電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用

3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用

一、電磁感應(yīng)的探索歷程1.奧斯特夢圓“電生磁”:1820年,丹麥物理學(xué)家_______發(fā)現(xiàn)了______________。2.法拉第心系“磁生電”:(1)1831年,英國物理學(xué)家_______發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。產(chǎn)生的電流叫作__________。必備知識(shí)·自主學(xué)習(xí)奧斯特電流的磁效應(yīng)法拉第感應(yīng)電流(2)法拉第的概括法拉第把引起感應(yīng)電流的原因概括為五類:①變化的_____;②變化的_____;③_____的恒定電流;④_____的磁鐵;⑤在磁場中運(yùn)動(dòng)的_____。電流磁場運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體(3)電磁感應(yīng)與感應(yīng)電流法拉第把他發(fā)現(xiàn)的_______的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫作_________。(4)發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的意義①使人們對電與磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識(shí)更加完善,宣告了_______作為一門統(tǒng)一_____的誕生。②使人們找到了_______的條件,開辟了人類的電氣化時(shí)代。磁生電感應(yīng)電流電磁學(xué)磁生電學(xué)科二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1.探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件:(1)探究導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生感應(yīng)電流(如圖所示):無無有變化不變(2)模仿法拉第的實(shí)驗(yàn)(如圖所示):有有無有變化不變2.歸納產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:只要穿過_____導(dǎo)體回路的_______發(fā)生變化,閉合電路中就有感應(yīng)電流。磁通量閉合三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用【情境思考】

如圖所示,變壓器和電磁爐都是生產(chǎn)和生活中常見的電器,它們有一個(gè)共同的特點(diǎn),是什么呢?提示:它們工作時(shí)都利用了電磁感應(yīng)的原理。

1._______是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制造的,它開辟了人類社會(huì)的電氣化時(shí)代。2.生產(chǎn)、生活中廣泛使用的變壓器、電磁爐等都是根據(jù)_________制造的。發(fā)電機(jī)電磁感應(yīng)【易錯(cuò)辨析】(1)有電流即生磁場。 ()(2)有磁場即生電流。 (

)(3)靜止的電荷周圍也能產(chǎn)生磁場。 (

)(4)穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,一定產(chǎn)生感應(yīng)電流。 ()(5)有變化的磁場即生電流。 (

)(6)回路中有部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)即生電流。 (

)√××√××關(guān)鍵能力·合作學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)一

電流的磁效應(yīng)與電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.區(qū)別:“動(dòng)電生磁”和“動(dòng)磁生電”是兩個(gè)不同的過程,要抓住過程的本質(zhì),“動(dòng)電生磁”是指運(yùn)動(dòng)電荷周圍產(chǎn)生磁場;“動(dòng)磁生電”是指線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化而在閉合線圈內(nèi)產(chǎn)生了感應(yīng)電流?！皠?dòng)電生磁”中的“動(dòng)”是運(yùn)動(dòng)的意思,電荷相對磁場運(yùn)動(dòng),“動(dòng)磁生電”中的“動(dòng)”是變化的意思。要從本質(zhì)上來區(qū)分它們。2.聯(lián)系:二者都是反映了電流與磁場之間的關(guān)系?！締栴}探究】如圖所示,甲圖是美軍電磁炮,乙圖是家用電磁爐,它們各自是根據(jù)什么工作的呢?提示:電磁炮的工作原理是電流的磁效應(yīng),電磁爐的工作原理是電磁感應(yīng)。

【典例示范】【典例】如圖是機(jī)場的安檢人員用手持金屬探測器檢查乘客的情境。當(dāng)探測線圈靠近金屬物體時(shí),在金屬物體中就會(huì)產(chǎn)生電流,如果能檢測出這種變化,就可以判定探測線圈附近有金屬物體了。下列四個(gè)圖中能反映出金屬探測器工作原理的是 (

