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13.3 电磁感应现象及应用
1.理解什么是电磁感应现象。
2.掌握感应电流产生的条件,会根据条件判断是否有感应电流产生。
3.了解电磁感应现象在现实生活中的应用。
知识点一 划时代的发现
1.奥斯特发现的电流的磁效应,证实了电现象和磁现象是有联系的。
2.1831年,法拉第发现了“磁生电”现象,他认为“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
3.法拉第把这些“磁生电”现象定名为电磁感应,这些现象中产生的电流叫作感应电流。
知识点二 产生感应电流的条件
1.探索感应电流产生的条件
(1)实验装置
(2)实验过程
开关和变阻器的状态 线圈B中是否有电流
开关闭合瞬间 有
开关断开瞬间 有
开关闭合时,滑动变阻器不动 无
开关闭合时,迅速移动滑动变阻器的滑片 有
2.产生感应电流的条件:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就产生感应电流。
【温馨提示】
电路闭合、磁通量变化,是产生感应电流的两个条件,缺一不可。闭合电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件,如果穿过闭合电路的磁通量很大但不变化,那么也不会产生感应电流。
磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的比较
(1)Φ是状态量,是闭合回路在某时刻(某位置)穿过回路的磁感线的条数,当磁场与回路平面垂直时Φ=BS。
(2)ΔΦ是过程量,它表示回路从某一时刻到另一时刻磁通量的改变量,即ΔΦ=Φ2-Φ1。
知识点三 电磁感应现象的应用
1.最早的发电机:法拉第的圆盘发电机。
2.电厂里的发电机、生产和生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据电磁感应制造的。
金属矩形线圈abcd在磁场中做如图所示的运动,线圈中有感应电流的是( )
A. B.
C. D.
如图所示为某磁场磁感线分布示意图,两相同金属圆环S1、S2的圆心O、O′在磁场的中轴线上,两圆环环面均与中轴线垂直,点P、Q、P′在圆环上,P、Q关于O点对称。以下说法正确的是( )
A.P、Q两点磁感应强度相同
B.P点磁感应强度比P′点小
C.穿过S1的磁通量大于穿过S2的磁通量
D.S1以PQ连线为轴旋转时,S1没有感应电流产生
在如图所示的物理情境中,能产生感应电流的是( )
A.如图甲所示,线圈与通电导线在同一平面,线圈竖直向上移动
B.如图乙所示,线圈在竖直向下的匀强磁场中,水平向右匀速运动
C.如图丙所示,开关闭合后,向右移动滑动变阻器的滑片
D.如图丁所示,线圈在条形磁铁所在的平面内远离磁体
如图所示,装置中线圈平面与螺线管垂直,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,穿过线圈A的磁场方向向右
B.闭合开关S,移动滑动变阻器滑片,通过线圈A的磁通量不变
C.开关S闭合,线圈A一直中有感应电流
D.开关S断开瞬间,线圈A中有感应电流
科技小组设计了一个产生感应电流的装置。如图所示,线圈A与电池、开关S1、滑动变阻器连接成回路;线圈B与灵敏电流计、开关S2连接成另一回路;A与B未连接,开关均处于断开状态。下列哪项操作可观察到灵敏电流计指针偏转( )
A.只闭合S1瞬间
B.只闭合S2瞬间
C.只闭合S1,然后迅速移动滑动变阻器的滑片P
D.闭合S1和S2,然后将A从B中迅速拔出
如图所示,条形磁铁以速度v向螺线管靠近。下列说法正确的是( )
A.螺线管会产生感应电流
B.螺线管不会产生感应电流
C.只有磁铁速度足够大,螺线管才会产生感应电流
D.只有磁铁磁性足够强,螺线管才会产生感应电流
如图,在墙内或地面埋有一根通有恒定电流的长直导线.为探测该导线的走向,现用一个与灵敏电流计(图中未画出)串联的感应线圈进行探测,结果如下表。忽略地磁场的影响,则该导线可能的走向是( )
探测 灵敏电流计有无示数
线圈平面平行于地面Oabc 沿Oa方向平移 无
沿Oc方向平移 无
线圈平面平行于墙面Oade 沿Oa方向平移 有
