人教版高中物理必修3-2讲义资料，复习补习资料：01电磁感应基础知识
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理必修3-2讲义资料，复习补习资料：01电磁感应基础知识 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-12-07 15:47:55 | ||
图片预览
文档简介
电磁感应基础知识
【学习目标】
1．能够熟练地进行一些简单的磁通量、磁通量的变化的计算。 2．经历探究过程，理解电磁感应现象的产生条件。 3．重视了解电磁感应相关知识对社会、人类产生的巨大作用。 【要点梳理】
要点一、电流的磁效应
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小磁针偏转，这种作用称为电流的磁效应。
要点诠释：
（1）为了避免地磁场影响实验结果，实验时通电直导线应南北放置。
（2）电流磁效应的发现证实了电和磁存在必然的联系，受其影响，法国物理学家安培提出了著名的右手螺旋定则和“分子电流”假说，英国物理学家法拉第在“磁生电”思想的指导下，经过十年坚持不懈的努力终于找到了“磁生电”的条件。
要点二、 电磁感应现象
1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁生电”的条件，产生的电流叫感应电流。
要点诠释：（1）法拉第将引起感应电流的原因概括为五类：①变化的电流；②变化的磁场；③运动的恒定电流；④运动的磁场；⑤在磁场中运动的导体。
（2）电流的磁效应是由电生磁，是通过电流获得磁场的现象；电磁感应现象是磁生电现象，两个过程是相反的。
要点三、 产生感应电流的条件
感应电流的产生条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。也就是：一是电路必须闭合，二是穿过闭合电路的磁通量发生变化。即一闭合二变磁。
要点诠释：判断有无感应电流产生，关键是抓住两个条件：（1）电路是闭合电路；（2）穿过电路本身的磁通量发生变化。其主要内涵体现在“变化”二字上，电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通量很大但不变化，那么无论有多大，也不会产生感应电流。只有“变磁”才会产生感应电动势，如果电路再闭合，就会产生感应电流。
要点四、电流的磁效应与电磁感应现象的区别与联系
1．区别：“动电生磁”和“动磁生电”是两个不同的过程，要抓住过程的本质，动电生磁是指运动电荷周围产生磁场；动磁生电是指线圈内的磁通量发生变化而在闭合线圈内产生了感应电流。要从本质上来区分它们。
2．联系：二者都是反映了电流与磁场之间的关系。
要点五、磁通量的计算
公式中的是匀强磁场的磁感应强度，是与磁场方向垂直的面积，可以理解为⊥。如果磁感线和平面不垂直，应取平面在垂直磁感线方向上的投影面积。
如图所示，线圈平面与水平方向成角，磁感线竖直向下，磁感应强度为，线圈面积为。使用时很容易出错，多数同学分不清是谁和谁的夹角，盲目代入公式导致错误。我们可以取垂直磁感线的有效面积，，这样就不易出错了。
2．公式中的是指包含磁场的那部分有效面积。如图所示，闭合回路在纸面内，匀强磁场在圆区域内且垂直纸面，回路的面积大于圆区域面积，但穿过和的磁通量是相同的，因为有磁感线穿过的和的有效面积相同。
3．磁通量是标量，但磁通量有正负之分，其正负是这样规定的：任何一个面都有正、反两个面，若规定磁感线从正面穿入为正磁通量，则磁感线从反面穿人时磁通量为负值。
若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为，反向磁感线条数为，则磁通量为穿过该平面的磁感线的净条数（磁通量的代数和），即。
要点诠释：磁通量的正负既不表示大小，也不表示方向，仅是为了计算方便而引入的。
4．磁通量与线圈匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响。同理，磁通量的变化量中。也不受线圈匝数的影响。所以，直接用公式求、时，不必去考虑线圈匝数。
要点六、磁通量变化的几种情形
根据公式（其中为闭合回路所围面积和磁感线间的夹角）可知，有四种情形：
（1）不变，变，则；
（2）变化，不变，则；
（3）变，也变，则（但!）；
（4）不变，不变，变化，则。
如图甲所示，闭合回路的一部分导体切割磁感线，闭合回路面积变化，引起磁通量变化；如图乙所示，由于磁铁插入或拔出线圈，线圈所处的磁场变化，引起磁通量变化；如图丙所示，若回路面积从变到，磁感应强度同时从变到，则回路中磁通量的变化为，若按就错了；如图丁所示，闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴转动，不变，线圈面积不变，但和的夹角变化，引起了穿过线圈的磁通量变化。
要点六、对“导体棒切割磁感线”的理解
闭合电路的一段导体做切割磁感线运动时，闭合电路中产生感应电流。如图甲所示，当导体向右运动时，穿过的磁通量发生变化，回路中产生感应电流。所以，“切割磁感线”产生感应电流和“磁通量变化”产生感应电流在本质上是一致的。
导体切割磁感线时，回路中一定产生感应电流吗？如图乙所示，导体框的一部分导体切割磁感线，回路磁通量减小，线框中有感应电流；如图丙所示，虽然有两边切割了磁感线，但回路磁通量不变化，无感应电流产生。因此回路中是否产生感应电流，不是看有没有导体切割磁感线，关键是看闭合回路的磁通量是否发生了变化。
要点七、电磁感应现象中的能量转化
当在闭合电路中产生感应电流时，电流做功，消耗了电能，根据能量守恒定律，能量不会被创造，也不会被消灭。那么，是什么能量转化为电能呢？一般有两种情况：
1．导体做切割磁感线运动，在电路中产生感应电流，是该导体的机械能转化为电能。
2．如图所示，当图中变化时，线圈中变化的电流产生变化的磁场，从而使中的磁通量发生变化而在中产生感应电流。此处电能是螺线管转移给的。但此处的转移并不像导线导电一样直接转移，而是一个间接的转移：电能磁场能电能，实质上还是能量的转化。
【典型例题】
类型一、磁通量的大小比较和计算
例1．如图所示，线圈平面与水平方向成角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为，线圈面积为，则穿过线圈的磁通量。
【答案】
【解析】本题考查如何求磁通量，关键要分清已知条件中的面积是否为公式中的面积。
方法一：将面积投影到与磁场垂直的方向，即水平方向，则，故
。
方法二：把磁场B分解为平行于线圈平面的分量和垂直于线圈平面的分量，显然不穿过线圈，且，故
。
【总结升华】直接应用公式计算时，应注意其适用条件是线圈平面与磁感线垂直。如果线圈平面和磁感线不垂直，应把投影到与垂直的方向上，求出投影面积，然后由计算。或者将分解为与，由计算。
举一反三 【 电磁感应基础知识 例1 】
【变式】下列说法正确的有（ ）
A．某线圈放置在磁感应强度大的地方，穿过它的磁通量越大
B．若线圈面积越大，则磁场穿过它的磁通量越大
C．放在磁场中某处的一个平面，若穿过它的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零
D．比较磁场中两处磁感线的疏密程度，能定性比较磁感应强度大小
【答案】D
例2．两个圆环、如图所示放置，且圆环半径，一条形磁铁的轴线过两个圆环的圆心处，且与圆环平面垂直，则穿过、环的磁通量和的关系是 （ ）
A． B． C． D．无法确定
【答案】C
【解析】本题考查合磁通量的求解。解题时要注意有两个方向的磁感线穿过线圈，磁通量应是抵消之后剩余的磁感线的净条数。从上向下看，穿过圆环、的磁感线如图所示，磁感线有进有出，、环向外的磁感线条数一样多，但环向里的磁感线条数较多，抵消得多，净剩条数少，所以，选C。
【总结升华】磁通量是标量，但有正负，正负号并不表示磁通量的方向，它的符号仅表示磁感线的贯穿方向。当有两个方向的磁感线穿过某一回路时，求磁通量时要按代数和的方法求合磁通量（即穿过回路面积的磁感线的净条数）。
举一反三 【 电磁感应基础知识 例２ 】
【变式】如图所示为两个同心金属圆环，当一有限匀强磁场垂直穿过环面时，环面磁通量为，此时环磁通量为，若将其间匀强磁场改为一条形磁铁，垂直穿过环面，此时环面磁通量为，环面磁通量为，有关磁通量的大小说法，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】BC
例3．（2019 滕州市期末）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(如图所示)，当线框以ab为轴顺时针转90°时，穿过abcd面的磁通量变化量ΔΦ＝________.
【答案】 －BS(cos θ＋sin θ)
【解析】磁通量由磁感应强度矢量在垂直于线框面上的分量决定．
开始时B与线框面成θ角，磁通量为Φ＝BSsin θ；线框面按题意方向转动时，磁通量减少，当转动90°时，磁通量变为“负”值，Φ2＝－BScos θ.可见，磁通量的变化量为
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BScos θ－BSsin θ＝－BS(cos θ＋sin θ)
实际上，在线框转过90°的过程中，穿过线框的磁通量是由正向BSsin θ减小到零，再由零增大到负向BScos θ.
