13.3 电磁感应现象及应用-2024-2025学年高二物理精剖细解讲义(人教版2019必修第三册)
2024-11-10
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内容正文:
13.3 电磁感应现象及应用
——精剖细解学习讲义
知识点1:电磁感应现象及其应用
1、划时代的发现
“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。
“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。
电磁感应:法拉第把由他发现的磁生电现象叫做电磁感应。
感应电流:由电磁感应现象产生的电流。
2、探究感应电流产生的条件
实验
实验过程
实验图例
实验结论
实验一
导体棒AB做切割磁感线运动时,线路中有电流产生;
当导体棒AB顺着磁感线运动时,线路中无电流产生。
导体棒做切割磁感线运动,回路的有效面积发生变化,从而引起了磁通量的变化,产生了感应电流。
实验二
当条形磁体插入或拔出线圈时,线圈中有电流产生;
当条形磁体在线圈中静止不动时,线圈中无电流产生。
磁体插入或拔出线圈时,线圈中的磁场发生变化,从而引起了磁通量的变化,产生了感应电流。
实验三
将小线圈A插入大线圈B中不动,当开关S闭合或断开时,电流表中有电流通过;
当开关S一直闭合,当改变滑动变阻器的阻值时,电流表中有电流通过;
当开关S一直闭合,滑动变阻器的滑动触头不动时,电流表中无电流通过。
开关闭合、断开或滑动变阻器的滑动触头移动时,小线圈A中电流变化,从而引起穿过大线圈B的磁通量变化,产生了感应电流。
三个实验共同特点是:产生感应电流时闭合回路的磁通量都发生了变化。
产生感应电流的条件:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就产生感应电流。
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,就必然会产生感应电流;反之,只要产生了感应电流,那么电路一定是闭合的,且穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。
电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件,二者缺一不可。
3、电磁感应
当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。
4、判断磁通量变化的方法
根据公式Φ=BS sinθ(θ为B与S间的夹角)判断。
根据穿过平面的磁感线的条数是否变化判断。
具体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,如下图所示。
②面积S不变,磁感应强度B发生变化,如下图所示。
③磁感应强度B和面积S都不变,它们之间的夹角发生变化,如下图所示。
④面积S变化,磁感应强度B也变化,如下图所示。
5、判断电磁感应现象能否产生的方法
磁通量发生变化,其主要内涵体现在“变化”上,磁通量很大,若没有变化,也不会产生感应电流。若开始时磁通量虽然是零,但是磁通量是变化的,仍然可以产生感应电流。
6、电磁感应现象的应用
生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据电磁感应制造的。
电厂中发电机是根据电磁感应制造的。
1.下列选项中属于电磁感应现象的是( )
A.通电导体周围产生磁场
B.磁场对通电导体发生作用
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
【详解】A.电流能产生磁场,是电流的磁效应,不是电磁感应现象,故A错误;
B.通电导体在磁场中受到安培力作用,不是电磁感应现象,故B错误;
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是电磁感应现象,故C正确;
D.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,不是电磁感应现象,故D错误。
故选C。
2.下图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中能产生由a到b的感应电流的是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【详解】A.A图是闭合电路,导体棒ab垂直切割磁感线,回路产生感应电流,根据右手定则判断知:感应电流方向由a到b,故A正确;
B.B图中此导体不闭合,尽管切割磁感线,但不产生感应电流,故B错误;
C.C图中穿过闭合线框的磁通量减小,产生感应电流,根据楞次定律判断可知:感应电流方向由b到a,故C错误;
D.D图中导体做切割磁感线运动,能产生感应电流,根据右手定则判断知:感应电流方向由b到a,故D错误。
故选A。
3.某同学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,实验进行中,下列所描述的现象与实验事实相符合的是
A.闭合开关瞬间,电流表指针不会发生偏转
B.开关闭合稳定后,电流表指针会发生偏转,且示数不变
C.开关闭合稳定后,把线圈A插入及拔出线圈B这两个过程,电流表指针都会发生偏转,且偏转方向相反
D.断开开关瞬间,电流表指针不会发生偏转
【答案】C
【分析】当通过闭合回路的磁通量发生变化,就会产生感应电流,电流表指针发生偏转.
