第十一章A 电磁感应现象
1
电磁感应现象
电生磁
磁生电？
1
电磁感应现象
闭合回路中产生感应电流的现象，叫做电磁感应现象。
观察并思考
若N极插入时，灵敏电流计G左偏
则N极拔出时，灵敏电流计G__偏
则S极插入时，灵敏电流计G__偏
则S极拔出时，灵敏电流计G__偏
磁铁在线圈中运动（插入或拔出）
2
产生感应电流的条件
穿过闭合回路的磁感应强度\(B\)发生变化
就可以产生感应电流
将条形磁铁换成电磁铁A
说出三种方法，使灵敏电流计指针发生偏转
1
2
3
2
产生感应电流的条件
思考
若A线圈拔出时，灵敏电流计G左偏
则开关断开瞬间，灵敏电流计G__偏
则滑动变阻器滑片向右移动的过程中，灵敏电流计G__偏
2
产生感应电流的条件
线圈在地磁场中的旋转
地磁场\(B\)
2
产生感应电流的条件
当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合回路中就有感应电流产生。
\(B\)变
\(S\)变
\(\theta\)变
发生变化
第十一章B 感应电流的方向 右手定则
导体切割磁感线时的电磁感应现象
1
\(I\)
\(F_安\)
因电（受力）生动
电动机
因动生电？
发电机
\(v\)
\(I\)？
导体切割磁感线时的电磁感应现象
1
\(v\)
\(B\)
\(v\)
\(B\)
\(B\)
截面图
本质是\(S\)变导致\(\Phi\)变
结论：闭合回路中部分导体做切割磁感线运动时，有感应电流产生。
右手定则（right-hand rule）
2
\(v\)
\(B\)
3
2
1
导体运动\(v\) 的方向
\(B\) 垂直穿过掌心
大拇指
掌心
四指
\(I_感\) 方向
\(v\)
右手定则（right-hand rule）
2
左手定则
右手定则
\(v\)
\(B\)
\(I_感\)
因动生电
因电生动
发电机
电动机
右手定则（right-hand rule）
2
4．图中的小圆圈表示处于匀强磁场中闭合电路一部分导线的截面，速度v沿纸面内所示方向。下列判断正确的是 （ ）。
（A）图（a）中有感应电流，方向向外 （B）图（b）中有感应电流，方向向外
（C）图（c）中无感应电流 （D）图（d）中a、b、c、d四个位置均无感应电流
棒切割
右手定则（right-hand rule）
2
3．如图所示为闭合电路中的一段导体在通电螺线管或圆环电流的磁场中运动，试判断各图中的运动导线中的感应电流方向 。
棒切割，右手+右螺
右手定则（right-hand rule）
2
如图所示，让正方形线圈abcd以速度v由位置1向右匀速移动，经过磁场中的位置2和3而离开磁场到达位置4。正方形边长为L，磁场宽为d。则此过程中：
（1）有感应电流的时间为多长？
（2）没有感应电流的时间为多长
课本P9/例1
如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外。一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1（左）匀速运动到位置2（右）。则（ ）
（A）导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a
（B）导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a
（C）导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右
（D）导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左
金典P55/27
追问：导线框全部在磁场中运动时，感应电流方向如何？
右手定则（right-hand rule）
2
如图所示，在两根平行的光滑导轨上，垂直放置两条直导线，整个装置处在垂直于轨道平面向下的匀强磁场中。当导线ab向左滑动的过程中，cd导线如何动？
棒切割，右手+左手
课本
若磁场方向变为垂直导轨平面向上，情况如何?
