1、电磁感应现象及其应用(15分钟30分)一、选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分)1.关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是()A.导体在磁场中运动，导体中就一定有感应电流B.导体做切割磁感线运动，导体中就一定有感应电流C.穿过闭合回路的磁通量不为零，闭合回路中就一定产生感应电流D.无论什么方法，只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合电路中就一定产生感应电流【解析】选D。导体在磁场中运动时，不一定有闭合回路，同时回路中磁通量不一定发生变化，故导体中不一定有感应电流，故A错误；导体在磁场中做切割磁感线运动，磁通量不一定发生变化，且不一定有闭合回路，不一定产生感应电流，故B错误；根据感应电
2、流产生的条件，不管用什么方法，只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生，故D正确；闭合回路放在磁场中，或在磁场中运动，磁通量不一定发生变化，不一定会产生感应电流，故C错误。2.下列四幅图中能产生感应电流的情形是()【解析】选B。根据产生感应电流的条件判断，A中，电路没有闭合，无感应电流；B中，磁感应强度不变，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过线圈的磁感线相互抵消，恒为零，无感应电流；D中，磁通量不发生变化，无感应电流。3.如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为
3、。在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是()A.ab向右运动，同时使减小B.使磁感应强度B减小，角同时也减小C.ab向左运动，同时增大磁感应强度BD.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和角(0a)的圆形线圈，线圈平面与磁感应强度方向垂直，线圈与半径为a的圆形区域是同心圆。从某时刻起磁感应强度大小开始减小到，则此过程中该线圈磁通量的变化量的大小为()A.B(b2-a2)B.B(b2-2a2)C.B(b2-a2)D.B(b2-2a2)【解析】选D。计算磁通量时，磁感线既有垂直纸面向外的，又有垂直纸面向里的，所以可以取垂直纸面向里的方向为正方向，磁感应强度大小为B时线圈磁通量1=B(b2
4、-a2)-Ba2，磁感应强度大小为时线圈磁通量2=B(b2-a2)-Ba2，因而该线圈磁通量的变化量的大小为=|2-1|=B(b2-2a2)，故选项D正确。【补偿训练】如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由平移到，第二次将金属框绕cd边翻转到，设先后两次通过金属框的磁通量变化量分别为1和2，则()A.12B.1=2C.12D.不能判断【解析】选C。导体MN周围的磁场为非匀强磁场，靠近MN处的磁场强些，磁感线密些，远离MN处的磁感线疏些，当线框在位置时穿过平面的磁通量为1，当线框在位置时穿过平面的磁通量为2，则磁通量的变化量为1=|2-1|=1-2。当线框翻转到位置时
5、，磁感线相当于从反面穿过平面，则磁通量为-2，则磁通量的变化量为2=|2-1|=1+2，故选C。二、非选择题(本题共1小题，共10分)5.如图所示的矩形线圈，ab=30 cm，ad=50 cm，匀强磁场磁感应强度B=0.8 T，绕轴OO从图示位置开始匀速转动，试求：(1)穿过线圈的磁通量最大值m为多大？(2)图示位置开始匀速转动30过程中，线圈中磁通量变化量为多少？【解析】(1)当线圈转至与磁感线垂直时，磁通量有最大值为：m=BS=0.80.30.5 Wb=0.12 Wb(2)在图示位置线圈平面与磁场平行1=0，从图示位置匀速转动30时的磁通量2=BSsin30=BS=0.06 Wb 则磁通量
6、的变化量=2-1=0.06 Wb答案：(1)0.12 Wb(2)0.06 Wb(10分钟20分)6.(6分)如图所示，一水平放置的矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成30角，现若使矩形线框以左边的边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中通过线框的磁通量改变量的大小是()A.BSB.BSC.BSD.2BS【解析】选C。是标量，但有正负之分，1=BS，2=-BS，=2-1=-BS-BS，则磁通量改变量的大小为BS ，故此题选C。【补偿训练】现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。下列说法中正确的是 ()A.开关闭合后，线圈A插入或拔出都
7、会引起电流计指针偏转B.线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C.开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度D.开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转【解析】选A。开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的磁通量发生变化，从而使电流计指针偏转，选项A正确；线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，线圈B的磁通量会发生变化，电流计指针会偏转，选项B错误；开关闭合后，滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动，都会导致线圈A的电流发生变化，使线圈B的磁通量变化，电流计指针都会发生偏转，选项C、D错误。7.(14分)
8、如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l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应随时间t怎样变化？请推导这种情况下B与t的关系式。【解题指南】解答本题应注意两点：(1)当回路中没有感应电流产生时，回路总的磁通量应保持不变。(2)t=0时刻，回路中磁通量为B0l2，t时刻磁感应强度为B，此时回路中磁通量为Bl(l+vt)，Bl(l+vt)与B0l2相等，即可求得磁感应强度与时间的关系式。【解析】要使棒中不产生感应电流，穿过回路的磁通量应保持不变，则有：B0l2=Bl(l+vt) 解得：B=答案：B=
