（浙江專版）2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 第1、2節(jié) 劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件講義（含解析）新人教版選修3-2.doc

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劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 電磁感應(yīng)的探索歷程 [探新知基礎(chǔ)練] 1．“電生磁”的發(fā)現(xiàn) 1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)。 2．“磁生電”的發(fā)現(xiàn) 1831年，英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 3．法拉第的概括 法拉第把引起感應(yīng)電流的原因概括為五類： 原因 變化的電流 原因 變化的磁場 原因 運(yùn)動的恒定電流 原因 運(yùn)動的磁鐵 原因 在磁場中運(yùn)動的導(dǎo)體 4.電磁感應(yīng) 法拉第把他發(fā)現(xiàn)的磁生電的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。 5．發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的意義 (1)使人們對電與磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識更加完善，宣告了電磁學(xué)作為一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生。 (2)使人們找到了磁生電的條件，開辟了人類的電氣化時(shí)代。 [辨是非](對的劃“√”，錯的劃“”) 1．有電流即生磁場。(　　) 2．有磁場即生電流。(　　) 3．靜止的電荷周圍也能產(chǎn)生磁場。(　　) 答案：1.√　2.　3. [釋疑難對點(diǎn)練] 1．電流的磁效應(yīng)與電磁感應(yīng)現(xiàn)象的區(qū)別與聯(lián)系 (1)區(qū)別：“動電生磁”和“動磁生電”是兩個不同的過程，要抓住過程的本質(zhì)，動電生磁是指運(yùn)動電荷周圍產(chǎn)生磁場；動磁生電是指線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化而在閉合線圈內(nèi)產(chǎn)生了感應(yīng)電流。動電生磁中的動是運(yùn)動的意思，即電荷相對磁場運(yùn)動，動磁生電中的動是變化的意思。要從本質(zhì)上來區(qū)分它們。 (2)聯(lián)系：二者都反映了電流與磁場之間的關(guān)系。 2．發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的意義 (1)電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)使人們對電與磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識更加完善，宣告了電磁學(xué)作為一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生。 (2)電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)使人們找到了“磁生電”的條件，開辟了人類的電氣化時(shí)代。 (3)通過法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的過程，我們應(yīng)該清楚地看到：法拉第在作出偉大發(fā)現(xiàn)的過程中，也受著歷史局限性的束縛。思維定式的影響使他在很長一段時(shí)間內(nèi)徘徊不前，但他沒有放棄，他通過偶然發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，經(jīng)過深入探究，終于找到了將磁轉(zhuǎn)化為電的途徑。 [試身手] 1．下列屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(　　) A．通電導(dǎo)體周圍產(chǎn)生磁場 B．磁場對感應(yīng)電流發(fā)生作用，阻礙導(dǎo)體運(yùn)動 C．由于導(dǎo)體自身電流發(fā)生變化，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流 D．電荷在磁場中定向移動形成電流 解析：選C　根據(jù)引起電流原因的五類情況可知，導(dǎo)體自身電流發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象。C正確。 磁通量的計(jì)算公式和物理意義 [探新知基礎(chǔ)練] 1．磁通量的計(jì)算 (1)公式：Φ＝BS。 (2)適用條件：①勻強(qiáng)磁場；②S是垂直磁場的有效面積。 (3)單位：韋伯，1 Wb＝1 Tm2。 2．磁通量的物理意義 (1)可以形象地理解為磁通量就是穿過某一面積的磁感線的條數(shù)。 (2)同一個平面，當(dāng)它跟磁場方向垂直時(shí)，磁通量最大，當(dāng)它跟磁場方向平行時(shí)，磁通量為0。 [辨是非](對的劃“√”，錯的劃“”) 1．磁通量計(jì)算公式Φ＝BS，可計(jì)算任何磁場的磁通量。(　　) 2．同一勻強(qiáng)磁場中兩個面積不同的線圈，磁通量可能相同。(　　) 3．在勻強(qiáng)磁場中穿過某一閉合回路的磁通量可以為0。(　　) 答案：1.　2.√　3.√ [釋疑難對點(diǎn)練] 1．對磁通量的理解 (1)Φ＝BS的含義：Φ＝BS只適用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S垂直的情況。當(dāng)S與垂直于B的平面間的夾角為θ時(shí)，即S⊥＝Scos θ，則有Φ＝BS⊥＝BScos θ，即Φ等于B與S在垂直于B方向上分量的乘積。如圖甲所示。 (2)面積S的含義：S不一定是某個線圈的實(shí)際面積，而是線圈在磁場范圍內(nèi)的有效面積。如圖乙所示，S應(yīng)為線圈面積的一半。 (3)多匝線圈的磁通量：多匝線圈內(nèi)磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關(guān)，因?yàn)椴徽摼€圈匝數(shù)多少，穿過線圈的磁感線條數(shù)相同，而磁感線條數(shù)可表示磁通量的大小。 (4)磁通量正負(fù)之分 ①磁通量的正負(fù)：任何一個平面都有正反兩面，若規(guī)定磁感線從其正面穿入時(shí)磁通量為正值，則磁感線從其反面穿入時(shí)磁通量為負(fù)值。 ②若磁感線沿相反方向穿過同一平面，且正向磁感線條數(shù)為Φ1，反向磁感線條數(shù)為Φ2則磁通量等于穿過該平面的磁感線的凈條數(shù)(磁通量的代數(shù)和)，即Φ＝Φ1－Φ2。 ③磁通量的正負(fù)既不表示大小，也不表示方向，僅是為了計(jì)算方便而引入的。 2.磁通量變化的計(jì)算 (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，有效面積S變化時(shí)，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BΔS。 (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化，有效面積S不變時(shí)，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝ΔBS。 (3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和有效面積S同時(shí)變化時(shí)，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1。 (4)由于磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)，同理，磁通量的變化ΔΦ＝Φ2－Φ1也不受線圈匝數(shù)的影響。 [試身手] 2．如圖所示，框架的面積為S，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。試求： (1)框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直時(shí)，穿過框架平面的磁通量為多少？ (2)若框架繞OO′轉(zhuǎn)過60，則穿過框架平面的磁通量為多少？ (3)若從圖示位置轉(zhuǎn)過90，則穿過框架平面的磁通量的變化量為多少？ (4)若從圖示位置轉(zhuǎn)過180，則穿過框架平面的磁通量變化量為多少？ 解析：(1)框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直時(shí)，穿過框架平面的磁通量為Φ1＝BS。 (2)若框架繞OO′轉(zhuǎn)過60，則穿過框架平面的磁通量為Φ2＝BScos 60＝BS。 (3)若從初始位置轉(zhuǎn)過90，則穿過框架平面的磁通量為Φ3＝BScos 90＝0 此過程的磁通量的變化量為 ΔΦ＝Φ3－Φ1＝0－BS＝－BS。 (4)轉(zhuǎn)過180時(shí)，磁通量Φ4＝－BS 則轉(zhuǎn)過180的過程中，磁通量的變化量為 ΔΦ＝Φ4－Φ1＝－BS－BS＝－2BS。 答案：(1)BS　(2)BS　(3)－BS　(4)－2BS 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 [探新知基礎(chǔ)練] 1．探究導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動是否產(chǎn)生電流(如圖所示)： 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 (有無電流) 分析論證 導(dǎo)體棒靜止 無 閉合電路包圍的面積變化時(shí)，電路中有電流產(chǎn)生；包圍的面積不變時(shí)，電路中無電流產(chǎn)生 導(dǎo)體棒平行 磁感線運(yùn)動 無 導(dǎo)體棒切割 磁感線運(yùn)動 有 2．探究磁鐵在通電螺線管中運(yùn)動是否產(chǎn)生電流(如圖所示)： 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 (有無電流) 分析論證 N極插入線圈 有 線圈中的磁場變化時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流；線圈中的磁場不變時(shí)，線圈中無感應(yīng)電流 N極停在線圈中 無 N極從線圈中抽出 有 S極插入線圈 有 S極停在線圈中 無 S極從線圈中抽出 有 3．