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第2節 電磁感應現象及其應用(課件 學案 練習,3份打包)魯科版(2019)必修 第三冊

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第2節 電磁感應現象及其應用(課件 學案 練習,3份打包)魯科版(2019)必修 第三冊

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第2節 電磁感應現象及其應用
(分值:100分)
1~7題每題6分,共42分
考點一 磁通量
1.關于磁通量的概念,以下說法中正確的是(  )
A.磁感應強度越大,穿過閉合回路的磁通量也越大
B.磁感應強度越大,線圈面積越大,則穿過閉合回路的磁通量也越大
C.穿過線圈的磁通量為零,但磁感應強度不一定為零
D.磁通量發生變化,一定是磁場發生變化引起的
2.(2023·莆田華僑中學高二月考)如圖所示,通電直導線下邊有一個矩形線框,線框平面與直導線共面。若使線框逐漸遠離(平動)通電導線,則穿過線框的磁通量將(  )
A.逐漸增大 B.逐漸減小
C.保持不變 D.不能確定
3.(2023·福州市高二期中)閉合導體線圈S按如圖所示放置在磁場中,現將該線圈由O1位置平移至O2位置,在移動過程中(  )
A.穿過線圈的磁通量不變
B.穿過線圈的磁通量增加
C.穿過線圈的磁通量減小
D.線圈中磁通量為0
4.(2023·南平市高級中學高二期中)如圖所示,通電直導線右邊有一個矩形線框ABCD,線框平面與直導線共面,若使線框ABCD第一次平行移動到圖中虛線位置,第二次以BC邊為軸翻轉180°到圖中虛線位置,則(  )
A.虛線位置的磁通量與原位置的磁通量相等
B.虛線位置的磁通量比原位置的磁通量大
C.兩次磁通量變化是相等的
D.第一次磁通量的變化比第二次磁通量的變化小
考點二 電磁感應現象
5.(2023·福州市高二期末)下列各圖的線圈中會產生感應電流的是(  )
6.(多選)(2023·漳州市高二期末)某同學采用如圖所示裝置來“探究電磁感應現象”,將A線圈插入B線圈后,下列說法正確的是(  )
A.開關閉合與斷開瞬間,電流計的指針會偏轉
B.開關閉合后,保持A線圈不動,則穿過B線圈的磁通量為零
C.開關閉合后,將A線圈拔出B線圈的過程中,電流計的指針會偏轉
D.開關閉合后,移動滑動變阻器滑片的過程中,穿過B線圈的磁通量不變
7.(2023·浙江省長興縣教育研究中心高二期中)某實驗裝置如圖所示,在鐵芯P上繞著兩個線圈A和B。如果線圈A中電流i隨時間t的變化關系如A、B、C、D四種情況所示,那么在t1到t2這段時間內,四種情況中線圈B中沒有產生感應電流的是(  )
8~13題每題8分,共48分
8.(2024·重慶市高二期末)如圖所示,矩形線圈KLMN面積為S,處于磁感應強度大小為B的勻強磁場中,線框可繞虛線軸逆時針轉動(從上往下看),初始時刻線圈平面與磁場方向的夾角為30°,下列說法正確的是(  )
A.初始位置穿過線圈的磁通量為BS
B.當線圈從圖示位置逆時針轉過30°時,穿過線圈的磁通量為0
C.當線圈從圖示位置逆時針轉過90°時,穿過線圈的磁通量為BS
D.在線圈從圖示位置逆時針轉過180°過程中,線圈磁通量的變化量為BS
9.(多選)(2023·沈陽市高二期末)如圖所示,一個閉合線圈放在勻強磁場中,線圈的軸線與磁場方向成30°角,下列方法可使穿過線圈的磁通量增加一倍的是(  )
A.把線圈匝數增加一倍
B.把線圈面積增加一倍
C.轉動線圈使得軸線與磁場方向平行
D.把磁感應強度增加一倍
10.(多選)如圖所示,是一水平放置的矩形線圈abcd,在細長的磁體的N極附近豎直下落,整個下落過程中線圈保持水平,由圖中的位置A經過位置B到位置C,這三個位置都靠得很近且位置B剛好在條形磁體的中心軸線上。在這個過程中,下列說法正確的是(  )
A.由位置A到位置B,線圈內不產生感應電流
B.由位置A到位置B,線圈內產生感應電流
C.由位置B到位置C,線圈內產生感應電流
D.由位置B到位置C,線圈內不產生感應電流
11.(2023·安徽省宿松中學高二開學考試)如圖所示,矩形金屬線框abcd和長直導線M放在同一水平面內(即紙面),且直導線M與金屬線框ad邊平行,而長直導線N與該平面垂直放置。兩導線M、N分別通入恒定電流I1、I2,電流方向如圖所示,則下列選項中不能使線框中產生感應電流的是(  )
A.僅將I1增大
B.僅將I2增大
C.僅將線框垂直紙面沿平行N導線方向平移
D.僅將線框在紙面內沿垂直M導線方向平移
12.(多選)如圖為法拉第發現電磁感應現象的實驗裝置示意圖,軟鐵環上繞有兩個線圈,下列操作中可能觀察到靈敏電流計G的指針發生偏轉的是(  )
A.S1處于閉合狀態,閉合S2瞬間
B.S2處于閉合狀態,閉合S1瞬間
C.S1、S2均處于閉合狀態,斷開S2瞬間
D.S1、S2均處于閉合狀態,斷開S1瞬間
13.(8分)我們可以通過以下實驗,來探究產生感應電流的條件:
(1)(2分)給出的實物圖中,請用筆畫線代替導線補全實驗電路。
(2)(2分)連接好電路,閉合開關瞬間,電流計指針__________(填“偏轉”或“不偏轉”)。
(3)(2分)電路穩定后,電流計指針____________(填“偏轉”或“不偏轉”);迅速移動滑動變阻器的滑片,電流計指針__________(填“偏轉”或“不偏轉”)。
(4)(2分)根據以上實驗可得:產生感應電流的條件是____________________。
14.(10分)(2023·龍巖市連城縣第一中學高二月考)一面積S=0.02 m2的矩形導線框abcd水平放置于勻強磁場中,如甲圖中位置Ⅰ,磁場方向豎直向下,磁感應強度大小為B=2 T。
(1)(2分)在圖甲中的位置Ⅰ時,求穿過線框abcd的磁通量;
(2)(4分)在圖甲中,以bc邊為轉軸將該線框轉過60°至位置Ⅱ的過程中,求穿過線框abcd的磁通量變化量;
(3)(4分)現將線框沿中線折成如圖乙所示的“V”形面,開口豎直向上,a、b、c、d在同一水平面內,并將磁場方向改為水平向右,且與ad、bc邊垂直。求穿過線框的磁通量。
