高中物理：1.2 研究产生感应电流的条件 学案 粤教版选修3-2VIP免费

图1图2图3图4研究产生感应电流的条件例1.如图1所示，Ａ是一边长为ｌ的正方形线框，电阻为Ｒ．现维持线框以恒定的速度ｖ沿ｘ轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场Ｂ区域．取逆时针方向为电流正方向，线框从图示位置开始运动，则线框中产生的感应电流ｉ随时间ｔ变化的图线是图2中的：［］解析：由于线框进入和穿出磁场时，线框内磁通量均匀变化，因此在线框中产生的感应电流大小不变．根据楞次定律可知，线框进入磁场时感应电流的方向与规定的正方向相同，穿出磁场时感应电流的方向与规定的正方向相反，因此应选Ｂ．想一想:若将此题改为：以ｘ轴正方向作为力的正方向，则磁场对线框的作用力Ｆ随时间ｔ的变化图线为图3中的：［］同理可分析得正确答案应选Ｃ．例2.电阻为Ｒ的矩形导线框ａｂｃｄ，边长ａｂ＝ｌ、ａｄ＝ｈ、质量为ｍ，自某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为ｈ，如图4所示．若线框恰好以恒定速度通过磁场，线框内产生的焦耳热是．（不考虑空气阻力）解析：线框以恒定速度通过磁场，动能不变，重力势能减少，减少的重力势能转化为线框内产生的焦耳热．根据能的转化与守恒定律得：Ｑ＝ｍｇ·2ｈ＝2ｍｇｈ．例3.如图所示，可以使电流表指针发生偏转的情况是（）A.开关S断开，导线ab竖直向下运动B.开关S闭合，导线ab竖直向上运动C.开关S断开，导线ab从纸里向纸外运动D.开关S闭合，导线ab从纸外向纸里运动分析：为使电流表指针发生偏转，电路中应有感应电流产生，这就需同时满足两个条件：一是电路要闭合；二是一部分导体做切割磁感线运动。对照图中装置可知，A、B、C都错。答：D例4.如图是研究感应电流的方向与哪些因素有关的实验示意图，比较甲、乙两图可以得出感应电流方向与______有关的结论；比较甲、丙两图可以得出感生电流方向与______有关的结论。分析：甲、乙、丙三幅图中有不同之处：甲、乙两图中导体切割磁感线的方向相反，电表指针摆动方向也不同，说明感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关；甲、丙两图中磁极放置的方位不同，导体切割磁感线的方向相同，指针摆动方向相反说明感应电流的方向还与磁场方向有关。用心爱心专心答：应填“导体切割磁感线的运动方向”和“磁感线方向”。例5如图17－1所示，P为一个闭合的金属弹簧圆圈，在它的中间插有一根条形磁铁，现用力从四周拉弹簧圆圈，使圆圈的面积增大，则穿过弹簧圆圈面的磁通量的变化情况________，环内是否有感应电流________．解析：本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示(从上向下看)．磁通量是穿过一个面的磁感线的多少，由于进去和出来的磁感线要抵消一部分，当弹簧圆圈的面积扩大时，进去的磁感条数增加，而出来的磁感线条数是一定的，故穿过这个面的磁通量减小，回路中将产生感应电流．点拨：会判定合磁通量的变化是解决此类问题的关键．例6如图17－2所示，线圈面积为S，空间有一垂直于水平面的匀强磁场，磁感强度为B特斯拉，若线圈从图示水平位置顺时针旋转到与水平位置成θ角处(以OO’为轴)，线圈中磁通量的变化量应是________Wb，若旋转180°，则磁通量的变化量又为________Wb．解析：开始位置，磁感线垂直向上穿过线圈，Φ＝BS，转过θ时，由B．S关系有Φ2＝BScosθ，故ΔΦ＝BS(1－cosθ)当转过180°时，此时，Φ2＝BS，不过磁感线是从线圈另一面穿过∴ΔΦ＝2BS点拨：有相反方向的磁场穿过某一回路时，计算磁通量必须考虑磁通量的正负．例7如图17－3所示，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外．若要线圈产生感应电流，下列方法可行的是[]A．将线圈向左平移一小段距离B．将线圈向上平移C．以ad为轴转动(小于90°)D．以ab为轴转动(小于60°)E．以dc为轴转动(小于60°)点拨：线圈内磁通量变化是产生感应电流的条件参考答案：ACD例8如图17－4所示装置，在下列各种情况中，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[]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，滑线变阻器触头滑动的瞬间D．开关S断开的瞬间点拨：电流变化时能引起它产生的磁场变化．：ACD用心爱心专心