1、第第 3 3 节节电磁感应现象及应用电磁感应现象及应用 一、选择题 1.下列现象中属于电磁感应现象的是 () A.磁场对通电导线产生力的作用 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】 选 B。 电磁感应现象的实质是磁生电。 A 项是磁场对电流的作用力;C 项是磁化现象;D 项是电流的磁效应;电磁感应现象的实质是磁生电,故 B 项 正确。 2.关于产生感应电流的条件,以下说法中正确的是() A.导体在磁场中运动,导体中就一定有感应电流 B.导体做切割磁感线运动,导体中就一定有感应电流 C.穿过闭合电路的磁通量不为零,闭合电路中就一定产
2、生感应电流 D.无论什么方法,只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合电路中就一定 产生感应电流 【解析】选 D。导体在磁场中运动时,或做切割磁感线运动时,不一定有闭合 回路,同时回路中磁通量不一定发生变化,故导体中不一定有感应电流,故 A、 B 错误;根据感应电流产生的条件,不管用什么方法,只要穿过闭合电路的 磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生,闭合回路放在磁场中,或 在磁场中运动,磁通量不一定发生变化,不一定会产生感应电流,故C错误,D 正确。 3.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
3、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 【解析】选 D。将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,回路中没有 磁通量的变化,不能产生感应电流,观察到电流表没有变化,故 A 错误;在一 通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,回路中没有磁通量的变化,不能 产生感应电流,观察到电流表没有变化,故B错误;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
4、磁铁的过程中有感应电流产生, 但是之后,再到相邻房间去观察时,回路中已经没有磁通量的变化,此时观 察到的电流表没有变化,故C 错误;绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源 和电流表,给线圈通电或断电的瞬间,回路中的磁通量发生变化,能观察到 电流表发生变化,故 D 正确。 【拓展训练】 最早发现电现象和磁现象之间联系的是() A.库仑B.安培C.奥斯特D.法拉第 【解析】选 C。库仑最早发现了库仑定律,即研究两个点电荷之间的相互作 用,故 A 错误;安培发现了安培定则,故 B 错误;奥斯特是第一个发现电现象 和磁现象之间联系的人,故 C 正确;法拉第发现了电磁感应现象,故 D 错误。 4.空间有竖
5、直边界为 AB、CD 且垂直纸面向里的有界匀强磁场区域。一闭合 金属圆环用绝缘细线挂于 O 点,将圆环拉至如图所示位置静止释放,圆环在 摆动过程中环面始终与磁场垂直。若不计空气阻力,则下列说法中正确的是 () A.圆环完全进入磁场后离最低点越近,感应电流越大 B.圆环在进入和穿出磁场时,圆环中均有感应电流 C.圆环向左穿过磁场后再返回,还能摆到原来的释放位置 D.圆环最终将静止在最低点 【解析】选 B。整个圆环进入磁场后,磁通量不发生变化,不产生感应电流, 故A 错误;只有当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化,会产生电流, 故B 正确;当圆环向左穿过磁场区域时磁通量发生变化,会产生电流,机
6、械能 向电能转化,所以机械能不守恒,当再返回,不能摆到原来的释放位置,故 C 错误;在圆环不断经过磁场,机械能不断损耗过程中圆环越摆越低,最后整 个圆环只会在磁场区域来回摆动,因为在此区域内没有磁通量的变化(一直 是最大值),所以机械能守恒,即圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆 动,而不是静止在平衡位置,故 D 错误。 二、非选择题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位) 5.某小组同学在 “探究感应电流产生的条件” 的实验中,所用实验器材如图, 图中已用导线连接好部分实验器材。 (1)请以笔画线代替导线把实验电路连接好; (2)请说出能产生感应电流的三种做法。 _; _;
7、_。 【解题指南】解答此题应注意以下两点 (1)注意该实验中有两个回路,一是电源、电键、变阻器、小螺线管串联成 的回路,二是电流计与大螺线管串联成的回路,据此可正确解答; (2)穿过闭合回路的磁通量发生变化,回路中产生感应电流,据此分析答题。 【解析】(1)将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路,注意滑动 变阻器接一上一下两个接线柱,再将电流计与大螺线管串联成另一个回路, 电路图如图所示: (2)只要使得闭合回路中的磁通量发生变化,闭合回路中就有感应电流产生, 所以能产生感应电流的三种做法为:电键闭合或断开;电键闭合后,A 线 圈插入或拨出;电键闭合后,移动滑动变阻器的滑片。 答案:见解
8、析 6.电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此 弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音, 下列说法不正确的有() A.选用铜质弦,电吉他仍能正常工作 B.取走磁体,电吉他将不能正常工作 C.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化 【解析】选 A。铜不可以被磁化,则选用铜质弦,电吉他不能正常工作,故 A 错误;取走磁体,就没有磁场,弦振动时,线圈中无磁通量的变化,无法产生 感应电流,电吉他将不能正常工作,故B 正确;增加线圈匝数可以增大线圈中 的感应电动势,故 C 正确;弦振动过程中,磁场方向不变,
9、但线圈中磁通量有 时变大,有时变小,则线圈中的电流方向不断变化,故 D 正确。 【拓展训练】 如图所示,导线 ab 和 cd 互相平行,则下列情况中导线 cd 中无电流的是 () A.开关 S 闭合或断开的瞬间 B.开关 S 是闭合的,但滑片向左滑 C.开关 S 是闭合的,但滑片向右滑 D.开关 S 始终闭合,滑片不动 【解析】选 D。开关 S 闭合或断开的瞬间,下方回路中的电流发生变化,ab 中产生的磁场随之变化,穿过上面回路的磁通量变化,所以导线cd中有感应 电流,故 A 错误;开关 S 闭合,滑片向左滑动时,接入电路的电阻增大,回路中 的电流减小,则 ab 产生的磁场减弱,则穿过上面回路
10、的磁通量减小,将产生 感应电流,故 B 错误;开关 S 闭合,滑片向右滑动时,接入电路的电阻减小,回 路中的电流增大,则 ab 产生的磁场增强,则穿过上面回路的磁通量增大,将 产生感应电流,故 C 错误;开关 S 始终是闭合的,不滑动滑片,回路中电流不 变,ab 产生的磁场不变,穿过上面回路的磁通量不变,将无感应电流产生,故 D 正确。 7.如图所示,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,磁感应强度为 B0,此时 MN 到达的位置恰好使 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 应随时间 t 怎样变化?请推导这种情况下 B 与 t 的关系式。 【解题指南】解答本题应注意两点: (1)当回路中没有感应电流产生时,回路总的磁通量应保持不变。 (2)分别求出两个磁通量,根据 t=0 时刻,回路中磁通量为 B0l 2,t 时刻磁感应 强度为 B,此时回路中磁通量为 Bl(l+vt),Bl(l+vt)与 B0l 2 相等,即可求得磁感 应强度与时间的关系式。 【解析】要使棒中不产生感应电流,穿过回路的磁通量应保持不变,则有: B0l 2=Bl(l+vt) 解得:B= 答案:
