1、电磁感应现象及其应用 (15分钟30分)一、选择题(本题共3小题,每题6分,共18分)1.若某处的地磁场为匀强磁场,一同学在该处手拿矩形线圈面向南方,如图所示,则能够使线圈中产生感应电流的操作是()A.上下移动线圈B.南北移动线圈C.东西移动线圈D.将线圈转到水平【解析】选D。根据感应电流的产生条件,只要让通过线圈中的磁通量发生变化,就能产生感应电流。根据该处地磁场分布,无论线圈是上下、南北、还是东西移动,通过线圈的磁通量均不变,不能产生感应电流。而D项操作,线圈中的磁通量发生变化,能产生感应电流。则D正确,A、B、C错误。2.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时,套在长直导线上的闭合线环(
2、环面与导线垂直,长直导线通过环的中心),当发生以下变化时,肯定能产生感应电流的是()A.保持电流不变,使导线环上下移动B.保持导线环不变,使长直导线中的电流增大或减小C.保持电流不变,使导线在竖直平面内顺时针(或逆时针)转动D.保持电流不变,环在与导线垂直的水平面内左右水平移动【解析】选C。产生感应电流的条件是磁通量发生改变,题图所示位置环中没有磁通量,A、B、D没有使磁通量发生改变,所以都错。只有C在转动中使得环中磁通量发生改变,则C正确。【加固训练】(多选)如图所示,A、B两回路中各有一开关S1、S2,且回路A中接有电源,回路B中接有灵敏电流计,下列操作及相应的结果可能实现的是()A.先闭
3、合S2,后闭合S1的瞬间,电流计指针偏转B.S1、S2闭合后,再断开S2的瞬间,电流计指针偏转C.先闭合S1,后闭合S2的瞬间,电流计指针偏转D.S1、S2闭合后,再断开S1的瞬间,电流计指针偏转【解析】选A、D。S2闭合时,构成闭合回路,再闭合或断开S1的瞬间,通过A的电流变化,导致穿过线圈B的磁通量发生变化,从而产生感应电流,则指针偏转,故A、D正确;若S1保持闭合状态,则通过A的电流不变,通过线圈B的磁通量不变,无论S2闭合或打开都不会有感应电流产生,B、C错误。3.某部小说中描述一种窃听电话:窃听者将并排在一起的两根电话线分开,在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线,这条
4、导线与电话线是绝缘的,如图所示。下列说法正确的是()A.不能窃听到电话,因为电话线中电流太小B.不能窃听到电话,因为电话线与耳机没有接通C.可以窃听到电话,因为电话中的电流是恒定电流,在耳机电路中引起感应电流D.可以窃听到电话,因为电话中的电流是交变电流,在耳机电路中引起感应电流【解析】选D。电话中电流是交变电流,因此电话线周围产生变化的磁场,通过耳机这个闭合回路的磁通量发生变化,产生感应电流,故D正确,A、B、C错误。【加固训练】金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的运动,线圈中有感应电流的是()【解析】选A。在选项B、C中,线圈中的磁通量始终为零,不产生感应电流;选项D中磁通量始终最
5、大,保持不变,不发生变化,也没有感应电流;选项A中,在线圈转动过程中,磁通量做周期性变化,产生感应电流,故A正确。二、计算题(12分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)4.有一根粗细均匀的软铁棒,其横截面积为8 cm2,将绝缘导线绕在软铁棒上,当导线中通有电流时,软铁棒中部穿过0.5 cm2的横截面积的磁通量为5.510-5 Wb。求:(1)软铁棒中的磁感应强度的大小。(2)穿过此软铁棒横截面积的磁通量是多少?【解析】(1)软铁棒中的磁感应强度B= T=1.1 T(2)穿过此软铁棒横截面积的磁通量为=BS=1.1810-4 Wb=8.810-4 Wb答案:(1)1.1 T(
6、2)8.810-4 Wb (10分钟20分)5. (6分)磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量,如图所示,通有恒定电流的长直导线MN与闭合线框共面,第一次将线框由位置1平移到位置2,第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2,设先后两次通过线框的磁通量变化量的大小分别为1和2,则()A.12B.1=2C.12。设以原来磁感线穿过的方向为正方向,则从另一面穿过的方向为负方向,将闭合线框从位置1平移到位置2,穿过闭合线框的磁感线方向不变,所以1=|2-1|=1-2;将闭合线框从位置1绕cd边翻转到位置2,穿过闭合线框的磁感线反向,所以2=|(-2)-1|=1+2,故正确选项为C,A、B、D错误。【加
7、固训练】如图所示,虚线框内有匀强磁场,a、b为垂直磁场放置的两个圆环,分别用a和b表示穿过两个圆环的磁通量,则下列表述正确的是()A.abB.a=bC.ab D.无法确定【解析】选B。本题利用公式=BS进行计算,在计算时注意S为垂直磁场方向所围磁场的有效面积,不一定是线圈的面积,同时注意磁通量与线圈的匝数无关。由于磁场在圆环a、b中的面积相等,所以穿过两个圆环的磁通量是相等的,即a=b,则B正确,A、C、D错误。6. (14分)边长L=10 cm的正方形线框有10匝,固定在匀强磁场中,磁场方向与线框平面间的夹角=30,如图所示,磁感应强度随时间的变化规律为B=2+3t(T),求:(1)2 s末穿过线框的磁通量;(2)第3 s内穿过线框的磁通量的变化量。【解析】(1)2 s末磁场的磁感应强度B2=(2+32) T=8 T,由=BSsin知,2 s末穿过线框的磁通量=B2Ssin=8(0.1)2 Wb=410-2 Wb。(2)第3 s内磁感应强度的变化量B=3 T,所以=BSsin=3(0.1)2 Wb=1.510-2 Wb。答案:(1)410-2 Wb(2)1.510-2 Wb
