4.1-4.2划时代的发现__探究感应电流的产生条件_每课一练(人教版选修3-2)

2021年高中物理 4.1-4.2 划时代的发现探究感应电流的产生条件学案新人教版选修3-2[目标定位] 1.知道奥斯特实验、电磁感应现象，了解电生磁和磁生电的发现过程.2.通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件.3.能说出磁通量变化的含义，会利用电磁感应产生的条件解决实际问题．一、奥斯特梦圆“电生磁”1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小磁针发生偏转，这种作用称为电流的磁效应．二、法拉第心系“磁生电”1831年英国科学家法拉第发现了磁生电的基本原理．变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体，它们都能引起电流的产生，我们把这些现象称为电磁感应，产生的电流叫做感应电流．三、探究感应电流的产生条件1．导体棒在磁场中运动是否产生电流如图1所示，将可移动导体AB放置在磁场中，并和电流表组成闭合回路．实验(1)操作及现象如下：图1实验操作实验现象(有无电流)导体棒静止无导体棒平行磁感线上、下运动无导体棒垂直磁感线左、右运动有2.如图2所示，将螺线管与电流表组成闭合回路，把条形磁铁插入或抽出螺线管．实验(2)操作及现象如下：图2实验操作实验现象(有无电流)N极插入线圈有N极停在线圈中无N极从线圈中抽出有S极插入线圈有S极停在线圈中无S极从线圈中抽出有3.如图3所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面．实验(3)操作及现象如下：图3实验现象(线圈实验操作B中有无电流)开关闭合瞬间有开关断开瞬间有开关闭合时，滑动变阻器不动无开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片有(1)实验(1)中引起感应电流的原因是什么？(2)实验(2)中引起感应电流的原因是什么？(3)实验(3)中，线圈没有动，回路也没有动，引起感应电流的原因是什么？将实验(3)和实验(2)比较，实验(3)中的螺线管A的作用是什么？(4)产生感应电流的条件都跟哪个物理量有关？答案(1)面积变化引起磁通量的变化；(2)磁场变化引起磁通量的变化；(3)电流引起的磁场变化引起磁通量的变化，等效磁铁；(4)磁通量的变化．4．归纳结论产生感应电流的条件：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流．想一想 2.哪些情况可以引起磁通量Φ的变化？答案磁通量的变化有三种情况，由Φ＝BS可知：一种是磁感应强度B不变，有效面积S变化；另一种是磁感应强度B变化，有效面积S不变；还有一种是磁感应强度B和有效面积S同时发生变化.一、磁通量的理解及变化分析1．磁通量的计算(1)B与S垂直时：Φ＝BS，S为线圈的有效面积．如图4(a)所示．(2)B与S不垂直时：Φ＝BS⊥＝B⊥S，S⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面积．B⊥为B 在垂直于S方向上的分量．如图(b)、(c)所示．(3)某线圈所围面积内有不同方向的磁场时，规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，求其代数和，如图(d)所示．图42．磁通量是标量，但有正负，其正负表示与规定的穿入方向相同或相反，穿过某一面的磁通量等于各部分磁通量的代数和．3．磁通量的变化大致可分为以下几种情况：(1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化．如图5(a)所示．(2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化．如图(b)所示．(3)磁感应强度B和有效面积S都不变，它们之间的夹角发生变化．如图(c)所示．图54．用磁感线的条数表示磁通量．当回路中有不同方向的磁感线穿过时，磁通量是指穿过某一面磁感线的“净”条数，即指不同方向的磁感线的条数差．例1图6如图6所示，一根条形磁铁穿过一个弹性线圈，将线圈面积拉大，放手后穿过线圈的( )A．磁通量减少且合磁通量向左B．磁通量增加且合磁通量向左C．磁通量减少且合磁通量向右D．磁通量增加且合磁通量向右解析放手后线圈的面积将减小，由条形磁铁磁感线分布特点可知，当弹簧线圈面积减小时，条形磁铁外部的磁通量减少，条形磁铁内部的磁通量未发生变化，合磁通量增加，且合磁通量向左． 答案 B例2 匀强磁场的磁感应强度B ＝0.8 T ，矩形线圈abcd 的面积S ＝0.5 m 2，共10匝，开始时B 与线圈所在平面垂直且线圈有一半在磁场中，如图7所示．求：图7(1)当线圈绕ab 边转过60°时，线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变量； (2)当线圈绕dc 边转过60°时，线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变量． 解析 (1)当线圈绕ab 边转过60°时，Φ＝BS ⊥＝BS cos 60°＝0.8×0.5×12 Wb ＝0.2Wb(此时的线圈正好全部处在磁场中)．在此过程中S ⊥没变，穿过线圈的磁感线条数没变，故磁通量变化量ΔΦ＝0.(2)当线圈绕dc 边转过60°时，Φ＝BS ⊥，此时没有磁感线穿过线圈，所以Φ＝0；在图示位置Φ1＝B ·S2＝0.2 Wb ，转过60°时Φ2＝0，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－0.2 Wb ，故磁通量改变了－0.2 Wb.答案 (1)0.2 Wb 0 (2)0 －0.2 Wb 针对训练图8如图8所示，线框与通电直导线均位于水平面内，当线框abcd由实线位置在水平面内向右平动逐渐移动到虚线位置，穿过线框的磁通量如何变化？答案线框水平平动，可分为三个阶段．第一阶段，从实线位置开始运动至bc边到达直导线位置，穿过线框的磁通量逐渐增大．第二阶段，从bc边抵达直导线处开始至ad 边到达直导线为止，由于向外的磁感线逐渐减少，向里的磁感线逐渐增多，所以穿过线框的总磁通量先减少(当ab、dc两边中点连线与直导线重合时，磁通量为零)后增大．第三阶段，从ad边离开直导线向右运动至线框抵达虚线位置为止，穿过线框的磁通量逐渐减少．二、产生感应电流的判断1．产生条件(1)电路闭合；(2)磁通量发生变化．如果电路不闭合，不会产生感应电流，但仍会产生感应电动势，就像直流电路一样，电路不闭合，没有电流，但电源仍然存在．2．注意事项(1)注意磁感线的反穿情况，磁通量指的是穿过某一面的磁感线的“净”条数．(2)磁通量是指穿过某一面的合磁通量．例3 下图中能产生感应电流的是( )解析 根据产生感应电流的条件：A 选项中，电路没闭合，无感应电流；B 选项中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C 选项中，穿过线圈的磁感线相互抵消，Φ恒为零，无感应电流；D 选项中，磁通量不发生变化，无感应电流．答案 B磁通量1．如图9所示，矩形线框abcd 放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知sin α＝45，回路面积为S ，磁感应强度为B ，则通过线框的磁通量为( )图9A ．BS B.45BS C.35BS D.34BS答案 B解析 根据磁通量的定义可得通过线框的磁通量Φ＝BS sin α，代入解得Φ＝45BS ，所以B 选项正确．磁通量的变化2．恒定的匀强磁场中有一个圆形闭合线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列哪种运动时，穿过线圈的磁通量发生了变化( )A．线圈沿自身所在的平面做匀速运动B．线圈沿自身所在的平面做加速运动C．线圈绕任一直径做匀速转动D．线圈绕任一直径做变速转动答案CD解析只要线圈沿自身所在平面做运动，线圈在垂直磁场方向上的投影面积就不发生变化，即磁通量不发生变化，A、B选项错．而C、D中线圈在垂直磁场方向上的投影面积会发生变化，导致磁通量变化．产生感应电流的判断3．如图10所示，L为足够长的通电直导线，M为一金属环，L通过M的圆心并与M所在的平面垂直，且通以向上的电流I，则( )图10A．当L中的I发生变化时，环中有感应电流B．当M左右平移时，环中有感应电流C．当M保持水平，在竖直方向上下移动时环中有感应电流D．只要L与M保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流答案D解析由安培定则可知导线L中电流产生的磁场方向与金属环面平行，即穿过M的磁通量始终为零，保持不变，故只要L与M保持垂直，A、B、C三种情况均不能产生感应电流．4．如图11所示，在纸面内放有一个条形磁铁和一个圆形线圈(位于磁铁正中央上方)，下列情况中能使线圈中产生感应电流的是( )图11A．将磁铁在纸面内向上平移B．将磁铁在纸面内向右平移C．将磁铁绕垂直纸面的轴转动D．