第四章電磁感應
1 劃時代的發現
2 **電磁感應的產生條件
二、**電磁感應產生的條件
1.實驗現象：感應電流、電磁感應現象
結論——只有磁鐵相對線圈運動時，才有電流產生。磁鐵相對線圈靜止時，沒有電流產生。
3.**實驗
4.分析論證
歸納總結：只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，閉合電路中就有感應電流。
三．判斷磁通量發生變化的幾種途徑
例題1.如圖所示，ab是水平面上乙個圓的直徑，在過ab的豎直平面內有一根通電導線ef.已知ef平行於ab，當ef豎直向上平移時，電流磁場穿入圓面積的磁通量將( c )
a．逐漸增大
b．逐漸減小
c．始終為零
d．不為零，但保持不變
解析：選c.利用安培定則判斷直線電流產生的磁場，作出俯檢視如圖．考慮到磁場具有對稱性，可以知道，穿入線圈的磁感線的條數與穿出線圈的磁感線的條數是相等的．故選c。
2.如圖所示，通有恆定電流的導線mn與閉合金屬線框共面，第一次將金屬線框由ⅰ平移到ⅱ，第二次將金屬框繞cd邊翻轉到ⅱ，設先後兩次通過金屬框的磁通量變化分別為δφ1和δφ2，則( )
a．δφ1>δφ2
b．δφ1＝δφ2
c．δφ1<δφ2
d．不能判斷
解析：選c.設線框在位置ⅰ時的磁通量為φ1，在位置ⅱ時的磁通量為φⅱ，直線電流產生的磁場在ⅰ處比在ⅱ處要強，φⅰ>φⅱ.
將線框從ⅰ平移到ⅱ，磁感線是從線框的同一面穿過的，所以δφ1將線框從ⅰ繞cd邊轉到ⅱ，磁感線分別是從線框的正反兩面穿過的，所以δφ2以原來穿過的為正，則後來從另一面穿過的為負)．故正確選項為c.
練習題1..兩圓環a、b同心放置且半徑ra>rb，將一條形磁鐵置於兩環圓心處，且與圓環平面垂直，如圖所示．則穿過a、b兩圓環的磁通量的大小關係為( )
a．φa>φb
b．φa＝φb
c．φa<φb
d．無法確定
2.如圖所示，閉合圓導線圈平行地放置在勻強磁場中，其中ac、bd分別是平行、垂直於磁場方向的兩直徑．試分析線圈做以下哪種運動時能產生感應電流( )
a．使線圈在其平面內平動或轉動
b．使線圈平面沿垂直紙面方向向紙外平動
c．使線圈以ac為軸轉動
d．使線圈以bd為軸稍做轉動
3.如圖所示，在第一象限內存在磁場，已知沿x軸方向磁感應強度均勻增加，滿足bx＝kx，沿y軸方向磁感應強度不變．線框abcd做下列哪種運動時可以產生感應電流( )
a．沿x軸方向勻速運動
b．沿y軸方向勻速運動
c．沿x軸方向勻加速運動
d．沿y軸方向勻加速運動
4.某學生做觀察電磁感應現象的實驗，將靈敏電流計、線圈a和b、蓄電池、開關用導線連線成如圖所示的實驗電路，當它接通、斷開開關時，電流計的指標都沒有偏轉，其原因是( )
a．開關位置接錯
b．電流錶的正、負極接反
c．線圈b的接頭3、4接反
d．蓄電池的正、負極接反
5.如圖所示，導線框abcd放在光滑的平行導軌上，與導軌接觸良好，現使導線框abcd向右運動，g1、g2是兩隻電流錶，則( )
a．g1、g2中都有電流通過
b．g1、g2中都沒有電流通過
c．只有g1中有電流通過
d．只有g2中有電流通過