【详解】A、开关闭合的瞬间,则通过螺线管B中的磁通量从无到有,则产生感应电流,电流表指针发生偏转,故A错误;
B、开关闭合稳定后,则通过螺线管B中的磁通量不变,电流表指针不发生偏转,故B错误;
C、开关闭合稳定后,把线圈A插入及拔出线圈B这两个过程,穿过线圈B的磁通量发生变化,产生感应电流,指针发生偏转,故C正确;
D、开关断开的瞬间,则通过螺线管B中的磁通量从有到无,则产生感应电流,电流表指针发生偏转,故D错误;
故选C.
【点睛】解决本题的关键掌握感应电流的产生条件,知道当通过闭合回路的磁通量发生变化,就会产生感应电流.
4.如图,老师在课堂上演示了一个奇妙的“跳环”实验。闭合开关的瞬间,套环跳起。关于该实验的有关说法,正确的是( )
A.跳起瞬间,套环与线圈中的电流同向
B.将电源正负极反接,套环也能跳起
C.开关断开瞬间,套环也能跳起
D.该套环可以是塑料材质
【答案】B
【详解】A.根据同向电流相互吸引,异向电流相互排斥的原理可知,环跳起时,环上的电流与线圈上的电流绕行方向相反,故A错误;
B.线圈与电源的正负极接反,闭合电键的瞬间,磁通量会发生变化,套环会产生感应电流,线圈对套环会有安培力的作用,套环立刻跳起,故B正确;
C.开关由闭合到断开时,套环的磁通量会发生变化,套环会产生感应电流,但线圈中无电流,线圈不会对套环会有安培力的作用,套环不会跳起,故C错误;
D.所用铁芯换为塑料材质,不能产生感应电流,所以导致套环未动,故D错误。
故选B。
5.如图,电吉他的拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成,磁体产生的磁场使金属琴弦磁化,磁化的琴弦也有了磁性.当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时,线圈中就会产生相应的电流,并最终还原为声音信号.下列说法正确的是
A.若磁体失去磁性,电吉他仍能正常工作
B.换用尼龙材质的琴弦,电吉他仍能正常工作
C.琴弦振动的过程中,线圈中电流的方向不会发生变化
D.拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动信号转化为电信号
【答案】D
【详解】A.若失去磁性则无法产生电磁感应,因此吉他不能正常工作,故A错误;
B.电吉他不可以使用尼龙线做琴弦.若是尼龙线则不能构成回路,不会产生电磁感应现象,故B错误;
C.琴弦振动时,线圈中产生感应电流的大小和方向均是变化的,若是恒定,则声音全是一种调,所以电流方向不可能不发生变化;而根据右手定则可知,电流方向一定是变化的.故C错误;
D.电吉他是属于磁生电的应用,是根据电磁感应原理工作的.拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号,故D正确。
故选D。
6.下列图示中,正方形闭合线圈始终在匀强磁场中运动,线圈中能产生感应电流的是( )
A.水平方向匀速运动 B.水平方向匀速运动
C.绕O点在纸面内移动 D.绕轴OO’转动
【答案】D
【详解】A.线框平行于磁场感应线运动,穿过线框的磁通量没有变化,不会产生感应电流,A错误;
B.线框整体垂直于磁感线运动,虽然切割磁感线,但穿过的磁通量没有变化,因此也不会产生感应电流,B错误;
C.线框绕轴转动,但穿过的磁通量为零,且始终为零,因此也不会产生感应电流,故C错误;
D.线框绕轴转动,导致磁通量发生变化,因此线框产生感应电流,故D正确。
故选D。
7.针对下列四幅图的理解,说法正确的是( )
A.甲图中“”的超级电容器最多可以储存的电荷量
B.乙图中小磁针放在超导环形电流中间,静止时小磁针的指向如图中所示
C.丙图中探究磁感应强度的大小采用的是等效替代的实验思想
D.丁图中金属矩形线框从匀强磁场中的a位置水平移到b位置,框内会产生感应电流
【答案】A
【详解】A.电容器最多能储存的电荷量是
故A正确;
