一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)
1.丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)體能使小磁針轉(zhuǎn)動(dòng),這種作用稱為電流的磁效應(yīng),揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間存在密切聯(lián)系.
2.英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,即“磁生電”現(xiàn)象,他把這種現(xiàn)象命名為電磁感應(yīng).產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流.
二、感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件
當(dāng)穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí),閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流.
技巧點(diǎn)撥
一、磁通量的變化
磁通量的變化大致可分為以下幾種情況:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,有效面積S發(fā)生變化.如圖(a)所示.
(2)有效面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化.如圖(b)所示.
(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和有效面積S都不變,它們之間的夾角發(fā)生變化.如圖(c)所示.
二、感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
1.實(shí)驗(yàn):探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
(1)如下圖所示,導(dǎo)體AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),線路中________電流產(chǎn)生,而導(dǎo)體AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),線路中________電流產(chǎn)生.(均選填“有”或“無(wú)”)
(2)如下圖所示,當(dāng)條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí),線圈中________電流產(chǎn)生,但條形磁鐵在線圈中靜止不動(dòng)時(shí),線圈中________電流產(chǎn)生.(均選填“有”或“無(wú)”)
(3)如下圖所示,將小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng),當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合或斷開(kāi)時(shí),電流表中________電流通過(guò);若開(kāi)關(guān)S一直閉合,當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí),電流表中________電流通過(guò);而開(kāi)關(guān)一直閉合,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭不動(dòng)時(shí),電流表中________電流通過(guò).(均選填“有”或“無(wú)”)
(4)歸納總結(jié):
實(shí)驗(yàn)一中:導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng),回路面積發(fā)生變化,從而引起了磁通量的變化,產(chǎn)生了感應(yīng)電流.
實(shí)驗(yàn)二中:磁鐵插入或拔出線圈時(shí),線圈中的磁場(chǎng)發(fā)生變化,從而引起了磁通量的變化,產(chǎn)生了感應(yīng)電流.
實(shí)驗(yàn)三中:開(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)、滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)時(shí),A線圈中電流變化,從而引起穿過(guò)B的磁通量變化,產(chǎn)生了感應(yīng)電流.
三個(gè)實(shí)驗(yàn)共同特點(diǎn)是:產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)閉合回路的磁通量都發(fā)生了變化.
答案 (1)有 無(wú) (2)有 無(wú) (3)有 有 無(wú)
2.感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的理解
不論什么情況,只要滿足電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個(gè)條件,就必然產(chǎn)生感應(yīng)電流;反之,只要產(chǎn)生了感應(yīng)電流,那么電路一定是閉合的,且穿過(guò)該電路的磁通量也一定發(fā)生了變化.
例題精練
1.(越秀區(qū)期末)下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是( )
A.(a)中通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)
B.(b)中通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)
C.(c)中導(dǎo)線通電后其下方的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
D.(d)中金屬桿切割磁感線時(shí),電流表指針偏轉(zhuǎn)
【分析】分析圖示實(shí)驗(yàn)情景,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析答題.明確電流的磁效流、通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力以及電磁感應(yīng)即可求解。
【解答】解:A、圖(a)中通電線圈在磁場(chǎng)中受到安培力作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;
B、圖(b)中通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到安培力作用而運(yùn)動(dòng),不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故B錯(cuò)誤;
C、圖(c)所示,導(dǎo)線通電后,其下方的小磁針受到磁場(chǎng)的作用力而發(fā)生偏轉(zhuǎn),說(shuō)明電流能產(chǎn)生磁場(chǎng),是電流的磁效應(yīng)現(xiàn)象,不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤;
D、圖(d)所示,金屬桿切割磁感線時(shí),電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用;要求能知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象、電流的磁效應(yīng)以及通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力等電磁學(xué)現(xiàn)象的原理和應(yīng)用.
2.(嵊州市模擬)隨著電動(dòng)汽車的普及,汽車無(wú)線充電受到越來(lái)越多的關(guān)注。無(wú)線充電簡(jiǎn)單方便,不需手動(dòng)操作,沒(méi)有線纜拖拽,大大提高了用戶體驗(yàn)。其原理如圖所示,將受電線圈安裝在汽車的底盤上,將供電線圈安裝在地面上,當(dāng)電動(dòng)汽車行駛到供電線圈裝置上,受電線圈即可“接受”到供電線圈的電流,從而對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。關(guān)于無(wú)線充電,下列說(shuō)法正確的是( )
A.無(wú)線充電技術(shù)與變壓器的工作原理相同
B.因車身中的受電線圈離地較近需將它裝于金屬盒中加以保護(hù)
C.若供電線圈和受電線圈均采用超導(dǎo)材料則能量的傳輸效率可達(dá)到100%
D.車身受電線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是與地面供電線圈中電流的磁場(chǎng)方向相反
【分析】A、無(wú)線充電技術(shù)與變壓器的供電線圈都是利用了電生磁,受電線圈都是利用了磁生電,即電磁感應(yīng)原理;B、金屬盒會(huì)屏蔽受電線圈,受電線圈無(wú)法感應(yīng)到供電線圈的電流,無(wú)法充電;C、供電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)不可能全部穿過(guò)受電線圈,所以能量傳輸一定會(huì)有損失,即使采用超導(dǎo)材料傳輸效率也不可能達(dá)到100%;D、由楞次定律解答。
【解答】解:A、無(wú)線充電的原理是供電線圈將一定頻率的交流電,通過(guò)電磁感應(yīng)在受電線圈中產(chǎn)生一定的電流,從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端,與變壓器的原理相同,故A正確;
B、金屬盒會(huì)屏蔽受電線圈,受電線圈無(wú)法感應(yīng)到供電線圈的電流,無(wú)法充電,同時(shí)會(huì)發(fā)生渦流現(xiàn)象,產(chǎn)生熱量,降低充電效率,還容易燒壞設(shè)備,發(fā)生故障,故B錯(cuò)誤:
C、供電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)不可能全部穿過(guò)受電線圈,所以能量傳輸一定會(huì)有損失,即使采用超導(dǎo)材料傳輸效率也不可能達(dá)到100%,故C錯(cuò)誤;
D、當(dāng)?shù)孛婀╇娋€圈中電流增加時(shí),穿過(guò)車身受電線圈的磁通量增加,根據(jù)楞次定律此時(shí)車身受電線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與地面供電線圈中電流的磁場(chǎng)方向相反;當(dāng)?shù)孛婀╇娋€圈中電流減小時(shí),穿過(guò)車身受電線圈的磁通量減少,根據(jù)楞次定律此時(shí)車身受電線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與地面供電線圈中電流的磁場(chǎng)方向相同,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵是讀懂信息,掌握楞次定律的內(nèi)容,知道感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,并能理解法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用。
隨堂練習(xí)
1.(宿州期中)電磁爐是常用的電器,如圖所示,關(guān)于電磁爐,以下說(shuō)法中正確的是( )
A.電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)在鐵質(zhì)鍋底產(chǎn)生渦流,進(jìn)而對(duì)鍋內(nèi)食物加熱
B.電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)在灶臺(tái)臺(tái)面產(chǎn)生渦流,利用熱傳導(dǎo)對(duì)鍋內(nèi)食物加熱
C.電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)在食物中產(chǎn)生渦流對(duì)食物加熱的
D.在鍋和電磁爐中間放一紙板,則電磁爐將不能起到加熱作用
【分析】電磁爐又被稱為電磁灶,其原理是磁場(chǎng)感應(yīng)渦流加熱,即利用交變電流通過(guò)線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng),從而使金屬鍋?zhàn)陨懋a(chǎn)生無(wú)數(shù)小渦流而直接加熱于鍋內(nèi)的食物.
