第二章 第一节
1．(多选)关于磁通量的概念，下列说法正确的是( )
A．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大
B．穿过线圈的磁通量为零，该处的磁感应强度不一定为零
C．磁感应强度越大、线圈面积越大，则磁通量越大
D．穿过线圈的磁通量大小可以用穿过线圈的磁感线条数来衡量
【答案】BD
【解析】穿过某一线圈的磁通量大小，与磁场强弱、线圈面积大小以及线圈平面与磁场的夹角有关．当两者垂直时有Φ＝BS，平行时Φ＝0.故只有B、D正确．
2．(多选)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，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流
D．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流
【答案】CD
【解析】满足闭合电路，但是磁通量没有变化，没有感应电流，故A错误；满足磁通量变化，但是没有满足闭合电路这个条件，故B错误；线框不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流，故C正确；闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，闭合电路中的磁通量变化，有感应电流，故D正确．
3．(2019年武威校级月考)如图所示，直导线MN竖直放置并通以向上的电流I，矩形金属线框abcd与MN在同一平面，ab边与MN平行，则( )
A．线框向左平移时，线框中有感应电流
B．线框竖直向上平移时，线框中有感应电流
C．线框以MN为轴转动时，线框中有感应电流
D．MN中电流突然变化时，线框中无感应电流
【答案】A
【解析】由于导线中有恒定的电流I，距导线越远的地方磁场越弱，则穿过线框的磁通量越小，故当线框向左平移时，由于靠近导线，穿过线框的磁通量增大，线框中将产生感应电流，A正确；当线框竖直向上平移时，由于线框与导线的距离没有发生变化，故穿过线框的磁通量没有发生变化，线框中不会产生感应电流，B错误；线框以MN为轴转动时，由于线框与导线的距离没有发生变化，则线框中磁通量也没有随之变化，故没有感应电流产生，C错误；当MN中电流变化时，由电流产生的磁场随之发生变化，所以穿过线框的磁通量发生变化，线框中产生感应电流，D错误．
4．(多选)如图所示有一边长为L的正方形线框abcd，从某高度自由下落，在其下方有一个宽度大于L的匀强磁场，下列过程中产生感应电流的是( )
A．线框进入磁场的过程
B．线框全部进入磁场到开始出磁场的过程
C．线框出磁场的过程
D．运动的整个过程
【答案】AC
【解析】线框进入和离开磁场的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流，而线框全部进入磁场之后，磁通量不再变化，无感应电流产生，所以A、C正确．
5．(2019年深圳学业水平模拟)面积为S的矩形导线框，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，如图所示，则穿过导线框所围面积的磁通量为( )
A． B．
C．BS D．0
【答案】D
【解析】由题图线框平面与磁场方向平行，没有磁感线穿过线圈平面，则穿过导线框所围面积的磁通量为0.故选D．
6．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有一闭合导体环，环面与磁场方向垂直，当导体环在磁场中完成下述运动时，可能产生感应电流的是( )
A．导体环保持水平方位在磁场中向上或向下运动
B．导体环保持水平方位向左或向右加速平动
C．导体环绕垂直环面、通过环心的轴转动
D．导体环以一条直径为轴，在磁场中转动
【答案】D
【解析】A、B、C选项中，通过线圈平面的磁通量均未发生变化，故未产生感应电流．
7．(2019年清远学业水平模拟)下列图示中，正方形闭合线圈始终在匀强磁场中运动，线圈中能产生感应电流的是( )
A B C D
【答案】D
【解析】A中线圈磁通量始终为零，B、C中线圈磁通量始终不变，都不能产生感应电流，D中线圈磁通量变化，能产生感应电流．
8．(多选)(2019年中山学业模拟)如图是观察电磁感应现象的实验装置．闭合开关，要使灵敏电流计指针发生偏转，可采取的措施有( )
A．将线圈M快速插入线圈N中
B．将线圈M快速从线圈N中抽出
C．快速移动滑动变阻器的滑片
D．将线圈M静置于线圈N中
【答案】ABC
【解析】A、B、C所描述的措施都能产生感应电流，D所描述的措施不能产生感应电流．
9．在地球赤道上空，从飞机上投下一个巨大的闭合铜线圈，线圈平面朝向地球北极，这个线圈中会产生感应电流吗？请解释原因．
【答案】会产生感应电流．在地球赤道上空，线圈平面朝向地球北极下落时，穿过线圈的磁通量不断增大，因此线圈中会产生感应电流．
10．如图所示，在水平金属圆环的上方有一与环直径平行且在同一竖直面内的直导线．当直导线中电流不断增大时，试分析金属环中是否有感应电流产生．
【答案】金属环中没有感应电流．
【解析】通电直导线产生的磁场是以导线为中心的同心圆，直导线恰和金属环的直径平行，所以直导线产生的磁场的磁感线两边对称、有进有出，相当于没有磁感线穿过，磁通量始终为零．
课件27张PPT。第一节 电磁感应现象的发现1．知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件．
2．了解法拉第对电磁感应现象的研究过程．
3．了解发现电磁感应现象的重要意义．一、法拉第与电磁感应现象
1．电磁感应现象：只要穿过闭合回路的__________发生变化，闭合回路中就有电流产生，这种现象就是____________ .