第2節 電磁感應現象及其應用
1.C [閉合回路的面積與垂直穿過它的磁感應強度的乘積稱為磁通量。計算公式:Φ=BS,式中的S可以理解為有效面積,即與磁場垂直的面積。線圈面積越大,有效面積不一定大,所以磁通量不一定越大,選項A、B錯誤;當有效面積為零,磁感應強度不為零時,磁通量為零,選項C正確;磁通量發生變化,可能是磁場發生變化引起的,也可能是有效面積發生變化引起的,選項D錯誤。]
2.B [由題意可知,通電直導線產生穩定的磁場,離導線越遠磁場越弱,磁感線越疏,則當線框遠離通電直導線時,穿過線框的磁感線的條數越來越少,磁通量將逐漸減小,故選B。]
3.C [磁感線的疏密程度反映磁場的強弱,所以將該線圈由O1位置平移至O2位置,線圈面積不變,磁感應強度變小,所以穿過線圈的磁通量減小,故C正確,A、B、D錯誤。]
4.D [離直導線越遠,直導線產生的磁場越弱,虛線位置的磁通量與原位置的磁通量不相等,A錯誤;虛線位置的磁通量應小于原位置的磁通量,B錯誤;第一次磁場方向從同一個面穿過,磁通量變化為ΔΦ1=(B虛-B原)S,第二次磁場方向從正反兩個面穿過,磁通量變化為ΔΦ2=(B虛′-B原)S,又B虛′=-B虛,則第一次磁通量的變化比第二次磁通量變化的小,并不相等,C錯誤,D正確。]
5.B [題圖A中的線圈不閉合,不會產生感應電流,選項A錯誤;題圖B中兩個導體棒向左右運動時,穿過回路的磁通量增加,會產生感應電流,選項B正確;題圖C中線圈向右移動時,穿過線圈的磁通量總為零,不會產生感應電流,選項C錯誤;題圖D中線圈向右移動時,穿過線圈的磁通量不變,不會產生感應電流,選項D錯誤。]
6.AC [開關閉合與斷開瞬間,穿過線圈B的磁通量都要發生變化,產生感應電流,則電流計的指針會偏轉,故A正確;開關閉合后,A線圈產生恒定磁場,保持A線圈不動,則穿過B線圈的磁通量不為零,故B錯誤;開關閉合后,將A線圈拔出B線圈的過程中,穿過線圈B的磁通量減小,電流計的指針會偏轉,故C正確;開關閉合后,移動滑動變阻器滑片的過程中,回路電流變化,磁場變化,穿過B線圈的磁通量變化,故D錯誤。]
7.D [由題圖可知,通過A的電流發生變化,電流產生的磁感應強度發生變化,穿過B的磁通量發生變化,線圈B中才能產生感應電流,由題圖可知,在t1到t2這段時間內,選項A、B、C圖中線圈A中的電流發生變化,線圈B中產生感應電流,而選項D圖中電流不變,線圈B中不產生感應電流,故選D。]
8.D [初始位置穿過線圈的磁通量為Φ=BSsin 30°=BS,選項A錯誤;當線圈從題圖所示位置逆時針轉過30°時,線圈平面與磁場方向夾角為60°,穿過線圈的磁通量Φ=BSsin 60°=BS,選項B錯誤;當線圈從題圖所示位置逆時針轉過90°時,線圈平面與磁場方向的夾角為60°,穿過線圈的磁通量為Φ=BSsin 60°=BS,選項C錯誤;在線圈從題圖所示位置逆時針轉過180°時,穿過線圈的磁通量為Φ′=-BSsin 30°=-BS,因此此過程線圈磁通量的變化為ΔΦ=BS,選項D正確。]
9.BD [穿過線圈的磁通量可表示為Φ=BScos 30°=BS,與線圈的匝數無關,A錯誤;把線圈面積S增加一倍或把磁感應強度B增加一倍,均能使穿過線圈的磁通量增加一倍,B、D正確;轉動線圈使得軸線與磁場方向平行,此時線圈平面與磁場垂直,有效面積由S·sin 60°變為S,磁通量并未增加一倍,C錯誤。]
10.BC [如圖所示,
作出線圈下落過程示意圖,由圖可知,從位置A到位置B的過程中,從線圈下面向上穿過線圈的磁通量減少(B位置時,Φ=0);而從位置B到位置C時,從線圈上面向下穿過線圈的磁通量增加,故由位置A到位置B和位置B到位置C的兩個過程中,穿過線圈的磁通量都發生變化,線圈中都會產生感應電流,故B、C正確,A、D錯誤。]
11.B [由于長直導線N與線框平面垂直,根據安培定則可知,長直導線N中電流的磁場在線框中的磁通量為零,僅將I2增大,線框中的磁通量保持不變,線框中不產生感應電流;僅將I1增大,線框中的磁通量增大,線框中產生感應電流;僅將線框垂直紙面沿平行N導線方向平移,長直導線N中電流的磁場在線框中的磁通量始終為零,但長直導線M中電流的磁場在線框中的磁通量發生變化,則線框中產生感應電流;僅將線框在紙面內沿垂直M導線方向平移,長直導線N中電流的磁場在線框中的磁通量始終為零,但長直導線M中電流的磁場在線框中的磁通量發生變化,則線框中產生感應電流,故選B。]
12.BD [S1處于閉合狀態,閉合S2瞬間,穿過右側線圈的磁通量沒有發生變化,因此右側線圈沒有感應電流產生,靈敏電流計G的指針不會發生偏轉,A錯誤;S2處于閉合狀態,閉合S1瞬間,穿過右側線圈的磁通量迅速增大,因此右側線圈有感應電流產生,靈敏電流計G的指針會發生偏轉,B正確;
S1、S2均處于閉合狀態,斷開S2瞬間,穿過右側線圈的磁通量沒有發生變化,因此右側線圈沒有感應電流產生,靈敏電流計G的指針不會發生偏轉,C錯誤;S1、S2均處于閉合狀態,斷開S1瞬間,穿過右側線圈的磁通量突然消失,因此右側線圈有感應電流產生,靈敏電流計G的指針會發生偏轉,D正確。]
13.(1)見解析圖 (2)偏轉 (3)不偏轉 偏轉
(4)穿過閉合回路的磁通量發生變化
解析 (1)通過對電路分析可知:線圈B是用來檢測感應電流的,故電流計要和B構成閉合回路;滑動變阻器的作用是用來改變A線圈電流大小和保護電路的,故要采取限流式接法,綜上所述,實物圖如圖。
(2)連接好電路,閉合開關瞬間,由于A線圈電流的變化,導致穿過B線圈的磁通量變化,從而使線圈B產生感應電流,電流計指針偏轉。
(3)電路穩定后,雖然B線圈中有磁場,但磁通量沒有變化,不能產生感應電流,所以電流計指針不偏轉。迅速移動滑動變阻器的滑片,由于A線圈電流變化導致B線圈的磁通量變化,從而產生感應電流,電流計指針偏轉。
(4)根據以上實驗可得:產生感應電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發生變化。
14.(1)0.04 Wb (2)0.02 Wb (3)0
解析 (1)初始位置穿過線框的磁通量為Φ=BS
解得Φ=0.04 Wb
