第2节 电磁感应现象及其应用
[教材链接] 1.磁生电 2.(1)乘积 (2)BS (3)韦伯 韦 T·m2 (4)标量 (5)磁感应强度
例1 A [解析] 当线圈与磁场方向平行时,磁通量最小,为0;当线圈与磁场方向垂直时,磁通量最大,则有Φm=BS=4.0×10-2×2.5×10-2 Wb=1.0×10-3 Wb,则穿过线圈的磁通量满足0≤Φ≤1.0×10-3 Wb,故磁通量不可能是A.
变式1 (1)B0a2 (2)-B0a2 -B0a2
[解析] (1)根据Φ=BS,S=×=,则Φ0=B0a2
(2)若向纸面外转动90°,则Φ1=0,ΔΦ1=Φ1-Φ0=-B0a2
若向纸面外转动180°,则Φ2=-B0×=-B0a2,ΔΦ2=Φ2-Φ0=-B0a2
[教材链接] 1.有 无 有 无 有 有
2.(1)磁通量 感应电流 (2)发生变化 3.(1)声音 影像 (3)声音 电信号
例2 B [解析] 只有变化的磁场使闭合电路中产生电流是电磁感应现象,选项A、C、D错误,B正确.
例3 (1)如图所示 (2)A (3)BD
[解析] (1)将电源、开关、滑动变阻器、带铁芯的线圈A串联成一个回路,注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱,再将电表与线圈B串联成另一个回路,电路图如图所示.
(2)此实验中线圈B中产生的感应电流比较小,故此实验中使用的电表应是灵敏电流表,故选A.
(3)开关闭合后,带铁芯的线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出,穿过线圈B的磁通量都会发生变化,都会产生感应电流,都会引起电表的指针偏转,故A错误;带铁芯的线圈A插入线圈B中后,在开关闭合和断开的瞬间,穿过线圈B的磁通量都会发生变化,线圈B中会产生感应电流,电表的指针均会偏转,故B正确;开关闭合后,只要滑动变阻器的滑片P移动,不论是加速还是匀速,穿过线圈B的磁通量都会变化,都会有感应电流产生,电表的指针都会偏转,故C错误,D正确.
例4 BD [解析] 图甲中导体棒顺着磁感线运动,穿过闭合电路的磁通量没有发生变化,不会产生感应电流,故A错误;图乙中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加,拔出线圈时线圈中的磁通量减少,线圈中都能产生感应电流,故B正确;图丙中开关S一直闭合,回路中为恒定电流,螺线管A产生的磁场稳定,螺线管B中的磁通量无变化,无感应电流产生,故C错误;图丙中开关S闭合,迅速移动滑动变阻器的滑片使闭合回路中的电流变化,从而使螺线管A产生的磁场发生变化,故螺线管B中的磁通量发生变化,有感应电流产生,故D正确.
随堂巩固
1.BC [解析] 闭合回路的导体棒切割磁感线时,回路中有电流产生和因闭合线圈在磁场中运动而产生电流,属于电磁感应现象,B、C正确;小磁针在通电导线附近发生偏转,说明通电导线周围有磁场,A错误;磁铁吸引小磁针,说明磁铁具有磁性,D错误.
2.D [解析] 将线框向左拉出磁场的过程中,穿过线框的磁通量减少,所以线框中将产生感应电流;当线框以ab边为轴转动(小于90°角)时,穿过线框的磁通量在减少,所以线框中将产生感应电流;当线框以ad边为轴转动(小于60°角)时,穿过线框的磁通量在减少,所以在这个过程中线框内会产生感应电流;当线框以bc边为轴转动时,若转动的角度小于60°角,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线框面积的一半的乘积),线框中无感应电流产生.
3.B [解析] 线圈由垂直磁场位置转过180°的过程中,穿过线圈的磁通量变化量ΔΦ=2BS=2×1×0.22 Wb=0.08 Wb,故选B.
4.AB [解析] 选项A、B中的电流I1、I2在线圈所在处产生的磁场方向相反,其总磁通量可能为零,选项A、B正确.第2节 电磁感应现象及其应用
1.AC [解析] 地磁场方向由南向北,开始时窗口向南,磁通量最大;开窗过程中,钢窗平面趋向于与地磁场方向平行,即有效面积减弱,穿过钢窗的地磁场的磁通量变小,故A正确,B、D错误;穿过钢窗的地磁场的磁通量变小,则推窗过程中,钢窗中有感应电流,故C正确.