2．感应电流：在电磁感应现象中产生的电流就是____________．
3．产生感应电流的条件：
(1)电路必须是__________；
(2)闭合回路的________要发生变化．磁通量电磁感应现象感应电流闭合的磁通量二、感应电动势
1．电动势：描述电源将其他形式的能转化为电能________的物理量为电源的电动势．
2．每个电源均有一个电动势，一节普通一号电池的电动势为______．
3．在电磁感应现象中产生的电源电动势叫____________________．本领1.5 V感应电动势1．初、高中学习的产生感应电流的条件本质是否相同
在初中学习的产生感应电流的条件是闭合回路的部分导体做切割磁感线运动．由于闭合回路的部分导体做切割磁感线运动引起了回路面积的变化，进而改变穿过回路的磁通量产生感应电流，其本质与高中学习的产生感应电流的条件是相同的．2．穿过闭合回路的磁通量很大，是否一定发生电磁感应现象
产生电磁感应现象的条件，归根结底，是穿过闭合电路的磁通量发生变化．关键在“变化”两字上，这是指穿过闭合电路的磁通量从无变有、从有变无、从小变大、从大变小等等．例如闭合线圈从与磁感线平行的位置转到与磁感线垂直的位置；磁铁与闭合电路间的相对运动；产生磁通量的电路中的电源开关的接通与断开、调节电流大小的滑动变阻器滑片的滑动等．3．电能是从哪里来的
能量守恒是自然界最基本的规律，但在产生感应电流的过程中，磁铁、线圈都没有减少什么，那么电能是怎么来的呢？原来，在任何电磁感应现象中，要使穿过回路的磁通量发生不断的变化，都必须有外力对磁体或导体做功，也就是说要消耗其他能量．所以电能是由其他能量转化来的．产生感应电流的条件 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．导体做切割磁感线的运动，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解析 产生感应电流有两个必要条件：一是闭合电路，二是回路中磁通量发生变化，二者缺一不可．导体相对磁场运动或导体做切割磁感线运动时，不一定组成闭合电路，故A、B错误．
即使是闭合回路做切割磁感线运动，回路中磁通量也不一定发生变化，如右图所示，闭合导体虽然切割磁感线，但回路中磁通量始终未变，故无感应电流产生，C错误．
答案 D 如图2－1－1所示，正方形导线框放在匀强磁场区内，磁场垂直于线框平面，在下列情况下，能否产生感应电流？请说明理由．
(1)将线框由正方形拉成圆形的过程中．
(2)将线框水平向右拉出磁场区．
(3)线框绕cd边旋转．磁通量变化与否的分析图2－1－1 解析 (1)将线框由正方形拉成圆形，面积增大，闭合回路中磁通量增大，所以有感应电流产生．
(2)应分两个过程分析：当线框在磁区中运动时，磁通量不变，无感应电流产生；在线框离开磁区的过程中，磁通量减少，有感应电流产生．
(3)当线框以cd边为轴旋转时，穿过线框的磁通量发生变化，有感应电流产生．
答案 见解析 如图2－1－2所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况中线圈不会产生感应电流的是( )
A．导线中电流变大
B．线框向右平动
C．线框向下平动
D．线框以ab边为轴转动线框在非匀强磁场中的运动图2－1－2 解析 分析是否产生感应电流，关键是分析穿过闭合线框的磁通量是否变化，而分析磁通量是否有变化，关键就是分清磁感线的分布，亦即分清磁感线的疏密变化和磁感线方向的变化．甲 乙 对A选项，因I增大而引起导线周围的磁场增强，使线框的磁通量增大，故A会．
对B选项，因离开直导线方向越远，磁感线分布越疏(如图乙)，因此线框向右平动时，穿过线框的磁通量变小，故B会．
对C选项，由图甲可知线框向下平动时穿过线框的磁通量不变，故C不会．
对D选项，可用一些特殊位置来分析，当线框在图甲位置时，穿过线框的磁通量最大，当线框转过90°时，穿过线框的磁通量为零，因此可以判定线框以ab轴运动时磁通量一定变化，故D会．
答案 C 如图2－1－3所示，两个线圈分别绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接灵敏电流表，下列哪种情况不可能使线圈B中产生感应电流( )