(2)線框平面在垂直磁場方向的投影面積為S′=Scos 60°
線框順時針旋轉60°時的磁通量為Φ′=BS′
解得Φ′=0.02 Wb
此過程中穿過線框的磁通量變化量為ΔΦ=|Φ′-Φ|
解得ΔΦ=0.02 Wb
(3)磁場方向水平向右,穿過線框兩個面的磁通量符號相反,總磁通量為Φ″=Φ1+Φ2=0。第2節 電磁感應現象及其應用
[學習目標] 1.理解磁通量的概念,會計算磁通量的大小(難點)。2.知道什么是電磁感應現象,通過實驗探究產生感應電流的條件(重難點)。3.了解電磁感應現象的應用。
一、磁通量
(1)如圖所示,平面S在垂直于磁場方向上的投影面積為S′。若有n條磁感線通過S′,則通過面積S的磁感線有多少條?
(2)若磁場增強,即B增大,通過面積S的磁感線條數是否增多?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
1.磁通量
(1)定義:在磁感應強度為B的勻強磁場中,有一個與磁場方向垂直、面積為S的平面,我們把磁感應強度B與面積S的乘積稱為穿這個平面的磁通量,簡稱磁通,用Φ表示。
注意:磁通量可以形象地理解為“穿過一個閉合電路的磁感線的多少”。
(2)定義式:Φ=________。
(3)國際單位:________,簡稱韋,符號是Wb。1 Wb=1 T·m2。
2.磁通密度:由上式得B=,這表示磁感應強度在數值上等于穿過垂直于磁感線的單位面積的磁通量,因此磁感應強度又稱為________________。
3.在勻強磁場中,如果面積為S的平面與磁場方向不垂直,設S與垂直于B的平面間的夾角為α。
則穿過S的磁通量為Φ=BSn=_______________________________。
當α=0°時,B的方向與S垂直,Φ______;當α=90°時,B的方向與S平行,Φ=____;當0°<α<90°時,有0<Φ4.磁通量的正、負
(1)磁通量是標量,但有正、負。當磁感線從某一面穿入時,磁通量為正值,則磁感線從此面穿出時磁通量為負值。
(2)若磁感線沿相反方向穿過同一平面,且正向磁通量為Φ,反向磁通量為Φ′,則穿過該平面的磁通量Φ總=Φ-Φ′。磁通量等于穿過該平面的磁感線的凈條數(磁通量的代數和)。
5.磁通量的變化量
ΔΦ=|Φ2-Φ1|。
1.磁場中同一位置,平面面積越大,穿過平面的磁通量越大,這種說法是否正確?
________________________________________________________________________
2.某線圈平面與磁場方向垂直,線圈轉過180°,則旋轉前后穿過線圈的磁通量是否發生變化?
________________________________________________________________________
例1 如圖所示,線圈平面與水平方向夾角θ=60°,磁感線方向豎直向下,線圈平面面積S=0.4 m2,勻強磁場磁感應強度大小B=0.6 T,則:
(1)穿過線圈的磁通量Φ為多少?把線圈以cd為軸順時針轉過120°角,則通過線圈磁通量的變化量為多少?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)若θ=90°,穿過線圈的磁通量為多少?當θ為多大時,穿過線圈的磁通量最大?
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例2 (2023·莆田一中高二月考)如圖,勻強磁場的磁感應強度B=0.8 T,矩形線圈abcd的面積S=0.5 m2,B與S垂直,線圈一半在磁場中,則當線圈從圖示位置繞ad邊逆時針轉過60°時,穿過線圈的磁通量為________ Wb,此過程中磁通量的變化量為________ Wb,線圈再繞ad邊轉過30°時,穿過線圈的磁通量為________ Wb。
二、電磁感應現象
1820年,丹麥物理學家奧斯特發現了電流的磁效應,拉開了研究電與磁相互關系的序幕。既然電能夠產生磁,那磁也能夠生電,磁在什么條件下才能生電?下面通過實驗來進行探究。
實驗一 探究導體棒在磁場中運動是否產生電流(如圖所示)
實驗操作 實驗現象(有無電流) 分析論證
導體棒與磁場保持相對靜止 ____ 閉合回路包圍的磁場的________變化時,電路中有電流產生;包圍的磁場的________不變時,電路中無電流產生
導體棒平行于磁感線運動 ____
導體棒做切割磁感線運動 ____
實驗二 探究磁鐵在通電螺線管中運動是否產生電流(如圖所示)
實驗操作 實驗現象(有無電流) 分析論證
N極插入線圈 ____ 線圈中的______變化時,線圈中有電流產生;線圈中的____不變時,線圈中無電流產生
N極停在線圈中 ____
N極從線圈中抽出 ____
S極插入線圈 ____
S極停在線圈中 ____
S極從線圈中抽出 ____
實驗三 磁場和導體無相對運動是否產生電流(如圖所示)
實驗操作 實現現象(線圈B中有無電流) 分析論證
開關閉合瞬間 ____ 線圈B中的______變化時,線圈B中有電流產生;線圈B中的______不變時,線圈B中無電流產生
開關斷開瞬間 ____
開關保持閉合,滑動變阻器滑片不動 ____
開關保持閉合,迅速移動滑動變阻器的滑片 ____
結論:只要穿過閉合回路的____________發生變化,閉合回路中就有電流產生。
產生電流的條件:(1)________________________________________;
(2)穿過閉合回路的磁通量發生變化;二者缺一不可。
因穿過閉合回路的磁通量變化而產生電流的現象稱為電磁感應,所產生的電流稱為感應電流。
判斷穿過閉合回路的磁通量是否變化,還需明確回路所在處磁場的磁感線分布特點。如圖所示,通電長直導線MN與閉合的矩形金屬線圈abcd彼此絕緣,可視為在同一水平面內,直導線與線圈的對稱軸線重合。當直導線MN中電流增大時,穿過線圈abcd的磁通量是否變化?線圈中是否有感應電流?請判斷并說出理由。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
例3 (多選)(2023·福州市高二期末)如圖所示有三種實驗裝置,選項中能使裝置產生感應電流的是(  )
