场外,磁感应强度为 B,线圈一半的面积为
13、 S,初始时磁场垂直于线圈平面,求下列情 况中线圈中磁通量的变化量:(1)以 ab 边为轴线圈转过 90。(2)以 ab 边为轴线圈转过 60。(3)以中线 ef 为轴线圈转过 180。解析:(1)线圈初始磁通量 1=BS,转过 90后, 2=0,所以 = 2- 1=-BS,大小为 BS。(2)当线圈以 ab 边为轴边转过 60时,矩形线圈恰好全部进入磁 场, 2=B2Scos 60=BS,所以 = 2- 1=0,说明磁通量未发生变化。(3)当线圈绕中线转过 180时,因为 1=BS,磁感线是垂直于线圈的正前面向里穿过的,当线圈绕中线转过 180时,线圈的正后面转到正前面,磁感线是从原正后面向里穿过的,故 2=-BS,所以 = 2- 1=-2BS,大小为 2BS。答案:见解析。6.如图是研究电磁感应现象实验所需的器材,用实线将带有铁芯的线圈 A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路,将小量程电流表和线圈 B 连接成副线圈回路,并列举出在实验中能够改变副线圈回路磁通量,使副线圈中产生感应电流的三种方法:(1) 。 (2) 。 (3) 。 答案:实线连接,如图所示。(1)A 线圈 在 B 线圈中,合上(或断开)开关瞬间(2)将原线圈插入副线圈或从副线圈中抽出的过程中(3)A 线圈在 B 线圈中,移动滑动变阻器的滑片时