B.根据右手螺旋定则可知环形电流产生的磁场方向垂直纸面向外,故图乙小磁针静止时垂直纸面且N极指向外,故B错误;
C.丙图中探究磁感应强度的大小采用的是积累放大法。故C错误;
D.要产生感应电流必须同时满足两个条件,一是回路闭合,二是磁通量发生变化,图丁线框在磁场中运动时,磁通量不变,故不能产生感应电流,故D错误。
故选A。
8.为探讨磁场对脑部神经组织的影响及临床医学应用,某小组查阅资料得知:“将金属线圈放置在头部上方几厘米处,给线圈通以上千安培、历时约几毫秒的脉冲电流,电流流经线圈产生瞬间的高强度脉冲磁场,磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电场及感应电流,而对脑神经产生电刺激作用,其装置如图所示。”同学们讨论得出的下列结论正确的是( )
A.脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电磁感应现象
B.脉冲磁场在线圈周围空间产生感应电场是电流的磁效应
C.若将脉冲电流改为恒定电流,可持续对脑神经产生电刺激作用
D.若脉冲电流最大强度不变,但缩短脉冲电流时间,则在脑部产生的感应电场及感应电流会增强
【答案】D
【详解】A.脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电流的磁效应,故A错误;
B.脉冲磁场在线圈周围空间产生感应电场是电磁感应现象,故B错误;
C.若将脉冲电流改为恒定电流,线圈将会产生恒定磁场,脑部特定区域不会产生持续的感应电场及感应电流,对脑神经不会持续产生电刺激作用,故C错误;
D.脉冲磁场对脑部特定区域产生感应电场及感应电流,满足
若脉冲电流最大强度不变,但缩短脉冲电流时间,则脑部特定区域的磁通量改变量大小不变,但磁通量改变的时间缩短,所以感应电场及感应电流增大,故D正确。
故选D。
9.我国已经制订了登月计划,假如航天员登月后想探测一下月球表面是否有磁场,他手边有一只灵敏电流计和一个线圈。则下列推断中正确的是( )
A.用导线将灵敏电流计连成闭合回路并放于月球表面,若无示数则月球表面无磁场
B.将灵敏电流计与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如灵敏电流计无示数,则月球表面无磁场
C.将灵敏电流计与线圈组成闭合回路,使线圈绕某一轴转动,若灵敏电流计有示数,则月球表面有磁场
D.将灵敏电流计与线圈组成闭合回路,使线圈绕某一轴转动,若灵敏电流计无示数,则月球表面无磁场
【答案】C
【详解】该同学是利用电磁感应来检验月球表面是否存在磁场的。
A.如果回路不动,就算有磁场,回路中的磁通量也不变,回路中没有感应电流,所以不能判断,故A错误;
B.线圈沿某一方向运动,如果磁场与该方向平行,电流计也是没有示数的,但是存在磁场,故B错误;
C.如果灵敏电流计有示数,则说明回路中磁通量发生了变化,当然存在磁场,C正确;
D.如果线圈绕着磁感线转动,线圈中的磁通量不变,灵敏电流计无示数,但是存在磁场,所以不能判断,故D错误。
故选C。
多选题
10.下列哪项技术的应用原理与电磁感应现象有关( )
A.探雷器 B.磁电式电流表
C.手机无线充电 D.延时继电器
【答案】ACD
【详解】A.探雷器是将线圈靠近金属物体时,相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线,从而产生了电流,即探雷器工作原理为电磁感应现象,故A正确。
B.磁电式电流表是根据通电线圈在磁场中转动制成的,不是电磁感应现象,选项B错误;
C.从题意中知道,手机中的线圈,能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手机电池充电,是利用电磁感应原理工作的,故C正确;
D.延时继电器是利用电磁感应原理进行延时作用的,选项D正确。
故选ACD。
