《2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 1 電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn) 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件學(xué)案 教科版選修3-2.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 1 電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn) 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件學(xué)案 教科版選修3-2.doc（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1　電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)　感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.能理解什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象.2.能記住產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.3.會(huì)使用線圈以及常見(jiàn)磁鐵完成簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn).4.能說(shuō)出磁通量變化的含義.5.會(huì)利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件解決實(shí)際問(wèn)題． 1．磁通量的計(jì)算公式Φ＝BS的適用條件是勻強(qiáng)磁場(chǎng)且磁感線與平面垂直．若在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，磁感線與平面不垂直，公式Φ＝BS中的S應(yīng)為平面在垂直于磁場(chǎng)方向上的投影面積． 2．磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)之分．一般來(lái)說(shuō)，如果磁感線從線圈的正面穿入，線圈的磁通量就為“＋”，磁感線從線圈的反面穿入，線圈的磁通量就為“－”． 3．由Φ＝BS可知，磁通量的變化有三種情況： (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，有效面積S變化； (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化，有效面積S不變； (3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和有效面積S同時(shí)變化． 一、奧斯特實(shí)驗(yàn)的啟迪 1820年，奧斯特從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，不少物理學(xué)家根據(jù)對(duì)稱性的思考，提出既然電能產(chǎn)生磁，是否也存在逆效應(yīng)，即磁產(chǎn)生電呢？ 二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 1831年，英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象．他將“磁生電”現(xiàn)象分為五類：(1)變化中的電流；(2)變化中的磁場(chǎng)；(3)運(yùn)動(dòng)中的恒定電流；(4)運(yùn)動(dòng)中的磁鐵；(5)運(yùn)動(dòng)中的導(dǎo)線． 三、電磁感應(yīng)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)及其對(duì)社會(huì)發(fā)展的意義 1．電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，使人們發(fā)明了發(fā)電機(jī)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能；使人們發(fā)明了變壓器，解決了電能遠(yuǎn)距離傳輸中能量大量損耗的問(wèn)題；使人們制造出了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，反過(guò)來(lái)把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能． 2．法拉第在研究電磁感應(yīng)等電磁現(xiàn)象中，從磁性存在的空間分布逐漸凝聚出“場(chǎng)”的科學(xué)創(chuàng)新思想．在此基礎(chǔ)上，麥克斯韋建立了電磁場(chǎng)理論，并預(yù)言了電磁波的存在． 四、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，這個(gè)閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生. 一、磁通量及其變化 [問(wèn)題設(shè)計(jì)] 如圖1所示，框架的面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.試求： 圖1 (1)框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直時(shí)，穿過(guò)框架平面的磁通量為多少？ (2)若框架繞OO′轉(zhuǎn)過(guò)60，則穿過(guò)框架平面的磁通量為多少？ (3)若從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90，則穿過(guò)框架平面的磁通量的變化量為多少？ (4)若從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180，則穿過(guò)框架平面的磁通量變化量為多少？ 答案　(1)BS　(2)BS　(3)－BS　(4)－2BS [要點(diǎn)提煉] 1．磁通量的計(jì)算 (1)公式：Φ＝BS (2)適用條件：①勻強(qiáng)磁場(chǎng)，②磁場(chǎng)方向和平面垂直． (3)B與S不垂直時(shí)：Φ＝BS⊥，S⊥為平面在垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積，在應(yīng)用時(shí)可將S投影到與B垂直的方向上，如圖2所示Φ＝BSsin_θ. 圖2 (4)磁通量與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)． 2．磁通量的變化量ΔΦ (1)當(dāng)B不變，有效面積S變化時(shí)，ΔΦ＝BΔS. (2)當(dāng)B變化，S不變時(shí)，ΔΦ＝ΔBS. (3)B和S同時(shí)變化，則ΔΦ＝Φ2－Φ1，但此時(shí)ΔΦ≠ΔBΔS. 特別提醒　計(jì)算穿過(guò)某面的磁通量變化量時(shí)，要注意前、后磁通量的正、負(fù)值，如原磁通量Φ1＝BS，當(dāng)平面轉(zhuǎn)過(guò)180后，磁通量Φ2＝－BS，磁通量的變化量ΔΦ＝－2BS. 