PAGEPAGE11、2劃時代的發覺探究感應電流的產生條件課后篇鞏固提升基礎鞏固1.首先發覺電流的磁效應和電磁感應的物理學家分別是()A.安培和法拉第 B.法拉第和楞次C.奧斯特和安培 D.奧斯特和法拉第解析1820年,丹麥物理學家奧斯特發覺了電流的磁效應;1831年,英國物理學家法拉第發覺了電磁感應現象,選項D正確。答案D2.(多選)如圖是法拉第最初探討電磁感應現象的裝置,下列說法正確的是()A.當右邊磁鐵S極離開B端時,線圈中產生感應電流B.當右邊磁鐵S極離開B端,并在B端旁邊運動時,線圈中產生感應電流C.當磁鐵保持圖中狀態不變時,線圈中有感應電流D.當磁鐵保持圖中狀態不變時,線圈中無感應電流解析當右邊磁鐵離開B端或在B端旁邊運動時,線圈所處位置磁場變更,穿過線圈的磁通量變更,產生感應電流,A、B正確;當磁鐵保持圖中狀態不變時,穿過線圈的磁通量不變,線圈中無感應電流,C錯,D正確。答案ABD3.磁通量是探討電磁感應現象的重要物理量,如圖所示,通有恒定電流的直導線MN與閉合線框共面,第一次將線框由位置1平移到位置2,其次次將線框由位置1繞cd邊翻轉到位置2,設前后兩次通過線框的磁通量變更分別為ΔΦ1和ΔΦ2,則()A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ1=ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2 D.無法確定解析第一次將線框由位置1平移到位置2,磁感線從線框的同一側穿入,ΔΦ1為前后兩位置磁通量的肯定值之差。其次次將線框由位置1繞cd邊翻轉到位置2,磁感線從線框的不同側穿入,ΔΦ2為前后兩位置磁通量的肯定值之和。故ΔΦ1<ΔΦ2,選項C正確。答案C4.如圖所示,a、b、c三個閉合線圈放在同一平面內,當線圈a中有電流I通過時,它們的磁通量分別為Φa、Φb、Φc,下列說法中正確的是()A.Φa<Φb<ΦcB.Φa>Φb>ΦcC.Φa<Φc<ΦbD.Φa>Φc>Φb解析當a中有電流通過時,穿過a、b、c三個閉合線圈向里的磁感線條數一樣多,向外的磁感線條數c最多,其次是b,a中無向外的磁感線。因此合磁通量應當是Φa>Φb>Φc。答案B5.如圖所示,一個矩形線圈與通有相同大小電流的平行直導線在同一平面,而且處在兩導線的中心,則()A.兩電流方向相同時,穿過線圈的磁通量為零B.兩電流方向相反時,穿過線圈的磁通量為零C.兩電流同向和反向時,穿過線圈的磁通量大小相等D.因兩電流產生的磁場不勻稱,因此不能推斷穿過線圈的磁通量是否為零解析由安培定則推斷出兩大小相等電流之間的磁場分布如圖所示:兩電流同向時,Φ=0,兩電流反向時,Φ≠0。故A對。答案A6.(多選)我國已經制訂了登月安排,假如航天員登月后想探測一下月球表面是否有磁場,他手邊有一只靈敏電流計和一個小線圈,則下列推斷中正確的是()A.干脆將電流計放于月球表面,看是否有示數來推斷磁場有無B.將電流計與線圈組成閉合回路,使線圈沿某一方向運動,如電流計無示數,則推斷月球表面無磁場C.將電流計與線圈組成閉合回路,使線圈沿某一方向運動,如電流計有示數,則推斷月球表面有磁場D.將電流計與線圈組成閉合回路,使線圈分別繞兩個相互垂直的軸轉動,月球表面若有磁場,則電流計至少有一次示數不為零解析電流計有示數時可推斷有磁場存在,沿某一方向運動而無示數不能確定月球上是否存在磁場。D項中線圈分別繞相互垂直的軸轉動,若月球存在磁場,則至少有一次穿過線圈(可正穿也可斜穿)的磁通量的變更率不為零,故至少有一次電流計有示數。C、D正確。答案CD7.如圖所示的線框,面積為S,處于磁感應強度為B的勻強磁場中,B的方向與線框平面成θ角,當線框轉過90°到如圖所示的虛線位置時,試求:(1)初、末位置穿過線框的磁通量的大小Φ1和Φ2;(2)磁通量的變更量ΔΦ的大小。解析(1)如圖所示,把磁感應強度B沿垂直于面積S和平行于面積S進行分解,得B上=Bsinθ,B左=BcosθΦ1=B上S=BSsinθΦ2=-B左S=-BScosθ(2)起先時B與線框平面成θ角,穿過線框的磁通量Φ1=BSsinθ;當線框按順時針方向轉動時,轉動至90°時,磁通量從另一面穿過,變為“負”值,為Φ2=-BScosθ。所以,此過程中磁通量的變更量為ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScosθ-BSsinθ=-BS(cosθ+sinθ)|ΔΦ|=BS(cosθ+sinθ)答案(1)BSsinθ-BScosθ(2)BS(cosθ+sinθ)實力提升1.在閉合鐵芯上繞有一組線圈,線圈與滑動變阻器、電池構成電路,假定線圈產生的磁感線全部集中在鐵芯內,a、b、c三個閉合金屬圓環位置如圖所示,當滑動變阻器的滑片左右滑動時,能產生感應電流的圓環是()A.a、b兩環 B.b、c兩環C.a、c兩環 D.a、b、c三個環解析當滑動變阻器的滑片左右滑動時,引起電路中電流變更,從而引起閉合鐵芯中的磁通量變更,a、b兩圓環中的磁通量必定隨之變更,能產生感應電流,而c環中有兩股鐵芯同時穿過,穿入和穿出的磁通量始終相等,合磁通量為零,所以c中不能產生感應電流。