11.下图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中,绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,电阻两端分别接盘心O和盘边缘,则下列说法正确的是( )
A.通过圆盘磁通量改变 B.通过圆盘磁通量不变
C.由c到d, D.由d到c,
【答案】AC
【详解】AB.根据产生感应电流的条件可知,通过圆盘磁通量在电磁感应中指的是导体棒扫过的面积,因此发生变化,故A正确,B错误;
CD.将金属圆盘看成无数条金属幅条组成的,这些辐条切割磁感线,产生感应电流,有右手定则判断可知,通过电阻R的电流强度的方向为从c到d。
金属圆盘产生的感应电动势为
通过电阻R的电流强度的大小为
故C正确,D错误。
故选AC。
12.如图,当把条形磁铁插入螺线管中时,电流表的指针向右偏转,现将插在螺线管中该条形磁铁抽出时,下列判断正确的是( )
A.若向上抽出,则电流表指针向右偏 B.若向上抽出,则电流表指针向左偏
C.若向下抽出,则电流表指针向右偏 D.若向下抽出,则电流表指针向左偏
【答案】BD
【详解】当把条形磁铁插入螺线管中时,穿过线圈向下的磁场增大,感应电流的磁场的方向向上,电流表指针向右偏转。知电流的流向与指针向偏转的关系。
AB.若向上抽出,穿过线圈向下的磁场减弱,感应电流的磁场的方向向下,则电流表指针向左偏,A错误B正确;
CD.若向下抽出,穿过线圈向下的磁场减弱,感应电流的磁场方向向下,则电流表指针向左偏,C错误D正确。
故选BD。
13.如图所示为法拉第研究“磁生电”现象的实验装置原理图。两个线圈分别绕在一个铁环上,线圈A接直流电源,线圈B接灵敏电流计,下列情况中线圈B可以产生感应电流的是( )
A.开关S接通或断开瞬间
B.开关S接通一段时间之后
C.开关S接通后,改变变阻器滑片的位置时
D.开关S断开后,改变变阻器滑片的位置时
【答案】AC
【详解】A.开关S接通或断开瞬间,A线圈中电流发生变化,铁芯中电流产生的磁感应强度变化,穿过线圈B的磁通量发生变化,线圈B中有感应电流产生,A正确;
B.开关S接通一段时间之后,A线圈中电流不变,铁芯中电流产生的磁感应强度不变,穿过线圈B的磁通量不变,线圈B中无感应电流产生,B错误;
C.开关S接通后,改变变阻器滑片的位置时,A线圈中电流发生变化,铁芯中电流产生的磁感应强度变化,穿过线圈B的磁通量发生变化,线圈B中有感应电流产生,C正确;
D.开关S断开后,改变变阻器滑片的位置时,A线圈中电流一直为0,铁芯中磁感应强度一直为0,穿过线圈B的磁通量为0不变,线圈B中无感应电流产生,D错误。
故选AC。
14.如图所示,线圈abcd水平向右穿过匀强磁场区域B时,下列说法正确的是( )
A.进入匀强磁场区域过程中,线圈abcd有感应电流产生
B.在匀强磁场中匀速运动时,线圈abcd没有感应电流产生
C.在匀强磁场中加速运动时,线圈abcd有感应电流产生
D.离开匀强磁场区域的过程中,线圈abcd没有感应电流产生
【答案】AB
【详解】A.进入匀强磁场过程中,穿过线圈abcd的磁通量增加,所以线圈abcd有感应电流产生,故A正确;
BC.在匀强磁场中运动时,穿过线圈abcd的磁通量不变,所以线圈abcd没有感应电流产生,则线圈abcd不受安培力,做匀速运动,故B正确,C错误;
D.离开匀强磁场区域的过程中,穿过线圈abcd的磁通量减少,线圈abcd有感应电流产生,故D错误。
故选AB。
15.在“探究楞次定律”的实验中。某同学用试触法判断电流计指针偏转方向与电流方向的关系时,将电池的负极与电流计的A接线柱连接,连接B接线柱的导线试触电池正极,发现指针指在如图甲中的b位置。现将电流计的两接线柱与图乙中线圈的两个接线柱连接,将磁铁S极向下插入线圈时,电流计指针指示位置如图甲中a所示。若将电流计的A、B接线柱分别与图丙中线圈的E、F接线柱连接,将磁铁从线圈中抽出时,电流计指针指示位置如图甲中b所示,下列说法正确的是( )
A.则磁铁的Q端是N极
B.则磁铁的Q端是S极