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内答案D解析磁铁在线圈所处位置产生的磁感线与线圈平面平行，穿过线圈的磁通量为零，将磁铁在纸面内向上平移、向右平移和将磁铁绕垂直纸面的轴转动，穿过线圈的磁通量始终都是零，没有发生变化，所以不会产生感应电流．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内时，穿过线圈的磁通量由零开始逐渐增大，磁通量发生了变化，所以有感应电流产生，D正确，A、B、C错误．(时间：60分钟)题组一电磁感应现象的发现1．奥斯特发现电流磁效应，使整个科学界受到了极大的震惊，通过对电流磁效应的逆向思维，人们提出的问题是( )A．电流具有热效应B．电流具有磁效应C．磁能生电D．磁体具有磁化效应答案C2．下面属于电磁感应现象的是( )A．通电导体周围产生磁场B．磁场对电流产生力的作用C．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在电路中产生电流的现象D．电荷在磁场中定向移动形成电流答案C解析电流能产生磁场，是电流的磁效应现象，不是电磁感应现象，故A错误；感应电流在磁场中受到安培力作用，不是电磁感应现象，故B错误；闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在电路中产生电流的现象是电磁感应现象，故C正确；电荷在磁场中定向移动形成电流，不是电磁感应产生的电流，所以不是电磁感应现象，故D错误．题组二磁通量及其变化的分析3．如图1所示，虚线框内有匀强磁场，大环和小环是垂直于磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过大、小两环的磁通量，则有( )图1A．Φ1>Φ2B．Φ1<Φ2C．Φ1＝Φ2D．无法确定答案C解析对于大环和小环来说，磁感线的净条数没有变化，所以选C.4.如图2所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有电流I通过时，穿过它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc，则( )图2A．Φa＜Φb＜Φc B．Φa＞Φb＞ΦcC．Φa＜Φc＜Φb D．Φa＞Φc＞Φb答案B解析磁通量可以形象地理解为穿过回路的磁感线的条数，若该回路面积内有磁感线穿进和穿出两种情况，可把磁通量理解为穿过回路的净磁感线的条数．当线圈a中有电流通过时，穿过a、b、c三个闭合线圈垂直纸面向里的磁感线条数一样多，向外的磁感线的条数线圈c最多，其次是线圈b，线圈a中没有向外的磁感线，因此穿过闭合线圈的净磁感线条数线圈a最多，线圈b次之，线圈c最少，即Φa＞Φb＞Φc.选项B正确．5．磁通量是研究电磁感应现象的一个重要物理量，如图3所示，通有恒定电流的直导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，设前后两次通过线框的磁通量的变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2则( )图3A．ΔΦ1＞ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1＜ΔΦ2D．无法确定答案C解析第一次将线框由位置1平移到位置2，磁感线从线框的同一侧穿入，ΔΦ1为前后两位置磁通量的绝对值之差．第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，磁感线从线框的不同侧穿入，ΔΦ2为前后两位置磁通量的绝对值之和．故ΔΦ1＜ΔΦ2，选项C 正确．题组三有无感应电流的判断6．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( )A．闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生B．闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流C．穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流D．只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中一定有感应电流产生答案C解析产生感应电流的条件：(1)闭合电路；(2)磁通量Φ发生变化，两个条件缺一不可．7．下列情况中都是线框在磁场中做切割磁感线运动，其中线框中有感应电流的是( )答案BC解析A中虽然导体“切割”了磁感线，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流；B中线框的一部分导体“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流；C中虽然与A近似，但由于是非匀强磁场，运动过程中，穿过线框的磁感线条数增加，线框中有感应电流；D中尽管线框是部分切割，但磁感线条数不变，无感应电流．故选B、C.8．下列选项中是用导线做成的圆形或正方形回路，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( )答案CD解析利用安培定则判断直线电流产生的磁场，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，且直线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ΦA＝Φ出－Φ进＝0，且始终为0，即使切断导线中的电流，ΦA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，穿过线圈的磁通量始终为0，B中不可能产生感应电流；C中穿过线圈的磁通量如图乙所示，Φ进>Φ出，即ΦC≠0，当切断导线中电流后，穿过线圈的磁通量ΦC减小为0，所以C中有感应电流产生；D中线圈的磁通量ΦD不为0，当电流切断后，ΦD也减小为0，所以D中也有感应电流产生．9.如图4所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直．导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd，与导轨接触良好．这两条金属棒ab、cd 的运动速度分别是v1、v2，若井字形回路中有感应电流通过，则可能( )图4A．v1>v2B．v1<v2C．v1＝v2D．无法确定答案AB10.如图5所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是( )图5A．将线框向左拉出磁场B．以ab边为轴转动C．以ad边为轴转动(小于60°)D．以bc边为轴转动(小于60°)答案ABC解析将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc部分做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流；当线框以ab边为轴转动时，线框的cd边的右半段在做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量在发生变化，所以线框中将产生感应电流；当线框以ad边为轴转动(小于60°)时，穿过线框的磁通量在减小，所以在这个过程中线框中会产生感应电流．如果转过的角度超过60°(60°～300°)，bc边将进入无磁场区，那么线框中将不产生感应电流；当线框以bc边为轴转动时，如果转动的角度小于60°，则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积)．11．某学生做观察电磁感应现象的实验，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图6所示的实验电路，当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是( )图6A．开关位置接错B．电流表的正、负极接反C．线圈B的接头3、4接反D．蓄电池的正、负极接反答案A解析图中所示开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断．而本实验的内容之一就是用来研究在开关通断瞬间，电流的有无是否导致磁场发生变化，进而产生感应电流的情况．因而图中接法达不到目的．关键是开关没有起到控制电源接通、断开的作用，开关应串联到电源和接头1、2之间．12.如图7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．t＝0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t＝0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7答案B＝B0ll＋vt解析要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化，在t＝0时刻，穿过线圈平面的磁通量Φ1＝B0S＝B0l2设t时刻的磁感应强度为B，此时刻磁通量为Φ2＝Bl(l＋vt)由Φ1＝Φ2得B＝B0ll＋vt.。