)A.①②兩個(gè)圖 B.②③兩個(gè)圖C.③④兩個(gè)圖 D.①④兩個(gè)圖【解析】選B。探測器靠近金屬物體時(shí),相當(dāng)于閉合電路的部分導(dǎo)體在切割磁感線,從而產(chǎn)生了電流;②圖是導(dǎo)體棒切割磁感線,③圖是閉合回路磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電流,①和④圖是電流的磁效應(yīng)。綜上所述,選項(xiàng)B正確?！疽?guī)律方法】是否為電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷方法(1)磁生電的現(xiàn)象都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。(2)所有的電磁感應(yīng)現(xiàn)象都與變化和運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系。【素養(yǎng)訓(xùn)練】法拉第通過精心設(shè)計(jì)的一系列實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律,將歷史上認(rèn)為各自獨(dú)立的學(xué)科“電學(xué)”和“磁學(xué)”聯(lián)系起來,在下面幾個(gè)典型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想中,所做的推論后來被實(shí)驗(yàn)否定的是 (

)A.既然磁鐵可以使近旁的鐵塊帶磁,靜電荷也可以使近旁的導(dǎo)體表面感應(yīng)出電荷,那么靜止導(dǎo)線中的穩(wěn)恒電流也可在近旁靜止的線圈中感應(yīng)出電流B.既然磁鐵可在近旁運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動(dòng)勢,那么穩(wěn)恒電流也可在近旁運(yùn)動(dòng)的線圈中感應(yīng)出電流C.既然運(yùn)動(dòng)的磁鐵可在近旁靜止的線圈中感應(yīng)出電流,那么靜止的磁鐵也可在近旁運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動(dòng)勢D.既然運(yùn)動(dòng)的磁鐵可在近旁的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動(dòng)勢,那么運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可以在近旁的線圈中感應(yīng)出電流【解析】選A。磁鐵可使近旁的鐵塊磁化帶磁,靜電荷可使近旁的導(dǎo)體感應(yīng)帶電,但靜止的穩(wěn)恒電流,其磁場不變,不會(huì)使靜止的線圈中磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以A項(xiàng)被實(shí)驗(yàn)否定,答案為A。除此之外磁鐵可使運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,穩(wěn)恒電流盡管磁場不變,但運(yùn)動(dòng)的線圈磁通量會(huì)變化,同樣運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也會(huì)使線圈磁通量變化,綜上所述B、C、D都會(huì)被實(shí)驗(yàn)證實(shí)是正確的。知識(shí)點(diǎn)二

產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件角度1實(shí)驗(yàn)探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件1.常見的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況:

2.常見的考查方式:(1)對實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)器材的考查。如給定器材讓實(shí)物連線或找出不需要的器材或補(bǔ)充缺少的器材等。這類問題要求大家對上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理有深刻的理解,只有這樣才能有效應(yīng)對這類問題。(2)對實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的考查。這類問題常常給出一定的實(shí)驗(yàn)場景,讓判斷在哪些操作中能產(chǎn)生感應(yīng)電流,哪些不能。解決這類問題需要深刻理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)場景做出判斷?！締栴}探究】如圖所示:導(dǎo)體棒在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)嗎?為什么?提示:不偏轉(zhuǎn)。原因是電鍵沒閉合,沒構(gòu)成閉合回路。

【典例示范】【典例1】如圖是觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置。閉合開關(guān),下面措施中,靈敏電流計(jì)指針沒有偏轉(zhuǎn)的是 (

)A.將線圈M快速插入線圈N中B.將線圈M快速從線圈N中抽出C.快速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片D.將線圈M靜置于線圈N中【解析】選D。根據(jù)題意可知,當(dāng)將螺線管M插入(或拔出)螺線管N時(shí)穿過線圈N的磁通量發(fā)生變化,線圈N中產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),快速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,穿過線圈N的磁通量發(fā)生變化,線圈N中產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),總之選D。角度2應(yīng)用電流的產(chǎn)生條件判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流1.感應(yīng)電流產(chǎn)生的必要條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,所以判斷感應(yīng)電流有無時(shí)必須明確以下兩點(diǎn):(1)明確電路是否為閉合電路;(2)判斷穿過回路的磁通量是否發(fā)生變化。2.判斷穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量是否變化時(shí),可充分利用磁感線來進(jìn)行定性判斷。即通過觀察穿過閉合導(dǎo)體回路的磁感線的條數(shù)是否變化判斷某過程中磁通量是否變化。3.判斷電磁感應(yīng)現(xiàn)象是否發(fā)生的一般流程(1)確定研究的閉合回路;(2)弄清楚回路內(nèi)的磁場分布,并確定該回路的磁通量Φ;(3)磁通量變化與感應(yīng)電流的產(chǎn)生【問題探究】如圖所示:開關(guān)保持閉合,導(dǎo)體棒始終在U形磁鐵的磁場中。(1)若導(dǎo)體棒在磁場中上下移動(dòng),靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)嗎?為什么?提示:導(dǎo)體棒上下移動(dòng),不切割磁感線,穿過閉合回路的磁通量不變化,電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)。

