PAGEPAGE6劃時代的發覺探究感應電流的產生條件一、單項選擇題1．關于產生感應電流的條件，以下說法中正確的是(D)A．閉合電路在磁場中運動，閉合電路中就肯定有感應電流產生B．閉合電路在磁場中做切割磁感線運動，閉合電路中肯定有感應電流產生C．穿過閉合電路的磁通量為零的瞬間，閉合電路中肯定沒有感應電流產生D．只要穿過閉合導體回路的磁通量發生改變，閉合導體回路中就有感應電流產生解析：產生感應電流的條件有兩個：(1)閉合電路；(2)穿過閉合電路的磁通量發生了改變．故D項正確．2．如圖所示，導線ab和cd相互平行，則下列四種狀況下導線cd中無電流的是(D)A．開關S閉合或斷開的瞬間B．開關S是閉合的，但滑動觸頭向左滑C．開關S是閉合的，但滑動觸動向右滑D．開關S始終閉合，不滑動觸頭解析：假如導線cd中無電流產生，則說明通過ab中的電流沒有發生改變，明顯不是開關S閉合或斷開的瞬間；若是開關S閉合，不管滑動觸頭右移還是左移，ab中的電流都會發生改變，那么cd中都會有感應電流．經以上分析，可知只有D選項正確．3．如圖所示，在勻強磁場中的U形導軌上，有兩根等長的平行導線ab和cd，以相同的速度v勻速向右滑動．為使ab中有感應電流產生，對開關S來說(D)A．斷開和閉合都可以B．應斷開C．斷開和閉合都不行D．應閉合解析：ab、cd桿以相同的速度同向運動，相對靜止，即abcd閉合回路的面積不變，磁通量不變，只有當開關閉合后，構成abNM閉合回路的磁通量發生改變，ab中才能產生感應電流．故A、B、C錯，D正確．4．利用所學物理學問，可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相關問題．IC卡內部有一個由電感線圈L和電容C構成的LC振蕩電路．公交車上的讀卡機(刷卡時“嘀”的響一聲的機器)向外放射某一特定頻率的電磁波．刷卡時，IC卡內的線圈L中產生感應電流，給電容C充電，達到肯定的電壓后，驅動卡內芯片進行數據處理和傳輸．下列說法正確的是(B)A．IC卡工作所須要的能量來源于卡內的電池B．僅當讀卡機放射該特定頻率的電磁波時，IC卡才能有效工作C．若讀卡機放射的電磁波偏離該特定頻率，則線圈L中不會產生感應電流D．IC卡只能接收讀卡機放射的電磁波，而不能向讀卡機傳輸自身的數據信息解析：刷卡時線圈L產生感應電流，為電容C充電，因此IC卡不用電池，A錯；僅當讀卡機向外放射某一特定頻率的電磁波時，才能使電容C達到肯定電壓，IC卡才能有效工作，B正確；當讀卡機放射的電磁波的頻率偏離特定頻率，線圈中也會產生感應電流，只是不能使電容C達到肯定的電壓，只有當電容C達到肯定電壓后，才能驅動卡內芯片進行數據處理和傳輸，C、D錯誤．5.如圖所示，一有限范圍的勻強磁場，寬度為d，將一邊長為l的正方形導線框以速度為v勻速地通過磁場區域，若d>l，則線圈中不產生感應電流的時間應等于(C)A.eq\f(d,v) B.eq\f(l,v)C.eq\f(d－l,v) D.eq\f(d－2l,v)解析：當線圈剛剛完全進入磁場時至線圈剛剛出磁場時，通過線圈的磁通量不發生改變，線圈中不會產生感應電流．二、多項選擇題6．如圖所示，用導線做成的圓形回路與始終導線構成幾種位置組合，哪些組合中，切斷直導線中的電流時，閉合回路中會有感應電流產生(圖A、B、C中直導線都與圓形線圈在同一平面內，O點為線圈的圓心，圖D中直導線與圓形線圈垂直，并與中心軸重合)(BC)解析：對圖A而言，因為通電直導線位于環形導線所在平面內，且與直徑重合，因此穿過圓環的磁通量為零，所以當切斷導線中的電流時，磁通量在整個改變過程中必為零，所以閉合回路中不會有感應電流產生；對圖B而言，因為磁通量為大小兩個部分磁感線條數之差，當切斷直導線中的電流時，磁通量為零，即此過程中磁通量有改變，故閉合回路中會有感應電流產生；同理分析可得圖C中也有感應電流產生；對圖D而言，因為環形導線與直導線產生的磁場的磁感線平行，故磁通量為零．當切斷直導線中的電流時，磁通量在整個改變過程中皆為零，所以閉合回路中不會有感應電流產生，所以當切斷直導線中的電流時，能產生感應電流的有B、C兩種狀況．