故選A。答案A2.(多選)如圖所示的試驗中,在一個足夠大的磁鐵的磁場中,假如AB沿水平方向運動速度的大小為v1,兩磁極沿水平方向運動速度的大小為v2,則()A.當v1=v2,且方向相同時,可以產生感應電流B.當v1=v2,且方向相反時,可以產生感應電流C.當v1≠v2時,方向相同或相反都可以產生感應電流D.當v2=0時,v1的方向改為與磁感線的夾角為θ,且θ<90°,可以產生感應電流解析當v1=v2,且方向相同時,二者無相對運動,AB不切割磁感線,回路中無感應電流產生,A錯;當v1=v2,且方向相反時,則AB切割磁感線,穿過回路的磁通量變大或變小,都有感應電流產生,B對;當v1≠v2時,無論方向相同或相反,二者都有相對運動,穿過回路的磁通量都會發生變更,有感應電流產生,C對;當v2=0,v1的方向與磁感線的夾角θ<90°時,v1有垂直切割磁感線方向的重量,即AB仍在切割磁感線,穿過回路的磁通量發生變更,有感應電流產生,D對。答案BCD3.(多選)如圖所示,在水平面上有兩條平行導電導軌MN、PQ,導軌間距離為l,勻強磁場垂直于導軌所在的平面(紙面)向里,磁感應強度的大小為B,兩根金屬桿1、2放在導軌上,與導軌垂直,它們分別以速度v1、v2做勻速直線運動,下列哪種情形回路中有電流通過()A.v1=v2 B.v1>v2C.v1<v2 D.以上說法都不對解析題中磁感應強度不變,結合運動狀況探討面積是否發生變更。只要兩桿速度不同,穿過閉合回路的磁通量就會變更,回路中就有感應電流產生。選項A中v1=v2時,閉合回路的面積不變,在勻強磁場中磁通量不會變,所以回路中沒有感應電流產生;選項B中v1>v2,兩金屬桿1、2間距離減小,回路面積減小,使磁通量減小,會在回路中產生感應電流;同理選項C會使回路中磁通量變大,也會產生感應電流,所以選項B、C正確。答案BC4.(多選)如圖所示,水平面內有兩條相互垂直且彼此絕緣的通電長直導線,以它們為坐標軸構成一個平面直角坐標系。四個相同的圓形閉合線圈在四個象限內完全對稱放置,兩直導線中的電流大小與變更狀況完全相同,電流方向如圖所示,當兩直導線中的電流都增大時,四個線圈a、b、c、d中感應電流的狀況是()A.線圈a中無感應電流 B.線圈b中有感應電流C.線圈c中有感應電流 D.線圈d中無感應電流解析依據安培定則可推斷出電流產生的磁場方向,線圈a中的磁場方向均垂直于紙面對里,線圈c中的磁場方向均垂直于紙面對外,線圈b、d中的合磁通量始終為零,故增大兩直導線中的電流時,線圈a、c中的磁通量發生變更,有感應電流產生,而線圈b、d中無感應電流產生。選項C、D正確,A、B錯誤。答案CD5.如圖所示,在條形磁鐵的外面套著一個閉合金屬彈簧線圈P,現用力從四周拉彈簧線圈,使線圈包圍的面積變大,則下列關于穿過彈簧線圈磁通量的變更以及線圈中是否有感應電流產生的說法中,正確的是()A.磁通量增大,有感應電流產生B.磁通量增大,無感應電流產生C.磁通量減小,有感應電流產生D.磁通量減小,無感應電流產生解析本題中條形磁鐵磁感線的分布如圖所示(從上向下看)。磁通量是指穿過一個面的磁感線的多少,由于垂直紙面對外的和垂直紙面對里的磁感線要抵消一部分,當彈簧線圈P的面積擴大時,垂直紙面對里的磁感線條數增加,而垂直紙面對外的磁感線條數是肯定的,故穿過這個面的磁通量將減小,線圈中會有感應電流產生,故C正確。答案C6.如圖所示,探討電磁感應現象試驗所需的器材,用實線將帶有鐵芯的線圈A、電源、滑動變阻器和開關連接成原線圈回路,將小量程電流表和線圈B連接成副線圈回路,并列舉出在試驗中能夠變更副線圈回路磁通量,使副線圈中產生感應電流的三種方法:(1)。

(2)。

(3)。

答案實線連接,如圖所示。(1)A線圈在B線圈中,閉合(或斷開)開關瞬間(2)閉合開關,將原線圈插入副線圈或從副線圈中抽出的過程中(3)閉合開關,A線圈在B線圈中,移動滑動變阻器的滑片時7.如圖所示,一帶電小球A用絕緣細線懸掛,在水平面內做勻速圓周運動,其正下方有一導體圓環B放在絕緣水平面上,圓環B的圓心位于懸點正下方。(1)將圓環以環上某點為支點豎起時,圓環中是否產生感應電流。(2)將圓環在水平面上拉動時,圓環中是否產生感應電流。解析帶電小球做圓錐擺運動等效為一環形電流,在空間產生磁場,可由安培定則推斷磁感線的分布特點。(1)當圓環豎起時,穿過圓環的磁通量削減,由感應電流的產生條件知圓環中產生感應電流。(2)當圓環在水平面上被拉動時,穿過圓環的磁通量削減,圓環中產生感應電流。答案(1)產生(2)產生8.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