第四章 第1、2节
1.(2019·江苏省宿迁市高二上学期期末)下列说法正确的是( A )
A.安培提出了分子电流假说 B.法拉第发现了电流磁效应
C.楞次发现了电流热效应 D.奥斯特发现了电磁感应定律
解析:安培提出了分子电流假说,说明了一切磁现象都是由电流产生的,故 A正确;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,故B错误;焦耳发现了电流热效应;故C错误;法拉第发现了电磁感应定律,故D错误。
2.(2019·山东省潍坊市三县(区)高二上学期检测)磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量,如图所示,通过恒定电流的导线MN与闭合线框共面,第一次将线框由位置1平移到位置2,第二次将线框绕cd边翻转到位置2,设先后两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则( C )
A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ1=ΔΦ2
C.ΔΦ1<ΔΦ2 D.无法确定
解析:设闭合线框在位置1时的磁通量为Φ1,在位置2时的磁通量为Φ2,直线电流产生的磁场在位置1处比在位置2处强,故Φ1>Φ2。将闭合线框从位置1平移到位置2,磁感线是从闭合线框的同一面穿过的,所以ΔΦ1=|Φ2-Φ1|=Φ1-Φ2;将闭合线框从位置1绕cd边翻转到位置2,磁感线分别从闭合线框的正反两面穿过,所以ΔΦ2=|(-Φ2)-Φ1|=Φ1+Φ2(以原来穿过的方向为正方向,则后来从另一面穿过的方向为负方向)。故ΔΦ1<ΔΦ2。
3.(2019·北京市平谷区高二上学期期末)某一实验装置如左下图所示,在铁芯上绕着两个线圈P和Q,如果线圈P中的电流i随时间t的变化关系如下图所示的四种情况,则不会使线圈Q产生感应电流的是( A )
解析:由 A图可知,P中电流不变,电流产生的磁场不变,穿过Q的磁通量不变,不产生感应电流,由BCD图可知,
通过P的电流发生变化,电流产生的磁感应强度发生变化,穿过Q的磁通量发生变化,产生感应电流。本题选不能产生感应电流的,故选A。
4.(2019·江苏省扬州市高二上学期物理期末)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接,线圈A插入线圈B中,下列说法中正确的是( D )
A.闭合开关电流稳定后,将线圈A从线圈B中拔出过程中,电流计指针不会发生偏转
B.开关闭合瞬间,电流计指针会发生偏转,而断开瞬间电流计指针不会偏转
C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,电流计指针始终指在零刻度
D.开关闭合后,无论滑动变阻器的滑片P如何滑动,电流计指针都会偏离零刻度
解析:电键闭合后,线圈A插入或拔出、移动滑动变阻器滑片都可以使穿过线圈B的磁通量发生变化,都会使B回路产生感应电动势,回路产生感应电流,电流计指针都会发生偏转,故A、C错误,D正确;线圈A插入线圈B中后,电键闭合和断开的瞬间,穿过线圈B的磁通量都会发生变化,会产生感应电流,电流计指针均会偏转,故B错误。
第四章 第1、2节
[练案1]
基础夯实
一、选择题(单选题)
1.如图所示,套在条形磁铁外的三个线圈,其面积S1>S2=S3,且“3”线圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为Φ1、Φ2、Φ3,则它们的大小关系是( C )
A.Φ1>Φ2>Φ3 B.Φ1>Φ2=Φ3
C.Φ1<Φ2<Φ3 D.Φ1<Φ2=Φ3
解析:所有磁感线都会经过磁体内部,内外磁场方向相反,所以线圈面积越大则抵消的磁场越大,则Φ1<Φ2,线圈3在正中间,此处磁铁外部磁场最弱,即抵消得最少,所以Φ3>Φ2,选C。
2.如图所示,一矩形线框,从abcd位置移到a′b′c′d′位置的过程中,关于穿过线框的磁通量情况,下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)( D )
A.一直增加
B.一直减少
C.先增加后减少
D.先增加,再减少直到零,然后再增加,然后再减少
解析:离导线越近,磁场越强,当线框从左向右靠近导线的过程中,穿过线框的磁通量增大,当线框跨在导线向右运动时,磁通量减小,当导线在线框正中央时,磁通量为零,从该位置向右,磁通量又增大,当线框离开导线向右运动的过程中,磁通量又减小;故ABC错误,D正确。
3.(2019·江苏省南京市溧水中学高二上学期期末)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( D )