【总结升华】 磁通量虽是标量，但有正、负，正、负号仅表示磁感线从不同的方向穿过平面，不表示大小．
举一反三 【 电磁感应基础知识 例３ 】
【变式】在某一区域的磁感强度是，其方向沿轴正方向，如图所示．其中∥∥；∥，∥；，，求：
（1）穿过表面上的磁通量多大?
（2）穿过表面上的磁通量多大?
（3）穿过表面上的磁通量多大?
【答案】（1）；（2）；（3）．
类型二、磁通量变化情况分析
例4．如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，，磁场有明显的圆形边界，圆心为，半径为。现于纸面内先后放上圆线圈，圆心均在处，线圈半径为，匝；线圈半径为，匝；线圈半径为，匝。
问：
（1）在减为的过程中，和中磁通量改变了多少？
（2）当磁场转过30°角的过程中，中磁通量改变了多少？
【答案】见解析
【解析】本题主要考查磁通量改变量的求解，可由求出。注意中的取对磁通量有贡献的有效面积。
（1）对线圈：，，
磁通量改变量
．
对线圈：
．
（2）对线圈：，
磁场转过时，
，
磁通量改变量
【总结升华】磁通量和线圈匝数无关，磁通量的改变量和线圈匝数也无关；当线圈所围面积大于磁场区域时，以磁场区域面积为准。
举一反三 【 电磁感应基础知识 例４】
【变式】一矩形线框，共有匝，有一半放在具有理想边界的的匀强磁场中，线框可绕边或绕边转动．如图所示．已知，，求：
（1）在图示位置处的磁通量；
（2）由图示位置绕边转过角位置处的磁通量；
（3）由图示位置绕边转过角位置处的磁通量．
【答案】（1）；（2）；（3）．
例5．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
【答案】
【解析】选C 导体MN周围的磁场并非匀强磁场，靠近MN处的磁场强些，磁感线密一些，远离MN处的磁感线疏一些，当线框在Ⅰ位置时，穿过平面的磁通量为ΦI，当线框平移到Ⅱ位置时，磁通量为ΦⅡ，则磁通量的变化量为ΔΦ1＝|ΦⅡ－ΦⅠ|＝ΦⅠ－ΦⅡ。当线框翻转至Ⅱ位置时，磁感线相当于从“反面”穿过平面，则磁通量为－ΦⅡ，则磁通量的变化量是ΔΦ2＝|－ΦⅡ－ΦⅠ|＝ΦⅠ＋ΦⅡ，所以ΔΦ1<ΔΦ2。
【总结升华】直导线周围的磁感线疏密分布是：越靠近导线，磁感线越密；本题要明确磁通量的方向规定，设由某一面穿过的为正，则从另一面穿过的磁通量为负。
类型三、产生感应电流条件的分析判断
例6．一条形磁铁与导线环在同一平面内，磁铁的中心恰与导线环的圆心重合，如图所示，为了在导线环中产生感应电流，磁铁应（ ）
A．绕垂直于纸面且过点的轴转动
B．向右平动
C．向左平动
D．极向外转动，极向里转动
【答案】D
【解析】本题考查感应电流的产生条件，解决本题的关键是清楚条形磁铁的磁感线分布情况。图中位置穿过导线环平面的磁通量为零，要使导线环中有感应电流，只要让导线环中有磁感线穿过，就会有磁通量的变化，A、B、C的运动，导线环内磁通量始终为零，只有D正确。
【总结升华】解决物理问题要求学生有较强的识图能力和空间想象能力。本题中，若磁铁垂直纸面向外平动，穿过线圈的总磁通量仍然为零，无感应电流产生。
举一反三 【 电磁感应基础知识 例6】
【变式】恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中作下述哪种运动时，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
【答案】CD
例7．线圈在长直导线电流的磁场中，做如图所示的运动：A向右平动，B向下平动，C绕轴转动(ad边向外转动角度θ≤90°)，D向上平动(D线圈有个缺口)，判断线圈中有感应电流的是( )
【答案】BC
【解析】A中线圈向右平动，穿过线圈的磁通量没有变化，故A线圈中没有感应电流；B中线圈向下平动，穿过线圈的磁通量减少，必产生感应电动势和感应电流；C中线圈绕轴转动，穿过线圈的磁通量变化(开始时减小)，必产生感应电动势和感应电流；D中线圈由于有个缺口不会产生感应电流。故B、C正确。
【总结升华】感应电流的产生条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，而不是有磁通量。
举一反三 【 电磁感应基础知识 例４】
【变式】如图所示，边长为的正方形闭合线圈置于匀强磁场中，线圈两边中点连线的左右两侧分别存在方向相同，磁感强度大小各为，的匀强磁场，若从上往下看，线圈逆时针方向转过时，穿过线圈的磁通量改变了多少?线圈从初始位置转过角时，穿过线圈平面的磁通量改变了多少?
【答案】；．
【解析】在原图示位置，磁感线与线圈平面垂直，则
．
线圈绕轴逆时针转过后，
．
磁通变化量
．
线圈绕轴逆时针转过角时，规定穿过原线圈平面的磁通量为正，则转过角后，穿过线圈平面的磁通量为负．
．
．
例8．如图所示，线圈与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈与电流计相连，线圈与线圈绕在同一个线芯上，在下列情况下，电流计中是否有示数？
（1）开关闭合瞬间；（2）开关闭合稳定后；（3）开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器滑动端；（4）开关断开瞬间。
【答案】（1）有 （2）无 （3）有 （4）有
【解析】本题主要考查闭合电路中，电流变化导致磁场变化从而产生感应电流的情况。
（1）开关闭合时线圈中电流从无到有，电流的磁场也从无到有，穿过线圈的磁通量从无到有，线圈中产生感应电流，电流计有示数。
（2）开关闭合稳定后，线圈中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈中虽有磁通量但磁通量稳定不变，线圈中无感应电流产生，电流计无示数。
（3）开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器滑动端，电阻变化，线圈中的电流变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈的磁通量也发生变化，线圈中有感应电流产生，电流计有示数。
（4）开关断开瞬间，线圈中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈的磁通量也从有到无，线圈中有感应电流产生，电流计有示数。
【总结升华】螺线管线圈相当于条形磁体，其产生的磁场随线圈中电流的增大而增强，随线圈中电流的减小而减弱，而电流的变化可以通过开关闭合、断开、滑动变阻器电阻改变来实现，从而引起线圈中磁通量变化产生感应电流。
举一反三 【 电磁感应基础知识 例７】
【变式】如图所示，闭合圆导线圈平行地放置在匀强磁场中，其中、分别是平行、垂直于磁场方向的两直径．当线圈做以下运动时，能否产生感应电流的是（ ）
A．使线圈在纸面内平动或转动
B．使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动
C．使线圈以为轴转动
D．使线圈以为轴转动
【答案】D
例9．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，然后再从磁场中穿出。已知匀强磁场区域的宽度大于线框的宽度。那么下列说法中正确的是（ ）
A．线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生
B．线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生
C．线框在进入和穿出磁场的过程中，都是磁场能转变成电能
D．线框在磁场中间运动的过程中，电能转变成机械能
【答案】A
【解析】本题考查了感应电流的产生条件及电磁感应中的能量转化。有无感应电流产生关键要看穿过闭合线框的磁通量是否发生变化，有导体切割磁感线时不一定产生感应电流。线框只在进入和穿出磁场的过程中，穿过它的磁通量才会发生变化，该过程中发生了机械能和电能的相互转化。故选A。
【总结升华】电磁感应现象实现了机械能和电能的转化，我们要重视从能量转化角度去思考分析问题。
类型四、电磁感应现象的应用
例10．如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈和。线圈跟电源连接，线圈的两端接在一起，构成一个闭合回路。在断开开关的时候，弹簧并不能立即将衔铁拉起，因而不能使触头（连接工作电路）立即离开，过一段时间后触头才能离开，延时继电器就是这样得名的。试说明这种继电器的原理。
【答案】线圈与电源连接，中流过恒定电流，产生恒定磁场，有磁感线穿过线圈，穿过的磁通量不变，中无感应电流。断开开关时，线圈中电流迅速减小为零，穿过的磁通量减小，由于电磁感应，中产生感应电流，感应电流的磁场对衔铁有吸引作用，触头不离开。经过一小段时间后感应电流减弱，感应电流的磁场对衔铁吸引力减小，弹簧的作用力比磁场力大，才将衔铁拉起，触头离开。
【解析】本题主要考查电磁感应及学生的论述能力，关键是分清题中有哪些过程及过程和过程间有哪些联系，分析清楚从现象的产生、发展到结果引起了哪几个物理量的变化以及怎样变化。
【总结升华】本题常出现的错误是搞不清题目所述过程，分析不出延时现象产生的原因。进行语言表述时，要做到严谨、逻辑、简洁。
举一反三 【 电磁感应基础知识 例8】
【变式】唱卡拉用的话筒，内有传感器．其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号．下列说法正确的是（ ）
A．该传感器是根据电流的磁效应工作的
B．该传感器是根据电磁感应原理工作的
C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变
D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势