A.圖甲中,使導體棒AB沿著磁感線方向運動,而不改變閉合回路的磁通量
B.圖乙中,使條形磁鐵在線圈中保持不動
C.圖乙中,使條形磁鐵插入或拔出線圈
D.圖丙中,開關S保持閉合,改變滑動變阻器滑片的位置
例4 (2024·四川省郫都區綿實外國語學校檢測)如圖所示的裝置,在下列各種情況中,懸掛在螺線管附近的銅質閉合線圈A中不產生感應電流的是(  )
A.開關S接通的瞬間
B.開關S接通后,電路中電流穩定時
C.開關S接通后,滑動變阻器滑片滑動的瞬間
D.開關S斷開的瞬間
例5 法拉第在1831年發現了“磁生電”現象。如圖所示,把兩個線圈繞在同一個軟鐵環上,線圈A和電池連接,線圈B用長直導線連通,在長直導線正下方平行于導線放置一個小磁針,下列有關實驗現象的說法中正確的是(  )
A.只要線圈A中電流足夠大,小磁針就會發生偏轉
B.線圈A閉合開關電流穩定后,線圈B匝數較少時小磁針不偏轉,匝數足夠多時小磁針偏轉
C.線圈A和電池接通瞬間,小磁針會偏轉
D.線圈A和電池斷開瞬間,小磁針不會偏轉
判斷電磁感應現象是否發生的一般流程
(1)確定研究的閉合回路;
(2)弄清楚回路內的磁場分布,并確定該回路的磁通量Φ;
(3)磁通量變化與感應電流的產生
三、電磁感應的應用
1.計算機磁盤磁記錄錄制時,磁頭產生的磁場隨數字信息而改變,當磁性盤片轉動時,變化的磁場將磁盤上的磁性材料________,就記錄下相應的磁信號。讀取信息時,磁盤再次通過磁頭,________________使磁頭產生的電流與錄制時的電流一致,從而獲得錄制的信息。
2.無線充電:利用電磁感應制成手機無線充電裝置。
3.動圈式話筒:話筒是把________轉變為________________的裝置。
例6 如圖所示,電吉他的弦是磁性物質。當弦振動時,線圈產生感應電流,感應電流輸送到放大器、喇叭,把聲音播放出來。請解釋電吉他是如何產生感應電流的。弦能否改用尼龍材料?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
第2節 電磁感應現象及其應用
一、
(1)n條 (2)B增大時,通過面積S的磁感線條數增多
梳理與總結
1.(2)BS (3)韋伯 
2.磁通密度 
3.BScos α 最大 0 
思考與討論
1.不正確,磁通量為磁感應強度和與磁場方向垂直平面面積的乘積。平面不一定與磁場垂直,平面面積越大,磁通量不一定越大。
2.發生變化
二、
實驗一
無 無 有 面積 面積 
實驗二
有 無 有 有 無 有 磁場
磁場 
實驗三
有 有 無 有 磁場 磁場 
磁通量 電路閉合 
思考與討論
磁通量無變化。線圈中無感應電流。穿過線圈的磁感線分布情況如圖,穿過左右兩側磁感線的條數相同,方向相反,故穿過線圈的磁通量始終為零,故磁通量始終不變,線圈中始終無感應電流。
三、
1.磁化 電磁感應 
3.聲音 電信號 
例1 (1)0.12 Wb 0.36 Wb (2)0 0
解析 (1)線圈在垂直磁場方向上的投影面積
S⊥=Scos 60°=0.4× m2=0.2 m2
穿過線圈的磁通量
Φ1=BS⊥=0.6×0.2 Wb=0.12 Wb。
線圈以cd為軸順時針轉過120°角后變為與磁場垂直,但由于此時磁感線從線圈平面穿入的方向與原來相反,故此時通過線圈的磁通量
Φ2=-BS=-0.6×0.4 Wb=-0.24 Wb
故ΔΦ=|Φ2-Φ1|=0.36 Wb
(2)當θ=90°時,線圈在垂直磁場方向上的投影面積S⊥′=0,由Φ′=BS⊥′知,此時穿過線圈的磁通量為0。
當θ=0時,線圈平面與磁場垂直,此時S⊥″=S,穿過線圈的磁通量最大。
例2 0.2 0 0
解析 當線圈從題圖所示位置繞ad邊逆時針轉過60°時,穿過線圈的磁通量為Φ=BScos 60°=0.2 Wb
當線圈處于題圖所示位置時,線圈一半在磁場中,穿過線圈的磁通量為Φ0=B·=0.2 Wb
所以線圈轉過60°時磁通量的變化量為ΔΦ=|Φ0-Φ|=0
線圈再繞ad邊轉過30°時,線圈平面與磁感線平行,則穿過線圈的磁通量為0。
例3 CD [題圖甲中,使導體棒AB沿著磁感線方向運動,閉合回路的磁通量沒有變化,不會產生感應電流,故A錯誤;題圖乙中,使條形磁鐵保持不動,閉合回路的磁通量沒有變化,不會產生感應電流,故B錯誤;題圖乙中,使條形磁鐵插入或拔出線圈,閉合回路的磁通量發生了變化,產生感應電流,故C正確;題圖丙中,開關S保持閉合,改變滑動變阻器滑片的位置,B中磁通量改變,產生感應電流,故D正確。]
例4 B [開關接通的瞬間,螺線管產生的磁場從無到有,穿過銅質閉合線圈A的磁通量增大,產生感應電流,故A不符合題意;螺線管中通以恒定的電流時,螺線管產生恒定的磁場,穿過銅質閉合線圈A的磁通量不變,不產生感應電流,故B符合題意;開關接通后,使滑動變阻器的滑片滑動時,螺線管中電流變化,螺線管產生的磁場變化,穿過銅質閉合線圈A的磁通量變化,產生感應電流,故C不符合題意;開關斷開的瞬間,螺線管產生的磁場從有到無,穿過銅質閉合線圈A的磁通量減小,產生感應電流,故D不符合題意。]
例5 C [小磁針會不會偏轉取決于線圈B中有沒有電流,而線圈B中有沒有電流取決于穿過線圈B的磁通量是否發生變化,當線圈A中電流足夠大,但不變化時,線圈B中無感應電流,小磁針不會發生偏轉,A錯誤;當線圈A閉合開關電流穩定后,穿過線圈B的磁通量不發生變化,所以小磁針也不會發生偏轉,故B錯誤;線圈A和電池接通或斷開的瞬間,穿過線圈B的磁通量發生變化,所以線圈B中有感應電流,則小磁針會偏轉,故C正確,D錯誤。]
例6 見解析
解析 當磁性物質制作的弦振動時,會造成穿過線圈的磁通量發生變化,線圈產生感應電流。若將弦改用尼龍材料,因尼龍材料無磁性,當弦振動時線圈中就不會產生感應電流,故不能改用尼龍材料。(共68張PPT)
DIWUZHANG
第5章
第2節 電磁感應現象
及其應用
1.理解磁通量的概念,會計算磁通量的大小(難點)。
2.知道什么是電磁感應現象,通過實驗探究產生感應電流的條件(重難點)。
3.了解電磁感應現象的應用。
學習目標
一、磁通量
二、電磁感應現象
課時對點練
三、電磁感應的應用
內容索引
磁通量

