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文檔簡介
第18講:電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用
【考點(diǎn)梳理】
考點(diǎn)一:感應(yīng)電路產(chǎn)生的條件
考點(diǎn)二:線圈進(jìn)出磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電流
考點(diǎn)三:磁鐵靠近和原理線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流
考點(diǎn)四:切割磁場或者開關(guān)產(chǎn)生的感應(yīng)電路
考點(diǎn)五:電磁感應(yīng)的探究實(shí)驗(yàn)
考點(diǎn)六:電磁感應(yīng)及其應(yīng)用綜合
【知識(shí)梳理】
知識(shí)點(diǎn)一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)
1.丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)體能使小磁針轉(zhuǎn)動(dòng),這種作用稱為電流的磁效應(yīng),揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間
存在密切聯(lián)系.
2.英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,即“磁生電”現(xiàn)象,他把這種現(xiàn)象命名為電磁感應(yīng).產(chǎn)生的電流叫
作感應(yīng)電流.
知識(shí)點(diǎn)二、感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件
1.磁通量
(1)概念:穿過某個(gè)面的磁通量等于閉合導(dǎo)體回路的面積與垂直穿過它的磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積.
(2)公式:Φ=BS.
2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化,閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流
知識(shí)點(diǎn)三:技巧方法總結(jié):
1.磁通量的正、負(fù):其正、負(fù)是這樣規(guī)定的:任何一個(gè)面都有正、反兩面,若規(guī)定磁感線從正面穿入為正磁通量,
則磁感線從反面穿入即為負(fù)磁通量.反之亦可.
磁通量的變化大致可分為以下幾種情況:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,有效面積S發(fā)生變化.如圖(a)所示.
(2)有效面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化.如圖(b)所示.
(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和有效面積S都不變,它們之間的夾角發(fā)生變化.如圖(c)所示.
5.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件(1)電路為閉合電路;(2)穿過電路的磁通量發(fā)生變化.
注意:(1)、(2)兩條必須同時(shí)滿足,才能產(chǎn)生感應(yīng)電流.
2.判斷感應(yīng)電流有無的方法:(1)明確電路是否為閉合電路.(2)判斷穿過回路的磁通量是否發(fā)生變化.
3.ΔΦ與Φ意義不同,大小也沒有必然的聯(lián)系.感應(yīng)電流的產(chǎn)生與Φ無關(guān),只取決于Φ的變化,與ΔΦ有關(guān).
【題型歸納】
題型一:感應(yīng)電路產(chǎn)生的條件
1.(24-25高二上·山東·期中)如圖所示,閉合線框在磁場中做下列四種運(yùn)動(dòng),能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()
A.甲圖中,線框與條形磁鐵中心軸線在同一平面內(nèi)且遠(yuǎn)離磁鐵
B.乙圖中,線框在紙面內(nèi)平行于通電導(dǎo)線向上移動(dòng)
C.丙圖中,線框垂直于勻強(qiáng)磁場方向水平向右運(yùn)動(dòng)
D.丁圖中,線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng)
【答案】D
【詳解】ABC.線框運(yùn)動(dòng)過程中,磁通量未發(fā)生變化,則不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故ABC錯(cuò)誤;
D.線框轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,磁通量發(fā)生改變,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D正確;
故選D。
2.(24-25高二上·山東日照·期中)如圖所示,正方形金屬線圈abcd與通電長直導(dǎo)線位于同一紙面內(nèi),ad與導(dǎo)線平
行,虛線為平行于ad的軸線。下列判斷正確的是()
A.若線圈在紙面內(nèi)遠(yuǎn)離導(dǎo)線,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流
B.若線圈在紙面內(nèi)沿軸線向右運(yùn)動(dòng),能產(chǎn)生感應(yīng)電流
C.若線圈繞著虛線勻速轉(zhuǎn)動(dòng),能產(chǎn)生感應(yīng)電流
D.若線圈垂直紙面向外運(yùn)動(dòng),不能產(chǎn)生感應(yīng)電流
【答案】C
【詳解】根據(jù)安培定則判斷知在通電直導(dǎo)線下側(cè)產(chǎn)生垂直紙面向里的磁場,且離導(dǎo)線越近磁場越強(qiáng),離導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁
場越弱。當(dāng)穿過閉合線圈中的磁通量發(fā)生改變時(shí),線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電流。
A.若線圈在紙面內(nèi)遠(yuǎn)離導(dǎo)線,線圈內(nèi)的磁通量減小,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A錯(cuò)誤;
B.若線圈在紙面內(nèi)沿軸線向右運(yùn)動(dòng),線圈內(nèi)磁通量不變,沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故B錯(cuò)誤;
C.若線圈繞著虛線勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生改變,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故C正確;
D.若線圈垂直紙面向外運(yùn)動(dòng),線圈內(nèi)的磁通量減小,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故D錯(cuò)誤。
故選C。
3.(24-25高二上·江蘇南京·期中)某同學(xué)在探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件時(shí),進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。下面幾種情況中,
線圈B中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是()
A.開關(guān)閉合或開關(guān)斷開的瞬間
B.開關(guān)閉合穩(wěn)定后,快速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片
C.開關(guān)閉合穩(wěn)定后,將線圈A從線圈B中拔出
D.開關(guān)斷開狀態(tài)下,將線圈A從線圈B中拔出
【答案】D
【詳解】A.開關(guān)閉合或斷開的瞬間,線圈A中的電流變化,穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,
故A錯(cuò)誤;
B.開關(guān)閉合穩(wěn)定后,快速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,線圈A中的電流變化,穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化,線圈中產(chǎn)
生感應(yīng)電流,故B錯(cuò)誤;
C.開關(guān)閉合穩(wěn)定后,拔出線圈A的瞬間,B線圈中的磁通量減小,線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤;
D.開關(guān)斷開狀態(tài)下,穿過線圈B的磁通量為零,將線圈A從線圈B中拔出,穿過線圈B的磁通量不發(fā)生變化,
線圈中沒有感應(yīng)電流,故D正確。
故選D。
題型二:線圈進(jìn)出磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電流
