电磁感应现与磁通量.docx

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电磁感应现与磁通量

第一课时电磁感应现象磁通量

I电磁感应现象

只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，如果电路不闭合只会产生感应电动势。

这种

利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，是1831年法拉第发现的。

n感应电流的产生条件

1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化，因此研究磁通量的变化是关键，由磁

通量的广义公式中B•Ssin（是b与s的夹角）看，磁通量的变化可由面积的变化S引起；可由磁感应

强度b的变化B引起；可由b与s的夹角的变化引起；也可由b、s、中的两个量的变化，或三个量的同时变

化引起。

2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，可以产生感应电动势，感应电流，这是初中学过的，其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。

3、产生感应电动势、感应电流的条件：

导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体内就产生感应电动势；穿过线圈的磁量发生变化时，线圈里就产生感应电动势。

如果导体是闭合电路的一部分，或者线圈是闭合的，就产生感应电流。

从本质上讲，上述两种说法是一致的，所以产生感应电流的条件可归结为：

穿过闭合电路的磁通量发生变化。

【例1】如图所示，下列情况能产生感应电流的是（）

【例2】如图甲所示，一个电阻为R,面积为S的矩形导线框abed，水平旋转在匀强磁场中，磁场的磁感

应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45°角，o、o'分别是ab和ed边的中点。

现将线框右半

边obeo'绕00'逆时针90°角到图乙所示位置。

在这一过程中，导线中通过的电荷量是（）

域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则穿过两线圈的磁通量的变化率之比为（

A.1：

12

B.1:

6

C.1:

4

D.1:

1

【例5】一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abed如图所示放置，平面

abed与竖直方向成◎角。

将

abcd绕ad轴转180。

角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量大小为（

）

A.0

d

B.2BS

aB

C.2BScosB

Bc

D.2BSSinB

b

【例6】如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管QP和Q共轴，Q中通有

变化电流i,电流随时间变化的规律如图乙所示。

A.t1时刻Fn>G,P有收缩的趋势

B.t2时刻Fn=G,此时穿过P的磁通量最大

C.t3时刻Fn=G,此时P中无感应电流

D.t4时刻FnVG,此时穿过P的磁通量最小

一、选择题（有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确）

1.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣

与人类文明的进步，下列物理学史表述正确的是（）

A.牛顿发现了万有引力定律B.牛顿通过实验测出了引力常量

C.伽利略发现了行星运动的规律D.洛伦兹发现了电磁感应定律

2.在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是（）

A.奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象

B.麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在

C.库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值

D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律

3.了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。

以下陈述符合事实的是（）

A.焦耳发现了电流热效应的规律B.库仑总结出了点电荷间相互作用的规律

C.楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕

D.牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动

4.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用。

下面列举的四种器件中，其中主要利用电磁感应原理

工作的是（）

A.回旋加速器B.电磁炉C.质谱仪D.示波管

5.

如图所示，一条形磁铁由静止开始向下穿过一个用双线平行绕成的闭合线圈。

条形磁铁在穿过线圈的

过程中（）

A.磁铁作自由落体运动，穿过线圈的磁通量先增大后减小，线圈中无感应电流

B.磁铁作减速运动，穿过线圈的磁通量增大，线圈中无感应电流

C.磁铁作减速运动，穿过线圈的磁通量不变，线圈中无感应电流

D.磁铁作非匀变速运动，穿过线圈的磁通量为零，线圈中无感应电流

6.如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁

7.

通量0a、$b的大小关系为（）

12.

如图所示，螺线管CD的绕法不明，当磁铁AB分别以不同的速度V1（A端向下）和V2（B端向下）（VvV2）插入螺线管时，电路中有如图所示的感应电流。

则下列说法中正确的是（

两种情况下，穿过螺线管CD的磁通量都是增大的

两种情况下，穿过螺线管CD的磁通量的变化是相等的以速度V插入时穿过螺线管CD的磁通量的变化率比以速度V2插入时小

以速度V1插入时穿过螺线管CD的磁通量的变化率比以速度V2插入时大

13.一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。

已知线圈始终与纸面垂直，当线圈由水平位置第一次到达位置I的过程中，穿过线圈的磁通量（）

A.向右逐渐增大P

B.向左逐渐减小

C.向右先增大后减小

D.向左先减小后增大

E.

，则矩

如图所示，蹄形磁铁和矩形线框均可绕竖直轴转动。

现将蹄形磁铁逆时针转动（从上往下看）

形线框的运动情况及穿过它的磁通量应是（）

A.线框逆时针转动，转速与磁铁相同

B.线框逆时针转动，转速比磁铁小

C.线框在转动的过程中，穿过它的磁通量先变大，随后就保持不变

D.线框在转动的过程中，穿过它的磁通量一直在变大

K用导线连接。

压力传感器上表面

线圈的磁通量随时间变化的关系是（从图示位置开始计时）（）0

A.©=BSsin31

B.Q=BScos3t

C.Q=BS

D.©=0

16.如图所示，两块金属板水平放置，与左侧水平放置的线圈通过开关

绝缘，位于两金属板间，带正电小球静置于压力传感器上，均匀变化的磁场沿线圈的轴向穿过线圈。

K

未接通时传感器的示数为IN,K闭合后传感器的示数变为2N。

则磁场的变化情况可能是

A.向上均匀增大

B.向上均匀减小

C.向下均匀减小

D.

向下均匀增大

17.绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如图所示。

线圈

上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起。

若保持电键闭合，则（

A.铝环不断升高

B.铝环停留在某一高度

C.铝环跳起到某一高度后将回落

D.如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变

时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则（

A.由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用

B.由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用

C.如果断开B线圈的电键S2,无延时作用

D.