二、感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 [問(wèn)題設(shè)計(jì)] 實(shí)驗(yàn)1(導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng))：如圖3所示，導(dǎo)體AB垂直磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中有電流產(chǎn)生，而導(dǎo)體AB沿著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中無(wú)電流產(chǎn)生(填“有”或“無(wú)”)． 圖3 實(shí)驗(yàn)2(通過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)發(fā)生變化)：如圖4所示，將小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通或斷開(kāi)時(shí)，電流表中有電流通過(guò)；若開(kāi)關(guān)S一直閉合，當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，電流表中有電流通過(guò)；而開(kāi)關(guān)一直閉合，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭不動(dòng)時(shí)，電流表中無(wú)電流產(chǎn)生．若將螺線管A放在螺線管B的正上方，并使兩者的軸線互相垂直，則不管進(jìn)行什么操作，電流表中均無(wú)電流產(chǎn)生(填“有”或“無(wú)”)． 圖4 1．實(shí)驗(yàn)2中并沒(méi)有導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，但在接通或斷開(kāi)電源的瞬間及改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，B線圈卻出現(xiàn)感應(yīng)電流，這說(shuō)明什么？ 答案　說(shuō)明導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的本質(zhì)原因，通過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)變化也可以產(chǎn)生感應(yīng)電流． 2．當(dāng)實(shí)驗(yàn)2中開(kāi)關(guān)閉合后，A線圈電流穩(wěn)定時(shí)，B線圈中也存在磁場(chǎng)，但不出現(xiàn)感應(yīng)電流，這說(shuō)明什么？ 答案　說(shuō)明感應(yīng)電流的產(chǎn)生，不在于閉合回路中是否有磁場(chǎng)． 3．實(shí)驗(yàn)2中同樣的磁場(chǎng)變化，螺線管B套在螺線管A外邊時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，而兩個(gè)線圈相互垂直放置時(shí)不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，這又說(shuō)明什么？試總結(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件． 答案　說(shuō)明感應(yīng)電流的產(chǎn)生，不在于磁場(chǎng)是否變化． 總結(jié)　實(shí)驗(yàn)1中，磁場(chǎng)是穩(wěn)定的，但在導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流；實(shí)驗(yàn)2通過(guò)改變電流從而改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱，進(jìn)而改變了磁通量，從而產(chǎn)生了感應(yīng)電流，所以可以將產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件描述為“只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流”． [要點(diǎn)提煉] 1．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化． 2．特例：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動(dòng)．在利用“切割”來(lái)討論和判斷有無(wú)感應(yīng)電流時(shí)，應(yīng)該注意： (1)導(dǎo)體是否將磁感線“割斷”，如果沒(méi)有“割斷”就不能說(shuō)切割．如圖5所示，甲、乙兩圖中，導(dǎo)線是真“切割”，而圖丙中，導(dǎo)體沒(méi)有切割磁感線． 圖5 (2)是否僅是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，如圖丁．如果由切割不容易判斷，則要回歸到磁通量是否變化上去． [延伸思考]　電路不閉合時(shí)，磁通量發(fā)生變化是否能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象？ 答案　當(dāng)電路不閉合時(shí)，沒(méi)有感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，只產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象也可以稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象． 一、磁通量Φ及其變化量ΔΦ的理解與計(jì)算 例1　如圖6所示的線框，面積為S，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B的方向與線框平面成θ角，當(dāng)線框轉(zhuǎn)過(guò)90到如圖6所示的虛線位置時(shí)，試求： 圖6 (1)初、末位置穿過(guò)線框的磁通量的大小Φ1和Φ2； (2)磁通量的變化量ΔΦ. 解析　(1)解法一：在初始位置，把面積向垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)行投影，可得垂直于磁場(chǎng)方向的面積為S⊥＝Ssin θ，所以Φ1＝BSsin θ.在末位置，把面積向垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)行投影，可得垂直于磁場(chǎng)方向的面積為S⊥′＝Scos θ.由于磁感線從反面穿入，所以Φ2＝－BScos θ. 解法二： 如圖所示，把磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿垂直于面積S和平行于面積S進(jìn)行分解，得B上＝Bsin θ，B左＝Bcos θ 所以Φ1＝B上S＝BSsin θ， Φ2＝－B左S＝－BScos θ. (2)開(kāi)始時(shí)B與線框平面成θ角，穿過(guò)線框的磁通量Φ1＝BSsin θ；當(dāng)線框平面按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量減少，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)θ時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量減少為零，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)至90時(shí)，磁感線從另一面穿過(guò)，磁通量變?yōu)椤柏?fù)”值，Φ2＝－BScos θ.