2.1感应电流产生的条件
一、选择题(共15题)
1.在电磁学发展史上有很多伟大的科学家,他们的努力和坚持推动了科技的进步和社会的发展,关于他们的成就,正确的是( )
A.富兰克林通过油滴实验比较准确地测定了电子电荷量
B.安培发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电流磁效应
C.法拉第发现了电磁感应现象
D.奥斯特首先提出了用“线”来模拟电场和磁场的方法
2.关于发电机和电动机下列说法正确的是
A.电动机既可以把机械能转化为电能也可以把电能转化为机械能
B.发电机能把电能转化为机械能
C.电动机能把其它形式的能转化为电能
D.发电机能把其它形式的能转化为电能
3.物理学家为人类发展作出了卓越的贡献,以下符合物理学史的是( )
A.牛顿发现了万有引力定律,并测出了万有引力常量
B.法拉第发现了电流周围存在磁场
C.奥斯特发现了电磁感应现象
D.安培提出了分子电流假说
4.矩形闭合线圈平面跟磁感线方向平行,如图所示,下列哪种情况线圈中有感应电流
A.线圈绕ab轴转动
B.线圈沿现在所处平面下移
C.线圈垂直纸面向外移动
D.线圈绕ad轴转动
5.如图所示,一正方形导线框处于范围足够大的匀强磁场中,下列四幅图中,线框的运动能产生感应电流的是( )
A.将正方形导线框绕竖直轴匀速转动
B. 将正方形导线框绕水平轴匀速转动
C.将正方形导线框平行于磁场向左平移
D.将正方形导线框平行于磁场向上平移
6.如图所示为研究电磁感应现象的一个实验装置图,在螺线管两侧分别放置两个条形磁铁,螺线管导线接灵敏电流表构成闭合回路.下列说法正确的是
A.右边磁铁S极向右转动的过程,有感应电流从a至b通过电流表
B.右边磁铁S极向右转动的过程,有感应电流从b至a通过电流表
C.左边磁铁N极向左转动的过程,有感应电流从b至a通过电流表
D.右边磁铁S极向右转动、同时从左边磁铁N极向左转动的过程,有感应电流从b至a通过电流表
7.如图所示的两电路中,电路甲和电路乙分别用开关、控制,小灯泡L有电流流过就能发光。则下列操作能使L发光的是( )
A.保持闭合,闭合的瞬间
B.保持闭合,断开的瞬间
C.保持闭合,闭合的瞬间
D.保持断开,闭合的瞬间
8.如图所示,甲图中的U形金属线框和乙图中的矩形金属线框在匀强磁场中绕轴,以不同的角速度匀速转动,两电路其余部分完全相同。甲图中只有轴右侧有磁场,乙图中轴两侧均有磁场,若两磁场磁感应强度相同。为使甲、乙两图中交流电流表的示数也相同,则甲、乙两图中线框的转速之比为(线框电阻不计)( )
A. B. C.2:1 D.1:1
9.一个圆环形导线,如图所示放置,有一带负电的粒子束沿直径方向从圆环表面匀速掠过,带电粒子与圆环不接触,则环中产生感应电流的情况是( ).
A.无感应电流 B.有顺时针方向的感应电流
C.有逆时针方向的感应电流 D.无法确定
10.如图所示,将一个矩形小线圈放在一个大匀强磁场中,线圈平面平行于磁感线,则线圈中有感应电流产生的情况是( )
A.当矩形线圈作平行于磁感线的平动
B.当矩形线圈作垂直于磁感线的平动
C.当矩形线圈绕ab边作转动时
D.当矩形线圈绕ad边作转动时
11.如图所示的情况中,线圈中能产生感应电流的是( )
A. B. C. D.
12.请你应用已经学过的电磁学知识,判断以下说法中不正确的是
A.我国上空水平飞行的客机,机翼上有微弱的电流
B.电动机启动过程,随着转速的加快,其消耗的电功率也随之增加
C.雷雨天,我们不可以在树下躲雨
D.电动机可以作为发电机来提供电源
13.下列四副图中,闭合线圈能产生感应电流的是()
A.B.C.D.