解析:A.线框在匀强磁场中运动时,穿过线框的磁感线条数不变,即磁通量不变,没有感应电流产生,故 A错误。B.图示的线框与磁场平行,穿过线框的磁通量为零,而且当线框平动时,磁通量始终为零,没有变化,所以没有感应电流产生,故B错误。C.线框与磁场平行,穿过线框的磁通量为零,当线框向右平动时,磁通量保持为零,没有变化,所以没有感应电流产生,故C错误。D.线框在磁场中转动时,穿过线框的磁通量发生变化,产生感应电流,故D正确。
4.(2019·北京市朝阳区高二上学期期末)下列情况中能产生感应电流的是( D )
A.如图甲所示,导体AB顺着磁感线运动
B.如图乙所示,条形磁铁插入线圈中不动时
C.如图丙所示,小螺线管A置于大螺线管B中不动,开关S一直接通时
D.如图丙所示,小螺线管A置于大螺线管B中不动,开关S一直接通,在移动变阻器滑片的过程中
解析:如图甲所示,导体AB顺着磁感线运动,不切割磁感线,无感应电流,选项 A错误;如图乙所示,条形磁铁插入线圈中不动时,磁通量不变,无感应电流产生,选项B错误;如图丙所示,小螺线管A置于大螺线管B中不动,开关S一直接通时,穿过B的磁通量不变,无感应电流,选项C错误;开关S一直接通,在移动变阻器滑片的过程中,线圈A中的电流变化,穿过线圈B的磁通量变化,会有感应电流产生,选项D正确。
5.(2019·辽宁省本溪市高二上学期期末)如图所示,绕在铁芯上的线圈、电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路。在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A,下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是( A )
A.线圈中通以恒定的电流
B.通电时,使变阻器的滑片P做匀速滑动
C.通电时,使变阻器的滑片P做加速滑动
D.将电键突然断开的瞬间
解析:线圈中通以恒定的电流时,线圈产生稳恒的磁场,穿过铜环A的磁通量不变,没有感应电流产生,故 A正确;通电时,使变阻器的滑片P做匀速滑动或做加速滑动时,变阻器接入电路的电阻变化,回路中电流变化,线圈产生的磁场变化,穿过铜环A的磁通量变化,产生感应电流。将电键突然断开的瞬间,线圈产生的磁场从有到无,穿过铜环A的磁通量减小,产生感应电流,故B、C、D错误。
二、非选择题
6.某学生做观察电磁感应现象的实验,将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路,当它接通、断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其原因是__开关位置接错__。
解析:图中所示开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断。而本实验的内容之一就是用来研究在开关通断瞬间,导致线圈B内磁场变化,进而产生感应电流的情况,但图中的接法却达不到目的。
7.世界上的第一台发电机如图甲所示,乙是其原理图,转动的金属圆盘在两个磁极之间,穿过圆盘的磁通量并没有发生变化,为什么能发出电来?
提示:对圆盘来说,从圆心到边缘可以理解成有无数根辐向分布的导体,每根导体都处在磁场中,当圆盘转动时,每根导体都与负载电阻R构成闭合电路,以其中一根导体为例,所构成的闭合电路里的磁通量发生变化,因此产生感应电流。
能力提升
一、选择题(1~3题为单选题,4~5题为多选题)
1.(2019·江苏无锡模拟)有人根据条形磁铁的磁场分布情况用塑料制作了一个模具,模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合,如图所示。另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上某位置,线圈贴着模具上下移动的过程中,下列说法正确的是(地磁场很弱,可以忽略)( B )
A.线圈切割磁感线,线圈中出现感应电流
B.线圈紧密套在模具上,移动过程中不出现感应电流
C.由于线圈所在处的磁场是不均匀的,故而不能判断线圈中是否有电流产生
D.若线圈平面放置不水平,则移动过程中会产生感应电流
解析:线圈贴着模具上下移动的过程中,由穿过线圈的磁通量不变可知不会产生感应电流,故A、C错误,B正确;线圈平面放置不水平时,在移动过程中穿过线圈的磁通量仍然不变,也不会产生感应电流,故D错误。
2.(2019·山东师范大学附中高二上学期学分认定)在闭合铁芯上绕有一组线圈,线圈与滑动变阻器、电池构成电路,假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内,a、b、c三个闭合金属圆环位置如图所示,当滑动变阻器的滑片左右滑动时,能产生感应电流的圆环是( A )
A.a、b两环 B.b、c两环
C.a、c两环 D.a、b、c三个环
