第2讲:产生感应电流的条件

2020-05-22 23:37 

第二讲:产生感应电流的条件

1.产生感应电流的条件:

(1)回路闭合

(2)回路的磁通量发生变化

说明 :只要闭合回路中的磁通量发生变化,回路中就有感应电流。如果回路不闭合,当磁通量发生变化时,有感应电动势,但没有感应电流。所以,产生感应电流有两条件:电路闭合、磁通量发生变化。

 

1.图1和2中产生感应电流的原因来自局座高中物理00:33

图4.2-1导线AB做切割磁感线运动时,AB和电流表形成的闭合回路中的磁通量发生变化,回路中有感应电流产生。

图4.2-2  当磁铁插入和抽出线圈时,线圈与电流表组成的回路中的磁通量发生变化,回路中有感应电流产生。

2.图4.2-3说明.mp3来自局座高中物理01:25

图4.2-3  电源、电键、滑线变阻器和小线圈A组成一个回路,大线圈与电流表组成一个回路,(1)当电电键闭合(或断开)时,A产生的磁场发生变化,B与电流表组成的回路磁通量发生变化,电流表中有感应电流。(2)当电键闭合稳定后将变阻器向左(右)滑动时都能使线圈A中的电流变化,它产生的磁场发生变化,也就是说B与电流表组成的回路的磁通量发生变化,电流表中有感应电流。(3)当开关闭合稳定后,将小线圈A从B中抽出或插入都能使B中的磁通量变化,能产生感应电流。

3.交流电模型.mp3来自局座高中物理00:32

图4.2-3  当线圈转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,也能使线圈中产生感应电流。

结论:只要闭合回路中的磁通量发生变化,回路中就有感应电流。

A.将开关突然断开的瞬间

B.线圈中通以恒定的电流

C.通电时,使滑动变阻器的滑片P做加速移动

D.通电时,使滑动变阻器的滑片P做匀速移动

 

4、如图所示,将一个矩形线圈ABCD放在匀强磁场中,若线圈平面平行于磁感线,则下列运动中,能在线圈中产生感应电流的是()

5、(多选)如图所示,无限大磁场的方向垂直于纸面向里,A图中线圈在纸面内由小变大(由图中实线矩形变成虚线矩形),B图中线圈正绕a点在平面内旋转,C图与D图中线圈正绕OO′轴转动,则线圈中不能产生感应电流的是(    )

二、能力提升:

1、(多选)如图所示,A、B两回路中各有一开关S1、S2,且回路A中接有电源,回路B中接有灵敏电流计,下列操作及相应的结果中可能的是()

A.先闭合S2,后闭合S1的瞬间,电流计指针偏转

B.S1、S2闭合后,在断开S2的瞬间,电流计指针偏转

C.先闭合S1,后闭合S2的瞬间,电流计指针偏转

D.S1、S2闭合后,在断开S1的瞬间,电流计指针偏转

 

2.(多选)如图所示,导线ab和cd互相平行,则下列四种情况下导线cd中无电流的是(   )

A.开关S闭合或断开的瞬间

B.开关S是闭合的,但滑动触头向左滑

C.开关S是闭合的,但滑动触头向右滑

D.开关S始终闭合,滑动触头不动

 

3.有一正方形闭合线圈,在足够大的匀强磁场中运动,下图中能产生感应电流的是(   )

4.如图所示,是用导线做成的圆形回路与一直导线构成的几种位置组合,下列组合中,切断直导线中的电流时,闭合电路中会有感应电流产生的是(图①②③中直导线都与圆形线圈在同一平面内,点为线圈的圆心,图④中直导线与圆形线圈平面垂直,并与中心轴重合)()

A.①②    B.②③    C.③④    D.②④

 

 

5.(多选)如图所示,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,下列方法中可行的是()

A.导线中电流变大

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

练习答案

 

一、基础练习:

 

1、如图,在竖直向下的匀强磁场中,有一闭合导体环,环面与磁场方向垂直,当导体环在磁场中完成下述运动时,可能产生感应电流的是()

A.导体环保持水平方向在磁场中向上或向下运动

B.导体环保持水平方向向左或向右加速平动

C.导体环以垂直环面,通过环心的轴转动

D.导体环以一条直径为轴,在磁场中转动

 

2、如图所示,在条形磁铁的外面套着一个闭合金属弹簧线圈P,现用力从四周拉弹簧线圈,使线圈包围的面积变大,则下列关于穿过弹簧线圈磁通量的变化以及线圈中是否有感应电流产生的说法中,正确的是(   )

A.磁通量增大,有感应电流产生

B.磁通量增大,无感应电流产生

C.磁通量减小,有感应电流产生

D.磁通量减小,无感应电流产生

 

3、如图所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a,下列各种情况中铜环a中没有感应电流的是()