第十一章B 感应电流的方向 右手定则
导体切割磁感线时的电磁感应现象
1
\(v\)
\(B\)
\(v\)
\(B\)
\(B\)
截面图
本质是\(S\)变导致\(\Phi\)变
结论：闭合回路中部分导体做切割磁感线运动时，有感应电流产生。
右手定则（right-hand rule）
2
3
2
1
导体运动\(v\) 的方向
\(B\) 垂直穿过掌心
大拇指
掌心
四指
\(I_感\) 方向
\(v\)
右手定则（right-hand rule）
2
垂直切割
斜割
不切割
\(v\)
×
\(v\)
×
\(v\)
右手定则（right-hand rule）
2
如图所示，让正方形线圈abcd以速度v由位置1向右匀速移动，经过磁场中的位置2和3而离开磁场到达位置4。正方形边长为L，磁场宽为d，且L＜d。则此过程中：
（1）有感应电流的时间为多长？
（2）没有感应电流的时间为多长
课本P9/例1
L
d
v
6．某一实验装置如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B，如果线圈A中电流I和时间t的关系有图中的四种情况，那么在t1～t2这段时间内，下列四种情况在线圈B中观察不到感应电流的是 （ A ）。
7．如图所示，在口字形铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电源构成闭合电路。假定通电线圈产生磁场的磁感线全部集中在铁芯中，在滑动变阻器的滑动触头左、右滑动时，a、b两个闭合圆环中 （ A ）。
（A）a环能产生感应电流
（B）b环能产生感应电流
（C）a、b两环都能产生感应电流
（D）a、b两环都不能产生感应电流
8．【多选】如图所示，竖直放置的长直导线MN中通以恒定电流，矩形金属线框abcd跟导线在同一平面里。在下列情况中，线框中能产生感应电流的是 （ ABD ）。
（A）导线中电流增大 （B）线框向右平动
（C）线框向下平动 （D）线框以ab边为轴转动
（E）线框以直导线为轴转动
（A）（B）（C）（D）
（E）
9．如图所示，将一个金属线环在匀强磁场中捏成一个“8”字型（上、下两个圆半径相等），在这过程中，是否有感应电流产生？为什么 ？
因线圈面积减小，穿过闭合回路的磁通量发生变化，所以有感应电流产生。
10．如图所示为研究“微弱磁通量变化时的感应电流”的DIS实验装置，当线圈平面水平放置，且绕南北方向的轴线转动时，线圈中无（选填“有”或“无”）感应电流。当线圈平面水平放置，且绕东西方向的轴线转动时，线圈中有（选填“有”或“无”）感应电流。
南
北
11．我国已经制定了登月计划。假如宇航员登月后想探测一下月球表现是否有磁场，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（ C ）
（A）直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有关
（B）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，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回路，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。
11．我国已经制定了登月计划。假如宇航员登月后想探测一下月球表现是否有磁场，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（ C ）
（A）直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有关
（B）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，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回路，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。
1．用传感器测量通电螺线管轴线上的磁感应强度，然后绘出B-x图像，设x＝0处为螺线管的中央，下面哪个图最符合实际情况 （ B ）
此图像特点：（1）通电螺线管内磁场的磁感应强度是不均匀（选填“均匀”或“不均匀”）的，在螺线管中间位置最强，两边较弱，以螺线管的中间位置为中心磁感应强度对称分布 。（2）在螺线管中间位置两侧一定范围内磁感应强度基本保持不变，可看作是匀强磁场。
2．在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中，应调节磁传感器的高度使传感器的探管正好在螺线管的中心轴线上。实验结果表明，在通电螺线管中间位置两侧区域的磁场可近似看作匀强磁场 。
3．在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中
（1）在对螺线管通电前（选填“前”或“后”）必须对磁传感器进行调零。
（2）实验中若发现磁传感器读数为负值，则使要读数出现正值的操作是：将电源正负极对换或将磁传感器从螺线管的另一头插入。
（3）（单选题）实验时，将磁传感器探管前端插至通电螺线管轴线中点时，磁传感器读数为5mT。减小通电螺线管的电流后，将探管从螺线管的另一端插入，当探管前端再次到达螺线管轴线中点时，磁传感器的读数可能为（ Ｄ ）
（A）5 mT （B）－5 mT （C）3 mT （D）－3 mT
为了消除地磁场的影响
４．（1）（多选题）某同学第一次实验作出图线1，第二次实验作出图线2，第二次实验得到的图线与第一次图线不同的原因可能是（ BD ）