6.如圖所示，在勻強磁場中有兩條平行的金屬導軌，磁場方向與導軌平面垂直．導軌上有兩條可沿導軌自由移動的金屬棒ab、cd，與導軌接觸良好．這兩條金屬棒ab、cd的運動速度分別是v1、v2，若井字形迴路中有感應電流通過，則可能( )
a．v1>v2
b．v1c．v1＝v2
d．無法確定
7.如圖所示，乙個矩形線框從勻強磁場的上方自由落下，進入勻強磁場中，然後再從磁場中穿出．已知勻強磁場區域的寬度l大於線框的高度h，那麼下列說法中正確的是( )
a．線框只在進入和穿出磁場的過程中，才有感應電流產生
b．線框從進入到穿出磁場的整個過程中，都有感應電流產生
c．線框在進入和穿出磁場的過程中，都是機械能轉變成電能
d．整個線框都在磁場中運動時，機械能轉變成電能
8.如圖所示，虛線框內有勻強磁場，大環和小環是垂直於磁場放置的兩個圓環，分別用φ1和φ2表示穿過
大小兩環的磁通量，則有（ ）
a.φ1>φ2
b.φ1<φ2
c.φ1=φ2
d.無法確定[**:學科網]
9.恆定的勻強磁場中有乙個圓形閉合線圈，線圈平面垂直於磁場方向，當線圈在此磁場中做下列哪種運動
時，穿過線圈的磁通量發生了變化（ ）
a.線圈沿自身所在的平面做勻速運動b.線圈沿自身所在的平面做加速運動
c.線圈繞任一直徑做勻速轉動d.線圈繞任一直徑做變速轉動
10.乙個單匝矩形線圈abcd，邊長ab＝20 cm，bc＝30 cm，如圖4－1－25所示放在oxyz直角座標系內，線圈平面垂直於oxy平面，與ox軸和oy軸的夾角分別為α＝30°和β＝60°，勻強磁場的磁感應強度b＝10－2 t．試計算：當磁場方向分別沿ox、oy、oz方向時，穿過線圈的磁通量各為多少？
11.如圖所示，有乙個垂直紙面向裡的勻強磁場，b＝0.8 t，磁場有明顯的圓形邊界，圓心為o，半徑為1 cm.
現於紙面內先後放上與磁場垂直的圓線圈，圓心均在o處，a線圈半徑為1 cm,10匝；b線圈半徑為2 cm,1匝；c線圈半徑為0.5 cm,1匝．問：
(1)在b減為0.4 t的過程中，a和b中磁通量改變多少？
(2)當磁場轉過30°角的過程中，c中磁通量改變多少？
12.如圖所示，固定在水平桌面上的金屬框架cdef，處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒ab擱在框架上，可無摩擦滑動，此時adeb構成乙個邊長為l的正方形，開始時磁感應強度為b0.若從t＝0時刻起，磁感應強度逐漸減小，棒以恆定速度v向右做勻速運動時，可使棒中不產生感應電流，則磁感應強度應怎樣隨時間變化(寫出b與t的關係式)?
3 楞次定律
一、楞次定律
二、右手定則
例題1.如圖所示，在水平放置的光滑絕緣杆ab上，掛有兩個金屬環m和n，兩環套在乙個通電密繞長螺線管的中部，螺線管中部區域的管外磁場可以忽略，當變阻器的滑動觸頭向左移動時，兩環將怎樣運動( c )
a．兩環一起向左移動
b．兩環一起向右移動
c．兩環互相靠近
d．兩環互相離開
解析：當滑動變阻器的滑動觸頭向左移動時，螺線管內部、外部的磁場均增加，穿過m、n兩金屬環的水平向右的磁通量增加，根據楞次定律，可知兩環中有相同方向的電流，同方向電流相互吸引，故兩環相靠近，答案為c.
