人教版物理高二选修2-1 3.1电磁感应现象同步练习
一、选择题
1．（2017高三下·府谷模拟）如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近．当导线中通有电流时，磁针会发生转动．首先观察到这个实验现象的物理学家是（ ）
A．牛顿 B．伽利略 C．奥斯特 D．焦耳
【答案】C
【知识点】物理学史
【解析】【解答】解：首先观察到这个实验现象的物理学家丹麦物理学家奥斯特．故C正确，ABD错误．
故选：C．
【分析】本实验是1820年丹麦物理学家奥斯特发现电流磁效应的实验．
2．（2016高二上·扬州期中）如图所示，关于奥斯特实验的意义，下列说法中正确的是（ ）
A．发现电流的热效应，从而揭示电流做功的本质
B．指出磁场对电流的作用力，为后人进而发明电动机奠定基础
C．发现电磁感应现象，为后人进而发明发电机奠定基础
D．发现通电导体周围存在磁场，从而把磁现象和电现象联系起来
【答案】D
【知识点】物理学史
【解析】【解答】解：A：本实验的意义不是发现小磁针在磁场中转动，而是证明了导线中的电流产生了磁场；故AB错误；
C：法拉第发现电磁感应现象，为后人进而发明发电机奠定基础，故C错误；
D、本实验发现了通电导线周围存在磁场，从而把磁现象和电现象联系起来．故D正确；
故选：D．
【分析】1920年奥斯特发现了电流的周围存在磁场，奥斯特实验的意义发现通电导体周围存在磁场，从而把磁现象和电现象联系．
3．关于感应电流，下列说法中正确的是（ ）
A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流
B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流
C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流
D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流
【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】闭合电路中产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化．
A、只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电动势，当线圈闭合时，才一定有感应电流，故A错误；
B、闭合电路中的部分导体运动但如果不切割磁感线不产生感应电流，因为只有闭合电路中的部分导体切割磁感线时才能产生感应电流，故B错误；
C、若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，但闭合电路所处的位置，磁场发生变化，就会产生感应电流，故C错误；
D、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流．故D正确．
故选：D．
【分析】闭合电路中产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化．既不是磁场发生变化，也不是面积发生变化．
4．如图所示，一个矩形线圈abcd放在垂直于纸面向外的匀强磁场中，O1O2是线圈的对称轴．线圈在下列各种运动中，整个线圈始终处于磁场之内，能使线圈中产生感应电流的是（ ）
A．沿纸面向左移动 B．沿纸面向上移动
C．垂直纸面向里移动 D．以O1O2为轴转动
【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、B、C、由于磁场是匀强磁场，把线圈向左拉动，或向上拉动，或垂直纸面向里运动，其磁通量均不变化，均无感应电流产生，故ABC错误；
D、当线圈以O1O2为轴转动时，其磁通量发生变化，故有感应电流产生，故D正确．
故选：D．
【分析】产生感应电流的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生变化．因此无论线圈如何运动，关键是看其磁通量是否变化，从而判断出是否有感应电流产生．
5．1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系，在该实验中为使小磁针偏转明显，下列做法可行的是（ ）
A．小磁针放在通电直导线延长线上
B．小磁针放在通电直导线所在水平面内且与之平行
C．通电直导线沿东西方向放置
D．通电直导线沿南北方向放置
【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】小磁针，只有地磁场的作用下，处于南北方向，
A、当使磁针在导线的延长线上时，没有磁场作用，故现象不明显，故A错误；
B、当小磁针放在通电直导线所在水平面内且与之平行，由右手螺旋定则可知，小磁针不会转动，故B错误；
C、当沿东西方向放置在磁针的正上方，仍不会偏转，故C错误；
D、当导线沿南北方向放置在磁针的正上方，可知，小磁针会向东西方向偏，故D正确；
故选：D．
【分析】根据地磁场的方向，小磁针静止时，南北指向，当通电后，发生转动，即可确定电流周围存在磁场，从而即可求解．
6．1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．在奥斯特实验中，将直导线沿南北方向水平放置，指针靠近直导线，下列结论正确的是（ ）
A．把小磁针放在导线的延长线上，通电后，小磁针会转动
B．把小磁针平行地放在导线的下方，在导线与小磁针之间放置一块铝板，通电后，小磁针不会转动
C．把小磁针平行地放在导线的下方，给导线通以恒定电流，然后逐渐增大导线与小磁针之间的距离，小磁针转动的角度（与通电前相比）会逐渐减小
D．把黄铜针（用黄铜制成的指针）平行地放在导线的下方，通电后，黄铜针会转动
【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】根据安培定则可知，针小磁针放在导线上的延长线上，小磁针所在位置没有磁场，故小磁针不会转动；故A错误；
B、同于铝板不能有效屏蔽磁场，故通电后小磁针不会转动；故B正确；
C、离导线越远的地方，磁场越弱，则逐渐增大导线与小磁针之间的距离，小磁针转动的角度（与通电前相比）会逐渐减小；故C正确；
D、铜不能被磁化，故不会被磁场所吸引；故D错误；
故选：C．
【分析】对于电流的磁效应，根据安培定则进行分析．注意磁场及磁场的应用．
7．奥斯特发现电流的磁效应的这个实验中，小磁针应该放在（ ）
A．南北放置的通电直导线的上方
B．东西放置的通电直导线的上方
C．南北放置的通电直导线同一水平面内的左侧
D．东西放置的通电直导线同一水平面内的右侧
【答案】A