沿Oe方向平移 无
A.Oa方向 B.Ob方向 C.Oc方向 D.Oe方向
用某热敏电阻RT作为传感器制作的自动报警器原理如图所示,其中左侧为控制电路,右侧为工作电路,热敏电阻RT的阻值随温度升高而减小。在某次调试时,报警器达到报警温度后,无论如何调节滑动变阻器的滑片P都不能使小灯泡发光。排除了其他因素后,造成这一现象的原因可能是下列选项中的( )
A.控制电路中电源E1的内阻太小
B.工作电路中电源E2的内阻太小
C.继电器中的线圈匝数太少
D.继电器中弹簧劲度系数太小
如图所示,水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置,两直导线中的电流大小与变化情况完全相同,电流方向如图所示,当两直导线中的电流都减小时,四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是( )
A.线圈a中无感应电流
B.线圈b中无感应电流
C.线圈c中有感应电流
D.线圈a、b、c、d中均无感应电流
虚线框内有垂直于纸面的匀强磁场。闭合线圈由位置1经过位置2、3,穿过虚线框运动到位置4。下列过程线圈中能产生感应电流的是( )
A.仅由位置1到位置2
B.仅由位置2到位置3
C.仅由位置3到位置4
D.由位置1到位置2及由位置3到位置4
地球赤道附近的地磁场可以看成是磁感应强度B=5×10﹣6T,方向由南向北的匀强磁场。在该区域有一面沿东西方向的墙(磁场垂直于墙面,由室内指向室外),墙面上有两种类型的窗户。如图甲所示的窗户可以绕ad向外转动,如图乙所示的窗户可以沿水平方向左右滑动。已知两扇窗户abcd和efgh金属框架的面积都为1.5m2,则以下说法正确的是( )
A.图甲,窗户绕ad向外推开的过程中,金属框架abcd中有感应电流
B.图乙,窗户沿水平方向从左向右滑动的过程中,金属框架efgh中有感应电流
C.图甲,窗户向外推开30°时,穿过金属框架abcd的磁通量为7.5×10﹣6Wb
D.图甲,关闭着的窗户绕ad向外推开120°的过程中,穿过金属框架abcd磁通量变化的大小为3.75×10﹣6Wb
电磁感应现象的发现具有极其重大的划时代的历史意义,它为人类大规模利用电能,继而进入电气化时代奠定了理论基础。关于法拉第“磁生电”实验说法正确的是( )
A.闭合开关时电流计指针发生偏转,断开开关时电流计指针不偏转
B.保持滑动变阻器滑片位置不变,将条形磁体插入螺线管中静止不动时,电流计指针稳定且示数不为零
C.保持滑动变阻器滑片位置不变,将A通电螺线管抽出B螺线管中时,电流计指针发生偏转
D.保持A通电螺线管位置不变,左右移动滑动变阻器滑片,电流计指针不偏转
下列说法正确的是( )
A.如图甲所示,ABC构成等边三角形,若两通电导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为B0,则C处磁场的合磁感应强度大小是
B.图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向下,北半球竖直向上
C.图丙中通过两金属圆环的磁通量Φ1>Φ2
D.图丁中与通电导线(无限长)在同一平面内的金属线框沿平行直导线方向运动,线框中会产生感应电流
小红在研究感应电流是如何产生的实验过程中,发现当闭合开关瞬间,电流表指针向右偏了一下后回到中间位置,继续实施某一步操作后发现指针向左偏转,则该操作步骤是( )
A.增大电源电压 B.拔出A中的铁芯
C.迅速将A插入B中 D.向右滑动变阻器滑片
下列四幅图所描述的情境,能够产生感应电流的是( )
A.甲图中,与干电池连接的左侧线圈开关保持闭合
B.乙图中,条形磁铁快速穿过有缺口的线圈
C.丙图中,线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向向右运动,线圈始终在磁场内
D.丁图中,线圈绕轴线AB转动
重庆市某中学的几位同学把一条大约10m长电线的两端连接在一个灵敏电流表的接线柱上,形成闭合导体回路.甲、乙两位同学沿南北方向站立匀速摇动电线时,灵敏电流表的示数I1,两位同学沿东西方向站立匀速摇动电线时,灵敏电流表的示数I2,则( )
A.I1=0,I2≠0 B.I1≠0,I2=0 C.I1≠0,I2≠0 D.I1=0,I2=0