所以，此過(guò)程中磁通量的變化量為 ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BScos θ－BSsin θ ＝－BS(cos θ＋sin θ)． 答案　(1)BSsin θ　－BScos θ　(2)－BS(cos θ＋sin θ) 二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷及實(shí)驗(yàn)探究 例2　如圖7所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直．導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動(dòng)的金屬棒ab、cd，與導(dǎo)軌接觸良好．這兩條金屬棒ab、cd的運(yùn)動(dòng)速度分別是v1、v2，且井字形回路中有感應(yīng)電流通過(guò)，則可能 (　　) 圖7 A．v1＞v2 B．v1＜v2 C．v1＝v2 D．無(wú)法確定 解析　只要金屬棒ab、cd的運(yùn)動(dòng)速度不相等，穿過(guò)井字形回路的磁通量就發(fā)生變化，閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．故選項(xiàng)A、B正確． 答案　AB 例3　在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中所用器材如圖8所示．它們是①電流表、②直流電源、③帶鐵芯的線圈A、④線圈B、⑤開(kāi)關(guān)、⑥滑動(dòng)變阻器(用來(lái)控制電流以改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱)．試按實(shí)驗(yàn)的要求在實(shí)物圖上連線(圖中已連好一根導(dǎo)線)． 圖8 答案　連接電路如圖所示 1．(對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí))下列現(xiàn)象中，屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(　　) A．小磁針在通電導(dǎo)線附近發(fā)生偏轉(zhuǎn) B．通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng) C．因閉合線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電流 D．磁鐵吸引小磁針 答案　C 解析　電磁感應(yīng)是指“磁生電”的現(xiàn)象，而小磁針和通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)以及磁鐵吸引小磁針，反映了磁場(chǎng)力的性質(zhì)，所以A、B、D不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，C是電磁感應(yīng)現(xiàn)象． 2．(對(duì)磁通量Φ及其變化量ΔΦ的理解)如圖9所示一矩形線框，從abcd位置移到a′b′c′d′位置的過(guò)程中，關(guān)于穿過(guò)線框的磁通量情況，下列敘述正確的是(線框平行于紙面移動(dòng)) (　　) 圖9 A．一直增加 B．一直減少 C．先增加后減少 D．先增加，再減少直到零，然后再增加，然后再減少 答案　D 解析　離導(dǎo)線越近，磁場(chǎng)越強(qiáng)，當(dāng)線框從左向右靠近導(dǎo)線的過(guò)程中，穿過(guò)線框的磁通量增大，當(dāng)線框跨在導(dǎo)線上向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁通量減小，當(dāng)導(dǎo)線在線框正中央時(shí)，磁通量為零，從該位置向右，磁通量又增大，當(dāng)線框離開(kāi)導(dǎo)線向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，磁通量又減??；故A、B、C錯(cuò)誤，D正確，故選D. 3．(產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷)如圖10所示，開(kāi)始時(shí)矩形線框與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直，且一半在磁場(chǎng)內(nèi)，一半在磁場(chǎng)外，若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列辦法中可行的是(　　) 圖10 A．將線框向左拉出磁場(chǎng) B．以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于90) C．以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60) D．以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60) 答案　ABC 解析　將線框向左拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框的bc部分切割磁感線，或者說(shuō)穿過(guò)線框的磁通量減少，所以線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流． 當(dāng)線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于90)時(shí)，線框的cd邊的右半段在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，或者說(shuō)穿過(guò)線框的磁通量在發(fā)生變化，所以線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流． 當(dāng)線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60)時(shí)，穿過(guò)線框的磁通 量在減小，所以在這個(gè)過(guò)程中線框內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．如果轉(zhuǎn)過(guò)的角度超過(guò)60(60～300)，bc邊將進(jìn)入無(wú)磁場(chǎng)區(qū)，那么線框中將不產(chǎn)生感應(yīng)電流． 當(dāng)線框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于60，則穿過(guò)線框的磁通量始終保持不變(其值為磁感應(yīng)強(qiáng)度與矩形線框面積的一半的乘積)． 4．(產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷)如圖11所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動(dòng)變阻器和電鍵組成閉合回路，在鐵芯的右端套有一個(gè)表面絕緣的銅環(huán)A，下列各種情況中銅環(huán)A中沒(méi)有感應(yīng)電流的是(　　) 圖11 A．線圈中通以恒定的電流 B．通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P做勻速移動(dòng) C．通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P做加速移動(dòng) D．