高中物理 4.1划时代的发现、4.2探究感应电流的产生条件学案新人教版选修4、1 划时代的发现、4、2探究感应电流的产生条件学案（人教版选修3-2）1、法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与相联系，即：变化的电流、变化的、运动的恒定电流、运动的、在磁场中运动的导体、2、感应电流的产生条件：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流、3、关于磁通量，下列说法中正确的是( )A、磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量B、磁通量越大，磁感应强度越大C、通过某一面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零D、磁通量就是磁感应强度4、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( )【概念规律练】知识点一磁通量的理解及其计算1、如图1所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L ＝0、20 m的正方形，放在磁感应强度为B＝0、50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直、若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？图1点评磁通量Φ＝BS的计算有几点要注意：(1)S是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积；B是匀强磁场中的磁感应强度、(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响、同理，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1也不受线圈匝数的影响、所以，直接用公式求Φ、ΔΦ时，不必去考虑线圈匝数n、2、如图2所示，线圈平面与水平方向成θ角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B，线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量Φ＝________、图2点评在应用公式Φ＝BS计算磁通量时，要特别注意B⊥S的条件，应根据实际情况选择不同的方法，千万不要乱套公式、知识点二感应电流的产生条件3、下列情况能产生感应电流的是( )图3A、如图甲所示，导体AB顺着磁感线运动B、如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时C、如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S 一直接通时D、如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S 一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时点评电路闭合，磁通量变化，是产生感应电流的两个必要条件，缺一不可、电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通量尽管很大但不变化，那么无论有多大，都不会产生感应电流、4、如图4所示，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈Ⅱ与电流计G 相连，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计G中有示数的是( )图4A、开关闭合瞬间B、开关闭合一段时间后C、开关闭合一段时间后，来回移动变阻器滑动端D、开关断开瞬间点评变化的电流引起闭合线圈中磁通量的变化，是产生感应电流的一种情况、【方法技巧练】一、磁通量变化量的求解方法5、面积为S的矩形线框abcd，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ角(如图5所示)，当线框以ab 为轴顺时针转90时，穿过abcd面的磁通量变化量ΔΦ＝________、图5方法总结磁通量虽是标量，但有正、负，正、负号仅表示磁感线从不同的方向穿过平面，不表示大小、6、如图6所示，通电直导线下边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面、若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将( )图6A、逐渐增大B、逐渐减小C、保持不变D、不能确定方法总结引起磁通量变化一般有四种情况(1)磁感应强度B不变，有效面积S变化，则ΔΦ＝Φt－Φ0＝BΔS(如知识点一中的1题)(2)磁感应强度B变化，磁感线穿过的有效面积S不变，则ΔΦ＝Φt －Φ0＝ΔBS(如此题)(3)线圈平面与磁场方向的夹角θ发生变化时，即线圈在垂直于磁场方向的投影面积S⊥＝Ssin θ发生变化，从而引起穿过线圈的磁通量发生变化，即B、S不变，θ变化、(如此栏目中的5题)(4)磁感应强度B 和回路面积S同时发生变化的情况，则ΔΦ＝Φt－Φ0≠ΔBΔS二、感应电流有无的判断方法7、如图7所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是( )图7A、线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B、线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C、线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D、线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动方法总结(1)判断有无感应电流产生的关键是抓住两个条件：①电路是否为闭合电路；②穿过电路本身的磁通量是否发生变化，其主要内涵体现在“变化”二字上、电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通量很大但不变化，那么不论有多大，也不会产生感应电流、(2)分析磁通量是否变化时，既要弄清楚磁场的磁感线分布，又要注意引起磁通量变化的三种情况：①由于线框所在处的磁场变化引起磁通量变化；②由于线框所在垂直于磁场方向的投影面积变化引起磁通量变化；③有可能是磁场及其垂直于磁场的面积都发生变化、8、下列情况中都是线框在磁场中切割磁感线运动，其中线框中有感应电流的是( )方法总结在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时，应该注意：①导体是否将磁感线“割断”，如果没有“割断”就不能说切割、如下图所示，甲、乙两图中，导线是真“切割”，而图丙中，导体没有切割磁感线、②即使导体真“切割”了磁感线，也不能保证就能产生感应电流、例如上题中A、D选项情况，如果由切割不容易判断，还是要回归到磁通量是否变化上去、。