两个平行放置的异名永磁体磁极间有匀强磁场,其间放置一个闭合矩形导线圈,线圈在始终未超出磁场的范围内做下列运动时,能产生感应电流的是( )
A.导线圈竖直上下运动 B.导线圈水平左右运动
C.导线圈绕竖直轴转动 D.导线圈绕水平轴转动
如图所示,虚线左侧的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,右侧的区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小均为B。面积为S的正方形线圈abcd垂直于磁场放置。初始时cd边恰好与虚线重合,下列判断正确的是( )
A.把线圈以cd为轴转过180°,通过线圈磁通量的变化量为零
B.把线圈以bc为轴转过180°,通过线圈磁通量的变化量为零
C.把线圈向右平移到ab与虚线重合,通过线圈磁通量的变化量为零
D.把线圈向右平移到ab与虚线重合,线圈中不产生感应电流
下列关于磁场、电磁感应的实验中,说法正确的是( )
A.图甲中,小磁针发生偏转是因为电流周围存在磁场
B.图乙中,电流间的相互作用是通过电荷的电场产生的
C.图丙中,使导体棒AB沿着磁感线运动能产生感应电流
D.图丁中,只有闭合或断开开关S瞬间能产生感应电流
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13.3 电磁感应现象及应用
1.理解什么是电磁感应现象。
2.掌握感应电流产生的条件,会根据条件判断是否有感应电流产生。
3.了解电磁感应现象在现实生活中的应用。
知识点一 划时代的发现
1.奥斯特发现的电流的磁效应,证实了电现象和磁现象是有联系的。
2.1831年,法拉第发现了“磁生电”现象,他认为“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
3.法拉第把这些“磁生电”现象定名为电磁感应,这些现象中产生的电流叫作感应电流。
知识点二 产生感应电流的条件
1.探索感应电流产生的条件
(1)实验装置
(2)实验过程
开关和变阻器的状态 线圈B中是否有电流
开关闭合瞬间 有
开关断开瞬间 有
开关闭合时,滑动变阻器不动 无
开关闭合时,迅速移动滑动变阻器的滑片 有
2.产生感应电流的条件:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就产生感应电流。
【温馨提示】
电路闭合、磁通量变化,是产生感应电流的两个条件,缺一不可。闭合电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件,如果穿过闭合电路的磁通量很大但不变化,那么也不会产生感应电流。
磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的比较
(1)Φ是状态量,是闭合回路在某时刻(某位置)穿过回路的磁感线的条数,当磁场与回路平面垂直时Φ=BS。
(2)ΔΦ是过程量,它表示回路从某一时刻到另一时刻磁通量的改变量,即ΔΦ=Φ2-Φ1。
知识点三 电磁感应现象的应用
1.最早的发电机:法拉第的圆盘发电机。
2.电厂里的发电机、生产和生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据电磁感应制造的。
金属矩形线圈abcd在磁场中做如图所示的运动,线圈中有感应电流的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、图示时刻穿过线圈的磁通量最大,当线圈转动时,磁通量减小,将产生感应电流。故A正确。
B、线圈运动过程中,线圈与磁场平行,没有磁感线穿过线圈,穿过线圈的磁通量始终为零,保持不变,没有感应电流产生。故B错误。
C、线圈断开,不能有感应电流,故C错误;
D、线圈在匀强磁场中运动,根据Φ=BS知,磁通量Φ保持不变,没有感应电流产生。故D错误。
故选:A。
如图所示为某磁场磁感线分布示意图,两相同金属圆环S1、S2的圆心O、O′在磁场的中轴线上,两圆环环面均与中轴线垂直,点P、Q、P′在圆环上,P、Q关于O点对称。以下说法正确的是( )
A.P、Q两点磁感应强度相同
B.P点磁感应强度比P′点小
C.穿过S1的磁通量大于穿过S2的磁通量
D.S1以PQ连线为轴旋转时,S1没有感应电流产生