模仿法拉第的實(shí)驗(yàn)(如圖所示)： 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(線圈B中有無電流) 分析論證 開關(guān)閉合瞬間 有 線圈B中磁場變化時(shí)，線圈B中有感應(yīng)電流；線圈B中磁場不變時(shí)，線圈B中無感應(yīng)電流 開關(guān)斷開瞬間 有 開關(guān)保持閉合，滑動變阻器滑片不動 無 開關(guān)保持閉合，迅 速移動滑動變阻 器的滑片 有 4.歸納結(jié)論 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。 [辨是非](對的劃“√”，錯的劃“”) 1．導(dǎo)體棒切割磁感線不一定產(chǎn)生感應(yīng)電流，但若垂直切割，則一定產(chǎn)生感應(yīng)電流。(　　) 2．穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，一定產(chǎn)生感應(yīng)電流。(　　) 3．穿過閉合導(dǎo)體回路磁通量為0的時(shí)刻，回路中無感應(yīng)電流。(　　) 答案：1.　2.√　3. [釋疑難對點(diǎn)練] 對產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的理解 1．導(dǎo)體回路閉合、磁通量變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個必要條件，缺一不可。而導(dǎo)體回路中有沒有磁通量不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，如果穿過導(dǎo)體回路的磁通量很大但不發(fā)生變化，也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。 2．穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，大致有以下幾種情況： (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，線圈面積S發(fā)生變化。 (2)線圈面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化。 (3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和回路面積S同時(shí)發(fā)生變化，此時(shí)需由ΔΦ＝Φ2－Φ1計(jì)算并判斷磁通量是否變化。 (4)線圈面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B也不變，但二者之間夾角發(fā)生變化。 [試身手] 3．關(guān)于感應(yīng)電流，下列說法中正確的是(　　) A．只要閉合電路內(nèi)有磁通量，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B．穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化時(shí)，螺線管內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生 C．線圈不閉合時(shí)，即使穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中也沒有感應(yīng)電流 D．以上說法都不正確 解析：選C　對閉合電路而言，磁通量必須變化，閉合電路中才有感應(yīng)電流，僅有磁通量但不變化，是不會產(chǎn)生感應(yīng)電流的，故A項(xiàng)錯誤；如果線圈(或螺線管)不閉合，即使穿過它的磁通量發(fā)生變化，線圈中也不會有感應(yīng)電流，故B、D項(xiàng)錯誤；C項(xiàng)正確。 磁通量Φ及其變化量ΔΦ的理解與計(jì)算 　　[典例1]　如圖所示兩個環(huán)a和b，其面積Sa＜Sb，它們套在同一條形磁鐵的中央，試比較穿過環(huán)a、b的磁通量的大小。 [解析]　若從上往下看，則穿過環(huán)a、b的磁感線如圖所示，磁感線有進(jìn)有出相互抵消后，即Φa＝Φ出－Φ進(jìn)，Φb＝Φ出－Φ進(jìn)′，得Φa＞Φb。 [答案]　Φa＞Φb [典例2]　勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8 T，矩形線圈abcd的面積S＝0.5 m2，共10匝，開始時(shí)B與線圈所在平面垂直且線圈有一半在磁場中，如圖所示。求： (1)當(dāng)線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過60時(shí)，線圈中的磁通量以及此過程中磁通量的變化量； (2)當(dāng)線圈繞dc邊轉(zhuǎn)過60時(shí)，線圈中的磁通量以及此過程中磁通量的變化量。 [解析]　(1)當(dāng)線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過60時(shí)， Φ＝BS⊥＝BScos 60＝0.80.5 Wb＝0.2 Wb(此時(shí)的線圈正好全部處在磁場中)。 