2.A [解析] 穿过线圈S1的磁感线条数多,故穿过线圈S1的磁通量比较大.
3.C [解析] 当线框平面与磁场方向垂直时,Φ=BS,当线框绕ab边转动至与磁场方向平行时,线框平面与磁场方向的夹角为0°,根据Φ=BSsin θ知,Φ=0.在此转动过程中,穿过线框平面的磁通量变化量大小为BS,故C正确.
4.
[解析] 磁场方向与水平矩形线框平面成α角,则磁感应强度在竖直方向的分量是B⊥=Bcos (90°-α)=Bsin α,则穿过线框的磁通量为Φ=B⊥S=.
5.A [解析] 闭合和断开开关瞬间,线圈B中的电流发生变化,线圈B中的电流在铁芯内部产生变化的磁场,使得线圈A中的磁通量发生变化,线圈A中产生感应电流,由于电流的周围存在着磁场,所以观察到小磁针发生偏转,故A正确,C错误;闭合开关后,线圈B中的电流保持不变,线圈内的磁通量不会发生变化,线圈A中不会产生感应电流,所以小磁针不会发生偏转,故B错误;断开开关后,线圈B中没有电流,线圈内的磁通量为零且不变,线圈A中不会产生感应电流,所以小磁针不会发生偏转,故D错误.
6.C [解析] 四种情况中初始位置线框均与磁感线平行,磁通量为零,按A、B、D三种情况运动后,线框仍与磁感线平行,磁通量保持不变,线框中不产生感应电流;C中线框转动后,穿过线框的磁通量不断发生变化,所以产生感应电流,C正确.
7.D [解析] 由安培定则可知导线L中电流产生的磁场方向与金属环面平行,即穿过M的磁通量始终为零,保持不变,故只要L与M保持垂直,在A、B、C三种情况下,环中均不能产生感应电流.
8.A [解析] 使线圈在磁场中加速平移,由于面积与磁感应强度都不变,所以磁通量保持不变,则没有感应电流,A正确;根据Φ=BS,把线圈变成圆形(周长不变),面积变大,磁通量增大,所以有感应电流,B错误;根据Φ=BS,使磁场增强或减弱,磁通量发生变化,所以有感应电流,C错误;使线圈以过ab的直线为轴旋转,通过线圈的磁通量发生了变化,所以有感应电流,D错误.
9.A [解析] 开关S由闭合到断开的瞬间,M线圈的磁场减小,穿过线圈N的磁通量减少,磁通量发生变化,有感应电流,故选A.
10.CD [解析] 根据安培定则可判断出两直导线中电流在各线圈处产生的磁场方向,线圈a中的磁场方向均垂直于纸面向里,线圈c中的磁场方向均垂直于纸面向外,线圈b、d中的合磁通量始终为零,故增大两直导线中的电流时,线圈a、c中的磁通量发生变化,有感应电流产生,而线圈b、d中的合磁通量不变,无感应电流产生,故C、D正确,A、B错误.
11.B [解析] 甲图中线圈绕AB匀速转动,则穿过线圈的磁通量不变,线圈中不会产生感应电流,A错误;乙图中线圈匀速向右移动,则穿过线圈的磁通量减小,线圈中会产生感应电流,B正确;丙图中线圈自由下落,则穿过线圈的磁通量不变,线圈中不会产生感应电流,C错误;丁图中线圈自由下落,则穿过线圈的磁通量不变,线圈中不会产生感应电流,D错误.
12.(1)1.125 Wb (2)12.25 Wb
[解析] (1)在t=1.5 s时刻,根据图乙可知此时磁场的磁感应强度为B1.5=1.0 T
此时导体棒运动的位移为s=vt=1×1.5 m=1.5 m
闭合回路围成的面积为S1.5=s2=1.125 m2
回路的磁通量为Φ1.5 =B1.5 S1.5=1.125 Wb
(2)根据图乙可推导出磁场在t=0时刻的磁感应强度为B0=0.25 T
由图可知B随t的变化满足B=kt+B0
代入数据解得B=0.5t+0.25
则在t=3.5 s时刻的磁感应强度为B3.5=2 T
从零时刻到t=3.5 s的过程中磁通量的变化量为ΔΦ=Φ3.5-Φ0
磁通量的变化量为ΔΦ=S3.5B3.5-Φ0=×(1×3.5)2×2 Wb-0 Wb=12.25 Wb第2节 电磁感应现象及其应用
学习任务一 磁通量
[教材链接] 阅读教材,完成以下填空.