4.(23-24高二上·江蘇鹽城·期末)虛線框內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場。閉合線圈由位置1經(jīng)過位置2、3,穿過虛
線框運(yùn)動(dòng)到位置4。下列過程線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()
A.僅由位置1到位置2
B.僅由位置2到位置3
C.僅由位置3到位置4
D.由位置1到位置2及由位置3到位置4
【答案】D
【詳解】閉合線圈中要產(chǎn)生感應(yīng)電流,則穿過閉合線圈得磁通量要發(fā)生改變,分析可知,當(dāng)線圈由位置1到位置2
的過程中,穿過線圈的磁通量增加,從位置2到位置3的過程中,穿過線圈的磁通量不變,從位置3到位置4的過
程中,穿過線圈的磁通量減小,因此線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程是由位置1到位置2及由位置3到位置4。
故選D。
5.(23-24高二上·福建廈門·期中)如圖所示,O1O2是矩形導(dǎo)線框abcd的對稱軸,其左方有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)
磁場。以下情況中,abcd中沒.有.感應(yīng)電流產(chǎn)生的是()
A.將abcd以O(shè)1O2為軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°
B.將abcd向右平移
C.將abcd以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)60°
D.將abcd以cd為軸轉(zhuǎn)動(dòng)60°
【答案】C
【詳解】A.將abcd以O(shè)1O2為軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°,磁通量由最大值變?yōu)榱?,產(chǎn)生感應(yīng)電流,A錯(cuò)誤;
B.將abcd向右平移,磁通量逐漸減小,產(chǎn)生感應(yīng)電流,B錯(cuò)誤;
C.將abcd以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)60°,由幾何關(guān)系可知,線框磁通量不變,沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流,C正確;
D.將abcd以cd為軸轉(zhuǎn)動(dòng)60°,磁通量由最大值變?yōu)榱?,產(chǎn)生感應(yīng)電流,D錯(cuò)誤。
故選C。
6.(21-22高二上·云南玉溪·階段練習(xí))如圖所示,線圈abcd水平向右穿過磁場區(qū)域B時(shí),在以下情況中,線圈中
有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是()
A.整個(gè)線圈在磁場中上下平動(dòng)時(shí)
B.整個(gè)線圈都在磁場中左右平動(dòng)
C.線圈離開磁場的過程中
D.線圈進(jìn)入磁場后在它所在的平面內(nèi)繞過a點(diǎn)垂直于紙面的軸旋轉(zhuǎn)
【答案】C
【詳解】A.整個(gè)線圈都在磁場中上下平動(dòng)時(shí),穿過線圈的磁通量不變,沒有感應(yīng)電流,A不符合題意;
B.整個(gè)線圈都在磁場中左右平動(dòng)時(shí),穿過線圈的磁通量不變,沒有感應(yīng)電流,B不符合題意;
C.線圈離開磁場的過程中,磁通量減小,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,C符合題意;
D.線圈進(jìn)入磁場后在它所在的平面內(nèi)繞a點(diǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí),穿過線圈的磁通量不變,沒有感應(yīng)電流,D不符合題意。
故選C。
題型三:磁鐵靠近和原理線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流
7.(21-22高二上·廣西桂林·期中)探究產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,保持線圈不動(dòng),在下列情況下,無
法產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()
A.將S極插入線圈B.將S極從線圈中抽出
C.將N極插入線圈D.將N極放在線圈中不動(dòng)
【答案】D
【詳解】ABC.只要磁鐵與線圈相對運(yùn)動(dòng)(與磁鐵的極性無關(guān)),線圈中的磁通量發(fā)生變化,均可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,
故ABC錯(cuò)誤;
D.將N極放在線圈中不動(dòng)時(shí),線圈中磁通量不發(fā)生變化,故不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D正確。
故選D。
8.(19-20高二下·北京西城·期末)如圖,A和B都是鋁環(huán),環(huán)A是閉合的,環(huán)B是斷開的,兩環(huán)分別固定在一橫
梁的兩端,橫梁可以繞中間的支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。下列判斷正確的是()
A.用磁鐵的N極靠近A環(huán)時(shí),A環(huán)會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)靠近磁鐵
B.用磁鐵的N極靠近B環(huán)時(shí),B環(huán)會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)靠近磁鐵
C.用磁鐵的N極靠近A環(huán),A環(huán)不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生
D.用磁鐵的N極靠近B環(huán),B環(huán)不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生
【答案】D
【詳解】A.A環(huán)閉合,磁鐵靠近A環(huán)時(shí),由來拒去留可知,A環(huán)會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)遠(yuǎn)離磁鐵,A錯(cuò)誤;
BD.B環(huán)不閉合,磁鐵靠近B環(huán)時(shí),環(huán)內(nèi)不產(chǎn)生感應(yīng)電流,因此環(huán)不受到磁場的作用,橫桿不轉(zhuǎn)動(dòng),B錯(cuò)誤,D
正確;
C.用磁鐵的N極靠近A環(huán),向里的磁通量增大,所以A環(huán)中感應(yīng)磁場方向向外,A環(huán)能產(chǎn)生逆時(shí)針的感應(yīng)電流,
C錯(cuò)誤;
故選D。
9.(19-20高二下·四川樂山·階段練習(xí))如圖是驗(yàn)證楞次定律實(shí)驗(yàn)的示意圖,豎直放置的線圈固定不動(dòng),將磁鐵從線
圈上方插入或拔出,線圈和電流表構(gòu)成的閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。各圖中分別標(biāo)出了磁鐵的極性、磁鐵相對
線圈的運(yùn)動(dòng)方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況,其中不正確的是()
A.B.C.D.
【答案】D
【詳解】A.當(dāng)磁鐵N極向下運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈的磁通量變大,由增反減同可知,則感應(yīng)磁場與原磁場方向相反。再
根據(jù)安培定則,可判定感應(yīng)電流的方向:沿線圈盤旋而上,故A正確,不符合題意;
B.當(dāng)磁鐵S極向下運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈的磁通量變大,由增反減同可知,則感應(yīng)磁場與原磁場方向相反。再根據(jù)安培定
則,可判定感應(yīng)電流的方向:沿線圈盤旋而下。故B正確,不符合題意;
C.當(dāng)磁鐵N極向上運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈的磁通量變小,由增反減同可知,則感應(yīng)磁場與原磁場方向相同。再根據(jù)安培
定則,可判定感應(yīng)電流的方向:沿線圈盤旋而下,故C正確,不符合題意;
D.當(dāng)磁鐵S極向上運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈的磁通量變小,由增反減同可知,則感應(yīng)磁場與原磁場方向相同。再根據(jù)安培定
則,可判定感應(yīng)電流的方向:沿線圈盤旋而上,故D錯(cuò)誤,符合題意。
故選D。
題型四:切割磁場或者開關(guān)產(chǎn)生的感應(yīng)電路
10.(22-23高二上·上海奉賢·期末)如圖示閉合電路的部分電路在磁場中的運(yùn)動(dòng)情況,產(chǎn)生感應(yīng)電流的為()
A.B.C.D.