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】由于地磁场的作用，小磁针会位于南北方向，要能观察到小磁针由于通电导线产生的磁效应面产生的偏转，通电直导线不能放在东西方向，这样观察到小磁针的偏转，应将放置在平行南北方向，并且在小磁针正上方．
故选：A
【分析】在奥斯特电流磁效应的实验中，通电直导线应该平行南北方向，在小磁针正上方．
8．欧姆最早是用小磁针测量电流的，他的具体做法是将一个小磁针处于水平静止状态，在其上方平行于小磁针放置一通电长直导线，已知导线外某磁感应强度与电流成正比，当导线中通有电流时，小磁针会发生偏转，通过小磁针偏转的角度可测量导线中电流．小磁针转动平面的俯视图如图所示．关于这种测量电流的方法，下列叙述正确的是（ ）
A．导线中电流的大小与小磁针转过的角度成正比
B．通电后小磁针静止时N极所指的方向是电流产生磁场的方向
C．若将导线垂直于小磁针放置，则不能完成测量
D．这种方法只能测量电流的大小，不能测量电流的方向
【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、磁场偏转取决于地磁场与电流的磁场的合磁场，故并不是导线中电流的大小与小磁针转过的角度成正比；故A错误；
B、电后小磁针静止时N极所指的方向是电流产生磁场与地磁场的合磁场的方向；故B错误；
C、若将导线垂直小磁针放置，则由于电流的磁场与电流的磁场重合，小磁针不会偏转，不能完成测量；故C正确；
D、根据小磁针的偏转可明确磁场方向；再根据右手螺旋定则可以明确磁场的方向，故可以测量电流的方向；故D错误；
故选：C．
【分析】通电导线周围存在磁场，根据右手螺旋定则可确定磁场的方向，其大小与远近距离有关，越近则磁场越强．并与地磁场相互叠加而成合磁场，从而导致小磁针转动．
9．丹麦物理学家奥斯特在1820年发现了电流的磁效应，奥斯特在实验中，将直导线沿南北方向水平放置，指针靠近直导线，下列结论正确的是（ ）
A．把小磁针放在导线的延长线上，通电后小磁针会转动
B．把小磁针平行地放在导线的下方，通电后小磁针不会立即发生转动
C．把小磁针平行地放在导线的下方，给导线通以恒定电流，然后逐渐增大导线与小磁针之间的距离，小磁针转动的角度（与通电前相比）会逐渐增大
D．把黄铜针（用黄铜制成的指针）平行地放在导线的下方，通电后黄铜针一定会转动
【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、根据安培定则可知，针小磁针放在导线上的延长线上，小磁针所在位置没有磁场，故小磁针不会转动；故A错误；
BC、据安培定则可知，通电导线周围有磁场，当小磁针平行地放在导线的下方，通电后小磁针立即发生转动；当电流恒定，逐渐增大导线与小磁针之间的距离，小磁针转动的角度（与通电前相比）会逐渐增大；故B错误，C正确；
D、铜不能被磁化，故不会被磁场所吸引；故D错误；
故选：C
【分析】对于电流的磁效应，根据安培定则进行分析，注意磁场及磁场的应用，注意地磁场的方向．
10．法拉第通过精心设计的一系列试验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来．在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验否定的是．（ ）
A．既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流
B．既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流
C．既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势
D．既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流
【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、静止导线上的稳恒电流产生稳定的磁场，穿过静止线圈的磁通量没有变化，不能在静止的线圈中感应出电流．符合题意．故A错误．
B、稳恒电流产生的磁场是稳定的，穿过在近旁运动的线圈的磁通量可能变化，可在近旁运动的线圈中感应出电流．故B正确；
C、静止的磁铁周围的磁场是稳定的，在其近旁运动的导体中可切割磁感线产生感应出电动势．不符合题意．故C错误．
D、运动导线上的稳恒电流在空间产生的磁场是变化的，穿过近旁线圈中的磁通量在变化，可感应出电流．不符合题意．故D错误．
故选：B．
【分析】静止导线上的稳恒电流产生稳定的磁场，穿过静止线圈的磁通量不变，不能在静止的线圈中感应出电流．稳恒电流可在近旁运动的线圈中感应出电流，静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势，运动导线上的稳恒电流也可在近旁线圈中感应出电流．
11．朝南的钢窗原来关着，某人将它突然朝外推开，顺时针转过一个小于90°的角度，考虑到地球磁场的影响，则在钢窗转动的过程中，钢窗活动的竖直边中（ ）
A．有自上而下的微弱电流
B．有自下而上的微弱电流
C．有微弱电流，方向是先自上而下，后自下而上
D．有微弱电流，方向是先自下而上，后自上而下
【答案】A
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】由于地磁场，则由南向北通过钢窗，当迅速朝外推开，导致穿过的磁通量变小，
根据感应电流产生的条件是：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流；
结合楞次定律可知，从室内观察则钢窗中，电流方向为逆时针方向，即钢窗最外的竖直边由自上而下的微弱电流，故A正确，BCD错误．
故选：A．
【分析】根据闭合电路中产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，结合楞次定律，与地磁场，即可求解．
12．通电直导线旁放一个金属线框，线框和导线在同一平面内，如图所示．在线框abcd中没有产生感应电流的运动情况是（ ）
A．线框向右移动 B．线框以AB为轴旋转
C．线框以ad边为轴旋转 D．线框以ab边为轴旋转
【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、当保持M边与导线平行线圈向右移动时，穿过线圈的磁通量发生减小，则线圈中产生顺时针方向的感应电流；
B、线框以导线为轴加速转动，穿过线圈的磁通量不变，则不可以产生感应电流；
C、线框以ad边为轴旋转，穿过线圈的磁通量发生变化，则线圈中产生感应电流．
D、导线框以ab边为轴旋转，穿过线圈的磁通量发生变化，则线圈中产生感应电流；
本题选择不能产生感应电流的；故选：B．
【分析】由安培定则可确定线圈所处磁场的分布，当闭合回路中磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流．根据楞次定律即可判断出感应电流的方向．