1.法拉第在经历了大约10年的不断失败后,终于发现了 的现象——电磁感应现象.
2.磁通量
(1)定义: 在匀强磁场中,磁感应强度B和与磁场方向垂直的平面面积S的 ,叫作穿过这个平面的磁通量.
(2)定义式:Φ= .
(3)单位: ,简称 ,符号是Wb.1 Wb=1 .
(4)磁通量是 ,但是有正负.
(5)从Φ=BS可以得出B=,这表示:垂直穿过单位面积的磁感线条数等于该处的 的大小.
[科学思维] 当平面与磁感应强度方向不垂直时磁通量的计算方法
一种方法是:将与平面夹角为α的磁感应强度分解为平行于平面的分量和垂直于平面的分量,如图甲所示,由于平行于平面的分量并不穿过平面,所以磁通量在数值上等于垂直于平面的分量与面积的乘积,Φ=Bsin α·S=BSsin α.
另一种方法是:不分解磁感应强度,而将与磁感应强度夹角为α的平面的面积在垂直于磁感应强度的方向上作投影,如图乙所示,磁通量在数值上等于磁感应强度与投影面积的乘积,Φ=BS⊥=BSsin α.
不管用哪种方法来计算磁通量的值,都必须保证Φ=BS中的磁感应强度的方向与平面垂直.
例1 [2024·莆田一中月考] 面积为2.5×10-2 m2的矩形线圈放在磁感应强度为4.0×10-2 T的匀强磁场中,则穿过线圈的磁通量不可能是 ( )
A.1.0×10-2 Wb
B.1.0×10-3 Wb
C.1.0×10-4 Wb
D.0
[反思感悟]
变式1 [2024·永定一中期末] 如图所示,abdc为边长为a的正方形金属框,磁场区域边界PM与PN的夹角为θ=45°,磁感应强度B=B0,此时P点位于cd的中点.
(1)此时金属框的磁通量Φ0为多少
(2)若将金属框以bd为轴,分别向纸面外转动90°和180°,则磁通量变化量分别为多少
【要点总结】
合磁通量和磁通量变化量的计算
磁通量是标量,但有正、负,当以磁感线从某一面穿入时的磁通量为正值时,磁感线从此面穿出时的磁通量为负值.
(1)合磁通量的计算:若同时有磁感线沿相反的两个方向穿过同一平面,一个磁通量为Φ1,另一个磁通量为Φ2,则穿过该平面的合磁通量Φ合=Φ1+Φ2,Φ1、Φ2带正、负号运算,求得的Φ合为正,说明合磁通量的方向与正方向相同,反之相反.
(2)磁通量的变化量ΔΦ
①磁通量的变化量等于末状态的磁通量减去初状态的磁通量,即ΔΦ=Φ末-Φ初,Φ末、Φ初带正负号运算,求得的ΔΦ为正,说明ΔΦ的方向与正方向相同,反之相反,我们一般计算的是磁通量变化量的绝对值.
②磁通量的变化一般有三种情况(S为平面在垂直磁场方向的投影面积):
a.B不变,S变化,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B·ΔS.
b.B变化,S不变,则ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB·S.
c.当B和S同时变化时,ΔΦ=Φ2-Φ1,但ΔΦ≠ΔB·ΔS.
学习任务二 电磁感应现象及其应用
[教材链接] 阅读教材,完成以下填空.
1.探究感应电流产生的条件
实验1 如图甲所示,导体AB做切割磁感线运动时,线路中 电流产生,而导体AB顺着磁感线运动时,线路中 电流产生.(填“有”或“无”)
实验2 如图乙所示,当条形磁铁插入或抽出线圈时,线圈中 电流产生,但条形磁铁在线圈中静止不动时,线圈中 电流产生.(填“有”或“无”)
实验3 如图丙所示,将小螺线管A插入大螺线管B中不动,当开关S闭合或断开时,电流表中 电流通过;若开关S一直闭合,当改变滑动变阻器的阻值时,电流表中 电流.
2.电磁感应
(1)闭合回路的 变化而产生电流的现象称为电磁感应,所产生的电流叫 .
(2)产生条件:只要穿过闭合回路的磁通量 ,闭合回路中就会产生电流.
3.电磁感应的应用
(1)磁除了可用来记录 、 等数字信息外,还可用来记录其他信息.
(2)无线充电:利用电磁感应制成手机无线充电装置.
(3)动圈式话筒:话筒是把 转化为 的装置.