【答案】C
【詳解】ABD.磁場方向與導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)方向所在平面平行,沒有做切割磁感應(yīng)線運(yùn)動(dòng),不產(chǎn)生感應(yīng)電流,ABD錯(cuò)
誤;
C.磁感線垂直紙面向外,導(dǎo)體斜向上運(yùn)動(dòng),做切割磁感應(yīng)線運(yùn)動(dòng),能產(chǎn)生感應(yīng)電流,C正確。
故選C。
11.(23-24高二上·安徽合肥·期末)圖示裝置是某同學(xué)探究感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的實(shí)驗(yàn)裝置?,F(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻
器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流表及開關(guān)按如圖所示連接。下列說法中正確的是()
A.線圈A插入線圈B中后,開關(guān)閉合和斷開的瞬間電流表指針均不會(huì)偏轉(zhuǎn)
B.開關(guān)閉合后,將線圈A從B中拔出會(huì)引起電流表指針偏轉(zhuǎn)
C.開關(guān)閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng),電流表指針不偏轉(zhuǎn)
D.開關(guān)閉合后,只有滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng),電流表指針才會(huì)偏轉(zhuǎn)
【答案】B
【詳解】A.線圈A插入線圈B中后,開關(guān)閉合和斷開的瞬間,線圈A將產(chǎn)生一個(gè)變化的磁場,這個(gè)變化的磁場將
在線圈B中激發(fā)出感應(yīng)電流,所以電流表的指針將會(huì)偏轉(zhuǎn),故A錯(cuò)誤;
B.開關(guān)閉合后,將線圈A從B中拔出時(shí),線圈B中的磁通量將會(huì)減小,線圈B中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以電流表
指針會(huì)偏轉(zhuǎn),故B正確;
C.開關(guān)閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng),線圈A中的電流將隨之變化,則通過線圈B的磁通量也將變化,
從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以電流表指針會(huì)偏轉(zhuǎn),故C錯(cuò)誤;
D.開關(guān)閉合后,只要滑動(dòng)變阻器的滑片P滑動(dòng),就能使線圈A中的電流發(fā)生變化,從而改變通過線圈B的磁通量,
產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流表指針就會(huì)偏轉(zhuǎn);即滑片P不一定要加速滑動(dòng),故D錯(cuò)誤。
故選B。
12.(21-22高二上·江蘇蘇州·期中)在我國南海上有一浮桶式燈塔,其結(jié)構(gòu)如圖所示,浮桶下部由內(nèi)、外兩密封圓
筒構(gòu)成(圖中陰影部分),其內(nèi)部為產(chǎn)生磁場的磁體,磁體通過支柱固定在暗礁上,浮桶內(nèi)置圓形線圈能夠隨波浪
相對磁體沿豎直方向上下運(yùn)動(dòng),線圈與塔燈相連,下列說法錯(cuò).誤.的是()
A.當(dāng)海面無波浪時(shí),該燈塔無法發(fā)光
B.該裝置的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象
C.當(dāng)線圈上下運(yùn)動(dòng)時(shí),回路中無感應(yīng)電流
D.圓形線圈上各位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等
【答案】C
【詳解】A.當(dāng)海面無波浪時(shí),線圈沒有相對磁體上下運(yùn)動(dòng),則線圈沒有切割磁感線,所以該燈塔無法發(fā)光,則A
正確,不符合題意;
B.該裝置的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,所以B正確,不符合題意;
C.當(dāng)線圈上下運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈切割磁感線,所以回路中有感應(yīng)電流,則C錯(cuò)誤,符合題意;
D.根據(jù)對稱性可知,圓形線圈上各位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,所以D正確,不符合題意;
故選C。
題型五:電磁感應(yīng)的探究實(shí)驗(yàn)
13.(23-24高二下·山東·階段練習(xí))在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”實(shí)驗(yàn)中:
(1)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),電流由“+”接線柱流入時(shí)靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),電流由“-”接線柱流入時(shí)指針向左偏轉(zhuǎn);如圖甲所
示,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)指針向右偏轉(zhuǎn),則條形磁鐵的N極(選填“向上”或“向下”)運(yùn)動(dòng)。
(2)如圖乙為另一種實(shí)驗(yàn)裝置,開關(guān)閉合前小螺線管已插入到大螺線管中。
①請用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路圖補(bǔ)充完整。()
②在閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)了一下。在開關(guān)閉合的狀態(tài)下,將小螺線管迅速抽出時(shí),靈敏電流
計(jì)指針將向(選填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn);斷開開關(guān)的瞬間,靈敏電流計(jì)的指針(選填“向左”“向右”或“不”)
偏轉(zhuǎn)。
③將滑動(dòng)變阻器的滑片迅速向左滑動(dòng),靈敏電流計(jì)指針將向(選填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn);進(jìn)一步分析,滑動(dòng)變
阻器的滑片向左滑動(dòng)的速度越大,電流表指針偏轉(zhuǎn)角度(選填“越大”或“越小”)。
【答案】(1)向上
(2)左向左右越大
【詳解】(1)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)指針向右偏轉(zhuǎn),則電流從下端流入電流計(jì),螺線管中的感應(yīng)電流從上到下,根據(jù)楞次定律,
則條形磁鐵的N極向上運(yùn)動(dòng)。
(2)①[1]用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路圖補(bǔ)充完整
②[2][3]在閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)了一下,說明磁通量增加時(shí)電流計(jì)指針右偏。在開關(guān)閉合的狀
態(tài)下,將小螺線管迅速抽出時(shí),則磁通量減小,則靈敏電流計(jì)指針將向左偏轉(zhuǎn);斷開開關(guān)的瞬間,則磁通量減小,
靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn)。
③[4][5]將滑動(dòng)變阻器的滑片迅速向左滑動(dòng),滑動(dòng)變阻器阻值減小,電流變大,磁通量增加,則靈敏電流計(jì)指針將向
右偏轉(zhuǎn);進(jìn)一步分析,滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)的速度越大,磁通量增加的越快,感應(yīng)電流越大,即電流表指針
偏轉(zhuǎn)角度越大。
14.(23-24高二下·江蘇揚(yáng)州·階段練習(xí))在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”實(shí)驗(yàn)中,用試觸的方法確定電流方向與
電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。如圖甲所示實(shí)驗(yàn)表明,電流從電流表正接線柱流入,電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。
(1)觀察如圖乙所示的線圈繞線方向,若電流從A流入線圈,從B流出線圈,從上向下看電流的方向?yàn)椋ㄌ?/p>
“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”)。
(2)用如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)裝置,若電流表指針向右偏轉(zhuǎn),則線圈中感應(yīng)電流在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場的方向(填
“向上”或“向下”)。
(3)小齊設(shè)計(jì)了一種延時(shí)繼電器:如圖2所示是一種延時(shí)繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個(gè)線圈A和B。線圈A和電
源連接,線圈B與直導(dǎo)線ab構(gòu)成一個(gè)閉合回路。彈簧K與銜鐵D相連,D的右端觸頭C連接工作電路(未畫出)。
開關(guān)S閉合狀態(tài)下,工作電路處于導(dǎo)通狀態(tài)。S斷開瞬間,延時(shí)功能啟動(dòng),此時(shí)直導(dǎo)線ab中電流方向?yàn)椋ㄌ顚憽癮
到b”或“b到a”)。
【答案】(1)逆時(shí)針
(2)向上
(3)b到a
【詳解】(1)如圖乙所示的線圈繞線方向,若電流從A流入到B流出,從上向下看電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針;
(2)用圖丙所示的實(shí)驗(yàn)裝置,電流表指針向右偏轉(zhuǎn),從上向下看電流的方向逆時(shí)針,根據(jù)安培定則,則線圈中感
應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場的方向向上。
(3)S斷開瞬間,延時(shí)功能啟動(dòng),此時(shí)穿過線圈B的磁通量向上減小,根據(jù)楞次定律可知,線圈B中感應(yīng)電流產(chǎn)
生的磁場方向向上,則此時(shí)直導(dǎo)線ab中電流方向?yàn)閎到a。
15.(24-25高二上·湖北·期中)某實(shí)驗(yàn)小組準(zhǔn)備了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝備組成實(shí)驗(yàn)電路,研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象.
