1．划时代的发现
2．探究感应电流的产生条件
(在学生用书中分册装订！)
1．许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列表述中正确的是( )
A．安培发现了电流的磁效应
B．菲涅耳发现了电磁感应现象
C．卡文迪许测出引力常量
D．牛顿总结了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律
解析： 奥斯特发现了电流的磁效应，故A错．法拉第发现了电磁感应现象，故B错．引力常量是由卡文迪许最先测出的，故C对．真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律即库仑定律，是由物理学家库仑总结出来的，故D错．
答案： C
2.
在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直，导轨上有两条可沿导轨自由移动的导体棒ab、cd，导体棒ab、cd的运动速度分别为v1、v2，如图所示，ab棒上有电流通过，则一定有( )
A．v1＞v2 B．v1＜v2
C．v1≠v2 D．v1＝v2
解析： 对于匀强磁场来说，磁通量Φ＝BS，根据题中条件，仅当穿过闭合电路中磁场的有效面积S发生变化时才有Φ的变化．因此应有v1≠v2，这时存在着v1＞v2与v1＜v2两种可能，所以只有C正确．
答案： C
3.
一磁感应强度为B的匀强磁场，方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角，将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为( )
A．0 B．2BS
C．2BScos θ D．2BSsin θ
解析： 开始时穿过线圈平面的磁通量为Φ1＝BScos θ.
后来穿过线圈平面的磁通量为Φ2＝－BScos θ
则磁通量的变化量为ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BScos θ.
答案： C
4.
如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2则( )
A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2
C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．不能判断
解析： 将线框从Ⅰ平移到Ⅱ，磁感线是从线框的同一面穿过的，所以ΔΦⅠ＝|ΦⅡ－ΦⅠ|＝ΦⅠ－ΦⅡ；将线框从Ⅰ绕cd边转到Ⅱ，磁感线分别是从线框的正、反两面穿过的，所以ΔΦ2＝|－ΦⅡ－ΦⅠ|＝ΦⅠ＋ΦⅡ(以原来穿过的为正，则后来从另一面穿过的为负)．
答案： C
5.
如图所示，匀强磁场区域宽为d，一正方形线框abcd的边长为L，且L>d，线框以速度v通过磁场区域，从线框进入到完全离开磁场的时间内，线框中没有感应电流的时间是( )
A. B.
C. D.
解析： 只有线框在进入磁场的过程中(bc边未出磁场)和线框在穿出磁场的过程中(仅ad边在磁场中切割磁感线)，穿过线框的磁通量才发生变化，产生感应电流．ad边和bc边都在磁场外时穿越磁场的过程中，没有感应电流，则t＝.故正确选项为B.
答案： B
6.
在纸面内放有一条形磁铁和一个位于磁铁正上方的圆形线圈(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极向纸外转，S极向纸内转
解析： 将磁铁向上平移、向右平移或绕垂直纸面的轴转动，线圈始终与磁感线平行，磁通量始终为零，没有变化，不产生感应电流．所以A、B、C均不正确．将磁铁的N极向纸外转，S极向纸内转，磁通量增加，线圈中产生感应电流，所以D项正确．
答案： D
7.
如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后从磁场中穿出．已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h，那么下列说法中正确的是( )
①线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生 ②线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生 ③线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能变成电能 ④整个线框都在磁场中运动时，机械能转变成电能
A．①③④ B．①③
C．②③④ D．①④
解析： 产生感应电流的条件是闭合回路的磁通量发生变化，线框全部在磁场中时，磁通量不变，不产生感应电流，故②错．而进入和穿出磁场的过程中有磁通量发生变化，也就产生感应电流，故①正确．在产生感应电流的过程中同时消耗了机械能，故③正确，④不正确，故选B.
答案： B
8.
如图所示是等腰直角三棱柱，其中侧面abcd为正方形，边长为L，它们按图示位置放置处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B·L2
B．通过dcfe平面的磁通量大小为B·L2
C．通过abfe平面的磁通量大小为B·L2
D．通过整个三棱柱的磁通量为零
解析： 由公式中Φ＝BScos θ可以得出通过面abcd的磁通量Φ1＝BL2cos 45°＝BL2，A错误；通过面dcfe的磁通量Φ2＝BL·L，B正确；通过面abfe的磁通量Φ3＝B·L2cos 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： BD
9．如图所示，当导体棒MN由静止开始向右沿导轨加速滑动(导轨间有磁场，方向垂直纸面向里)，下列说法正确的是( )
A．导体棒和导轨组成的闭合回路中有感应电流
B．导体棒和导轨组成的闭合回路中没有感应电流
C．圆形金属环B中有感应电流
D．圆形金属环B中没有感应电流
解析：
答案： AC
10.
A、B两回路中各有一开关S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计(如图所示)，下列操作及相应的结果可能实现的是( )
A．先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转
B．S1、S2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、S2闭合后，在断开S1的瞬间，电流计指针偏转
解析： 由感应电流产生的条件是穿过闭合线框的磁通量变化，故A、D正确．
答案： AD
11.
如图所示的线框，面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向与线框平面成θ角，当线框转过90°到如图所示的虚线位置时，试求：
(1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小Φ1和Φ2；
(2)磁通量的变化量ΔΦ.
解析： (1)法一：在初始位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥＝Ssin θ，所以Φ1＝BSsin θ. 在末位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥′＝Scos θ.由于磁感线从反面穿入，则Φ2＝－BScos θ.
法二：如图所示，把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解，得B上＝Bsin θ，B左＝Bcos θ
故Φ1＝B上S＝BSsin θ，
Φ2＝－B左S＝－BScos θ.
(2)开始时B与线框平面成θ角，穿过线框的磁通量Φ1＝BSsin θ；当线框平面按顺时针方向转动时，穿过线框的磁通量减少，当转动θ时，穿过线框的磁通量减少为零，继续转动至90°时，磁通量从另一面穿过，变为“负”值，Φ2＝－BScos θ.所以，此过程中磁通量的变化量为
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)
12．逆向思维是一种重要的思想方法，在这种思想方法的引领下，许多重要的科学定律被发现．“电生磁，磁生电”这种逆向互生的关系，体现了物理学中的一种对称美．请思考：
(1)你还能指出物理学中的其他对称性和对称实例吗？
(2)1831年，物理学家法拉第用如图所示的实验，成功发现了磁生电现象，开关始终处于闭合状态时，a线圈中________(选填“有”或“无”)感应电流产生，开关闭合或断开瞬间，a线圈中________(选填“有”或“无”)感应电流产生．
(3)下图是某兴趣小组研究磁生电现象所需的器材．
请你协助该小组完成如下工作，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，并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量，使副线圈回路产生感应电流的三种方式：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________.
解析： (1)电荷的正与负、吸引与排斥、运动和静止、光滑和粗糙、正电子和负电子、物质和反物质．
(2)因穿过a线圈的磁通量不变，所以无感应电流产生．闭合瞬间穿过a线圈的磁通量突然增大，所以有感应电流产生．断开瞬间，穿过a线圈的磁通量突然减小，所以有感应电流产生．
(3)
实物连接如图所示．①合上(或断开)开关瞬间；②合上开关后，将原线圈A插入副线圈B或从副线圈B中抽出；③合上开关，将原线圈A插入副线圈B后，移动滑动变阻器的滑片．
答案： (1)见解析． (2)无 有 (3)见解析．