例2 下列现象中属于电磁感应现象的是 ( )
A.磁场对电流产生力的作用
B.变化的磁场使闭合电路中产生电流
C.插在通电螺线管中的软铁棒被磁化
D.电流周围产生磁场
[反思感悟]
例3 [2024·南平一中期末] 在“探究电磁感应现象”实验中,某同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关组成的部分电路已连接好,如图所示:
(1)请使用两根导线,将电路补充完整.
(2)此实验中使用的电表应是 .(填选项前的字母)
A.灵敏电流表
B.大量程的电压表
C.倍率适宜的欧姆表
(3)正确选择电表和连接电路后,开始实验探究.下列说法正确的是 ( )
A.开关闭合后,带铁芯的线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出,都不会引起电表的指针偏转
B.带铁芯的线圈A插入线圈B中后,在开关闭合和断开的瞬间,电表的指针均会偏转
C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电表的指针静止在中央零刻度
D.开关闭合后,只要移动滑动变阻器的滑片P,电表的指针一定会偏转
[反思感悟]
例4 (多选)下列选项中的操作能使如图所示的三种装置产生感应电流的是 ( )
A.在如图甲所示的装置中,使导体棒AB顺着磁感线运动
B.在如图乙所示的装置中,使条形磁铁插入或拔出线圈
C.在如图丙所示的装置中,使小螺线管A插入大螺线管B中不动,并使开关S一直闭合
D.在如图丙所示的装置中,使小螺线管A插入大螺线管B中不动且使开关S一直闭合,迅速移动滑动变阻器的滑片
【要点总结】
判断是否产生感应电流的技巧
(1)电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件,二者缺一不可.
(2)磁通量发生变化,其主要内涵体现在“变化”上,磁通量很大若没有变化也不会产生感应电流,磁通量虽然是零但是在变化时仍然可以产生感应电流.
1.(“磁生电”现象)(多选)[2024·厦门一中月考] 下列现象属于电磁感应现象的是 ( )
A.小磁针在通电导线附近发生偏转
B.闭合回路的导体棒切割磁感线时,回路中有电流产生
C.因闭合线圈在磁场中运动而产生电流
D.磁铁吸引小磁针
2.(产生感应电流的条件)如图所示,开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直,且一半在磁场内,一半在磁场外,要使线框中产生感应电流,下列方法中不可行的是( )
A.将线框向左拉出磁场
B.以ab边为轴转动(小于90°角)
C.以ad边为轴转动(小于60°角)
D.以bc边为轴转动(小于60°角)
3.(磁通量的理解与计算)[2024·漳州一中期末] 如图所示,一闭合正方形单匝线圈在平行于纸面的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴OO'转动.已知匀强磁场的磁感应强度为1.0 T,线圈的边长为20 cm,线圈由垂直磁场位置转过180°的过程中,穿过线圈的磁通量变化量为( )
A.0.8 Wb B.0.08 Wb
C.0.04 Wb D.0
4.(磁通量的理解与计算)(多选)彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面,图中穿过线圈的磁通量可能为零的是 ( )第2节 电磁感应现象及其应用建议用时:40分钟
◆ 知识点一 磁通量
1.(多选)[2024·河北保定期中] 在科技馆墙上有一扇朝向正南的钢窗,当把钢窗向外推开90°的过程中(不考虑地磁偏角),下列说法正确的是 ( )
A.穿过钢窗的地磁场的磁通量变小
B.穿过钢窗的地磁场的磁通量变大
C.推窗过程中,钢窗中有感应电流
D.穿过钢窗的地磁场的磁通量不变
2.[2024·福州一中月考] 如图所示的磁场中垂直于磁场放置两个面积相同的闭合线圈S1(左)、S2(右),由图可知穿过线圈S1、S2的磁通量大小关系正确的是( )
A.穿过线圈S1的磁通量比较大
B.穿过线圈S2的磁通量比较大
C.穿过线圈S1、S2的磁通量一样大
D.不能比较
3.如图所示,匀强磁场垂直于矩形线框abcd,磁场的磁感应强度为B,线框面积为S.现使矩形线框以ab边为轴转动90°角,则在这个过程中,穿过线框的磁通量变化量的大小是 ( )
A.0
B.0.5BS
C.BS
D.2BS
4.[2024·厦门二中月考] 如图所示,矩形线框abcd放置在水平面内,磁场方向与水平方向成α角,已知sin α=,回路面积为S,磁感应强度大小为B,则通过线框的磁通量为 .