在此過程中S⊥沒變，穿過線圈的磁感線條數(shù)沒變，故磁通量的變化量ΔΦ＝0。 (2)當(dāng)線圈繞dc邊轉(zhuǎn)過60時(shí)，Φ′＝BS′(此時(shí)的線圈不在磁場中)，此時(shí)沒有磁感線穿過線圈，所以Φ′＝0； 題圖所示位置Φ1＝B＝0.2 Wb， ΔΦ＝Φ′－Φ1＝－0.2 Wb， 故此過程中磁通量的變化量為－0.2 Wb。 [答案]　(1)0.2 Wb　0　(2)0?。?.2 Wb 磁通量Φ＝BS的計(jì)算的三點(diǎn)注意： 1．S是指閉合回路中包含磁場的那部分有效面積；B是勻強(qiáng)磁場中的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 2．磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)，也就是磁通量大小不受線圈匝數(shù)的影響。同理，磁通量的變化量ΔΦ＝Φ2－Φ1也不受線圈匝數(shù)的影響。所以，求Φ、ΔΦ時(shí)，不必考慮線圈匝數(shù)n。 3．當(dāng)S與垂直于B的平面間的夾角為θ時(shí)，則可用Φ＝BS⊥＝BScos θ求解。 產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷及實(shí)驗(yàn)探究 [典例3]　(多選)如圖所示裝置，在下列各種情況中，能使懸掛在螺線管附近的銅質(zhì)閉合線圈A中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) A．開關(guān)S接通的瞬間 B．開關(guān)S接通后，電路中電流穩(wěn)定時(shí) C．開關(guān)S接通后，滑動變阻器觸頭滑動的瞬間 D．開關(guān)S斷開的瞬間 [解析]　將開關(guān)突然接通的瞬間，螺線管產(chǎn)生的磁場從無到有，穿過銅線圈A的磁通量增大，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A正確；螺線管中通以恒定的電流時(shí)，螺線管產(chǎn)生穩(wěn)恒的磁場，穿過銅線圈A的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B錯誤；開關(guān)接通后，使變阻器的滑片P滑動時(shí)，變阻器接入電路的電阻變化，回路中電流變化，螺線管產(chǎn)生的磁場變化，穿過銅線圈A的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C正確；將開關(guān)突然斷開的瞬間，螺線管產(chǎn)生的磁場從有到無，穿過銅線圈A的磁通量減小，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D正確。 [答案]　ACD 1．判斷有無感應(yīng)電流產(chǎn)生的關(guān)鍵是：(1)電路是否為閉合電路；(2)穿過電路本身的磁通量是否發(fā)生變化，其主要內(nèi)涵體現(xiàn)在“變化”二字上。 2．分析磁通量是否變化時(shí)，既要弄清楚磁場的磁感線分布，又要注意引起磁通量變化的三種情況：(1)由于線框所在處的磁場變化引起磁通量變化；(2)由于線框所在垂直于磁場方向的投影面積變化引起磁通量變化；(3)有可能是磁場及線框垂直于磁場的面積都發(fā)生變化。 [典例4]　在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中所用器材如圖所示。它們是①電流計(jì)；②直流電源；③帶鐵芯的線圈A；④線圈B；⑤開關(guān)；⑥滑動變阻器(用來控制電流以改變磁場強(qiáng)弱)。試按實(shí)驗(yàn)的要求在實(shí)物圖上連線(圖中已連好一根導(dǎo)線)。 [解析]　該實(shí)驗(yàn)為探究感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的實(shí)驗(yàn)，電流計(jì)與線圈B的兩個接線柱構(gòu)成回路；線圈A與滑動變阻器、電鍵、電源構(gòu)成回路，連接電路如圖所示。 [答案]　見解析圖 在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中需弄清楚兩個獨(dú)立的回路：產(chǎn)生磁場的回路和產(chǎn)生感應(yīng)電流的回路。 [課堂對點(diǎn)鞏固] 1．關(guān)于磁通量的概念，以下說法中正確的是(　　) A．磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，穿過閉合回路的磁通量也越大 B．磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，線圈面積越大，則磁通量也越大 C．穿過線圈的磁通量為零，但磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零 D．磁通量發(fā)生變化，一定是磁場發(fā)生變化引起的 解析：選C　穿過閉合回路的磁通量大小取決于磁感應(yīng)強(qiáng)度、閉合回路所圍面積以及兩者夾角三個因素，所以只了解其中一個或兩個因素?zé)o法確定磁通量的變化情況，A、B項(xiàng)錯誤；同樣僅由磁通量的情況，也無法確定某個因素的情況，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯誤。 