【解答】解:電磁灶是利用變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生渦流,使含鐵質(zhì)鍋底迅速升溫,進(jìn)而對(duì)鍋內(nèi)食物加熱的,故渦流是由于鍋底中的電磁感應(yīng)產(chǎn)生的;故A正確,BC錯(cuò)誤;
D、在鍋和電磁爐中間放一紙板,不會(huì)影響電磁感應(yīng)的產(chǎn)生,不會(huì)影響電磁爐的加熱作用,故D錯(cuò)誤;
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用,要求學(xué)生根據(jù)題文的信息解答,考查了學(xué)生接受信息的能力,掌握電磁爐的應(yīng)用及工作原理。
2.(邳州市校級(jí)期中)下列說(shuō)法正確的是( )
A.元電荷就是質(zhì)子或電子
B.磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng),穿過(guò)某閉合電路的磁通量一定變大
C.靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體表面處的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零,方向跟導(dǎo)體表面垂直
D.只要穿過(guò)閉合電路的磁通量不為零,電路中一定產(chǎn)生感應(yīng)電流
【分析】由元電荷的定義進(jìn)行分析,感應(yīng)起電是電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部分。根據(jù)靜電平衡狀態(tài)的特點(diǎn)分析。產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是閉合回路中磁通量發(fā)生變化,穿過(guò)閉合電路中的磁通量不為零,閉合電路中不一定有感應(yīng)電流發(fā)生。
【解答】解:A、元電荷的定義:自然界一個(gè)電子所帶的電量為最小的電荷量為1.60×10﹣19C,我們把這個(gè)最小的電荷量定義為元電荷,元電荷指的是一個(gè)電子所帶的電荷量,不是單個(gè)電子,也不是質(zhì)子,故A錯(cuò)誤;
B、磁通量是磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)方向垂直的平面的乘積,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)時(shí),平面的面積不確定是否變化,故B錯(cuò)誤;
C、導(dǎo)體在點(diǎn)電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布。因此在導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場(chǎng),該電場(chǎng)與點(diǎn)電荷的電場(chǎng)疊加,只有疊加后電場(chǎng)為零時(shí),電荷才不會(huì)再移動(dòng)。此時(shí)導(dǎo)體的內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為0,這種狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。處于靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體表面處的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零,方向跟導(dǎo)體表面垂直,故C正確。
D、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是閉合回路中磁通量發(fā)生變化,穿過(guò)閉合電路中的磁通量不為零,閉合電路中不一定有感應(yīng)電流發(fā)生。故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了關(guān)于元電荷、感應(yīng)起電以及靜電平衡狀態(tài)等知識(shí)點(diǎn),一定要區(qū)分清楚元電荷和點(diǎn)電荷的區(qū)別。
3.(金華模擬)以下關(guān)于電爐、微波爐、電磁爐和真空冶煉爐說(shuō)法正確的是( )
A.電爐必須使用交流電才能工作
B.微波爐發(fā)出的微波在金屬容器中產(chǎn)生渦流,從而實(shí)現(xiàn)加熱食物的目的
C.電磁爐工作時(shí)既可以通交變電流,也可以通恒定電流
D.真空冶煉爐通以高頻交變電流產(chǎn)生交變磁場(chǎng),在金屬中產(chǎn)生渦流使金屬發(fā)熱熔化
【分析】電爐利用電流產(chǎn)熱;微波爐將電能轉(zhuǎn)化為微波輻射能;電磁爐和真空冶煉爐利用渦流。
【解答】A、電爐也可以使用直流電源工作,故A錯(cuò)誤;
B、微波爐利用磁控管將電能轉(zhuǎn)化為微波輻射能,微波輻射引起食物內(nèi)部的水分子振動(dòng)摩擦,從而產(chǎn)生熱量,實(shí)現(xiàn)加熱食物的目的,故B錯(cuò)誤;
C、電磁爐是利用交變電流通過(guò)線圈產(chǎn)生方向不斷改變的交變磁場(chǎng),而處于交變磁場(chǎng)中的導(dǎo)體內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生渦旋電流,而這個(gè)是渦旋電場(chǎng)推動(dòng)導(dǎo)體中載流子運(yùn)動(dòng)所致。渦旋電流的焦耳效應(yīng)會(huì)使導(dǎo)體溫度上升,從而實(shí)現(xiàn)了加熱,直流電不能使其工作,故C錯(cuò)誤;
D、真空冶煉爐通以高頻交變電流產(chǎn)生交變磁場(chǎng),在金屬中產(chǎn)生渦流,從而使金屬發(fā)熱熔化,故D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電器的基本原理,明確渦流加熱、電阻產(chǎn)熱、電能轉(zhuǎn)化為微波輻射能的原理是本題解題關(guān)鍵。
綜合練習(xí)
一.選擇題(共20小題)
1.(南海區(qū)模擬)渦流內(nèi)檢測(cè)技術(shù)是一項(xiàng)用來(lái)檢測(cè)各種金屬管道是否有破損的技術(shù)。如圖是檢測(cè)儀在管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)及其工作原理剖面示意圖,當(dāng)激勵(lì)線圈中通以正弦交流電時(shí),金屬管道壁內(nèi)會(huì)產(chǎn)生渦流,渦流磁場(chǎng)會(huì)影響檢測(cè)線圈的電流。以下有關(guān)渦流內(nèi)檢測(cè)儀的說(shuō)法正確的是( )
A.檢測(cè)線圈消耗功率等于激勵(lì)線圈輸入功率
B.在管道內(nèi)某處檢測(cè)時(shí),如果只增大激勵(lì)線圈中交流電的頻率,則檢測(cè)線圈的電流強(qiáng)度不變
C.在管道內(nèi)某處檢測(cè)時(shí),如果只增大激勵(lì)線圈中交流電的頻率,則檢測(cè)儀消耗功率將變大
D.當(dāng)檢測(cè)儀從金屬管道完好處進(jìn)入到破損處檢測(cè)時(shí),管道壁中將產(chǎn)生更強(qiáng)的渦流
【分析】激勵(lì)線圈輸入功率大于檢測(cè)線圈消耗功率,管道壁中產(chǎn)生渦流,有一定的熱功率。增大頻率,檢測(cè)線圈的磁通量變化率變大,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變大,則電流強(qiáng)度變大,檢測(cè)線圈的功率和管道產(chǎn)生的熱功率變大,則檢測(cè)儀消耗功率將變大。
【解答】解:A、激勵(lì)線圈輸入功率大于檢測(cè)線圈消耗功率,管道壁中產(chǎn)生渦流,有一定的熱功率,P激勵(lì)=P檢測(cè)+P熱,故A錯(cuò)誤;
B、增大頻率,檢測(cè)線圈的磁通量變化率變大,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變大,則電流強(qiáng)度變大,故B錯(cuò)誤;
C、增大頻率,檢測(cè)線圈的功率和管道產(chǎn)生的熱功率變大,則檢測(cè)儀消耗功率將變大,故C正確;
D、當(dāng)檢測(cè)儀從金屬管到完好處進(jìn)入破損處檢測(cè)時(shí),厚度減小,則管道壁中產(chǎn)生的渦流變小,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查渦流的知識(shí),學(xué)生要知道影響渦流大小的因素,然后分析功率大小。
2.(昆山市校級(jí)模擬)為了節(jié)能和環(huán)保,一些公共場(chǎng)所用光敏電阻來(lái)自動(dòng)控制照明系統(tǒng)的開(kāi)關(guān),如圖甲所示,其中電源電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)阻不計(jì),定值電阻R2=10kΩ,電阻R1是光敏電阻,阻值大小隨光的強(qiáng)弱變化而變化,二者對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示,物理學(xué)中用照度描述光的強(qiáng)弱,光越強(qiáng),照度越大,lx是照度的單位。M是電磁開(kāi)關(guān),內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖乙所示,當(dāng)電磁鐵中通過(guò)的電流大于0.1mA時(shí),電磁鐵吸合鐵片,下列說(shuō)法正確的是( )
A.光敏電阻的阻值大小隨照度的增大而均勻減小
B.電磁開(kāi)關(guān)M利用了互感現(xiàn)象
C.當(dāng)照度小于1.0lx時(shí),照明系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟
D.增加電磁鐵線圈匝數(shù),照明系統(tǒng)平均每天的工作時(shí)間變長(zhǎng)
【分析】一條支路上的電流變化,控制另一條支路開(kāi)關(guān)的閉合和斷開(kāi),即光的強(qiáng)弱變化引起光敏電阻阻值的變化,導(dǎo)致電路中電流變化,通過(guò)電磁鐵控制另一條支路。根據(jù)閉合電路歐姆定律結(jié)合光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的變化情況得出照明系統(tǒng)開(kāi)啟或斷開(kāi)時(shí)的光敏電阻的阻值。
【解答】解:A、根據(jù)圖丙可知,光敏電阻的阻值大小隨照度的增大而減小,但不是均勻減小,故A錯(cuò)誤;
B、電磁開(kāi)關(guān)中含有電磁鐵,利用了電流的磁效應(yīng)現(xiàn)象,故B錯(cuò)誤;
C、根據(jù)題意,當(dāng)電磁鐵不吸合鐵片時(shí),照明系統(tǒng)開(kāi)啟,即通過(guò)光敏電阻的電流1小于等于0.1mA,結(jié)合,得R1≥20kΩ,即當(dāng)照度小于1.0lx時(shí),照明系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟,故C正確;
D、若電磁鐵的線圈匝數(shù)增加,根據(jù)電流磁效應(yīng)可知,電磁鐵中通入小于0.1 mA的電流就能吸合鐵片,使照明系統(tǒng)斷開(kāi),即照度小于1.0lx時(shí)照明系統(tǒng)依然斷開(kāi),則該照明系統(tǒng)平均每天的工作時(shí)間變短,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電路知識(shí),通過(guò)自動(dòng)控制照明系統(tǒng)考查考生的理解能力和分析綜合能力。
3.(嘉定區(qū)二模)現(xiàn)將電池組、滑線變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、靈敏電流計(jì)及電鍵如圖連接。在閉合電鍵、線圈A放在線圈B中的情況下,某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑線變阻器的滑動(dòng)端P向左加速滑動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。由此可推斷滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P向左減速滑動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)的指針( )
A.向左偏轉(zhuǎn)
B.靜止在中央
C.向右偏轉(zhuǎn)
D.偏轉(zhuǎn)情況向由兩線圈的繞線方向決定
【分析】根據(jù)題意確定電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與磁通量變化間的關(guān)系,然后分析判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向.
【解答】解:由圖示電路圖可知,當(dāng)將滑線變阻器的滑動(dòng)端P向左加速滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大,穿過(guò)原線圈的電流減小,穿過(guò)副線圈的磁通量減小,電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),由此可知,當(dāng)穿過(guò)副線圈的磁通量減小時(shí),電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn);
若滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端向左減速滑動(dòng),滑動(dòng)變阻器接入電路電阻增大,原線圈電流變小,磁感應(yīng)強(qiáng)度變小,穿過(guò)副線圈的磁通量減少,電流計(jì)指針將向右偏轉(zhuǎn),由上分析,可知,故C正確,ABD錯(cuò)誤.
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題無(wú)法直接利用楞次定律進(jìn)行判斷,但是可以根據(jù)題意得出產(chǎn)生使電流表指針右偏的條件,注意電阻的變化與滑片的運(yùn)動(dòng)速度大小無(wú)關(guān).
