物理·选修1－1(人教版)
电磁感应现象
?基础巩固
1．(单选)发现电磁感应现象的科学家是( )
A．奥斯特 B．安培
C．科拉顿 D．法拉第
答案：D
2．(单选)发电机利用水力、风力等动力推动线圈在磁场中转动，将机械能转化为电能．这种转化利用了( )
A．电流的热效应 B．电磁感应原理
C．电流的磁效应 D．磁场对电流的作用原理
解析：发电机的原理是线圈在磁场中转动，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感生电流，因此利用了电磁感应原理．
答案：B
3．
(单选)如右图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路．在下列情况中，电流计指针不发生偏转的是( )
A．线圈不动，磁铁插入线圈
B．线圈不动，磁铁从线圈中拔出
C．磁铁不动，线圈上、下移动
D．磁铁插在线圈内不动
解析：产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，线圈和电流计已经组成闭合回路，只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就产生感应电流，电流计指针就偏转．在A、B、C三种情况下，线圈和磁铁发生相对运动，穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流；而当磁铁插在线圈中不动时，线圈中虽然有磁通量，但磁通量不变化，不产生感应电流．
答案：D
4．
(单选)如右图所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过两环的磁通量，则有( )
A．Φ1>Φ2
B．Φ1＝Φ2
C．Φ1<Φ2
D．无法确定
解析：磁通量定义式中的S应理解为处于磁场中回路的面积．由于环1和环2在磁场中的面积相同，所以穿过这两个圆环的磁通量是相等的，即Φ1＝Φ2.
答案：B
5．
(多选)如右图所示有一边长为L的正方形线框abcd，从某高度处自由下落，在其下方有一个宽度大于L的匀强磁场，下列过程中产生感应电流的是( )
A．线框进入磁场的过程
B．线框全部进入磁场到开始出磁场的过程
C．线框出磁场的过程
D．运动的整个过程
解析：线框进入和离开磁场的过程中，穿过线框的磁通量发生变化，而线框全部进入磁场之后，磁通量不再变化．
答案：AC
6．(多选)下列现象中，能表明电和磁有联系的是( )
A．摩擦起电
B．两块磁铁相互吸引或排斥
C．小磁针靠近通电导线时偏转
D．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流
解析：小磁针靠近通电导线时偏转，是因为受到了磁场力的作用，说明电流可以产生磁场，C选项正确．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流，说明磁可以生电，D选项正确．
答案：CD
7．(单选)如下图所示，矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，下述过程中使线圈产生感应电流的是( )
A．以bc为轴转动45°
B．以ad为轴转动45°
C．将线圈向下平移
D．将线圈向上平移
解析：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°，bc边将进入无磁场区，那么线框中将不产生感应电流(60°～300°)．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面积的一半的乘积)．而将线圈上、下平移时，穿过矩形线圈的磁通量不变，根据产生感应电流的条件可知选项B对，选项A、C、D错．
答案：B
8．
(单选)如右图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流I，有一矩形线框与导线在同一平面内．在下列情况中，线框中不能产生感应电流的是( )
A．导线中的电流变大
B．线框向右平移
C．线框以ab边为轴转动
D．线框以直导线为轴转动
解析：分析是否产生感应电流的关键是分析穿过闭合线框的磁通量是否变化；而分析磁通量是否变化时，既要清楚通电长直导线周围的磁感线分布，又要注意引起磁通量变化的两种原因：(1)由于线框所在处的磁场变化引起磁通量变化；(2)由于线框在垂直于磁场方向的投影面积变化引起磁通量变化．导线中的电流增大，使导线周围的磁场增强，穿过线框的磁通量增大，线框中产生感应电流，选项A不合题意；因离开直导线越远，磁感线分布越疏，故线框向右平移时，穿过线框的磁通量减小，线框中产生感应电流，选项B不合题意；线框以ab边为轴转动时，因线框在垂直于磁场方向的投影面积变化引起磁通量变化，线框中产生感应电流，选项C不合题意；对于选项D，先画出俯视图(如图)．由图可以看出，当线框以直导线为轴转动时，在任何一个位置穿过线框的磁感线条数均不变，因而磁通量不变，线框中无感应电流，选D.