【解答】解:A.磁感线分布的密集程度表示磁感应强度的大小,可知,P、Q两点磁感应强度大小相等,根据磁场方向沿磁感线切线方向,可知两点磁感应强度的方向不相同,即P、Q两点磁感应强度不相同,故A错误;
B.P点处磁感线比P′点磁感线密,则P点磁感应强度比P′点大,故B错误;
C.磁感线分布的密集程度表示磁感应强度的大小,根据图中磁感线分布情况可知,S1环所在位置的磁感应强度大于S2环所在位置的磁感应强度,由于环与中轴线垂直,有效面积相等,则穿过S1的磁通量大于穿过S2的磁通量,故C正确;
D.S1以PQ连线为轴旋转时,穿过线圈的磁通量发生变化,可知,S1有感应电流产生,故D错误。
故选:C。
在如图所示的物理情境中,能产生感应电流的是( )
A.如图甲所示,线圈与通电导线在同一平面,线圈竖直向上移动
B.如图乙所示,线圈在竖直向下的匀强磁场中,水平向右匀速运动
C.如图丙所示,开关闭合后,向右移动滑动变阻器的滑片
D.如图丁所示,线圈在条形磁铁所在的平面内远离磁体
【解答】解:A、甲图中,线圈竖直向上运动,穿过线圈的磁通量不变,则线圈中不会产生感应电流,故A错误;
B、乙图中,线圈在竖直向下的匀强磁场中,水平向右匀速运动,线圈中的磁通量不发生变化,线圈中产生不感应电流,故B错误;
C、丙图中,开关闭合时,迅速移动滑动变阻器的滑片时,大线圈中的磁通量发生了变化,大线圈中产生感应电流,故C正确;
D、如图丁所示,线圈在条形磁铁所在的平面内远离磁体,线圈平面与磁感线平行,磁通量总为零,线圈中的磁通量不发生变化,线圈中产生不感应电流,故D错误。
故选:C。
如图所示,装置中线圈平面与螺线管垂直,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,穿过线圈A的磁场方向向右
B.闭合开关S,移动滑动变阻器滑片,通过线圈A的磁通量不变
C.开关S闭合,线圈A一直中有感应电流
D.开关S断开瞬间,线圈A中有感应电流
【解答】解:A.由安培定则可知,闭合开关S,穿过线圈A的磁场方向向左,故A错误;
B.闭合开关S,移动滑动变阻器滑片时,穿过螺线管的电流大小改变,穿过线圈A的磁场发生改变,则磁通量改变,故B错误;
CD.开关S闭合或断开瞬间,线圈A中磁场发生变化,则磁通量发生变化,会产生感应电流,开关S闭合一段时间后,线圈A中没有感应电流,故C错误,D正确。
故选:D。
科技小组设计了一个产生感应电流的装置。如图所示,线圈A与电池、开关S1、滑动变阻器连接成回路;线圈B与灵敏电流计、开关S2连接成另一回路;A与B未连接,开关均处于断开状态。下列哪项操作可观察到灵敏电流计指针偏转( )
A.只闭合S1瞬间
B.只闭合S2瞬间
C.只闭合S1,然后迅速移动滑动变阻器的滑片P
D.闭合S1和S2,然后将A从B中迅速拔出
【解答】解:AC.只闭合S1瞬间,或只闭合S1,然后迅速移动滑动变阻器的滑片P,线圈B所在回路都是非闭合回路,所以没有感应电流,不会观察到灵敏电流计指针偏转。故AC错误;
B.只闭合S2瞬间,线圈B中磁通量未变化,没有感应电流,不会观察到灵敏电流计指针偏转。故B错误;
D.闭合S1和S2,线圈A中电流激发磁场,线圈B与灵敏电流计组成闭合回路,然后将A从B中迅速拔出,线圈B中磁通量变化,会观察到灵敏电流计指针偏转。故D正确。
故选:D。
如图所示,条形磁铁以速度v向螺线管靠近。下列说法正确的是( )
A.螺线管会产生感应电流
B.螺线管不会产生感应电流
C.只有磁铁速度足够大,螺线管才会产生感应电流
D.只有磁铁磁性足够强,螺线管才会产生感应电流
【解答】解:AB、当磁铁向左运动,穿过线圈的磁通量增大时,则线圈就会产生感应电流,故A正确,B错误;
CD、感应电流的产生只与穿过闭合线圈的磁通量发生变化有关,与磁铁的速度大小和磁铁的磁性是否足够强无关,故CD错误。
故选:A。
如图,在墙内或地面埋有一根通有恒定电流的长直导线.为探测该导线的走向,现用一个与灵敏电流计(图中未画出)串联的感应线圈进行探测,结果如下表。忽略地磁场的影响,则该导线可能的走向是( )
探测 灵敏电流计有无示数
线圈平面平行于地面Oabc 沿Oa方向平移 无
沿Oc方向平移 无
线圈平面平行于墙面Oade 沿Oa方向平移 有
沿Oe方向平移 无
A.Oa方向 B.Ob方向 C.Oc方向 D.Oe方向