解析:当滑动变阻器的滑片左右滑动时,引起电路中电流变化,从而引起闭合铁芯中的磁通量变化,a、b两圆环中的磁通量必定随之变化,引起感应电流的产生,而c环中有两股铁芯同时穿过,穿入和穿出的磁通量始终相等,合磁通量为零,所以c中不能产生感应电流。故选 A。
3.如图所示,在匀强磁场中的矩形金属轨道上,有等长的两根金属棒ab和cd,它们以相同的速度匀速运动,则( B )
A.断开开关S,ab中有感应电流
B.闭合开关S,ab中有感应电流
C.无论断开还是闭合开关S,ab中都有感应电流
D.无论断开还是闭合开关S,ab中都没有感应电流
解析:两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动,若断开开关S,两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量无变化,则ab中无感应电流,故选项A、C错误;若闭合开关S,两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量发生变化,则ab中有感应电流,故选项B正确,D错误。
4.如图所示,用导线做成的圆形或矩形回路与一直导线构成几种位置组合,哪几种组合中,切断直导线中电流时,闭合回路中会有感应电流产生( BD )
解析:切断直导线中电流时,B、D选项中矩形回路中磁通量减少,会产生感应电流,A、C选项中矩形回路中磁通量始终为零,不会产生感应电流,故选B、D。
5.(2019·西北工业大学附中高三模拟)某学校操场上有如图所示的运动器械:两根长金属链条将一根金属棒ab悬挂在固定的金属架上。静止时ab水平且沿东西方向。已知当地的地磁场方向自南向北斜向下跟竖直方向成45°,现让ab随链条荡起来,跟竖直方向最大偏角为45°,则下列说法正确的是( ABC )
A.当ab棒自南向北经过最低点时,ab中有感应电流
B.当链条与竖直方向成45°时,回路中感应电流为零
C.当ab棒自南向北经过最低点时,ab棒受安培力的作用
D.在ab棒运动过程中,不断有磁场能转化为机械能
解析: A对:由于磁场斜向下跟竖直方向成45°,在最低点ab棒的速度水平向北,ab棒切割磁感线,穿过回路的磁通量发生变化,棒中有感应电流。B对:链条跟竖直方向偏角为45°时,链条的运动速度为0,不切割磁感线,故感应电流为0。C对:ab棒自南向北经过最低点时,棒上有感应电流,电流方向与磁场方向垂直,则ab棒受安培力作用。D错:在ab棒运动过程中,不断有机械能转化为电能。
二、非选择题
6.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示。它们是:
①电流计 ②直流电源 ③带铁芯的线圈A ④线圈B ⑤电键 ⑥滑动变阻器
(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)。
(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生?试举出三种方法。
答案:(1)如图所示
(2)①闭合开关 ②断开开关 ③开关闭合时移动滑动变阻器滑片
解析:(1)使线圈A与电键、直流电源、滑动变阻器串联,线圈B与电流计连成闭合回路;
(2)只要能使穿过线圈B的磁通量发生变化,就可以使线圈B中产生感应电流。
7.如图所示,有一个垂直纸面向里的匀强磁场B=0.8 T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为1 cm。现于纸面内先后放上圆形线圈,圆心均在O处,A线圈半径为1 cm,10匝;D线圈半径为2 cm,1匝;C线圈半径为0.5 cm,1匝;问:
(1)在磁感应强度B减少为0.4 T的过程中,A和D中的磁通量改变了多少?
(2)当磁场转过30°角的过程中,C中的磁通量改变了多少?
答案:(1)1.256×10-4 Wb 1.256×10-4 Wb (2)8.4×10-6 Wb
解析:(1)对A线圈,Φ1=B1πr,Φ2=B2πr。故磁通量改变量:|Φ2-Φ1|=(0.8-0.4)×3.14×(1×10-2)2 Wb=1.256×10-4 Wb。
对D线圈,|Φ2-Φ1|=1.256×10-4 Wb。
(2)对C线圈,Φ1=Bπr,磁场转过30°,线圈面积在垂直磁场方向上的投影为πrcos30°,则Φ2=Bπrcos30°。
故磁通量改变量:|Φ2-Φ1|=Bπr(1-cos30°)=8.4×10-6 Wb
课件50张PPT。第四章电磁感应
〔情 景 切 入〕
有一首童谣这样唱道“有了电真方便,电的用处说不完……”。有了电,电气化的工厂大大减轻了工人的劳动强度和负担。有了电,夜晚变得流光溢彩、五彩斑斓。有了电,人们充分感受到家用电器带来的舒适与方便……可是,你知道是谁首先扣开了电气化时代的大门,让这个世界真正充满“电”的吗?产生电需要什么条件呢?
