2019-2020年高中物理 第1章 第1、2節(jié) 電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)　感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件學(xué)案 教科版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 第1章 第1、2節(jié) 電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)　感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件學(xué)案 教科版選修3-2 [目標(biāo)定位] 1.知道奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)、法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象.2.知道磁通量和磁通量變化量的含義.3.知道感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件． 一、電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn) [問(wèn)題設(shè)計(jì)] 哲學(xué)家康德說(shuō)過(guò)，各種自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化并且是和諧統(tǒng)一的．你能舉出一個(gè)例子嗎？在電磁學(xué)領(lǐng)域，誰(shuí)發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)？誰(shuí)證實(shí)了“磁生電”現(xiàn)象的存在？ 答案　摩擦生熱表明了機(jī)械運(yùn)動(dòng)向熱運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化，而蒸汽機(jī)則實(shí)現(xiàn)了熱運(yùn)動(dòng)向機(jī)械運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第證實(shí)了“磁生電”現(xiàn)象的存在． [要點(diǎn)提煉] 1．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)，啟迪人們?nèi)ヌ骄渴遣皇谴嬖诖女a(chǎn)生電． 2．電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 1831年，英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流．他把“磁生電”的現(xiàn)象分為五類(lèi)：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)線(xiàn)． 二、磁通量及其變化 [問(wèn)題設(shè)計(jì)] 如圖1所示，框架的面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.試求： 圖1 (1)框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直時(shí)，穿過(guò)框架平面的磁通量為多少？ (2)若框架繞OO′轉(zhuǎn)過(guò)60，則穿過(guò)框架平面的磁通量為多少？ (3)若從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90，則穿過(guò)框架平面的磁通量的變化量為多少？ (4)若從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180，則穿過(guò)框架平面的磁通量的變化量為多少？ 答案　(1)BS　(2)BS　(3)－BS　(4)－2BS [要點(diǎn)提煉] 1．磁通量 (1)定義：閉合導(dǎo)體回路的面積與垂直穿過(guò)它的磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積叫磁通量，符號(hào)為Φ.在數(shù)值上等于穿過(guò)投影面的磁感線(xiàn)的條數(shù)． 圖2 (2)公式：Φ＝BS.其中S為回路平面在垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積，也稱(chēng)為有效面積．所以當(dāng)回路平面與磁場(chǎng)方向之間的夾角為θ時(shí)，磁通量Φ＝BSsin_θ，如圖2所示． (3)單位：韋伯，簡(jiǎn)稱(chēng)韋，符號(hào)Wb. (4)注意：①磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)之分．一般來(lái)說(shuō)，如果磁感線(xiàn)從線(xiàn)圈的正面穿入，線(xiàn)圈的磁通量就為“＋”，磁感線(xiàn)從線(xiàn)圈的反面穿入，線(xiàn)圈的磁通量就為“－”．②磁通量與線(xiàn)圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)． 2．磁通量的變化量ΔΦ (1)當(dāng)B不變，有效面積S變化時(shí)，ΔΦ＝BΔS. (2)當(dāng)B變化，S不變時(shí)，ΔΦ＝ΔBS. (3)B和S同時(shí)變化，則ΔΦ＝Φ2－Φ1，但此時(shí)ΔΦ≠ΔBΔS. 特別提醒　計(jì)算穿過(guò)某平面的磁通量的變化量時(shí)，要注意前后磁通量的正負(fù)，如原磁通量Φ1＝BS，當(dāng)平面轉(zhuǎn)過(guò)180后，磁通量Φ2＝－BS，磁通量的變化量ΔΦ＝－2BS. 三、感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 [問(wèn)題設(shè)計(jì)] 1．實(shí)驗(yàn)1(導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng))：如圖3所示，導(dǎo)體AB垂直磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)路中________電流產(chǎn)生，而導(dǎo)體AB沿著磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)路中________電流產(chǎn)生(均填“有”或“無(wú)”)．實(shí)驗(yàn)表明什么情況下能產(chǎn)生感應(yīng)電流？ 圖3 答案　有　無(wú)　實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生． 2．