第四章电磁反应1 划时代的发现2 探究感应电流的产生条件对点训练知识点一电磁感应的探究历程1. 首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是（）A. 安培和法拉第B. 法拉第和楞次C. 奥斯特和安培D. 奥斯特和法拉第2. 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，观察电流表的变化知识点二产生感应电流的条件3. 如图L4-1-1所示实验装置中用于研究电磁感应现象的是（）图L4-1-14. 如图L4-1-2所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是（）图L4-1-2A. 线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B. 线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C. 线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D. 线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动5. 如图L4-1-3所示，L为一根无限长的通电直导线，M为一金属环，L通过M的圆心并与M所在的平面垂直且通以向上的电流I，则（）图L4-1-3A. 当I发生变化时，环中有感应电流B. 当M左右平移时，环中有感应电流C. 当M保持水平并在竖直方向上下移动时，环中有感应电流D. 只要L与M保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流6. 如图L4-1-4所示，矩形导线框abcd与通电长直导线在同一平面内，下列情况线框中没有感应电流产生的是（）图L4-1-4A. 线框向左平动B. 线框垂直纸面向纸外平动C. 以ab边为轴，cd边向纸外转动D. 整个框面以长直导线为轴转动知识点三磁通量7. 如图L4-1-5所示为一水平放置的条形磁铁，一闭合线框abcd位于磁铁的左端，线框平面始终与磁铁的上表面垂直，并与磁铁的端面平齐.当线框由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置Ⅲ时，穿过线框的磁通量变化情况为（）图L4-1-5A. 不发生变化B. 先减少后增加C. 先增加后减少D. 不能确定8. 如图L4-1-6所示，匀强磁场垂直于矩形线框abcd，磁场的磁感应强度为B，矩形面积为S.现使矩形线框以ab边为轴转动90 角，则在这个过程中，穿过线框的磁通量变化量的大小是（）L4-1-6A. 0B. 0.5BSC. BSD. 2BS9. 逆向思维是一种重要的思想方法，在这种思想方法的引领下，许多重要的科学定律被发现“电生磁，磁生电”这种逆向互生的关系，体现了物理学中的一种对称美。

第四章电磁感应1 划时期的发现2 探讨感应电流的产生条件课时演练·促提升A组1.如图所示,一个矩形线圈与两条通有相同大小电流的平行直导线处于同一平面,而且处在两导线的中央,则()A.两导线电流同向时,穿过线圈的磁通量为零B.两导线电流反向时,穿过线圈的磁通量为零C.两导线电流同向或反向,穿过线圈的磁通量都相等D.两导线电流产生的磁场是不均匀的,不能判定穿过线圈的磁通量是不是为零解析:按照安培定则,两导线电流同向时,它们在线圈处产生的磁场反向,穿过线圈的磁通量为零;两导线电流反向时,它们在线圈处产生的磁场同向,穿过线圈的磁通量不为零,故选项A正确。

答案:A2.如图所示,条形磁铁正上方放置一矩形线框,线框平面水平且与条形磁铁平行。

则线框由N 极端匀速平移到S极端的进程中,线框中的感应电流的情况是()A.线框中始终无感应电流B.线框中始终有感应电流C.线框中开始有感应电流,当线框运动到磁铁中部时无感应电流,过中部后又有感应电流D.线框中开始无感应电流,当线框运动到磁铁中部时有感应电流,过中部后又无感应电流解析:先画出条形磁铁的磁场散布情况,然后分析线圈在平移进程中,穿过线框的磁通量的转变情况,可知,穿过线圈的磁通量始终在转变,故B正确。

答案:B3.如图所示,矩形线框在磁场内做的各类运动中,能够产生感应电流的是()解析:产生感应电流的条件是穿过线圈的磁通量发生转变,选项B符合要求。

答案:B4.如图所示,竖直放置的长直导线通以图示方向的电流,有一矩形金属线框abcd与导线处在同一平面内,下列情况下,矩形线框中不会产生感应电流的是()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边为轴转动解析:导线中电流变大,则周围的磁感应强度增强,线框中磁通量增大,可以产生感应电流;线框向右平动时,线框中的磁感应强度减小,磁通量减小,可以产生感应电流;线框向下平动时,线框中的磁感应强度不变,磁通量不变,不会产生感应电流;线框以ad边为轴转动时,线框中的磁通量发生转变,会产生感应电流,故选项A、B、D不合题意,选项C符合题意。