(1)接好電路,合上開關(guān)的瞬間,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)是()
A.甲圖B.乙圖C.甲圖和乙圖D.都未發(fā)生偏轉(zhuǎn)
(2)實(shí)驗(yàn)探究過程中,下列說法正確的是()(多選,填正確答案前的標(biāo)號)
A.圖甲,導(dǎo)體ab在磁場中分別垂直于磁感線與沿著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針均會(huì)偏轉(zhuǎn)
B.圖乙,閉合開關(guān),拔出線圈A中的鐵棒一瞬間時(shí),電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
C.圖乙,當(dāng)開關(guān)閉合,線圈A電流穩(wěn)定后,電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
D.圖乙,開關(guān)閉合時(shí),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn),線圈B中出現(xiàn)感應(yīng)電流.
(3)圖乙接通開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)該滑置在(填“C”或“D”)端。
【答案】(1)B
(2)BD
(3)C
【詳解】(1)A.合上開關(guān)的瞬間,甲圖的導(dǎo)體棒沒有做切割磁感線運(yùn)動(dòng),沒有感應(yīng)電流,電流表的指針不會(huì)發(fā)生
偏轉(zhuǎn),A錯(cuò)誤;
B.合上開關(guān)的瞬間,線圈A中的磁通量發(fā)生改變,進(jìn)而引起線圈B中的磁通量發(fā)生改變,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,電
流表的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),B正確;
CD.根據(jù)上述分析可知,合上開關(guān)的瞬間,甲圖中電流表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),乙圖中電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),CD
均錯(cuò)誤。
故選B。
(2)A.圖甲,導(dǎo)體ab在磁場中垂直于磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針均會(huì)偏轉(zhuǎn),而沿著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針
不會(huì)偏轉(zhuǎn),A錯(cuò)誤;
B.圖乙,閉合開關(guān),拔出線圈A中的鐵棒一瞬間時(shí),線圈A中的磁通量發(fā)生改變,線圈B中的磁通量隨之發(fā)生改
變,產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B正確;
C.圖乙,當(dāng)開關(guān)閉合,線圈A電流穩(wěn)定后,線圈中的磁通量沒有發(fā)生改變,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計(jì)的指針不
發(fā)生偏轉(zhuǎn),C錯(cuò)誤;
D.圖乙,開關(guān)閉合時(shí),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,線圈A中的電流大小發(fā)生改變,磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生改變,通過線圈
的磁通量發(fā)生改變,線圈B中的磁通量隨之改變,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,故電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),線圈B中出現(xiàn)感
應(yīng)電流,D正確。
故選BD。
(3)閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器其的滑片應(yīng)位移最大阻值處,即圖示中的C端。
題型六:電磁感應(yīng)及其應(yīng)用綜合
16.(22-23高二上·北京懷柔·期末)在圖中,線圈M和線圈N繞在同一鐵芯上。請回答以下問題:
(1)當(dāng)合上開關(guān)的一瞬間,線圈N里有沒有感應(yīng)電流?說明理由;
(2)當(dāng)線圈M里有恒定電流通過時(shí),線圈N里有沒有感應(yīng)電流?說明理由;
(3)當(dāng)斷開開關(guān)的一瞬間,線圈N里有沒有感應(yīng)電流?說明理由。
【答案】(1)見解析;(2)見解析;(3)見解析
【詳解】(1)有感應(yīng)電流;因?yàn)楫?dāng)合上開關(guān)的一瞬間,線圈M產(chǎn)生磁場,穿過線圈N的磁通量增加,線圈N里有
感應(yīng)電流。
(2)沒有感應(yīng)電流;因?yàn)楫?dāng)線圈M里有恒定電流通過時(shí),產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,線圈N的磁通量不變,沒有感應(yīng)電流。
(3)有感應(yīng)電流;因?yàn)楫?dāng)斷開開關(guān)的一瞬間,穿過線圈N的磁通量減小,線圈N里有感應(yīng)電流。
17.(23-24高二上·河南·階段練習(xí))如圖所示,足夠長的金屬框架MON與足夠長的導(dǎo)體棒DE構(gòu)成回路,處在勻強(qiáng)
磁場中且與磁場垂直。
(1)若B00.2T,DE從O點(diǎn)出發(fā),向右以v00.5m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)6s,求回路中磁通量的變化量;
22
(2)在圖中,若回路面積從S04.5m變到S110m,同一時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B從B00.2T變到B11.0T,
求回路中磁通量的變化量;