【答案】B
类型四、实验能力的考查
例11．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈、线圈、电流计及开关如图连接。在开关闭合、线圈放在线圈中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断（ ）
A．线圈向上移动或滑动变阻器的滑动端向左加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转
B．线圈中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转
C．滑动变阻器的滑动端匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央
D．因为线圈、线圈的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向
【答案】B
【解析】本题重点考查学生对实验现象的综合分析能力，关键是找到电流计指针向右偏转的原因：线圈中磁通量的减小。滑动变阻器的滑动端向左加速滑动时，线圈中电流减小，线圈中的磁通量减小，闭合电路中产生感应电流，电流表指针向右偏转。当线圈中的铁芯向上拔出或断开开关时，线圈曰中磁通量减小，电流表指针向右偏转，故选B。
【总结升华】逻辑推理、综合分析是物理学必考的五种能力中的两种，同学们要注意在学习中锻炼和提高。
【巩固练习】
一、选择题
1．在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是（ ）
A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象
B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在
C．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律
2． 1873年奥地利维也纳世博会上，比利时出生的法国工程师格拉姆在会展中偶然接错了导线，把另一直流发电机发出的电接到了他自己送展的直流发电机的电流输出端。由此而观察到的现象导致了他的一项重要发明，从而突破了人类在电能利用方面的一个瓶颈，此项发明是（ ）
A．新型直流发电机 B．直流电动机 C．交流电动机 D．交流发电机
3．法拉第通过精心设计的一系列实验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学”和“磁学”联系起来，在下面几个典型的实验设计思想中，所做的推论后来被实验否定的是（ ）
A．既然磁铁可以使近旁的铁块带磁，静电荷也可以使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线中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以在近旁的线圈中感应出电流
4．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角，已知，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为（ ）
A．BS B． C． D．
5．如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef。已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将（ ）
A．逐渐增大 B．逐渐减少
C．始终为零 D．不为零，但保持不变
6．关于电磁感应，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．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流
C．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流
D．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流
7．如图所示，用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合，哪些组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生？（图A、B、C中直导线都与圆形线圈在同一平面内，O点为线圈的圆心，D图中直导线与圆形回路垂直，并与中心轴重合）（ ）
8．麦克风是常用的一种电子设备，它的内部就是一个小型传感器，把声音信号转变成电信号。它的种类比较多，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，该线圈处在柱形永磁体的辐射状磁场中，当声音使膜片振动时，就能将声音信号转变成电信号，下列说法正确的是（ ）
A．该传感器是根据电流的磁效应工作的
B．该传感器是根据电磁感应现象工作的
C．膜片振动时，线圈内不会产生感应电流
D．膜片振动时，线圈内会产生感应电流
9．如图所示，a、b、c三个环水平套在条形磁铁外面，其中a和b两环大小相同，c环最大，a环位于N极处，b和c两环位于条形磁铁中部，则穿过三个环的磁通量的大小是（ ）
A．c环最大，a与b环相同 B．三个环相同
C．b环比c环大 D．a环一定比c环大
10．如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是( )
11．如图所示的条形磁铁的上方放置一矩形线框，线框平面水平且与条形磁铁平行，则线框在由N端匀速平移到S端的过程中，线框中的感应电流的情况是（ ）
A．线框中始终无感应电流
B．线框中始终有感应电流
C．线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁中部上方时无感应电流，以后又有了感应电流
D．开始无感应电流，当运动到磁铁中部的上方时有感应电流，后来又没有感应电流
12．带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面内，则（ ）
A．只要圆环在转动，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．圆环在做变速运动时，小线圈内一定有感应电流产生
D．圆环在做匀速转动时，小线圈内没有感应电流产生
13．（2019 淮安校级期中）如如图所示，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈Ⅱ与电流计G相连，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计G中有示数的是( )
A．开关闭合瞬间
B．开关闭合一段时间后
C．开关闭合一段时间后，来回移动变阻器滑动端
D．开关断开瞬间
14．如图所示，将一个矩形线圈ABCD放入匀强磁场中，若线圈平面平行于磁感线，则下列运动中，线圈中会产生感应电流的是（ ）
A．矩形线圈做平行于磁感线的平移运动
B．矩形线圈做垂直于磁感线的平移运动
C．矩形线圈绕AB边转动
D．矩形线圈绕BC边转动
15．如图所示，金属裸导线框abcd放在水平光滑金属导轨上，在磁场中向右运动，匀强磁场垂直水平面向下，则（ ）
A．G1表的指针发生偏转 B．G2表的指针发生偏转
C．G1表的指针不发生偏转 D．G2表的指针不发生偏转
16．匀强磁场区域宽为d，一正方形线框abcd的边长为，且，线框以速度v通过磁场区域，如图所示，从线框进入到完全离开磁场的时问内，线框中没有感应电流的时间是（ ）
A． B． C． D．
17．如图所示的实验中，在一个足够大的磁铁的磁场中，如果AB沿水平方向运动速度的大小为v1，两磁极沿水平方向运动速度的大小为v2，则（ ）
A．当v1=v2，且方向相同时，可以产生感应电流
B．当v1=v2，且方向相反时，可以产生感应电流
C．当v1≠v2，方向相同或相反都可以产生感应电流
D．若v2=0，v1的速度方向改为与磁感线的夹角为，且0＜＜90°，可以产生感应电流
18．如图所示，闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速滚下，又沿曲面的另一侧上升，则（ ）
A．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h
B．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h
C．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h
D．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h
二、填空题
19．（2019 大同校级期中）某班同学在探究感应电流产生的条件时，做了如下实验：
探究Ⅰ：如图甲所示，先将水平导轨、导体棒ab放置在磁场中，并与电流表组成一闭合回路．然后进行如下操作：
①ab与磁场保持相对静止；②让导轨与ab一起平行于磁感线运动；③让ab做切割磁感线运动．
探究Ⅱ：如图乙所示，将螺线管与电流表组成闭合回路．然后进行如下操作：①把条形磁铁放在螺线管内不动；②把条形磁铁插入螺线管过程中；③把条形磁铁拔出螺线管过程中．
探究Ⅲ：如图丙所示，螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；A放在螺线管B内，B与电流表组成一个闭合回路．然后进行如下操作：①闭合和断开开关瞬间；②闭合开关，A中电流稳定后；③闭合开关，A中电流稳定后，再改变滑动变阻器的阻值．