(2)若導(dǎo)體棒在磁場中前后移動(dòng),電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)嗎?為什么?提示:導(dǎo)體棒前后移動(dòng),不切割磁感線,穿過閉合回路的磁通量不變,電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)。(3)若導(dǎo)體棒在磁場中左右移動(dòng),電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)嗎?提示:導(dǎo)體棒左右移動(dòng),切割磁感線,穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)?！镜淅痉丁俊镜淅?】如圖所示,矩形線框abcd由靜止開始運(yùn)動(dòng),若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流且磁通量逐漸變大,則線框的運(yùn)動(dòng)情況應(yīng)該是 (

)A.向右平動(dòng)(ad邊還沒有進(jìn)入磁場)B.向上平動(dòng)(ab邊還沒有離開磁場)C.以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(ad邊還沒有轉(zhuǎn)入磁場)D.以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)角不超過90°)【解析】選A。選項(xiàng)A和D所描述的情況,線框在磁場中的有效面積S均發(fā)生變化(A項(xiàng)中S增大,D項(xiàng)中S變小),穿過線框的磁通量均改變,由產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件知線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。而選項(xiàng)B、C所描述的情況中,線框中的磁通量均不改變,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。D項(xiàng)中磁通量變小?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】(教材二次開發(fā)·P118【練習(xí)與應(yīng)用】T4變式)如圖,通有恒定電流的直導(dǎo)線右側(cè)有一矩形線圈abcd,導(dǎo)線與線圈共面。如果線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生感應(yīng)電流,線圈可能的運(yùn)動(dòng)是 (

)A.向上平移B.向右平移C.向左平移D.以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)【解析】選A。導(dǎo)線中電流強(qiáng)度不變時(shí),產(chǎn)生的磁場不變,線圈向上移動(dòng)時(shí),穿過線框的磁通量不變,不可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A正確;線框向右運(yùn)動(dòng)時(shí),線框中的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小,穿過線框的磁通量減小,可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B錯(cuò)誤;線框向左運(yùn)動(dòng)時(shí),線框中的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,穿過線框的磁通量增大,可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤;線框以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng),線框的磁通量發(fā)生變化,可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D錯(cuò)誤。所以A正確,B、C、D錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】1.如圖所示,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,有一閉合導(dǎo)體環(huán),環(huán)面與磁場垂直。當(dāng)導(dǎo)體環(huán)在磁場中完成下述運(yùn)動(dòng)時(shí),可能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 (

)A.導(dǎo)體環(huán)保持水平且在磁場中向上或向下運(yùn)動(dòng)B.導(dǎo)體環(huán)保持水平向左或向右加速平動(dòng)C.導(dǎo)體環(huán)以垂直環(huán)面、通過環(huán)心的軸轉(zhuǎn)動(dòng)D.導(dǎo)體環(huán)以一條直徑為軸,在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)【解析】選D。只要導(dǎo)體環(huán)保持水平,無論它如何運(yùn)動(dòng),穿過環(huán)的磁通量都不變,都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,只有導(dǎo)體環(huán)繞通過直徑的軸在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過環(huán)的磁通量改變,才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,D項(xiàng)正確。2.如圖所示,水平面內(nèi)有兩條相互垂直且彼此絕緣的通電長直導(dǎo)線,以它們?yōu)樽鴺?biāo)軸構(gòu)成一個(gè)平面直角坐標(biāo)系。四個(gè)相同的圓形閉合線圈在四個(gè)象限內(nèi)完全對稱放置,兩直導(dǎo)線中的電流大小與變化情況完全相同,電流方向如圖所示,當(dāng)兩直導(dǎo)線中的電流都增大時(shí),四個(gè)線圈a、b、c、d中感應(yīng)電流的情況是(