4.(淄博三模)如圖1所示,水平地面上有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形ABCD區(qū)域,其下方埋有與地面平行的金屬管線。為探測(cè)地下金屬管線的位置、走向和埋覆深度,先讓金屬管線載有電流,然后用閉合的試探小線圈P在地面探測(cè)。如圖2所示,將暴露于地面的金屬管接頭接到電源的一端,將接地棒接到電源的另一端,這樣金屬管線中就有沿管線方向的電流。使線圈P在直線AC上的不同位置保持靜止(線圈平面與地面平行),線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流。將線圈P靜置于B處,當(dāng)線圈平面與地面平行時(shí),線圈中有感應(yīng)電流;當(dāng)線圈平面與射線BD成45°角時(shí),線圈中感應(yīng)電流消失。由上述現(xiàn)象可以推測(cè)( )
A.金屬管線中的電流大小和方向都不變
B.金屬管線沿AC走向,埋覆深度為L(zhǎng)
C.金屬管線沿BD走向,埋覆深度為L(zhǎng)
D.若線圈P在D處,當(dāng)它與地面的夾角為45°時(shí),P中一定沒(méi)有感應(yīng)電流
【分析】根據(jù)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件可以知道金屬管線中的電流在不斷的變化;根據(jù)線圈平面內(nèi)磁通量的情況確定磁場(chǎng)的方向,進(jìn)而確定電流的走向;根據(jù)幾何關(guān)系可以知道金屬管線的埋覆深度;磁通量變化率最大時(shí),感應(yīng)電流最大。
【解答】解:A、由題意可知,當(dāng)線圈靜止時(shí)存在感應(yīng)電流,則說(shuō)明線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)為變化的,故電流一定是變化的,故A錯(cuò)誤;
BC、由題意可知,使線圈P在直線AC上的不同位置保持靜止(線圈平面與地面平行),線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流。將線圈P靜置于B處,當(dāng)線圈平面與地面平行時(shí),線圈中有感應(yīng)電流,當(dāng)線圈平面與射線BD成45°角時(shí),線圈中感應(yīng)電流消失。根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件可知,放在AC上表面是磁場(chǎng)與線圈平行,而放在B點(diǎn)時(shí)磁場(chǎng)與地面成45°角,故說(shuō)明電流一定沿AC方向,線圈平面與射線BD成45°角時(shí),線圈中感應(yīng)電流消失說(shuō)明B點(diǎn)的磁場(chǎng)方向成45°角,則由幾何關(guān)系可知,埋覆深度為與OB長(zhǎng)度相等,故深度為,故B正確,C錯(cuò)誤;
D、P在D處與地面成45°可以與磁場(chǎng)方向相互垂直,則此時(shí)磁通量的最大,磁通量的變化率最大,故感應(yīng)電流可能最大,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律以及通電導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布,難點(diǎn)在于幾何關(guān)系的確定,要注意明確通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)為以導(dǎo)線為圓心的同心圓。
5.(江蘇模擬)用圖中三套實(shí)驗(yàn)裝置探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,下列選項(xiàng)中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的操作是( )
A.甲圖中,使導(dǎo)體棒AB順著磁感線方向運(yùn)動(dòng),且保持穿過(guò)ABCD中的磁感線條數(shù)不變
B.乙圖中,使條形磁鐵勻速穿過(guò)線圈
C.丙圖中,開(kāi)關(guān)S閉合后,A、B螺線管相對(duì)靜止一起豎直向上運(yùn)動(dòng)
D.丙圖中,開(kāi)關(guān)S保持閉合,使小螺線管A在大螺線管B中保持不動(dòng)
【分析】根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件:穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化,進(jìn)行分析判斷。
【解答】解:產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化。例如,閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)。
A、甲圖中,使導(dǎo)體棒AB順著磁感線方向運(yùn)動(dòng),閉合回路的磁通量沒(méi)有變化,不會(huì)有感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;
B、乙圖中,使條形磁鐵勻速穿過(guò)線圈,閉合回路的磁通量發(fā)生變化,有感應(yīng)電流,故B正確;
C、丙圖中,開(kāi)關(guān)S閉合后,A、B螺線管相對(duì)靜止一起豎直向上運(yùn)動(dòng),那么閉合回路的磁通量不發(fā)生變化,沒(méi)有感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤;
D、丙圖中,開(kāi)關(guān)S保持閉合,使小螺線管A在大螺線管B中保持不動(dòng),A產(chǎn)生的磁場(chǎng)不變,B中磁通量沒(méi)有改變,故沒(méi)有感應(yīng)電流,故D錯(cuò)誤;
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件:穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化,同時(shí)理解會(huì)判定穿過(guò)線圈磁通量的變化是解題的關(guān)鍵。
6.(浙江模擬)某同學(xué)仿照法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的裝置,在鐵環(huán)上用漆包線(銅絲,表面刷有絕緣漆)繞制了兩個(gè)線圈n1(100匝)、n2(匝數(shù)沒(méi)有記錄),線圈n1與開(kāi)關(guān)S1、干電池E1、交流電源E2構(gòu)成回路,交流電源E2的電動(dòng)勢(shì)e=4sin100πt(V),線圈n2與開(kāi)關(guān)S2、靈敏電流計(jì)G、交流電壓表V(0~10V)構(gòu)成回路。當(dāng)S1置于2、S2置于4時(shí),電壓表V的示數(shù)為8V,取1.4。下列說(shuō)法正確的是( )
A.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可算得,線圈n2的匝數(shù)為200匝
B.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可估計(jì),線圈n2的匝數(shù)超過(guò)280匝
C.S2置于3,當(dāng)S1從0扳到1時(shí),G中不會(huì)有電流
D.S2置于3,當(dāng)S1從0扳到1時(shí),G中電流慢慢增大并穩(wěn)定到某一值
【分析】依據(jù)理想變壓器原副線圈的電壓與匝數(shù)才成正比,結(jié)合感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件:閉合回路的磁通量發(fā)生變化,從而即可求解。
【解答】解:AB、電壓表測(cè)量的是電壓的有效值,若是理想電源和理想變壓器,,由可算得匝,自己簡(jiǎn)單繞制的變壓器,效率較低,U2小,所以n2的匝數(shù)超過(guò)280匝,故A錯(cuò)誤,B正確;
CD、S2置于3,當(dāng)S1從0扳到1時(shí),由于鐵環(huán)中磁通量突然增大,G中有感應(yīng)電流,待電流穩(wěn)定后,鐵環(huán)中磁通量不變,G中沒(méi)有感應(yīng)電流,故CD錯(cuò)誤.
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象、變壓器的應(yīng)用,掌握原副線圈的電壓與匝數(shù)關(guān)系,注意理解理想變壓器,同時(shí)知道感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。
7.(揭陽(yáng)模擬)如圖是公路上安裝的一種測(cè)速“電子眼”。在“電子眼”前方路面下間隔一段距離埋設(shè)兩個(gè)通電線圈,當(dāng)車輛通過(guò)線圈上方的道路時(shí),會(huì)引起線圈中電流的變化,系統(tǒng)根據(jù)兩次電流變化的時(shí)間及線圈之間的距離,對(duì)超速車輛進(jìn)行抓拍。下列判斷正確的是( )
A.汽車經(jīng)過(guò)線圈會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
B.線圈中的電流是由于汽車通過(guò)線圈時(shí)發(fā)生電磁感應(yīng)引起的
C.“電子眼”測(cè)量的是汽車經(jīng)過(guò)第二個(gè)線圈的瞬時(shí)速率
D.如果某個(gè)線圈出現(xiàn)故障,沒(méi)有電流,“電子眼”還可以正常工作
【分析】汽車通過(guò)通電線圈時(shí),會(huì)引起通電線圈的磁通量發(fā)生變化(就好像通電線圈中插入鐵芯),會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而引起線圈中電流的變化;線圈中原來(lái)沒(méi)有電流,汽車經(jīng)過(guò)就不會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,從而無(wú)法工作。
【解答】解:A、在“電子眼”前方路面下間隔一段距離埋設(shè)的是“通電線圈”,汽車上大部分是金屬,當(dāng)汽車通過(guò)線圈時(shí)會(huì)引起通電線圈的磁通量變化,從而產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),故A正確;
B、線圈本身就是通電線圈,線圈中的電流并不是由于汽車通過(guò)線圈時(shí)發(fā)生電磁感應(yīng)引起的,汽車通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象只是引起線圈中電流發(fā)生變化,故B錯(cuò)誤;
C、“電子眼”是根據(jù)兩次電流變化的時(shí)間及線圈之間的距離,算出汽車通過(guò)兩個(gè)線圈的平均速度,故C錯(cuò)誤;
D、如果某個(gè)線圈出現(xiàn)故障,沒(méi)有電流,汽車經(jīng)過(guò)時(shí)就不會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,就無(wú)法正常工作,故D錯(cuò)誤;
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象與生活實(shí)際的結(jié)合,解題關(guān)鍵是抓住題目所給的信息,把題中給的現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為常見(jiàn)的物理模型。
8.(海淀區(qū)月考)用如圖所示裝置探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,線圈A通過(guò)變阻器和開(kāi)關(guān)S1連接到電源上,線圈B的兩端通過(guò)開(kāi)關(guān)S2連到電流表上,把線圈A裝在線圈B的里面。下列說(shuō)法中正確的是( )
A.該裝置是探究線圈A中感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
B.S1、S2均處于閉合狀態(tài),將線圈A中鐵芯拔出時(shí),電流表的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)
C.S1、S2均處于閉合狀態(tài),將線圈A中鐵芯拔出用時(shí)越短,電流表的指針偏轉(zhuǎn)角度越小
D.兩開(kāi)關(guān)均處于閉合狀態(tài),此時(shí)勻速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電流表的指針始終指在0刻度線位置
【分析】根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件分析答題,穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化,電路產(chǎn)生感應(yīng)電流,并依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,即可判定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。
【解答】解:A、通過(guò)線圈A移動(dòng)滑動(dòng)變阻器,及開(kāi)關(guān)S1來(lái)改變線圈A的電流大小,從而導(dǎo)致線圈B中的磁通量發(fā)生變化,進(jìn)而可判定線圈B中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A錯(cuò)誤;
B、當(dāng)S1、S2均處于閉合狀態(tài),將線圈A中鐵芯拔出時(shí),穿過(guò)線圈B的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,發(fā)現(xiàn)電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),故B正確;
C、當(dāng)S1、S2均處于閉合狀態(tài),將線圈A中鐵芯拔出用時(shí)越短,則線圈A的磁通量的變化率越大,那么線圈B中的磁通量變化率也越大,則產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大,因此電流表的指針偏轉(zhuǎn)角度越大,故C錯(cuò)誤;
D、兩開(kāi)關(guān)均處于閉合狀態(tài),電路穩(wěn)定后勻速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,穿過(guò)線圈B的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,發(fā)現(xiàn)電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查判斷電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn),知道感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件即可正確解題,平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與積累,并掌握法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容。
9.(南通期末)在探究影響感應(yīng)電流方向的因素實(shí)驗(yàn)中,小明設(shè)計(jì)了表格來(lái)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果并完成了第一次實(shí)驗(yàn),如圖所示。下列分析中錯(cuò)誤的是( )
A.①處應(yīng)填寫:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向
B.②處應(yīng)填寫:向下
C.③處應(yīng)填寫:順時(shí)針(俯視)
D.④處應(yīng)填寫:向上
【分析】根據(jù)楞次定律與右手螺旋定則的內(nèi)容,結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究的原理,及實(shí)驗(yàn)操作要求,從而即可判定。
【解答】解:根據(jù)楞次定律的內(nèi)容:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化;
當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量增加時(shí),則要搞清磁場(chǎng)的方向,感應(yīng)電流的方向,及感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向,
因此①應(yīng)填寫:感應(yīng)電流的方向,
由表格,結(jié)合圖可知,②應(yīng)填寫:向下,依據(jù)楞次定律的“增反減同”及右手螺旋定則,可知,③應(yīng)填寫:逆時(shí)針(俯視),④應(yīng)填寫:向上,
綜上所述,故ABD正確,C錯(cuò)誤;
本題選擇錯(cuò)誤的,
