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第 14 讲 电磁感应现象及应用
1.理解磁感线的概念,知道磁感线的特点.
2.理解安培定则,会用安培定则判断电流的磁场方向.
3.理解磁感应强度的概念,知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量.
4.理解磁通量的概念,会计算磁通量的大小.
一 划时代的发现
1.“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.
2.“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.
3.电磁感应
法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应,产生的电流叫作感应电流.
二 产生感应电流的条件
1.实验:探究感应电流产生的条件
探究一:如图1甲实验中,让导体棒在磁场中保持相对静止时或者平行于磁场运动时,无论磁场多强,闭
合回路中都没有电流,当导体ab做切割磁感线运动时,闭合回路中有电流产生.
图1
探究二:如图乙,当线圈A的电流不变时,线圈B所在的回路中没有电流产生;当线圈A的电流变化时,
线圈B所在回路中就有了电流.
2.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.
三 电磁感应现象的应用
生产、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.考点一:产生感应电流的条件
【例1】(2022·陕西·西安市阎良区关山中学高二期中)以下四幅图所示的实验中,能够揭示电磁感应现象
的是( )
A. B.
C. D.
考点二:产生感应电流的判定
【例2】. (多选)(2020·池州一中高二期中)某实验装置如图所示,在铁芯P上绕有两个线圈A和B,如果线
圈A中电流i与时间t的关系有甲、乙、丙、丁四种情况,如图所示,则在t ~t 这段时间内,能在线圈B
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中产生感应电流的是( )A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
1.(2020·全国·高考真题)管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示,
圆管通过一个接有高频交流电源的线圈,线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流,电流产生的热量
使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为( )
A.库仑B.霍尔 C.洛伦兹 D.法拉第
2.(2017·江苏·高考真题)如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘
恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为( )
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶4 D.4∶1
3.(2014·全国·高考真题)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合成一闭合回路,然后观察电流表的变化
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1.如图所示,下列矩形线框在无限大的匀强磁场中运动,则能够产生感应电流的是( )
A. B.
C. D.
2.线圈在长直导线电流的磁场中做如图所示的运动:①向下平动;②绕轴转动;③垂直于纸面向纸外平
动;④向上平动(线圈有个缺口)。则线圈中没有感应电流的是( )
A.① B.② C.③ D.④
3.如图所示,通以电流 的直导线 固定在竖直位置上,且与导线框 在同一平面内,则下列情况
下导线框中不能产生感应电流的是( )
A.平移到位置Ⅱ B.以 为转轴转到位置Ⅲ
C.以 为转轴转到位置Ⅱ D.平移到以 为对称轴的位置Ⅲ
4.下列现象中,属于电磁感应现象的是( )
A.通电线圈在磁场中转动 B.闭合线圈在磁场中运动而产生电流
C.磁铁吸引小磁针 D.小磁针在通电导线附近发生偏转
5.为了演示“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”的现象,老师做了这样的演示实
验:如图所示,铝制水平横梁两端各固定一个铝环,其中A环是闭合的,B环是断开的,横梁可以绕中间的支点在水平面内转动。当装置静止不动时,用一磁铁的 N极去接近A环,发现横梁绕支点沿顺时针(俯
视)方向转动。若不考虑空气流动对实验结果的影响,关于该实验,下列说法中正确的是( )
A.若其他条件相同,磁铁接近A环越快,A环中产生的感应电动势就越大
B.若其他条件相同,而将磁铁的N极接近B环,则横梁将绕支点沿逆时针(俯视)方向转动
C.无论磁铁靠近A环或B环,相应环中都有焦耳热产生
D.若磁铁N极靠近A环,沿磁铁运动方向观察,A环会有沿环顺时针方向的感应电流
6.如图所示为一水平放置的条形磁铁,一闭合线框 abcd位于磁铁的左端,线框平面始终与磁铁的上表面
垂直,并与磁铁的端面平齐。当线框由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置Ⅲ时,穿过线框的磁通量变化情况
为 ( )
A.不发生变化 B.先减少后增加
C.先增加后减少 D.不能确定
7.如图所示,a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内,当线圈a中有顺时针的电流I通过时,穿过三个线
圈的磁通量分别为Φ、Φ、Φ,则( )
a b c
A.Φ<Φ<Φ
a b c
B.Φ>Φ>Φ
a b c
C.Φ<Φ<Φ
a c c
D.Φ>Φ>Φ
a c b
8.如图所示,一金属圆线圈和一条形磁铁的中轴线在同一竖直平面内,下列情况中能使线圈的磁通量发生
变化的是( )
A.将磁铁竖直向上平移
B.将磁铁水平向右平移
C.将磁铁在图示的平面内,N极向上、S极向下转动
D.将磁铁的N极转向纸外,S极转向纸内9.如图所示,匀强磁场中有一个闭合的弹簧线圈,线圈的平面垂直于磁感线,下列哪种过程中线圈会产生
感应电流( )
A.线圈扩张
B.线圈自下向上运动
C.线圈自上向下运动
D.线圈自左向右运动(未穿出磁场)
10.如图所示,线圈两端接在电流表上组成闭合电路,在下列情况中,电流表指针不发生偏转的是( )
A.线圈不动,磁铁插入线圈时
B.线圈不动,磁铁拔出线圈时
C.磁铁插在线圈内不动
D.磁铁和线圈相对移动时
11.如图所示,L为一根无限长的通电直导线,M为一金属环,L过M的圆心,且通以向上的电流I,则(
)
A.当L中的I发生变化时,环中有感应电流
B.当M左右平移时,环中有感应电流
C.当M保持水平,在竖直方向上下移动时环中有感应电流
D.只要L与M保持垂直,则以上几种情况,环中均无感应电流
12.有人根据条形磁体的磁场分布情况用塑料制作了一个模具,模具的侧边界刚好与该条形磁体的磁感线
重合,如图所示。另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上某位置,线圈贴着模具上下移动的过程中,下
列说法正确的是(地磁场很弱,可以忽略)( )
A.线圈切割磁感线,线圈中出现感应电流
B.线圈贴着模具上下移动的过程中不出现感应电流C.由于线圈所在处的磁场是不均匀的,故不能判断线圈中是否有电流产生
D.若线圈平面放置不水平,则移动过程中会产生感应电流
13.如图所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面
绝缘的铜环A,下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是( )
A.线圈中通以恒定的电流
B.通电时,使变阻器的滑片P做匀速移动
C.通电时,使变阻器的滑片P做加速移动
D.将开关突然断开的瞬间