A.将开关突然断开的瞬间

B.线圈中通以恒定的电流

C.通电时,使滑动变阻器的滑片P做加速移动

D.通电时,使滑动变阻器的滑片P做匀速移动

 

4、如图所示,将一个矩形线圈ABCD放在匀强磁场中,若线圈平面平行于磁感线,则下列运动中,能在线圈中产生感应电流的是()

A.线圈平行于磁感线向纸外平移

B.线圈平行于磁感线向纸内平移
C. 线圈绕AD边转动

D.线圈绕AB边转动

 

5、(多选)如图所示,无限大磁场的方向垂直于纸面向里,A图中线圈在纸面内由小变大(由图中实线矩形变成虚线矩形),B图中线圈正绕a点在平面内旋转,C图与D图中线圈正绕OO′轴转动,则线圈中不能产生感应电流的是(  ABC  )

二、能力提升:

1、(多选)如图所示,A、B两回路中各有一开关S1、S2,且回路A中接有电源,回路B中接有灵敏电流计,下列操作及相应的结果中可能的是()

A.先闭合S2,后闭合S1的瞬间,电流计指针偏转

B.S1、S2闭合后,在断开S2的瞬间,电流计指针偏转

C.先闭合S1,后闭合S2的瞬间,电流计指针偏转

D.S1、S2闭合后,在断开S1的瞬间,电流计指针偏转

解析:选AD。

回路A中有电源,当S闭合后,回路A中有电流,在回路A的周围产生磁场,回路B中有磁通量,在S,闭合或断开的瞬间,回路A中的电流从无到有或从有到无,电流周围的磁场发生变化,从而使穿过回路B的磁通量发生变化,产生感应电动势,此时若S是闭合的,则回路B中有感应电流,电流计指针偏转,所以选项A、D正确。

 

2.(多选)如图所示,导线ab和cd互相平行,则下列四种情况下导线cd中无电流的是(   )

A.开关S闭合或断开的瞬间

B.开关S是闭合的,但滑动触头向左滑

C.开关S是闭合的,但滑动触头向右滑

D.开关S始终闭合,滑动触头不动

解析:选ABC。

开关S闭合或断开的瞬间、开关S闭合且滑动触头向左滑的过程、开关S闭合且滑动触头向右滑的过程都会使通过导线ab段的电流发生变化,使穿过cd回路的磁通量发生变化,从而在cd导线中产生感应电流。因此本题的正确选项应为A、B、C。

 

3.有一正方形闭合线圈,在足够大的匀强磁场中运动,下图中能产生感应电流的是(   )

解析:选D。

A、B、C三种情况下均不能使穿过闭合回路的磁通量发生变化,符合题意的只有D项,故D项正确。

4.如图所示,是用导线做成的圆形回路与一直导线构成的几种位置组合,下列组合中,切断直导线中的电流时,闭合电路中会有感应电流产生的是(图①②③中直导线都与圆形线圈在同一平面内,点为线圈的圆心,图④中直导线与圆形线圈平面垂直,并与中心轴重合)()

通电直导线周围空间的磁场是非匀强磁场,磁感线是在垂直于导线的平面内以导线为中心的同心圆,离导线越远,磁感应强度越弱,所以①中磁通量、④中磁通量一直为零,无感应电流产生,②中直导线中有电流时既有向里的磁通量,也有向外的磁通量,总磁通量不为零,所以切断直导线中电流时,磁通量变为零,有感应电流产生。③中线圈有向外的磁通量,切断直导线中电流时,有感应电流产生,故B正确。

 

5.(多选)如图所示,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,下列方法中可行的是()

A.将线圈向左平移一小段距离

B.将线圈向上平移

C.以ab为轴转动

D.以bc为轴转动(小于60°)

解析:选AC。

根据感应电流产生的条件,穿过闭合回路的磁通量发生变化进行判断。线圈向左平移一小段距离,只要不完全进入磁场,可改变磁通量,A项正确;以 ab为轴转动,穿过线圈的磁通量会发生变化,C项正确;但线圈在磁场中向上平移磁通量不变,以bc 为轴转动(小于60°),则在转动过程中穿过线圈的磁通量也不会发生变化,B、D项错误。

 

6.(多选)如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流,一矩形线框 abcd与通电导线共面放置,且ad边与通电导线平行。下列情况中能产生感应电流的是()

A.导线中电流变大

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

解析:选ABD。

A选项中,因电流增大而引起导线周围磁场的磁感应强度增大,A项正确。B选项中,因离直导线越远,磁感线分布越疏,因此线框向右平动时,穿过线框的磁通量变小,B项正确。线框向下平动时,穿过线框的磁通量不变,因而不能产生感应电流,C项错误,线框以ab边为轴转动时,穿过线框的磁通量发生变化,D项正确。E选项中,以直导线为轴转动,在任何一个位置穿过线框的磁感线的条数不变,因此无感应电流,E项错误。

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