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】考查楞次定律的內(nèi)容,明白感應(yīng)電流的方向、磁場(chǎng)的方向及感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向三者的關(guān)系,注意線圈的磁通量增加是解題的前提。
10.(東湖區(qū)校級(jí)期末)為探討磁場(chǎng)對(duì)腦部神經(jīng)組織的影響及臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用,某小組查閱資料得知:“將金屬線圈放置在頭部上方幾厘米處,給線圈通以上千安培、歷時(shí)約幾毫秒的脈沖電流,電流流經(jīng)線圈產(chǎn)生瞬間的高強(qiáng)度脈沖磁場(chǎng),磁場(chǎng)穿過(guò)頭顱對(duì)腦部特定區(qū)域產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)及感應(yīng)電流,而對(duì)腦神經(jīng)產(chǎn)生電刺激作用,其裝置如圖所示?!蓖瑢W(xué)們討論得出的下列結(jié)論正確的是( )
A.脈沖電流流經(jīng)線圈會(huì)產(chǎn)生高強(qiáng)度的磁場(chǎng)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象
B.脈沖磁場(chǎng)在線圈周圍空間產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)是電流的磁效應(yīng)
C.若將脈沖電流改為恒定電流,可持續(xù)對(duì)腦神經(jīng)產(chǎn)生電刺激作用
D.若脈沖電流最大強(qiáng)度不變,但縮短脈沖電流時(shí)間,則在腦部產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)及感應(yīng)電流會(huì)增強(qiáng)
【分析】電流在其周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng),這是電流的磁效應(yīng)現(xiàn)象;變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,電流變化越快,磁場(chǎng)變化越快,由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。
【解答】解:A、脈沖電流流經(jīng)線圈會(huì)產(chǎn)生高強(qiáng)度的磁場(chǎng)是電流的磁效應(yīng),故A錯(cuò)誤;
B、脈沖磁場(chǎng)在線圈周圍空間產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故B錯(cuò)誤;
C、若將脈沖電流改為恒定電流,恒定電流產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng),恒定磁場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng),故C錯(cuò)誤;
D、若脈沖電流最大強(qiáng)度不變,但縮短脈沖電流時(shí)間,脈沖電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化越快,磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率越大,由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大,在腦部產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)及感應(yīng)電流會(huì)增強(qiáng),故D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電磁感應(yīng)在日常生活與醫(yī)療上的應(yīng)用,掌握基礎(chǔ)知識(shí)是解題的前提,根據(jù)題意應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)即可解題,平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用。
11.(上海模擬)在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中,進(jìn)行以下操作時(shí)不能使線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( )
A.電鍵閉合,把通電的線圈A從線圈B中抽出時(shí)
B.電鍵斷開(kāi),把通電的線圈A從線圈B中抽出時(shí)
C.電鍵閉合,在改變滑動(dòng)變阻器阻值的過(guò)程中
D.在電鍵閉合或斷開(kāi)瞬間
【分析】判斷在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中磁通量是否發(fā)生變化,發(fā)生變化就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,不發(fā)生變化就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。
【解答】解:A、電鍵閉合,把通電線圈A從線圈B中抽出時(shí),線圈B中的磁通量會(huì)發(fā)生變化,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;
B、電鍵斷開(kāi),把通電的線圈A從線圈B中抽出時(shí),線圈B中的磁通量始終為零,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B正確;
C、電鍵閉合,在改變滑動(dòng)變阻器阻值的過(guò)程中,線圈B中的磁通量會(huì)隨著線圈A的磁場(chǎng)變強(qiáng)而增大,線圈B中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤;
D、在電鍵閉合或斷開(kāi)的瞬間,線圈A的磁場(chǎng)會(huì)增強(qiáng)或減弱,線圈B中的磁通量會(huì)發(fā)生變化,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D錯(cuò)誤;
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】明確閉合回路產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是磁通量發(fā)生變化是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。
12.(重慶月考)現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開(kāi)關(guān)按如圖所示連接,探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件,下列說(shuō)法正確的是( )
A.開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,電流計(jì)指針仍偏轉(zhuǎn)
B.開(kāi)關(guān)閉合后,將滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng),電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)
C.開(kāi)關(guān)閉合后,將滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng),電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)
D.開(kāi)關(guān)閉合后,小螺線管A放在大螺線管B中不動(dòng),電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)
【分析】穿過(guò)閉合線圈的磁通量發(fā)生變化,閉合電路會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)題意分析判斷穿過(guò)回路的磁通量是否變化,然后根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件分析答題。
【解答】解:A、開(kāi)關(guān)閉合后,電路中形成恒定電流,穿過(guò)線圈B的磁通量不變,故A錯(cuò)誤;
BC、勻速和加速滑動(dòng),通過(guò)線圈A的電流均改變,穿過(guò)線圈B的磁通量發(fā)生改變,電流計(jì)均會(huì)偏轉(zhuǎn),故B錯(cuò)誤,C正確;
D、線圈A不動(dòng),線圈B中的磁通量不變,無(wú)感應(yīng)電流,故D錯(cuò)誤;
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的應(yīng)用,穿過(guò)閉合線圈的磁通量發(fā)生變化,閉合電路會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,知道感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是解題的前提,根據(jù)題意分析磁通量是否變化即可解題。
13.(西城區(qū)校級(jí)期末)下列各圖中,線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( )
A.B.
C.D.
【分析】能否產(chǎn)生感應(yīng)電流,關(guān)鍵看閉合回路磁通量是否發(fā)生變化。
【解答】解:AB、線框向右運(yùn)動(dòng),穿過(guò)閉合電路的磁通量磁通量都未發(fā)生變化,無(wú)感應(yīng)電流,故AB錯(cuò)誤;
C、線框繞軸轉(zhuǎn)動(dòng),穿過(guò)閉合電路的磁通量在發(fā)生變化,有感應(yīng)電流,故C正確;
D、回路沒(méi)有閉合,磁通量發(fā)生變化,有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),無(wú)感應(yīng)電流,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】要熟悉通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布的情況,能否產(chǎn)生感應(yīng)電流,關(guān)鍵看閉合回路磁通量是否發(fā)生變化。
14.(廣東期末)如圖所示,線圈A通過(guò)滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)連接到電源上,線圈B與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。小磁針位于直導(dǎo)線的正下方,開(kāi)關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列不能使小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是( )
A.開(kāi)關(guān)閉合的瞬間
B.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間
C.開(kāi)關(guān)閉合時(shí),滑動(dòng)變阻器不動(dòng)
D.開(kāi)關(guān)閉合時(shí),迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片
【分析】根據(jù)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件分析,閉合回路磁通量發(fā)生變化。
恒定的電流周圍磁場(chǎng)是恒定的,在附近靜止的回路中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。
【解答】解:C、開(kāi)關(guān)閉合時(shí),滑動(dòng)變阻器不動(dòng),線圈A中電流恒定,穿過(guò)線圈B的磁通量不變,連接線圈B的回路中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,小磁針不偏轉(zhuǎn),
ABD、開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間、閉合的瞬間,閉合后迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,這三種情況下,均可導(dǎo)致線圈B的磁通量改變,連接線圈B的回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,小磁針偏轉(zhuǎn)。
本題選不能使小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的,故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】此題考查了感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件,明確閉合回路磁通量發(fā)生變化,才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。
15.(大興區(qū)一模)1831年8月29日,法拉第經(jīng)歷近十年的研究終于在一次實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,把兩個(gè)線圈繞在同一個(gè)鐵環(huán)上(如圖),一個(gè)線圈接到電源上,另一個(gè)線圈接入”電流表”,在給一個(gè)線圈通電或斷電的瞬間,另一個(gè)線圈中也出現(xiàn)了電流。之后他設(shè)計(jì)出幾十個(gè)關(guān)于“電磁感應(yīng)”現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn),并把它們總結(jié)成五類情況。請(qǐng)結(jié)合你學(xué)習(xí)的電磁感應(yīng)知識(shí)判斷以下哪個(gè)選項(xiàng)不屬于這五類情況( )
A.恒定的電流B.變化的磁場(chǎng)
C.運(yùn)動(dòng)的磁鐵D.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體
【分析】1831年法拉第總結(jié)出以下五種情況都可產(chǎn)生感應(yīng)電流:變化著的電流、運(yùn)動(dòng)著的恒定電流、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)著的導(dǎo)體、變化著的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)著的磁鐵,通過(guò)對(duì)照來(lái)答題。
【解答】解:A、恒定的電流不屬于這五類情況,故A錯(cuò)誤;
BCD、變化的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體都屬于這五類情況,故BCD正確。
本題選不屬于這五類情況的,
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵要掌握法拉第總結(jié)的產(chǎn)生感應(yīng)電流的五種情況,可以結(jié)合產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化來(lái)記憶。
16.(浦東新區(qū)校級(jí)月考)如圖所示,長(zhǎng)直導(dǎo)線通有向右的電流I,金屬線圈①與直導(dǎo)線垂直放置于其正下方,線圈②中心軸線與直導(dǎo)線重合,線圈③直徑與直導(dǎo)線重合,線圈④與直導(dǎo)線共面放置于其正下方。在電流I均勻減小的過(guò)程中( )
A.線圈①中磁通量減小
B.線圈②中磁通量減小
C.線圈③中沒(méi)有磁感線穿過(guò)
D.線圈④中磁通量減小產(chǎn)生感應(yīng)電流
【分析】根據(jù)安培定則判斷電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向,然后對(duì)照產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,分析各線圈中有無(wú)感應(yīng)電流。
【解答】解:電流的方向向右,由安培定則可知,線圈①與②的方向與磁場(chǎng)的方向平行,所以穿過(guò)線圈①、②的磁通量始終都等于0;
③上下兩側(cè)的磁場(chǎng)大小是對(duì)稱的,但方向相反,所以穿過(guò)線圈③的磁通量也始終等于0;
根據(jù)安培定則可知,穿過(guò)線圈④的磁通量的方向向里,大小減小,從而會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,
由上分析,故ABC錯(cuò)誤,D正確;
