划时代的发现 同步练习
基础达标
1.两个圆环A、B，如图4-2-7所示放置，且RA>RB.一条形磁铁轴线过两个圆环的圆心处，且与圆环平面垂直，则穿过A、B环的磁通量ΦA和ΦB的关系是……（ ）
图4-2-7
A.ΦA>ΦB B.ΦA=ΦB C.ΦA<ΦB D.无法确定
答案：C
2.带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一个闭合的小线圈，小线圈和圆环在同一平面内.则下列说法正确的是（ ）
A.只要圆环转动，小线圈内就一定有感应电流产生
B.圆环不管怎样转动，小线圈内都没有感应电流产生
C.圆环做变速转动，小线圈内不一定产生感应电流
D.圆环做匀速转动时，小线圈内没有感应电流产生
答案：D
3.以下说法中正确的是（ ）
A.闭合电路的导体做切割磁感线的运动，电路中就一定有感应电流
B.整个闭合回路从磁场中出来时，闭合回路中一定有感应电流
C.穿过闭合回路的磁通量越大，越容易产生感应电流
D.穿过闭合回路的磁感线条数不变，但全部反向，在这个变化的瞬间闭合回路中有感应电流
答案：D
4.如图4-2-8所示，六根导线互相绝缘通入等值电流，甲、乙、丙、丁四个区域是面积相等的正方形，则方向垂直指向纸内的磁通量最大的区域是（ ）
图4-2-8
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
答案：D
5.如图4-2-9所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外.则B圆内的磁通量（ ）
图4-2-9
A.为零 B.是进去的 C.是出来的 D.条件不足，无法判别
答案：B
6.如图4-2-10所示，AB是水平面上一个圆的直径，在过AB的竖直面内有一根通电直导线CD，已知CD∥AB.当CD竖直向上平移时，电流的磁场穿过圆面积的磁通量将（ ）
图4-2-10
A.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
7.弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下做简谐运动.若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图4-2-11所示，观察磁铁的振幅，将会发现…（ ）
图4-2-11
A.S闭合时振幅减小，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闭合或断开时，振幅的变化相同 D.S闭合或断开时，振幅不会改变
答案：A
8.如图4-2-12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（ ）
图4-2-12
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
答案：B
更上一层
1.水平放置的光滑绝缘杆上挂有两个铜环M和N，通电密绕长螺线管穿过两环，如图4-2-13所示，螺线管中部区域的管外磁场可以忽略.当变阻器滑动触头向左移动时，两环将（ ）
图4-2-13
A.一起向左移动 B.一起向右移动
C.相互靠拢 D.相互分离
答案：C
2.一球冠处于磁感应强度为B的匀强磁场中，如图4-2-14所示，若球冠的底面大圆半径为r，磁场方向与球冠底面垂直，则穿过整个球冠的磁通量为_______________.
图4-2-14
答案：Bπr2
3.如图4-2-15所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺线管的中心线正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（ ）
图4-2-15
A.将螺线管在线圈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垂直的一条直径为轴转动
答案：D
4.如图4-2-16所示，A、B两环共面同心，A环上均匀带有负电荷.当A环逆时针加速转动时，B环中有无感应电流产生？当A环顺时针匀速转动时，B环中有无感应电流产生？为什么？简述出理由.
图4-2-16
答案：有 没有 理由略
5.单匝线圈abcd水平放置，有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，如图4-2-17所示，线圈面积为S，磁感应强度为B.当线圈绕ab边从图示位置转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？
图4-2-17
答案：BS BS
划时代的发现 同步练习
我夯基 我达标
1.奥斯特实验要有明显的效果，通电导线必须____________放置.
答案：南北
2.1831年8月29日，____________发现了电磁现象；把两个线圈绕在同一个铁环上，一个绕圈接到____________，另一个线圈接入____________，在给一个线圈____________或____________的瞬间，发现了另一个线圈中也出现了____________.
答案：法拉第 电源 电流表 通电 断电 电流
3.如图4-1-4所示，虚线框内有匀强磁场，大环和小环是垂直于磁场放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过大小两环的磁通量，则有（ ）
图4-1-4
A.Φ1>Φ2 B.Φ1<Φ2 C.Φ1=Φ2 D.无法确定
思路解析：对于大环和小环来说，磁感线的净条数没有变化，所以选C.