◆ 知识点二 电磁感应现象及其应用
5.[2024·厦门一中期末] 法拉第在一个粗软铁环上绕上两个彼此绝缘的线圈A和B,线圈A的两端用导线连接成闭合回路,并在导线下面放置一个与导线平行的小磁针,线圈B则和一个电池组及开关相连接,如图所示.法拉第在进行实验时观察到的现象是( )
A.闭合开关瞬间,观察到小磁针发生偏转
B.闭合开关后,观察到小磁针保持偏转状态
C.断开开关瞬间,观察到小磁针不发生偏转
D.断开开关后,观察到小磁针保持偏转状态
6.如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框,在下列四种情况下,线框中会产生感应电流的是( )
A.线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中左右运动
B.线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中上下运动
C.线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动
D.线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动
7.如图所示,L为一根无限长的通电直导线,M为一金属环,L通过M的圆心并与M所在的平面垂直且通以向上的电流I,则 ( )
A.当I发生变化时,环中有感应电流
B.当M左右平移时,环中有感应电流
C.当M保持水平并在竖直方向上下移动时,环中有感应电流
D.只要L与M保持垂直,则以上几种情况,环中均无感应电流
8.[2024·福州二中期末] 如图所示,正方形线圈abcd在磁场区域ABCD中,
下列哪种情况下线圈中没有感应电流产生 ( )
A.使线圈在磁场中加速平移
B.把线圈变成圆形(周长不变)
C.使磁场增强或减弱
D.使线圈以过ab的直线为轴旋转
9.[2024·南平一中月考] 法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示,开关S由闭合到断开的瞬间,线圈N中 ( )
A.磁通量减少,有感应电流
B.磁通量增加,有感应电流
C.磁通量增加,无感应电流
D.磁通量减少,无感应电流
10.(多选)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地放置,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增大时,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中有感应电流
C.线圈c中有感应电流 D.线圈d中无感应电流
11.[2024·同安一中月考] 如图甲、乙、丙、丁所示,通有恒定电流的导线AB均竖直且足够长,图甲、丙中正方形闭合铜线圈均关于AB左右对称,图乙、丁中AB∥ad且与正方形闭合铜线圈共面.下列四种情况中,线圈中能产生感应电流的是 ( )
A.甲图中线圈绕AB匀速转动
B.乙图中线圈匀速向右移动
C.丙图中线圈自由下落
D.丁图中线圈自由下落
12.[2024·莆田一中期中] 如图甲所示,金属框架AOC处于与框架垂直的匀强磁场中,∠AOC=45°,导体棒PQ与框架接触良好且构成回路,且PQ⊥OC.导体棒从零时刻由O位置以v=1 m/s的速度匀速向右运动,磁场的磁感应强度随时间变化的B-t图像如图乙所示.求:
(1)t=1.5 s时刻,回路的磁通量;
(2)从零时刻到t=3.5 s的过程中,回路中磁通量的变化量.(共45张PPT)
第2节 电磁感应现象及其应用
学习任务一 磁通量
学习任务二 电磁感应现象及其应用
随堂巩固
备用习题
学习任务一 磁通量
［教材链接］ 阅读教材，完成以下填空.
1.法拉第在经历了大约10年的不断失败后，终于发现了________的现象——电磁感应现象.
磁生电
2.磁通量
(1) 定义: 在匀强磁场中，磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积的______，叫作穿过这个平面的磁通量.
(2) 定义式:____.
(3) 单位:______，简称____，符号是._______.
(4) 磁通量是______，但是有正负.
(5) 从可以得出，这表示：垂直穿过单位面积的磁感线条数等于该处的____________的大小.
乘积
韦伯
韦
标量
磁感应强度
［科学思维］ 当平面与磁感应强度方向不垂直时磁通量的计算方法
一种方法是：将与平面夹角为 的磁感应强度分解为平行于平面的分量和垂直于平面的分量，如图甲所示，由于平行于平面的分量并不穿过平面，所以磁通量在数值上等于垂直于平面的分量与面积的乘积， .
甲
乙
另一种方法是：不分解磁感应强度，而将与磁感应强度夹角为 的平面的面积在垂直于磁感应强度的方向上作投影，如图乙所示，磁通量在数值上等于磁感应强度与投影面积的乘积， .
不管用哪种方法来计算磁通量的值，都必须保证中的磁感应强度的方向与平面垂直.