同学们,关于电的产生,我们还是从神奇的电磁感应现象入手吧!〔知 识 导 航〕
本章以电流、磁场知识为基础,研究了电磁感应的一系列现象,通过实验总结出了产生感应电流的条件和判定感应电流方向的一般规律——楞次定律,给出了确定感应电动势大小的一般规律——法拉第电磁感应定律,讲述了电磁感应的几种特殊现象——互感、自感和涡流。
本章可划分为三部分:
第一部分包括第一节~第三节,是从感应电流认识电磁感应现象。
第二部分包括第四节~第五节,定量描述感应电动势的大小,揭示电磁感应现象的本质。
第三部分包括第六节~第七节,介绍几种具体的电磁感应现象的特点及应用。
本章的重点:法拉第电磁感应定律和楞次定律。
本章的难点:楞次定律的理解和应用。
〔学 法 指 导〕
1.注意物理学的科学研究方法的学习,体会人类探索自然规律的科学态度、科学方法和科学精神。例如电生磁与磁生电的对称思想,用类比的方法理解感应电动势与感生电场,图象法、等效法的应用等。这些方法需要认真地体会和理解,以提高认知的境界。
2.重视对物理现象的深入观察和对物理规律的亲身体验。例如课本的“说一说”“做一做”“电磁感应现象”“电磁感应定律的应用”“互感和自感”等,经过深入观察和亲身体验后,物理知识不仅容易领悟而且印象深刻。
3.楞次定律和法拉第电磁感应定律是解决电磁感应问题的重要依据,学习过程中必须深入理解和熟练掌握。由于电磁感应的实际问题与磁场、直流电路、力学规律、能量等知识联系紧密,因而在学习中应认真复习前面所学的物理知识,培养综合应用这些知识分析解决实际问题的能力。第一节 划时代的发现
第二节 探究感应电流的产生条件素养目标定位素养思维脉络课前预习反馈1.“电生磁”的发现
1820年 ,丹麦物理学家__________发现了电流的磁效应。
2.“磁生电”的发现
1831年,英国物理学家__________发现了电磁感应现象。知识点 1划时代的发现奥斯特 法拉第 变化和运动 电流 磁场 运动 运动 导体 4.电磁感应
法拉第把他发现的磁生电的现象叫电磁感应,产生的电流叫___________。
5.发现电磁感应现象的意义
(1)使人们对电与磁内在联系的认识更加完善,宣告了__________作为一门统一学科的诞生。
(2)使人们找到了磁生电的条件,开辟了人类的电气化时代。感应电流 电磁学 1.导体棒在磁场中运动是否产生电流
如图所示,将可移动导体AB放置在磁场中,并和电流表组成闭合回路。实验过程及现象如下:知识点 2探究感应电流的产生条件无 有 变化 不变 2.磁铁在螺线管中运动是否产生电流
如图所示,将螺线管与电流表组成闭合回路,把条形磁铁插入或拔出螺线管。实验现象如下:无 有 无 变化 不变 3.模拟法拉第的实验
如图所示,线圈A通过变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端连到电流表上,把线圈A装在线圈B的里面。实验现象如下:4.归纳结论
只要穿过闭合电路的__________________,闭合电路中就有感应电流。 有 有 磁通量发生变化 变化 不变 『判一判』
(1)磁通量既有大小,又有方向,故其为矢量。 ( )
(2)闭合回路在磁场中运动时一定能产生感应电流。 ( )
(3)只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生。 ( )
(4)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。 ( )
(5)磁通量的大小和线圈的匝数有关。 ( )
(6)穿过闭合电路的磁通量发生变化就能产生感应电流。 ( )思考辨析 ×
×
×
×
×
√ 『选一选』
(2019·浙江省诸暨市牌头中学高二上学期检测)法拉第“磁生电”这一伟大的发现引领人类进入了电气时代。下列实验现象,属于研究电磁感应现象的是 ( )B
解析:选项 A是用来探究影响安培力的大小因素的实验。选项B是研究电磁感应现象的实验,观察导体棒在磁场中做切割磁感线运动时电流表是否会产生感应电流。选项C是用来探究安培力的方向与哪些因素有关的实验。选项D是奥斯特实验,证明通电导线周围存在磁场。
『想一想』
在学校的操场上,把一条大约10 m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上,形成闭合电路,两个同学迅速摇动这条电线(如图所示),可以发电吗?简述你的理由。
你认为这两个同学沿哪个方向站立时,发电的可能性比较大?试一试。
解析:我们知道,闭合电路的部分导体切割磁感线时,闭合电路中有感应电流产生,摇绳发电的实质是,闭合电路的部分导体切割地磁场的磁感线,故绳运动方向与地磁场平行时无感应电流,而运动方向与地磁场垂直时,产生的感应电流最大,地磁场是南北方向的,故摇绳的两位同学沿东西方向站立时,发电的可能性最大。
课内互动探究探究一 对磁通量及磁通量变化的理解如图所示,一根条形磁铁穿过一个弹性线圈,将线圈面积拉大,放手后穿过线圈的磁通量如何变化?