13．如图所示，闭合金属线圈置于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直．保持磁场的方向不变，下列各种操作中，线圈各边均未离开磁场．则能使线圈内产生感应电流的是（ ）
A．将线圈平行纸面向上移动 B．将线圈平行纸面向右移动
C．将线圈垂直纸面向外拉动 D．将线圈以某一边为轴转动
【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、线框平行纸面向上移动，磁通量不变，故无感应电流，故A错误；
B、线框平行纸面向右线运动，磁通量不变，故无感应电流，故B错误；
C、将线圈垂直纸面向外拉动，磁通量不变，故无感应电流，故C错误；
D、线框以某一边为轴转动，磁通量不断变化，有感应电流，故D正确；
故选：D．
【分析】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．对照条件分析即可．
14．如图所示，一根条形磁铁与导线环在同一平面内，磁铁中心恰与环中心重合．为了在环中产生感应电流，磁铁应（ ）
A．向右平动 B．向左平动
C．N极向外、S极向内转动 D．绕垂直于纸面且过O点的轴转动
【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】
AB、磁铁在水平面内平动，无论向哪个方向，磁通量都是零，故AB错误．
C、N极向外、S极向内转动，线圈磁通量增大，有感应电流，故C正确．
D、使磁铁沿垂直纸面的转轴转动时，穿过线圈的磁通量仍为零，不变，不产生感应电流，故D错误．
故选：C．
【分析】根据产生感应电流的条件：穿过闭合线圈的磁通量要发生变化来判断．图示时刻穿过线圈的磁通量为零．根据楞次定律判断出感应电流的方向．
15．关于感应电流，下列说法中正确的是（ ）
A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生
B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生
C．线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生
D．只要闭合电路的导体做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流产生
【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、只有当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中才有感应电流产生．故A错误．
B、穿过螺线管的磁通量发生变化，而且螺线管是闭合时，螺线管内部才有感应电流产生．故B错误．
C、只有当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中才有感应电流产生．故C正确；
D、当回路整体面积不变，在匀强磁场中运地，导体虽然切割磁感线，但是电路中没有磁通量的变化，故没有感应电流产生；故D错误；
故选：C
【分析】感应电流产生的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化．根据楞次定律分析感应电流磁场的作用．由法拉第电磁感应定律分析感应电动势的大小与什么因素决定．
二、填空题
16．如图所示，矩形线框与磁场垂直，且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外，以ad为轴转动45°的过程中线圈 感应电流，将线圈向下平移的过程中线圈 感应电流（填“产生”或“不产生”）
【答案】产生；不产生
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】线圈以ad边为轴转动45°，穿过线圈的磁通量从 开始减小，所以有感应电流产生．
将线圈向下平移时，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生．
故答案为：产生，不产生．
【分析】磁通量是穿过线圈的磁感线的条数．对照产生感应电流的条件：穿过电路的磁通量发生变化进行分析判断有无感应电流产生．
17．穿过闭合电路的 发生变化，闭合电路中就有 产生，这种现象叫 现象．
【答案】磁通量；感应电流；电磁感应
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】根据法拉第电磁感应定律，只有闭合回路中磁通量发生变化时，闭合回路中才会产生感应电流，这种现象叫 电磁感应现象
故答案为：磁通量，感应电流，电磁感应．
【分析】感应电流产生的条件是穿过闭合电路磁通量发生变化.1、电路要闭合；2、穿过的磁通量要发生变化．根据法拉第电磁感应定律，电动势的大小取决于磁通量变化的快慢．
18．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 ．
【答案】奥斯特；洛仑兹；法拉第
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】奥斯特发现了电流的磁效应，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；
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；
故答案为：奥斯特；洛仑兹 法拉第
【分析】本题根据人类对电磁学的研究中奥斯特、洛仑兹及法拉第的物理学成就进行解答
19．丹麦物理学家 首先发现放置在南北方向导线周围的小磁针，由于导线通电会向东西方向偏转，表明通电导线周围与磁体一样，存在 ，从而揭示了电与磁之间存在内在联系．
【答案】奥斯特；磁场
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】在1820年被丹麦的物理学家奥斯特做了电流磁效应实验，即将通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，该实验证明了通电导体周围存在磁场；
故答案为：奥斯特；磁场．
【分析】奥斯特电流的磁效应实验时，将通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，该实验证明了通电导体周围存在磁场；
20．我们可以通过以下实验，来探究产生感应电流的条件．
①给岀的实物图中，请用笔画线代替导线补全实验电路；
②接好电路，合上开关瞬间，电流表指针 （填“偏转”或“不偏转”）；
③电路稳定后，电流表指针 （填“偏转”或“不偏转”）；迅速移动滑动变阻器的滑片，电流表指针 （填“偏转”或“不偏转”）；
④假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，灵敏电流计的发生偏转，产生这的原因是 .