答案：D
?能力提升
9．(单选)某学校研究性学习小组的同学将微风电风扇与小灯泡按如下图所示的电路连接并进行实验，用手快速拨动风扇叶片，这时发现小灯泡发光，微风电风扇居然变成了“发电机”．关于该实验，下列说正确的是( )
A．电风扇发电原理是电磁感应
B．电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用
C．电风扇发电过程是把电能转化为机械能
D．小灯泡发光是把光能转化为电能
解析：因为电风扇中有磁场，用手快速拨动风扇叶片，造成线圈切割磁感线运动产生了电流，所以电风扇发电的原理是电磁感应．
答案：A
10．(多选)如图所示，在通电螺旋管外套入一个圆形的有弹性的单匝线圈，单匝线圈的圆心在通电螺线管的中轴线上，那么下列情况中单匝线圈能产生感应电流的是( )
A．通电螺线管通恒定直流电流
B．通电螺线管通变化的电流
C．单匝线圈围绕自身的圆心旋转
D．单匝线圈扩大自身面积
解析：通电螺线管通恒定电流，磁场分布不变，单匝线圈内没有磁通量变化，所以A错误，B正确；单匝线圈围绕自身的圆心旋转，磁通量依然没有变化，不会产生感应电流，所以C错误；单匝线圈扩大自身面积，通电螺线管内的磁感线方向是从S极到N极，通电螺线管外的磁感线是从N极到S极，单匝线圈内的磁通量会变小，会产生感应电流，D正确．
答案：BD
课件23张PPT。第三章 电磁感应 第一节 电磁感应现象 栏目链接磁介质存储信息的原理
利用磁介质存储信息的电器比较多，以老式盒带式录音机为例，录音时，声音通过话筒转化为电信号，放大后再进入录音磁头，录音磁头把电信号转化为磁信号，并把磁信号记录在走动的磁带上，可见，录音是把声音转化为电信号，再转化为磁信号的过程．放音时，录有磁信号的磁带走动，不断在放音磁头上感应出微弱的电信号，经放音放大器放大后，电信号就具有了足够的功率，然后去推动喇叭发出声音．可见，放音是磁转化为电，再转化为声的过程．
栏目链接 如果要清除磁带上的磁信号，就需要抹音．这时，让抹音磁头与走动的磁带接触，使来自超音频振荡器的超音频电信号进入抹音磁头，打乱磁带上原有的磁信号，这就是抹音．
虽然今天盒带式录音机开始逐步退出市场，但是现实生活中很多利用磁介质存储信息的电器的工作原理和它类似，我们今天依然广泛利用的电脑机械硬盘，存储信息的原理就和它类似．随着科技的发展，更多其他类型的信息存储器不断问世，光盘、U盘(中国人邓国顺发明)、固态硬盘等多种类型的高科技存储工具不断丰富我们的生产和生活方式．
栏目链接 栏目链接一、划时代的发现
1831年英国物理学家________经过十年坚持不懈的努力，终于发现了________现象，验证了磁场也能产生________的设想．
栏目链接法拉第电磁感应电流二、电磁感应现象
闭合电路的一部分导体在磁场中做___________运动时，导体中就产生电流．物理学中把这类现象叫做____________，由______________产生的电流叫做______________电流．
栏目链接切割磁感线电磁感应电磁感应感应三、感应电流的产生条件
1．磁通量：穿过某一面积的____________叫做穿过该面积的磁通量．
2．磁通量公式：Φ＝____________，其适用条件：(1)________________；(2)__________________．
3．磁通量单位：________，简称________，1 Wb＝________.