4.1-4.2 划时代的发现 探究感应电流的产生条件[课时跟踪训练](时间30分钟，满分60分)一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分。

每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．下列现象中属于电磁感应现象的是( )A ．磁场对电流产生力的作用B ．变化的磁场使闭合电路中产生电流C ．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D ．电流周围产生磁场解析：磁场对电流产生力的作用属于通电导线在磁场中的受力情况；插在通电螺线管中的软铁棒被磁化属于电流的磁效应；电流周围产生磁场属于电流的磁效应；而变化的磁场使闭合电路中产生电流属于电磁感应现象。

故正确答案为B 。

答案：B2.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α角，已知sinα＝45，回路面积为S ，磁感应强度为B ，则通过线框的磁通量为( ) 图1A ．BSB.45BSC.35BSD.34BS 解析：在磁通量Φ＝BS 公式中，B 与S 必须垂直，若B 与S 不垂直，则S 要转化为垂直于B 的有效面积，也可以将B 转化为垂直于S 的垂直分量，故Φ＝BS sin α＝45BS 。

答案：B3.如图2所示，线圈abcd 在磁场区域ABCD 中，下列哪种情况下线圈中有感应电流产生 ( )A ．把线圈变成圆形(周长不变)B ．使线圈在磁场中加速平移图2C ．使磁场增强或减弱D ．使线圈以过ab 的直线为轴旋转解析：选项A 中，线圈的面积变化，磁通量变化，故A 正确；选项B 中，无论线圈在磁场中匀速还是加速平移，磁通量都不变，故B 错；选项C 、D 中，线圈中的磁通量发生变化，故C 、D 正确。

答案：ACD4．如图3所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中不可行的是() 图3A．将线框向左拉出磁场B．以ab边为轴转动(小于90°)C．以ad边为轴转动(小于60°)D．以bc边为轴转动(小于60°)解析：将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc部分做切割磁感线的运动，或者说穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流。

第一节 划时代的发现 第二节 探究感应电流的产生条件素养目标定位1、知道奥斯特发现了电流的磁效应、法拉第发现了电磁感应现象．2、知道磁通量和磁通量变化量的含义．(重点＋难点)3、知道感应电流的产生条件，并能解决实际问题．(重点) ,素养思维脉络知识点1 划时代的发现1．“电生磁”的发现1820年 ，丹麦物理学家__奥斯特__发现了电流的磁效应。

2．“磁生电”的发现1831年，英国物理学家__法拉第__发现了电磁感应现象。

3．法拉第的概括法拉第把引起感应电流的原因概括为五类，它们都与__变化和运动__相联系⎣⎢⎢⎡(1)变化的__电流__；(2)变化的__磁场__；(3)__运动__的恒定电流；(4)__运动__的磁铁；(5)在磁场中运动的__导体__。

4．电磁感应法拉第把他发现的磁生电的现象叫电磁感应，产生的电流叫__感应电流__。

5．发现电磁感应现象的意义(1)使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了__电磁学__作为一门统一学科的诞生。

(2)使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电气化时代。

知识点2探究感应电流的产生条件1．导体棒在磁场中运动是否产生电流如图所示，将可移动导体AB放置在磁场中，并和电流表组成闭合回路。

实验过程及现象如下：实验操作实验现象(有无电流)分析论证导体棒静止无闭合电路包围的面积__变化__时，电路中有电流产生；包围的面积__不变__时，电路中无电流产生导体棒平行磁感线运动__无__导体棒切割磁感线运动__有__2．磁铁在螺线管中运动是否产生电流如图所示，将螺线管与电流表组成闭合回路，把条形磁铁插入或拔出螺线管。

实验现象如下：实验操作实验现象(有无电流)分析论证N极插入线圈有线圈中的磁场__变化__时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场__不变__时，线圈中无感应电流N极停在线圈中__无__N极从线圈中抽出有S极插入线圈__有__S极停在线圈中__无__S极从线圈中抽出有3．模拟法拉第的实验如图所示，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。