【答案】偏转；不偏转；偏转；闭合回路磁通量发生变化
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】解答：①把电流计与线圈B组成串联电路，电源、开关、滑动变阻器、线圈A组成串联电路，电路图如图所示．
②接好电路，合上开关瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针偏转；
③电路稳定后，穿过线圈B的磁通量不变，电流表指针不偏转；迅速移动滑动变阻器的滑片，A线圈中的电流发生变化，B线圈中产生感应电动势和感应电流，电流表指针偏转；
④由实验现象可知，产生感应电流的条件闭合回路磁通量发生变化．
故答案为：（1）电路如图所示；（2）偏转；（3）不偏转；（4）闭合回路磁通量发生变化．
分析：（1）探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，检流计与副线圈组成另一个闭合电路．当通过副线圈磁通量发生变化时，会产生感应电流．（2）（3）根据感应电流产生的条件分析答题．（4）根据实验现象得出实验结论．
21．奥斯特实验说明 ．在两根相互平行且靠近的长直导线中通入相同方向的电流时，它们互相 ；通入相反方向的电流时，它们互相 ；电流之间的相互作用是通过 发生的．
【答案】电流周围存在磁场；吸引；排斥；磁场
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】奥斯特实验说明电流周围存在磁场；
在两根相互平行且靠近的长直导线中通入相同方向的电流时，根据左手定则可知，它们互相吸引．
同理，通入相反方向的电流时，它们相互排斥；
电流之间的相互作用是通过磁场发生的．
故答案为：电流周围存在磁场，吸引，排斥，磁场．
【分析】通电导线的周围有磁场，另通电导体放在了此通电导线的磁场内，受到磁场的作用，根据左手定则就可以判断出相互作用力．
三、解答题
22．如图所示，平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距L=0.5m，右端接有阻值R=0.9Ω的电阻，一导体棒ab质量m=0.1kg，电阻r=0.1Ω，把它垂直放在导轨上，导体棒与金属导轨间的动摩擦因数μ=0.2，导体棒在水平恒力F的作用下以v=4m/s的速度向左匀速运动，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，整个装置处在方向竖直向上磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中．导轨电阻不计，求
（1）通过导体棒的电流大小和方向；
（2）恒力F的功率（g取10m/s2）．
【答案】（1）设导体棒切割电动势为E，通过棒的电流为I则感应电动势为 E=BLv…①感应电流为 …②
联立①②解得 I=0.8A
由右手定则判断通过导体棒的电流方向由b流向a．
（2）导体棒匀速运动时，受力平衡，则
F﹣F安﹣f=0
其中安培力 F安=BIL
摩擦力 f=μmg
又F的功率为 P=Fv
联立解得 P=1.44W
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】①设导体棒切割电动势为E，通过棒的电流为I
则感应电动势为 E=BLv…①
感应电流为 …②
联立①②解得 I=0.8A
由右手定则判断通过导体棒的电流方向由b流向a．
②导体棒匀速运动时，受力平衡，则
F﹣F安﹣f=0
其中安培力 F安=BIL
摩擦力 f=μmg
又F的功率为 P=Fv
联立解得 P=1.44W
【分析】（1）导体棒切割磁感线产生感应电动势，由E=BLv求出感应电动势．由欧姆定律求感应电流的大小，由右手定则判断电流的方向．（2）由平衡条件和安培力公式求出F的大小，再由P=Fv求F的功率．
23．如图所示，足够长的水平U形光滑金属导轨，宽度为L=1m，导轨电阻忽略不计，定值电阻R=0.4Ω．所在空间均存在磁感应强度B=0.5T，方向垂直导轨向上的匀强磁场．质量m=0.2kg，电阻r=0.1Ω的金属棒ab垂直置于导轨上，现用水平向右垂直于金属棒、大小为F=2N的恒力拉动ab棒由静止开始向右运动．求金属棒：
（1）匀速运动时的速度大小；
（2）速度达到v1=2m/s时，其加速度大小．
【答案】（1）ab棒产生的电动势为：
E=BLv ①
根据闭合电路欧姆定律知
②
安培力：F安=BLI ③
匀速直线运动时F=F安④
联立①②③④解得
（2）
F﹣F安=ma
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】①ab棒产生的电动势为：
E=BLv①
根据闭合电路欧姆定律知
②
安培力：F安=BLI ③
匀速直线运动时F=F安④
联立①②③④解得
②
F﹣F安=ma
【分析】（1）ab棒向下运动切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，由公式E=BLv求解感应电动势大小，根据欧姆定律表示电流大小，当ab达到最大速度时，受力平衡，推导出安培力与速度的关系式，由平衡条件可求出最大速度；（2）根据牛顿第二定律和安培力的表达式，求出加速度a．
24．如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内，闭合线圈由位置1穿过虚线框运动到位置2，线圈在运动过程中什么时候有感应电流，什么时候没有感应电流？为什么？
【答案】当线圈向右移动，进入磁场的过程中，穿过线圈的磁通量增大，故产生感应电流．当完全进入时，穿过线圈的磁通量不变，则不产生感应电流．当离开磁场时，磁通量减小，产生感应电流。
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】当线圈向右移动，进入磁场的过程中，穿过线圈的磁通量增大，故产生感应电流．当完全进入时，穿过线圈的磁通量不变，则不产生感应电流．当离开磁场时，磁通量减小，产生感应电流．
答：当线圈向右移动，进入磁场的过程中，穿过线圈的磁通量增大，故产生感应电流．当完全进入时，穿过线圈的磁通量不变，则不产生感应电流．当离开磁场时，磁通量减小，产生感应电流．
【分析】当通过线圈的磁通量发生变化时，线圈中将会产生感应电流．
25．矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一个平面内，线圈的两个边与导线平行，在这个平面内，线圈远离导线移动时，线圈中有无感应电流？线圈和导线都不动，当导线中的电流I逐渐增大或减小时，线圈有无感应电流？为什么？
【答案】当线圈向右移动，逐渐远离线圈，穿过线圈的磁场减小，即穿过线圈的磁通量减小，故产生感应电流．当电流增大或减小时，垂直纸面向里的磁场，穿过线圈的磁通量增加或减小，因此有感应电流．
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】当线圈向右移动，逐渐远离线圈，穿过线圈的磁场减小，即穿过线圈的磁通量减小，故产生感应电流．当电流增大或减小时，垂直纸面向里的磁场，穿过线圈的磁通量增加或减小，因此有感应电流．
答：当线圈向右移动，逐渐远离线圈，穿过线圈的磁场减小，即穿过线圈的磁通量减小，故产生感应电流．当电流增大或减小时，垂直纸面向里的磁场，穿过线圈的磁通量增加或减小，因此有感应电流．
【分析】当通过线圈的磁通量发生变化时，线圈中将会产生感应电流．
1 / 1人教版物理高二选修2-1 3.1电磁感应现象同步练习
一、选择题
1．（2017高三下·府谷模拟）如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近．当导线中通有电流时，磁针会发生转动．首先观察到这个实验现象的物理学家是（ ）
