2020高中物理选修3-2同步第四章 1～2 探究感应电流的产生条件

(2)开始实验时，滑动变阻器滑片P应该放置在________(填“a”或“b”)端.

(3)闭合开关后，请写出三种使线圈B中产生感应电流的方法：①_________；②_________；③________.

答案 (1)见解析图 (2)a (3)①断开开关 ②插入或拔出线圈A ③移动滑动变阻器的滑片 解析 (1)将电源、开关、滑动变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将灵敏电流计与线圈B串联成另一个回路，电路图如图所示.

(2)由图示电路图可知，滑动变阻器采用限流式接法，为保护电路应该使接入电路的电阻最大，在闭合开关S前，滑动变阻器滑片P应置于a端.

(3)开关S闭合后还有多种方法能使线圈B中产生感应电流，如：移动滑动变阻器的滑片、线圈A在线圈B中插入或拔出、断开开关等.

一、选择题

考点一 电磁感应现象的发现与认识

1.许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列表述中正确的是( ) A.牛顿测出引力常量 B.法拉第发现电磁感应现象

C.安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式

D.奥斯特总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律 答案 B

2.在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是( ) A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表示数的变化 B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，一段时间后观察电流表示数的变化 C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表示数的变化

D.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表示数的变化 答案 D

解析 同时满足电路闭合和穿过电路的磁通量发生变化这两个条件，电路中才会产生感应电流，本题中的A、B选项都不会使电路中的磁通量发生变化，并不满足产生感应电流的条件，故都不正确.C选项中磁铁插入线圈时，虽有短暂电流产生，但未能及时观察，C项错误.在给线圈通电、断电瞬间，会引起穿过另一线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，因此D项正确. 考点二 磁通量及其变化的分析

3.如图1所示，虚线框内有匀强磁场，大环和小环是垂直于磁场方向同心放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过大、小两环的磁通量，则有( )

图1

A.Φ1>Φ2

B.Φ1<Φ2

C.Φ1＝Φ2 答案 C

D.无法确定

解析 对于大环和小环来说，磁感线的净条数没有变化，所以选C.

4.如图2所示，线圈ABCO的面积为0.4 m2，匀强磁场的磁感应强度B＝0.1 T，方向为x轴正方向.在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°的过程中，通过线圈的磁通量改变量为( )

图2

A.3.46×102 Wb B.2×102 Wb C.0

D.4×102 Wb 答案 A

解析 在题图实线位置时，线圈平面与磁场方向平行，通过线圈的磁通量Φ1＝0；当线圈由题图所示位置绕z轴向下转过60°时，磁通量为Φ2＝BSsin 60°＝0.1×0.4×

－

－－

－

3－

Wb≈3.46×102 Wb，2

则通过线圈的磁通量改变量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝3.46×102 Wb，A正确.

5.如图3所示为一水平放置的条形磁铁，一闭合线框abcd位于磁铁的左端，线框平面始终与磁铁的上表面垂直，并与磁铁的端面平齐.当线框由图中位置Ⅰ经过中间位置Ⅱ到达位置Ⅲ时，穿过线框的磁通量变化情况为( )

图3

A.不发生变化 B.先减少后增加 C.先增加后减少 D.不能确定 答案 B

解析 条形磁铁的磁感线分布如图所示，两端磁感线分布密集，中间磁感线分布稀疏，线框在位置Ⅱ时磁通量最小，故从Ⅰ经Ⅱ到Ⅲ，磁通量先减少后增加，选项B正确.

6.如图4所示，固定的长直导线中通有恒定电流，一矩形线框从abcd位置平移到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是 (线框平行于纸面)( )