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第十二章
第二讲
法拉第电磁感应定律
自感
1
.假如宇航员登月后,想探测一下月球的表面是否有磁场,他手
边有一只 灵敏电流表和一个小线圈,则下列推断正确的是
(
)
A
.直接将电流表放于月球表面,看是否有示数来判断磁场的
有无
B
.将电流表与线圈组成闭合电路,使线圈沿某一方向运动,如
电流表无示数,则可判断月球表 面无磁场
C
.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如
电 流表有示数,则可判断月球表面有磁场
D
.
将电流表与线圈组成闭合电路,
使线圈在某一平面内沿各个
方向运动,如电流表无示数,则可判断月球表面无磁场
< br>解析:电磁感应现象产生的条件是:穿过闭合回路的磁通量发生
改变时,
回路中有感应电 流产生.
选项
A
中,
即使有一个恒定的
磁场,也不会有示数,所以< br>A
错误;同理,如果将电流表与线圈
组成回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表无示数 ,也不能判
断出没有磁场,因为穿过线圈的磁通量可能是恒定的,所以选项
B
错误;但 是有示数则说明一定是有磁场的,所以选项
C
正确;
将电流表与线圈组成闭合回路,< br>使线圈在某一平面内沿各个方向
运动,电流表也没有示数,只说明通过闭合回路的磁通量不变,< br>该磁通量可能为
0
,或为另一恒定值,所以
D
选项错误.
答案:
C
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2
.物理实验中,常用一种叫做
“
冲击电流计
”
的仪器测定通过电路的电荷量,如图
1
所
示,探测线圈与冲击电流计串联后可用来测
定磁场的磁感应强度.已知线圈匝数为
n
,
面积为
S
,线圈与冲击电流计组成的回路电
图
1
阻为
R
.
若将线圈放在被测匀强磁场中,开始线圈平面与磁场垂
直,现把探测线圈翻转
18 0
°
,冲击电流计测出通过线圈的电荷
量
为
q
,
由
上
述
数
据
可
测
出
被
测
磁
场
的
磁
感
应
强
度
为
(
)
qR
qR
A.
B.
2
nS
nS
qR
qR
C.
D.
2
S
S
E
n
Δ
Φ
Δ
Φ
解 析:
由
E
=
n
,
I
=
,
q
=
I
Δ
t
,
得
q
=
,
当线圈翻 转
180
°
R
R
Δ
t
qR
时,
Δ
Φ
=
2
BS
,故
B
=
,故选
A.
2
nS
答案:
A
3
.图
2
所示是法拉第做成的世界上
发电机模型的原理图.将铜盘放
中,让磁感线垂直穿过铜盘 ;图中
a
、
b
导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面
内;转动铜盘,就可以使闭合电路获得
图
2
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第一台
在磁场
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电流.若图中铜盘半径为
L
,匀强磁场的磁感应强度为
B
,回路
总电阻为
R
,从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为
ω
.
则下列说法正确的是
(
)
A
.回路中有大小和方向周期性变化的电流
BL
2
ω
B
.回路中电流大小恒定,且等于
R< br>C
.回路中电流方向不变,且从
b
导线流进灯泡,再从
a
导线
流向旋转的铜盘
D
.
若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变 化的磁场,
不
转动铜盘,灯泡中也会有电流流过
解析:把铜盘看做若干条由 中心指向边缘的铜棒组合而成,当
铜盘转动时,每根金属棒都在切割磁感线,相当于电源,由右
手定则知,中心为电源正极,盘边缘为负极,若干个相同的电
源并联对外供电,电流方向由
b< br>经灯泡再从
a
流向铜盘,方向
1
-
不变,
C
对,
A
错.回路中感应电动势为
E
=
BL
v
=B
ω
L
2
,所
2
E
B
ω
L< br>2
以电流
I
=
=
,
B
错.当铜盘不动,磁场 按正弦规律变化
R
2
R
时,铜盘中形成涡流,但没有电流通过灯泡,
D
错.
答案:
C
4
.一个由电阻 均匀的导线绕制成的闭
放在磁场中,如图
3
所示,线圈平
场方向成
6 0
°
角,磁感应强度随时间均匀变
化,下列方法可使感应电流增加一倍的是
(
)
图
3
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合线圈
面与磁
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A
.把线圈匝数增加一倍
B
.把线圈面积增加一倍
C
.把线圈半径增加一倍
D
.改变线圈与磁场方向的夹角
解析:
设导线的电阻率为
ρ
,
横截面积为
S
0
,
线圈的半径为
r
,
则
Δ
B
Δ
Φ
2
n
n
π
r
sin
θ
Δ
t
Δ
t
E
S
0
r
Δ
B
I
=
=
=
=
·
·
sin
θ
R
R
2
ρ
Δ
t< br>n
·
2
π
r
ρ
S
0
可见,将
r
增加一倍,
I
增加一倍,将线圈与磁场方向的夹角改
变时,
si n
θ
不能变为原来的
2
倍
(
因
sin
θ< br>最大值为
1)
,若将线圈
的面积增加一倍,半径
r
增加
(
2
-
1)
倍,电流增加
(
2
-
1)< br>倍,
I
与线圈匝数无关.综上所述,只有
D
项正确.
答案:
C
5
.
如图
4< br>所示,
匀强磁场的方向垂直
所在平面,导体棒
ab
与电路接触
当导体棒
ab
在外力
F
作用下从左向右做
匀加速直线运动时,若不计摩擦和导线的
图
4
电阻,整个过程中,灯泡
L
未被烧毁,电容器
C
未被击穿,
则该过程 中
(
)
A
.感应电动势将变大
B
.灯泡
L
的亮度变大
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于电路
良好.
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C
.电容器
C
的上极板带负电
D
.电容器两极板间的电场强度将减小
解析:
当导体棒
a b
在外力
F
作用下从左向右做匀加速直线运动
时,由右手定则,导体棒
a
端的电势高,电容器
C
的上极板带
正电;由公式
E
=< br>BLv
,感应电动势将变大,导体棒两端的电压
变大,灯泡
L
的亮度变 大,由
E
=
U
/
d
,电容器两极板间的电场
强度将 变大.故
A
、
B
正确,
C
、
D
错.
答案:
AB
6
.
(2020
·
安徽高考)
如图
5
甲所示,一个电阻为
R
、面积为
S
的 矩
形导线框
abcd
,
水平放置在匀强磁场中,
磁场的磁感应强度为
B
,
方向与
ad
边垂直并与线框平面成
45
°角,
o
、
o
′
分别是
ab
边和
cd< br>边的中点.
现将线框右半边
obco
′
绕
oo
′逆时针旋转
90
°
到图乙所示位置.在这一过程中,导线中通过的电荷量是
(
)
图
5
2
BS
2
BS
A.
B.
2
R
R
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