實(shí)驗(yàn)2(通過(guò)閉合回路的磁場(chǎng)發(fā)生變化)： 如圖4所示，螺線(xiàn)管B套在螺線(xiàn)管A外邊，螺線(xiàn)管A經(jīng)過(guò)滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)與電池相連構(gòu)成直流電路；螺線(xiàn)管B接電流計(jì)構(gòu)成閉合電路．進(jìn)行以下操作并觀察電流計(jì)指針擺動(dòng)的情況．將觀察結(jié)果填入表中．(填空中均填“擺動(dòng)”或“不擺動(dòng)”) 圖4 　　 觀察 操作 電流計(jì)指針的擺動(dòng)情況 螺線(xiàn)管B套在 螺線(xiàn)管A外面 螺線(xiàn)管A、B 相互垂直 開(kāi)關(guān)接通瞬間 擺動(dòng) 不擺動(dòng) 電流穩(wěn)定 不擺動(dòng) 不擺動(dòng) 開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間 擺動(dòng) 不擺動(dòng) 滑動(dòng)片快速推動(dòng) 擺動(dòng) 不擺動(dòng) (1)實(shí)驗(yàn)2中并沒(méi)有導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，但在接通或斷開(kāi)電源的瞬間或改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，B線(xiàn)圈中卻出現(xiàn)感應(yīng)電流，這說(shuō)明什么？ 答案　說(shuō)明導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的本質(zhì)原因，通過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)發(fā)生變化也可以產(chǎn)生感應(yīng)電流． (2)當(dāng)實(shí)驗(yàn)2中開(kāi)關(guān)閉合后，A線(xiàn)圈電流穩(wěn)定時(shí)，B線(xiàn)圈中也存在磁場(chǎng)，但不出現(xiàn)感應(yīng)電流，這說(shuō)明什么？ 答案　說(shuō)明感應(yīng)電流的產(chǎn)生，不在于閉合回路中是否有磁場(chǎng)． (3)實(shí)驗(yàn)2兩個(gè)線(xiàn)圈相互垂直放置時(shí)不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，這又說(shuō)明什么？ 答案　說(shuō)明感應(yīng)電流的產(chǎn)生，不在于磁場(chǎng)是否變化． 3．試總結(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件． 答案　實(shí)驗(yàn)1中，磁場(chǎng)是穩(wěn)定的，但在導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流；實(shí)驗(yàn)2通過(guò)改變電流從而改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱，進(jìn)而改變了磁通量，從而產(chǎn)生了感應(yīng)電流，所以可以將產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件描述為“只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流”． [要點(diǎn)提煉] 1．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化． 2．特例：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．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(xiàn)“割斷”，如果沒(méi)有“割斷”就不能說(shuō)切割．如圖5所示，甲、乙兩圖中，導(dǎo)體是真“切割”，而圖丙中，導(dǎo)體沒(méi)有切割磁感線(xiàn)． 圖5 (2)是否僅是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，如圖?。绻汕懈畈蝗菀着袛?，則要回歸到磁通量是否變化上去． [延伸思考]　電路不閉合時(shí)，磁通量發(fā)生變化是否能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象？ 答案　當(dāng)電路不閉合時(shí)，沒(méi)有感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，只產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象也可以稱(chēng)為電磁感應(yīng)現(xiàn)象． 一、磁通量Φ及其變化量ΔΦ的理解與計(jì)算 例1　如圖6所示，水平放置的扁平條形磁鐵，在磁鐵的左端正上方有一金屬線(xiàn)框，線(xiàn)框平面與磁鐵垂直，當(dāng)線(xiàn)框從左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的過(guò)程中，穿過(guò)它的磁通量的變化情況是(　　) 圖6 A．先減小后增大 B．始終減小 C．始終增大 D．先增大后減小 解析　線(xiàn)框在磁鐵兩端的正上方時(shí)穿過(guò)該線(xiàn)框的磁通量最大，在磁鐵中央時(shí)穿過(guò)該線(xiàn)框的磁通量最小，所以該過(guò)程中的磁通量先減小后增大，故A對(duì)． 答案　A 例2　如圖7所示的線(xiàn)框，面積為S，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B的方向與線(xiàn)框平面成θ角，當(dāng)線(xiàn)框轉(zhuǎn)過(guò)90到如圖所示的虛線(xiàn)位置時(shí)，試求： 圖7 (1)初、末位置穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量Φ1和Φ2； (2)磁通量的變化量ΔΦ. 解析　(1)解法一：在初始位置，把線(xiàn)框平面向垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)行投影，可得垂直于磁場(chǎng)方向的面積為S⊥＝Ssin θ，所以Φ1＝BSsin θ.在末位置，把線(xiàn)框平面向垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)行投影，可得垂直于磁場(chǎng)方向的面積為S⊥′＝Scos θ.由于磁感線(xiàn)從反面穿入，所以Φ2＝－BScos θ. 