提示:放手后线圈的面积将减小,由条形磁铁磁感线分布特点可知,当弹簧线圈面积减小时,磁铁外部的磁通量减少,磁铁内部的磁通量未变,故穿过线圈的合磁通量增加。11.对磁通量的理解
(1)磁通量是标量,但是有正负。磁通量的正负不代表大小,只表示磁感线是怎样穿过平面的。即若以向里穿过某面的磁通量为正,则向外穿过这个面的磁通量为负。
(2)若穿过某一面的磁感线既有穿出,又有穿进,则穿过该面的合磁通量为净磁感线的条数。
2.匀强磁场中磁通量的计算
(1)B与S垂直时:Φ=BS,B指匀强磁场的磁感应强度,S为线圈的面积。
(3)线圈为多匝时,磁通量计算不受影响,因为穿过线圈的磁感线的条数不受线圈匝数影响。(2)B与S不垂直时:Φ=BS⊥,S⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面积,在应用时可将S投影到与B垂直的方向上或者S不动,将B分解为垂直于S和平行于S的两个分量,则Φ=B⊥S,如图所示Φ=BSsinθ。3.磁通量的变化
计算磁通量的变化量时,首先要明确引起磁通量变化的原因,然后再进行计算,通常有以下几种情况: 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,线圈平面与竖直方向成θ角,将abcd绕ad轴转180°角,则穿过线圈平面的磁通量变化的大小为 ( )
A.0
B.2BS
C.2BScosθ
D.2BSsinθC 例 1
解题指导:线圈转动过程中磁通量的变化量的求解,需特别注意初末状态磁感线是否从同一个面进入,必要时,可借助于书或铅笔盒等,来直观观察磁感线从哪个面进,从哪个面出。
解析:开始时穿过线圈平面的磁通量为Φ1=BScosθ,后来穿过线圈平面的磁通量为Φ2=-BScosθ,则磁通量变化的大小为ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BScosθ。
〔对点训练1〕
(2019·山东济南中学高二月考)如图所示,面积为S、始终与纸面垂直的圆环,与轻杆的一端相连,轻杆另一端绕垂直于纸面的轴O转动,当转到A、C、D三位置时(处于C、D两位置时的轻杆在同一直线上,处于A、C两位置时的轻杆与竖直方向的夹角均为α),关于穿过圆环的磁通量,正确的是 ( )
A.ΦA=ΦC=ΦD=BS
B.ΦA=ΦC=ΦD=BScosα
C.ΦA=ΦC=BScosα,ΦD=-BScosα
D.ΦA=ΦD=BSsinα,ΦC=-BSsinαC 解析:由题图可知,圆环分别处于A、C、D三个位置时,投影到垂直于磁场方向上的面积均为Scosα,磁感线穿过处于A、C位置的圆环时,方向是相同的,磁感线穿过处于D位置的圆环时,与其穿过处于A、C位置的圆环时方向相反,则ΦD与ΦA的符号相反,故选项C正确。探究二 感应电流的产生条件1825年,瑞士物理学家德拉里夫的助手科拉顿将一个螺线管与电流计相连。为了避免强磁性磁铁影响,他把电流计放在另外一个房间,用长导线把“电流表”和螺线管连接起来。当他把磁铁投入螺线管中后,立即跑到另一个房间去观察(如图)。他在两个房间跑来跑去,没有观察到电流表指针摆动。电路中有没有产生感应电流呢?