例1 [2024·莆田一中月考] 面积为的矩形线圈放在磁感应强度为的匀强磁场中，则穿过线圈的磁通量不可能是( )
A. B.
C. D.0
[解析] 当线圈与磁场方向平行时，磁通量最小，为0；当线圈与磁场方向垂直时，磁通量最大，则有，则穿过线圈的磁通量满足,故磁通量不可能是A.
√
变式1 [2024·永定一中期末] 如图所示，为边长为的正方形金属框，磁场区域边界与的夹角为 ，磁感应强度，此时点位于的中点.
(1) 此时金属框的磁通量为多少？
[答案]
[解析] 根据，，则
(2) 若将金属框以为轴，分别向纸面外转动 和 ，则磁通量变化量分别为多少？
[答案] ;
[解析] 若向纸面外转动 ，则，
若向纸面外转动 ，则，
【要点总结】
合磁通量和磁通量变化量的计算
磁通量是标量，但有正、负，当以磁感线从某一面穿入时的磁通量为正值时，磁感线从此面穿出时的磁通量为负值.
(1)合磁通量的计算：若同时有磁感线沿相反的两个方向穿过同一平面，一个磁通量为，另一个磁通量为，则穿过该平面的合磁通量，、带正、负号运算，求得的为正，说明合磁通量的方向与正方向相同，反之相反.
(2)磁通量的变化量
①磁通量的变化量等于末状态的磁通量减去初状态的磁通量，即，、带正负号运算，求得的 为正，说明 的方向与正方向相同，反之相反，我们一般计算的是磁通量变化量的绝对值.
②磁通量的变化一般有三种情况(为平面在垂直磁场方向的投影面积)：
.不变，变化，则.
.变化，不变，则.
.当和同时变化时，，但.
学习任务二 电磁感应现象及其应用
［教材链接］ 阅读教材，完成以下填空.
1.探究感应电流产生的条件
甲
实验1 如图甲所示，导体做切割磁感线运动时，线路中____电流产生，而导体顺着磁感线运动时，线路中____电流产生.(填“有”或“无”)
有
无
实验2 如图乙所示，当条形磁铁插入或抽出线圈时，线圈中____电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中____电流产生.(填“有”或“无”)
有
无
乙
丙
实验3 如图丙所示，将小螺线管插入大螺线管中不动，当开关闭合或断开时，电流表中____电流通过；若开关一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中____电流.
有
有
2.电磁感应
(1) 闭合回路的________变化而产生电流的现象称为电磁感应，所产生的电流叫__________.
(2) 产生条件：只要穿过闭合回路的磁通量__________，闭合回路中就会产生电流.
磁通量
感应电流
发生变化
3.电磁感应的应用
(1) 磁除了可用来记录______、______等数字信息外，还可用来记录其他信息.
声音
影像
(2)无线充电：利用电磁感应制成手机无线充电装置.
(3) 动圈式话筒：话筒是把______转化为________的装置.
声音
电信号
例2 下列现象中属于电磁感应现象的是( )
A.磁场对电流产生力的作用
B.变化的磁场使闭合电路中产生电流
C.插在通电螺线管中的软铁棒被磁化
D.电流周围产生磁场
[解析] 只有变化的磁场使闭合电路中产生电流是电磁感应现象，选项A、C、D错误，B正确.
√
例3 [2024·南平一中期末] 在“探究电磁感应现象”实验中，某同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈、线圈、电表及开关组成的部分电路已连接好，如图所示：
(1) 请使用两根导线，将电路补充完整.
[答案] 如图所示
[解析] 将电源、开关、滑动变阻器、带铁芯的线圈串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电表与线圈串联成另一个回路，电路图如图所示.
(2) 此实验中使用的电表应是___.(填选项前的字母)
A.灵敏电流表
B.大量程的电压表
C.倍率适宜的欧姆表
[解析] 此实验中线圈B中产生的感应电流
比较小，故此实验中使用的电表应是灵敏电流表，故选A.
√
(3) 正确选择电表和连接电路后，开始实验探究.下列说法正确的是( )
A.开关闭合后，带铁芯的线圈插入线圈中或从线圈中拔出，都不会引起电表的指针偏转
B.带铁芯的线圈插入线圈中后，在开关闭合和断开的瞬间，电表的指针均会偏转
C.开关闭合后，滑动变阻器的滑片匀速滑动，会使电表的指针静止在中央零刻度
D.开关闭合后，只要移动滑动变阻器的滑片，电表的指针一定会偏转
√
√
[解析] 开关闭合后，带铁芯的线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出，穿过线圈B的磁通量都会发生变化，都会产生感应电流，都会引起电表的指针偏转，故A错误；带铁芯的线圈A插入线圈B
中后，在开关闭合和断开的瞬间，穿过线圈B的磁通量都会发生变化，线圈B中会产生感应电流，电表的指针均会偏转，故B正确；开关闭合后，只要滑动变阻器的滑片移动，不论是加速还是匀速，穿过线圈B的磁通量都会变化，都会有感应电流产生，电表的指针都会偏转，故C错误，D正确.