(1)如圖所示,平面S在垂直于磁場方向上的投影面積為S′。若有n條磁感線通過S′,則通過面積S的磁感線有多少條?
答案 n條
(2)若磁場增強,即B增大,通過面積S的磁感線條數是否增多?
答案 B增大時,通過面積S的磁感線條數增多
1.磁通量
(1)定義:在磁感應強度為B的勻強磁場中,有一個與磁場方向垂直、面積為S的平面,我們把磁感應強度B與面積S的乘積稱為穿這個平面的磁通量,簡稱磁通,用Φ表示。
注意:磁通量可以形象地理解為“穿過一個閉合電路的磁感線的多少”。
(2)定義式:Φ= 。
(3)國際單位: ,簡稱韋,符號是Wb。1 Wb=1 T·m2。
BS
韋伯
梳理與總結
2.磁通密度:由上式得B= ,這表示磁感應強度在數值上等于穿過垂直于磁感線的單位面積的磁通量,因此磁感應強度又稱為 。
3.在勻強磁場中,如果面積為S的平面與磁場方向不垂直,設S與垂直于B的平面間的夾角為α。
則穿過S的磁通量為Φ=BSn= 。
當α=0°時,B的方向與S垂直,Φ ;當α=90°時,B的方向與S平行,Φ= ;當0°<α<90°時,有0<Φ磁通密度
BScos α
最大
0
4.磁通量的正、負
(1)磁通量是標量,但有正、負。當磁感線從某一面穿入時,磁通量為正值,則磁感線從此面穿出時磁通量為負值。
(2)若磁感線沿相反方向穿過同一平面,且正向磁通量為Φ,反向磁通量為Φ′,則穿過該平面的磁通量Φ總=Φ-Φ′。磁通量等于穿過該平面的磁感線的凈條數(磁通量的代數和)。
5.磁通量的變化量
ΔΦ=|Φ2-Φ1|。
1.磁場中同一位置,平面面積越大,穿過平面的磁通量越大,這種說法是否正確?
思考與討論
答案 不正確,磁通量為磁感應強度和與磁場方向垂直平面面積的乘積。平面不一定與磁場垂直,平面面積越大,磁通量不一定越大。
2.某線圈平面與磁場方向垂直,線圈轉過180°,則旋轉前后穿過線圈的磁通量是否發生變化?
答案 發生變化
如圖所示,線圈平面與水平方向夾角θ=60°,磁感線方向豎直向下,線圈平面面積S=0.4 m2,勻強磁場磁感應強度大小B=0.6 T,則:
(1)穿過線圈的磁通量Φ為多少?把線圈以cd為軸
順時針轉過120°角,則通過線圈磁通量的變化
量為多少?
例1
答案 0.12 Wb 0.36 Wb
線圈在垂直磁場方向上的投影面積
穿過線圈的磁通量
Φ1=BS⊥=0.6×0.2 Wb=0.12 Wb。
線圈以cd為軸順時針轉過120°角后變為與磁場垂直,但由于此時磁感線從線圈平面穿入的方向與原來相反,故此時通過線圈的磁通量
Φ2=-BS=-0.6×0.4 Wb=-0.24 Wb
故ΔΦ=|Φ2-Φ1|=0.36 Wb
(2)若θ=90°,穿過線圈的磁通量為多少?當θ為
多大時,穿過線圈的磁通量最大?
答案 0 0
當θ=90°時,線圈在垂直磁場方向上的投影面積S⊥′=0,由Φ′=BS⊥′知,此時穿過線圈的磁通量為0。
當θ=0時,線圈平面與磁場垂直,此時S⊥″=S,穿過線圈的磁通量最大。
(2023·莆田一中高二月考)如圖,勻強磁場的磁感應強度B=0.8 T,矩形線圈abcd的面積S=0.5 m2,B與S垂直,線圈
一半在磁場中,則當線圈從圖示位置繞ad邊逆
時針轉過60°時,穿過線圈的磁通量為___ Wb,
此過程中磁通量的變化量為___ Wb,線圈再繞
ad邊轉過30°時,穿過線圈的磁通量為___ Wb。
例2
0.2
0
0
當線圈從題圖所示位置繞ad邊逆時針轉過60°時,穿過線圈的磁通量為Φ=BScos 60°=0.2 Wb
當線圈處于題圖所示位置時,線圈一半在磁場
中,穿過線圈的磁通量為Φ0= =0.2 Wb
所以線圈轉過60°時磁通量的變化量為ΔΦ=
|Φ0-Φ|=0
線圈再繞ad邊轉過30°時,線圈平面與磁感線
平行,則穿過線圈的磁通量為0。
返回

