1、第第 1 1 节节 划时代的发现划时代的发现 第第 2 2 节节 探究感应电流的产生条件探究感应电流的产生条件 基础过关 1在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流 的是( ) A将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 C 将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接， 往线圈中插入条形磁铁后， 再到相邻房间去观察电流表的变化 D绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的 瞬间，观察电流表的变化 解析 产生感应电流必须满足的条件：穿过闭合电路的磁通量要发生变
2、化。选项 A、B 电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项 A、B 观察不到电 流表的变化；选项 C 满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但是等我 们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，故选项 C 也观察不到电 流表的变化；选项 D 满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到 电流表的变化，所以选项 D 正确。 答案 D 2.如图 1 所示，矩形线框 abcd 放置在水平面内，磁场方向与水平方向成 角， 已知 sin 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( ) 图 1 ABS B.4 5BS C.3 5BS D.3 4BS 解析 根据磁
3、通量的定义可得通过线框的磁通量 BSsin ， 代入解得 4 5BS， 所以选项 B 正确。 答案 B 3.如图 2 所示，固定的长直导线中通有恒定电流，一矩形线框从 abcd 位置平移 到 abcd位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是( ) 图 2 A一直增加 B一直减少 C先增加后减少 D先增加，再减少到零，然后再增加，然后再减少 解析 离导线越近，磁场越强，当线框从左向右靠近导线的过程中，穿过线框的 磁通量增大，当线框跨在导线上向右运动时，磁通量减小，当导线在线框正中央 时，磁通量为零，从该位置向右，磁通量又增大，当线框离开导线向右运动的过 程中，磁通量又减小，故选项
4、 D 正确。 答案 D 4.如图 3 所示，闭合圆形导线圈放置在匀强磁场中，其中 ac、bd 分别是平行、 垂直于磁场方向的两直径。线圈做以下运动时能产生感应电流的是( ) 图 3 A使线圈在其平面内平动或转动 B使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动 C使线圈以 ac 为轴转动 D使线圈以 bd 为轴稍做转动 解析 线圈在匀强磁场中运动，磁感应强度 B 为定值，由 BS 知，只要回 路中相对磁场的正对面积改变量 S0，则磁通量一定改变，回路中一定有感应 电流产生。 当线圈在其平面内平动或转动时， 线圈相对磁场的正对面积始终为零， 即 S0，因而无感应电流产生，选项 A 错误；当线圈平面沿垂直纸面
5、方向向 纸外平动时，同样 S0，因而无感应电流产生，选项 B 错误；当线圈以 ac 为 轴转动时，线圈相对磁场的正对面积改变量 S 仍为零，回路中仍无感应电流产 生，选项 C 错误；当线圈以 bd 为轴稍做转动时，线圈相对磁场的正对面积发生 了改变，因此在回路中产生了感应电流，故选项 D 正确。 答案 D 5如图所示，用导线做成圆形或正方形回路，这些回路与一直导线构成几种位 置组合(彼此绝缘)，下列组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应 电流产生的是( ) 解析 利用安培定则判断直导线电流产生的磁场， 其磁感线是一些以直导线为轴 的无数组同心圆，即磁感线所在平面均垂直于导线，且直导线
6、电流产生的磁场分 布情况是靠近直导线处磁场强，远离直导线处磁场弱。所以，A 中穿过圆形线圈 的磁场如图甲所示， 其有效磁通量为 A出进0， 即使切断导线中的电流， A也始终为 0，A 中不可能产生感应电流。B 中线圈平面与导线的磁场平行，穿 过 B 中线圈的磁通量也始终为 0，B 中也不能产生感应电流。C 中穿过线圈的磁 通量如图乙所示，进出，即C0，当切断导线中电流后，经过一定时间， 穿过线圈的磁通量减小为 0，所以 C 中有感应电流产生。D 中线圈的磁通量如图 丙所示，其有效磁通量为 D出进0，即使切断导线中的电流，D也始 终为 0，D 中不可能产生感应电流。 答案 C 6(多选)如图 4
7、 所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下能使电流表指针偏 转的是( ) 图 4 A将磁铁插入螺线管的过程中 B磁铁放在螺线管中不动时 C将磁铁从螺线管中向上抽出的过程中 D磁铁静止而将螺线管向上移动 解析 只要螺线管中的磁通量发生变化，回路中有感应电流，指针便会偏转；只 要螺线管中的磁通量不发生变化，回路中无感应电流，指针便不会偏转。在磁铁 插入、抽出过程中螺线管中的磁通量均发生变化，能产生感应电流，电流表指针 偏转。故选项 A、C 正确；磁铁放在螺线管中不动时，螺线管中的磁通量不发生 变化，无感应电流产生，故选项 B 错误；由于磁铁静止而螺线管向上移动，螺 线管中的磁通量发生变化，有感应电流
