第十三章 第三节
请同学们认真完成
[练案21]
一、选择题(本题共7小题，每题7分，共49分)
1．关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是( D )
A．闭合电路的导体在磁场中运动，闭合电路中就一定有感应电流产生
B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中一定有感应电流产生
C．穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中一定没有感应电流产生
D．只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生
解析：产生感应电流的条件有两个：①闭合电路；②穿过闭合电路的磁通量发生了变化。故D项正确。
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．(2020·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、滑动变阻器和开关组成闭合回路。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．将开关突然断开的瞬间
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。将开关突然断开的瞬间，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。
4．某学生做观察电磁感应现象的实验，将电流计、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。当他接通、断开开关时，电流计的指针都没有偏转，其原因是( A )
A．开关位置接错
B．电流计的正、负接线柱接反
C．线圈B的接头3、4接反
D．蓄电池的正、负极接反
解析：题图中开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断，而本实验的目的是研究在开关通断的瞬间，线圈B中磁通量变化从而在B中产生感应电流，但题图的接法达不到实验目的。开关应接在线圈A所在的电路中。
5.
(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。
6．(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 )
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。
7．(2020·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：开关闭合后，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，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，会产生感应电流，电流计指针均会偏转，故B错误。
二、非选择题
8．(11分)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。
一、选择题(本题共3小题，每题8分，共24分)
1．(2020·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。
2．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，相当于两电源并联，故选项B正确，D错误。
3.
(多选)(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，回路中有感应电流
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，回路中有感应电流。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
4．(16分)(2020·上海中学东校高二下学期期中)在研究电磁感应现象的实验中
(1)为了能明显地观察到感应电流，请在图中用实线代替导线，补充完成实验电路；
(2)电路正确连接，闭合开关后，请写出一种能产生感应电流的做法__断开开关__；
(3)某同学猜想产生感应电流的条件是线圈在磁场中产生相对运动，请判断这一说法是否正确并简述进一步的设计方案：__不正确__，__使线圈全部处于磁场中，进行相对运动，不会产生感应电流__。
答案：
解析：(1)将电源、开关、变阻器(上、下各连一个接线柱)、小螺线管A串联成一个回路，再将电流计与大螺线管B串联成另一个回路，电路图见答案。
(2)能产生感应电流的做法有：断开开关，或将原线圈从副线圈中移出，或移动滑动变阻器滑片。
(3)感应电流的产生条件是线圈在磁场中产生相对运动这一说法不正确，因为线圈在磁场中产生相对运动时有可能穿过线圈的磁通量不变。
设计方案：使线圈全部处于匀强磁场中，进行相对运动，如图所示，不会产生感应电流。(共33张PPT)
第十三章
电磁感应与电磁波初步
3．电磁感应现象及应用
目标体系构建
课前预习反馈
课内互动探究
核心素养提升
课堂达标检测
夯基提能作业
目标体系构建
【学习目标】
1．了解电磁感应现象的发现历程。
2．理解感应电流的产生条件，会判断回路中是否有感应电流。
3．了解电磁感应现象的应用。
【思维脉络】
课前预习反馈
划时代的发现
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．法拉第的探索：法拉第提出了“由磁产生电”的设想，并为此进行了长达10年的探索，从中领悟到，“磁生电”是一种在变化、________的过程中才能出现的效应。
3．电磁感应：“__________”的现象。
4．感应电流：____________现象中产生的电流。
知识点
1
奥斯特
运动
磁生电
电磁感应
产生感应电流的条件
1．实验装置
知识点
2
2．探究记录
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
______
开关闭合时，滑动变阻器不变
______
开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片
______
3.探究结果
当穿过闭合导体回路的__________发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。
有
无
有
磁通量
电磁感应现象的应用
1．__________是根据电磁感应原理制造的，它开辟了人类社会的电气化时代。
2．生产、生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据____________制造的。
知识点
3
发电机
电磁感应
『判一判』
(1)只有很强的磁场才能产生感应电流。(
)
(2)法拉第发现电磁感应现象是只有在变化、运动的过程中才出现的现象。(
)
(3)奥斯特首先发现了电磁感应现象。(
)
(4)有电流就可以产生磁场。(
)
(5)有磁场就可以产生电流。(
)
(6)穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中就一定产生感应电流。(
)
预习自测
×
√
×
√
×
√
『选一选』
(2019·郑州一中高二检测)(多选)如图所示情形线圈或线框中有感应电流产生的是(两磁极附近区域视为匀场强)(
)
解析：A、D图中所示情形闭合回路的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流；B、C图中穿过线框的磁通量没有变化，
不能产生感应电流。故选AD。
AD
『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
感应电流的产生条件
探究
情境导入
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．常见的产生感应电流的三种情况：
要点提炼
B
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(
)
典例剖析
典例
思路引导：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
(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线圈中有没有电流，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
导体切割磁感线产生感应电流应注意的几个问题
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。
(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。
如图丁所示，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。
案
例
C
课堂达标检测
夯基提能作业第十三章 第三节
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．(2020·山东省潍坊二中高二上学期期末)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。
3．(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。