1划时代的发现2探究感应电流的产生条件一、划时代的发现1．丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针转动，这种作用称为电流的磁效应，揭示了电现象与磁现象之间存在密切联系．2．英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁生电”现象，他把这种现象命名为电磁感应．产生的电流叫做感应电流．3．匀强磁场中磁通量的计算(1)B与S垂直时，Φ＝BS.(2)B与S不垂直时，Φ＝B⊥S，B⊥为B垂直于线圈平面的分量．如图甲所示，Φ＝B⊥S ＝(B sin θ)·S.也可以Φ＝BS⊥，S⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面积，如图乙所示，Φ＝BS⊥＝BS cos θ.4．磁通量的变化大致可分为以下几种情况：(1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化．如图(a)所示．(2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化．如图(b)所示．(3)磁感应强度B和有效面积S都不变，它们之间的夹角发生变化．如图(c)所示．二、感应电流的产生条件只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流．1．感应电流产生条件的理解不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，穿过该电路的磁通量也一定发生了变化．2．注意区别ΔΦ与Φ：感应电流的产生与Φ无关，只取决于Φ的变化，即与ΔΦ有关．ΔΦ与Φ的大小没有必然的联系．1．如图所示，矩形线框abcd 放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知sin α＝45，回路面积为S ，磁感应强度为B ，则通过线框的磁通量为( )A ．BS B.45BS C.35BS D.34BS2．如图所示，虚线框内有匀强磁场，大环和小环是垂直于磁场方向同心放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过大、小两环的磁通量，则有( )A ．Φ1>Φ2B ．Φ1<Φ2C ．Φ1＝Φ2D ．无法确定3.如图所示，ab 是水平面内一个圆的直径，在过ab 的竖直平面内有一根通电直导线ef ，已知ef 平行于ab .当ef 向上竖直平移时，电流产生的磁场穿过圆的磁通量将 ( )A ．逐渐增大B ．逐渐减小C ．始终为零D ．不为零，但保持不变4．磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通有恒定电流的导线MN 与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框绕cd 边翻转到位置2，设先后两次通过线框的磁通量变化量的大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )A．ΔΦ1>ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2 C．ΔΦ1<ΔΦ2D．无法确定5．如图所示，a、b是两个同平面、同心放置的金属圆环，条形磁铁穿过圆环且与两环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量Φa、Φb的大小关系为()A．Φa>Φb B．Φa<Φb C．Φa＝Φb D．不能比较6．如图所示，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a′b′c′d′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()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7．如图所示，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．试分析线圈做以下哪种运动时能产生感应电流()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8．(多选)闭合线圈按如图所示的方式在磁场中运动，则能使线圈中产生感应电流的是()9．(多选)如图所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直．导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd，与导轨接触良好．这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2，若井字形回路中有感应电流通过，则可能()A．v1>v2B．v1<v2 C．v1＝v2D．以上均有可能10．(多选)如图，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况中，导线cd中有电流的是()A．开关S闭合或断开的瞬间B．开关S是闭合的，滑动触头向左滑C．开关S是闭合的，滑动触头向右滑D．开关S始终闭合，滑动触头不动11．(多选)如图所示，线圈Ⅰ和线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，下列情况中能引起电流计指针转动的是()A．闭合开关瞬间B．开关闭合稳定后C．开关闭合稳定后移动滑动变阻器的滑片D．断开开关瞬间12．(多选)如图所示装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是()A．开关S闭合的瞬间B．开关S闭合后，电路中电流稳定时C．开关S闭合后，滑动变阻器触头滑动的瞬间D．开关S断开的瞬间13．(多选)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，在下列情况中线框产生感应电流的是()A．导线中的电流变大B．线框向右平动C．线框向下平动D．线框以AB边为轴转动1划时代的发现2探究感应电流的产生条件1．答案 B解析根据磁通量的定义可得通过线框的磁通量Φ＝BSsin α，代入解得Φ＝45BS，所以B选项正确．2．答案 C解析对于大环和小环来说，磁感线的净条数没有变化，所以选C.3.答案 C解析根据磁场具有对称性可以知道，穿入圆的磁感线的条数与穿出圆的磁感线的条数是相等的，故磁通量始终为零，C项正确．4．答案 C解析设闭合线框在位置1时穿过闭合线框的磁通量为Φ1，平移到位置2时穿过闭合线框的磁通量为Φ2，导线MN中的电流产生的磁场在位置1处的磁感应强度比在位置2处要强，故Φ1>Φ2.将闭合线框从位置1平移到位置2，穿过闭合线框的磁感线方向不变，所以ΔΦ1＝|Φ2－Φ1|＝Φ1－Φ2；将闭合线框从位置1绕cd边翻转到位置2，穿过闭合线框的磁感线反向，所以ΔФ2＝|(－Φ2)－Φ1|＝Φ1＋Φ2(以原来磁感线穿过的方向为正方向，则后来从另一面穿过的方向为负方向)，故正确选项为C.5．答案 A解析条形磁铁磁场的磁感线的分布特点是：①磁铁内、外磁感线的条数相同；②磁铁内、外磁感线的方向相反；③磁铁外部磁感线的分布是两端密、中间疏．两个同心放置的同平面的金属圆环与磁铁垂直且磁铁在圆环内时，通过圆环的磁感线的俯视图如图所示，穿过圆环的磁通量Φ＝Φ进－Φ出，由于两圆环面积Sa<Sb，两圆环的Φ进相同，而Φ出a<Φ出b，所以穿过两圆环的磁通量Φa>Φb，故A正确．6．答案 D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D正确．7．答案 D解析线圈在匀强磁场中运动，磁感应强度B为定值，由ΔΦ＝B·ΔS知，只要回路中相对磁场的正对面积改变量ΔS≠0，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ΔS＝0，因而无感应电流产生，A错；当线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动时，同样ΔS＝0，因而无感应电流产生，B错；当线圈以ac为轴转动时，线圈相对磁场的正对面积改变量ΔS仍为零，回路中仍无感应电流产生，C错；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D正确．8．答案AB9．答案AB10．答案ABC解析开关S闭合或断开的瞬间，开关S闭合、滑动触头向左或向右滑的过程，都会使通过导线ab的电流发生变化，使穿过cd回路的磁通量发生变化，从而在cd导线中产生感应电流，故选项A、B、C正确．11．答案ACD解析开关闭合瞬间线圈Ⅰ中电流从无到有，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从无到有，线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计有示数．开关闭合稳定后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，穿过线圈Ⅱ的磁通量稳定不变，线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计无示数．开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑片，线圈Ⅰ中的电流变化，穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计有示数．开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计有示数．所以选A、C、D.12．答案ACD13．答案ABD。