如果断开B线圈的电键S2,延时将变长

胡5

22.如图所示，通过水平绝缘的传送带输送完全相同的铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动.

了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，线圈进入磁场前等距离排列，穿过磁场后根据线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，判断下列说法正确的是（）

A.若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动

B.若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动

C.从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈怙送帯运动犬向’

D.从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈ooc/事卩％。

o恳

//6~S~4F

23.

如图所示，虚线框a'b'c'd'内有一匀强磁场区域，磁场方向竖直向下。

矩形闭合金属线框以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动。

图中所给出的是金属框的四个可能达到的位置，则金

24.如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边

界d水平。

在竖直面内有一矩形金属统一加线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。

线圈从水平面a

开始下落。

已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。

若线圈下边刚通过水平面b、c

（位于磁场中）和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd，则（）

C.Fc>Fb>

DFc

25.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m阻值为R的闭合矩

形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在0点，并可绕0点摆动。

金属线框从右侧某一位置静止开始释放，

在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。

则线框中感应电

A.

a

b

c

d

a

B

.

d

c

b

a

d

C.

AHH.

先是

d

c

b

a

d

后是后是

a

b

c

d

a

D.

AHH.

先是

a

b

c

d

a,

后是

后疋

d

c

b

a

d

流的方向是（）

26.如图所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定的速度向右进入以MN为边界的匀强磁场中，磁场方向

垂直线框平面，MN与线框的边成45。

角，E、F分别是PS和PQ的中点。

则下列说法中正确的是（）

A.当E点以过边界MN时,

B.当P点以过边界MN时,

C.当F点以过边界MN时,

D.当Q点以过边界MN时,

穿过导线框的磁通量的变化率最大穿过导线框的磁通量的变化率最大穿过导线框的磁通量的变化率最大穿过导线框的磁通量的变化率最大

M?

■■-

27.已知穿过线圈的磁通量$随时间

大的是（）

A.0s~2s

B.2s~4s

C.4s~5s

D.5s~7s

28.关于闭合电路中的感应电动势E、磁通量$、磁通量的变化量及磁通量的变化率/△t之间的关系，下列说法中正确的是（）

A.$=0时，E有可能最大

B.A$/△t=0时，E可能不等于零

C.A$很大时，E可能很小

D.AQ/At很大时，A©—定很大

29.如图所示，条形磁铁原来与导线框在同一平面内，当条形磁铁绕

线框和磁通量0随时间

OO轴转过360°的过程中，穿过导

ABCD

30.如图所示，两个完全相同的闭合金属环穿在一根水平光滑的绝缘杆上，当条形磁铁自右向左插向金属

且两环相互远离

且两环相互靠拢

且两环在相互靠拢的同时绕杆顺时针转动（从左向右看）

且右环的加速度大于左环的加速度

1位置经2位置到3位置，最后从下方的S极拉出，则在这

21

/

/

环时，下列说法中正确的是（

A.穿过两环的磁通量都在增加，

B.穿过两环的磁通量都在增加，

C.穿过两环的磁通量都在增加，

D.穿过两环的磁通量都在增加，

31.如图所示，一个闭合线圈穿入蹄形磁铁由一过程中，穿过线圈的磁通量（）

A.

B.

C.

D.

先减小后增大先增大后减小一直增大一直减小

N

3

■■0

S

1/

32.在闭合的铁芯上绕一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成闭合电路，如图所示，假设线圈产生磁感线全部集中在铁芯内。

a、b、c为三个闭合的金属圆环，位置如图。

当滑动变阻器的滑动触头左右滑动时,磁通量发生变化的圆环是（）

A.

a、

b、c三环

B.

a、

b两坏

C.

b、

c两坏

D.

a、

c两坏

-.

甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴00旋转，当它们以相同的角速度开始转动后，由于阻力，经

B的大小相同的匀强磁场中，乙环的转轴与磁场方向

33.

相同的时间后便停止，若将两环置于磁感应强度为

平行，甲环的转轴与磁场方向垂直，如图所示，当甲、乙两环同时以相同的角速度开始转动后，则下列

判断中正确的是（）

A.甲环先停

B.乙环先停

C.两环同时停下

D.无法判断两环停止的先后

二、计算题（解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤

34.如图所示，磁感应强度为B的有界匀强磁场垂直穿过边长为角形，面积与线圈的面积相等）。

试求在将线圈绕其重心逆时针转过变化量为多少？

的正三角形线圈（磁场的边界也为正三

60°的过程中，穿过线圈的磁通量的

X

35.2008年9月25日，我国“神舟七号”载人飞船发射成功，在离地面大约200

km的

人舱中有一边长为50cm的正方形导线框，在宇航员操作下由水平方向转至竖直方向，此时地磁场磁感

H冥应强度B=4X10-5T，方向如右图。

…''

（1）该过程中磁通量的改变量是多少？

（2）该过程线框中有无感应电流？

设线框电阻为R=0.1Q，若有电流则通过线框的电荷量是多少？

（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

丢行。

假设载

36.如图甲所示，有一面积S=100cm2、匝数n=100匝的闭合线圈，电阻为R=10线圈中磁场变化规律如图乙所示，磁场方向垂直纸面向里为正方向，则

（1）t1=1s时，穿过线圈的磁通量为多少？

（2）1〜2s内，通过线圈某一截面的电荷量为多少？

37.如图所示，匀强磁场的磁感应强度

B=2.0T，方向指向X轴正方向，且ab=40cm,bc=30cm,ae=50cm。

求通过面积S1（abcd）、S2（befc）和S3（aefd）的磁通量$1、$2、$3分别为多少?

右做匀速运动。

t=0时，磁感应强度为

B0,此时MN到达的位置使MDE构成一个边长为I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随时间t应怎样变化？

请推导出这种情况下B与t

的关系式。

（提示：

要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化）