A．将开关S接通或断开的瞬间
B．开关S接通一段时间之后
C．开关S接通后，改变变阻器滑动头的位置时
D．拿走铁环，再做这个实验，开关S接通或断开的瞬间通过电流的变化产生感应电流图2－1－3 解析 本题的实验方法就是当年法拉第的实验原理装置，根据法拉第对产生感应电流的概括，A、C、D选项符合变化的电流(变化的磁场)产生感应电流的现象．而开关S接通一段时间之后，A线圈中是恒定电流，不符合“磁生电”是一种在变化、运动过程才能出现的效应，故不能使B线圈中产生感应电流．
答案 B安培与电磁感应的发现擦肩而过
法国物理学家安培一生有很多重大的科学发现，电磁学中不少公式和定律都以安培的名字命名，但是他却因为对实验结果分析的失误，失去了电磁感应现象发现者的桂冠．为什么几乎已经发现了电磁感应的安培得不到这一殊荣呢？这就要从安培的类似实验研究谈起.1822年，安培在日内瓦重做了1821年7月做过的一个实验，当时的实验是设计了一个固定在支架上的线圈，它由很多匝绝缘导线绕成，线圈的引线与伏打电堆相连，再找一个很细的铜条弯成铜环，用一根穿过线圈的细线把铜环悬挂，使铜环正好同心地悬挂在线圈里面，如上图所示． 在1821年的实验中，安培是将线圈与电池接通，再把一根磁棒移向铜环．在实验中他没有观察到磁效应．而在1822年的实验中，他改用一个马蹄形强磁体代替了磁棒，按照安培说法：“在电流通过螺旋线圈以前，铜环和磁体之间没有相互作用．”这意味着在电流接通之前，磁体已经放在铜环附近了．在实验中，安培和他的助手清楚地观察到由于感应引起的吸引和排斥使铜环发生偏转，但他们都没有指出铜环中电流的瞬时性．从实际情形推测，安培无意中制成了一个阻尼冲击电流计，所以铜环的偏转是很明显的，而且能够持续一段时间．但当时的安培并不清楚这一实验现象可以用来说明什么，他的助手也只报告说：“这个重要的实验表明，有些物质，虽然不能像铁、钢那样被电流永久地磁化，但是当它们受到这种影响时，至少能被暂时地磁化．”这段分析表明助手只认为铜环可以被通电线圈暂时磁化．而安培似乎还更向前深入了一步，他说：“如果不承认铜环中存在着可以形成运动电流的少量铁的话，这个实验就无疑地证明了感应能够产生电流．”遗憾的是，安培没有意识到这个实验更加重要的科学意义，他错误地认为“感应能够产生电流这一事实，尽管它本身是很有趣的，但它与电动力作用的总体理论是无关的．”(其意思是铜环偏转与“电流感应”无关——编者)
1822年夏天，安培的实验完成不久，法拉第便得知了．但由于寄给法拉第的实验论文插图中的铜环酷似圆盘，且文字表述含糊不清，而使法拉第把铜圆环误作铜盘．由于圆盘的转动惯量太大，法拉第最初并没有观察到安培所看到的效应，有关电磁感应的研究也因此步入迷途，多走了许多弯路．即便如此，和安培不同，法拉第也没有在探索电磁感应上停步不前．他曾把磁铁放在接有检流计的线圈内，结果没有发现检流计指针的偏转.1825年11月28日法拉第还专门做了下面几个实验：
实验1：把两根导线互相缠绕着，先把其中的一根两头接到电池上通电，再把另一根导线的两头接到电流计上．没有观察到任何现象．
实验2：两根4 m长的导线平行放置，用两张厚纸将它们隔开．把其中一根接电池通电，另一根与电流计相连．电流计指针未动．实验3：将空心螺线管接到电池上，把另一根直导线引进螺线管，直导线接电流计，没有任何效应．
实验4：将3中的实验的连接方式更换，即直导线接电池，螺线管接电流计，仍无任何效应．然而，因受到当时公认的电流必然是恒定的观念束缚，法拉第始终没有看到“由磁生电”的现象．以后由于种种原因，他暂时放下了自己的电磁研究工作，直至1831年8月29日，法拉第才第一次在实验中观察到电磁感应现象．紧接着，在同年9月24日，10月17日，10月1日和18日，10月28日他又分别做了许多其他类型感应现象的实验，通过广泛的实验和精心的思索，法拉第终于解开了电磁感应现象的自然奥秘，为人类文明做出了杰出的贡献．对比法拉第和安培的工作，我们不妨引用一句名言来结束本文：
“在观察的领域中，机遇只偏爱那种有准备的头脑．”
——巴斯德