將電鍵突然斷開(kāi)的瞬間 答案　A 解析　只要通電時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)，電路中的電流就會(huì)發(fā)生變化，變化的電流產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，銅環(huán)A中磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流；同樣，將電鍵斷開(kāi)瞬間，電路中電流從有到無(wú)，仍會(huì)在銅環(huán)A中產(chǎn)生感應(yīng)電流． 題組一　對(duì)磁通量Φ及其變化量ΔΦ的理解與計(jì)算 1．關(guān)于磁通量，下列敘述正確的是 (　　) A．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過(guò)一個(gè)面的磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與該面面積的乘積 B．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，a線圈的面積比b線圈的大，則穿過(guò)a線圈的磁通量一定比穿過(guò)b線圈的磁通量大 C．把一個(gè)線圈放在M、N兩處，若放在M處時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量比放在N處時(shí)大，則M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定比N處大 D．同一線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大處，穿過(guò)線圈的磁通量不一定大 答案　D 解析　磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積的乘積，A錯(cuò)誤；線圈面積大，但投影面積不一定大，B錯(cuò)誤；磁通量大，磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定大，C錯(cuò)誤、D正確． 2．關(guān)于磁通量的概念，以下說(shuō)法中正確的是 (　　) A．磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，穿過(guò)閉合回路的磁通量越大 B．磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，線圈面積越大，則磁通量越大 C．穿過(guò)線圈的磁通量為零，但磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零 D．磁通量發(fā)生變化，一定是磁場(chǎng)發(fā)生變化引起的 答案　C 解析　根據(jù)磁通量的定義，Φ＝BSsin θ，因此A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；穿過(guò)線圈的磁通量為零時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零；磁通量發(fā)生變化，可能是面積變化引起的，也可能是磁場(chǎng)變化引起的，D錯(cuò)． 3.如圖1所示，半徑為R的圓形線圈共有n匝，其中心位置處半徑為r的范圍內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直線圈平面，若磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則穿過(guò)線圈的磁通量為 (　　) 圖1 A．πBR2 B．πBr2 C．nπBR2 D．nπBr2 答案　B 解析　由磁通量的定義式知Φ＝BS＝πBr2；故B正確． 題組二　產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷 4．關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．閉合線圈放在變化的磁場(chǎng)中，必然有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B．閉合正方形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直磁感線運(yùn)動(dòng)，必然產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．穿過(guò)閉合線圈的磁通量變化時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流 D．只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生 答案　C 解析　產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：(1)閉合電路；(2)磁通量Φ發(fā)生變化，兩個(gè)條件缺一不可． 5．下圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) 答案　B 解析　根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：A中，電路沒(méi)閉合，無(wú)感應(yīng)電流；B中，面積增大，閉合電路的磁通量增大，有感應(yīng)電流；C中，穿過(guò)線圈的磁感線相互抵消，Φ恒為零，無(wú)感應(yīng)電流；D中，磁通量不發(fā)生變化，無(wú)感應(yīng)電流． 6．下列情況中都是線框在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，其中線框從開(kāi)始進(jìn)入到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間中有感應(yīng)電流的是(　　) 答案　BC 解析　A中雖然導(dǎo)體“切割”了磁感線，但穿過(guò)閉合線框的磁通量并沒(méi)有發(fā)生變化，沒(méi)有感應(yīng)電流．B中線框的一部分導(dǎo)體“切割”了磁感線，穿過(guò)線框的磁感線條數(shù)越來(lái)越少，線框中有感應(yīng)電流．C中雖然與A近似，但由于是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，穿過(guò)線框的磁感線條數(shù)增加，線框中有感應(yīng)電流．D中線框盡管是部分切割，但磁感線條數(shù)不變，無(wú)感應(yīng)電流，故選B、C. 7.如圖2所示，一有限范圍的勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度為d，若將一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框以速度v勻速地通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，已知d＞L，則導(dǎo)線框從開(kāi)始進(jìn)入到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中無(wú)感應(yīng)電流的時(shí)間等于(　　) 圖2 A. B. C. D. 答案　C 解析　只有導(dǎo)線框完全在磁場(chǎng)里面運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線框中才無(wú)感應(yīng)電流． 8.