解法二：如圖所示，把磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿垂直于線(xiàn)框平面和平行于線(xiàn)框平面進(jìn)行分解，得B上＝Bsin θ，B左＝Bcos θ 所以Φ1＝B上S＝BSsin θ， Φ2＝－B左S＝－BScos θ. (2)開(kāi)始時(shí)B與線(xiàn)框平面成θ角，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量Φ1＝BSsin θ；當(dāng)線(xiàn)框按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量減小，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)θ時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量減小為零，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)至90時(shí)，磁感線(xiàn)從另一面穿過(guò)，磁通量變?yōu)椤柏?fù)”值，Φ2＝－BScos θ.所以，此過(guò)程中磁通量的變化量為 ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BScos θ－BSsin θ ＝－BS(cos θ＋sin θ)． 答案　(1)BSsin θ　－BScos θ　(2)－BS(cos θ＋sin θ) 二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷及實(shí)驗(yàn)探究 例3　如圖8所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形金屬軌道上有等長(zhǎng)的兩根金屬棒ab和cd，它們以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng)，則(　　) 圖8 A．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S，ab中有感應(yīng)電流 B．閉合開(kāi)關(guān)S，ab中有感應(yīng)電流 C．無(wú)論斷開(kāi)還是閉合開(kāi)關(guān)S，ab中都有感應(yīng)電流 D．無(wú)論斷開(kāi)還是閉合開(kāi)關(guān)S，ab中都沒(méi)有感應(yīng)電流 解析　兩根金屬棒ab和cd以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng)，若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，兩根金屬棒與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中磁通量無(wú)變化，則回路中無(wú)感應(yīng)電流，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；若閉合開(kāi)關(guān)S，兩根金屬棒與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中磁通量發(fā)生變化，則回路中有感應(yīng)電流，故選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤． 答案　B 針對(duì)訓(xùn)練　如圖9所示裝置，在下列各種情況中，能使懸掛在螺線(xiàn)管附近的銅質(zhì)閉合線(xiàn)圈A中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) 圖9 A．開(kāi)關(guān)S接通的瞬間 B．開(kāi)關(guān)S接通后，電路中電流穩(wěn)定時(shí) C．開(kāi)關(guān)S接通后，滑動(dòng)變阻器觸頭滑動(dòng)的瞬間 D．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)的瞬間 答案　ACD 例4　在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中所用器材如圖10所示．它們是①電流表、②直流電源、③帶鐵芯的線(xiàn)圈A、④線(xiàn)圈B、⑤開(kāi)關(guān)、⑥滑動(dòng)變阻器(用來(lái)控制電流以改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱)．試按實(shí)驗(yàn)的要求在實(shí)物圖上連線(xiàn)(圖中已連好一根導(dǎo)線(xiàn))． 圖10 答案　連接電路如圖所示 1．(對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí))下列關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，正確的是(　　) A．它最先是由奧斯特通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的 B．它說(shuō)明了電流周?chē)嬖诖艌?chǎng) C．它說(shuō)明了閉合回路中磁通量變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流 D．它說(shuō)明了電流在磁場(chǎng)中會(huì)受到安培力 答案　C 解析　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，故A錯(cuò)誤；電流周?chē)嬖诖艌?chǎng)是電流的磁效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；閉合回路的磁通量變化產(chǎn)生電流的現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故C正確；電磁感應(yīng)現(xiàn)象并沒(méi)有說(shuō)明電流在磁場(chǎng)中會(huì)受到安培力，故D錯(cuò)誤． 2. (對(duì)磁通量Φ及其變化量ΔΦ的理解)如圖11所示一矩形線(xiàn)框，從abcd位置移到a′b′c′d′位置的過(guò)程中，關(guān)于穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量情況，下列敘述正確的是(線(xiàn)框平行于紙面移動(dòng)) (　　) 圖11 A．一直增大 B．一直減小 C．先增大后減小 D．