電磁感應現象
1820年,丹麥物理學家奧斯特發現了電流的磁效應,拉開了研究電與磁相互關系的序幕。既然電能夠產生磁,那磁也能夠生電,磁在什么條件下才能生電?下面通過實驗來進行探究。
實驗一 探究導體棒在磁場中運動是否產生電流(如圖所示)
實驗操作 實驗現象(有無電流) 分析論證
導體棒與磁場保持相對靜止 ___ 閉合回路包圍的磁場的_____
變化時,電路中有電流產生;包圍的磁場的 不變時,電路中無電流產生
導體棒平行于磁感線運動 ___
導體棒做切割磁感線運動 ___



面積
面積
實驗操作 實驗現象 (有無電流) 分析論證
N極插入線圈 ___ 線圈中的 變化時,線圈中有電流產生;線圈中的___
不變時,線圈中無電流產生
N極停在線圈中 ___
N極從線圈中抽出 ___
S極插入線圈 ___
S極停在線圈中 ___
S極從線圈中抽出 ___
實驗二 探究磁鐵在通電螺線管中運動是否產生電流(如圖所示)






磁場


實驗三 磁場和導體無相對運動是否產生電流(如圖所示)
實驗操作 實現現象(線圈 B中有無電流) 分析論證
開關閉合瞬間 ___ 線圈B中的____變化時,線圈B中有電流產生;線圈B中的____
不變時,線圈B中無電流產生
開關斷開瞬間 ___
開關保持閉合,滑動變阻器滑片不動 ___
開關保持閉合,迅速移動滑動變阻器的滑片 ___




磁場
磁場
結論:只要穿過閉合回路的 發生變化,閉合回路中就有電流產生。
產生電流的條件:(1) ;(2)穿過閉合回路的磁通量發生變化;二者缺一不可。
因穿過閉合回路的磁通量變化而產生電流的現象稱為電磁感應,所產生的電流稱為感應電流。
磁通量
電路閉合
判斷穿過閉合回路的磁通量是否變化,還需明確回路所在處磁場的磁感線分布特點。如圖所示,通電長直導線MN與閉合的
矩形金屬線圈abcd彼此絕緣,可視為在同一水平面
內,直導線與線圈的對稱軸線重合。當直導線MN中
電流增大時,穿過線圈abcd的磁通量是否變化?線
圈中是否有感應電流?請判斷并說出理由。
思考與討論
答案 磁通量無變化。線圈中無感應電流。穿過線圈的磁感線分布情況如圖,穿過左右兩側磁感線的條數相同,方向相反,故穿過線圈的磁通量始終為零,故磁通量始終不變,線圈中始終無感應電流。
(多選)(2023·福州市高二期末)如圖所示有三種實驗裝置,選項中能使裝置產生感應電流的是
A.圖甲中,使導體棒AB沿著磁感線方向
運動,而不改變閉合回路的磁通量
B.圖乙中,使條形磁鐵在線圈中保持不動
C.圖乙中,使條形磁鐵插入或拔出線圈
D.圖丙中,開關S保持閉合,改變滑動變
阻器滑片的位置
例3


題圖甲中,使導體棒AB沿著磁感線方向運動,閉合回路的磁通量沒有變化,不會產生感應電流,故A錯誤;
題圖乙中,使條形磁鐵保持不動,閉
合回路的磁通量沒有變化,不會產生
感應電流,故B錯誤;
題圖乙中,使條形磁鐵插入或拔出線
圈,閉合回路的磁通量發生了變化,
產生感應電流,故C正確;
題圖丙中,開關S保持閉合,改變滑動變阻器滑片的位置,B中磁通量改變,產生感應電流,故D正確。
(2024·四川省郫都區綿實外國語學校檢測)如圖所示的裝置,在下列各種情況中,懸掛在螺線管附近的銅質閉合線圈A中不產生感應電流的是
A.開關S接通的瞬間
B.開關S接通后,電路中電流穩定時
C.開關S接通后,滑動變阻器滑片滑動的瞬間
D.開關S斷開的瞬間
例4

開關接通的瞬間,螺線管產生的磁場從無到有,穿過銅質閉合線圈A的磁通量增大,產生感應電流,故A不符合題意;
螺線管中通以恒定的電流時,螺線管產生恒定
的磁場,穿過銅質閉合線圈A的磁通量不變,
不產生感應電流,故B符合題意;
開關接通后,使滑動變阻器的滑片滑動時,螺線管中電流變化,螺線管產生的磁場變化,穿過銅質閉合線圈A的磁通量變化,產生感應電流,故C不符合題意;
開關斷開的瞬間,螺線管產生的磁場從有到無,穿過銅質閉合線圈A的磁通量減小,產生感應電流,故D不符合題意。
法拉第在1831年發現了“磁生電”現象。如圖所示,把兩個線圈繞在同一個軟鐵環上,線圈A和電池連接,線圈B用長直導線連通,在長直導線正下方平行于導線放置一個小磁針,下列有關實驗現象的說法中正確的是
A.只要線圈A中電流足夠大,小磁針就會發
生偏轉
B.線圈A閉合開關電流穩定后,線圈B匝數
較少時小磁針不偏轉,匝數足夠多時小磁針偏轉
C.線圈A和電池接通瞬間,小磁針會偏轉
D.線圈A和電池斷開瞬間,小磁針不會偏轉
例5

小磁針會不會偏轉取決于線圈B中有沒有電流,而線圈B中有沒有電流取決于穿過線圈B的磁通量是否發生變化,當線圈A中電流足夠大,但不變化時,線圈B中無感應電流,小磁針不會發生偏轉,A錯誤;
當線圈A閉合開關電流穩定后,穿過線圈B的磁通量不發生變化,所以小磁針也不會發生偏轉,故B錯誤;
線圈A和電池接通或斷開的瞬間,穿過
線圈B的磁通量發生變化,所以線圈B
中有感應電流,則小磁針會偏轉,故C正確,D錯誤。
總結提升
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判斷電磁感應現象是否發生的一般流程
(1)確定研究的閉合回路;
(2)弄清楚回路內的磁場分布,并確定該回路的磁通量Φ;
(3)磁通量變化與感應電流的產生
電磁感應的應用

1.計算機磁盤磁記錄錄制時,磁頭產生的磁場隨數字信息而改變,當磁性盤片轉動時,變化的磁場將磁盤上的磁性材料 ,就記錄下相應的磁信號。讀取信息時,磁盤再次通過磁頭, 使磁頭產生的電流與錄制時的電流一致,從而獲得錄制的信息。
2.無線充電:利用電磁感應制成手機無線充電裝置。
3.動圈式話筒:話筒是把 轉變為 的裝置。
磁化
電磁感應
聲音
電信號
如圖所示,電吉他的弦是磁性物質。當弦振動時,線圈產生感應電流,感應電流輸送到放大器、喇叭,把聲音播放出來。請解釋電吉他是如何產生感應電流的。弦能否改用尼龍材料?
例6
答案 見解析
當磁性物質制作的弦振動時,會造成穿過線圈的磁通量發生變化,線圈產生感應電流。若將弦改用尼龍材料,因尼龍材料無磁性,當弦振動時線圈中就不會產生感應電流,故不能改用尼龍材料。
返回
課時對點練

考點一 磁通量
1.關于磁通量的概念,以下說法中正確的是
A.磁感應強度越大,穿過閉合回路的磁通量也越大
B.磁感應強度越大,線圈面積越大,則穿過閉合回路的磁通量也越大
C.穿過線圈的磁通量為零,但磁感應強度不一定為零
D.磁通量發生變化,一定是磁場發生變化引起的
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基礎對點練