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握右手螺旋定則判斷電流周圍的磁場(chǎng)方向,掌握感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件,還可以根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。
17.(浦東新區(qū)校級(jí)月考)線圈從磁鐵上方由位置1經(jīng)位置2平移到3的過(guò)程中,穿過(guò)線圈的磁通量( )
A.不變,沒(méi)有感應(yīng)電流
B.先減小后增大,一直有感應(yīng)電流
C.先增大后減小,一直有感應(yīng)電流
D.在位置2為零,此時(shí)沒(méi)有感應(yīng)電流
【分析】依據(jù)穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化,則閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而即可求解。
【解答】解:線圈從磁鐵上方由位置1經(jīng)位置2平移到3的過(guò)程中,穿過(guò)線圈的磁通量先減小后增大,在位置2,磁感應(yīng)線與線圈平面平行,則其磁通量為零,此時(shí)有感應(yīng)電流,故ACD錯(cuò)誤,B正確;
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】考查磁通量的概念,掌握感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,理解磁通量的大小可以用穿過(guò)線圈的條數(shù)來(lái)表示,條數(shù)增加則磁通量增加,條數(shù)減小則磁通量減小。
18.(房山區(qū)一模)如圖是汽車速率計(jì)的基本結(jié)構(gòu)示意圖,其工作原理如下:速率計(jì)的轉(zhuǎn)軸通過(guò)一系列傳動(dòng)裝置與汽車驅(qū)動(dòng)輪相連,速率計(jì)轉(zhuǎn)軸的上端鉚接了一個(gè)永久磁鐵,永久磁鐵上罩了一塊鋁片,鋁片又固定在指針軸上。當(dāng)永久磁鐵隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí),鋁片與永久磁鐵會(huì)發(fā)生相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)指針一起轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)以上材料判斷,以下說(shuō)法不正確的是( )
A.汽車勻速行駛時(shí),鋁片中沒(méi)有電流
B.永磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向與鋁片轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同
C.鋁片總是阻礙永久磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)
D.該速率計(jì)運(yùn)用了電磁感應(yīng)原理
【分析】閉合線圈(導(dǎo)體)在變化的磁場(chǎng)中,磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象。感應(yīng)電流激發(fā)的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的變化。
【解答】解:A、汽車勻速行駛,速率計(jì)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),永久磁鐵相對(duì)于鋁片轉(zhuǎn)動(dòng),磁通量改變,會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,鋁片中有電流,A不正確;
B、根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流激發(fā)的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)相互作用,阻礙原磁場(chǎng)的變化,故鋁片轉(zhuǎn)動(dòng)方向與永磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,故B正確;
C、根據(jù)根據(jù)楞次定律,鋁片總是阻礙永久磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng),C正確;
D、該速率計(jì)通過(guò)電磁感應(yīng),使鋁片產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)指針一起轉(zhuǎn)動(dòng),D正確;
本題選不正確的,故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】考查電磁感應(yīng)定律,要深刻理解楞次定律中“阻礙”的不同表述,如“增縮減擴(kuò)、來(lái)拒去留”,這些不同角度的理解要會(huì)用,巧用。
19.(平谷區(qū)一模)有人做過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn):將一錫塊和一個(gè)磁性很強(qiáng)的小永久磁鐵疊放在一起,放入一個(gè)淺平的塑料容器中。往塑料容器中倒入液態(tài)氮,降低溫度,使錫出現(xiàn)超導(dǎo)性。這時(shí)可以看到,小磁鐵竟然離開(kāi)錫塊表面,飄然升起,與錫塊保持一定距離后,便懸空不動(dòng)了。產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是:磁場(chǎng)中的超導(dǎo)體能將磁場(chǎng)完全排斥在超導(dǎo)體外,即超導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有磁通量(邁斯納效應(yīng))。如果外界有一個(gè)磁場(chǎng)要通過(guò)超導(dǎo)體內(nèi)部,那么在磁場(chǎng)作用下,超導(dǎo)體表面就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)無(wú)損耗感應(yīng)電流。這個(gè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)恰恰與外加磁場(chǎng)大小相等、方向相反,這就形成了一個(gè)斥力。當(dāng)磁鐵受到的向上的斥力大小剛好等于它重力大小的時(shí)候,磁鐵就可以懸浮在空中。根據(jù)以上材料可知( )
A.超導(dǎo)體處在恒定的磁場(chǎng)中時(shí)它的表面不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
B.超導(dǎo)體處在均勻變化的磁場(chǎng)中時(shí)它的表面將產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流
C.將磁鐵靠近超導(dǎo)體,超導(dǎo)體表面的感應(yīng)電流增大,超導(dǎo)體和磁鐵間的斥力就會(huì)增大
D.將懸空在超導(dǎo)體上面的磁鐵翻轉(zhuǎn)180°,超導(dǎo)體和磁鐵間的作用力將變成引力
【分析】分析題干信息,外界有一個(gè)磁場(chǎng)要通過(guò)超導(dǎo)體內(nèi)部,那么超導(dǎo)體表面就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)無(wú)損耗感應(yīng)電流,該感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與外界磁場(chǎng)等大反向,則超導(dǎo)體處在恒定的磁場(chǎng)中時(shí)它的表面產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流,超導(dǎo)體處于均勻變化的磁場(chǎng)中時(shí)它的表面產(chǎn)生均勻變化的感應(yīng)電流。
從受力的角度分析,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙著超導(dǎo)體和磁鐵間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),即作用力為斥力。
【解答】解:A、分析題意可知,磁場(chǎng)中的超導(dǎo)體能將磁場(chǎng)完全排斥在超導(dǎo)體外,即超導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有磁通量(邁斯納效應(yīng))。如果外界有一個(gè)磁場(chǎng)要通過(guò)超導(dǎo)體內(nèi)部,那么超導(dǎo)體表面就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)無(wú)損耗感應(yīng)電流,故超導(dǎo)體處在恒定的磁場(chǎng)中時(shí)它的表面產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;
B、根據(jù)題干信息可知,超導(dǎo)體處于均勻變化的磁場(chǎng)中時(shí),超導(dǎo)體表面產(chǎn)生的無(wú)損耗感應(yīng)電流,該感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)恰恰與外加磁場(chǎng)大小相等、方向相反,故外加磁場(chǎng)是均勻變化的,則感應(yīng)電流是均勻變化的,這樣才能抵消外加磁場(chǎng),故B錯(cuò)誤;
C、將磁鐵靠近超導(dǎo)體,超導(dǎo)體周圍的外加磁場(chǎng)增強(qiáng),為了抵消外加磁場(chǎng),超導(dǎo)體表面的感應(yīng)電流增大,超導(dǎo)體和磁鐵間的斥力就會(huì)增大,故C正確;
D、根據(jù)題干信息可知,將懸空在超導(dǎo)體上面的磁鐵翻轉(zhuǎn)180°,超導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)仍要與外加磁場(chǎng)抵消,超導(dǎo)體和磁鐵間的作用力仍為斥力,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】此題考查了電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是提取題干有用信息,明確超導(dǎo)體表面的無(wú)損耗感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與外加磁場(chǎng)大小相等、方向相反。
20.(武漢模擬)如圖(a)所示,在傾角θ=37°的斜面上放置著一個(gè)金屬網(wǎng)環(huán),圓環(huán)的上半部分處在垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(未畫出)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小按如圖(b)所示的規(guī)律變化。釋放圓環(huán)后,在t=8t和t=9t時(shí)刻,圓環(huán)均能恰好靜止在斜面上。假設(shè)圓環(huán)與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,sin37°=0.6,則圓環(huán)和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為( )
A.B.C.D.
【分析】在t=8t和t=9t時(shí)刻,圓環(huán)均能恰好靜止在斜面上,分析兩種情況下感應(yīng)電流的大小和安培力的方向,對(duì)圓環(huán)根據(jù)平衡條件列方程求解。
【解答】解:設(shè)圓環(huán)的直徑為d,面積為S,質(zhì)量為m,電阻為R;
在0~8t0時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1===,
感應(yīng)電流大小為I1==①
圓環(huán)的上半部分處在垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,且磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,根據(jù)楞次定律可知電流方向俯視為順時(shí)針,根據(jù)左手定則可知安培力的方向沿斜面向下,在t=8t時(shí)刻,圓環(huán)均能恰好靜止在斜面上,則有:mgsin37°+B0I1d=μmgcs37° ②
在9t0~10t0時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2===,
感應(yīng)電流大小為I2==③
圓環(huán)的上半部分處在垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,且磁感應(yīng)強(qiáng)度減小,根據(jù)楞次定律可知電流方向俯視為逆時(shí)針,根據(jù)左手定則可知安培力的方向沿斜面向上,在t=9t時(shí)刻,圓環(huán)均能恰好靜止在斜面上,則有:mgsin37°+μmgcs37°=B0I2d ④
根據(jù)②④可得=,代入I1和I2,
解得:μ=,故D正確、ABC錯(cuò)誤。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了安培力作用下的平衡問(wèn)題,解答本題的關(guān)鍵是掌握法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律,挖掘題目所給出的臨界條件,根據(jù)平衡條件求解。
二.多選題(共10小題)
21.(海淀區(qū)一模)線圈繞制在圓柱形鐵芯上,通過(guò)導(dǎo)線與電流計(jì)連接組成閉合回路。條形磁鐵的軸線和鐵芯的軸線及連接線圈和電流計(jì)的導(dǎo)線在同一平面內(nèi),鐵芯、線圈及條形磁鐵的幾何中心均在與鐵芯垂直的PQ連線上。條形磁鐵分別與線圈相互平行或相互垂直放置。若電流從電流表“+”接線柱流入時(shí)電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),在如下情形中能觀察到明顯的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,且圖中標(biāo)出的電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向正確的是( )
A.
B.
C.
D.
E.
F.
【分析】判斷線圈內(nèi)磁通量的變化情況,根據(jù)楞次定律,判斷產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)方向,再由右手螺旋定則,判斷線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向。
【解答】解:A、該圖中當(dāng)磁鐵平行線圈向上運(yùn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量向下減小,根據(jù)楞次定律可知,產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)方向向下,由右手螺旋定則可知,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流從負(fù)極流入電流計(jì),則電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn),故A錯(cuò)誤;
B、該圖中當(dāng)磁鐵向線圈遠(yuǎn)離時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量向下減小,根據(jù)楞次定律可知,產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)方向向下,由右手螺旋定則可知,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流從負(fù)極流入電流計(jì),則電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn),故B正確;
C、當(dāng)磁鐵按如圖所示的方式向上運(yùn)動(dòng)時(shí),由對(duì)稱性可知,穿過(guò)線圈的磁通量向下增大,根據(jù)楞次定律可知,產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)方向向上,由右手螺旋定則可知,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流從正極流入電流計(jì),則電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),故C正確;