(3)若開始時(shí)B00.2T,DE從O點(diǎn)右側(cè)1m處出發(fā),向右以v11m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng),且閉合回路中沒有感應(yīng)電
流產(chǎn)生,求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t變化的表達(dá)式。
0.2
【答案】(1)0.9Wb;(2)9.1Wb;(3)B2
T
1t
【詳解】(1)導(dǎo)體棒向右以v00.5m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)6s時(shí),位移
xv0t3m
由于MON45,因此此時(shí)回路的面積
x232
Sm24.5m2
22
回路中的磁通量即磁通量的變化量
B0S0.9Wb
(2)初態(tài)磁通量
1B0S00.9Wb
末態(tài)的磁通量
2B1S110Wb
回路中磁通量的變化量
'
219.1Wb
(3)閉合回路三角形的直角邊長
xx0v1t1t
閉合回路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,磁通量不變,則
11
Bx2Bx2
0202
解得
0.2
B2T
1t
18.(22-23高二上·江蘇連云港·期中)圖示固定于水平桌面上的金屬框架cdef處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,金屬棒
ab擱在框架上,且可無摩擦滑動(dòng),此時(shí)abed恰好構(gòu)成邊長為L的正方形,t0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0。求:
(1)t0時(shí)穿過abed面的磁通量;
(2)若從t0時(shí)起,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t開始變化,同時(shí)棒ab以恒定速率v沿導(dǎo)軌方向向右運(yùn)動(dòng),使棒ab中不
產(chǎn)生感應(yīng)電流,請推導(dǎo)出B與t的關(guān)系式。
BL
【答案】(1)BL2;(2)B0
0Lvt
【詳解】(1)根據(jù)題意,由公式BS可得,t0時(shí)穿過abed面的磁通量為
2
0B0L
(2)根據(jù)題意可知,運(yùn)動(dòng)過程中,棒ab中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,則穿過abed面的磁通量不變,設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則有
2
B0LBLLvt
整理可得
BL
B0
Lvt
【高分達(dá)標(biāo)】
一、單選題
19.(24-25高二上·山東濰坊·期中)隨著社會(huì)的發(fā)展,人民生活水平大大提高,廣大樂迷喜愛的電吉他等樂器也進(jìn)
入生活。電吉他的琴弦?guī)в写判?,琴身上裝有拾音器,琴弦振動(dòng)時(shí)會(huì)使拾音器線圈中的磁通量發(fā)生變化,線圈產(chǎn)生
的信號經(jīng)放大器放大后使揚(yáng)聲器發(fā)聲。拾音器的原理圖如圖所示。下列說法正確的是()
A.拾音器線圈的工作原理是電流的磁效應(yīng)
B.電吉他的琴弦可以用純尼龍材料制成
C.琴弦不動(dòng)時(shí),線圈中有感應(yīng)電流
D.琴弦振動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流
【答案】D
【詳解】A.拾音器線圈的工作原理是電磁感應(yīng)原理,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.電吉他的琴弦必須用金屬線,不可以用純尼龍材料制成,否則不能構(gòu)成回路,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
CD.琴弦不動(dòng)時(shí),拾音器線圈中的磁通量不發(fā)生變化,線圈中不會(huì)有感應(yīng)電流;琴弦振動(dòng)時(shí),拾音器線圈中的磁
通量發(fā)生變化,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。
故選D。
20.(24-25高二上·遼寧·期中)如圖所示,虛線左側(cè)的區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,右側(cè)的區(qū)域內(nèi)存在垂
直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。面積為S的正方形線圈abcd垂直于磁場放置。初始時(shí)cd邊恰好
與虛線重合,下列判斷正確的是()
A.把線圈以cd為軸轉(zhuǎn)過180°,通過線圈磁通量的變化量為零
B.把線圈以bc為軸轉(zhuǎn)過180°,通過線圈磁通量的變化量為零
C.把線圈向右平移到ab與虛線重合,通過線圈磁通量的變化量為零
D.把線圈向右平移到ab與虛線重合,線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流
【答案】A
【詳解】A.把線圈以cd為軸轉(zhuǎn)過180°,通過線圈磁通量的變化量為
BSBS0
故A正確;
B.把線圈以bc為軸轉(zhuǎn)過180°,通過線圈磁通量的變化量為
BSBS2BS
故B錯(cuò)誤;
C.把線圈向右平移到ab與虛線重合,通過線圈磁通量的變化量為
BSBS2BS
故C錯(cuò)誤;
D.把線圈向右平移到ab與虛線重合,磁通量會(huì)發(fā)生變化,則線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D錯(cuò)誤;
故選A。
21.(24-25高二上·河南·期中)如圖所示,A中條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí);B中閉合線圈豎直向下平動(dòng)時(shí);C中
線圈在勻強(qiáng)磁場中,保持線圈平面始終與磁感線垂直左右運(yùn)動(dòng)時(shí);D中線圈以速度v遠(yuǎn)離磁體的過程中。其中能產(chǎn)
生感應(yīng)電流的是()
A.B.C.
D.