14.下图中能产生感应电流的是( )
A.
B.
C.通入增大的电流(水平直导线在水平圆环的正上方)
D.
15.下列说法正确的是( )
A.如图甲所示,两通电导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为,则C处磁场的总磁感应强度大小是
B.小磁针正上方的直导线与小磁针平行,当导线中通有如图乙所示电流时,小磁针的N极将会垂直纸面向内转动
C.如图丙所示,一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中,线框平面与磁场方向平行,线框的面积为S,则此时通过线框的磁通量为BS
D.如图丁所示,竖直放置的长直导线通有恒定电流,有一矩形线框与导线在同一平面内,将线框向右平动时线圈中会产生感应电流
二、填空题
16.发现电流磁效应的科学家是________;提出磁场对运动电荷有力的作用的科学家是________;发现电磁感应现象的科学家是________ .
17.如图所示,在“探究产生感应电流的条件”的实验中,开关断开时,条形磁铁插入或拔出线圈的过程中,电流表表针不动;开关闭合时,磁铁静止在线圈中,电流表表针也不动;开关闭合时,将磁铁插入或拔出线圈的过程中,电流表表针发生偏转。由此得出,产生感应电流的条件:电路必须____,穿过电路的磁通量发生____。
18.科学家通过长期研究,发现了电和磁的联系,其中最重要的两项研究如图所示。
(1)根据甲图装置的现象,制成了______机。
(2)根据乙图装置的现象,制成了______机。
19.某同学用如图所示的实验器材探究电磁感应现象.他连接好电路并检查无误后,闭合电键的瞬间观察到电流表指针向右偏转,电键闭合后,他还进行了下列操作:将滑动变阻器的滑动触头快速向接线柱移动,电流计指针将__________(填“左偏”、“右偏”或“不偏”).
三、综合题
20.把一个铜环放在匀强磁场中,使铜环的平面跟磁场方向垂直(图甲)。如果使铜环沿着磁场的方向移动,其中是否有感应电流?为什么?如果磁场是不均匀的(图乙),是否有感应电流?为什么?
21.绝缘水平面上放一金属环B,在其正上方有一如图所示方向的环形电流A。
(1)判断金属环B所在平面的磁场方向;
(2)分析下面几种情况下,金属环B中有无感应电流产生。
①将金属环B由水平放置转到竖直放置;
②在水平面上拉动金属环B;
③将金属环B剪开一个小口,在水平面上拉动金属环B。
22.如图所示,通电长直导线MN与闭合的矩形金属线圈abcd彼此绝缘,可视为在同一水平面内,直导线与线圈的对称轴线重合。当直导线MN中电流增大时,穿过线圈abcd的磁通量是否变化 线圈中是否有感应电流 请判断并说出理由。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】
A. 密立根通过油滴实验比较准确地测定了电子电荷量,故A错误;
B. 奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电流磁效应,故B错误;
C.电磁感应现象是法拉第发现的,故C正确;
D. 法拉第首先提出了用“线”来模拟电场和磁场的方法,故D错误;
故选C。
2.D
【详解】
电动机可以把电能转化为机械能;发电机能把其它形式的能转化为电能,选项D正确;故选D.
3.D
【详解】
万有引力常量是卡文迪许利用扭秤实验测出来的,故A错误;奥斯特发现了电流的周围存在磁场,法拉第发现了电磁感应现象,故BC错误;安培发现了磁场对电流的作用规律,提出了分子电流假说,故D正确.所以D正确,ABC错误.
4.A
【详解】
A、根据感应电流产生的条件,当线圈绕ab轴转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,故A正确.
B、线圈沿沿现在所处平面下移,磁场与线圈平行,磁通量始终为零,故△Φ=0,无电流产生,故B错误.
B、线圈垂直纸面向外平动,磁场与线圈平行,线圈有效面积为零,故△Φ=0,无电流产生,故C错误.
D、线圈绕ad轴转,磁场与线圈始终平行,线圈有效面积为零,故△Φ=0,无电流产生,故D错误.