8、产生， 电流表指针偏转，故选项 D 正确。 答案 ACD 7(多选)闭合线圈按如图所示的方式在磁场中运动，则穿过闭合线圈的磁通量 发生变化的是( ) 解析 A 图中，图示状态 0，转至 90 过程中增大，因此磁通量发生变化； B 图中离直导线越远磁场越弱，磁感线越稀，所以当线圈远离导线时，线圈中磁 通量不断变小；C 图中一定要把条形磁铁周围的磁感线空间分布图弄清楚，在图 示位置，线圈中的磁通量为零，在向下移动过程中，线圈的磁通量一直为零，磁 通量不变；D 图中，随着线圈的转动，B 与 S 都不变，B 又垂直于 S，所以 BS 始终不变，故选项 A、B 正确。 答案 AB 能力提升 8如图 5
9、所示，在条形磁铁的外面套着一个闭合金属弹簧线圈 P，现用力从四 周拉弹簧线圈，使线圈包围的面积变大，则下列关于穿过弹簧线圈磁通量的变化 以及线圈中是否有感应电流产生的说法正确的是( ) 图 5 A磁通量增大，有感应电流产生 B磁通量增大，无感应电流产生 C磁通量减小，有感应电流产生 D磁通量减小，无感应电流产生 解析 本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示(从上向下看)。磁通量是指穿过一 个面的磁感线的多少， 由于垂直纸面向外和垂直纸面向里的磁感线要抵消一部分， 当弹簧线圈 P 的面积扩大时，垂直纸面向里的磁感线条数增加，而垂直纸面向 外的磁感线条数是一定的，故穿过这个面的磁通量将减小，回路中会有
10、感应电流 产生，选项 C 正确。 答案 C 9.(2019 梅州高二检测)如图 6 所示，导线框 abcd 放在光滑的平行导轨上，与导 轨接触良好，现使导线框 abcd 向右运动，G1、G2是两只电流表，则( ) 图 6 AG1、G2中都有电流通过 BG1、G2中都没有电流通过 C只有 G1中有电流通过 D只有 G2中有电流通过 解析 导线框向右滑动时，ab、dc 边分别与左侧和右侧导轨构成闭合回路且磁 通量左侧增加， 闭合回路中会产生感应电流， 因此有电流流过两电流表G1和G2， 选项 A 正确，B、C、D 错误。 答案 A 10(2018 中山高二检测)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈
11、 A、线圈 B、 电流计及开关按如图 7 所示连接。下列说法中正确的是( ) 图 7 A开关闭合后，线圈 A 插入或拔出都会引起电流计指针偏转 B线圈 A 插入线圈 B 中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转 C开关闭合后，滑动变阻器的滑片 P 匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零 刻度 D开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片 P 加速滑动，电流计指针才能偏转 解析 开关闭合后线圈 A 插入或拔出、 移动滑动变阻器滑片或线圈 A 插入线圈 B 中后开关闭合和断开的瞬间都可以使穿过线圈 B 的磁通量发生变化，都会使线 圈 B 所在回路产生感应电流，引起电流计指针偏转，选项 A 正确，B、C
12、错误； 开关闭合后，只要滑动变阻器的滑片 P 滑动，不论匀速或加速，都会使得线圈 A 的磁感应强度发生变化，从而使得穿过线圈 B 的磁通量发生变化，都会产生感 应电流而引起电流计指针发生偏转，选项 D 错误。 答案 A 11如图 8 所示，线圈与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈与电流计相 连， 线圈与线圈绕在同一个铁芯上， 在下列情况下， 电流计中是否有示数？ 图 8 (1)开关闭合瞬间； (2)开关闭合稳定后； (3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑片； (4)开关断开瞬间。 解析 (1)开关闭合瞬间线圈中电流从无到有，电流的磁场也从无到有，穿过 线圈的磁通量也从无到有，线圈中产生感应
13、电流，电流计有示数。 (2)开关闭合稳定后，线圈中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈中 虽有磁通量但磁通量恒定不变，线圈中无感应电流产生，电流计无示数。 (3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑片，电阻变化，线圈中的电流 变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈的磁通量也发生变化，线圈中 有感应电流产生，电流计有示数。 (4)开关断开瞬间，线圈中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈 的磁通量也从有到无，线圈中有感应电流产生，电流计有示数。 答案 (1)有 (2)无 (3)有 (4)有 12 如图 9 所示， 固定于水平面上的金属架 CDEF 处在竖直向下的匀强磁场中， 金属棒 MN 沿框架以速度 v 向右做匀速运动。t0 时刻，磁感应强度为 B0，此 时刻 MN 到达的位置使 MDEN 构成一个边长为 l 的正方形。为使 MN 棒中不产 生感应电流，从 t0 开始，磁感应强度 B 应怎样随时间 t 变化？请推导出这种 情况下 B 与 t 的关系式。 图 9 解析 要使 MN 棒中不产生感应电流，应使穿过线框平面的磁通量不发生变化， 在 t0 时刻，穿过线框平面的磁通量 1B0SB0l2 设 t 时刻的磁感应强度为 B，此时刻磁通量为 2Bl(lvt) 由 12得 B B0l lvt。 答案 B B0l lvt