2提示:科拉顿把磁铁投入螺线管的瞬间,回路中产生感应电流,磁铁静止后感应电流消失,所以当他跑到另一房间时,电流表指针早已停止了摆动。故科拉顿观察不到电流计指针的偏转。1.产生感应电流的条件
穿过闭合电路的磁通量发生变化。
不论什么情况, 只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件,就必然产生感应电流;反之,只要产生了感应电流,那么电路一定是闭合的,穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。
2.判断感应电流有无的方法
(1)明确电路是否是闭合电路。
(2)判断穿过回路的磁通量是否发生变化。 如图所示, A中线圈有一小缺口,条形磁铁匀速穿过线圈;B中匀强磁场区域足够大,v1>v2;C中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方;D中闭合线圈在无限大匀强磁场中加速运动。其中能产生感应电流的是 ( )B 例 2
解题指导:判断电路中是否产生感应电流,关键要分析穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。对于C图中就必须要弄清楚通电直导线的磁感线分布情况,而对于立体图,往往还需要将立体图转换为平面图,如转化为俯视图、侧视图等。
解析:图A中线圈没闭合,无感应电流;图B中闭合电路中的磁通量增大,有感应电流;图C中的导线在圆环直径的正上方,不论电流如何变化,穿过线圈的磁感线都相互抵消,磁通量恒为零,也无电流;图D中回路磁通量恒定,无感应电流。故本题只有选项B正确。〔对点训练2〕
(2019·湖南济阳第一中学、醴陵第一中学高二上学期期末)法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。如图,他把两个线圈绕在同一个软铁环上,线圈A和电池连接,线圈B用长直导线连通,直长导线正下方平行于导线放置一个小磁针。实验中可能观察到的现象是 ( )
A.只要A线圈中电流足够强,小磁针就会发生偏转
B.A线圈闭合开关电流稳定后,线圈B匝数较少时小磁针不偏转,匝数足够多时小磁针偏转
C.线圈A和电池接通瞬间,小磁针会偏转
D.线圈A和电池断开瞬间,小磁针不会偏转C
解析:小磁针会不会偏转取决于B线圈中没有电流,而B中有没有电流取决于B线圈中的磁通量是否发生变化,当A线圈中电流足够强,但不变化时,B中无感应电流,磁针不会发生偏转,A错;当A线圈闭合开关电流稳定后,穿过线圈B的磁通量不发生变化,所以小磁针也不会发生偏转,故B错;当线圈A和电池接通或断开的瞬间,穿过线圈B的磁通量发生变化,所以B中有感应电流,则小磁针会偏转,故C对D错。核心素养提升1.导体切割磁感线,不是在导体中产生感应电流的充要条件,归根结底还得要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。
2.在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时,应该注意:
(1)导体是否将磁感线“割断”,如果没“割断”,就不能说切割。如下图所示,(a)、(b)两图中,导体是真“切割”,而(c)图中,导体没有切割磁感线。 对导体切割磁感线的理解及注意的问题(2)即使导体真“切割”了磁感线,也不能保证就能产生感应电流。如图所示,对于图甲,尽管导体“切割”了磁感线(匀强磁场),但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化,没有感应电流;对于图乙,导体框的一部分导体“切割”了磁感线,穿过线框的磁感线条数越来越少,线框中有感应电流;对于图丙,闭合导体在非匀强磁场中运动,切割了磁感线,穿过线框的磁感线条数减少,线框中有感应电流。(3)即使是闭合回路的部分导体做切割磁感线的运动,也不能保证一定存在感应电流。
如图所示,线框abcd的一部分在匀强磁场中上下平动,尽管是部分切割,但穿过闭合回路的磁通量没有变化,所以在线框中没有感应电流。 (多选)闭合线圈以如图所示的方式在磁场中运动,则在闭合线圈中产生感应电流的是 ( )AB 案 例解析: A图中,图示状态Φ=0,转到90°过程中Φ增大,因此磁通量发生变化,能产生感应电流;B图中离直导线越远磁场越弱,磁感线越稀,所以当线圈远离导线时,线圈中磁通量不断变小,能产生感应电流;C图中一定要把条形磁铁周围的磁感线空间分布图弄清楚,在图示位置,线圈中的磁通量为零,在向下移动过程中,线圈的磁通量一直为零,磁通量不变,故不能产生感应电流;D图中,随着线圈的转动,B与S都不变,B又垂直于S,所以Φ=BS始终不变,故不能产生感应电流。故正确答案为A、B。课堂基础达标课后课时作业