【例题 2】 如图所示,竖直放置的长直导线通有恒定电流,有一矩形线 框与导线在同一平面内,在下列情况中,线圈能产生感应电流的是( )
A.导线中电流变大 B.线框向右平动 C.线框向下平动 D.线框以 ab 边为轴转动 E.线框以直导线为轴转动
解析:本题考查的内容是感应电流的产生条件。 对 A 选项,因 I 增大而引起导线周围的磁场 增强,使穿过线框的磁通量增大,故 A 正确。 对 B 选项,因离开直导线越远,磁感线分布 越疏(如图甲所示),因此线框向右平动时,穿过 线框的磁通量变小,故 B 正确。 对 C 选项,由图甲可知,线框向下平动时穿过线框的磁通量不变,故 C 错 误。 对 D 选项,可用一些特殊位置来分析。当线框在图甲所示位置时,穿过 线框的磁通量最大;当线框转过 90°时,穿过线框的磁通量为零,因此可以判 定线框以 ab 边为轴转动时磁通量一定变化,故 D 正确。 对 E 选项,先画出俯视图如图乙所示,由图可看出,线框绕直导线转动时, 在任何一个位置穿过线框的磁感线条数均不变,因此无感应电流,故 E 错误。
提示:线圈在没有进入磁场时、线圈全部在磁场中、线圈全部离开磁场 这三个阶段,由于整个线圈不在磁场中或全部处在磁场中,穿过线圈的磁通 量不变(一直为零),所以没有感应电流产生;线圈在右边刚进入磁场到左边 也进入磁场和右边刚出磁场到左边也离开磁场的这两个阶段,由于穿过线 圈的磁通量发生变化,所以有感应电流产生。
3.磁通量的正负 磁通量是标量,但有正负之分,磁通量的正负既不表示大小,也不表示方 向,仅是为了计算方便而引入的,它的正负是这样规定的:任何一个面都有正、 反两面,若规定磁感线从正面穿入时磁通量为正值,则从反面穿入时磁通量 为负值。
4.磁通量变化的几种常见情况 (1)闭合回路面积 S 的变化引起磁通量的变化 如图所示是导体做切割磁感线运动使面积发生变化而改变了穿过回 路的磁通量。