C.则线圈的C接线柱链接的是电流计的B接线柱
D.则线圈的C接线柱链接的是电流计的A接线柱
【答案】AC
【详解】AB.指针向b位置偏转,则电流从B接线柱流入,将电流计的A、B接线柱分别与图丙中线圈的E、F接线柱连接,F为感应电动势的正极,根据安培定则可知,感应电流的磁场向上,根据楞次定律可知,磁铁的P端是S极,Q端是N极,故A正确,B错误;
CD.将磁铁S极从线圈中插入,线圈中原磁通量的方向向上,线圈中的原磁通量增加,根据楞次定律可知线圈中的感应电流方向为从C流向D,可知D端为感应电动势的正极,A与D连接,B与C连接,电流从B流入,故C正确,D错误。
故选AC。
16.如图1所示,水平地面上边长为L的正方形ABCD区域下埋有与地面平行的金属管线。为探测金属管线的位置、走向和埋覆深度,先让金属管线载有电流,然后用闭合的试探小线圈P在地面探测。如图2所示,将暴露于地面的金属管接头接到电源的一端,将接地棒接到电源的另一端,这样金属管线就载有电流。将线圈P静置于直线BD上的不同位置,线圈平面均与地面平行,线圈P中没有感应电流。将线圈P静置于A处,当线圈平面与地面平行时,线圈P中有感应电流,当线圈平面与地面的夹角为时,线圈P中没有感应电流。已知,,则下列说法正确的是( )
A.金属管线沿AC走向
B.图2中的电源为恒流电源
C.金属管线的埋覆深度为
D.线圈P静置于A处,当线圈平面与地面的夹角为时,穿过线圈P的磁通量可能最大
【答案】CD
【详解】A.将线圈P静置于直线BD上的不同位置,线圈平面均与地面平行,线圈P中没有感应电流,说明穿过线圈P的磁通量不变,则金属管线沿BD走向,A错误;
B.将线圈P静置于A处,当线圈平面与地面平行时,线圈P中有感应电流,说明通电金属管线产生的磁场是变化的,则金属管线中的电流一定是变化的,B错误;
C.将线圈P静置于A处,当线圈平面与地面的夹角为时,线圈P中没有感应电流,说明A点处的磁场方向与地面的夹角为,由几何关系可知,OA的长度
埋覆深度d与OA的长度x的关系为
解得
C正确;
D.线圈P静置于A处,当线圈平面与地面的夹角为时,线圈平面可能与磁场方向相互垂直,则穿过线圈P的磁通量可能最大,D正确。
故选CD。
17.如图所示,一个质量为M、长为L的铜管用细线悬挂在天花板上,现让一强磁铁(可视为质点,质量为m)从铜管上端由静止下落,强磁铁在下落过程中与铜管不接触,在强磁铁穿过铜管过程中( )
A.铜管中没有感应电流
B.整个系统机械能不守恒
C.细线中的拉力F=Mg
D.强磁铁穿过铜管的时间t>
【答案】BD
【详解】A.强磁铁通过钢管时,导致钢管的磁通量发生变化,从而产生感应电流,故A错误;
B.磁铁在铜管中运动的过程中,虽不计空气阻力,但在过程中,出现安培力做功产生热量,所以系统机械能不守恒,故B正确;
C.由于磁铁在下落过程中,钢管总是要阻碍磁铁的运动,所以磁铁对与圆管的作用力总是向下,则细线中的拉力
故C错误;
D.因圆管对磁铁有阻力,所以运动时间与自由落体运动相比会变长,即有
故D正确。
故选BD。
18.如图为探究感应电流的实验装置,螺线管A与滑动变阻器、电源、开关C组成一个回路;螺线管A放在螺线管B内,螺线管B、开关D与电流计组成另一个闭合回路。开始时开关C、D均闭合,下列操作中可以观察到电流计指针偏转的是( )
A.开关C断开瞬间 B.开关D断开瞬间
C.将螺线管A从螺线管B中拔出 D.使螺线管A和B一起在水平桌面上移动
【答案】AC
【详解】A.开始时开关C、D均闭合,螺线管A中有恒定的电流,则产生恒定的磁场,在螺线管B中的磁通量不变,螺线管B不会产生感应电流,电流计指针不偏转,当开关C断开瞬间,螺线管A中的电流减小,产生的磁场减弱,螺线管B中的磁通量减小,由产生感应电流的条件可知,螺线管B中产生感应电流,电流计指针偏转,A正确;
B.开始时,螺线管B中无电流,电流计指针不偏转,开关D断开瞬间,螺线管B中仍无电流,电流计指针仍不偏转,B错误;
C.将螺线管A从螺线管B中拔出时,螺线管B中的磁通量减小,螺线管B中产生感应电流,电流计指针偏转,C正确;