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閉合回路的面積與垂直穿過它的磁感應強度的乘積稱為磁通量。計算公式:Φ=BS,式中的S可以理解為有效面積,即與磁場垂直的面積。線圈面積越大,有效面積不一定大,所以磁通量不一定越大,選項A、B錯誤;
當有效面積為零,磁感應強度不為零時,磁通量為零,選項C正確;
磁通量發生變化,可能是磁場發生變化引起的,也可能是有效面積發生變化引起的,選項D錯誤。
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由題意可知,通電直導線產生穩定的磁場,離導線越遠磁場越弱,磁感線越疏,則當線框遠離通電直導線時,穿過線框的磁感線的條數越來越少,磁通量將逐漸減小,故選B。
2.(2023·莆田華僑中學高二月考)如圖所示,通電直導線下邊有一個矩形線框,線框平面與直導線共面。若使線框逐漸遠離(平動)通電導線,則穿過線框的磁通量將
A.逐漸增大 B.逐漸減小
C.保持不變 D.不能確定

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3.(2023·福州市高二期中)閉合導體線圈S按如圖所示放置在磁場中,現將該線圈由O1位置平移至O2位置,在移動過程中
A.穿過線圈的磁通量不變
B.穿過線圈的磁通量增加
C.穿過線圈的磁通量減小
D.線圈中磁通量為0

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磁感線的疏密程度反映磁場的強弱,所以將該線圈由O1位置平移至O2位置,線圈面積不變,磁感應強度變小,所以穿過線圈的磁通量減小,故C正確,A、B、D錯誤。
4.(2023·南平市高級中學高二期中)如圖所示,通電直導線右邊有一個矩形線框ABCD,線框平面與直導線共面,若使線框ABCD第一次平行移動到圖中虛線位置,第二次以BC邊為軸翻轉180°
到圖中虛線位置,則
A.虛線位置的磁通量與原位置的磁通量相等
B.虛線位置的磁通量比原位置的磁通量大
C.兩次磁通量變化是相等的
D.第一次磁通量的變化比第二次磁通量的變化小
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離直導線越遠,直導線產生的磁場越弱,虛
線位置的磁通量與原位置的磁通量不相等,
A錯誤;
虛線位置的磁通量應小于原位置的磁通量,
B錯誤;
第一次磁場方向從同一個面穿過,磁通量變化為ΔΦ1=(B虛-B原)S,第二次磁場方向從正反兩個面穿過,磁通量變化為ΔΦ2=(B虛′-
B原)S,又B虛′=-B虛,則第一次磁通量的變化比第二次磁通量變化的小,并不相等,C錯誤,D正確。
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考點二 電磁感應現象
5.(2023·福州市高二期末)下列各圖的線圈中會產生感應電流的是
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題圖A中的線圈不閉合,不會產生感應電流,選項A錯誤;
題圖B中兩個導體棒向左右運動時,穿過回路的磁通量增加,會產生感應電流,選項B正確;
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題圖C中線圈向右移動時,穿過線圈的磁通量總為零,不會產生感應電流,選項C錯誤;
題圖D中線圈向右移動時,穿過線圈的磁通量不變,不會產生感應電流,選項D錯誤。
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6.(多選)(2023·漳州市高二期末)某同學采用如圖所示裝置來“探究電磁感應現象”,將A線圈插入B線圈后,下列說法正確的是
A.開關閉合與斷開瞬間,電流計的
指針會偏轉
B.開關閉合后,保持A線圈不動,
則穿過B線圈的磁通量為零
C.開關閉合后,將A線圈拔出B線圈
的過程中,電流計的指針會偏轉
D.開關閉合后,移動滑動變阻器滑片的過程中,穿過B線圈的磁通量不變
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開關閉合與斷開瞬間,穿過線圈B的磁通量都要發生變化,產生感應電流,則電流計的指針會偏轉,
故A正確;
開關閉合后,A線圈產生恒定磁
場,保持A線圈不動,則穿過B線
圈的磁通量不為零,故B錯誤;
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開關閉合后,將A線圈拔出B線圈的過程中,穿過線圈B的磁通量減小,電流計的指針會偏轉,故C正確;
開關閉合后,移動滑動變阻器滑
片的過程中,回路電流變化,磁
場變化,穿過B線圈的磁通量變
化,故D錯誤。
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7.(2023·浙江省長興縣教育研究中心高二期中)某實驗裝置如圖所示,在鐵芯P上繞著兩個線圈A和B。如果線圈A中電流i隨
時間t的變化關系如A、B、C、D四種情況所示,那
么在t1到t2這段時間內,四種情況中線圈B中沒有產
生感應電流的是

