电磁感应现象第二节研究产生感应电流的条件

1．了解电磁感应的发现过程．
2．理解电磁感应现象及其产生的条件．
3．运用电磁感应现象产生的条件判断回路是否有感应电流．
1．电磁感应现象：由磁生电的现象叫做电磁感应现象．
2．感应电流：在电磁感应现象中产生的电流叫感应电流．
3．感应电流产生的条件：不管是何种原因，只要闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路就有感应电流产生．
如图是生产中常用的一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B，线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合回路．在拉开开关S的时候，弹簧E并不能立即将衔铁D拉起，从而不能使触头C(连接工作电路)立即离开，过一段短时间后触头C 才能离开，延时继电器就是这样得名的．试说明这种继电器的原理．原理：线圈A与电源连接，线圈A中流过恒定电流，产生恒定磁场，有磁感线穿过线圈B，但线圈B的磁通量不变化，线圈B中无感应电流．拉开开关S时，线圈A中电流迅速减小到零，穿过线圈B的磁通量迅速减少，由于电磁感应，线圈B中产生感应电流，感应电流的磁场对衔铁D的吸引作用使触头C不能离开，经过一段短时间后感应电流减弱，感应电流的磁场对衔铁D的吸引力减小，弹簧E的作用力比磁场力大才将衔铁D拉起，触头C离开．
一、单项选择题
1．下列现象中属于电磁感应现象的是(B)
A．磁场对电流产生力的作用
B．变化的磁场使闭合电路中产生电流
C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化
D．电流周围产生磁场
解析：电磁感应现象指的是在磁场产生电流的现象，选项B是正确的．
2．如右图所示，两个同心圆形线圈a、b在同一水平面内，圆半径R a>R b，一条形磁铁穿过圆心垂直于圆面，穿过两个线圈的磁通量分别为Φa和Φb，则(C)
A．Φa>Φb B．Φa＝Φb
C．Φa<Φb D．无法判断
解析：磁体的内部，磁场是由S到N，而外部是由N到S.a、b 线圈包含的内部的磁通量都相等，在磁铁外部，磁场方向与内部相反，线圈和磁铁之间的面积越大，抵消的磁通量越多，所以Φa＜Φb.
3．如下图所示装置，在下列各种情况中，不能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是(B)
A．开关S接通的瞬间
B．开关S接通后，电路中电流稳定时
C．开关S接通后，滑动变阻器触头滑动的瞬间
D．开关S断开的瞬间
解析：通电螺线管中的电流发生改变时，其产生的磁感应强度B 也发生改变，导致通过闭合线圈A的磁通量发生了变化，在线圈中产生感应电流．
4．如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽为d .一个边长为l 正方形导线框以速度v 匀速地通过磁场区．若d >l ，则在线框中不产生感应电流的时间就等于(D ) A.d v B.l v
C.d －l v
D.d －2l v
解析：线框穿越磁场分进入、浸没和离开三个阶段，没有感应电流产生的是浸没阶段，本题该阶段对应的位移是d －2l ，故在线框中
不产生感应电流的时间就等于d －2l v .
二、多项选择题
5．关于磁通量的概念，下列说法正确的是(BD )
A ．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大
B ．穿过线圈的磁通量为零时，该处的磁感应强度不一定为零
C ．磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过的磁通量越大
D ．穿过线圈的磁通量大小可用穿过线圈的磁感线条数来衡量 解析：根据磁通量的概念Φ＝BS cos θ可知A 、C 错，B 对；磁通量的大小可以用穿过线圈的磁感线条数来衡量．
6．一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面，磁铁中心与圆心O 重合(如图)．下列运动中能使线圈中产生感应电流的是(AB )
A ．N 极向外、S 极向里绕O 点转动
B ．N 极向里、S 极向外绕O 点转动
C ．在线圈平面内磁铁绕O 点顺时针方向转动
D．垂直线圈平面磁铁向纸外运动
解析：A项，图示时刻穿过线圈的磁通量为零，N极向纸外，S 极向纸内转动时，磁通量增大，则线圈中产生感应电流，故A正确；B项，图示时刻穿过线圈的磁通量为零，N极向纸内，S极向纸外转动时，磁通量增大，则线圈中产生感应电流，故B正确；C项，磁铁在线圈平面内绕O点沿顺时针方向转动时，线圈磁通量保持为零，不变，不产生感应电流，故C错误；D项，使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外或纸内平动时，穿过线圈的磁通量仍为零，不变，不产生感应电流，故D错误．故选AB.
7．关于感应电流，下列说法中正确的是(BC)
A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生
B．穿过闭合螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生
C．线框不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流
D．只要电路的一部分做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流
解析：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，就有感应电流．8．如下图所示，直导线MN竖直放置并通以向上的电流I，矩形金属线框abcd与MN处在同一平面内，边ab与MN平行，则(AD) A．线框向左平移时，线框中有感应电流
B．线框竖直向上平移时，线框中有感应电流
C．线框以MN为轴转动时，线框中有感应电流
D．MN中电流突然变化时，线框中有感应电流
解析：分析是否产生感应电流，关键是分析闭合线圈的磁通量是否变化，而分析磁通量是否有变化，关键就是分清磁感线的分布，即磁感线的疏密变化和磁感线方向的变化．因为离直导线越远，磁感线越疏，穿过线圈的磁通量变小，A正确．因为I增大引起导线周围的磁场增强，使通过线圈的磁通量增大，D正确．B、C两种情况下，穿过线圈的磁通量不变．
9．如右图所示，一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面内，且处于两直导线的中央，则线框中有感应电流的是(CD)
A．两电流同向且不断增大
B．两电流同向且不断减小
C．两电流反向且不断增大
D．两电流反向且不断减小
解析：根据通电直导线周围的磁感线分布，知道两电流同向且同时增加或减少矩形线圈中的磁通量不变．A和B不符合题意．
三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位．) 10．如图所示，一闭合金属环从上而下通过通电的长直螺线管，b为螺线管的中点，金属环通过a、b、c处时，能产生感应电流的是a、c．
解析：螺线管外部的磁场类似于条形磁铁的磁场，内部的磁场是匀强磁场．在闭合金属环分别通过a、b、c时，穿过环面的磁通量的变化情况依次是变大、不变和变小，故能产生感应电流的是a、c.
11．如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置
(1)将图中所缺的导线补接完整．
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计的指针将________；
②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的滑动触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将________．
答案：(1)
(2)①向右偏转一下②向左偏转一下。