【答案】A
【詳解】產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是閉合線圈中的磁通量發(fā)生變化。
A.A中條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí),線圈中的磁通量會(huì)改變,則能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A正確;
B.B中閉合線圈豎直向下平動(dòng)時(shí),穿過線圈平面的磁感線條數(shù)不發(fā)生變化,磁通量不變,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,故
B錯(cuò)誤;
C.C中線圈在勻強(qiáng)磁場中平動(dòng),穿過線圈平面的磁感線條數(shù)不發(fā)生變化,磁通量不變,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C
錯(cuò)誤;
D.D中線圈平面與磁場磁感線平行,則穿過線圈的磁通量始終為0,故D錯(cuò)誤。
故選A。
22.(24-25高二上·浙江臺(tái)州·期中)下列選項(xiàng)中的操作能產(chǎn)生感應(yīng)電流的操作是()
A.甲圖中,使導(dǎo)體棒AB順著磁感線向下運(yùn)動(dòng)
B.乙圖中,使條形磁鐵在線圈中保持不動(dòng)
C.丙圖中,開關(guān)S保持閉合,將螺線管A插入B中或者從B中拔出
D.丁圖中,條形磁鐵插入有開口的圓環(huán)
【答案】C
【詳解】A.甲圖中,使導(dǎo)體棒AB順著磁感線向下運(yùn)動(dòng),不切割磁感線,則不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.乙圖中,使條形磁鐵在線圈中保持不動(dòng)則穿過線圈的磁通量不變,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.丙圖中,開關(guān)S保持閉合,將螺線管A插入B中或者從B中拔出,穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化,會(huì)產(chǎn)生感
應(yīng)電流,選項(xiàng)C正確;
D.丁圖中,條形磁鐵插入有開口的圓環(huán),因圓環(huán)不閉合,則不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選C。
23.(24-25高二上·廣西桂林·階段練習(xí))各圖所描述的物理情境中,沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()
A.開關(guān)S閉合的瞬間,線圈N中
B.磁鐵向鋁環(huán)A靠近,鋁環(huán)A中
C.金屬線圈從A位置向B位置運(yùn)動(dòng),金屬線圈中
D.金屬框向右遠(yuǎn)離通電導(dǎo)線,金屬框中
【答案】C
【詳解】A.開關(guān)S閉合的瞬間,線圈N中磁通量變化,將產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;
B.磁鐵向鋁環(huán)A靠近,鋁環(huán)A中磁通量變化,將產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B錯(cuò)誤;
C.金屬線圈從A位置向B位置運(yùn)動(dòng),金屬線圈中磁通量不化,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C正確;
D.金屬框向右遠(yuǎn)離通電導(dǎo)線,金屬框中磁通量變化,將產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D錯(cuò)誤。
故選C。
24.(24-25高二上·山東青島·階段練習(xí))如圖,在垂直于紙面的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場中,有一個(gè)矩形線圈abcd,
線圈平面與磁場垂直,O1O2與O3O4都是線圈的兩個(gè)對稱軸。線圈在下列運(yùn)動(dòng)中,能使其中產(chǎn)生感應(yīng)電流()
A.向上或向下平動(dòng)B.繞O1O2軸變速轉(zhuǎn)動(dòng)
C.向左或向右平動(dòng)D.垂直紙面向外運(yùn)動(dòng)
【答案】B
【詳解】由于磁場為勻強(qiáng)磁場,無論線圈在平面內(nèi)如何平動(dòng),其磁通量都不變化,因此不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,當(dāng)線圈
繞O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),磁通量將發(fā)生變化,可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,ACD錯(cuò)誤,B正確。
故選B。
25.(23-24高一下·河北邯鄲·期末)如圖所示,在通有電流i的長直導(dǎo)線附近有一個(gè)矩形線圈ABCD,線圈與導(dǎo)線
在同一平面內(nèi)且線圈的兩個(gè)邊與導(dǎo)線平行。當(dāng)矩形線圈遠(yuǎn)離導(dǎo)線移動(dòng)時(shí),若在時(shí)間內(nèi),線圈中沒有感應(yīng)電流,
t1~t2
則導(dǎo)線中的電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖像可能正確是()
A.B.C.
D.
【答案】B
【詳解】當(dāng)矩形線圈遠(yuǎn)離導(dǎo)線移動(dòng)時(shí),只有在時(shí)間內(nèi),導(dǎo)線中的電流在增大,線圈內(nèi)的磁通量才可能不變,
t1~t2i
線圈中才會(huì)沒有感應(yīng)電流。
故選B。
26.(23-24高一下·江蘇徐州·期末)環(huán)形導(dǎo)線M、N在同一平面內(nèi),圓心均在O點(diǎn)。M中的電流方向如圖所示。則
()
A.O處的磁場方向與平面平行B.O處的磁場方向垂直平面向里
C.M中電流增大時(shí),穿過N的磁通量不變D.M中電流增大時(shí),N中產(chǎn)生感應(yīng)電流
【答案】D
【詳解】AB.根據(jù)右手螺旋定則可知O處的磁場方向垂直平面向外,與平面垂直,故AB錯(cuò)誤;
CD.M中電流增大時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,穿過N的磁通量增大,N中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選D。
27.(23-24高二上·河南·期末)如圖所示,面積為S、匝數(shù)為N的閉合線圈abcd水平放置,與勻強(qiáng)磁場B的夾角45
(磁場方向與ad邊在紙面內(nèi))?,F(xiàn)將線圈以ab邊為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90,則下列說法正確的是()
A.該過程線圈的磁通量變化量為零
B.該過程線圈的磁通量變化量大小為2BS
C.該過程線圈的磁通量變化量大小為2NBS
D.該過程線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生
【答案】B
【詳解】ABC.初、末狀態(tài)的磁通量分別從兩個(gè)面穿過,且磁通量與匝數(shù)無關(guān),故磁通量變化量大小為
BScos45BScos452BS
故AC錯(cuò)誤,B正確;
D.該過程磁通量發(fā)生變化,故有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故D錯(cuò)誤。
故選B。
28.(2024高二上·四川·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,處于磁場中的導(dǎo)體棒和電流表連接成閉合回路。下列判斷正確的是
()
A.導(dǎo)體棒沿著磁感線向上運(yùn)動(dòng),有感應(yīng)電流
B.導(dǎo)體棒沿著磁感線向下運(yùn)動(dòng),有感應(yīng)電流
C.導(dǎo)體棒垂直磁感線向左運(yùn)動(dòng),有感應(yīng)電流
D.導(dǎo)體棒垂直磁感線向右運(yùn)動(dòng),無感應(yīng)電流
【答案】C
【詳解】A.導(dǎo)體棒沿著磁感線向上運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒沒有切割磁感線,回路不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;
B.導(dǎo)體棒沿著磁感線向下運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒沒有切割磁感線,回路不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B錯(cuò)誤;
C.導(dǎo)體棒垂直磁感線向左運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒切割磁感線,回路會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C正確;
D.導(dǎo)體棒垂直磁感線向右運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒切割磁感線,回路會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D錯(cuò)誤。
故選C。
29.(2024·海南·模擬預(yù)測)如圖所示,水平桌面上放置閉合導(dǎo)體圓環(huán),圓環(huán)某一直徑正上方有通電直導(dǎo)線,下列情
況中,閉合圓環(huán)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是()
A.增大通電直導(dǎo)線中的電流
B.圓環(huán)繞圖示直徑旋轉(zhuǎn)
C.通電直導(dǎo)線豎直向上遠(yuǎn)離圓環(huán)
D.通電直導(dǎo)線豎直向下靠近圓環(huán)
【答案】B
【詳解】產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是閉合回路磁通量發(fā)生變化,閉合導(dǎo)體圓環(huán)某一直徑正上方的直導(dǎo)線中通有電流時(shí),
通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場在以通電導(dǎo)線的投影為對稱軸的閉合導(dǎo)體圓環(huán)前后面中,磁場方向相反,則閉合導(dǎo)體圓環(huán)的磁
通量為零。
A.增大通電直導(dǎo)線中的電流,閉合導(dǎo)體圓環(huán)的磁通量依然為零,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,A錯(cuò)誤;
B.圓環(huán)繞圖示直徑旋轉(zhuǎn),通過圓環(huán)的磁通量變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,B正確;
CD.通電直導(dǎo)線靠近或遠(yuǎn)離圓環(huán),圓環(huán)的磁通量始終為零,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,C、D錯(cuò)誤。
故選B。
二、多選題
30.(24-25高二上·海南·期中)如圖所示,閉合圓形導(dǎo)線框在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng),能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()
A.B.