如圖3所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框，初始位置線框與磁感線平行，則在下列四種情況下，線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) 圖3 A．線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng) B．線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng) C．線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動(dòng) D．線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動(dòng) 答案　C 解析　四種情況中初始位置線框均與磁感線平行，磁通量為零，按A、B、D三種情況線框運(yùn)動(dòng)后，線框仍與磁感線平行，磁通量保持為零不變，線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流．C中線框轉(zhuǎn)動(dòng)后，穿過(guò)線框的磁通量不斷發(fā)生變化，所以產(chǎn)生感應(yīng)電流，C項(xiàng)正確． 9.為觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象，某學(xué)生將電流表、螺線管A和B、蓄電池、開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖4 所示的實(shí)驗(yàn)電路．當(dāng)接通和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，電流表的指針都沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，其原因是(　　) 圖4 A．開(kāi)關(guān)位置接錯(cuò) B．電流表的正、負(fù)極接反 C．線圈B的3、4接頭接反 D．蓄電池的正、負(fù)極接反 答案　A 解析　本題考查了感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件． 因感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是閉合電路中的磁通量發(fā)生變化，由電路圖可知，把開(kāi)關(guān)接在B與電流表之間，因與1、2接頭相連的電路在接通和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，電流不改變，所以不可能有感應(yīng)電流，電流表也不可能偏轉(zhuǎn)，開(kāi)關(guān)應(yīng)接在A與電源之間． 10.如圖5所示，導(dǎo)線ab和cd互相平行，則下列四種情況中，導(dǎo)線cd中有電流的是 (　　) 圖5 A．開(kāi)關(guān)S閉合或斷開(kāi)的瞬間 B．開(kāi)關(guān)S是閉合的，滑動(dòng)觸頭向左滑 C．開(kāi)關(guān)S是閉合的，滑動(dòng)觸頭向右滑 D．開(kāi)關(guān)S始終閉合，滑動(dòng)觸頭不動(dòng) 答案　ABC 解析　開(kāi)關(guān)S閉合或斷開(kāi)的瞬間；開(kāi)關(guān)S閉合，滑動(dòng)觸頭向左滑或向右滑的過(guò)程都會(huì)使通過(guò)導(dǎo)線ab段的電流發(fā)生變化，使穿過(guò)cd回路的磁通量發(fā)生變化，從而在cd導(dǎo)線中產(chǎn)生感應(yīng)電流．因此本題的正確選項(xiàng)應(yīng)為A、B、C. 11．如圖6所示，線圈Ⅰ與電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器相連，線圈Ⅱ與電流計(jì)相連，線圈Ⅰ與線圈Ⅱ繞在同一個(gè)鐵芯上，在下列情況下，電流計(jì)中是否有示數(shù)？ 圖6 (1)開(kāi)關(guān)閉合瞬間；(2)開(kāi)關(guān)閉合穩(wěn)定后；(3)開(kāi)關(guān)閉合穩(wěn)定后，來(lái)回移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片；(4)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間． 答案　(1)有　(2)無(wú)　(3)有　(4)有 解析　本題主要考查閉合電路中，電流變化導(dǎo)致磁場(chǎng)變化從而產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況． (1)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)線圈Ⅰ中電流從無(wú)到有，電流的磁場(chǎng)也從無(wú)到有，穿過(guò)線圈Ⅱ的磁通量也從無(wú)到有，線圈Ⅱ中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計(jì)有示數(shù)． (2)開(kāi)關(guān)閉合穩(wěn)定后，線圈Ⅰ中電流穩(wěn)定不變，電流的磁場(chǎng)不變，此時(shí)線圈Ⅱ中雖有磁通量但磁通量穩(wěn)定不變，線圈Ⅱ中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計(jì)無(wú)示數(shù)． (3)開(kāi)關(guān)閉合穩(wěn)定后，來(lái)回移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電阻變化，線圈Ⅰ中的電流變化，電流形成的磁場(chǎng)也發(fā)生變化，穿過(guò)線圈Ⅱ的磁通量也發(fā)生變化，線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計(jì)有示數(shù)． (4)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間，線圈Ⅰ中電流從有到無(wú)，電流的磁場(chǎng)也從有到無(wú)，穿過(guò)線圈Ⅱ的磁通量也從有到無(wú)，線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計(jì)有示數(shù)． 12.如圖7所示，固定于水平面上的金屬架MDEN處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)．t＝0時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，此時(shí)MN到達(dá)的位置使MDEN構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形．為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從t＝0開(kāi)始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間t變化？請(qǐng)推導(dǎo)出這種情況下B與t的關(guān)系式． 圖7 答案　B＝ 解析　要使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，應(yīng)使穿過(guò)線圈平面的磁通量不發(fā)生變化 在t＝0時(shí)刻，穿過(guò)線圈平面的磁通量Φ1＝B0S＝B0l2 設(shè)t時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，此時(shí)磁通量為Φ2＝Bl(l＋vt) 由Φ1＝Φ2得B＝.