D、當(dāng)磁鐵按如圖所示的方式向下運(yùn)動(dòng)時(shí),由對(duì)稱性可知,穿過(guò)線圈的磁通量向上增大,根據(jù)楞次定律可知,產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)方向向下,由右手螺旋定則可知,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流從負(fù)極流入電流計(jì),則電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn),故D正確;
E、當(dāng)磁鐵按如圖所示的方式旋轉(zhuǎn)時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量向下減小,根據(jù)楞次定律可知,產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)方向向下,由右手螺旋定則可知,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流從負(fù)極流入電流計(jì),則電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn),故E正確;
F、當(dāng)磁鐵按如圖所示的方式旋轉(zhuǎn)時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量不變,線圈中不會(huì)有感應(yīng)電流,故F錯(cuò)誤;
故選:BCDE。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向,解題的關(guān)鍵先判斷原磁場(chǎng)的方向和線圈內(nèi)磁通量的變化情況,再利用楞次定律和右手螺旋定則分析求解。
22.(保定一模)電磁阻尼現(xiàn)象在日常生活中得到廣泛應(yīng)用,如汽車的減震懸架,精密實(shí)驗(yàn)儀器的防震等。某減震座椅工作原理示意圖如圖所示,除了彈簧可減震之外,中間還有磁體和配套定子線圈,在震動(dòng)過(guò)程中磁體可在定子線圈內(nèi)上下移動(dòng)。下列說(shuō)法中正確的是( )
A.定子線圈的電阻越小,電磁阻泥現(xiàn)象越明顯
B.定子線圈的電阻越大,電磁阻尼現(xiàn)象越明顯
C.震動(dòng)過(guò)程中減震系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生焦耳熱
D.震動(dòng)過(guò)程中減震系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生焦耳熱
【分析】阻尼現(xiàn)象的主要原因是物體受到安培力,而安培力的方向阻礙物體運(yùn)動(dòng),電阻越小,電流越大,安培力越大,阻尼現(xiàn)象越明顯。而減震過(guò)程產(chǎn)生電流,就會(huì)有焦耳熱產(chǎn)生。
【解答】解:AB、內(nèi)部電阻越小,電流越大,安培力越大,阻尼現(xiàn)象越明顯。故A正確,B錯(cuò)誤;
CD、減震過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電流,內(nèi)部有電阻,就會(huì)產(chǎn)生焦耳熱。故C正確,D錯(cuò)誤。
故選:AC。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查阻尼運(yùn)動(dòng),要理解物體受到安培力的作用阻礙物體運(yùn)動(dòng)。要知道有電流經(jīng)過(guò)電阻就會(huì)產(chǎn)生焦耳熱。
23.(如皋市校級(jí)月考)隨著科技的不斷發(fā)展,小到手表、手機(jī),大到電腦、電動(dòng)汽車,都已經(jīng)在無(wú)線充電方面實(shí)現(xiàn)了從理論研發(fā)到實(shí)際應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。如圖所示為某品牌手機(jī)無(wú)線充電的原理圖,下列說(shuō)法正確的是( )
A.無(wú)線充電時(shí),手機(jī)上接收線圈的工作原理是“電流的磁效應(yīng)”
B.發(fā)送端和接收端間的距離影響充電的效率
C.所有手機(jī)都能用該品牌無(wú)線底座進(jìn)行無(wú)線充電
D.接收線圈中交變電流的頻率與發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同
【分析】無(wú)線充電利用電磁感應(yīng)原理。所使用的電源必須是交變電流;接收線圈中交變電流的頻率與發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同。
【解答】解:A、無(wú)線充電手機(jī)接收線圈部分工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;
B、由于充電工作原理為電磁感應(yīng),發(fā)送和接收端間的距離越遠(yuǎn),空間中損失的能量越大,故B正確;
C、不是所有手機(jī)都能進(jìn)行無(wú)線充電,只有手機(jī)中有接收線圈時(shí)手機(jī)利用電磁感應(yīng)進(jìn)行無(wú)線充電,故C錯(cuò)誤;
D、根據(jù)電磁感應(yīng)原理,接收線圈中交變電流的頻率與發(fā)射線圈中頻率相同,故D正確;
故選:BD。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。這種題型屬于基礎(chǔ)題,只要善于積累,難度不大。
24.(深圳二模)電磁感應(yīng)現(xiàn)象在科技和生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列說(shuō)法正確的是( )
A.圖中利用了發(fā)射線圈和接收線圈之間的互感現(xiàn)象構(gòu)成變壓器,從而實(shí)現(xiàn)手機(jī)充電
B.圖中給電磁爐接通恒定電流,可以在鍋底產(chǎn)生渦流,給鍋中食物加熱
C.圖中如果線圈B不閉合,S斷開(kāi)將不會(huì)產(chǎn)生延時(shí)效果
D.圖中給電子感應(yīng)加速器通以恒定電流時(shí),被加速的電子獲得恒定的加速度
【分析】變壓器的工作原理是互感,是一種電磁感應(yīng)原理。電磁爐應(yīng)通以交變電流。延時(shí)繼電器是利用電磁感應(yīng)原理。電子感應(yīng)加速器能通以交變電流。
【解答】解:A、圖中利用了發(fā)射線圈和接收線圈之間的互感現(xiàn)象構(gòu)成變壓器,利用互感原理使手機(jī)充電,故A正確;
B、圖中給電磁爐接通交變電流,可以在鍋底產(chǎn)生渦流,給鍋中食物加熱,故B錯(cuò)誤;
C、圖中如果線圈B不閉合,S斷開(kāi),線圈B中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,工作電路會(huì)立即斷開(kāi),不會(huì)產(chǎn)生延時(shí)效果,故C正確;
D、圖中給電子感應(yīng)加速器通以交變電流時(shí),產(chǎn)生交變的磁場(chǎng),感應(yīng)出交變電壓,使電子獲得恒定的加速度,故D錯(cuò)誤。
故選:AC。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵要理解各種裝置的工作原理,要掌握電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件,來(lái)分析其工作原理。
25.(四川月考)如圖所示,正方形線圈處在電流恒定的長(zhǎng)直導(dǎo)線形成的磁場(chǎng)中,則線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( )
A.向右平動(dòng)
B.向下平動(dòng)
C.繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)(ad邊向外)
D.向上平動(dòng)(D線圈有個(gè)缺口)
【分析】產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,根據(jù)這個(gè)條件判斷有無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生。
【解答】解:由題意可知,長(zhǎng)直導(dǎo)線電流的磁場(chǎng),離導(dǎo)線越近,磁場(chǎng)越強(qiáng);離導(dǎo)線越遠(yuǎn),磁場(chǎng)越弱。
A、線圈向右運(yùn)動(dòng)穿過(guò)線圈的磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;
B、線圈向下平動(dòng)過(guò)程中,穿過(guò)線圈的磁通量減小,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故B正確;
C、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,穿過(guò)線圈的磁通量變化,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故C正確;
D、線圈向上平動(dòng)過(guò)程中,穿過(guò)線圈的磁通量減小,但電路不閉合,則沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故D錯(cuò)誤。
故選:BC。
【點(diǎn)評(píng)】判斷有沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,只要對(duì)照條件分析就行。注意磁通量可以用磁感線的條數(shù)來(lái)判斷。
26.(蘇州期末)下列四個(gè)圖都與渦流有關(guān),其中說(shuō)法正確的是( )
A.真空冶煉爐是利用渦流來(lái)熔化金屬的裝置
B.自制金屬探測(cè)器是利用被測(cè)金屬中產(chǎn)生的渦流來(lái)進(jìn)行探測(cè)的
C.電磁爐工作時(shí)在它的面板上產(chǎn)生渦流加熱食物
D.變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊合而成是為了減小渦流
【分析】電流做周期性的變化,在附近的導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流,該感應(yīng)電流看起來(lái)像水中的漩渦,所以叫做渦流。
渦流會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生大量的熱量,據(jù)此分析各個(gè)選項(xiàng)。
【解答】解:A、真空冶煉爐是線圈中的電流做周期性變化,在金屬中產(chǎn)生渦流,從而產(chǎn)生大量的熱量,熔化金屬的,故A正確。
B、金屬探測(cè)器中變化電流遇到金屬物體,在被測(cè)金屬中上產(chǎn)生渦流來(lái)進(jìn)行探測(cè),故B正確。
C、家用電磁爐工作時(shí),在鍋體中產(chǎn)生渦流,加熱食物,故C錯(cuò)誤。
D、當(dāng)變壓器中的電流變化時(shí),在其鐵芯將產(chǎn)生渦流,使用硅鋼片做成的鐵芯可以盡可能減小渦流的損失,故D正確。
故選:ABD。
【點(diǎn)評(píng)】掌握渦流的原理及應(yīng)用與防止:真空冶煉爐,硅鋼片鐵心,金屬探測(cè)器,電磁爐等。注意電磁爐是利用電流的熱效應(yīng)和磁效應(yīng)的完美結(jié)合體,它的鍋具必須含磁性材料,最常見(jiàn)的是不銹鋼鍋。
27.(洛陽(yáng)期末)如圖所示,上下開(kāi)口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置。小磁塊先后在網(wǎng)管中從相同高度處由靜止釋放,并落至底部。則小磁塊( )
A.在P和Q中都做自由落體運(yùn)動(dòng)
B.在P中下落過(guò)程中機(jī)械能減小
C.在P中的下落時(shí)間比在Q中的長(zhǎng)
D.落至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的大
【分析】當(dāng)小磁塊在光滑的銅管P下落時(shí),由于穿過(guò)銅管的磁通量變化,導(dǎo)致銅管產(chǎn)生感應(yīng)電流,因磁場(chǎng),從而產(chǎn)生安培阻力,對(duì)于塑料管沒(méi)有任何阻礙,從而即可求解。
【解答】解:A、當(dāng)小磁塊在光滑的銅管P下落時(shí),由于穿過(guò)銅管的磁通量變化,導(dǎo)致銅管產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而產(chǎn)生安培阻力,運(yùn)動(dòng)不是自由落體運(yùn)動(dòng),而對(duì)于塑料管內(nèi)小磁塊沒(méi)有任何阻力,在做自由落體運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤。
B、由A選項(xiàng)分析可知,在銅管的小磁塊機(jī)械能不守恒,克服安培力做功,機(jī)械能減小,而在塑料管的小磁塊機(jī)械能守恒,故B正確。
C、在銅管中小磁塊受到安培阻力,則在P中的下落時(shí)間比在Q中的長(zhǎng),故C正確。
D、根據(jù)動(dòng)能定理可知,因安培阻力導(dǎo)致產(chǎn)生熱量,則至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的小,故D錯(cuò)誤。
故選:BC。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查楞次定律的應(yīng)用,要注意明確在發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí),克服安培力做功,機(jī)械能減小。
28.(高州市期末)繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上,鐵芯上套著一個(gè)鋁環(huán),線圈與電源、電鍵相連,如圖所示.線圈上端與電源負(fù)極相連,閉合開(kāi)關(guān)的瞬間,鋁環(huán)向上跳起.若保持開(kāi)關(guān)閉合,則( )
A.鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落
B.鋁環(huán)停留在某一高度
C.鋁環(huán)不斷升高
D.如果電源的正、負(fù)極對(duì)調(diào),觀察到的現(xiàn)象不變
【分析】首先根據(jù)楞次定律與左手定則判斷鋁環(huán)為什么要向上跳起,然后可以說(shuō)明電流穩(wěn)定后,線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)不變,鋁環(huán)中磁通量不變,沒(méi)有產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以線圈與鋁環(huán)之間沒(méi)有力的作用.
【解答】解:A、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的原磁通量的變化,我們可以這樣理解:當(dāng)原磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原來(lái)磁場(chǎng)的方向相反; 當(dāng)原磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)就與原來(lái)磁場(chǎng)的方向相同。
題目中線圈上端與電源正極相連,閉合電鍵的瞬間,鋁環(huán)向上跳起的原因是:閉合電鍵的瞬間線圈突然產(chǎn)生磁場(chǎng)(假設(shè)磁場(chǎng)向上),通過(guò)鋁環(huán)的磁通量突然(向上)增加,那么鋁環(huán)中的感應(yīng)電流就產(chǎn)生與原磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng)(感應(yīng)電流磁場(chǎng)向下);因?yàn)樵艌?chǎng)與感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反,相互排斥,所以鋁環(huán)受到向上的斥力,所以鋁環(huán)向上跳起。
若保持電鍵閉合,流過(guò)線圈的電流穩(wěn)定,磁場(chǎng)不再發(fā)生變化,鋁環(huán)中就沒(méi)有感應(yīng)電流,也就沒(méi)有相互作用,鋁環(huán)僅受重力作用,最后落回。故BC錯(cuò)誤,A正確。
D、如果電源的正、負(fù)極對(duì)調(diào),觀察到的現(xiàn)象還是不變,因?yàn)槲覀冇懻摃r(shí)電流的正負(fù)極對(duì)整個(gè)力的作用過(guò)程沒(méi)有影響。故D正確。
故選:AD。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查楞次定律的應(yīng)用,要注意理解楞次定律的具體意思:當(dāng)原磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原來(lái)磁場(chǎng)的方向相反; 當(dāng)原磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)就與原來(lái)磁場(chǎng)的方向相同.