【解答】解:由表可看出线圈平面平行于地面Oabc移动,电流计均无示数,则导线不可能沿Oa、Ob方向、Oe方向,沿Oa方向平移时有感应电流,说明磁通量发生变化,则可知该导线可能的走向是Oe方向,故ABC错误,D正确;
故选:D。
用某热敏电阻RT作为传感器制作的自动报警器原理如图所示,其中左侧为控制电路,右侧为工作电路,热敏电阻RT的阻值随温度升高而减小。在某次调试时,报警器达到报警温度后,无论如何调节滑动变阻器的滑片P都不能使小灯泡发光。排除了其他因素后,造成这一现象的原因可能是下列选项中的( )
A.控制电路中电源E1的内阻太小
B.工作电路中电源E2的内阻太小
C.继电器中的线圈匝数太少
D.继电器中弹簧劲度系数太小
【解答】解:A.小灯泡发光的条件是控制电路中的电流大于等于临界值,若控制电路中电源E1的内阻过小,则电路中的电流更大,更容易升高到临界值,故A错误;
B.工作电路中只要是闭合回路,灯泡就能发光,所以工作电路中的电源的大小不影响控制电路的电流,即与工作电路无关,故B错误;
C.继电器中线圈匝数过少,电磁铁磁性较弱,电磁铁在到达临界条件的电流时,引力无法将衔铁吸引下来,不容易使报警器报警,故C正确;
D.继电器中弹簧劲度系数太小时,电磁铁更容易将衔铁吸引下来,更容易使小灯泡发光,故D错误。
故选:C。
如图所示,水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置,两直导线中的电流大小与变化情况完全相同,电流方向如图所示,当两直导线中的电流都减小时,四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是( )
A.线圈a中无感应电流
B.线圈b中无感应电流
C.线圈c中有感应电流
D.线圈a、b、c、d中均无感应电流
【解答】解:A、根据安培定则可知:线圈a、c中磁场处的磁场始终相互抵消,即线圈a、c中的磁通量始终为零,没有感应电流,故A正确;
BCD、由安培定则可知,线圈b、d中磁场不为零,b中磁场垂直纸面向里,d中磁场垂直纸面向外,当两直导线中的电流都减小时,线圈b、d中的磁通量都变小,所以线圈b、d中有感应电流,故BCD错误。
故选:A。
虚线框内有垂直于纸面的匀强磁场。闭合线圈由位置1经过位置2、3,穿过虚线框运动到位置4。下列过程线圈中能产生感应电流的是( )
A.仅由位置1到位置2
B.仅由位置2到位置3
C.仅由位置3到位置4
D.由位置1到位置2及由位置3到位置4
【解答】解:分析可知,当线圈由位置1到位置2的过程中,穿过线圈的磁通量增加,从位置2到位置3的过程中,穿过线圈的磁通量不变,从位置3到位置4的过程中,穿过线圈的磁通量减小,闭合线圈中要产生感应电流,则穿过闭合线圈得磁通量要发生改变,因此线圈中能产生感应电流的过程是由位置1到位置2及由位置3到位置4。故ABC错误,D正确。
故选:D。
地球赤道附近的地磁场可以看成是磁感应强度B=5×10﹣6T,方向由南向北的匀强磁场。在该区域有一面沿东西方向的墙(磁场垂直于墙面,由室内指向室外),墙面上有两种类型的窗户。如图甲所示的窗户可以绕ad向外转动,如图乙所示的窗户可以沿水平方向左右滑动。已知两扇窗户abcd和efgh金属框架的面积都为1.5m2,则以下说法正确的是( )
A.图甲,窗户绕ad向外推开的过程中,金属框架abcd中有感应电流
B.图乙,窗户沿水平方向从左向右滑动的过程中,金属框架efgh中有感应电流
C.图甲,窗户向外推开30°时,穿过金属框架abcd的磁通量为7.5×10﹣6Wb
D.图甲,关闭着的窗户绕ad向外推开120°的过程中,穿过金属框架abcd磁通量变化的大小为3.75×10﹣6Wb
【解答】解:A.窗户所在的平面垂直于磁场的方向,所以窗户绕ad向外推开的过程中,窗户平面与磁场方向之间的夹角发生变化,则穿过金属框架abcd中磁通量发生变化,有感应电流,故A正确;
B.窗户沿水平方向从左向右滑动的过程中,窗户平面与磁场方向之间的夹角没有发生变化,金属框架efgh中磁通量没有发生变化,没有感应电流,故B错误;
C.图甲,窗户向外推开30°时,穿过金属框架abcd的磁通量为Φ=BScos30°=5×10﹣6×1.5×0.5Wb=3.7510﹣6Wb,故C错误;