先增大，再減小直到零，然后再增大，然后再減小 答案　D 解析　離導(dǎo)線(xiàn)越近，磁場(chǎng)越強(qiáng)，當(dāng)線(xiàn)框從左向右靠近導(dǎo)線(xiàn)的過(guò)程中，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量增大，當(dāng)線(xiàn)框跨在導(dǎo)線(xiàn)上向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁通量減小，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)在線(xiàn)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(xiàn)框離開(kāi)導(dǎo)線(xiàn)向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，磁通量又減小，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確． 3. (產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷)如圖12所示，開(kāi)始時(shí)矩形線(xiàn)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(xiàn)框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列選項(xiàng)中可行的是(　　) 圖12 A．將線(xiàn)框向左拉出磁場(chǎng) B．以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 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　ABC 解析　將線(xiàn)框向左拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中，線(xiàn)框的bc部分切割磁感線(xiàn)，或者說(shuō)穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量減小，所以線(xiàn)框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流． 當(dāng)線(xiàn)框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)框的cd邊的右半段在做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，或者說(shuō)穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量在發(fā)生變化，所以線(xiàn)框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流． 當(dāng)線(xiàn)框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60)時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量在減小，所以在這個(gè)過(guò)程中線(xiàn)框內(nèi)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)，那么線(xiàn)框中將不再產(chǎn)生感應(yīng)電流． 當(dāng)線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)框面積的一半的乘積)． 4. (產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷)如圖13所示，繞在鐵芯上的線(xiàn)圈與電源、滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)組成閉合回路，在鐵芯的右端套有一個(gè)表面絕緣的銅環(huán)A，下列各種情況中銅環(huán)A中沒(méi)有感應(yīng)電流的是(　　) 圖13 A．線(xiàn)圈中通以恒定的電流 B．通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P做勻速移動(dòng) C．通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P做加速移動(dòng) D．將開(kāi)關(guān)突然斷開(kāi)的瞬間 答案　A 解析　只要通電時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)，電路中的電流就會(huì)發(fā)生變化，變化的電流產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，銅環(huán)A中磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流；同樣，將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間，電路中電流從有到無(wú)，仍會(huì)在銅環(huán)A中產(chǎn)生感應(yīng)電流． 題組一　電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 1．奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)，使整個(gè)科學(xué)界受到了極大的震動(dòng)，通過(guò)對(duì)電流磁效應(yīng)的逆向思維，人們提出的問(wèn)題是(　　) A．電流具有熱效應(yīng) B．電流具有磁效應(yīng) C．磁能生電 D．磁體具有磁化效應(yīng) 答案　C 2．下列選項(xiàng)中屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(　　) A．通電導(dǎo)體周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng) B．磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體發(fā)生作用 C．閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在電路中產(chǎn)生電流的現(xiàn)象 D．電荷在磁場(chǎng)中定向移動(dòng)形成電流 答案　C 解析　電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)，是電流的磁效應(yīng)現(xiàn)象，不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到安培力作用，不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在電路中產(chǎn)生電流的現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故C正確；電荷在磁場(chǎng)中定向移動(dòng)形成電流，不是電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流，不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤． 