（A）滑动变阻器的滑动片位置不变，电键S由位置a改接到位置b后测量
（B）滑动变阻器的滑动片位置不变，电键S由位置b改接到位置a后测量
（C）电键S接在b位置，滑动变阻器的滑动片向右移动一段后测量
（D）电键S接在b位置，滑动变阻器的滑动片向左移动一段后测量
（2）若螺线管的匝数为200匝，横截面积为1.50×10-4m2，由图线1可求出穿过螺线管中部的磁通量大约为\(2.1 \times 10^{-7}\)Wb。
6.为观察电磁感应现象，某学生将电流表、螺线管A和B、电池组、滑动变阻器、电键接成如图所示的实验电路。该同学将线圈B放置在线圈A中，闭合、断开电键时，电流表指针都没有偏转，其原因是（ A ）
（A）电键的位置接错
（B）电流表的正、负接线柱上导线接反
（C）线圈B的两个接线柱上导线接反
（D）蓄电池的正、负极接反
7．“研究感应电流产生的条件”的实验电路如图所示。实验表明：当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就会有电流产生。在闭合电键前，滑动变阻器滑动片P应置于a端（选填“a”或“b”）。电键闭合后还有多种方法能使线圈B中产生感应电流，试写出其中的一种方法 ：断开电键、移动滑片，插入拔出线圈A。
软铁芯
8.（1）按实验要求在实物图上连线。
（2）若将滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上，而在开关刚闭合时灵敏电流计指针右偏。那么开关闭合后，滑动变阻器的滑动触头向C移动时，灵敏电流计指针右偏。
9．现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图连接，在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以判断B
（A）线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转
（B）线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转
（C）滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央
（D）因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向
10．如图所示是测定电动机效率实验所需的仪器 。
（1）在图中连接实验电路。
（2）本实验要测定的物理量是_______________________（写物理量字母）。
（3）计算电动机效率的表达式η＝\(\frac{Gh}{UIt}\times 100\%\)。
（4）造成测量误差的主要原因是_____________________（写出一项）。
| 比较项目 | 右手定则 | 左手定则 |
|---|---|---|
| 作用 | 判断感应电流方向 | |
| 已知条件 | 已知磁场方向和切割方向 | |
| 图例 | ||
| 因果关系 | 电流→运动 | |
| 应用实例 | 发电机 |
1
判断安培力方向
已知B、I方向
果
因
运动→电流
电动机
2
……试根据已知的两个量的方向画出第三个量的方向
5
直导线AB向右运动时，导线中感应电流的方向如何？导线AB平行于磁感线运动时感应电流又如何 ？
\(B\)
\(v\)
A指向B，\(I=0\)
6
……流过电阻的电流方向是从a指向c。
7
如图所示，金属棒沿轨道滑动时，小磁针顺时针转动。已知平行轨道间有垂直纸面的匀强磁场，则磁场的方向是向里（内）。
8
……中通过灵敏电流计的电流方向是向右
发电机
电动机
9
……杆中电流方向分别是：（a）a到b；（b）b→a；（c）b→a。
技巧：画截面图
10
技巧：将切割导体棒看成一个电源
D
12
技巧：将切割导体棒看成一个电源
BD
\(v\)
\(v\)
13
技巧：将切割导体棒看成一个电源
A
哪根棒在切割？
\(v\)
\(v\)
\(v\)
1~2
2~3
4~5
14
如图所示，在水平放置的彼此平行的光滑金属导轨上，垂直于导轨放置三根互相平行的导体棒ab、cd、ef，并始终与导轨保持良好接触。整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中。在图上分别画出，当cd棒向右运动时，导体棒ab、ef中的电流方向及运动方向 。
16
如图所示，用一根光滑金属导线制成圆弧状导轨MN，竖直放置在垂直纸面向里的水平匀强磁场中。OC是一根绕垂直于纸面的O轴转动的金属杆，并始终可以在导轨上滑动。当OC从M点无初速释放后，下列说法中不正确的是 （ ）
（A）由于无摩擦存在，可在导轨上一直往复运动下去
（B）由于无摩擦存在，摆动幅度不变，机械能守恒
（C）摆动中OC杆总受到阻碍它运动的磁场力
（D）摆动中OC杆不受到阻碍它运动的磁场力
17
两个［形金属导线框A、B放在光滑的水平面上，其中A处于有理想边界的匀强磁场内，如图所示。使A匀速向B运动，刚好能进入B（有接触而无摩擦）。在A、B接触后的短暂时间内，A将如何运动 ？。
（A）加速向B （B）加速离开B
（C）减速向B （D）不动
18
如图所示，有一根金属棒ab与竖直放置的金属线框接触良好，且无摩擦，整个线框处在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中。
（1）要使ab棒保持静止，通过ab棒的电流方向为________（选填“向左”或“向右”），框架应当在竖直方向向_____平动 。
（2）若磁场方向改为垂直于纸面向外，则框架应当在竖直方向向_____平动才能使ab棒保持静止。
