电磁感应现象第二节研究产生感应电流的条件

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1.了解电磁感应的发现过程.

2.理解电磁感应现象及其产生的条件.

3.运用电磁感应现象产生的条件判断回路是否有感应电流.

1.电磁感应现象:由磁生电的现象叫做电磁感应现象.

2.感应电流:在电磁感应现象中产生的电流叫感应电流.

3.感应电流产生的条件:不管是何种原因,只要闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路就有感应电流产生.

如图是生产中常用的一种延时继电器的示意图,铁芯上有两个线圈A和B,线圈A跟电源连接,线圈B的两端接在一起,构成一个闭合回路.在拉开开关S的时候,弹簧E并不能立即将衔铁D拉起,从而不能使触头C(连接工作电路)立即离开,过一段短时间后触头C 才能离开,延时继电器就是这样得名的.试说明这种继电器的原理.原理:线圈A与电源连接,线圈A中流过恒定电流,产生恒定磁场,有磁感线穿过线圈B,但线圈B的磁通量不变化,线圈B中无感应电流.拉开开关S时,线圈A中电流迅速减小到零,穿过线圈B的磁通量迅速减少,由于电磁感应,线圈B中产生感应电流,感应电流的磁场对衔铁D的吸引作用使触头C不能离开,经过一段短时间后感应电流减弱,感应电流的磁场对衔铁D的吸引力减小,弹簧E的作用力比磁场力大才将衔铁D拉起,触头C离开.

一、单项选择题

1.下列现象中属于电磁感应现象的是(B)

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:电磁感应现象指的是在磁场产生电流的现象,选项B是正确的.

2.如右图所示,两个同心圆形线圈a、b在同一水平面内,圆半径R a>R b,一条形磁铁穿过圆心垂直于圆面,穿过两个线圈的磁通量分别为Φa和Φb,则(C)

A.Φa>Φb B.Φa=Φb

C.Φa<Φb D.无法判断

解析:磁体的内部,磁场是由S到N,而外部是由N到S.a、b 线圈包含的内部的磁通量都相等,在磁铁外部,磁场方向与内部相反,线圈和磁铁之间的面积越大,抵消的磁通量越多,所以Φa<Φb.

3.如下图所示装置,在下列各种情况中,不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(B)

A.开关S接通的瞬间

B.开关S接通后,电路中电流稳定时

C.开关S接通后,滑动变阻器触头滑动的瞬间

D.开关S断开的瞬间

解析:通电螺线管中的电流发生改变时,其产生的磁感应强度B 也发生改变,导致通过闭合线圈A的磁通量发生了变化,在线圈中产生感应电流.

4.如图所示,一有限范围的匀强磁场,宽为d .一个边长为l 正方形导线框以速度v 匀速地通过磁场区.若d >l ,则在线框中不产生感应电流的时间就等于(D ) A.d v B.l v

C.d -l v

D.d -2l v

解析:线框穿越磁场分进入、浸没和离开三个阶段,没有感应电流产生的是浸没阶段,本题该阶段对应的位移是d -2l ,故在线框中

不产生感应电流的时间就等于d -2l v .

二、多项选择题

5.关于磁通量的概念,下列说法正确的是(BD )

A .磁感应强度越大的地方,穿过线圈的磁通量也越大

B .穿过线圈的磁通量为零时,该处的磁感应强度不一定为零

C .磁感应强度越大,线圈面积越大,穿过的磁通量越大

D .穿过线圈的磁通量大小可用穿过线圈的磁感线条数来衡量 解析:根据磁通量的概念Φ=BS cos θ可知A 、C 错,B 对;磁通量的大小可以用穿过线圈的磁感线条数来衡量.

6.一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面,磁铁中心与圆心O 重合(如图).下列运动中能使线圈中产生感应电流的是(AB )

A .N 极向外、S 极向里绕O 点转动

B .N 极向里、S 极向外绕O 点转动

C .在线圈平面内磁铁绕O 点顺时针方向转动

D.垂直线圈平面磁铁向纸外运动

解析:A项,图示时刻穿过线圈的磁通量为零,N极向纸外,S 极向纸内转动时,磁通量增大,则线圈中产生感应电流,故A正确;B项,图示时刻穿过线圈的磁通量为零,N极向纸内,S极向纸外转动时,磁通量增大,则线圈中产生感应电流,故B正确;C项,磁铁在线圈平面内绕O点沿顺时针方向转动时,线圈磁通量保持为零,不变,不产生感应电流,故C错误;D项,使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外或纸内平动时,穿过线圈的磁通量仍为零,不变,不产生感应电流,故D错误.故选AB.

7.关于感应电流,下列说法中正确的是(BC)

A.只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生

B.穿过闭合螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生

C.线框不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中也没有感应电流

D.只要电路的一部分做切割磁感线运动,电路中就一定有感应电流

解析:只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,就有感应电流.8.如下图所示,直导线MN竖直放置并通以向上的电流I,矩形金属线框abcd与MN处在同一平面内,边ab与MN平行,则(AD) A.线框向左平移时,线框中有感应电流

B.线框竖直向上平移时,线框中有感应电流

C.线框以MN为轴转动时,线框中有感应电流

D.MN中电流突然变化时,线框中有感应电流

解析:分析是否产生感应电流,关键是分析闭合线圈的磁通量是否变化,而分析磁通量是否有变化,关键就是分清磁感线的分布,即磁感线的疏密变化和磁感线方向的变化.因为离直导线越远,磁感线越疏,穿过线圈的磁通量变小,A正确.因为I增大引起导线周围的磁场增强,使通过线圈的磁通量增大,D正确.B、C两种情况下,穿过线圈的磁通量不变.

9.如右图所示,一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面内,且处于两直导线的中央,则线框中有感应电流的是(CD)

A.两电流同向且不断增大

B.两电流同向且不断减小

C.两电流反向且不断增大

D.两电流反向且不断减小

解析:根据通电直导线周围的磁感线分布,知道两电流同向且同时增加或减少矩形线圈中的磁通量不变.A和B不符合题意.

三、非选择题(按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤,答案中必须明确写出数值和单位.) 10.如图所示,一闭合金属环从上而下通过通电的长直螺线管,b为螺线管的中点,金属环通过a、b、c处时,能产生感应电流的是a、c.