)A.線圈a中無感應(yīng)電流B.線圈b中有感應(yīng)電流C.線圈c中無感應(yīng)電流D.線圈d中無感應(yīng)電流【解析】選D。根據(jù)安培定則可判斷出電流產(chǎn)生的磁場方向,線圈a中的磁場方向均垂直于紙面向里,線圈c中的磁場方向均垂直于紙面向外,線圈b、d中的合磁通量始終為零,故增大兩直導(dǎo)線中的電流時(shí),線圈a、c中的磁通量發(fā)生變化,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,而線圈b、d中無感應(yīng)電流產(chǎn)生。選項(xiàng)D正確,A、B、C錯(cuò)誤?！就卣估}】考查內(nèi)容:實(shí)驗(yàn)探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件【典例】一位同學(xué)按照如圖所示連接電路,演示如下操作,并觀察電流表指針的位置變化情況,根據(jù)所學(xué)知識(shí),你來分析一下電流表指針位置的變化情況以及發(fā)生這種情況的原因。(1)讓插有軟鐵芯的螺線管A的軸線與線圈C的平面共面,閉合開關(guān)。(2)讓螺線管A的軸線和線圈C的平面垂直,閉合開關(guān)?！窘馕觥?1)中的閉合線圈,雖然磁場發(fā)生了變化,但是磁通量在開關(guān)閉合前后沒有發(fā)生變化,大小都是零,所以沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生。(2)中磁場發(fā)生了變化,線圈C中的磁通量在開關(guān)閉合前后發(fā)生變化,故有感應(yīng)電流產(chǎn)生。答案:見解析情境·模型·素養(yǎng)【生活情境】重慶市某中學(xué)的幾位同學(xué)把一條大約10m長電線的兩端連接在一個(gè)靈敏電流計(jì)的接線柱上,形成閉合導(dǎo)體回路。甲、乙兩位同學(xué)沿南北方向站立勻速搖動(dòng)電線時(shí),靈敏電流計(jì)的示數(shù)為I1,兩位同學(xué)沿東西方向站立勻速搖動(dòng)電線時(shí),靈敏電流計(jì)的示數(shù)為I2,探究:(1)I1是否為零?(2)I2是否為零?【解析】(1)沿南北方向站立勻速搖動(dòng)電線時(shí),由于北半球的磁場有向下的分量,所以穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,有感應(yīng)電流,所以I1≠0。(2)由于地球的周圍存在磁場,且磁感線的方向是從地理的南極指向地理的北極,所以當(dāng)兩位同學(xué)朝東西方向站立,并迅速搖動(dòng)電線時(shí),導(dǎo)線就會(huì)做切割磁感線運(yùn)動(dòng),靈敏電流計(jì)的讀數(shù)I2≠0。答案:(1)I1不為零

(2)I2不為零【實(shí)驗(yàn)情境】如圖所示是一種延時(shí)裝置的原理圖,當(dāng)S1閉合時(shí),電磁鐵F將銜鐵D吸下,C線路接通;當(dāng)S1斷開時(shí),由于電磁感應(yīng)作用,D將延遲一段時(shí)間才被釋放。探究:(1)若S2閉合,該延時(shí)裝置是否有延時(shí)作用?若有,簡述其工作原理;若無,說明理由。(2)若S2斷開,該延時(shí)裝置是否有延時(shí)作用?若有,簡述其工作原理;若無,說明理由?！窘馕觥?1)有延時(shí)作用。若S2閉合,當(dāng)S1斷開時(shí),導(dǎo)致閉合線圈B中的磁通量變小,從而出現(xiàn)感應(yīng)電流,致使F中仍有磁性,出現(xiàn)延遲一段時(shí)間才被釋放,所以由于B線圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用。(2)無延時(shí)作用。原因:如果斷開B線圈的開關(guān)S2,B線圈構(gòu)不成閉合回路,當(dāng)S1斷開時(shí),B線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,電磁鐵F的磁性立即消失,該裝置也就失去了延時(shí)功能。答案:見解析課堂檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,下列說法正確的是 (