A．牛顿 B．伽利略 C．奥斯特 D．焦耳
2．（2016高二上·扬州期中）如图所示，关于奥斯特实验的意义，下列说法中正确的是（ ）
A．发现电流的热效应，从而揭示电流做功的本质
B．指出磁场对电流的作用力，为后人进而发明电动机奠定基础
C．发现电磁感应现象，为后人进而发明发电机奠定基础
D．发现通电导体周围存在磁场，从而把磁现象和电现象联系起来
3．关于感应电流，下列说法中正确的是（ ）
A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流
B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流
C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流
D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流
4．如图所示，一个矩形线圈abcd放在垂直于纸面向外的匀强磁场中，O1O2是线圈的对称轴．线圈在下列各种运动中，整个线圈始终处于磁场之内，能使线圈中产生感应电流的是（ ）
A．沿纸面向左移动 B．沿纸面向上移动
C．垂直纸面向里移动 D．以O1O2为轴转动
5．1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系，在该实验中为使小磁针偏转明显，下列做法可行的是（ ）
A．小磁针放在通电直导线延长线上
B．小磁针放在通电直导线所在水平面内且与之平行
C．通电直导线沿东西方向放置
D．通电直导线沿南北方向放置
6．1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．在奥斯特实验中，将直导线沿南北方向水平放置，指针靠近直导线，下列结论正确的是（ ）
A．把小磁针放在导线的延长线上，通电后，小磁针会转动
B．把小磁针平行地放在导线的下方，在导线与小磁针之间放置一块铝板，通电后，小磁针不会转动
C．把小磁针平行地放在导线的下方，给导线通以恒定电流，然后逐渐增大导线与小磁针之间的距离，小磁针转动的角度（与通电前相比）会逐渐减小
D．把黄铜针（用黄铜制成的指针）平行地放在导线的下方，通电后，黄铜针会转动
7．奥斯特发现电流的磁效应的这个实验中，小磁针应该放在（ ）
A．南北放置的通电直导线的上方
B．东西放置的通电直导线的上方
C．南北放置的通电直导线同一水平面内的左侧
D．东西放置的通电直导线同一水平面内的右侧
8．欧姆最早是用小磁针测量电流的，他的具体做法是将一个小磁针处于水平静止状态，在其上方平行于小磁针放置一通电长直导线，已知导线外某磁感应强度与电流成正比，当导线中通有电流时，小磁针会发生偏转，通过小磁针偏转的角度可测量导线中电流．小磁针转动平面的俯视图如图所示．关于这种测量电流的方法，下列叙述正确的是（ ）
A．导线中电流的大小与小磁针转过的角度成正比
B．通电后小磁针静止时N极所指的方向是电流产生磁场的方向
C．若将导线垂直于小磁针放置，则不能完成测量
D．这种方法只能测量电流的大小，不能测量电流的方向
9．丹麦物理学家奥斯特在1820年发现了电流的磁效应，奥斯特在实验中，将直导线沿南北方向水平放置，指针靠近直导线，下列结论正确的是（ ）
A．把小磁针放在导线的延长线上，通电后小磁针会转动
B．把小磁针平行地放在导线的下方，通电后小磁针不会立即发生转动
C．把小磁针平行地放在导线的下方，给导线通以恒定电流，然后逐渐增大导线与小磁针之间的距离，小磁针转动的角度（与通电前相比）会逐渐增大
D．把黄铜针（用黄铜制成的指针）平行地放在导线的下方，通电后黄铜针一定会转动
10．法拉第通过精心设计的一系列试验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来．在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验否定的是．（ ）
A．既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流
B．既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流
C．既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势
D．既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流
11．朝南的钢窗原来关着，某人将它突然朝外推开，顺时针转过一个小于90°的角度，考虑到地球磁场的影响，则在钢窗转动的过程中，钢窗活动的竖直边中（ ）
A．有自上而下的微弱电流
B．有自下而上的微弱电流
C．有微弱电流，方向是先自上而下，后自下而上
D．有微弱电流，方向是先自下而上，后自上而下
12．通电直导线旁放一个金属线框，线框和导线在同一平面内，如图所示．在线框abcd中没有产生感应电流的运动情况是（ ）
A．线框向右移动 B．线框以AB为轴旋转
C．线框以ad边为轴旋转 D．线框以ab边为轴旋转
13．如图所示，闭合金属线圈置于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直．保持磁场的方向不变，下列各种操作中，线圈各边均未离开磁场．则能使线圈内产生感应电流的是（ ）
A．将线圈平行纸面向上移动 B．将线圈平行纸面向右移动
C．将线圈垂直纸面向外拉动 D．将线圈以某一边为轴转动
14．如图所示，一根条形磁铁与导线环在同一平面内，磁铁中心恰与环中心重合．为了在环中产生感应电流，磁铁应（ ）
A．向右平动 B．向左平动
C．N极向外、S极向内转动 D．绕垂直于纸面且过O点的轴转动
15．关于感应电流，下列说法中正确的是（ ）
A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生
B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生
C．线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生
D．只要闭合电路的导体做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流产生
二、填空题
16．如图所示，矩形线框与磁场垂直，且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外，以ad为轴转动45°的过程中线圈 感应电流，将线圈向下平移的过程中线圈 感应电流（填“产生”或“不产生”）
17．穿过闭合电路的 发生变化，闭合电路中就有 产生，这种现象叫 现象．
18．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 ．
19．丹麦物理学家 首先发现放置在南北方向导线周围的小磁针，由于导线通电会向东西方向偏转，表明通电导线周围与磁体一样，存在 ，从而揭示了电与磁之间存在内在联系．
20．我们可以通过以下实验，来探究产生感应电流的条件．
①给岀的实物图中，请用笔画线代替导线补全实验电路；
②接好电路，合上开关瞬间，电流表指针 （填“偏转”或“不偏转”）；
③电路稳定后，电流表指针 （填“偏转”或“不偏转”）；迅速移动滑动变阻器的滑片，电流表指针 （填“偏转”或“不偏转”）；
④假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，灵敏电流计的发生偏转，产生这的原因是 .