D.图甲,关闭着的窗户绕ad向外推开120°的过程中,穿过金属框架abcd磁通量变化的大小为ΔΦ=BS﹣[﹣BSsin(120°﹣90°)]=1.5BS=1.5×5×10﹣6×1.5Wb=1.125×10﹣5Wb,故D错误。
故选:A。
电磁感应现象的发现具有极其重大的划时代的历史意义,它为人类大规模利用电能,继而进入电气化时代奠定了理论基础。关于法拉第“磁生电”实验说法正确的是( )
A.闭合开关时电流计指针发生偏转,断开开关时电流计指针不偏转
B.保持滑动变阻器滑片位置不变,将条形磁体插入螺线管中静止不动时,电流计指针稳定且示数不为零
C.保持滑动变阻器滑片位置不变,将A通电螺线管抽出B螺线管中时,电流计指针发生偏转
D.保持A通电螺线管位置不变,左右移动滑动变阻器滑片,电流计指针不偏转
【解答】解:A、产生感应的条件是穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合开关和断开开关时,通过B螺线管的磁通量发生变化,故闭合开关和断开开关时电流计指针都发生偏转,故A错误;
B、保持滑动变阻器滑片位置不变,将条形磁体插入螺线管中静止不动时,通过B螺线管的磁通量不变,B螺线管无感应电流,则电流计指针不发生偏转,示数为0,故B错误;
C、保持滑动变阻器滑片位置不变,将A通电螺线管抽出B螺线管中时,通过B螺线管的磁通量发生变化,电流计指针发生偏转,故C正确;
D、保持A通电螺线管位置不变,左右移动滑动变阻器滑片,通过B螺线管的磁通量发生变化,电流计指针发生偏转,故D错误。
故选:C。
下列说法正确的是( )
A.如图甲所示,ABC构成等边三角形,若两通电导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为B0,则C处磁场的合磁感应强度大小是
B.图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向下,北半球竖直向上
C.图丙中通过两金属圆环的磁通量Φ1>Φ2
D.图丁中与通电导线(无限长)在同一平面内的金属线框沿平行直导线方向运动,线框中会产生感应电流
【解答】解:A.根据安培定则可知,导线A在C处产生的磁场方向垂直于AC指向右下方,导线B在C处产生的磁场方向垂直于BC指向右上方,二者夹角为 60°,所以 ,故A错误;
B.图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向上,北半球竖直向下,故B错误;
C.图丙中通过两金属圆环有磁铁外部向下的磁感线,也有磁铁内部向上的磁感线,且磁铁内部通过圆环的磁感线较多,所以通过两金属圆环的磁通量Φ1>Φ2,故C正确;
D.图丁中与通电导线(无限长)在同一平面内的金属线框沿直导线方向运动,线框中磁通量不变,不会产生感应电流,故D错误。
故选:C。
小红在研究感应电流是如何产生的实验过程中,发现当闭合开关瞬间,电流表指针向右偏了一下后回到中间位置,继续实施某一步操作后发现指针向左偏转,则该操作步骤是( )
A.增大电源电压 B.拔出A中的铁芯
C.迅速将A插入B中 D.向右滑动变阻器滑片
【解答】解:A.闭合开关时,电流表指针向右偏,说明磁通量增加时,电流表向右偏,增大电源电压,线圈B中的磁通量增加,电流表向右偏,故A错误;
B.拔出A中的铁芯,线圈B中的磁通量减小,与闭合开关瞬间的磁通量变化相反,所以电流表向左偏,故B正确;
C.将线圈A插入线圈B,线圈B中的磁通量增加,电流表向右偏,故C错误;
D.向右移动滑动变阻器的滑片,线圈A所在电路的电阻减小,A的电流增加,线圈B中的磁通量增加,电流表向右偏,故D错误。
故选:B。
下列四幅图所描述的情境,能够产生感应电流的是( )
A.甲图中,与干电池连接的左侧线圈开关保持闭合
B.乙图中,条形磁铁快速穿过有缺口的线圈
C.丙图中,线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向向右运动,线圈始终在磁场内
D.丁图中,线圈绕轴线AB转动
【解答】解:A、甲图中,干电池是直流电源,与干电池连接的左侧线圈开关保持闭合,则左侧线圈中电流不变,产生稳定的磁场,穿过右侧线圈的磁通量不变,所以不会产生感应电流,故A错误;
B、乙图中,条形磁铁快速穿过有缺口的线圈,线圈未形成闭合回路,无法产生感应电流,故B错误;