故选A.
5.A
【详解】
A.将正方形线框绕竖直轴匀速转动时,通过线框的磁通量变化,所以线框中有感应电流;故A正确;
B.将正方形导线框绕水平轴匀速转动时,通过线框的磁通量不变,线框中没有感应电流,故B错误;
CD.无论将正方形导线框平行于磁场向左平移还是平行于磁场向上平移,通过线框的磁通量都不变,所以线框中不会有感应电流,故CD错误。
故选A。
6.A
【详解】
AB、在题图所示的情景中,原螺旋管内部的磁感应强度方向沿螺线管向右,当右边的磁铁S极向右转动的过程中,螺线管的磁通量变小,根据楞次定律,感应磁场的方向向右,由安培定则可得,有感应电流从a至b通过电流表,故A正确B错误;
C、当左边的磁铁N极向左转动的过程,螺线管的磁通量变小,根据楞次定律,感应磁场的方向向右,由安培定则可得,有感应电流从a至b通过电流表,故C错误;
D、右边磁铁S极向右转动、同时从左边磁铁N极向左转动的过程,螺线管的磁通量变小,根据楞次定律,感应磁场的方向向右,由安培定则可得,有感应电流从a至b通过电流表,故D错误.
7.A
【详解】
A.保持闭合,闭合的瞬间,穿过闭合电路甲的磁通量发生变化,从而产生感应电流,则发光,A正确;
BC.保持闭合,断开或闭合的瞬间,穿过电路甲的磁通量没有发生变化,则电路甲中没有感应电流产生,不能发光,BC错误;
D.保持断开,电路甲没有构成闭合回路,不管是否闭合,电路甲中都不可能有感应电流产生,都不能发光,D错误。
故选A。
8.A
【详解】
题图甲中的磁场只在轴的右侧,所以线框只在半周期内有感应电流产生,电流表测的是有效值,所以
题图乙中的磁场布满整个空间,所以
则
BCD错误,A正确。
A正确。
9.A
【详解】
由题意可知,带负电的粒子沿直径方向运动,周围会产生磁场,但因沿着直径运动,则穿过圆环的合磁通量为零,因此没有感应电流。
A.圆环中没有感应电流,A正确;
B.圆环中没有感应电流,B错误;
C.圆环中没有感应电流,C错误;
D.圆环中没有感应电流,D错误;
故选A。
10.C
【详解】
试题分析:A、当矩形线圈作平行于磁感线的平动,线圈中的磁通量都一直为零,因此磁通量不发生变化,无感应电流产生;错误
B、当矩形线圈作垂直于磁感线的平动,线圈中的磁通量都一直为零,因此磁通量不发生变化,无感应电流产生;错误
C、当矩形线圈绕ab边作转动时,磁通量将发生变化,如当线圈转过90°时磁通量最大,所以有感应电流产生;正确
D、当矩形线圈绕ad边作转动时,线圈中的磁通量都一直为零,因此磁通量不发生变化,无感应电流产生;错误
故选C
11.D
【详解】
A.线圈与磁场平行,磁通量为零,没变化,不会产生感应电流,选项A错误;
B.线圈没有闭合,不会产生感应电流,选项B错误;
C. 线圈与磁场平行,磁通量为零,没变化,不会产生感应电流,选项C错误;
D.导体棒切割磁感线运动,线圈形成闭合回路,有感应电流产生,选项D正确。
故选D。
12.B
【详解】
试题分析:我国上空水平飞行的客机,飞机在飞行中切割磁感线 就会产生感应电动势 又飞机外壳为导体所以有电流,故A正确.
电动机启动后,消耗的电功率随着转速增加而减小.一般来说,电机转动时会产生反电势,转的越快,反电势越高,从而电机的电流越小.所以当电机通电而转不动时,电流是最大的,消耗的功率也最大,并都转换成了热能,使电机烧坏.故B错误.因为树遇雨淋湿后,导电性更强了,更容易电离出更多的正或负电荷,当遇到所带电正好相反的云时,就会很容易产生放电,所以千万不要躲在树下,那更容易招雷!故C正确.电动机和发电机在构造上差异不大,其工作原理是电磁感应现象,故D正确.