21．奥斯特实验说明 ．在两根相互平行且靠近的长直导线中通入相同方向的电流时，它们互相 ；通入相反方向的电流时，它们互相 ；电流之间的相互作用是通过 发生的．
三、解答题
22．如图所示，平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距L=0.5m，右端接有阻值R=0.9Ω的电阻，一导体棒ab质量m=0.1kg，电阻r=0.1Ω，把它垂直放在导轨上，导体棒与金属导轨间的动摩擦因数μ=0.2，导体棒在水平恒力F的作用下以v=4m/s的速度向左匀速运动，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，整个装置处在方向竖直向上磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中．导轨电阻不计，求
（1）通过导体棒的电流大小和方向；
（2）恒力F的功率（g取10m/s2）．
23．如图所示，足够长的水平U形光滑金属导轨，宽度为L=1m，导轨电阻忽略不计，定值电阻R=0.4Ω．所在空间均存在磁感应强度B=0.5T，方向垂直导轨向上的匀强磁场．质量m=0.2kg，电阻r=0.1Ω的金属棒ab垂直置于导轨上，现用水平向右垂直于金属棒、大小为F=2N的恒力拉动ab棒由静止开始向右运动．求金属棒：
（1）匀速运动时的速度大小；
（2）速度达到v1=2m/s时，其加速度大小．
24．如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内，闭合线圈由位置1穿过虚线框运动到位置2，线圈在运动过程中什么时候有感应电流，什么时候没有感应电流？为什么？
25．矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一个平面内，线圈的两个边与导线平行，在这个平面内，线圈远离导线移动时，线圈中有无感应电流？线圈和导线都不动，当导线中的电流I逐渐增大或减小时，线圈有无感应电流？为什么？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】物理学史
【解析】【解答】解：首先观察到这个实验现象的物理学家丹麦物理学家奥斯特．故C正确，ABD错误．
故选：C．
【分析】本实验是1820年丹麦物理学家奥斯特发现电流磁效应的实验．
2．【答案】D
【知识点】物理学史
【解析】【解答】解：A：本实验的意义不是发现小磁针在磁场中转动，而是证明了导线中的电流产生了磁场；故AB错误；
C：法拉第发现电磁感应现象，为后人进而发明发电机奠定基础，故C错误；
D、本实验发现了通电导线周围存在磁场，从而把磁现象和电现象联系起来．故D正确；
故选：D．
【分析】1920年奥斯特发现了电流的周围存在磁场，奥斯特实验的意义发现通电导体周围存在磁场，从而把磁现象和电现象联系．
3．【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】闭合电路中产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化．
A、只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电动势，当线圈闭合时，才一定有感应电流，故A错误；
B、闭合电路中的部分导体运动但如果不切割磁感线不产生感应电流，因为只有闭合电路中的部分导体切割磁感线时才能产生感应电流，故B错误；
C、若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，但闭合电路所处的位置，磁场发生变化，就会产生感应电流，故C错误；
D、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流．故D正确．
故选：D．
【分析】闭合电路中产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化．既不是磁场发生变化，也不是面积发生变化．
4．【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、B、C、由于磁场是匀强磁场，把线圈向左拉动，或向上拉动，或垂直纸面向里运动，其磁通量均不变化，均无感应电流产生，故ABC错误；
D、当线圈以O1O2为轴转动时，其磁通量发生变化，故有感应电流产生，故D正确．
故选：D．
【分析】产生感应电流的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生变化．因此无论线圈如何运动，关键是看其磁通量是否变化，从而判断出是否有感应电流产生．
5．【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】小磁针，只有地磁场的作用下，处于南北方向，
A、当使磁针在导线的延长线上时，没有磁场作用，故现象不明显，故A错误；
B、当小磁针放在通电直导线所在水平面内且与之平行，由右手螺旋定则可知，小磁针不会转动，故B错误；
C、当沿东西方向放置在磁针的正上方，仍不会偏转，故C错误；
D、当导线沿南北方向放置在磁针的正上方，可知，小磁针会向东西方向偏，故D正确；
故选：D．
【分析】根据地磁场的方向，小磁针静止时，南北指向，当通电后，发生转动，即可确定电流周围存在磁场，从而即可求解．
6．【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】根据安培定则可知，针小磁针放在导线上的延长线上，小磁针所在位置没有磁场，故小磁针不会转动；故A错误；
B、同于铝板不能有效屏蔽磁场，故通电后小磁针不会转动；故B正确；
C、离导线越远的地方，磁场越弱，则逐渐增大导线与小磁针之间的距离，小磁针转动的角度（与通电前相比）会逐渐减小；故C正确；
D、铜不能被磁化，故不会被磁场所吸引；故D错误；
故选：C．
【分析】对于电流的磁效应，根据安培定则进行分析．注意磁场及磁场的应用．
7．【答案】A
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】由于地磁场的作用，小磁针会位于南北方向，要能观察到小磁针由于通电导线产生的磁效应面产生的偏转，通电直导线不能放在东西方向，这样观察到小磁针的偏转，应将放置在平行南北方向，并且在小磁针正上方．
故选：A
【分析】在奥斯特电流磁效应的实验中，通电直导线应该平行南北方向，在小磁针正上方．
8．【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、磁场偏转取决于地磁场与电流的磁场的合磁场，故并不是导线中电流的大小与小磁针转过的角度成正比；故A错误；
B、电后小磁针静止时N极所指的方向是电流产生磁场与地磁场的合磁场的方向；故B错误；
