第1节 划时代的发现
第2节 探究感应电流的产生条件
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知识点 题号
1.电磁学史 1
2.电磁感应现象的探究 6
3.磁通量大小及变化的计算 4、8、12
4.产生感应电流的条件 2、3、5、7、9、10、11
巩固基础
1.(2012年巴中市四县高二上学期期末)下列科学家中,发现了电磁感应现象的是( C )
A.奥斯特 B.牛顿
C.法拉第 D.楞次
解析:1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,选项C正确.
2.(2012年吉林省东北师大附中高二上学期期末)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.只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回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.
3.金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的运动,线圈中有感应电流的是( A )
解析:在选项B、C中,线圈中的磁通量始终为零,不产生感应电流;选项D中磁通量始终最大,保持不变,不发生变化,也没有感应电流;选项A中,在线圈转动过程中,磁通量做周期性变化,产生感应电流,故A正确.
4.如图所示,矩形线框abcd放置在水平面内,磁场方向与水平方向成α角,已知sin α=4/5,回路面积为S,磁感应强度为B,则通过线框的磁通量为( B )
A.BS B.4BS/5 C.3BS/5 D.3BS/4
解析:在磁通量公式Φ=BS中,B与S必须垂直,若B与S不垂直,则S要转化为垂直于B的有效面积,也可以将B转化为垂直于S的垂直分量,故Φ=BSsin α=4BS/5.故B正确.
5.如图所示,线圈abcd在磁场区域ABCD中,下列哪种情况下线圈中有感应电流产生( ACD )
A.把线圈变成圆形(諤@げ槐?
B.使线圈在磁场中加速平移
C.使磁场增强或减弱
D.使线圈以过ab的直线为轴旋转
解析:选项A中,线圈的面积变化,磁通量变化,故A正确;选项B中,无论线圈在磁场中匀速还是加速平移,磁通量都不变,故B错;选项C、D中,线圈中的磁通量发生变化,故C、D正确.
6.某同学在实验室重做法拉第发现电磁感应现象的实验,他将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验装置.当他接通、断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其原因是( A )
A.开关的位置接错 B.电流表的正负极接错
C.线圈B的接头3、4接反 D.蓄电池的正负极接反
解析:本实验的目的是用来研究在开关通断瞬间,一个线圈中的电流从有到无或从无到有是否会在另一个线圈中产生感应电流的情况.图中所示开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断,因而图中接法达不到实验目的.开关应串联在电源所在的电路中,故BCD错,A正确.
7.如图所示,开始时矩形线圈平面与磁场垂直,且一半在匀强磁场内,一半在匀强磁场外,若要使线圈中产生感应电流,下列方法可行的是( ABD )
A.以ab为轴转动
B.以OO'为轴转动
C.以ad为轴转动(小于60°)
D.以bc为轴转动(小于60°)
解析:以ab、OO'为轴转动时,磁通量都可发生变化,产生感应电流;以ad边为轴转动时,当转过角度小于60°时,bc边在磁场外,磁通量不发生变化,只有转动角度超过60°时,磁通量才发生变化,才能产生感应电流;以bc边为轴转动时,超过60°时,整个线圈将转出磁场,磁通量变为零,综上所述,选项A、B、D正确,C错.
8.边长为10 cm的正方形线圈,固定在匀强磁场中,磁场方向与线圈平面的夹角为θ=30°,如图所示,磁感应强度随时间的变化规律为:B=2+3t(T),求在第1 s内穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ.
解析:t=0时刻的磁感应强度:
B1=(2+3×0) T=2 T
t=1 s时刻的磁感应强度:
B2=(2+3×1) T=5 T
磁通量的变化量:
ΔΦ=Φ2-Φ1=B2Ssin θ-B1Ssin θ=0.015 Wb.
答案:0.015 Wb
提升能力
9.如图所示,在匀强磁场中的U形导轨上,有两根等长的平行导线ab和cd,以相同的速度v匀速向右滑动.为使ab中有感应电流产生,对开关S来说( D )
A.断开和闭合都可以 B.应断开
C.断开和闭合都不行 D.应闭合
解析:ab、cd杆以相同的速度同向运动,相对静止,即abcd闭合回路的面积不变,磁通量不变,只有当开关闭合后,构成abNM闭合回路的磁通量发生变化,ab中才能产生感应电流.故A、B、C错,D正确.
10.目前观察到的一切磁体都存在N、S两个极,而科学家却一直在寻找是否存在只有一个磁极的磁单极子.若确定存在磁单极子,设法让磁单极子A通过一超导材料制成的线圈(如图所示),则下列对于线圈中的感应电流的判断,正确的是( C )
A.只有A进入线圈的过程中有电流
B.只有A离开线圈的过程中有电流
C.A离开线圈后,电流保持不变
D.A离开线圈后,电流消失
解析:通过磁单极子的过程,穿过超导线圈的磁通量是变化的,因此线圈中有感应电流,又因为超导体不消耗能量,所以磁单极子离开后,电流不消失,选项C正确.
11.如图所示,一有限范围的匀强磁场,宽度为d,将一边长为l的正方形线框以速度v匀速地通过磁场区域,若d>l,则在线框中产生感应电流的时间为多少?若dl,当线框完全在磁场中运动时,穿过线框的磁通量不变化,不产生感应电流,产生感应电流运动的距离为2l,时间为t1= ;若d答案:
本题分析过程中需明确两点:(1)线框的运动过程;(2)感应电流的产生条件.
12.某地的地磁感应强度B的水平分量Bx=0.18×10-4 T,竖直分量By=0.54×10-4 T.求:
(1)地磁场B的大小及它与水平方向的夹角α的正切值;
(2)在水平面内2.0 m2的面积里地磁场的磁通量Φ.
解析:(1)根据平行四边形定则
B== ×10-4 T
≈5.7×10-5 T.
B与水平方向的夹角的正切值为
tan α= =3.
(2)题中地磁场与水平面不垂直,取其与水平面垂直的By分量,故磁通量为
Φ=By•S=0.54×10-4×2.0 Wb
=1.08×10-4 Wb.
答案:(1)5.7×10-5 T 3-b..
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