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第3章 劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 章末分層突破 [自我校對(duì)] ①磁場(chǎng) ②磁通量 ③n ④發(fā)電機(jī) ⑤永磁 ⑥自激 ⑦實(shí)用 ⑧感應(yīng) ⑨電磁感應(yīng) ⑩磁場(chǎng) ?第二次 ?電場(chǎng) ?電場(chǎng) ?物質(zhì) _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ 一、判斷有無(wú)感應(yīng)電流 1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象是一種由“磁”生“電”的現(xiàn)象．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件： (1)電路為閉合電路； (2)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化． 2．磁通量變化的常見(jiàn)情況有： (1)磁場(chǎng)的分布不變，而閉合電路的面積發(fā)生變化； (2)閉合電路所圍的面積不變，而空間磁場(chǎng)發(fā)生變化． 　 (多選)如圖31所示，在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形線圈abcd垂直磁場(chǎng)放置，現(xiàn)使線圈做如下幾種運(yùn)動(dòng)，其中線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) 圖31 A．向上加速平移，未出磁場(chǎng) B．勻速向右平移出磁場(chǎng)的過(guò)程中 C．繞ab邊轉(zhuǎn)90 D．向上勻速平移 【解析】　要判斷線圈中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則需判斷穿過(guò)線圈的磁通量是否發(fā)生變化．在A項(xiàng)中穿過(guò)線圈平面的磁感線始終與線圈平面垂直，并且線圈在磁場(chǎng)中的面積未發(fā)生變化，所以穿過(guò)線圈的磁通量沒(méi)有變化，線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，A錯(cuò)誤．在B項(xiàng)中線圈平移出磁場(chǎng)的過(guò)程中，線圈在磁場(chǎng)中的面積逐漸減少，穿過(guò)線圈的磁通量在減少，所以線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，B正確．在C項(xiàng)中，線圈從圖示位置繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)90的過(guò)程中，線圈面積不變，但磁感線與線圈平面的夾角越來(lái)越小，穿過(guò)線圈的磁感線條數(shù)在減少，故磁通量越來(lái)越小，線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生。C正確．D項(xiàng)勻速平移與加速平移一樣，穿過(guò)線圈的磁通量都沒(méi)變，D錯(cuò)誤． 【答案】　BC 1．一條形磁鐵與導(dǎo)線環(huán)在同一平面內(nèi)，磁鐵的中心恰與導(dǎo)線環(huán)的圓心重合，如圖32所示，為了在導(dǎo)線環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁鐵應(yīng)(　　) 圖32 A．繞垂直于紙面且過(guò)O點(diǎn)的軸轉(zhuǎn)動(dòng) B．向右平動(dòng) C．向左平動(dòng) D．N極向外轉(zhuǎn)動(dòng)，S極向里轉(zhuǎn)動(dòng) 【解析】　本題考查感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，解決本題的關(guān)鍵是清楚條形磁鐵的磁感線分布情況．圖中位置穿過(guò)導(dǎo)線環(huán)平面的磁通量為零，要使導(dǎo)線環(huán)中有感應(yīng)電流，只要讓導(dǎo)線環(huán)中有磁感線穿過(guò)，就會(huì)有磁通量的變化，A、B、C的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線環(huán)內(nèi)磁通量始終為零，只有D正確． 【答案】　D 二、法拉第電磁感應(yīng)定律 1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：回路有電流必須有電源，電源產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)． 電磁感應(yīng)中相當(dāng)于電源的那部分產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其余部分可等效為負(fù)載，利用學(xué)過(guò)的電路知識(shí)處理問(wèn)題． 產(chǎn)生感應(yīng)電流的本質(zhì)是因?yàn)楫a(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，與電路是否閉合沒(méi)有關(guān)系，若電路不閉合，仍有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而沒(méi)有感應(yīng)電流． 2．法拉第電磁感應(yīng)定律：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過(guò)這個(gè)電路的磁通量的變化率成正比． 3．磁通量變化快慢的描述方法：在相同的時(shí)間內(nèi)磁通量的變化越大，磁通量的變化越快；如果有相同的磁通量的變化，時(shí)間越短，磁通量的變化越快． 　如圖33所示，閉合開關(guān)S，將條形磁鐵插入閉合線圈，第一次用0.2 s，第二次用0.4 s，并且兩次的起始和終止位置相同，則(　　) 圖33 A．第一次磁通量變化較大 B．第一次的最大偏角較大 C．第一次經(jīng)過(guò)的總電量較多 D．若斷開S，均不偏轉(zhuǎn)，故均無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 【解析】　由于兩次條形磁鐵插入線圈的起始和終止位置相同，因此磁通量的變化ΔΦ＝Φ2－Φ1相同，故A錯(cuò)．根據(jù)E＝n 可知，第一次磁通量變化較快，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較大；而閉合電路電阻相同，所以感應(yīng)電流也較大，故B正確．通過(guò)的電量q＝IΔt＝Δt＝Δt＝，故兩次通過(guò)的電量相同，C不對(duì)．若S斷開，雖然電路不閉合，沒(méi)有感應(yīng)電流，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)仍存在，所以D不對(duì)． 【答案】　B 2．有一面積為S＝100 cm2的金屬環(huán)如圖34(甲)所示，電阻為R＝0.1 Ω，環(huán)中磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖34(乙)所示，且磁場(chǎng)方向垂直環(huán)面向里，在t1到t2時(shí)間內(nèi)，通過(guò)金屬環(huán)的電荷量為多少？ 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17592043】 圖34 【解析】　由題圖乙可知：磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率 ＝ ① 金屬環(huán)中的磁通量的變化率 ＝S＝S ② 環(huán)中形成的感應(yīng)電流 I＝＝ ③ 通過(guò)金屬環(huán)的電荷量Q＝IΔt ④ 由①②③④式解得 Q＝＝ C ＝0.01 C. 【答案】　0.01 C