題組二　對(duì)磁通量Φ及其變化量ΔΦ的理解與計(jì)算 3．關(guān)于磁通量，下列敘述正確的是 (　　) A．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過(guò)一個(gè)平面的磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與該平面面積的乘積 B．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，a線(xiàn)圈的面積比b線(xiàn)圈的大，則穿過(guò)a線(xiàn)圈的磁通量一定比穿過(guò)b線(xiàn)圈的磁通量大 C．把一個(gè)線(xiàn)圈放在M、N兩處，若放在M處時(shí)穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量比放在N處時(shí)大，則M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定比N處大 D．同一線(xiàn)圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大處，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量不一定大 答案　D 解析　磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積的乘積，A錯(cuò)誤；線(xiàn)圈面積大，但投影面積不一定大，B錯(cuò)誤；磁通量大，磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定大，C錯(cuò)誤，D正確． 4．關(guān)于磁通量的概念，以下說(shuō)法中正確的是 (　　) A．磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，穿過(guò)閉合回路的磁通量越大 B．磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，線(xiàn)圈的面積越大，則磁通量越大 C．穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零，但磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零 D．磁通量發(fā)生變化，一定是磁場(chǎng)發(fā)生變化引起的 答案　C 解析　根據(jù)磁通量的定義，Φ＝BSsin θ，因此A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零，故C選項(xiàng)正確；磁通量發(fā)生變化，可能是閉合回路在磁場(chǎng)方向上的有效面積變化引起的，也可能是磁場(chǎng)變化引起的，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 5. 如圖1所示，半徑為R的圓形線(xiàn)圈共有n匝，其中心位置處半徑為r的范圍內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直線(xiàn)圈平面，若磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為 (　　) 圖1 A．πBR2 B．πBr2 C．nπBR2 D．nπBr2 答案　B 解析　由磁通量的定義式知Φ＝BS＝πBr2，故B正確． 題組三　產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷 6．關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．閉合線(xiàn)圈放在變化的磁場(chǎng)中，必然有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B．閉合正方形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，必然產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．穿過(guò)閉合線(xiàn)圈的磁通量變化時(shí)，線(xiàn)圈中有感應(yīng)電流 D．只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生 答案　C 解析　產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：(1)閉合電路；(2)磁通量Φ發(fā)生變化，兩個(gè)條件缺一不可． 7．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(　　) A．將繞在磁鐵上的線(xiàn)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(xiàn)圈旁放置一連有電流表的閉合線(xiàn)圈，然后觀察電流表的變化 C．將一房間內(nèi)的線(xiàn)圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線(xiàn)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(xiàn)圈，分別接電源和電流表，在給線(xiàn)圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化 答案　D 解析　產(chǎn)生感應(yīng)電流必須滿(mǎn)足的條件：①電路閉合；②穿過(guò)閉合電路的磁通量要發(fā)生變化．選項(xiàng)A、B電路閉合，但磁通量不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)A、B不能觀察到電流表的變化；選項(xiàng)C滿(mǎn)足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，也能產(chǎn)生感應(yīng)電流，但是等我們從一個(gè)房間到另一個(gè)房間后，電流表中已沒(méi)有電流，故選項(xiàng)C也不能觀察到電流表的變化；選項(xiàng)D滿(mǎn)足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，可以觀察到電流表的變化，所以選D. 8．