4．产生感应电流的条件：(1)__________________；
(2)__________________________________________．
栏目链接磁感线条数BS匀强磁场B和S垂直韦伯韦(Wb) 1 T·1 m2闭合电路磁通量发生变化 栏目链接要点一 关于电磁感应现象的理解
1．电磁感应现象的实质．
电磁感应现象较严格的说法是：通过闭合回路的磁通量发生变化时，在闭合回路中产生感应电动势的现象．在中学物理中，为了使学生容易接受，把回路改成电路，把感应电动势改为感应电流．事实上，在磁通量变化而电路断开时，电路中有感应电动势而无感应电流．电磁感应现象，更重要的是看感应电动势的有无．
栏目链接2．产生电磁感应现象的常见类型．
(1)导线ab切割磁感线时，闭合回路中产生电流，如下图甲所示．
栏目链接 栏目链接(2)磁铁插入或拉出线圈时，闭合回路中产生电流，如上图乙所示．
(3)当电键S闭合或断开时，回路B中产生电流；滑动变阻器的滑片向上或向下滑动时，回路B中产生电流，如上图丙所示．
例1 如图所示的实验装置中，能够说明电磁感应现象的是( ) 栏目链接 解析：A中小磁针在运动过程中闭合回路的磁通量并没发生变化，没有感应电流产生，所以A不能证明磁能生电．B中导体棒在切割感线的过程中，闭合回路中将有感应电流产生，说明电能生磁．C中导体棒受安培力而发生运动，说明电流在磁场中会受力．D项中只能判断电路的通导与材料的关系．由以上分析可知B正确．
答案：B 栏目链接变 式
迁 移1．(单选)某同学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示的实验电路，当它接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是( )
栏目链接变 式
迁 移A．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
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研究在开关通断瞬间，电流的变化导致磁场变化，进而产生感应电流的情况，而图中的接法达不到目的．
答案：A 栏目链接要点二 判断感应电流产生的方法
1．判断回路中是否有感应电流产生的依据：
(1)回路是否闭合．
(2)回路中的磁通量是否变化．这两个条件缺一不可．
2．引起穿过某回路的磁通量变化一般有以下三种情况：
(1)磁场本身发生变化，如磁场随时间或空间的变化而变化．
(2)回路自身发生变化，如回路自身的面积发生变化或回路的面积不变但其与磁场方向的夹角改变．
(3)磁场变化的同时，回路本身也发生变化．
栏目链接例2在下列图示的条件下，闭合矩形线圈中能产生感应电流的是( ) 栏目链接 栏目链接解析：A项中因为线圈平面平行于磁感线，在以OO ′为轴的转动过程中，线圈平面始终与磁感线平行，穿过线圈的磁通量始终为零，所以无感应电流产生；B项中，线框平面与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为零，竖直向上运动过程中，磁通量始终为零，故无感应电流产生；C项中，线框平面与磁感线平行，故无感应电流产生；D项中尽管线框在转动，但B与S都不变，B又垂直于S，所以Φ＝BS始终不变，线圈中无感应电流产生；E项中，图示状态Φ＝0，转动过程中穿过线圈的磁通量在不断地变化，当转过90°时，Φ＝BS，因此转动过程中线圈中产生感应电流；F项中，螺线管通入交流电，电流的大小和方向都在改变，因此产生的磁场强弱和方向也在变，穿过线圈的磁通量发生变化，所以产生感应电流．
答案：EF
栏目链接变 式
迁 移 2．(单选)如图所示，三角形线圈abc处于范围足够大的匀强磁场中并做下列运动，能产生感应电流的是( )
栏目链接A．向上平移 B．向右平移
C．向左平移 D．以ab为轴转动 栏目链接解析：闭合的线圈中能产生感应电流的条件是线圈中有磁通量的变化，而线圈以ab为轴旋转时，线圈中的磁通量将发生变化．
答案：D