D.使螺线管A和B一起在水平桌面上移动,螺线管B中的磁通量不变,螺线管B中不会产生感应电流,电流计指针不偏转,D错误。
故选AC。
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13.3 电磁感应现象及应用
——精剖细解学习讲义
知识点1:电磁感应现象及其应用
1、划时代的发现
“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。
“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。
电磁感应:法拉第把由他发现的磁生电现象叫做电磁感应。
感应电流:由电磁感应现象产生的电流。
2、探究感应电流产生的条件
实验
实验过程
实验图例
实验结论
实验一
导体棒AB做切割磁感线运动时,线路中有电流产生;
当导体棒AB顺着磁感线运动时,线路中无电流产生。
导体棒做切割磁感线运动,回路的有效面积发生变化,从而引起了磁通量的变化,产生了感应电流。
实验二
当条形磁体插入或拔出线圈时,线圈中有电流产生;
当条形磁体在线圈中静止不动时,线圈中无电流产生。
磁体插入或拔出线圈时,线圈中的磁场发生变化,从而引起了磁通量的变化,产生了感应电流。
实验三
将小线圈A插入大线圈B中不动,当开关S闭合或断开时,电流表中有电流通过;
当开关S一直闭合,当改变滑动变阻器的阻值时,电流表中有电流通过;
当开关S一直闭合,滑动变阻器的滑动触头不动时,电流表中无电流通过。
开关闭合、断开或滑动变阻器的滑动触头移动时,小线圈A中电流变化,从而引起穿过大线圈B的磁通量变化,产生了感应电流。
三个实验共同特点是:产生感应电流时闭合回路的磁通量都发生了变化。
产生感应电流的条件:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就产生感应电流。
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,就必然会产生感应电流;反之,只要产生了感应电流,那么电路一定是闭合的,且穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。
电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件,二者缺一不可。
3、电磁感应
当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。
4、判断磁通量变化的方法
根据公式Φ=BS sinθ(θ为B与S间的夹角)判断。
根据穿过平面的磁感线的条数是否变化判断。
具体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,如下图所示。
②面积S不变,磁感应强度B发生变化,如下图所示。
③磁感应强度B和面积S都不变,它们之间的夹角发生变化,如下图所示。
④面积S变化,磁感应强度B也变化,如下图所示。
5、判断电磁感应现象能否产生的方法
磁通量发生变化,其主要内涵体现在“变化”上,磁通量很大,若没有变化,也不会产生感应电流。若开始时磁通量虽然是零,但是磁通量是变化的,仍然可以产生感应电流。
6、电磁感应现象的应用
生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据电磁感应制造的。
电厂中发电机是根据电磁感应制造的。
1.下列选项中属于电磁感应现象的是( )
A.通电导体周围产生磁场
B.磁场对通电导体发生作用
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
2.下图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中能产生由a到b的感应电流的是( )
A.B.C.D.