例4 (多选)下列选项中的操作能使如图所示的三种装置产生感应电流的是( )
A.在如图甲所示的装置中，使导体棒顺着磁感线运动
B.在如图乙所示的装置中，使条形磁铁插入或拔出线圈
C.在如图丙所示的装置中，使小螺线管插入大螺线管中不动，并使开关一直闭合
D.在如图丙所示的装置中，使小螺线管插入大螺线管中不动且使开关一直闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片
√
√
[解析] 图甲中导体棒顺着磁感线运动，穿过闭合电路的磁通量没有发生变化，不会产生感应电流，故A错误；图乙中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加，拔出线圈时线圈中的磁通量减少，线圈中都能产生感应电流，故B正确；图丙中开关一直闭合，回路中为恒定电流，螺线管A产生的磁场稳定，螺线管B中的磁通量无变化，无感应电流产生，故C错误；图丙中开关闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片使闭合回路中的电流变化，从而使螺线管A产生的磁场发生变化，故螺线管B中的磁通量发生变化，有感应电流产生，故D正确.
【要点总结】
判断是否产生感应电流的技巧
(1)电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件，二者缺一不可.
(2)磁通量发生变化，其主要内涵体现在“变化”上，磁通量很大若没有变化也不会产生感应电流，磁通量虽然是零但是在变化时仍然可以产生感应电流.
1.“磁生电”现象的发现,不仅推动了电磁理论的发展,而且推动了电磁技术的发展,引领人类进入了电气时代.下列器件工作时用到了“磁生电”现象的是 ( )
A.电视机的显像管 B.磁电式电流表
C.指南针 D.电磁炉
√
[解析] 电视机的显像管利用了电子在磁场中的偏转,故选项A错误;
磁电式电流表依据的物理学原理是磁场力与电流的关系,故选项B错误;
指南针利用了地磁场对磁体的作用,故选项C错误;
电磁炉利用了变化的磁场使被加热物体中产生感应电流而发热,即利用了“磁生电”现象,故选项D正确.
2.如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r 和2r,圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为 ( )
A.1∶1
B.1∶2
C.1∶4
D.4∶1
√
[解析] 穿过a和b两线圈的磁感线的条数相同,选项A正确.
3. 如图所示,在匀强磁场中,闭合等腰直角三角形线圈abc垂直磁场方向放置,下列情况中,线圈内能产生感应电流的是 ( )
A.线圈在磁场中加速向上平移
B.磁场的磁感应强度均匀减小
C.线圈以ab为轴匀速转动
D.保持周长不变,将线圈拉成正方形
√
√
√
[解析] 线圈在磁场中加速向上平移,穿过线圈的磁通量不变,不能产生感应电流,A错误;
磁场的磁感应强度均匀减小,穿过线圈的磁通量减小,能产生感应电流,B正确;
线圈以ab为轴匀速转动,穿过线圈的磁通量变化,能产生感应电流,C正确;
保持周长不变,将线圈拉成正方形,线圈的面积发生变化,穿过线圈的磁通量发生变化,能产生感应电流,D正确.
4. (多选)一面积为1 m2的线圈放置在磁感应强度为1 T的匀强磁场中,穿过线圈的磁通量可能为 ( )
A.0 B.0.5 Wb
C.1 Wb D.2 Wb
√
√
√
[解析] 当线圈平面与磁感线垂直时,穿过线圈的磁通量最大,最大值为Φm=BS=1 Wb,则穿过线圈的磁通量范围为0≤Φ≤1 Wb,不可能为2 Wb,故选项A、B、C正确,D错误.
5. (多选)某同学为商店设计了一个感应门铃,强磁条固定在门框上,线圈和语音系统固定在平开门(前后开)上,当线圈中感应出一定强度的电流信号时,自动触发语音系统发出语音,下列说法中正确的是 ( )
A.开门时发出语音
B.关门时不发出语音
C.开门时穿过线圈的磁通量增大
D.关门时穿过线圈的磁通量增大
√
√
[解析] 开门、关门时,线圈的磁通量都发生了改变,都会出现感应电流,语音系统都会发出语音,故A正确,B错误;
由图可知,开门时穿过线圈的磁通量减小,关门时穿过线圈的磁通量增大,故C错误,D正确.