下列選項(xiàng)中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) 答案　B 解析　根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：A中，電路沒(méi)閉合，無(wú)感應(yīng)電流；B中，面積增大，閉合電路的磁通量增大，有感應(yīng)電流；C中，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁感線(xiàn)相互抵消，Φ恒為零，無(wú)感應(yīng)電流；D中，磁通量不發(fā)生變化，無(wú)感應(yīng)電流． 9. 如圖2所示，一有限范圍的勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度為d，若將一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線(xiàn)框以速度v勻速地通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，已知d＞L，則導(dǎo)線(xiàn)框從開(kāi)始進(jìn)入到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中無(wú)感應(yīng)電流的時(shí)間等于(　　) 圖2 A. B. C. D. 答案　D 解析　只有導(dǎo)線(xiàn)框完全在磁場(chǎng)里面運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)框中才無(wú)感應(yīng)電流． 10. 如圖3所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線(xiàn)框，初始位置線(xiàn)框與磁感線(xiàn)平行，則在下列四種情況下，線(xiàn)框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) 圖3 A．線(xiàn)框平面始終與磁感線(xiàn)平行，線(xiàn)框在磁場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng) B．線(xiàn)框平面始終與磁感線(xiàn)平行，線(xiàn)框在磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng) C．線(xiàn)框繞位于線(xiàn)框平面內(nèi)且與磁感線(xiàn)垂直的軸線(xiàn)AB轉(zhuǎn)動(dòng) D．線(xiàn)框繞位于線(xiàn)框平面內(nèi)且與磁感線(xiàn)平行的軸線(xiàn)CD轉(zhuǎn)動(dòng) 答案　C 解析　四種情況中初始位置線(xiàn)框均與磁感線(xiàn)平行，磁通量為零，按A、B、D三種情況線(xiàn)框運(yùn)動(dòng)后，線(xiàn)框仍與磁感線(xiàn)平行，磁通量保持為零不變，線(xiàn)框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤．C中線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)后，穿過(guò)線(xiàn)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． 11．為觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象，某學(xué)生將電流表、螺線(xiàn)管A和B、蓄電池、開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線(xiàn)連接成如圖4所示的實(shí)驗(yàn)電路．當(dāng)接通和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，電流表的指針都沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，其原因是(　　) 圖4 A．開(kāi)關(guān)位置接錯(cuò) B．電流表的正、負(fù)極接反 C．線(xiàn)圈B的3、4接頭接反 D．蓄電池的正、負(fù)極接反 答案　A 解析　因感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是閉合電路中的磁通量發(fā)生變化，由電路圖可知，把開(kāi)關(guān)接在B與電流表之間，因與1、2接頭相連的電路在接通和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，電流不改變，所以不可能有感應(yīng)電流，電流表也不可能偏轉(zhuǎn)，開(kāi)關(guān)應(yīng)接在A與電源之間． 12. 如圖5所示，導(dǎo)線(xiàn)ab和cd互相平行，則下列四種情況中，導(dǎo)線(xiàn)cd中有電流的是 (　　) 圖5 A．開(kāi)關(guān)S閉合或斷開(kāi)的瞬間 B．開(kāi)關(guān)S是閉合的，滑動(dòng)觸頭向左滑 C．開(kāi)關(guān)S是閉合的，滑動(dòng)觸頭向右滑 D．開(kāi)關(guān)S始終閉合，滑動(dòng)觸頭不動(dòng) 答案　ABC 解析　開(kāi)關(guān)S閉合或斷開(kāi)的瞬間，開(kāi)關(guān)S閉合后滑動(dòng)觸頭向左滑或向右滑的過(guò)程都會(huì)使通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)ab段的電流發(fā)生變化，使穿過(guò)cd回路的磁通量發(fā)生變化，從而在cd導(dǎo)線(xiàn)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此本題的正確選項(xiàng)應(yīng)為A、B、C. 13．如圖6所示，A為多匝線(xiàn)圈，與開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器相連后接入M、N間的交流電源，B為一接有一小燈泡的閉合多匝線(xiàn)圈，下列關(guān)于小燈泡發(fā)光說(shuō)法正確的是(　　) 圖6 A．閉合開(kāi)關(guān)后小燈泡可能發(fā)光 B．若閉合開(kāi)關(guān)后小燈泡發(fā)光，再將B線(xiàn)圈靠近A，則小燈泡更亮 C．閉合開(kāi)關(guān)瞬間，小燈泡才能發(fā)光 D．若閉合開(kāi)關(guān)后小燈泡不發(fā)光，將滑動(dòng)變阻器滑片左移后，小燈泡可能會(huì)發(fā)光 答案　AB 解析　閉合開(kāi)關(guān)后，A中有交變電流，B中就會(huì)有變化的磁場(chǎng)，B中有感應(yīng)電流，若電流足夠大，小燈泡可能發(fā)光，A正確，C、D錯(cuò)誤；若閉合開(kāi)關(guān)后小燈泡發(fā)光，再將B線(xiàn)圈靠近A，磁通量變化率更大，所以小燈泡會(huì)更亮，B正確．