可以观察到：（请在（1）（2）（3）中填写探究中的序号）
（1）在探究Ⅰ中，______闭合回路会产生感应电流；
（2）在探究Ⅱ中，______闭合回路会产生感应电流；
（3）在探究Ⅲ中，______闭合回路会产生感应电流；
（4）从以上探究中可以得到的结论是：当闭合回路中______时，闭合回路中就会产生感应电流．
20．一个球冠处于磁感应强度为曰的匀强磁场中，如图所示，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________。
21．为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。
(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为________(填：“顺时针”或“逆时针”)。
(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为________(填：“顺时针”或“逆时针”)。
三、解答题
22．如图所示，一个单匝矩形线圈abcd，边ab=30 cm，bc=20 cm，放在Oxyz直角坐标系内，线圈平面垂直于Oxy平面，与Ox轴和Oy轴的夹角分别为=30°和=60°，匀强磁场的磁感应强度B=10－2 T，试计算：当磁场方向分别沿Ox、Oy、Oz方向时，穿过线圈的磁通量各为多少？
23．如图所示，矩形线圈的面积为0.2m2，放在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中，线圈的一边ab与磁感线垂直，线圈平面与磁场方向成30°角。求：
（1）穿过线圈的磁通量是多大？
（2）当线圈从图示位置绕ab边转过60的过程中，穿过线圈的磁通量变化了多少？
【答案与解析】
一、选择题
1．【答案】AC
【解析】本题考查物理学史知识，要注意物理学发展过程中重要规律和实验。B选项中是赫兹用实验证实了电磁波的存在。D选项中是安培发现磁场对电流的作用规律，洛伦兹发现磁场对运动电荷的作用规律。
2．【答案】B
【解析】由于直流发电机接到了直流发电机的输出端，观察被接入的直流发电机发生了转动，从而发明了直流电动机，故选项B正确。
3．【答案】A
【解析】磁铁可使近旁的铁块磁化带磁，静电荷可使近旁的导体感应带电，但静止的稳恒电流，其磁场不变，不会使静止的线圈中磁通量发生变化而产生感应电流，所以A项被实验否定，答案为A。除此之外磁铁可使运动的导体切割磁感线产生感应电动势，稳恒电流尽管磁场不变，但运动的线圈磁通量会变化，同样运动导线上的稳恒电流也会使线圈磁通量变化，综上所述B、C、D都会被实验证实是正确的。
4．【答案】B
【解析】。
5．【答案】C
【解析】利用右手螺旋定则判断电流产生的磁场，作出俯视图，考虑到磁场具有对称性，可以知道，进入线圈的磁感线的条数与穿出线圈的磁感线的条数是相等的。故选C。
6．【答案】D
【解析】判断闭合电路中有无电流产生，关键是看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，回路中一定会产生感应电流，故D正确。A、B选项所述导体不一定处于闭合电路中，故不一定产生感应电流，A、B错。C中穿过闭合电路的磁通量也不一定变化，电路中也未必有感应电流产生。
7．【答案】BC
【解析】（1）对图A而言，因为通电直导线位于环形导线所在平面内，且与直径重合，因此通过圆环的磁通量为零。所以当切断直导线中的电流时，磁通量在整个变化过程中都为零，所以闭合回路中不会有感应电流产生；
（2）对图B而言，因为磁通量为大、小两个部分磁感线条数之差，通过圆环的磁通量不为零，当切断直导线中的电流时，磁通量为零，即此过程中磁通量有变化，故闭合回路中会有感应电流产生：
（3）同理分析可得图C中也有感应电流产生；
（4）对图D而言，因为环形线圈与直导线产生的磁场的磁感线平行，故磁通量为零。当切断直导线中的电流时，磁 通量在整个变化过程中皆为零，所以闭合回路中不会有感应电流产生。
所以当切断直导线中的电流时，能产生感应电流的有B、C两种情况。
8．【答案】BD
【解析】当声音使膜片振动时，膜片后的金属线圈随之振动，线圈就会切割永磁体磁场的磁感线，产生感应电流，声音强弱不同，产生的感应电流的强弱也不同，从而将声音信号转变成电信号，这就是电磁感应现象，则选B、D。
9．【答案】C
【解析】条形磁铁磁场的磁感线分布特点是：①两端密，中间疏；②磁铁内、外磁感线条数相等。a、b、c三个环中磁铁内磁场方向都向上，而磁铁外部磁场不同，应选C，而a、c两环磁通量大小关系不确定。
10．【答案】B
【解析】根据产生感应电流的条件，闭合回路内磁通量变化产生感应电流，能够产生感应电流的是图B。
11．【答案】B
【解析】本题考查感应电流的产生条件，解决本题的关键是清楚条形磁铁的磁感线分布情况和线框在每个位置时磁感线的净条数。条形磁铁中部磁性较弱，两极磁性最强，线圈中磁通量的变化情况是先减小后反方向增大，因此线圈中始终有感应电流，故选B。
12．【答案】CD
【解析】圆环做变速转动时，相当于环形电流的电流强度发生变化，通过小线圈的磁通量发生变化，小线圈内有感应电流，故C对；如果圆环匀速转动，相当于环形电流的电流强度恒定，其磁场也恒定，通过小线圈的磁通量不变，小线圈内无感应电流，故D对。
13．【答案】ACD
【解析】A中开关闭合前，线圈Ⅰ、Ⅱ中均无磁场，开关闭合瞬间，线圈Ⅰ中电流从无到有形成磁场，穿过线圈Ⅱ的磁通量从无到有，线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计G有示数．故A正确．B中开关闭合一段时间后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈Ⅱ虽有磁通量但磁通量稳定不变，线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计G中无示数．故B错误．C中开关闭合一段时间后，来回移动滑动变阻器滑动端，电阻变化，线圈Ⅰ中的电流变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计G中有示数．故C正确．D中开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计G中有示数．故D正确．
14．【答案】C
【解析】根据产生感应电流的条件可知，判断闭合线圈中是否产生感应电流，关键是判断线圈中磁通量是否发生变化。A选项中，矩形线圈做平行于磁感线的平移运动，磁通量不变，无感应电流。B选项中，矩形线圈做垂直于磁感线的平移运动，磁通量为零不变，不产生感应电流。C选项中，矩形线圈绕A曰边转动，磁通量必变化，产生感应电流。D选项中，矩形线圈绕BC边转动，磁通量恒为零，无感应电流。所以c选项正确。
15．【答案】AB
【解析】虽然线圈abcd构成的闭合回路中没有磁通量的变化，但电流表G1和线框abcd构成的闭合回路中磁通量发生变化，有感应电流流过G1和G2，选A、B。
16．【答案】B
【解析】只有线框在进入磁场的过程中（bc边未出磁场）和线框在出磁场的过程中（仅ad边的磁场中运动），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。
17．【答案】BCD
【解析】若v1=v2，且方向相同，二者无相对运动，AB不切割磁感线，回路中无感应电流，A错；若v1=v2，且方向相反，则AB切割磁感线，穿过回路的磁通量变大或变小，都有感应电流产生，B对，当v1≠v2时，无论方向相同或相反，二者都有相对运动，穿过回路的磁通量都会发生变化，有感应电流产生，C对；当v2=0，v1与磁感线的夹角0＜＜90°时，v1有垂直磁感线方向的分量，即AB仍在切割磁感线，穿过回路的磁通量发生变化，有感应电流产生，D对。
18．【答案】BD
【解析】若为匀强磁场，环在磁场中运动的过程中磁通量不变，不会产生感应电流，金属环机械能守恒，仍能上升到h高处，B正确。若为非匀强磁场，环在磁场中运动，磁通量发生变化，有感应电流产生，环机械能减少，上升高度小于h，故D正确。
二、填空题
19．【答案】（1）③；（2）②③；（3）①③；（4）磁通量变化．
【解析】（1）在探究Ⅰ中，①ab与磁场保持相对静止，导体棒不切割磁感线，磁通量不变，不产生感应电流；②让导轨与ab一起平行于磁感线运动，导体棒不切割磁感线，磁通量不变，不产生感应电流；③让ab做切割磁感线运动，穿过回路的磁通量发生变化，产生感应电流；故选③；
（2）在探究Ⅱ中，①把条形磁铁放在螺线管内不动，穿过闭合回路的磁通量不变，不产生感应电流；②把条形磁铁插入螺线管过程中，穿过回路的磁通量发生变化，产生感应电流；③把条形磁铁拔出螺线管过程中，磁通量发生变化，产生感应电流；故选②③．
（3）在探究Ⅲ中，①闭合和断开开关瞬间，穿过回路的磁通量变化，产生感应电流；②闭合开关，A中电流稳定后，磁通量不变，不产生感应电流；③闭合开关，A中电流稳定后，再改变滑动变阻器的阻值，穿过回路的磁通量变化，产生感应电流．故选①③．
（4）从以上探究中可以得到的结论是：当闭合回路中的磁通量变化时，闭合回路中就会产生感应电流
20．【答案】πBr2
【解析】判断穿过整个球冠的磁通量的大小，关键是看穿过的磁感线条数，因为穿过球冠的磁感线条数和穿过底面的磁感线条数相等，所以穿过球冠的磁通量和穿过底面的磁通量相等，=πBr2。
21．【答案】(1)顺时针 (2)逆时针
【解析】(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，说明L中电流从b到a。根据楞次定律，L中应该产生竖直向上的磁场。由安培定则可知，俯视线圈，电流为逆时针方向，线圈其绕向为顺时针。