2.如圖所示，條形磁鐵以速度v向螺線管靠近，下面幾種說法中正確的是(　　) A．螺線管中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流 B．螺線管中會產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．只有磁鐵速度足夠大時(shí)，螺線管中才能產(chǎn)生感應(yīng)電流 D．只有在磁鐵的磁性足夠強(qiáng)時(shí)，螺線管中才會產(chǎn)生感應(yīng)電流 解析：選B　螺線管所在的回路是閉合的，當(dāng)條形磁鐵向螺線管靠近時(shí)，穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正確。 3．(多選)下列情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) A．如圖甲所示，導(dǎo)體AB順著磁感線運(yùn)動 B．如圖乙所示，條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí) C．如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關(guān)S一直接通時(shí) D．如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關(guān)S一直接通，當(dāng)改變滑動變阻器的阻值時(shí) 解析：選BD　題圖甲中導(dǎo)體AB順著磁感線運(yùn)動，穿過閉合電路的磁通量沒有發(fā)生變化，無感應(yīng)電流，故A錯；題圖乙中條形磁鐵插入線圈時(shí)線圈中的磁通量增加，拔出時(shí)線圈中的磁通量減少，都能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正確；題圖丙中開關(guān)S一直接通，回路中為恒定電流，螺線管A產(chǎn)生的磁場穩(wěn)定，螺線管B中的磁通量無變化，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯；題圖丙中開關(guān)S接通，滑動變阻器的阻值變化使閉合回路中的電流變化，螺線管A的磁場變化，螺線管B中磁通量變化，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D正確。 4．某同學(xué)做研究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的實(shí)驗(yàn)，將電流表、線圈A和B、蓄電池、開關(guān)用導(dǎo)線接成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，當(dāng)他接通、斷開開關(guān)時(shí)，電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn)，請你幫他查出原因并改正。 解析：由題圖可知線圈A中電流不變，產(chǎn)生的磁場也恒定，所以穿過線圈B的磁通量始終不發(fā)生變化，因此不論開關(guān)是斷開還是閉合，線圈B中均不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表的指針也不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。應(yīng)將電源、開關(guān)、滑動變阻器和線圈A串聯(lián)在一起，構(gòu)成回路，線圈B與電流表構(gòu)成另一回路。 答案：見解析 [課堂小結(jié)] [課時(shí)跟蹤檢測(一)] 一、單項(xiàng)選擇題 1．關(guān)于磁通量，下列說法中正確的是(　　) A．磁通量不僅有大小，而且有方向，所以是矢量 B．磁通量越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大 C．通過某一平面的磁通量為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零 D．磁通量就是磁感應(yīng)強(qiáng)度 解析：選C　磁通量是標(biāo)量，故A錯誤；由Φ＝BS⊥可知Φ由B和S⊥兩個因素決定，Φ較大，有可能是由于S⊥較大，故B錯誤；由Φ＝BS⊥可知，當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時(shí)，S⊥＝0，Φ＝0，但磁感應(yīng)強(qiáng)度B不為零，故C正確；磁通量和磁感應(yīng)強(qiáng)度是兩個不同的物理量，故D錯誤。 2．一個閉合線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，由此可以得出(　　) A．此時(shí)此地一定沒有磁場 B．此時(shí)此地一定沒有磁場的變化 C．穿過線圈平面的磁感線條數(shù)一定沒有變化 D．穿過線圈平面的磁通量一定沒有變化 解析：選D　由產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件易知，閉合線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則穿過線圈平面的磁通量一定沒有變化，D正確。 