29.(射陽(yáng)縣期末)下列圖中線圈中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( )
A.B.
C.D.
【分析】根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過(guò)閉合電路的磁能量發(fā)生變化,進(jìn)行判斷.磁能量可由磁感線的條數(shù)分析.
【解答】解:A、線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),穿過(guò)線圈的磁通量沒(méi)有變化,所以不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流;
B、線圈離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),磁通量減小,故有感應(yīng)電流產(chǎn)生;
C、線圈與磁場(chǎng)始終平行,穿過(guò)線圈的磁通量為零,沒(méi)有變化,所以不能產(chǎn)生感應(yīng)電流。
D、在磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化,發(fā)生線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。
本題選不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選:AC
【點(diǎn)評(píng)】本題的解題關(guān)鍵是掌握產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過(guò)閉合電路的磁能量發(fā)生變化和磁通量的含義進(jìn)行判斷.要特別注意理解C,明確由于磁感線一直和線圈平行,故沒(méi)有磁感線“穿”過(guò)線圈.
30.(衢州期中)如圖甲,家用電磁爐已走進(jìn)千家萬(wàn)戶。圖乙為電磁爐中安裝的旋渦狀線圈,當(dāng)通以高頻交流電流時(shí),線圈產(chǎn)生的磁感線的條數(shù)和方向會(huì)隨電流的強(qiáng)度和方向的變化而變化,導(dǎo)致電磁爐上方的鐵鍋產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而使其發(fā)熱。下列說(shuō)法正確的是( )
A.磁場(chǎng)變化的頻率越高,電磁爐的加熱效果越好
B.由上往下看,圖乙線圈中該時(shí)刻電流方向?yàn)轫槙r(shí)針
C.電磁爐的工作原理是應(yīng)用電磁感應(yīng)在鍋體中產(chǎn)生渦流來(lái)工作
D.普通陶瓷砂鍋也可利用電磁爐來(lái)煲湯
【分析】電磁爐又被稱為電磁灶,其原理是磁場(chǎng)感應(yīng)渦流加熱,即利用交變電流通過(guò)線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng),從而使金屬鍋?zhàn)陨懋a(chǎn)生無(wú)數(shù)小渦流而直接加熱于鍋內(nèi)的食物。
【解答】解:A、鍋體中的渦流是由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的,提高磁場(chǎng)變化的頻率,可提高電磁爐的加熱效果,故A正確;
B、由上往下看,依據(jù)右手螺旋定則,可知,圖乙線圈中該時(shí)刻電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,故B錯(cuò)誤;
C、電磁爐的工作原理是應(yīng)用電磁感應(yīng)在鍋體中產(chǎn)生渦流來(lái)工作,故C正確;
D、由C選項(xiàng)分析可知,普通陶瓷砂鍋不可利用電磁爐來(lái)煲湯,故D錯(cuò)誤。
故選:AC。
【點(diǎn)評(píng)】本題要求學(xué)生根據(jù)題文的信息解答,考查了學(xué)生接受信息的能力,掌握電磁爐的應(yīng)用及工作原理,注意鍋體中產(chǎn)生渦流,并不是電磁爐。
三.填空題(共10小題)
31.(湖北期末)如圖所示,是用來(lái)做電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)一下后,又回到中央位置.現(xiàn)繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
(1)把原線圈插入副線圈的過(guò)程中,電流表的指針將 向左偏轉(zhuǎn) .
(2)把原線圈插入副線圈后電流表的指針將 指零
(3)原、副線圈保持不動(dòng),把變阻器滑動(dòng)片P向右移動(dòng)過(guò)程中,電流表的指針將 向右偏轉(zhuǎn) .
【分析】穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化,閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);根據(jù)題意判斷磁通量變化情況與電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系,然后根據(jù)磁通量的變化情況判斷指針偏轉(zhuǎn)方向.
【解答】解:當(dāng)在閉合電鍵時(shí),發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向左偏了一下,說(shuō)明穿過(guò)大線圈磁通量增加時(shí),電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn);
(1)把原線圈插入副線圈的過(guò)程中,穿過(guò)副線圈的磁通量增加,電流表的指針將向左偏轉(zhuǎn).
(2)把原線圈插入副線圈后,穿過(guò)副線圈的磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流表的指針將指零(或回到中央).
(3)原、副線圈保持不動(dòng),把變阻器滑動(dòng)片P向右移動(dòng)過(guò)程中,穿過(guò)副線圈的磁通量減少,電流表的指針將向右偏轉(zhuǎn).
故答案為:(1)向左偏轉(zhuǎn);(2)指零;(3)向右偏轉(zhuǎn).
【點(diǎn)評(píng)】由楞次定律來(lái)確定感應(yīng)電流的方向,而閉合線圈中的磁通量發(fā)生變化有幾種方式:可以線圈面積的變化,也可以磁場(chǎng)的變化,也可以線圈與磁場(chǎng)的位置變化.
32.(兗州區(qū)期中)如圖所示為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置.
(1)將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整.
(2)如果在閉合開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下,那么合上開(kāi)關(guān)后可能出現(xiàn)的情況有:
①將原線圈迅速插入副線圈時(shí),靈敏電流計(jì)的指針將 向右偏轉(zhuǎn)一下 ;
②原線圈插入副線圈后,將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)大時(shí),靈敏電流計(jì)指針將 向左偏轉(zhuǎn)一下 .
(3)在做“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)時(shí),如果副線圈B兩端不接任何元件,則副線圈中 CD .
A.因電路不閉合,無(wú)電磁感應(yīng)現(xiàn)象
B.不能用楞次定律判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向
C.可以用楞次定律判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向
D.有電磁感應(yīng)現(xiàn)象,有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生.
【分析】(1)注意該實(shí)驗(yàn)中有兩個(gè)回路,一是電源、電鍵、變阻器、小螺線管串聯(lián)成的回路,二是電流計(jì)與大螺線管串聯(lián)成的回路,據(jù)此可正確解答.
(2)根據(jù)楞次定律確定電流的方向,判斷指針的偏轉(zhuǎn).
(3)當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí),一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),若閉合時(shí),才有感應(yīng)電流,可以由楞次定律來(lái)確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向.
【解答】解:(1)將電源、電鍵、變阻器、小螺線管串聯(lián)成一個(gè)回路,再將電流計(jì)與大螺線管串聯(lián)成另一個(gè)回路,電路圖如圖所示.
(2)閉合電鍵,磁通量增加,指針向右偏轉(zhuǎn),將原線圈迅速插入副線圈,磁通量增加,則靈敏電流計(jì)的指針將右偏.原線圈插入副線圈后,將滑動(dòng)變阻器觸頭迅速向左拉時(shí),電阻增大,則電流減小,穿過(guò)副線圈的磁通量減小,則靈敏電流計(jì)指針向左偏.
(3)如果副線圈B兩端不接任何元件,線圈中仍有磁通量的變化,仍會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),不會(huì)沒(méi)有感應(yīng)電流存在,但是可根據(jù)楞次定律來(lái)確定感應(yīng)電流的方向,從而可以判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向.故CD正確,AB錯(cuò)誤;
故答案為:(1)
(2)①向右偏轉(zhuǎn)一下;②向左偏轉(zhuǎn)一下;
(3)CD.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象及驗(yàn)證楞次定律的實(shí)驗(yàn),對(duì)于該實(shí)驗(yàn)注意兩個(gè)回路的不同.知道磁場(chǎng)方向或磁通量變化情況相反時(shí),感應(yīng)電流反向是判斷電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)鍵.
33.(虹口區(qū)二模)利用圖(a)所示的裝置可以定性研究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件及其規(guī)律。線圈A、B套在絕緣的閉合環(huán)形鐵芯C上,線圈B與電流傳感器連接。先將電鍵S閉合,再斷開(kāi),電流傳感器中的電流隨時(shí)間變化如圖(b)所示,則電流傳感器的正接線柱應(yīng)在 a 端(選填“a”或“b”)。依據(jù)t1~t2過(guò)程中的電流變化情況,可以得出結(jié)論: 磁通量不變,無(wú)感應(yīng)電流;磁通量減小,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同。 。
【分析】A線圈開(kāi)關(guān)S的通斷,引起A線圈中電流及磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化,由于A、B線圈套在絕緣的閉合環(huán)形鐵芯C上,故B線圈中的磁通量會(huì)發(fā)生變化,B線圈為閉合回路形成感應(yīng)電流。
【解答】解:先將電鍵S閉合,A線圈電流產(chǎn)生沿C逆時(shí)針磁場(chǎng),并且增大,B線圈穿過(guò)的磁通量增大,根據(jù)楞次定律結(jié)合右手螺旋定則,電流由b流入電流傳感器,由a流出,根據(jù)圖(b)對(duì)應(yīng)感應(yīng)電流為負(fù),說(shuō)明b端是電流傳感器的負(fù)接線柱應(yīng)在,故電流傳感器的正接線柱應(yīng)在a端。
S閉合后電流穩(wěn)定,磁場(chǎng)強(qiáng)度不變,穿過(guò)B的磁通量不變,無(wú)感應(yīng)電流;當(dāng)S斷開(kāi),穿過(guò)線圈B的磁通量減小,產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同。
故答案為:a;磁通量不變,無(wú)感應(yīng)電流;磁通量減小,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同。
【點(diǎn)評(píng)】穿過(guò)閉合線圈中的磁通量發(fā)生變化才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流;電流流經(jīng)用電器正極進(jìn)負(fù)極出。
34.(蕪湖期末)如圖所示,將小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng).(1)~(3)問(wèn)(填“有”或“無(wú)”).
(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通或斷開(kāi)時(shí),電流表中 有 電流通過(guò);
(2)若開(kāi)關(guān)S一直閉合,當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí),電流表中 有 電流通過(guò);
(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S一直閉合,滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭不動(dòng)時(shí),電流表中 無(wú) 電流產(chǎn)生;
(4)綜上所述,只要穿過(guò) 閉合 電路的 磁通量 發(fā)生變化,就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.
【分析】閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線,回路產(chǎn)生感應(yīng)電流;穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化,回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)題意與感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件分析答題.
【解答】解:(1)閉合和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間,穿過(guò)回路的磁通量變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流;
(2)若開(kāi)關(guān)S一直閉合,當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí),穿過(guò)回路的磁通量變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流;
(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S一直閉合,滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭不動(dòng)時(shí),磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流;
(4)綜上所述,只要穿過(guò)閉合電路的磁通量變化,就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.
故答案為:(1)有;(2)有;(3)無(wú);(4)閉合,磁通量.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,知道感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,分析清楚題意即可正確解題.