3.某同学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,实验进行中,下列所描述的现象与实验事实相符合的是
A.闭合开关瞬间,电流表指针不会发生偏转
B.开关闭合稳定后,电流表指针会发生偏转,且示数不变
C.开关闭合稳定后,把线圈A插入及拔出线圈B这两个过程,电流表指针都会发生偏转,且偏转方向相反
D.断开开关瞬间,电流表指针不会发生偏转
4.如图,老师在课堂上演示了一个奇妙的“跳环”实验。闭合开关的瞬间,套环跳起。关于该实验的有关说法,正确的是( )
A.跳起瞬间,套环与线圈中的电流同向
B.将电源正负极反接,套环也能跳起
C.开关断开瞬间,套环也能跳起
D.该套环可以是塑料材质
5.如图,电吉他的拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成,磁体产生的磁场使金属琴弦磁化,磁化的琴弦也有了磁性.当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时,线圈中就会产生相应的电流,并最终还原为声音信号.下列说法正确的是
A.若磁体失去磁性,电吉他仍能正常工作
B.换用尼龙材质的琴弦,电吉他仍能正常工作
C.琴弦振动的过程中,线圈中电流的方向不会发生变化
D.拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动信号转化为电信号
6.下列图示中,正方形闭合线圈始终在匀强磁场中运动,线圈中能产生感应电流的是( )
A.水平方向匀速运动 B.水平方向匀速运动
C.绕O点在纸面内移动 D.绕轴OO’转动
7.针对下列四幅图的理解,说法正确的是( )
A.甲图中“”的超级电容器最多可以储存的电荷量
B.乙图中小磁针放在超导环形电流中间,静止时小磁针的指向如图中所示
C.丙图中探究磁感应强度的大小采用的是等效替代的实验思想
D.丁图中金属矩形线框从匀强磁场中的a位置水平移到b位置,框内会产生感应电流
8.为探讨磁场对脑部神经组织的影响及临床医学应用,某小组查阅资料得知:“将金属线圈放置在头部上方几厘米处,给线圈通以上千安培、历时约几毫秒的脉冲电流,电流流经线圈产生瞬间的高强度脉冲磁场,磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电场及感应电流,而对脑神经产生电刺激作用,其装置如图所示。”同学们讨论得出的下列结论正确的是( )
A.脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电磁感应现象
B.脉冲磁场在线圈周围空间产生感应电场是电流的磁效应
C.若将脉冲电流改为恒定电流,可持续对脑神经产生电刺激作用
D.若脉冲电流最大强度不变,但缩短脉冲电流时间,则在脑部产生的感应电场及感应电流会增强
9.我国已经制订了登月计划,假如航天员登月后想探测一下月球表面是否有磁场,他手边有一只灵敏电流计和一个线圈。则下列推断中正确的是( )
A.用导线将灵敏电流计连成闭合回路并放于月球表面,若无示数则月球表面无磁场
B.将灵敏电流计与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如灵敏电流计无示数,则月球表面无磁场
C.将灵敏电流计与线圈组成闭合回路,使线圈绕某一轴转动,若灵敏电流计有示数,则月球表面有磁场
D.将灵敏电流计与线圈组成闭合回路,使线圈绕某一轴转动,若灵敏电流计无示数,则月球表面无磁场
多选题
10.下列哪项技术的应用原理与电磁感应现象有关( )
A.探雷器 B.磁电式电流表
C.手机无线充电 D.延时继电器