答案：C
4.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
思路解析：做任何平面运动，垂直面积不发生变化，即磁通量不发生变化，A、B错.而C、D垂直面积会发生变化，导致磁通量变化.
答案：CD
我综合 我发展
5.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图4-1-5所示，通过恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由1平移到2，第二次将线框绕cd边翻转到2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则（ ）
图4-1-5
A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ1=ΔΦ2
C.ΔΦ1<ΔΦ2 D.无法确定
思路解析：设线框在位置1时的磁通量为Φ1，在位置2时的磁通量为Φ2，直线电流产生的磁场在1处比在2处要强，若平移线框，则ΔΦ1=Φ1-Φ2，若转动线框，磁感线是从线框的正反两面穿过的，一正一负，因此ΔΦ2=Φ1+Φ2.根据分析知：ΔΦ1＜ΔΦ2，选项C正确.
磁通量不是矢量，而是一个双向标量，其正负表示与规定的正方向（垂直线框面向里或向外）是相同还是相反.另外磁通量的变化是本章的中心问题，应提前复习作好准备.
答案：C
我创新 我超越
6.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4-1-6所示的实验电源，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4-1-6
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
思路解析：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导线1、2之间.
答案：A
划时代的发现 同步练习
1．史料记载“1831年8月29日这一天，法拉第在接通电池的一刹那，偶然看到检流计指针动了一下，接着便回到了原位，然后就一直停住不动。……”法拉第因此发现了电磁感应现象，图4-1-1是这个实验的示意图 。又有史料记载“瑞士物理学家科拉顿设计了一个利用磁铁在闭合线圈中获取电流的实验：将一块磁铁在螺线管中移动，使导线中产生感应电流。为了排除磁铁移动对检流计指针偏转的影响，他把检流计放到隔壁房间中去，用长导线把检流计和螺线管连接起来。实验开始了，科拉顿把磁铁插到线圈中去以后，就跑到隔壁房间中去，但他十分痛心地看到检流计的小磁针静止在原位。”科拉顿没能发现电磁感应现象，他的实验示意图见图4-1-2。请你分析一下，科拉顿没能看到电磁感应现象的原因是什么？
2．科学家对自然现象和自然规律的某些信念在科学发现中起着重要的作用。结合具体例子说说这种作用。
3．设有两个物体，一个是热的，另一个是冷的，或更确切他说：一个物体的温度比另一个高些。我们使它们进行接触，并使它们不受到任何外界影响，我们知道，最后它们会达到同样的温度。但是这个情况是怎样发生的呢？从它们开始接触起到它们达到同样温度的时间里，究竟发生了什么呢？有人的脑海中想象这么一个图景：热从一个物体流向另一个物体，正如水由较高的水位流向较低的水位一样。于是这些人因此提出这样的类比：“水——热”，“较高的水位——较高的温度”，“较低的水位——较低的温度”，水的流动一直要继续到两个水位相同，热的流动也要到温度相等时才停止。这些人的观点是：“热是一种物质，就像物体的质量一样。它的量可以改变，也可以不改变，正如钱一样，可以储存在保险柜里，也可以花掉。只要保险柜始终锁着，柜里面钱的总数就始终保持不变，和这一样，一个被隔离的物体中的质量的总数和热的总数也是不变的。”
请你对上述观点作些点评，如果同意就说说论据，如果反对就说说理由。
4．请你说说教科书把科学发现中经历的失败和挫折表达出来有什么意义？
参考答案
1．科拉顿没能看到电磁感应现象的原因是因为电磁感应现象是在变化或运动的过程中出现的，当科拉顿赶到隔壁房间去时，检流小磁针已经动过了，所以他没能看到电磁感应现象。
2．牛顿相信使苹果下落的力和“使月亮下落的力”是同一种力，导致万有引力定律的发现（牛顿认为如果月亮不下落，应该是沿轨道圆的切线运动，现在月亮沿圆周运动，所以月亮实际上是下落了）；奥斯特、法拉第相信电与磁是相互联系的，导致他们分别发现了电流的磁效应和电磁感应现象。
3．这种类比的思想方法不能否定，但得出的结论不能苟同。例如我们用一砂轮打摩一铁块，铁块和铁屑的总质量是不改变的，但是只要打摩不停，热就可以源源不断地增加。可见热是一种能量，它可以从其它形式的能量转化而来。这一例子也告诉我们，对自然现象的联系与对称要深刻研究，全面理解。
4．失败和挫折能够起到敬示作用，使我们更加聪明，少走弯路。
划时代的发现、探究电磁感应产生的条件 同步练习
1．关于电磁感应，下列说法正确的是（ ）