(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，说明L中电流从a到b。根据楞次定律，L中应该产生竖直向上的磁场。由安培定则可知，俯视线圈，电流为逆时针方向，俯视线圈，其绕向为逆时针。
三、解答题
22．【答案】3×10－4 Wb 0
【解析】矩形线圈的面积S=ab×bc=0.30×0.20 m2=6×10－2 m2，它在垂直于三根坐标轴上的投影面积大小分别为
，
，
Sz=0。
当磁感应强度B沿Ox方向时，穿过线圈的磁通量
；
当磁感应强度B沿Oy方向时，穿过线圈的磁通量
；
当磁感应强度B沿Oz方向时，穿过线圈的磁通量。
23．【答案】（1）（2）或
【解析】（1）穿过线圈的磁通量为：
（2）若逆时针方向转过60°时的磁通量；
那么
若顺时针方向转过60°时的磁通量；
那么
【学习目标】
1．能够熟练地进行一些简单的磁通量、磁通量的变化的计算。 2．经历探究过程，理解电磁感应现象的产生条件。 3．重视了解电磁感应相关知识对社会、人类产生的巨大作用。 【要点梳理】
要点一、电流的磁效应
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小磁针偏转，这种作用称为电流的磁效应。
要点诠释：
（1）为了避免地磁场影响实验结果，实验时通电直导线应南北放置。
（2）电流磁效应的发现证实了电和磁存在必然的联系，受其影响，法国物理学家安培提出了著名的右手螺旋定则和“分子电流”假说，英国物理学家法拉第在“磁生电”思想的指导下，经过十年坚持不懈的努力终于找到了“磁生电”的条件。
要点二、 电磁感应现象
1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁生电”的条件，产生的电流叫感应电流。
要点诠释：（1）法拉第将引起感应电流的原因概括为五类：①变化的电流；②变化的磁场；③运动的恒定电流；④运动的磁场；⑤在磁场中运动的导体。
（2）电流的磁效应是由电生磁，是通过电流获得磁场的现象；电磁感应现象是磁生电现象，两个过程是相反的。
要点三、 产生感应电流的条件
感应电流的产生条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。也就是：一是电路必须闭合，二是穿过闭合电路的磁通量发生变化。即一闭合二变磁。
要点诠释：判断有无感应电流产生，关键是抓住两个条件：（1）电路是闭合电路；（2）穿过电路本身的磁通量发生变化。其主要内涵体现在“变化”二字上，电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通量很大但不变化，那么无论有多大，也不会产生感应电流。只有“变磁”才会产生感应电动势，如果电路再闭合，就会产生感应电流。
要点四、电流的磁效应与电磁感应现象的区别与联系
1．区别：“动电生磁”和“动磁生电”是两个不同的过程，要抓住过程的本质，动电生磁是指运动电荷周围产生磁场；动磁生电是指线圈内的磁通量发生变化而在闭合线圈内产生了感应电流。要从本质上来区分它们。
2．联系：二者都是反映了电流与磁场之间的关系。
要点五、磁通量的计算
公式中的是匀强磁场的磁感应强度，是与磁场方向垂直的面积，可以理解为⊥。如果磁感线和平面不垂直，应取平面在垂直磁感线方向上的投影面积。
如图所示，线圈平面与水平方向成角，磁感线竖直向下，磁感应强度为，线圈面积为。使用时很容易出错，多数同学分不清是谁和谁的夹角，盲目代入公式导致错误。我们可以取垂直磁感线的有效面积，，这样就不易出错了。
2．公式中的是指包含磁场的那部分有效面积。如图所示，闭合回路在纸面内，匀强磁场在圆区域内且垂直纸面，回路的面积大于圆区域面积，但穿过和的磁通量是相同的，因为有磁感线穿过的和的有效面积相同。
3．磁通量是标量，但磁通量有正负之分，其正负是这样规定的：任何一个面都有正、反两个面，若规定磁感线从正面穿入为正磁通量，则磁感线从反面穿人时磁通量为负值。
若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为，反向磁感线条数为，则磁通量为穿过该平面的磁感线的净条数（磁通量的代数和），即。
要点诠释：磁通量的正负既不表示大小，也不表示方向，仅是为了计算方便而引入的。
4．磁通量与线圈匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响。同理，磁通量的变化量中。也不受线圈匝数的影响。所以，直接用公式求、时，不必去考虑线圈匝数。
要点六、磁通量变化的几种情形
根据公式（其中为闭合回路所围面积和磁感线间的夹角）可知，有四种情形：
（1）不变，变，则；
（2）变化，不变，则；
（3）变，也变，则（但!）；
（4）不变，不变，变化，则。
如图甲所示，闭合回路的一部分导体切割磁感线，闭合回路面积变化，引起磁通量变化；如图乙所示，由于磁铁插入或拔出线圈，线圈所处的磁场变化，引起磁通量变化；如图丙所示，若回路面积从变到，磁感应强度同时从变到，则回路中磁通量的变化为，若按就错了；如图丁所示，闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴转动，不变，线圈面积不变，但和的夹角变化，引起了穿过线圈的磁通量变化。
要点六、对“导体棒切割磁感线”的理解
闭合电路的一段导体做切割磁感线运动时，闭合电路中产生感应电流。如图甲所示，当导体向右运动时，穿过的磁通量发生变化，回路中产生感应电流。所以，“切割磁感线”产生感应电流和“磁通量变化”产生感应电流在本质上是一致的。
导体切割磁感线时，回路中一定产生感应电流吗？如图乙所示，导体框的一部分导体切割磁感线，回路磁通量减小，线框中有感应电流；如图丙所示，虽然有两边切割了磁感线，但回路磁通量不变化，无感应电流产生。因此回路中是否产生感应电流，不是看有没有导体切割磁感线，关键是看闭合回路的磁通量是否发生了变化。
要点七、电磁感应现象中的能量转化
当在闭合电路中产生感应电流时，电流做功，消耗了电能，根据能量守恒定律，能量不会被创造，也不会被消灭。那么，是什么能量转化为电能呢？一般有两种情况：
1．导体做切割磁感线运动，在电路中产生感应电流，是该导体的机械能转化为电能。
2．如图所示，当图中变化时，线圈中变化的电流产生变化的磁场，从而使中的磁通量发生变化而在中产生感应电流。此处电能是螺线管转移给的。但此处的转移并不像导线导电一样直接转移，而是一个间接的转移：电能磁场能电能，实质上还是能量的转化。
【典型例题】
类型一、磁通量的大小比较和计算
例1．如图所示，线圈平面与水平方向成角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为，线圈面积为，则穿过线圈的磁通量。
【答案】
【解析】本题考查如何求磁通量，关键要分清已知条件中的面积是否为公式中的面积。
方法一：将面积投影到与磁场垂直的方向，即水平方向，则，故
。
方法二：把磁场B分解为平行于线圈平面的分量和垂直于线圈平面的分量，显然不穿过线圈，且，故
。
【总结升华】直接应用公式计算时，应注意其适用条件是线圈平面与磁感线垂直。如果线圈平面和磁感线不垂直，应把投影到与垂直的方向上，求出投影面积，然后由计算。或者将分解为与，由计算。
举一反三 【 电磁感应基础知识 例1 】
【变式】下列说法正确的有（ ）
A．某线圈放置在磁感应强度大的地方，穿过它的磁通量越大
B．若线圈面积越大，则磁场穿过它的磁通量越大
C．放在磁场中某处的一个平面，若穿过它的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零
D．比较磁场中两处磁感线的疏密程度，能定性比较磁感应强度大小
【答案】D
例2．两个圆环、如图所示放置，且圆环半径，一条形磁铁的轴线过两个圆环的圆心处，且与圆环平面垂直，则穿过、环的磁通量和的关系是 （ ）
A． B． C． D．无法确定
【答案】C
【解析】本题考查合磁通量的求解。解题时要注意有两个方向的磁感线穿过线圈，磁通量应是抵消之后剩余的磁感线的净条数。从上向下看，穿过圆环、的磁感线如图所示，磁感线有进有出，、环向外的磁感线条数一样多，但环向里的磁感线条数较多，抵消得多，净剩条数少，所以，选C。
【总结升华】磁通量是标量，但有正负，正负号并不表示磁通量的方向，它的符号仅表示磁感线的贯穿方向。当有两个方向的磁感线穿过某一回路时，求磁通量时要按代数和的方法求合磁通量（即穿过回路面积的磁感线的净条数）。
举一反三 【 电磁感应基础知识 例２ 】
【变式】如图所示为两个同心金属圆环，当一有限匀强磁场垂直穿过环面时，环面磁通量为，此时环磁通量为，若将其间匀强磁场改为一条形磁铁，垂直穿过环面，此时环面磁通量为，环面磁通量为，有关磁通量的大小说法，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】BC
例3．（2019 滕州市期末）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(如图所示)，当线框以ab为轴顺时针转90°时，穿过abcd面的磁通量变化量ΔΦ＝________.
【答案】 －BS(cos θ＋sin θ)
【解析】磁通量由磁感应强度矢量在垂直于线框面上的分量决定．
开始时B与线框面成θ角，磁通量为Φ＝BSsin θ；线框面按题意方向转动时，磁通量减少，当转动90°时，磁通量变为“负”值，Φ2＝－BScos θ.可见，磁通量的变化量为
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BScos θ－BSsin θ＝－BS(cos θ＋sin θ)
实际上，在线框转过90°的过程中，穿过线框的磁通量是由正向BSsin θ减小到零，再由零增大到负向BScos θ.