2.(2010·濰坊市高二期中)如圖所示，在長直載流導線mn附近有乙個矩形閉合線圈abcd，線圈與導線在同乙個平面內．某時刻，線圈中產生了a→b→c→d→a方向的電流，則可能的情況是( c )
a．線圈abcd沿mn方向向下平移
b．線圈abcd以導線mn為軸繞mn轉動
c．mn中由m到n方向的電流在減小
d．mn中電流恆定，方向由m到n，且正從ab左側向ab靠近
解析：a、b所述的情況不可能**圈中產生感應電流，由楞次定律可判c項正確，d項錯誤．
練習題1.根據楞次定律知，感應電流的磁場一定是( )
a．與引起感應電流的磁場反向
b．加快引起感應電流的磁通量變化
c．阻礙引起感應電流的磁通量變化
d．使電路磁通量的變化有時加快，有時減慢，有時為零
2.(2010·南京六中高二期中)如圖所示，a、b都是很輕的鋁環，分別吊在絕緣細桿的兩端，杆可繞豎直軸在水平面內轉動，環a是閉合的，環b是斷開的．若用磁鐵分別靠近這兩個圓環，則下面說法正確的是( )
a．圖中磁鐵n極接近a環時，a環被吸引，而後被推開
b．圖中磁鐵n極遠離a環時，a環被排斥，而後隨磁鐵運動
c．用磁鐵n極接近b環時，b環被推斥，遠離磁鐵運動
d．用磁鐵的任意一磁極接近a環時，a環均被排斥
3.如圖所示，光滑固定導軌m、n水平放置，兩根導體棒p、q平行放於導軌上，形成乙個閉合迴路，當一條形磁鐵從高處下落接近迴路時( )
a．p、q將相互靠攏
b．p、q將相互遠離
c．磁鐵的加速度仍為g
d．磁鐵的加速度小於g
4.在圖(1)中，g為指標在**的靈敏電流錶，連線在直流電路中時的偏轉情況．今把它與一線圈串聯進行電磁感應實驗，則圖(2)中的條形磁鐵的運動方向是________；圖(3)中電流計的指標從**向________偏轉；圖(4)中的條形磁鐵上端為________極．
5.在研究電磁感應現象的實驗中所用器材如圖所示．它們是：①電流錶；②直流電源；③帶鐵芯的線圈a；④線圈b；⑤開關；⑥滑動變阻器(用來控制電流以改變磁場強弱)．
(1)試按實驗的要求在實物圖上連線(圖中已連好一根導線)．
(2)若連線滑動變阻器的兩根導線接在接線柱c和d上，而在開關剛剛閉合時電流錶指標右偏，則開關閉合後滑動變阻器的滑動觸頭向接線柱c移動時，電流錶指標將填「左偏」「右偏」或「不偏」)．
6.(2010·營口高二檢測)如圖所示，通電螺線管兩側各懸掛乙個小銅環，銅環平面與螺線管截面平行．當電鍵s接通瞬間，兩銅環的運動情況是( )
a．同時向兩側推開
b．同時向螺線管靠攏
c．乙個被推開，乙個被吸引，但因電源正負極未知，無法具體判斷
d．同時被推開或同時向螺線管靠攏，因電源正負極未知，無法具體判斷
7.如圖所示，下列幾種運動中，可使線圈a中產生感應電流的是( )
a．ab杆向右勻速運動
b．ab杆向右勻加速運動
c．ab杆向右勻減速運動
d．ab杆由靜止開始向右運動的瞬間
8.如圖所示，兩個閉合圓形線圈a，b的圓心重合，放在同乙個水平面內，線圈b中通以如圖所示的交變電流，設t＝0時電流沿逆時針方向(圖中箭頭所示)．對於線圈a在0～t1時間內的下列說法中正確的是( )
a．有順時針方向的電流，且有擴張的趨勢
b．有順時針方向的電流，且有收縮的趨勢
c．有逆時針方向的電流，且有擴張的趨勢
d．有逆時針方向的電流，且有收縮的趨勢
9.如圖所示，一對大磁極，中間處可視為勻強磁場，上、下邊緣處為非勻強磁場．一矩形導線框abcd保持水平，從兩磁極間中心上方某處開始下落，並穿過磁場( )
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