2021年高中物理 4.1《划时代的发现》4.2《探究感应电流的产生条件》同步检测1新人教版选修3-21．关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是( )A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流B．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流C．穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中一定不会产生感应电流D．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化，闭合电路中一定会有感应电流2．关于磁通量的概念，以下说法中正确的是( )A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大B．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大C．穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零D．磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的3．如图所示，图中虚线是匀强磁场区的边界，一个闭合线框自左至右穿过该磁场区，线框经过图示的哪些位置时有感应电流( )A．在位置1 B．在位置2C．在位置3 D．在位置44．如图所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过两环的磁通量，则有( )A．Φ1>Φ2 B．Φ1＝Φ2C．Φ1<Φ2 D．无法确定5．一条形磁铁与导线环在同一平面内，磁铁的中心恰与导线环的圆心重合，如图所示，为了在导线环中产生感应电流，磁铁应( )A．绕垂直于纸面且过O点的轴转动 B．向右平动C．向左平动 D．N极向外，S极向里转动6．如图所示，为当年法拉第实验装置示意图，两个线圈分别绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接灵敏电流表，下列哪种情况不可能使线圈B中产生感应电流( )A．将开关S接通或断开的瞬间B．开关S接通一段时间之后C．开关S接通后，改变滑动变阻器滑动头的位置时D．拿走铁环，再做这个实验，开关S接通或断开的瞬间7．在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直，导轨上有两条可沿导轨自由移动的导电棒ab、cd，这两个导电棒ab、cd的运动速度分别为v1、v2，如图所示，ab棒上有感应电流通过，则一定有( )A ．v1>v2B ．v1<v2C ．v1≠v2D ．v1＝v28．如图所示，将一块条形磁铁棒以水平速度v0掷出并穿过悬挂的闭合线圈B ，已知B 离地面的高度为h ，则其落地的水平距离一定小于________(用v0、h 表示)；在此过程中一定有机械能转化为________．9．某学生做观察电磁感应现象的实验，将电流表、线圈A 和B 、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路，当它接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是__________________________________．10．如图所示，矩形导体线框abcd 放置在水平面内．磁场方向与水平方向成α角，已知sin α＝45，回路面积为S ，磁感应强度为B ，则通过的磁通量为( ) A ．BSB.45BSC.35BSD.34BS 11．如下图所示，用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合，哪些组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生？(图A 、B 、C 中直导线都与圆形线圈在同一平面内，O 点为线圈的圆心，D 图中直导线与圆形线圈垂直，并与中心轴重合)( )12．如图，A 、B 两回路中各有一开关S1、S2，且回路A 中接有电源，回路B 中接有灵敏电流计(如图所示)，下列操作及相应的结果可能实现的是( )①先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转②S1，S2闭合后，在断开S2的瞬间，电流计指针偏转③先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转④S1，S2闭合后，在断开S1的瞬间，电流计指针偏转A ．①②B ．②③C ．③④D ．①④13．在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成电路，假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内，a ，b ，c 三个闭合金属圆环位置如图所示，当滑动变阻器的滑片左右滑动时，能产生感应电流的圆环是( )A ．a ，b 两环B ．b ，c 两环C ．a ，c 两环D ．a ，b ，c 三个环14．如图所示，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( )A ．G1、G2中都有电流通过B ．G1、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15．如图所示，在竖直向下的无限大匀强磁场中，有一闭合导体环，环面与磁场垂直．当导体环在磁场中完成下述运动时，可能产生感应电流的是( )A ．导体环保持水平在磁场中向上或向下运动B ．导体环保持水平向左或向右加速平动C．导体环以垂直环面、通过环心的轴转动D．导体环以某一条直径为轴，在磁场中转动16．如图是研究电磁感应现象实验所需的器材，用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路，将小量程电流计和线圈B连接成副线圈回路．并列举出实验中改变副线圈回路的磁通量，使副线圈回路产生感应电流的三种方式：27070 69BE 榾 36447 8E5F 蹟32428 7EAC 纬?34576 8710 蜐 37786 939A 鎚uWs22243 56E3 団35554 8AE2 諢4。