【总结升华】 磁通量虽是标量，但有正、负，正、负号仅表示磁感线从不同的方向穿过平面，不表示大小．
举一反三 【 电磁感应基础知识 例３ 】
【变式】在某一区域的磁感强度是，其方向沿轴正方向，如图所示．其中∥∥；∥，∥；，，求：
（1）穿过表面上的磁通量多大?
（2）穿过表面上的磁通量多大?
（3）穿过表面上的磁通量多大?
【答案】（1）；（2）；（3）．
类型二、磁通量变化情况分析
例4．如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，，磁场有明显的圆形边界，圆心为，半径为。现于纸面内先后放上圆线圈，圆心均在处，线圈半径为，匝；线圈半径为，匝；线圈半径为，匝。
问：
（1）在减为的过程中，和中磁通量改变了多少？
（2）当磁场转过30°角的过程中，中磁通量改变了多少？
【答案】见解析
【解析】本题主要考查磁通量改变量的求解，可由求出。注意中的取对磁通量有贡献的有效面积。
（1）对线圈：，，
磁通量改变量
．
对线圈：
．
（2）对线圈：，
磁场转过时，
，
磁通量改变量
【总结升华】磁通量和线圈匝数无关，磁通量的改变量和线圈匝数也无关；当线圈所围面积大于磁场区域时，以磁场区域面积为准。
举一反三 【 电磁感应基础知识 例４】
【变式】一矩形线框，共有匝，有一半放在具有理想边界的的匀强磁场中，线框可绕边或绕边转动．如图所示．已知，，求：
（1）在图示位置处的磁通量；
（2）由图示位置绕边转过角位置处的磁通量；
（3）由图示位置绕边转过角位置处的磁通量．
【答案】（1）；（2）；（3）．
例5．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
【答案】
【解析】选C 导体MN周围的磁场并非匀强磁场，靠近MN处的磁场强些，磁感线密一些，远离MN处的磁感线疏一些，当线框在Ⅰ位置时，穿过平面的磁通量为ΦI，当线框平移到Ⅱ位置时，磁通量为ΦⅡ，则磁通量的变化量为ΔΦ1＝|ΦⅡ－ΦⅠ|＝ΦⅠ－ΦⅡ。当线框翻转至Ⅱ位置时，磁感线相当于从“反面”穿过平面，则磁通量为－ΦⅡ，则磁通量的变化量是ΔΦ2＝|－ΦⅡ－ΦⅠ|＝ΦⅠ＋ΦⅡ，所以ΔΦ1<ΔΦ2。
【总结升华】直导线周围的磁感线疏密分布是：越靠近导线，磁感线越密；本题要明确磁通量的方向规定，设由某一面穿过的为正，则从另一面穿过的磁通量为负。
类型三、产生感应电流条件的分析判断
例6．一条形磁铁与导线环在同一平面内，磁铁的中心恰与导线环的圆心重合，如图所示，为了在导线环中产生感应电流，磁铁应（ ）
A．绕垂直于纸面且过点的轴转动
B．向右平动
C．向左平动
D．极向外转动，极向里转动
【答案】D
【解析】本题考查感应电流的产生条件，解决本题的关键是清楚条形磁铁的磁感线分布情况。图中位置穿过导线环平面的磁通量为零，要使导线环中有感应电流，只要让导线环中有磁感线穿过，就会有磁通量的变化，A、B、C的运动，导线环内磁通量始终为零，只有D正确。
【总结升华】解决物理问题要求学生有较强的识图能力和空间想象能力。本题中，若磁铁垂直纸面向外平动，穿过线圈的总磁通量仍然为零，无感应电流产生。
举一反三 【 电磁感应基础知识 例6】
【变式】恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中作下述哪种运动时，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
【答案】CD
例7．线圈在长直导线电流的磁场中，做如图所示的运动：A向右平动，B向下平动，C绕轴转动(ad边向外转动角度θ≤90°)，D向上平动(D线圈有个缺口)，判断线圈中有感应电流的是( )
【答案】BC
【解析】A中线圈向右平动，穿过线圈的磁通量没有变化，故A线圈中没有感应电流；B中线圈向下平动，穿过线圈的磁通量减少，必产生感应电动势和感应电流；C中线圈绕轴转动，穿过线圈的磁通量变化(开始时减小)，必产生感应电动势和感应电流；D中线圈由于有个缺口不会产生感应电流。故B、C正确。
【总结升华】感应电流的产生条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，而不是有磁通量。
举一反三 【 电磁感应基础知识 例４】
【变式】如图所示，边长为的正方形闭合线圈置于匀强磁场中，线圈两边中点连线的左右两侧分别存在方向相同，磁感强度大小各为，的匀强磁场，若从上往下看，线圈逆时针方向转过时，穿过线圈的磁通量改变了多少?线圈从初始位置转过角时，穿过线圈平面的磁通量改变了多少?
【答案】；．
【解析】在原图示位置，磁感线与线圈平面垂直，则
．
线圈绕轴逆时针转过后，
．
磁通变化量
．
线圈绕轴逆时针转过角时，规定穿过原线圈平面的磁通量为正，则转过角后，穿过线圈平面的磁通量为负．
．
．
例8．如图所示，线圈与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈与电流计相连，线圈与线圈绕在同一个线芯上，在下列情况下，电流计中是否有示数？
（1）开关闭合瞬间；（2）开关闭合稳定后；（3）开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器滑动端；（4）开关断开瞬间。
【答案】（1）有 （2）无 （3）有 （4）有
【解析】本题主要考查闭合电路中，电流变化导致磁场变化从而产生感应电流的情况。
（1）开关闭合时线圈中电流从无到有，电流的磁场也从无到有，穿过线圈的磁通量从无到有，线圈中产生感应电流，电流计有示数。
（2）开关闭合稳定后，线圈中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈中虽有磁通量但磁通量稳定不变，线圈中无感应电流产生，电流计无示数。
（3）开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器滑动端，电阻变化，线圈中的电流变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈的磁通量也发生变化，线圈中有感应电流产生，电流计有示数。
（4）开关断开瞬间，线圈中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈的磁通量也从有到无，线圈中有感应电流产生，电流计有示数。
【总结升华】螺线管线圈相当于条形磁体，其产生的磁场随线圈中电流的增大而增强，随线圈中电流的减小而减弱，而电流的变化可以通过开关闭合、断开、滑动变阻器电阻改变来实现，从而引起线圈中磁通量变化产生感应电流。
举一反三 【 电磁感应基础知识 例７】
【变式】如图所示，闭合圆导线圈平行地放置在匀强磁场中，其中、分别是平行、垂直于磁场方向的两直径．当线圈做以下运动时，能否产生感应电流的是（ ）
A．使线圈在纸面内平动或转动
B．使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动
C．使线圈以为轴转动
D．使线圈以为轴转动
【答案】D
例9．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，然后再从磁场中穿出。已知匀强磁场区域的宽度大于线框的宽度。那么下列说法中正确的是（ ）
A．线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生
B．线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生
C．线框在进入和穿出磁场的过程中，都是磁场能转变成电能
D．线框在磁场中间运动的过程中，电能转变成机械能
【答案】A
【解析】本题考查了感应电流的产生条件及电磁感应中的能量转化。有无感应电流产生关键要看穿过闭合线框的磁通量是否发生变化，有导体切割磁感线时不一定产生感应电流。线框只在进入和穿出磁场的过程中，穿过它的磁通量才会发生变化，该过程中发生了机械能和电能的相互转化。故选A。
【总结升华】电磁感应现象实现了机械能和电能的转化，我们要重视从能量转化角度去思考分析问题。
类型四、电磁感应现象的应用
例10．如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈和。线圈跟电源连接，线圈的两端接在一起，构成一个闭合回路。在断开开关的时候，弹簧并不能立即将衔铁拉起，因而不能使触头（连接工作电路）立即离开，过一段时间后触头才能离开，延时继电器就是这样得名的。试说明这种继电器的原理。
【答案】线圈与电源连接，中流过恒定电流，产生恒定磁场，有磁感线穿过线圈，穿过的磁通量不变，中无感应电流。断开开关时，线圈中电流迅速减小为零，穿过的磁通量减小，由于电磁感应，中产生感应电流，感应电流的磁场对衔铁有吸引作用，触头不离开。经过一小段时间后感应电流减弱，感应电流的磁场对衔铁吸引力减小，弹簧的作用力比磁场力大，才将衔铁拉起，触头离开。
【解析】本题主要考查电磁感应及学生的论述能力，关键是分清题中有哪些过程及过程和过程间有哪些联系，分析清楚从现象的产生、发展到结果引起了哪几个物理量的变化以及怎样变化。
【总结升华】本题常出现的错误是搞不清题目所述过程，分析不出延时现象产生的原因。进行语言表述时，要做到严谨、逻辑、简洁。
举一反三 【 电磁感应基础知识 例8】
【变式】唱卡拉用的话筒，内有传感器．其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号．下列说法正确的是（ ）
A．该传感器是根据电流的磁效应工作的
B．该传感器是根据电磁感应原理工作的
C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变
D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势
【答案】B
类型四、实验能力的考查
例11．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈、线圈、电流计及开关如图连接。在开关闭合、线圈放在线圈中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断（ ）