C、若将导线垂直小磁针放置，则由于电流的磁场与电流的磁场重合，小磁针不会偏转，不能完成测量；故C正确；
D、根据小磁针的偏转可明确磁场方向；再根据右手螺旋定则可以明确磁场的方向，故可以测量电流的方向；故D错误；
故选：C．
【分析】通电导线周围存在磁场，根据右手螺旋定则可确定磁场的方向，其大小与远近距离有关，越近则磁场越强．并与地磁场相互叠加而成合磁场，从而导致小磁针转动．
9．【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、根据安培定则可知，针小磁针放在导线上的延长线上，小磁针所在位置没有磁场，故小磁针不会转动；故A错误；
BC、据安培定则可知，通电导线周围有磁场，当小磁针平行地放在导线的下方，通电后小磁针立即发生转动；当电流恒定，逐渐增大导线与小磁针之间的距离，小磁针转动的角度（与通电前相比）会逐渐增大；故B错误，C正确；
D、铜不能被磁化，故不会被磁场所吸引；故D错误；
故选：C
【分析】对于电流的磁效应，根据安培定则进行分析，注意磁场及磁场的应用，注意地磁场的方向．
10．【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、静止导线上的稳恒电流产生稳定的磁场，穿过静止线圈的磁通量没有变化，不能在静止的线圈中感应出电流．符合题意．故A错误．
B、稳恒电流产生的磁场是稳定的，穿过在近旁运动的线圈的磁通量可能变化，可在近旁运动的线圈中感应出电流．故B正确；
C、静止的磁铁周围的磁场是稳定的，在其近旁运动的导体中可切割磁感线产生感应出电动势．不符合题意．故C错误．
D、运动导线上的稳恒电流在空间产生的磁场是变化的，穿过近旁线圈中的磁通量在变化，可感应出电流．不符合题意．故D错误．
故选：B．
【分析】静止导线上的稳恒电流产生稳定的磁场，穿过静止线圈的磁通量不变，不能在静止的线圈中感应出电流．稳恒电流可在近旁运动的线圈中感应出电流，静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势，运动导线上的稳恒电流也可在近旁线圈中感应出电流．
11．【答案】A
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】由于地磁场，则由南向北通过钢窗，当迅速朝外推开，导致穿过的磁通量变小，
根据感应电流产生的条件是：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流；
结合楞次定律可知，从室内观察则钢窗中，电流方向为逆时针方向，即钢窗最外的竖直边由自上而下的微弱电流，故A正确，BCD错误．
故选：A．
【分析】根据闭合电路中产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，结合楞次定律，与地磁场，即可求解．
12．【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、当保持M边与导线平行线圈向右移动时，穿过线圈的磁通量发生减小，则线圈中产生顺时针方向的感应电流；
B、线框以导线为轴加速转动，穿过线圈的磁通量不变，则不可以产生感应电流；
C、线框以ad边为轴旋转，穿过线圈的磁通量发生变化，则线圈中产生感应电流．
D、导线框以ab边为轴旋转，穿过线圈的磁通量发生变化，则线圈中产生感应电流；
本题选择不能产生感应电流的；故选：B．
【分析】由安培定则可确定线圈所处磁场的分布，当闭合回路中磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流．根据楞次定律即可判断出感应电流的方向．
13．【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、线框平行纸面向上移动，磁通量不变，故无感应电流，故A错误；
B、线框平行纸面向右线运动，磁通量不变，故无感应电流，故B错误；
C、将线圈垂直纸面向外拉动，磁通量不变，故无感应电流，故C错误；
D、线框以某一边为轴转动，磁通量不断变化，有感应电流，故D正确；
故选：D．
【分析】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．对照条件分析即可．
14．【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】
AB、磁铁在水平面内平动，无论向哪个方向，磁通量都是零，故AB错误．
C、N极向外、S极向内转动，线圈磁通量增大，有感应电流，故C正确．
D、使磁铁沿垂直纸面的转轴转动时，穿过线圈的磁通量仍为零，不变，不产生感应电流，故D错误．
故选：C．
【分析】根据产生感应电流的条件：穿过闭合线圈的磁通量要发生变化来判断．图示时刻穿过线圈的磁通量为零．根据楞次定律判断出感应电流的方向．
15．【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、只有当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中才有感应电流产生．故A错误．
B、穿过螺线管的磁通量发生变化，而且螺线管是闭合时，螺线管内部才有感应电流产生．故B错误．
C、只有当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中才有感应电流产生．故C正确；
D、当回路整体面积不变，在匀强磁场中运地，导体虽然切割磁感线，但是电路中没有磁通量的变化，故没有感应电流产生；故D错误；
故选：C
【分析】感应电流产生的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化．根据楞次定律分析感应电流磁场的作用．由法拉第电磁感应定律分析感应电动势的大小与什么因素决定．
16．【答案】产生；不产生
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】线圈以ad边为轴转动45°，穿过线圈的磁通量从 开始减小，所以有感应电流产生．
将线圈向下平移时，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生．
故答案为：产生，不产生．
【分析】磁通量是穿过线圈的磁感线的条数．对照产生感应电流的条件：穿过电路的磁通量发生变化进行分析判断有无感应电流产生．
17．【答案】磁通量；感应电流；电磁感应
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】根据法拉第电磁感应定律，只有闭合回路中磁通量发生变化时，闭合回路中才会产生感应电流，这种现象叫 电磁感应现象
故答案为：磁通量，感应电流，电磁感应．
【分析】感应电流产生的条件是穿过闭合电路磁通量发生变化.1、电路要闭合；2、穿过的磁通量要发生变化．根据法拉第电磁感应定律，电动势的大小取决于磁通量变化的快慢．