35.(西寧期末)某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)器材探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象.他連接好電路并檢查無(wú)誤后,閉合電鍵的瞬間觀察到電流表G指針向右偏轉(zhuǎn).電鍵閉合后,他還進(jìn)行了下列操作:
(1)將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭快速向接線柱C移動(dòng),電流計(jì)指針將 右偏 (填“左偏”、“右偏”或“不偏”)
(2)將線圈A中的鐵芯快速抽出,電流計(jì)指針將 左偏 (填“左偏”、“右偏”或“不偏”)
【分析】根據(jù)題意確定指針偏轉(zhuǎn)方向與磁通量變化 間的關(guān)系,然后根據(jù)磁通量的變化情況確定指針的偏轉(zhuǎn)方向.
【解答】解:(1)在電鍵剛閉合時(shí),回路中的電流增大,原線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)增大,所以副線圈中的磁通量增大,此時(shí)電流表指針右偏;
電鍵閉合后滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭迅速向接線柱C移動(dòng)時(shí),接入電路的有效電阻減小,所以回路中的電流增大,原線圈中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)增大,穿過(guò)副線圈的磁通量增大,所以指針偏轉(zhuǎn)的方向向右偏;
(2)保持滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭不動(dòng),迅速向上提線圈A,穿過(guò)副線圈的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可得,此時(shí)的感應(yīng)電流的方向與開(kāi)始時(shí)感應(yīng)電流的方向相同,指針偏向左偏,
故答案為:右偏,左偏.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象及驗(yàn)證楞次定律的實(shí)驗(yàn),對(duì)于該實(shí)驗(yàn)注意兩個(gè)回路的不同.知道磁場(chǎng)方向或磁通量變化情況相反時(shí),感應(yīng)電流反向是判斷電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)鍵
36.(南昌縣校級(jí)期末)在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中,首先按圖1接線,以查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向之間的關(guān)系;當(dāng)閉合S時(shí),觀察到電流表指針向右偏,不通電時(shí)電流表指針停在正中央.然后按圖2所示將電流表與副線圈B連成一個(gè)閉合回路,將原線圈A、電池、滑動(dòng)變阻器和電鍵S串聯(lián)成另一個(gè)閉合電路.根據(jù)電磁感應(yīng)規(guī)律,填寫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(向左偏轉(zhuǎn)、向右偏轉(zhuǎn)、不偏轉(zhuǎn)).
①S閉合后,將螺線管A(原線圈)插入螺線管B(副線圈)的過(guò)程中,電流表的指針 向左偏轉(zhuǎn)
②線圈A放在B中不動(dòng)時(shí),指針 不偏轉(zhuǎn)
③線圈A放在B中不動(dòng),將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng)時(shí),電流表指針 向左偏轉(zhuǎn)
④線圈A放在B中不動(dòng),突然斷開(kāi)S.電流表指針 向右偏轉(zhuǎn) .
【分析】①先判斷線圈A中磁場(chǎng)方向,然后根據(jù)楞次定律判斷線圈B中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向,最后得到線圈B中的感應(yīng)電流方向;
②線圈不動(dòng),磁通量不變,無(wú)感應(yīng)電流;
③滑片向左移動(dòng),電流變大,先判斷線圈A中磁場(chǎng)方向,然后根據(jù)楞次定律判斷線圈B中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向,最后得到線圈B中的感應(yīng)電流方向;
④突然斷開(kāi)S,先判斷線圈A中磁場(chǎng)方向,然后根據(jù)楞次定律判斷線圈B中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向,最后得到線圈B中的感應(yīng)電流方向;
【解答】解:由題意可知,當(dāng)閉合S時(shí),觀察到電流表指針向右偏,則有電流從正極進(jìn)入時(shí),電流指針向右偏;電流從負(fù)極進(jìn)入時(shí),電流指針向左偏;
①線圈A中磁場(chǎng)方向向上,插入B線圈,故線圈B中磁通量變大,阻礙變大,故感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下,故電流從右向左流過(guò)電流表,故電流表指針向左偏轉(zhuǎn);
②線圈不動(dòng),磁通量不變,無(wú)感應(yīng)電流,故指針不動(dòng);
③線圈A中磁場(chǎng)方向向上,滑片向左移動(dòng),電流變大,故線圈B中磁通量變大,阻礙變大,故感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下,故電流從右向左流過(guò)電流表,故電流表指針向左偏轉(zhuǎn);
④線圈A中磁場(chǎng)方向向上,突然斷開(kāi)S,磁通量減小,阻礙減小,故感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上,故電流從左向右流過(guò)電流表,故電流表指針向右偏轉(zhuǎn);
故答案為:①向左偏轉(zhuǎn);②不偏轉(zhuǎn);③向左偏轉(zhuǎn);④向右偏轉(zhuǎn).
【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是根據(jù)先安培定則判斷出A中磁場(chǎng)方向,然后根據(jù)楞次定律判斷線圈B中感應(yīng)電流的方向.
37.(滑縣期末)在探究磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件,某同學(xué)做了下面實(shí)驗(yàn)(如圖所示):
研究對(duì)象:線圈B和電流表構(gòu)成的閉合回路
磁場(chǎng)提供:通電線圈A
該同學(xué)完成該實(shí)驗(yàn)后,繪制表格如下
(1)表格中,A處應(yīng)為 不偏轉(zhuǎn) ,B處應(yīng)為 偏轉(zhuǎn) .(填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)
(2)由上面實(shí)驗(yàn)我們得出在磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是: 穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí),電路產(chǎn)生感應(yīng)電流 .
【分析】根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件分析答題,穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化,電路產(chǎn)生感應(yīng)電流.
【解答】解:(1)斷開(kāi)開(kāi)關(guān),移動(dòng)變阻器的滑片,穿過(guò)副線圈的磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,指針不偏轉(zhuǎn);
斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的瞬間,穿過(guò)副線圈的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,指針發(fā)生偏轉(zhuǎn);
(2)由實(shí)驗(yàn)可知,穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí),電路產(chǎn)生感應(yīng)電流.
故答案為:(1)不偏轉(zhuǎn);偏轉(zhuǎn);(2)穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí),電路產(chǎn)生感應(yīng)電流.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,知道感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件、分析實(shí)驗(yàn)即可正確解題.
38.(上海模擬)“研究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示.實(shí)驗(yàn)表明:當(dāng)穿過(guò)閉合電路的 磁通量 發(fā)生變化時(shí),閉合電路中就會(huì)有電流產(chǎn)生.在閉合電鍵S前,滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片P應(yīng)置于 a 端(選填“a”或“b”).電鍵S閉合后還有多種方法能使線圈C中產(chǎn)生感應(yīng)電流,試寫出其中的兩種方法:
(1) 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片 ;(2) 線圈A在線圈C中拔出或插入 .
【分析】當(dāng)穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí),會(huì)產(chǎn)生的感應(yīng)電流.
【解答】解:當(dāng)穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí),會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.
閉合電鍵前,滑動(dòng)變阻器阻值應(yīng)最大,則滑片P應(yīng)置于a端.
當(dāng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,電流變化,線圈周圍的磁場(chǎng)發(fā)生變化,穿過(guò)C線圈的磁通量發(fā)生變化,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.
當(dāng)線圈A在線圈C中拔出或插入的過(guò)程,穿過(guò)線圈C的磁通量發(fā)生變化,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.
故答案為:磁通量 a (1)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 (2)線圈A在線圈C中拔出或插入
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件,即穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化.
39.(新津縣校級(jí)月考)如圖所示器材可用來(lái)研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象及確定感應(yīng)電流方向.
(1)在給出的實(shí)物圖中,用實(shí)線作為導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)儀器連成實(shí)驗(yàn)電路.
(2)線圈L1和L2的繞向一致,將線圈L1插入L2中,合上開(kāi)關(guān).能使L2中感應(yīng)電流的流向與L1中電流的流向相同的實(shí)驗(yàn)操作是 BCD .
A.插入軟鐵棒 B.拔出線圈L1
C.增大接入電路中的滑動(dòng)變阻器的阻值 D.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān).
【分析】(1)注意在該實(shí)驗(yàn)中有兩個(gè)回路,一個(gè)由線圈L2和電流計(jì)串聯(lián)而成,另一個(gè)由電鍵、滑動(dòng)變阻器、電壓、線圈L1串聯(lián)而成.
(2)根據(jù)楞次定律求解,若使感應(yīng)電流與原電流的繞行方向相同,則線圈L2中的磁通量應(yīng)該減小,據(jù)此可正確解答.
【解答】解:(1)將線圈L2和電流計(jì)串聯(lián)形成一個(gè)回路,將電鍵、滑動(dòng)變阻器、電壓、線圈L1串聯(lián)而成另一個(gè)回路即可,實(shí)物圖如下所示:
(2)根據(jù)楞次定律可知,若使感應(yīng)電流與原電流的繞行方向相同,則線圈L2中的磁通量應(yīng)該減小,故拔出線圈L1、使變阻器阻值變大、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)均可使線圈L2中的磁通量減小,故A錯(cuò)誤,BCD正確.
故答案為:(1)電路圖如圖所示;(2)BCD.
【點(diǎn)評(píng)】知道探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)有兩套電路,這是正確連接實(shí)物電路圖的前提與關(guān)鍵.對(duì)于該實(shí)驗(yàn),要明確實(shí)驗(yàn)原理及操作過(guò)程,平時(shí)要注意加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)練習(xí).
40.(溧水區(qū)校級(jí)學(xué)業(yè)考試)電磁灶是利用 電磁感應(yīng) 原理制成的,它在灶內(nèi)通過(guò)交變電流產(chǎn)生交變磁場(chǎng),使放在灶臺(tái)上的鍋體內(nèi)產(chǎn)生 渦流 而發(fā)熱.
【分析】電磁感應(yīng)在生活中的應(yīng)用很多,而電磁灶就是利用電磁感應(yīng)原理制作而成的.
【解答】解:電磁灶是利用電磁感應(yīng)原理制成的;產(chǎn)生熱量的原因是利用交變電流產(chǎn)生交變磁場(chǎng),使放在灶臺(tái)上的鍋體內(nèi)產(chǎn)生的渦流而將電磁能轉(zhuǎn)化為熱量;
故答案為:電磁感應(yīng);渦流.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電磁感應(yīng)的應(yīng)用,了解電磁灶的原理是解此題的關(guān)鍵.比較基本,解答不難.
照度/lx
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
電阻/kΩ
75
40
28
23
20
18
線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)的情況
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
磁體磁場(chǎng)方向
感應(yīng)電流的方向





線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)的情況
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
磁體磁場(chǎng)方向
感應(yīng)電流的方向





電流表的指針
斷開(kāi)開(kāi)關(guān),移動(dòng)變阻器滑片
A
接通開(kāi)關(guān),移動(dòng)變阻器滑片
偏轉(zhuǎn)
接通開(kāi)關(guān),變阻器滑片不移動(dòng)
不偏轉(zhuǎn)
斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間
B

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