A．线圈向上移动或滑动变阻器的滑动端向左加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转
B．线圈中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转
C．滑动变阻器的滑动端匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央
D．因为线圈、线圈的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向
【答案】B
【解析】本题重点考查学生对实验现象的综合分析能力，关键是找到电流计指针向右偏转的原因：线圈中磁通量的减小。滑动变阻器的滑动端向左加速滑动时，线圈中电流减小，线圈中的磁通量减小，闭合电路中产生感应电流，电流表指针向右偏转。当线圈中的铁芯向上拔出或断开开关时，线圈曰中磁通量减小，电流表指针向右偏转，故选B。
【总结升华】逻辑推理、综合分析是物理学必考的五种能力中的两种，同学们要注意在学习中锻炼和提高。
【巩固练习】
一、选择题
1．在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是（ ）
A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象
B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在
C．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律
2． 1873年奥地利维也纳世博会上，比利时出生的法国工程师格拉姆在会展中偶然接错了导线，把另一直流发电机发出的电接到了他自己送展的直流发电机的电流输出端。由此而观察到的现象导致了他的一项重要发明，从而突破了人类在电能利用方面的一个瓶颈，此项发明是（ ）
A．新型直流发电机 B．直流电动机 C．交流电动机 D．交流发电机
3．法拉第通过精心设计的一系列实验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学”和“磁学”联系起来，在下面几个典型的实验设计思想中，所做的推论后来被实验否定的是（ ）
A．既然磁铁可以使近旁的铁块带磁，静电荷也可以使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线中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以在近旁的线圈中感应出电流
4．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角，已知，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为（ ）
A．BS B． C． D．
5．如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef。已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将（ ）
A．逐渐增大 B．逐渐减少
C．始终为零 D．不为零，但保持不变
6．关于电磁感应，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．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流
C．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流
D．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流
7．如图所示，用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合，哪些组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生？（图A、B、C中直导线都与圆形线圈在同一平面内，O点为线圈的圆心，D图中直导线与圆形回路垂直，并与中心轴重合）（ ）
8．麦克风是常用的一种电子设备，它的内部就是一个小型传感器，把声音信号转变成电信号。它的种类比较多，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，该线圈处在柱形永磁体的辐射状磁场中，当声音使膜片振动时，就能将声音信号转变成电信号，下列说法正确的是（ ）
A．该传感器是根据电流的磁效应工作的
B．该传感器是根据电磁感应现象工作的
C．膜片振动时，线圈内不会产生感应电流
D．膜片振动时，线圈内会产生感应电流
9．如图所示，a、b、c三个环水平套在条形磁铁外面，其中a和b两环大小相同，c环最大，a环位于N极处，b和c两环位于条形磁铁中部，则穿过三个环的磁通量的大小是（ ）
A．c环最大，a与b环相同 B．三个环相同
C．b环比c环大 D．a环一定比c环大
10．如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是( )
11．如图所示的条形磁铁的上方放置一矩形线框，线框平面水平且与条形磁铁平行，则线框在由N端匀速平移到S端的过程中，线框中的感应电流的情况是（ ）
A．线框中始终无感应电流
B．线框中始终有感应电流
C．线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁中部上方时无感应电流，以后又有了感应电流
D．开始无感应电流，当运动到磁铁中部的上方时有感应电流，后来又没有感应电流
12．带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面内，则（ ）
A．只要圆环在转动，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．圆环在做变速运动时，小线圈内一定有感应电流产生
D．圆环在做匀速转动时，小线圈内没有感应电流产生
13．（2019 淮安校级期中）如如图所示，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈Ⅱ与电流计G相连，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计G中有示数的是( )
A．开关闭合瞬间
B．开关闭合一段时间后
C．开关闭合一段时间后，来回移动变阻器滑动端
D．开关断开瞬间
14．如图所示，将一个矩形线圈ABCD放入匀强磁场中，若线圈平面平行于磁感线，则下列运动中，线圈中会产生感应电流的是（ ）
A．矩形线圈做平行于磁感线的平移运动
B．矩形线圈做垂直于磁感线的平移运动
C．矩形线圈绕AB边转动
D．矩形线圈绕BC边转动
15．如图所示，金属裸导线框abcd放在水平光滑金属导轨上，在磁场中向右运动，匀强磁场垂直水平面向下，则（ ）
A．G1表的指针发生偏转 B．G2表的指针发生偏转
C．G1表的指针不发生偏转 D．G2表的指针不发生偏转
16．匀强磁场区域宽为d，一正方形线框abcd的边长为，且，线框以速度v通过磁场区域，如图所示，从线框进入到完全离开磁场的时问内，线框中没有感应电流的时间是（ ）
A． B． C． D．
17．如图所示的实验中，在一个足够大的磁铁的磁场中，如果AB沿水平方向运动速度的大小为v1，两磁极沿水平方向运动速度的大小为v2，则（ ）
A．当v1=v2，且方向相同时，可以产生感应电流
B．当v1=v2，且方向相反时，可以产生感应电流
C．当v1≠v2，方向相同或相反都可以产生感应电流
D．若v2=0，v1的速度方向改为与磁感线的夹角为，且0＜＜90°，可以产生感应电流
18．如图所示，闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速滚下，又沿曲面的另一侧上升，则（ ）
A．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h
B．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h
C．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h
D．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h
二、填空题
19．（2019 大同校级期中）某班同学在探究感应电流产生的条件时，做了如下实验：
探究Ⅰ：如图甲所示，先将水平导轨、导体棒ab放置在磁场中，并与电流表组成一闭合回路．然后进行如下操作：
①ab与磁场保持相对静止；②让导轨与ab一起平行于磁感线运动；③让ab做切割磁感线运动．
探究Ⅱ：如图乙所示，将螺线管与电流表组成闭合回路．然后进行如下操作：①把条形磁铁放在螺线管内不动；②把条形磁铁插入螺线管过程中；③把条形磁铁拔出螺线管过程中．
探究Ⅲ：如图丙所示，螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；A放在螺线管B内，B与电流表组成一个闭合回路．然后进行如下操作：①闭合和断开开关瞬间；②闭合开关，A中电流稳定后；③闭合开关，A中电流稳定后，再改变滑动变阻器的阻值．
可以观察到：（请在（1）（2）（3）中填写探究中的序号）
（1）在探究Ⅰ中，______闭合回路会产生感应电流；
（2）在探究Ⅱ中，______闭合回路会产生感应电流；
（3）在探究Ⅲ中，______闭合回路会产生感应电流；
（4）从以上探究中可以得到的结论是：当闭合回路中______时，闭合回路中就会产生感应电流．
20．一个球冠处于磁感应强度为曰的匀强磁场中，如图所示，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________。