18．【答案】奥斯特；洛仑兹；法拉第
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】奥斯特发现了电流的磁效应，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；
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；
故答案为：奥斯特；洛仑兹 法拉第
【分析】本题根据人类对电磁学的研究中奥斯特、洛仑兹及法拉第的物理学成就进行解答
19．【答案】奥斯特；磁场
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】在1820年被丹麦的物理学家奥斯特做了电流磁效应实验，即将通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，该实验证明了通电导体周围存在磁场；
故答案为：奥斯特；磁场．
【分析】奥斯特电流的磁效应实验时，将通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，该实验证明了通电导体周围存在磁场；
20．【答案】偏转；不偏转；偏转；闭合回路磁通量发生变化
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】解答：①把电流计与线圈B组成串联电路，电源、开关、滑动变阻器、线圈A组成串联电路，电路图如图所示．
②接好电路，合上开关瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针偏转；
③电路稳定后，穿过线圈B的磁通量不变，电流表指针不偏转；迅速移动滑动变阻器的滑片，A线圈中的电流发生变化，B线圈中产生感应电动势和感应电流，电流表指针偏转；
④由实验现象可知，产生感应电流的条件闭合回路磁通量发生变化．
故答案为：（1）电路如图所示；（2）偏转；（3）不偏转；（4）闭合回路磁通量发生变化．
分析：（1）探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，检流计与副线圈组成另一个闭合电路．当通过副线圈磁通量发生变化时，会产生感应电流．（2）（3）根据感应电流产生的条件分析答题．（4）根据实验现象得出实验结论．
21．【答案】电流周围存在磁场；吸引；排斥；磁场
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】奥斯特实验说明电流周围存在磁场；
在两根相互平行且靠近的长直导线中通入相同方向的电流时，根据左手定则可知，它们互相吸引．
同理，通入相反方向的电流时，它们相互排斥；
电流之间的相互作用是通过磁场发生的．
故答案为：电流周围存在磁场，吸引，排斥，磁场．
【分析】通电导线的周围有磁场，另通电导体放在了此通电导线的磁场内，受到磁场的作用，根据左手定则就可以判断出相互作用力．
22．【答案】（1）设导体棒切割电动势为E，通过棒的电流为I则感应电动势为 E=BLv…①感应电流为 …②
联立①②解得 I=0.8A
由右手定则判断通过导体棒的电流方向由b流向a．
（2）导体棒匀速运动时，受力平衡，则
F﹣F安﹣f=0
其中安培力 F安=BIL
摩擦力 f=μmg
又F的功率为 P=Fv
联立解得 P=1.44W
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】①设导体棒切割电动势为E，通过棒的电流为I
则感应电动势为 E=BLv…①
感应电流为 …②
联立①②解得 I=0.8A
由右手定则判断通过导体棒的电流方向由b流向a．
②导体棒匀速运动时，受力平衡，则
F﹣F安﹣f=0
其中安培力 F安=BIL
摩擦力 f=μmg
又F的功率为 P=Fv
联立解得 P=1.44W
【分析】（1）导体棒切割磁感线产生感应电动势，由E=BLv求出感应电动势．由欧姆定律求感应电流的大小，由右手定则判断电流的方向．（2）由平衡条件和安培力公式求出F的大小，再由P=Fv求F的功率．
23．【答案】（1）ab棒产生的电动势为：
E=BLv ①
根据闭合电路欧姆定律知
②
安培力：F安=BLI ③
匀速直线运动时F=F安④
联立①②③④解得
（2）
F﹣F安=ma
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】①ab棒产生的电动势为：
E=BLv①
根据闭合电路欧姆定律知
②
安培力：F安=BLI ③
匀速直线运动时F=F安④
联立①②③④解得
②
F﹣F安=ma
【分析】（1）ab棒向下运动切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，由公式E=BLv求解感应电动势大小，根据欧姆定律表示电流大小，当ab达到最大速度时，受力平衡，推导出安培力与速度的关系式，由平衡条件可求出最大速度；（2）根据牛顿第二定律和安培力的表达式，求出加速度a．
24．【答案】当线圈向右移动，进入磁场的过程中，穿过线圈的磁通量增大，故产生感应电流．当完全进入时，穿过线圈的磁通量不变，则不产生感应电流．当离开磁场时，磁通量减小，产生感应电流。
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】当线圈向右移动，进入磁场的过程中，穿过线圈的磁通量增大，故产生感应电流．当完全进入时，穿过线圈的磁通量不变，则不产生感应电流．当离开磁场时，磁通量减小，产生感应电流．
答：当线圈向右移动，进入磁场的过程中，穿过线圈的磁通量增大，故产生感应电流．当完全进入时，穿过线圈的磁通量不变，则不产生感应电流．当离开磁场时，磁通量减小，产生感应电流．
【分析】当通过线圈的磁通量发生变化时，线圈中将会产生感应电流．
25．【答案】当线圈向右移动，逐渐远离线圈，穿过线圈的磁场减小，即穿过线圈的磁通量减小，故产生感应电流．当电流增大或减小时，垂直纸面向里的磁场，穿过线圈的磁通量增加或减小，因此有感应电流．
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】当线圈向右移动，逐渐远离线圈，穿过线圈的磁场减小，即穿过线圈的磁通量减小，故产生感应电流．当电流增大或减小时，垂直纸面向里的磁场，穿过线圈的磁通量增加或减小，因此有感应电流．
答：当线圈向右移动，逐渐远离线圈，穿过线圈的磁场减小，即穿过线圈的磁通量减小，故产生感应电流．当电流增大或减小时，垂直纸面向里的磁场，穿过线圈的磁通量增加或减小，因此有感应电流．
【分析】当通过线圈的磁通量发生变化时，线圈中将会产生感应电流．
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