6.（多选）如图所示,两根直导线通以相同的电流后平行放置于水平桌面上,一矩形线圈abcd从A位置运动到对称的B位置过程中,下列说法正确的是( )
A.在B位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下
B.在A位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下
C.从A位置到B位置穿过线圈的磁通量先减小再增大
D.从A位置到B位置穿过线圈的磁通量一直增大
√
√
[解析] 根据安培定则,可知左侧导线在右侧的磁感线方向垂直水平面向下,右侧导线在左侧的磁感线方向垂直水平面向上,可知,在两根导线之间中线位置的磁感应强度为0,两导线之间的区域,中线左侧磁场方向垂直水平面向下,中线右侧磁场方向垂直水平面向上,可知在B位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向上,在A位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下,A错误,B正确;
根据上述可知,从左往右,磁感应强度先减小后增大,则从A位置到B位置穿过线圈的磁通量先减小再增大,C正确,D错误.
7. 磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右,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,则穿过线圈平面的磁通量为 ;若按图示方向将abcd绕ad轴转至与磁场方向垂直的虚线位置,则穿过线圈平面的磁通量变化量为 .
BScos θ
BS(1-cos θ)
[解析] 矩形线圈abcd如题图所示放置,匀强磁场方向水平
向右,平面abcd与竖直方向成θ角,则此时通过线圈的磁通量
为Φ1=BScos θ.若按图示方向将abcd绕ad轴转至与磁场方向垂直的虚线位置,则其磁通量为Φ2=BS,因此穿过线圈平面的磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1=BS(1-cos θ).
8. 如图所示,面积为S的矩形线框abcd处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与线框平面成θ角(在实线位置),若线框以ab为轴顺时针转动90°角(在虚线位置),则在实线位置和虚线位置两种情况下,穿过abcd的磁通量分别为多大
[答案] BSsin θ BScos θ
[解析] 画出主视图并作出平面的法线如图甲所示.
B与法线的夹角为(90°-θ),则穿过线框的磁通量
Φ1=BScos(90°-θ)=BSsin θ
当线框顺时针转过90°角时,画出主视图并作出平面的
法线如图乙所示.
B与法线的夹角为θ,则穿过线框的磁通量Φ2=BScos θ
1. (“磁生电”现象)(多选)[2024·厦门一中月考] 下列现象属于电磁感应现象的是( )
A.小磁针在通电导线附近发生偏转
B.闭合回路的导体棒切割磁感线时，回路中有电流产生
C.因闭合线圈在磁场中运动而产生电流
D.磁铁吸引小磁针
√
√
[解析] 闭合回路的导体棒切割磁感线时，回路中有电流产生和因闭合线圈在磁场中运动而产生电流，属于电磁感应现象，B、C正确；小磁针在通电导线附近发生偏转，说明通电导线周围有磁场，A错误；磁铁吸引小磁针，说明磁铁具有磁性，D错误.
2. (产生感应电流的条件)如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，要使线框中产生感应电流，下列方法中不可行的是( )
A.将线框向左拉出磁场 B.以边为轴转动(小于 角)
C.以边为轴转动(小于 角) D.以边为轴转动(小于 角)
√
[解析] 将线框向左拉出磁场的过程中，穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流；当线框以边为轴转动(小于 角)时，穿过线框的磁通量在减少，所以线框中将产生感应电流；当线框以
边为轴转动(小于 角)时，穿过线框的磁通量在减少，所以在这个过程中线框内会产生感应电流；当线框以边为轴转动时，若转动的角度小于 角，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线框面积的一半的乘积)，线框中无感应电流产生.
3. (磁通量的理解与计算)[2024·漳州一中期末] 如图所示，一闭合正方形单匝线圈在平行于纸面的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴转动.已知匀强磁场的磁感应强度为，线圈的边长为，线圈由垂直磁场位置转过 的过程中，穿过线圈的磁通量变化量为( )
A. B. C. D.0
[解析] 线圈由垂直磁场位置转过 的过程中，穿过线圈的磁通量变化量，故选B.
√
4. (磁通量的理解与计算)(多选)彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，图中穿过线圈的磁通量可能为零的是( )
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
[解析] 选项A、B中的电流、在线圈所在处产生的磁场方向相反，其总磁通量可能为零，选项A、B正确.
√
√