A 闭合金属线圈处在变化的磁场中，一定会产生感应电流
B 闭合金属线圈在磁场中运动，一定会产生感应电流
C 闭合金属线圈中的磁通量发生变化，一定会产生感应电流
D 闭合金属线圈处在磁场中转动，一定会产生感应电流
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，导体内一定会产生感应电流
B．导体作切割磁感线运动，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，电路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，电路中一定有感应电流
3．下图均为闭合线框在匀强磁场中运动，请判断哪种情况能产生感应电流（ ）
4．如图2所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线同一平面，而且处在两导线的中央，则（ ） A．两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零 B．两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零 C．两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都相等 D．因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零
5.如图，a为圆形金属环，b为直导线，且b垂直环面穿过圆环中心
A．若直导线b中通入恒定电流，金属环a中会产生感应电流
B．若直导线b中通入交变电流，金属环a中会产生感生电流
C．若直导线b中通入恒定电流，同时让直导线b绕过圆环中心的水平轴在竖直平面内转动，金属环a中会产生感应电流
D．以上三种说法均不对
6.在纸面内放有一条形磁铁和一个圆线圈（如图所示），下列情况中能使线圈中产生感应电流的是
A．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
7.如图所示，把矩形闭合线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁感线平行．下面能使线圈产生感应电流的是
A．线圈以ab边为轴做匀速转动B．线圈以bc边为轴做匀速转动
C．线圈沿磁感线方向做加速运动D．线圈沿垂直磁感线方向做匀速运动
8.如图所示，通电直导线与闭合金属框彼此绝缘，它们处于同一平面内，导线位置与线框的对称轴重合．为了使线框中产生图示方向的感应电流，可以采取的措施是 A．减弱直导线中的电流强度
B．线框以直导线为轴转动C．线框向右平动D．线框向左平动
9.恒定的匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向，线圈在此磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流
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．线圈绕任意一条直径做匀速转动D．线圈绕任意一条直径做变速转动
10.如图所示，矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转动，能使框中产生感应电流的是
A．绕ad边为轴转动 B．绕OO'为轴转动
C．绕bc边为轴转动 D．绕ab边为轴转动
11.一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面，磁铁中心与圆心O重合．下列运动中能使线圈中产生感应电流的是
A．N极向外、S极向里绕O点转动
B．N极向里、S极向外，绕O点转动
C．在线圈平面内磁铁绕O点顺时针向转动
D．垂直线圈平面磁铁向纸外运动
12.如图所示，在通有恒定电流的长直导线旁有一矩形导线框abcd，直导线与线框在同一平面内，下列情况中能使框中有感应电流的是
A．线框向右平移 B．线框向下平移
C．以直导线为轴旋转过程中 D．以ab边为轴向纸外旋转90°过程中
13.图甲、乙、丙、丁所示的矩形线圈中能产生感应电流的是______．
14.一水平放置的矩形线框abcd在条形磁铁的S极附近下落，在下落过程中，线框平面保持水平，如图所示，位置1和3都靠近位置2．则线框从位置1到位置2的过程中，线框内_______感应电流，因为穿过线框的磁通量_______，从位置2到位置3的过程中，线框内_______感应电流，因为穿过线框的磁通量_____．
15.如图所示线圈abcd的一半在另一个较大的回路ABCD内，两线圈彼此绝缘．当电键S闭合的瞬间，abcd线圈中____感应电流（填"有"或"没有"），原因是___ __。
16.如图所示，两线圈绕在圆环铁芯上．当开关S处于下列不同状态时，小灯泡会有什么反应？
（1）S闭合的瞬间；（2）S保持闭合状态时；
（3）S断开的瞬间；
（4）若将线圈与交流电源相连，S闭合时，小灯泡又会怎样反应？