3．宇航員登月后想探測一下月球表面是否有磁場。他手邊有一只靈敏電流表和一個小線圈，則下列推斷正確的是(　　) A．直接將電流表放于月球表面，通過觀察電流表是否有示數(shù)來判斷磁場的有無 B．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運(yùn)動，如果電流表無示數(shù)，則可判斷月球表面無磁場 C．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運(yùn)動，如果電流表有示數(shù)，則可判斷月球表面有磁場 D．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某一平面內(nèi)沿各個方向運(yùn)動，如果電流表無示數(shù)，則可判斷月球表面無磁場 解析：選C　當(dāng)閉合回路的線圈平面與磁場方向平行時(shí)，不論向哪個方向移動線圈，穿過線圈的磁通量都不會變化，所以也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此不能判斷有無磁場存在；若使閉合線圈沿某一方向移動時(shí)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則一定存在磁場。故C正確。 4.如圖所示，ab是閉合電路的一部分，處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場中(　　) A．當(dāng)ab垂直于紙面向外平動時(shí)，ab中有感應(yīng)電流 B．當(dāng)ab垂直于紙面向里平動時(shí)，ab中有感應(yīng)電流 C．當(dāng)ab垂直于磁感線向右平動時(shí)，ab中有感應(yīng)電流 D．當(dāng)ab垂直于磁感線向左平動時(shí)，ab中無感應(yīng)電流 解析：選C　閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時(shí)，回路中一定有感應(yīng)電流，當(dāng)ab垂直于紙面向外、向里平動時(shí)都不切割磁感線，故ab中都沒有感應(yīng)電流，故A、B錯。當(dāng)ab垂直于磁感線向右、向左平動時(shí)都切割磁感線，ab中都有感應(yīng)電流，故C對、D錯。 5.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中，MN、PQ是兩根平行的金屬導(dǎo)軌，而ab、cd為串有電壓表和電流表的兩根金屬棒，同時(shí)以相同速度向右運(yùn)動時(shí)，下列說法正確的有(　　) A．電壓表有讀數(shù)，電流表有讀數(shù) B．電壓表無讀數(shù)，電流表有讀數(shù) C．電壓表無讀數(shù)，電流表無讀數(shù) D．電壓表有讀數(shù)，電流表無讀數(shù) 解析：選C　兩棒以相同速度向右運(yùn)動時(shí)，因穿過面abcd的磁通量不變，回路中沒有感應(yīng)電流，電流表和電壓表均不會有讀數(shù)。C正確。 6．如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中，用于研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(　　) 解析：選B　選項(xiàng)A是用來探究影響安培力的大小因素的實(shí)驗(yàn)。選項(xiàng)B是觀察導(dǎo)體棒在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時(shí)，電流表是否會產(chǎn)生感應(yīng)電流，是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)。選項(xiàng)C是用來探究安培力的方向與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。選項(xiàng)D是奧斯特實(shí)驗(yàn)，證明通電導(dǎo)線周圍存在磁場。 二、多項(xiàng)選擇題 7.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直。導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動的金屬棒ab、cd，與導(dǎo)軌接觸良好。金屬棒ab、cd的運(yùn)動速度分別是v1、v2，且井字形回路中有感應(yīng)電流通過，則可能(　　) A．v1＞v2　　　　　　 　B．v1＜v2 C．v1＝v2 D．無法確定 解析：選AB　只要金屬棒ab、cd的運(yùn)動速度不相等，穿過井字形回路的磁通量就發(fā)生變化，閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。故選項(xiàng)A、B正確。 8.如圖所示，線圈abcd在磁場區(qū)域ABCD中，下列哪種情況下線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生(　　) A．把線圈變成圓形(周長不變) B．使線圈在磁場中加速平移 C．使磁場增強(qiáng)或減弱 D．使線圈以過ab的直線為軸旋轉(zhuǎn) 解析：選ACD　選項(xiàng)A中，線圈的面積變化，磁通量變化，故A正確；選項(xiàng)B中，無論線圈在磁場中勻速還是加速平移，磁通量都不變，故B錯誤；選項(xiàng)C、D中，線圈中的磁通量發(fā)生變化，故C、D正確。 