C、丙图中,线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向向右运动,线圈始终在磁场内,穿过线圈的磁通量没有发生变化,不会产生感应电流,故C错误;
D、丁图中,线圈绕轴线AB转动,线圈形成了闭合回路,且穿过线圈的磁通量发生变化,则线圈中会产生感应电流,故D正确。
故选:D。
重庆市某中学的几位同学把一条大约10m长电线的两端连接在一个灵敏电流表的接线柱上,形成闭合导体回路.甲、乙两位同学沿南北方向站立匀速摇动电线时,灵敏电流表的示数I1,两位同学沿东西方向站立匀速摇动电线时,灵敏电流表的示数I2,则( )
A.I1=0,I2≠0 B.I1≠0,I2=0 C.I1≠0,I2≠0 D.I1=0,I2=0
【解答】解:由于地球的周围存在磁场,且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极,所以当两个同学朝东西方向站立,并迅速摇动电线时,导线就会做切割磁感线运动,灵敏电流表的读数最大I2≠沿南北方向站立匀速摇动电线时,由于北半球的磁场由向下的分量,所以穿过线圈的磁通量发生变化,有感应电流,所以I1≠0。
故选:C。
两个平行放置的异名永磁体磁极间有匀强磁场,其间放置一个闭合矩形导线圈,线圈在始终未超出磁场的范围内做下列运动时,能产生感应电流的是( )
A.导线圈竖直上下运动 B.导线圈水平左右运动
C.导线圈绕竖直轴转动 D.导线圈绕水平轴转动
【解答】解:A.导线圈竖直上下运动,线圈的磁通量保持不变,所以线圈中不会产生感应电流,故A错误;
B.导线圈水平左右运动,线圈的磁通量保持不变,所以线圈中不会产生感应电流,故B错误;
C.导线圈绕竖直轴转动,线圈的磁通量保持不变,所以线圈中不会产生感应电流,故C错误;
D.导线圈绕水平轴转动,线圈的磁通量发生变化,所以线圈中会产生感应电流,故D正确。故选:D。
如图所示,虚线左侧的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,右侧的区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小均为B。面积为S的正方形线圈abcd垂直于磁场放置。初始时cd边恰好与虚线重合,下列判断正确的是( )
A.把线圈以cd为轴转过180°,通过线圈磁通量的变化量为零
B.把线圈以bc为轴转过180°,通过线圈磁通量的变化量为零
C.把线圈向右平移到ab与虚线重合,通过线圈磁通量的变化量为零
D.把线圈向右平移到ab与虚线重合,线圈中不产生感应电流
【解答】解:A、把线圈以cd为轴转过180°,通过线圈磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2﹣Φ1=BS﹣BS=0,故A正确;
B、把线圈以bc为轴转过180°,通过线圈磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2﹣Φ1=﹣BS﹣BS=﹣2BS≠0,故B错误;
C、把线圈向右平移到ab与虚线重合,设线圈在初位置时磁通量为正,则通过线圈磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2﹣Φ1=﹣BS﹣BS=﹣2BS,故C错误;
D、结合上题分析可知,把线圈向右平移到ab与虚线重合,通过线圈的磁通量发生了变化,则线圈中产生感应电流,故D错误;
故选:A。
下列关于磁场、电磁感应的实验中,说法正确的是( )
A.图甲中,小磁针发生偏转是因为电流周围存在磁场
B.图乙中,电流间的相互作用是通过电荷的电场产生的
C.图丙中,使导体棒AB沿着磁感线运动能产生感应电流
D.图丁中,只有闭合或断开开关S瞬间能产生感应电流
【解答】解:A、图甲是演示电流磁效应实验装置,小磁针发生偏转,说明了电流周围存在磁场,故A正确;
B、图乙中,电流间的相互作用是通过电流产生的磁场发生的,故B错误;
C、图丙中,使导体棒AB沿着磁感线运动时,导体棒不会切割磁感线,穿过闭合回路的磁通量不会发生变化,故不能产生感应电流,故C错误;
D、图丁中,不闭合电键或是断开电键时,B中的磁通量都不变,则都不会产生感应电流,故D错误。
故选:A。
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