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由題圖可知,通過A的電流發生變化,電流產生的磁感應強度發生變化,穿過B的磁通量發生變化,線圈B中才能產
生感應電流,由題圖可知,在t1到t2這段時間內,
選項A、B、C圖中線圈A中的電流發生變化,
線圈B中產生感應電流,而選項D圖中電流不變,
線圈B中不產生感應電流,故選D。
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8.(2024·重慶市高二期末)如圖所示,矩形線圈KLMN面積為S,處于磁感應強度大小為B的勻強磁場中,線框可繞虛線軸逆時針轉動(從上往下看),初始時刻線圈平面與磁場方向的夾角為30°,下列說法正確的是
A.初始位置穿過線圈的磁通量為
B.當線圈從圖示位置逆時針轉過30°時,穿過線圈的磁通
量為0
C.當線圈從圖示位置逆時針轉過90°時,穿過線圈的磁通
量為
D.在線圈從圖示位置逆時針轉過180°過程中,線圈磁通量的變化量為BS
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能力綜合練
當線圈從題圖所示位置逆時針轉過30°時,線圈平面與磁場方向夾角
為60°,穿過線圈的磁通量Φ=BSsin 60°= BS,
選項B錯誤;
當線圈從題圖所示位置逆時針轉過90°時,線圈平
面與磁場方向的夾角為60°,穿過線圈的磁通量為
Φ=BSsin 60°= BS,選項C錯誤;
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在線圈從題圖所示位置逆時針轉過180°時,穿過線圈的磁通量為Φ′=-BSsin 30°=- BS,因此此過程線圈磁通量的變化為ΔΦ=BS,選項D正確。
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9.(多選)(2023·沈陽市高二期末)如圖所示,一個閉合線圈放在勻強磁場中,線圈的軸線與磁場方向成30°角,下列方法可使穿過線圈的磁通量增加一倍的是
A.把線圈匝數增加一倍
B.把線圈面積增加一倍
C.轉動線圈使得軸線與磁場方向平行
D.把磁感應強度增加一倍
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穿過線圈的磁通量可表示為Φ=BScos 30°= BS,與線圈的匝數無關,A錯誤;
把線圈面積S增加一倍或把磁感應強度B增加一倍,
均能使穿過線圈的磁通量增加一倍,B、D正確;
轉動線圈使得軸線與磁場方向平行,此時線圈平面與磁場垂直,有效面積由S·sin 60°變為S,磁通量并未增加一倍,C錯誤。
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10.(多選)如圖所示,是一水平放置的矩形線圈abcd,在細長的磁體的N極附近豎直下落,整個下落過程中線圈保持水平,由圖中的位置A經過位置B到位置C,這三個位置都靠得很近且位置B剛好在條形磁體的中心軸線上。在這個過程中,下列說法正確的是
A.由位置A到位置B,線圈內不產生感應電流
B.由位置A到位置B,線圈內產生感應電流
C.由位置B到位置C,線圈內產生感應電流
D.由位置B到位置C,線圈內不產生感應電流
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如圖所示,作出線圈下落過程示意圖,由圖可知,從位置A到位置B的過程中,從線圈下面向上穿過線圈的磁通量減少(B位置時,Φ=0);而從位置B到位置C時,從線圈上面向下穿過線圈的磁通量增加,故由位置A到位置B和位置B到位置C的兩個過程中,穿過線圈的磁通量都發生變化,線圈中都會產生感應電流,故B、C正確,A、D錯誤。
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11.(2023·安徽省宿松中學高二開學考試)如圖所示,矩形金屬線框abcd和長直導線M放在同一水平面內(即紙面),且直導線M與金屬線框ad邊平行,而長直導線N與該平面垂直放置。兩導線M、N分別通入恒定電流I1、I2,電流方向如圖所示,則下列選項中不能使線框中產生感應電流的是
A.僅將I1增大
B.僅將I2增大
C.僅將線框垂直紙面沿平行N導線方向平移
D.僅將線框在紙面內沿垂直M導線方向平移
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由于長直導線N與線框平面垂直,根據安培定則可知,長直導線N中電流的磁場在線框中的磁通量為零,僅將I2增大,線框中的磁通量保持不變,線框中不產生感應電流;僅將I1增大,線框中的磁通量增大,線框中產生感應電流;僅將線框垂直紙面沿平行N導線方向平移,長直導線N中電流的磁場在線框中的磁通量始終為零,但長直導線M中電流的磁場在線框中的磁通量發生變化,則線框中產生感應電流;僅將線框在
紙面內沿垂直M導線方向平移,長直導線N中電流的磁
場在線框中的磁通量始終為零,但長直導線M中電流
的磁場在線框中的磁通量發生變化,則線框中產生感應
電流,故選B。
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12.(多選)如圖為法拉第發現電磁感應現象的實驗裝置示意圖,軟鐵環上繞有兩個線圈,下列操作中可能觀察到靈敏電流計G的指針發生偏轉的是
A.S1處于閉合狀態,閉合S2瞬間
B.S2處于閉合狀態,閉合S1瞬間
C.S1、S2均處于閉合狀態,斷開S2瞬間
D.S1、S2均處于閉合狀態,斷開S1瞬間
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S1處于閉合狀態,閉合S2瞬間,穿過右側線圈的磁通量沒有發生變化,因此右側線圈沒有感應電流產生,靈敏電流計G的指針不會發生偏轉,A錯誤;
S2處于閉合狀態,閉合S1瞬間,
穿過右側線圈的磁通量迅速增大,
因此右側線圈有感應電流產生,
靈敏電流計G的指針會發生偏轉,B正確;
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S1、S2均處于閉合狀態,斷開S2瞬間,穿過右側線圈的磁通量沒有發生變化,因此右側線圈沒有感應電流產生,靈敏電流計G的指針不會發生偏轉,C錯誤;
S1、S2均處于閉合狀態,斷開S1瞬
間,穿過右側線圈的磁通量突然消
失,因此右側線圈有感應電流產生,
靈敏電流計G的指針會發生偏轉,D正確。
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13.我們可以通過以下實驗,來探究產生感應電流的條件:
(1)給出的實物圖中,請用筆畫線代替導線補全實驗電路。
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答案 見解析圖
通過對電路分析可知:線圈B是用來檢測感應電流的,故電流計要和B構成閉合回路;滑動變阻器的作用是用來改變A線圈電流大小和保護電路的,故要采取限流式接法,綜上所述,實物圖如圖。
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(2)連接好電路,閉合開關瞬間,電流計指針_______(填“偏轉”或“不偏轉”)。
偏轉
連接好電路,閉合開關瞬間,由于A線圈電流的變化,導致穿過B線圈的磁通量變化,從而使線圈B產生感應電流,電流計指針偏轉。
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電路穩定后,雖然B線圈中有磁場,但磁通量沒有變化,不能產生感應電流,所以電流計指針不偏轉。迅速移動滑動變阻器的滑片,由于A線圈電流變化導致B線圈的磁通量變化,從而產生感應電流,電流計指針偏轉。
(3)電路穩定后,電流計指針_________(填“偏轉”或“不偏轉”);迅速移動滑動變阻器的滑片,電流計指針_______(填“偏轉”或“不偏轉”)。
不偏轉
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偏轉
根據以上實驗可得:產生感應電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發生變化。
(4)根據以上實驗可得:產生感應電流的條件是_____________________________。
穿過閉合回路的磁通量發生變化
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14.(2023·龍巖市連城縣第一中學高二月考)一面積S=0.02 m2的矩形導線框abcd水平放置于勻強磁場中,如甲圖中位置Ⅰ,磁場方向豎直向下,磁感應強度大小為B=2 T。
(1)在圖甲中的位置Ⅰ時,求穿過線框
abcd的磁通量;
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尖子生選練
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答案 0.04 Wb
初始位置穿過線框的磁通量為Φ=BS
解得Φ=0.04 Wb
(2)在圖甲中,以bc邊為轉軸將該線框轉過60°至位
置Ⅱ的過程中,求穿過線框abcd的磁通量變化量;
答案 0.02 Wb
線框平面在垂直磁場方向的投影面積為S′=Scos 60°
線框順時針旋轉60°時的磁通量為Φ′=BS′
解得Φ′=0.02 Wb
此過程中穿過線框的磁通量變化量為ΔΦ=|Φ′-Φ|
解得ΔΦ=0.02 Wb
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磁場方向水平向右,穿過線框兩個面的磁通量符號相反,總磁通量為Φ″=Φ1+Φ2=0。
(3)現將線框沿中線折成如圖乙所示的“V”形面,開
口豎直向上,a、b、c、d在同一水平面內,并將磁場
方向改為水平向右,且與ad、bc邊垂直。求穿過線框
的磁通量。
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答案 0
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