4.1+4.2 划时代的发现探究感应电流的产生条件每课一练（人教版选修3-2）1．许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列表述中正确的是()A．安培发现了电流的磁效应B．菲涅耳发现了电磁感应现象C．卡文迪许测出引力常量D．牛顿总结了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律解析：奥斯特发现了电流的磁效应，故A错．法拉第发现了电磁感应现象，故B错．引力常量是由卡文迪许最先测出的，故C对．真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律即库仑定律，是由物理学家库仑总结出来的，故D错．答案： C2.在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直，导轨上有两条可沿导轨自由移动的导体棒ab、cd，导体棒ab、cd的运动速度分别为v1、v2，如图所示，ab棒上有电流通过，则一定有()A．v1＞v2B．v1＜v2C．v1≠v2D．v1＝v2解析：对于匀强磁场来说，磁通量Φ＝BS，根据题中条件，仅当穿过闭合电路中磁场的有效面积S发生变化时才有Φ的变化．因此应有v1≠v2，这时存在着v1＞v2与v1＜v2两种可能，所以只有C正确．答案： C3.一磁感应强度为B的匀强磁场，方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角，将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为( )A ．0B ．2BSC ．2BS cos θD ．2BS sin θ解析： 开始时穿过线圈平面的磁通量为Φ1＝BS cos θ. 后来穿过线圈平面的磁通量为Φ2＝－BS cos θ 则磁通量的变化量为ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS cos θ. 答案： C 4.如图所示，通有恒定电流的导线MN 与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框绕cd 边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2则( )A ．ΔΦ1>ΔΦ2B ．ΔΦ1＝ΔΦ2C ．ΔΦ1<ΔΦ2D ．不能判断解析： 将线框从Ⅰ平移到Ⅱ，磁感线是从线框的同一面穿过的，所以ΔΦⅠ＝|ΦⅡ－ΦⅠ|＝ΦⅠ－ΦⅡ；将线框从Ⅰ绕cd 边转到Ⅱ，磁感线分别是从线框的正、反两面穿过的，所以ΔΦ2＝|－ΦⅡ－ΦⅠ|＝ΦⅠ＋ΦⅡ(以原来穿过的为正，则后来从另一面穿过的为负)．答案： C 5.如图所示，匀强磁场区域宽为d ，一正方形线框abcd 的边长为L ，且L >d ，线框以速度v 通过磁场区域，从线框进入到完全离开磁场的时间内，线框中没有感应电流的时间是( )A.L ＋d vB.L －d vC.L ＋2d vD.L －2d v解析： 只有线框在进入磁场的过程中(bc 边未出磁场)和线框在穿出磁场的过程中(仅ad 边在磁场中切割磁感线)，穿过线框的磁通量才发生变化，产生感应电流．ad 边和bc 边都在磁场外时穿越磁场的过程中，没有感应电流，则t ＝L －dv .故正确选项为B.答案： B 6.在纸面内放有一条形磁铁和一个位于磁铁正上方的圆形线圈(如图所示)，下列情况中能使线圈中产生感应电流的是( )A ．将磁铁在纸面内向上平移B ．将磁铁在纸面内向右平移C ．将磁铁绕垂直纸面的轴转动D ．将磁铁的N 极向纸外转，S 极向纸内转解析： 将磁铁向上平移、向右平移或绕垂直纸面的轴转动，线圈始终与磁感线平行，磁通量始终为零，没有变化，不产生感应电流．所以A 、B 、C 均不正确．将磁铁的N 极向纸外转，S 极向纸内转，磁通量增加，线圈中产生感应电流，所以D 项正确．答案： D 7.如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后从磁场中穿出．已知匀强磁场区域的宽度L 大于线框的高度h ，那么下列说法中正确的是( )①线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生 ②线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生 ③线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能变成电能 ④整个线框都在磁场中运动时，机械能转变成电能A ．①③④B ．①③C ．②③④D ．①④解析： 产生感应电流的条件是闭合回路的磁通量发生变化，线框全部在磁场中时，磁通量不变，不产生感应电流，故②错．而进入和穿出磁场的过程中有磁通量发生变化，也就产生感应电流，故①正确．在产生感应电流的过程中同时消耗了机械能，故③正确，④不正确，故选B.答案： B8.如图所示是等腰直角三棱柱，其中侧面abcd为正方形，边长为L，它们按图示位置放置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，下面说法中正确的是() A．通过abcd平面的磁通量大小为B·L2B．通过dcfe平面的磁通量大小为B·22L2C．通过abfe平面的磁通量大小为B·22L2 D．通过整个三棱柱的磁通量为零解析：由公式中Φ＝BS cos θ可以得出通过面abcd的磁通量Φ1＝BL2cos 45°＝22BL2，A错误；通过面dcfe的磁通量Φ2＝BL·22L，B正确；通过面abfe的磁通量Φ3＝B·22L2cos 90°＝0，C错误；而整个三棱柱表面是个闭合曲面，穿入与穿出的磁感线条数相等，即穿过它的净磁感线的条数是0，故穿过整个三棱柱的磁通量为零，D正确．答案：BD9．如图所示，当导体棒MN由静止开始向右沿导轨加速滑动(导轨间有磁场，方向垂直纸面向里)，下列说法正确的是()A．导体棒和导轨组成的闭合回路中有感应电流B．导体棒和导轨组成的闭合回路中没有感应电流C．圆形金属环B中有感应电流D．圆形金属环B中没有感应电流解析：答案：AC10.A、B两回路中各有一开关S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计(如图所示)，下列操作及相应的结果可能实现的是()A．先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转B．S1、S2闭合后，在断开S2的瞬间，电流计指针偏转C．先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转D．S1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，电流计指针偏转解析：由感应电流产生的条件是穿过闭合线框的磁通量变化，故A、D正确．答案：AD11.如图所示的线框，面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向与线框平面成θ角，当线框转过90°到如图所示的虚线位置时，试求：(1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小Φ1和Φ2；(2)磁通量的变化量ΔΦ.解析：(1)法一：在初始位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥＝S sin θ，所以Φ1＝BS sin θ. 在末位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥′＝S cos θ.由于磁感线从反面穿入，则Φ2＝－BS cos θ.法二：如图所示，把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解，得B上＝B sin θ，B左＝B cos θ故Φ1＝B上S＝BS sin θ，Φ2＝－B左S＝－BS cos θ.(2)开始时B与线框平面成θ角，穿过线框的磁通量Φ1＝BS sin θ；当线框平面按顺时针方向转动时，穿过线框的磁通量减少，当转动θ时，穿过线框的磁通量减少为零，继续转动至90°时，磁通量从另一面穿过，变为“负”值，Φ2＝－BS cos θ.所以，此过程中磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BS cos θ－BS sin θ＝－BS(cos θ＋sin θ)答案：(1)BS sin θ－BS cos θ(2)－BS(cos θ＋sin θ)12．逆向思维是一种重要的思想方法，在这种思想方法的引领下，许多重要的科学定律被发现．“电生磁，磁生电”这种逆向互生的关系，体现了物理学中的一种对称美．请思考：(1)你还能指出物理学中的其他对称性和对称实例吗？(2)1831年，物理学家法拉第用如图所示的实验，成功发现了磁生电现象，开关始终处于闭合状态时，a线圈中________(选填“有”或“无”)感应电流产生，开关闭合或断开瞬间，a线圈中________(选填“有”或“无”)感应电流产生．(3)下图是某兴趣小组研究磁生电现象所需的器材．请你协助该小组完成如下工作，用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路，将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路，并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量，使副线圈回路产生感应电流的三种方式：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________.解析：(1)电荷的正与负、吸引与排斥、运动和静止、光滑和粗糙、正电子和负电子、物质和反物质．(2)因穿过a线圈的磁通量不变，所以无感应电流产生．闭合瞬间穿过a线圈的磁通量突然增大，所以有感应电流产生．断开瞬间，穿过a线圈的磁通量突然减小，所以有感应电流产生．(3)实物连接如图所示．①合上(或断开)开关瞬间；②合上开关后，将原线圈A插入副线圈B或从副线圈B中抽出；③合上开关，将原线圈A插入副线圈B后，移动滑动变阻器的滑片．答案：(1)见解析．(2)无有(3)见解析．。