7．如圖所示，A、B兩回路中各有一開關S1、S2，且回路A中接有電源，回路B中接有靈敏電流計，下列操作及相應的結果可能的是(AD)A．先閉合S2，后閉合S1的瞬間，電流計指針偏轉B．S1、S2閉合后，在斷開S2的瞬間，電流計指針偏轉C．先閉合S1，后閉合S2的瞬間，電流計指針偏轉D．S1、S2閉合后，在斷開S1的瞬間，電流計指針偏轉解析：回路A中有電源，當S1閉合后，回路中有電流，在回路的四周產生磁場，回路B中有磁通量，在S1閉合或斷開的瞬間，回路A中的電流從無到有或從有到無，電流四周的磁場發生改變，從而使穿過回路B的磁通量發生改變，產生感應電動勢，此時若S2是閉合的，則回路B中有感應電流，電流計指針偏轉．所以選項A、D正確．8．1823年，科拉頓做了這樣一個試驗，他將一個磁鐵插入連有靈敏電流計的螺旋線圈，來視察在線圈中是否有電流產生．在試驗時，科拉頓為了解除磁鐵移動時對靈敏電流計的影響，他通過很長的導線把連在螺旋線圈上的靈敏電流計放到另一間房里．他想，反正產生的電流應當是“穩定”的(當時科學界都認為利用磁場產生的電流應當是“穩定”的)，插入磁鐵后，假如有電流，跑到另一間房里視察也來得及．就這樣，科拉頓起先了試驗．然而，無論他跑得多快，他看到的電流計指針都是指在“0”刻度的位置，科拉頓失敗了．以下關于科拉頓試驗的說法中正確的是(BCD)A．試驗中根本沒有感應電流產生B．試驗中有感應電流產生C．科拉頓的試驗裝置是完全正確的D．科拉頓試驗沒有視察到感應電流是因為在插入磁鐵的過程中會有感應電流產生，但當跑到另一間房視察時，電磁感應過程已經結束，不會看到電流計指針的偏轉解析：感應電流是在磁通量改變的過程中產生的，這種改變一旦停止，感應電流也就不存在了．三、非選擇題9．面積為S的矩形線框abcd處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與線框面成θ角(如圖)，當線框以ab為軸順時針轉90°時，穿過abcd面的磁通量的改變量是多少？答案：BS(cosθ＋sinθ)解析：起先時磁場與線框面成θ角，磁通量為Φ1＝BSsinθ；線框面按題意方向轉動時，磁通量削減，當轉90°時，磁通量變為“負”值，Φ2＝－BScosθ.可見，磁通量的改變量為ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|－BScosθ－BSsinθ|＝BS(cosθ＋sinθ)．10．一個單匝矩形線圈abcd，邊長ab＝30cm，bc＝20cm，如圖所示放在O－xyz直角坐標系內，線圈平面垂直于Oxy平面，與Ox軸和Oy軸的夾角分別為α＝30°和β＝60°，勻強磁場的磁感應強度B＝10－2T．試計算：當磁場方向分別沿Ox，Oy，Oz方向時，穿過線圈的磁通量各為多少？答案：Φx＝3×10－4WbΦy＝3eq\r(3)×10－4WbΦz＝0解析：勻強磁場中穿過垂直于磁場方向、面積為S的平面的磁通量為Φ＝BS，題中磁場沿Ox，Oy，Oz方向時，找出矩形線圈在垂直于磁場方向上的投影面積，就可干脆用上述公式計算．矩形線圈的面積S＝ab×bc＝0.30×0.20m2＝6×10－2m2，它垂直于三條坐標軸上的投影面積的大小分別為Sx＝Scosβ＝6×10－2×eq\f(1,2)m2＝3×10－2m2，Sy＝Scosα＝6×10－2×eq\f(\r(3),2)m2＝3eq\r(3)×10－2m2，Sz＝0.當磁感應強度B沿Ox方向時，穿過線圈的磁通量Φx＝BSx＝10－2×3×10－2Wb＝3×10－4Wb.當磁感應強度B沿Oy方向時，穿過線圈的磁通量Φy＝BSy＝10－2×3eq\r(3)×10－2Wb＝3eq\r(3)×10－4Wb.當磁感應強度B沿Oz方向時，穿過線圈的磁通量Φz＝BSz＝0.11．如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動．t＝0時，磁感應強度為B0，此時MN到達的位置恰好使MDEN構成一個邊長為l的正方形．為使MN棒中不產生感應電流，