)A.位于磁場中的閉合線圈一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B.閉合線圈平行磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈中一定產(chǎn)生感應(yīng)電流C.穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí),一定產(chǎn)生感應(yīng)電流D.閉合線圈垂直磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈中一定產(chǎn)生感應(yīng)電流【解析】選C。位于磁場中的閉合線圈,只有磁通量發(fā)生變化,才一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;閉合線圈平行磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),閉合電路中磁通量沒有變化,則閉合電路中就沒有感應(yīng)電流,故B錯(cuò)誤;穿過閉合電路的磁感線的條數(shù)發(fā)生變化,磁通量一定發(fā)生變化,則閉合電路中就有感應(yīng)電流,故C正確;緊緊圍繞感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件:閉合電路,磁通量發(fā)生變化;導(dǎo)體切割磁感線,磁通量不一定發(fā)生變化,故D錯(cuò)誤。2.如圖中金屬圓環(huán)均帶有絕緣外皮,A項(xiàng)中直導(dǎo)線與圓環(huán)在同一平面內(nèi),B項(xiàng)中直導(dǎo)線與環(huán)面垂直,C項(xiàng)中直導(dǎo)線在圓環(huán)水平直徑正上方且與直徑平行,D項(xiàng)中直導(dǎo)線與圓環(huán)接觸且與圓環(huán)直徑重合,當(dāng)電流增大時(shí),環(huán)中有感應(yīng)電流的是 (

)

【解析】選A。圖A中電流變化,線圈中磁通量變化,線圈中有感應(yīng)電流,故A正確;圖B中線圈平面與電流產(chǎn)生的磁感線平行,因此回路中磁通量始終為零,沒有感應(yīng)電流,故B錯(cuò)誤;圖C、D中線圈回路中磁通量均為零,故都沒有感應(yīng)電流,故C、D錯(cuò)誤。3.如圖所示,條形磁鐵以速度v向螺線管靠近,下面幾種說法中正確的是 (

)A.螺線管中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B.螺線管中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C.只有磁鐵速度足夠大時(shí),螺線管中才能產(chǎn)生感應(yīng)電流D.只有在磁鐵的磁性足夠強(qiáng)時(shí),螺線管中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流【解析】選B。螺線管所在的回路是閉合的,當(dāng)條形磁鐵向螺線管靠近時(shí),穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B正確。4.如圖所示,繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)組成一閉合回路,在鐵芯的右端套有一個(gè)表面絕緣的銅環(huán)a,下列各種情況銅環(huán)a中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 (

)A.線圈中通以恒定的電流B.通電時(shí),使滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速移動(dòng)C.通電時(shí),使滑動(dòng)變阻器的滑片P加速移動(dòng)D.將開關(guān)突然斷開的瞬間【解析】選A。線圈中通以恒定電流時(shí),銅環(huán)a處磁場不變,穿過銅環(huán)的磁通量不變,銅環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電流。滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)或開關(guān)斷開時(shí),線圈中電流變化,銅環(huán)a處磁場變化,穿過銅環(huán)的磁通量變化,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故只有A不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選A?！炯庸逃?xùn)練】如圖所示,線圈Ⅰ與電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器相連,線圈Ⅱ與電流計(jì)相連,線圈Ⅰ與線圈Ⅱ繞在同一個(gè)鐵芯上,在下列情況下、電流計(jì)中是否有示數(shù)?(1)開關(guān)閉合瞬間;(2)開關(guān)閉合穩(wěn)定后;(3)開關(guān)閉合穩(wěn)定后來回移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片;(4)開關(guān)斷開瞬間?！窘馕觥?1)開關(guān)閉合前,線圈Ⅰ、Ⅱ中均無磁場,開關(guān)閉合瞬間,線圈Ⅰ中電流從無到有,電流的磁場也從無到有,穿過線圈Ⅱ的磁通量從無到有,線圈Ⅱ中產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計(jì)有示數(shù)。(2)開關(guān)閉合穩(wěn)定后,線圈Ⅰ中電流穩(wěn)定不變,電流的磁場不變,此時(shí)線圈Ⅱ中雖有磁通量但磁通量穩(wěn)定不變,線圈Ⅱ中無感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流計(jì)無示數(shù)。(3)開關(guān)閉合穩(wěn)定后,來回移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電阻變化,線圈Ⅰ中的電流變化,電流形成的磁場也發(fā)生變化,穿過線圈Ⅱ的磁通量也發(fā)生變化,線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流計(jì)有示數(shù)。(4)開關(guān)斷開瞬間,線圈Ⅰ中電流從有到無,電流的磁場也從有到無,穿過線圈Ⅱ的磁通量也從有到無,線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流計(jì)有示數(shù)。答案:(1)有

(2)沒有

(3)有

(4)有課時(shí)素養(yǎng)評價(jià)十八電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用【合格性考試】(15分鐘·30分)一、選擇題(本題共4小題,每題5分,共20分)1.下列屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是 (