C.D.
【答案】BD
【詳解】A.該圖中線圈向右平動(dòng)時(shí),穿過線圈的磁通量不變,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.該圖中線圈繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過線圈的磁通量不斷變化,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)B正確;
C.該圖中線圈繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過線圈的磁通量不變,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.該圖中線圈繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過線圈的磁通量不斷變化,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)D正確。
故選BD。
31.(24-25高二上·湖南·階段練習(xí))如圖所示,矩形線圈abcd位于通電長直導(dǎo)線附近,線圈與導(dǎo)線在同一平面內(nèi),
線圈的ad、bc兩個(gè)邊與導(dǎo)線平行。下列操作中能夠使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()
A.在平面內(nèi)線圈遠(yuǎn)離直導(dǎo)線移動(dòng)
B.在平面內(nèi)線圈沿平行于直導(dǎo)線方向向上移動(dòng)
C.線圈以虛線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)
D.線圈以通電導(dǎo)線為軸轉(zhuǎn)動(dòng),且轉(zhuǎn)動(dòng)過程中線圈和直導(dǎo)線始終共面
【答案】AC
【詳解】A.線圈遠(yuǎn)離直導(dǎo)線移動(dòng),穿過線圓的磁通量減少,產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A正確;
B.線圓沿平行于直導(dǎo)線的方向向上移動(dòng),穿過線圖的磁通量并未發(fā)生改變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B錯(cuò)誤;
C.線圈以虛線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,線圖的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C正確;
D.線圖以直導(dǎo)線為軸轉(zhuǎn)動(dòng),且轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)始終與直導(dǎo)線共面,則通過線圈的磁通量并未發(fā)生改變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,
故D錯(cuò)誤。
故選AC。
32.(24-25高二上·浙江·階段練習(xí))如圖,矩形線圈ABCD位于通電長直導(dǎo)線附近,線圈與導(dǎo)線在同一平面內(nèi),線
圈的兩個(gè)邊與導(dǎo)線平行。下列哪些情形中,線圈中會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流()
A.電流逐漸增大
B.線圈ABCD在紙平面內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)
C.線圈ABCD在紙平面內(nèi)繞自身幾何中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)
D.線圈ABCD以通電長直導(dǎo)線為軸,垂直平面向外旋轉(zhuǎn)
【答案】AC
【詳解】A.電流逐漸增大,則通電導(dǎo)線附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度變大,穿過線圈的磁通量變大,線圈中會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流,
故A正確;
C.線圈ABCD在紙平面內(nèi)繞自身幾何中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn),穿過線圈的磁通量變化,線圈中會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流,故C正確;
BD.線圈ABCD在所在平面內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)、以通電長直導(dǎo)線為軸,垂直平面向外旋轉(zhuǎn),其磁通量均未發(fā)生改變,不
會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故BD錯(cuò)誤。
故選AC。
33.(24-25高二上·全國·單元測試)下列情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()
A.圖甲所示的導(dǎo)體棒AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)
B.圖乙所示的條形磁鐵插入或拔出線圈
C.圖丙所示的小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng)
D.圖丙所示的小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng),改變滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻
【答案】BD
【詳解】A.題圖甲中導(dǎo)體棒AB順著磁感線運(yùn)動(dòng),穿過閉合電路的磁通量沒有發(fā)生變化,電路中無感應(yīng)電流產(chǎn)生,
故A錯(cuò)誤;
B.題圖乙中條形磁鐵插入線圈時(shí)穿過線圈的磁通量增加,拔出線圈時(shí)穿過線圈的磁通量減少,電路中都有感應(yīng)電
流產(chǎn)生,故B正確;
CD.題圖丙中小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng),穿過大螺線管B的磁通量無變化,大螺線管B中不產(chǎn)生感應(yīng)電
流;但當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻時(shí),閉合電路中的電流發(fā)生變化,小螺線管A產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化,穿過
大螺線管B的磁通量發(fā)生變化,大螺線管B中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選BD。
34.(24-25高二上·貴州遵義·開學(xué)考試)如圖所示,垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場局限在x10cm到x30cm的范圍內(nèi),
邊長為10cm的正方形閉合線圈MNPQ從圖示位置向右運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中MQ、NP邊始終平行于x軸。當(dāng)PQ邊在
哪些范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生?()
A.0~10cmB.10~20cmC.20~30cmD.30~40cm
【答案】BD
【詳解】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知當(dāng)線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí),閉合線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故可知線框剛進(jìn)
入磁場到完全進(jìn)入磁場間和剛出磁場時(shí)到完全離開磁場時(shí)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,即PQ邊在10~20cm和30~40cm時(shí)線
圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生。
故選BD。
35.(23-24高一下·貴州貴陽·期末)下列如圖所示的各物理情境中,能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()
A.如圖甲所示,線圈與通電導(dǎo)線在同一平面,且線圈豎直向上移動(dòng)
B.如圖乙所示,先把線圈撐開,然后放手讓線圈收縮的過程中
C.如圖丙所示,開關(guān)閉合時(shí),迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片
D.如圖丁所示,將條形磁鐵從左向右靠近線圈
【答案】BC
【詳解】A.如圖甲所示,線圈與通電導(dǎo)線在同一平面,且線圈豎直向上移動(dòng),線圈內(nèi)磁通量不變,線圈中沒有感
應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;
B.如圖乙所示,先把線圈撐開,然后放手讓線圈收縮的過程中,線圈內(nèi)磁通量發(fā)生變化,線圈中有感應(yīng)電流,故
B正確;
C.如圖丙所示,開關(guān)閉合時(shí),迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,通過線圈A的電流發(fā)生變化,線圈A產(chǎn)生的磁場發(fā)生
變化,線圈B內(nèi)磁通量發(fā)生變化,線圈B中有感應(yīng)電流,故C正確;
D.如圖丁所示,將條形磁鐵從左向右靠近線圈,線圈內(nèi)磁通量發(fā)生變化,由于線圈未構(gòu)成閉合回路,線圈中沒有
感應(yīng)電流,故D錯(cuò)誤。
故選BC。
36.(23-24高二上·山東聊城·期末)工程施工過程中,有時(shí)需要確定地下電纜的具體深度及走向,如圖所示,水平