21．为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。
(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为________(填：“顺时针”或“逆时针”)。
(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为________(填：“顺时针”或“逆时针”)。
三、解答题
22．如图所示，一个单匝矩形线圈abcd，边ab=30 cm，bc=20 cm，放在Oxyz直角坐标系内，线圈平面垂直于Oxy平面，与Ox轴和Oy轴的夹角分别为=30°和=60°，匀强磁场的磁感应强度B=10－2 T，试计算：当磁场方向分别沿Ox、Oy、Oz方向时，穿过线圈的磁通量各为多少？
23．如图所示，矩形线圈的面积为0.2m2，放在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中，线圈的一边ab与磁感线垂直，线圈平面与磁场方向成30°角。求：
（1）穿过线圈的磁通量是多大？
（2）当线圈从图示位置绕ab边转过60的过程中，穿过线圈的磁通量变化了多少？
【答案与解析】
一、选择题
1．【答案】AC
【解析】本题考查物理学史知识，要注意物理学发展过程中重要规律和实验。B选项中是赫兹用实验证实了电磁波的存在。D选项中是安培发现磁场对电流的作用规律，洛伦兹发现磁场对运动电荷的作用规律。
2．【答案】B
【解析】由于直流发电机接到了直流发电机的输出端，观察被接入的直流发电机发生了转动，从而发明了直流电动机，故选项B正确。
3．【答案】A
【解析】磁铁可使近旁的铁块磁化带磁，静电荷可使近旁的导体感应带电，但静止的稳恒电流，其磁场不变，不会使静止的线圈中磁通量发生变化而产生感应电流，所以A项被实验否定，答案为A。除此之外磁铁可使运动的导体切割磁感线产生感应电动势，稳恒电流尽管磁场不变，但运动的线圈磁通量会变化，同样运动导线上的稳恒电流也会使线圈磁通量变化，综上所述B、C、D都会被实验证实是正确的。
4．【答案】B
【解析】。
5．【答案】C
【解析】利用右手螺旋定则判断电流产生的磁场，作出俯视图，考虑到磁场具有对称性，可以知道，进入线圈的磁感线的条数与穿出线圈的磁感线的条数是相等的。故选C。
6．【答案】D
【解析】判断闭合电路中有无电流产生，关键是看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，回路中一定会产生感应电流，故D正确。A、B选项所述导体不一定处于闭合电路中，故不一定产生感应电流，A、B错。C中穿过闭合电路的磁通量也不一定变化，电路中也未必有感应电流产生。
7．【答案】BC
【解析】（1）对图A而言，因为通电直导线位于环形导线所在平面内，且与直径重合，因此通过圆环的磁通量为零。所以当切断直导线中的电流时，磁通量在整个变化过程中都为零，所以闭合回路中不会有感应电流产生；
（2）对图B而言，因为磁通量为大、小两个部分磁感线条数之差，通过圆环的磁通量不为零，当切断直导线中的电流时，磁通量为零，即此过程中磁通量有变化，故闭合回路中会有感应电流产生：
（3）同理分析可得图C中也有感应电流产生；
（4）对图D而言，因为环形线圈与直导线产生的磁场的磁感线平行，故磁通量为零。当切断直导线中的电流时，磁 通量在整个变化过程中皆为零，所以闭合回路中不会有感应电流产生。
所以当切断直导线中的电流时，能产生感应电流的有B、C两种情况。
8．【答案】BD
【解析】当声音使膜片振动时，膜片后的金属线圈随之振动，线圈就会切割永磁体磁场的磁感线，产生感应电流，声音强弱不同，产生的感应电流的强弱也不同，从而将声音信号转变成电信号，这就是电磁感应现象，则选B、D。
9．【答案】C
【解析】条形磁铁磁场的磁感线分布特点是：①两端密，中间疏；②磁铁内、外磁感线条数相等。a、b、c三个环中磁铁内磁场方向都向上，而磁铁外部磁场不同，应选C，而a、c两环磁通量大小关系不确定。
10．【答案】B
【解析】根据产生感应电流的条件，闭合回路内磁通量变化产生感应电流，能够产生感应电流的是图B。
11．【答案】B
【解析】本题考查感应电流的产生条件，解决本题的关键是清楚条形磁铁的磁感线分布情况和线框在每个位置时磁感线的净条数。条形磁铁中部磁性较弱，两极磁性最强，线圈中磁通量的变化情况是先减小后反方向增大，因此线圈中始终有感应电流，故选B。
12．【答案】CD
【解析】圆环做变速转动时，相当于环形电流的电流强度发生变化，通过小线圈的磁通量发生变化，小线圈内有感应电流，故C对；如果圆环匀速转动，相当于环形电流的电流强度恒定，其磁场也恒定，通过小线圈的磁通量不变，小线圈内无感应电流，故D对。
13．【答案】ACD
【解析】A中开关闭合前，线圈Ⅰ、Ⅱ中均无磁场，开关闭合瞬间，线圈Ⅰ中电流从无到有形成磁场，穿过线圈Ⅱ的磁通量从无到有，线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计G有示数．故A正确．B中开关闭合一段时间后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈Ⅱ虽有磁通量但磁通量稳定不变，线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计G中无示数．故B错误．C中开关闭合一段时间后，来回移动滑动变阻器滑动端，电阻变化，线圈Ⅰ中的电流变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计G中有示数．故C正确．D中开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计G中有示数．故D正确．
14．【答案】C
【解析】根据产生感应电流的条件可知，判断闭合线圈中是否产生感应电流，关键是判断线圈中磁通量是否发生变化。A选项中，矩形线圈做平行于磁感线的平移运动，磁通量不变，无感应电流。B选项中，矩形线圈做垂直于磁感线的平移运动，磁通量为零不变，不产生感应电流。C选项中，矩形线圈绕A曰边转动，磁通量必变化，产生感应电流。D选项中，矩形线圈绕BC边转动，磁通量恒为零，无感应电流。所以c选项正确。
15．【答案】AB
【解析】虽然线圈abcd构成的闭合回路中没有磁通量的变化，但电流表G1和线框abcd构成的闭合回路中磁通量发生变化，有感应电流流过G1和G2，选A、B。
16．【答案】B
【解析】只有线框在进入磁场的过程中（bc边未出磁场）和线框在出磁场的过程中（仅ad边的磁场中运动），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。
17．【答案】BCD
【解析】若v1=v2，且方向相同，二者无相对运动，AB不切割磁感线，回路中无感应电流，A错；若v1=v2，且方向相反，则AB切割磁感线，穿过回路的磁通量变大或变小，都有感应电流产生，B对，当v1≠v2时，无论方向相同或相反，二者都有相对运动，穿过回路的磁通量都会发生变化，有感应电流产生，C对；当v2=0，v1与磁感线的夹角0＜＜90°时，v1有垂直磁感线方向的分量，即AB仍在切割磁感线，穿过回路的磁通量发生变化，有感应电流产生，D对。
18．【答案】BD
【解析】若为匀强磁场，环在磁场中运动的过程中磁通量不变，不会产生感应电流，金属环机械能守恒，仍能上升到h高处，B正确。若为非匀强磁场，环在磁场中运动，磁通量发生变化，有感应电流产生，环机械能减少，上升高度小于h，故D正确。
二、填空题
19．【答案】（1）③；（2）②③；（3）①③；（4）磁通量变化．
【解析】（1）在探究Ⅰ中，①ab与磁场保持相对静止，导体棒不切割磁感线，磁通量不变，不产生感应电流；②让导轨与ab一起平行于磁感线运动，导体棒不切割磁感线，磁通量不变，不产生感应电流；③让ab做切割磁感线运动，穿过回路的磁通量发生变化，产生感应电流；故选③；
（2）在探究Ⅱ中，①把条形磁铁放在螺线管内不动，穿过闭合回路的磁通量不变，不产生感应电流；②把条形磁铁插入螺线管过程中，穿过回路的磁通量发生变化，产生感应电流；③把条形磁铁拔出螺线管过程中，磁通量发生变化，产生感应电流；故选②③．
（3）在探究Ⅲ中，①闭合和断开开关瞬间，穿过回路的磁通量变化，产生感应电流；②闭合开关，A中电流稳定后，磁通量不变，不产生感应电流；③闭合开关，A中电流稳定后，再改变滑动变阻器的阻值，穿过回路的磁通量变化，产生感应电流．故选①③．
（4）从以上探究中可以得到的结论是：当闭合回路中的磁通量变化时，闭合回路中就会产生感应电流
20．【答案】πBr2
【解析】判断穿过整个球冠的磁通量的大小，关键是看穿过的磁感线条数，因为穿过球冠的磁感线条数和穿过底面的磁感线条数相等，所以穿过球冠的磁通量和穿过底面的磁通量相等，=πBr2。
21．【答案】(1)顺时针 (2)逆时针
【解析】(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，说明L中电流从b到a。根据楞次定律，L中应该产生竖直向上的磁场。由安培定则可知，俯视线圈，电流为逆时针方向，线圈其绕向为顺时针。
(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，说明L中电流从a到b。根据楞次定律，L中应该产生竖直向上的磁场。由安培定则可知，俯视线圈，电流为逆时针方向，俯视线圈，其绕向为逆时针。
三、解答题
22．【答案】3×10－4 Wb 0
【解析】矩形线圈的面积S=ab×bc=0.30×0.20 m2=6×10－2 m2，它在垂直于三根坐标轴上的投影面积大小分别为
，
，
Sz=0。
当磁感应强度B沿Ox方向时，穿过线圈的磁通量
；
当磁感应强度B沿Oy方向时，穿过线圈的磁通量
；
当磁感应强度B沿Oz方向时，穿过线圈的磁通量。
23．【答案】（1）（2）或
【解析】（1）穿过线圈的磁通量为：
（2）若逆时针方向转过60°时的磁通量；
那么
若顺时针方向转过60°时的磁通量；
那么