本题选不正确的,故选B.
13.AD
【详解】
A.该图中线圈转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,会产生感应电流,选项A正确;
B.该图中线圈向下运动时,穿过线圈的磁通量不变,不会产生感应电流,选项B错误:
C.该图中线圈在磁场内部平动时,穿过线圈的磁通量不变,不会产生感应电流,选项C错误:
D.该图中线圈拉出磁场时,穿过线圈的磁通量变化,会产生感应电流,选项D正确。
故选AD。
14.BD
【详解】
A.要使线圈中产生感应电流,则穿过线圈的磁通量要发生变化,回路要闭合。因为线圈不闭合,不能产生感应电流,故A错误;
B.两导体棒向左右两侧运动,闭合回路面积增大,且闭合,又在匀强电场中,故产生感应电流,故B正确;
C.通电直导线在铁环的正上方,根据安培定则可知,穿过铁环的磁通量始终是0,增大电流不能在铁环中产生感应电流,故C错误;
D.线框向右运动,穿过线圈的磁通量减小,所以产生感应电流,故D正确。
故选BD。
15.BD
【详解】
A.磁感应强度是个矢量,因两通电导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度的方向不同,所以C处磁场的总磁感应强度大小不是,A错误;
B.当导线中通有如图乙所示电流时,导线在小磁针处产生垂直于纸面向内的磁场,所以小磁针的N极将会垂直纸面向内转动,B正确;
C.因线框平面与磁场方向平行,所以此时通过线框的磁通量为0,C错误;
D.线框向右平动时,通过线圈的磁通量会减小,所以线圈中会产生感应电流,D正确。
故选BD。
16. 奥斯特 洛伦兹 法拉第
【详解】
奥斯特发现了电流的磁效应,得到通电导线周围产生了磁场,从此拉力人类研究电磁关系的序幕;
洛仑兹最早提出磁场对运动电荷有力的作用即洛仑兹力;
法拉第发现了电磁感应现象,为人类对电能的利用提供了理论基础.
17. 闭合 变化
【详解】
根据产生感应电流的条件可知:电路必须闭合,且穿过电路的磁通量发生变化。
18. 发电 电动
【详解】
(1)甲图装置的现象是电磁感应,利用该原理制成了发电机。
(2)乙图装置的现象是通电导体在磁场中的受力问题,根据此原理制成了电动机。
19.右偏
【详解】
当闭合电键时,A线圈中电流由无变有,磁通量变大(从零到有就可以看做是变大),这时B线圈中产的电流是阻止磁通量变大的电流,这时电流体现在电流表上为向右偏,所以可以推出,如果B线圈中要产生一个阻磁通量变大的电流的话,电流表应该向右偏.所以当将滑动变阻器的滑动触头P快速向接线柱C移动,电阻减小,电流增大,穿过B的磁通量增大,所以B中要产生一个阻碍磁通量增大的感应电流,故向右偏。
20.如果使铜环沿着磁场的方向移动,则穿过铜环的磁通量不变,不会产生感应电流;如果磁场是不均匀的,如果使铜环沿着磁场的方向移动,则穿过铜环的磁通量发生变化,会产生感应电流。
21.(1)向下 ;(2)①有 ;②有; ③无
【详解】
(1)环形电流在空间产生磁场,根据安培定则可知,金属环B所在平面的磁场方向向下。
(2)①当金属环B竖起时,穿过金属环B的磁通量减小,由感应电流的产生条件知金属环中产生感应电流。
②当金属环B被水平拉动时,穿过金属环B的磁通量会变化,金属环B中产生感应电流。
③将金属环B剪开一个小口,金属环B不能构成闭合回路,不能产生感应电流。
22.不,见解析
【详解】
不变化,因为电流放在中间位移,则在线圈中左右两侧的磁通量相互抵消,磁通量为零,当只改变电流强度时,磁通量不变,不会产生感应电流。