地面Oxy下有一平行于y軸且通有恒定電流I的長直導(dǎo)線,P、M和N為地面上的三點(diǎn),P點(diǎn)位于導(dǎo)線正上方,MN
平行于y軸,PN平行于x軸,P、Q關(guān)于導(dǎo)線上下對稱,圓形金屬線圈水平放置,其圓心位于P點(diǎn),不考慮地磁場
的影響,則()
A.電流在P、Q兩點(diǎn)產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同
B.線圈在圖示位置的磁通量為零
C.線圈從圖中位置豎直向上運(yùn)動(dòng)的過程中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
D.線圈從N點(diǎn)沿直線加速運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)的過程中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
【答案】BD
【詳解】A.根據(jù)題意,由對稱性可知,電流在P、Q兩點(diǎn)產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,由安培定則可知,電
流在P、Q兩點(diǎn)產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不同,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)題意,由對稱性可知,線圈在圖示位置的磁通量為零,故B正確;
C.線圈從圖中位置豎直向上運(yùn)動(dòng)的過程中,磁通量一直為零,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤;
D.由于MN平行y軸,電流也平行y軸,則MN到長直導(dǎo)線的距離相等,線圈從N點(diǎn)沿直線加速運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)過程
中,穿過線圈的磁通量始終不變,則不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D正確。
故選BD。
三、填空題
37.(22-23高二上·陜西寶雞·期末)現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān)按如圖所
示連接。請根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象填空:
(1)開關(guān)閉合后,將線圈A插入或拔出線圈B,可以看到電流計(jì)指針;
(2)開關(guān)閉合后,線圈A在線圈B中靜止不動(dòng),可以看到電流計(jì)指針;
(3)開關(guān)閉合后,將滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng),電流計(jì)指針。(各空均選填“偏轉(zhuǎn)”或者“不偏轉(zhuǎn)”)
【答案】偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)
【詳解】(1)[1]開關(guān)閉合后,將線圈A插入或拔出線圈B,穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,則可
以看到電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn);
(2)[2]開關(guān)閉合后,線圈A在線圈B中靜止不動(dòng),穿過線圈B的磁通量不發(fā)生變化,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,則可以看
到電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn);
(3)[3]開關(guān)閉合后,將滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng),則線圈A中的電流發(fā)生變化,則穿過線圈B的磁通量發(fā)生
變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,則電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。
38.(21-22高二下·內(nèi)蒙古赤峰·階段練習(xí))如圖所示,是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置,已知電流表的電流從正極
流入時(shí)指針向右偏轉(zhuǎn),裝置已完整連接且能正常工作。
(1)磁鐵插入螺線管或從螺線管中拔出來的過程,可以看到,磁鐵相對于螺線管運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,電流表的指針(填
“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”),表明螺線管中(填“有電流”或“無電流”)產(chǎn)生;
(2)如圖,N極向上抽出線圈的過程,電流表指針將(填“向右偏轉(zhuǎn)”或“向左偏轉(zhuǎn)”),感應(yīng)電流在線圈中心產(chǎn)
生的磁場方向?yàn)椋ㄌ睢跋蛏稀被颉跋蛳隆保砻鞲袘?yīng)電流的磁場對原磁通的作用是。
【答案】偏轉(zhuǎn)有電流向左偏轉(zhuǎn)向上阻礙磁通量的減小
【詳解】(1)[1][2]產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是,閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化。磁鐵插入螺線管或從螺線管中拔出來
的過程,引起螺線管線圈的磁通量變化。故可以看到,磁鐵相對于螺線管運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,電流表的指針偏轉(zhuǎn),表明螺
線管中有電流產(chǎn)生。
(2)[3][4][5]N極向上抽出線圈的過程,螺線管磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知,此時(shí)感應(yīng)電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場應(yīng)
阻礙螺線管線圈磁通量的減小。所以感應(yīng)電流在線圈中心產(chǎn)生的磁場方向向上。再根據(jù)右手螺旋定則可以判斷出螺
線管產(chǎn)生的感應(yīng)電流由電流表的負(fù)極流入正極流出,故此時(shí)電流表指針將向左偏轉(zhuǎn)。
四、實(shí)驗(yàn)題
39.(23-24高二上·河北邯鄲·期末)某物理興趣小組利用圖甲中電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈L1、線圈L2、
靈敏電流計(jì)及開關(guān)等器材研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象并判定感應(yīng)電流方向。
(1)在圖甲給出的實(shí)物圖中,用筆畫線作為導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)器材連成實(shí)驗(yàn)電路。
(2)連接好實(shí)驗(yàn)器材,在開關(guān)閉合、線圈L1放在線圈L2中的情況下,某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P向
右加速滑動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。由此可以推斷(填選項(xiàng)前的字母)。
A.線圈L1向上移動(dòng)或?qū)⒒瑒?dòng)變阻器的滑動(dòng)端P向左加速滑動(dòng),都能引起電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)
B.線圈L1中鐵芯向上拔出或僅斷開開關(guān)瞬間,都能引起電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)
C.滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P勻速向左或勻速向右滑動(dòng),都能使電流計(jì)指針靜止在中央
D.因?yàn)榫€圈L1、線圈L2的繞線方向未知,故無法判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向
(3)興趣小組利用圖乙裝置分析磁體穿過整個(gè)線圈的過程中感應(yīng)電流大小的變化,傳感器顯示的電流i隨時(shí)間t變
化的圖像應(yīng)該是。
A.B.C.D.
【答案】BB
【詳解】(1)[1]該實(shí)驗(yàn)中有兩個(gè)閉合回路,線圈L1與滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、電源構(gòu)成一個(gè)回路,線圈L2與電流計(jì)構(gòu)
成一個(gè)回路,然后用筆畫線連接,如圖所示
(2)[2]電流計(jì)指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)取決于穿過線圈L2的磁通量是否發(fā)生變化,而電流計(jì)中指針的偏轉(zhuǎn)方向由穿過線
圈L2的磁通量是變大還是變小決定。由題意知當(dāng)P向右滑動(dòng)時(shí),線圈L1中的電流變小,導(dǎo)致穿過線圈L2的磁通量
減小,電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),以此推理,若穿過線圈L2的磁通量增大時(shí),電流計(jì)指針應(yīng)向左偏轉(zhuǎn)
AB.線圈L1上移時(shí),穿過線圈L2的磁通量減小,電流計(jì)指針向右偏,故A錯(cuò)誤,B正確;
C.P勻速向左滑時(shí)穿過線圈L2的磁通量增大,電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn),P勻速向右滑時(shí)穿過線圈L2的磁通量減
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