9.如圖所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動變阻器和開關(guān)組成一閉合回路，在鐵芯的右端套有一個表面絕緣的銅環(huán)a，下列各種情況銅環(huán)a中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) A．線圈中通以恒定的電流 B．通電時(shí)，使變阻器的滑片P勻速移動 C．通電時(shí)，使變阻器的滑片P加速移動 D．將開關(guān)突然斷開的瞬間 解析：選BCD　線圈中通以恒定電流時(shí)，銅環(huán)a處磁場不變，穿過銅環(huán)的磁通量不變，銅環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電流；變阻器滑片移動或開關(guān)斷開時(shí)，線圈中電流變化，銅環(huán)a處磁場變化，穿過銅環(huán)的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B、C、D正確。 10．下列情況中都是閉合線框在磁場中做切割磁感線運(yùn)動，其中線框中有感應(yīng)電流的是(　　) 解析：選BC　A中穿過閉合線框的磁通量并沒有發(fā)生變化，沒有感應(yīng)電流。B中閉合線框的一部分導(dǎo)體“切割”了磁感線，穿過線框的磁感線條數(shù)越來越少，線框中有感應(yīng)電流。C中閉合線框是在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，穿過線框的磁感線條數(shù)增加，線框中有感應(yīng)電流。D中穿過閉合線框磁感線條數(shù)不變，無感應(yīng)電流，故B、C正確。 11.(2016浙江金華檢測)如圖所示，開始時(shí)矩形線框與勻強(qiáng)磁場的方向垂直，且一半在磁場內(nèi)，一半在磁場外，若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列方法中可行的是(　　) A．將線框向左拉出磁場 B．以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(小于90) C．以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60) D．以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60) 解析：選ABC　將線框向左拉出磁場的過程中，線框的bc部分做切割磁感線的運(yùn)動，或者說穿過線框的磁通量減少，所以線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動時(shí)，線框的cd邊的右半段在做切割磁感線的運(yùn)動，或者說穿過線框的磁通量在發(fā)生變化，所以線框中 將產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60)時(shí)，穿過線框的磁通量在減少，所以線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果轉(zhuǎn)過的角度超過60小于300，bc邊將進(jìn)入無磁場區(qū)，那么線框中將不產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)線框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動時(shí)，如果轉(zhuǎn)動的角度小于60，則穿過線框的磁通量始終保持不變(其值為磁感應(yīng)強(qiáng)度與矩形面積的一半的乘積)，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。綜上所述A、B、C正確。 三、非選擇題 12．如圖所示，有一個垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B＝0.8 T，磁場有明顯的圓形邊界，圓心為O，半徑為1 cm?，F(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上圓形線圈，圓心均在O處，A線圈半徑為1 cm,10匝；D線圈半徑為2 cm，1匝；C線圈半徑為0.5 cm,1匝；問： (1)在磁感應(yīng)強(qiáng)度B減少為0.4 T的過程中，A和D中的磁通量改變了多少？ (2)當(dāng)磁場轉(zhuǎn)過30角的過程中，C中的磁通量改變了多少？ 解析：(1)對A線圈，Φ1＝B1πrA2，Φ2＝B2πrA2。 故磁通量改變量：|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)3.14(110－2)2 Wb＝1.25610－4 Wb。 對D線圈，|Φ2－Φ1|＝1.25610－4 Wb。 (2)對C線圈，Φ1＝BπrC2，磁場轉(zhuǎn)過30，線圈面積在垂直磁場方向上的投影為πrC2cos 30， 則Φ2＝BπrC2cos 30。 故磁通量改變量：|Φ2－Φ1|＝BπrC2(1－cos 30)≈8.410－6 Wb。 答案：(1)1.25610－4 Wb　1.25610－4 Wb (2)8.410－6 Wb