)A.通電導(dǎo)體周圍產(chǎn)生磁場B.通電線圈對周圍小磁針有力的作用C.由于導(dǎo)體自身電流發(fā)生變化,在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流D.電荷在磁場中定向移動(dòng)形成電流【解析】選C。根據(jù)引起感應(yīng)電流的原因的五類情況可知,導(dǎo)體中自身電流變化在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象為電磁感應(yīng)現(xiàn)象,C正確。2.一個(gè)閉合線圈中沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流,因此可以得出 (

)A.此時(shí)該處一定沒有磁場B.此時(shí)該處一定沒有磁場的變化C.閉合線圈的面積一定沒有變化D.穿過線圈平面的磁通量一定沒有變化【解析】選D。感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是閉合線圈的磁通量發(fā)生變化,閉合線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生可能線圈始終與磁場平行,故A錯(cuò)誤;感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是閉合線圈的磁通量發(fā)生變化,磁通量的變化可以由磁場引起,也可以由線圈的面積的變化引起,閉合線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,不能判斷出此處一定沒有磁場的變化或沒有面積的變化,故B、C錯(cuò)誤;沒有電流只能說明穿過閉合線圈的磁通量沒有發(fā)生變化。故D正確。3.如圖所示的勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框,在下列四種情況下,線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 (

)A.線框平面始終與磁感線平行,線框在磁場中左右運(yùn)動(dòng)B.線框平面始終與磁感線平行,線框在磁場中上下運(yùn)動(dòng)C.線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動(dòng)D.線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動(dòng)

【解析】選C。四種情況中初始位置線框均與磁感線平行,磁通量為零,線圈按A、B、D三種情況移動(dòng)后,線框仍與磁感線平行,磁通量保持為零不變,線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流;C中線圈轉(zhuǎn)動(dòng)后,穿過線框的磁通量不斷發(fā)生變化,所以產(chǎn)生感應(yīng)電流,C項(xiàng)正確。4.下列選項(xiàng)中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 (

)【解析】選B。A項(xiàng)中線圈沒有閉合,有感應(yīng)電動(dòng)勢,但無感應(yīng)電流產(chǎn)生,C項(xiàng)中穿過線圈的磁通量始終為零,不發(fā)生變化,D項(xiàng)中,線圈在勻強(qiáng)磁場中平動(dòng),穿過線圈的磁通量不變化,故A、C、D錯(cuò)誤;B項(xiàng)中,閉合回路的面積增大,穿過回路的磁通量增大,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故B正確

【加固訓(xùn)練】如圖所示,矩形線框在磁場內(nèi)做的各種運(yùn)動(dòng)中,能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 (

)

【解析】選B。A中線框的磁通量沒有變化,因此沒有感應(yīng)電流,A錯(cuò)誤;B中線框轉(zhuǎn)動(dòng),線框中磁通量變化,有感應(yīng)電流,B正確;C、D中線圈平面和磁場方向平行,沒有磁通量,更沒有磁通量的變化,C、D錯(cuò)誤。

二、計(jì)算題(10分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位)5.如圖所示,固定于水平面上的金屬架CDEF處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中,金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)。t=0時(shí)刻,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,此時(shí)刻MN到達(dá)的位置使MDEN構(gòu)成一個(gè)邊長為l的正方形。為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,從t=0開始,磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間t變化?請推導(dǎo)出這種情況下B與t的關(guān)系式。

【解析】要使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,應(yīng)使穿過線框平面的磁通量不發(fā)生變化,在t=0時(shí)刻,穿過線框平面的磁通量Φ1=B0S=B0l2設(shè)t時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,此時(shí)刻磁通量為Φ2=Bl(l+vt)由Φ1=Φ2得B=

。答案:見解析【選擇性考試】(10分鐘·20分)6.(6分)如圖所示,A、B兩回路中各有一開關(guān)S1、S2,且回路A中接有電源,回路B中接有靈敏電流計(jì),下列操作及相應(yīng)的結(jié)果中可能的是 (

)A.先閉合S2,后閉合S1的瞬間,電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)B.S1、S2閉合后,在斷開S2的瞬間,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)C.先閉合S1,后閉合S2的瞬間,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)D.S1、S2閉合后,在斷開S1的瞬間,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)【解析】選D?；芈稟中有電源,當(dāng)S1閉合后,回路中有電流,產(chǎn)生磁場,回路B中有磁通量。在S1閉合或斷開的瞬間,回路A