11.下图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中,绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,电阻两端分别接盘心O和盘边缘,则下列说法正确的是( )
A.通过圆盘磁通量改变 B.通过圆盘磁通量不变
C.由c到d, D.由d到c,
12.如图,当把条形磁铁插入螺线管中时,电流表的指针向右偏转,现将插在螺线管中该条形磁铁抽出时,下列判断正确的是( )
A.若向上抽出,则电流表指针向右偏 B.若向上抽出,则电流表指针向左偏
C.若向下抽出,则电流表指针向右偏 D.若向下抽出,则电流表指针向左偏
13.如图所示为法拉第研究“磁生电”现象的实验装置原理图。两个线圈分别绕在一个铁环上,线圈A接直流电源,线圈B接灵敏电流计,下列情况中线圈B可以产生感应电流的是( )
A.开关S接通或断开瞬间
B.开关S接通一段时间之后
C.开关S接通后,改变变阻器滑片的位置时
D.开关S断开后,改变变阻器滑片的位置时
14.如图所示,线圈abcd水平向右穿过匀强磁场区域B时,下列说法正确的是( )
A.进入匀强磁场区域过程中,线圈abcd有感应电流产生
B.在匀强磁场中匀速运动时,线圈abcd没有感应电流产生
C.在匀强磁场中加速运动时,线圈abcd有感应电流产生
D.离开匀强磁场区域的过程中,线圈abcd没有感应电流产生
15.在“探究楞次定律”的实验中。某同学用试触法判断电流计指针偏转方向与电流方向的关系时,将电池的负极与电流计的A接线柱连接,连接B接线柱的导线试触电池正极,发现指针指在如图甲中的b位置。现将电流计的两接线柱与图乙中线圈的两个接线柱连接,将磁铁S极向下插入线圈时,电流计指针指示位置如图甲中a所示。若将电流计的A、B接线柱分别与图丙中线圈的E、F接线柱连接,将磁铁从线圈中抽出时,电流计指针指示位置如图甲中b所示,下列说法正确的是( )
A.则磁铁的Q端是N极
B.则磁铁的Q端是S极
C.则线圈的C接线柱链接的是电流计的B接线柱
D.则线圈的C接线柱链接的是电流计的A接线柱
16.如图1所示,水平地面上边长为L的正方形ABCD区域下埋有与地面平行的金属管线。为探测金属管线的位置、走向和埋覆深度,先让金属管线载有电流,然后用闭合的试探小线圈P在地面探测。如图2所示,将暴露于地面的金属管接头接到电源的一端,将接地棒接到电源的另一端,这样金属管线就载有电流。将线圈P静置于直线BD上的不同位置,线圈平面均与地面平行,线圈P中没有感应电流。将线圈P静置于A处,当线圈平面与地面平行时,线圈P中有感应电流,当线圈平面与地面的夹角为时,线圈P中没有感应电流。已知,,则下列说法正确的是( )
A.金属管线沿AC走向
B.图2中的电源为恒流电源
C.金属管线的埋覆深度为
D.线圈P静置于A处,当线圈平面与地面的夹角为时,穿过线圈P的磁通量可能最大
17.如图所示,一个质量为M、长为L的铜管用细线悬挂在天花板上,现让一强磁铁(可视为质点,质量为m)从铜管上端由静止下落,强磁铁在下落过程中与铜管不接触,在强磁铁穿过铜管过程中( )
A.铜管中没有感应电流
B.整个系统机械能不守恒
C.细线中的拉力F=Mg
D.强磁铁穿过铜管的时间t>
18.如图为探究感应电流的实验装置,螺线管A与滑动变阻器、电源、开关C组成一个回路;螺线管A放在螺线管B内,螺线管B、开关D与电流计组成另一个闭合回路。开始时开关C、D均闭合,下列操作中可以观察到电流计指针偏转的是( )
A.开关C断开瞬间 B.开关D断开瞬间
C.将螺线管A从螺线管B中拔出 D.使螺线管A和B一起在水平桌面上移动
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