01感应电流的产生条件

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高二物理下期3-2（1） 感应电流的产生条件

一、内容概述

我们开始学习《电磁感应》，本章以电场及磁场等知识为基础，通过实验总结了产生感应电流的条件和判定感应电流方向的一般方法——楞次定律，给出了确定感应电动势大小的一般规律——法拉第电磁感应定律。楞次定律和法拉第电磁感应定律是解决电磁学问题的重要依据。我们学习前三节，从磁通量的变化入手来探讨电磁感应现象所遵循的物理规律。注意本章知识与前面所学过的力学、电学知识密切相关，有较大的难度，希望同学们充满信心来学好这一关键章节。

二、重点知识讲解

（一）电磁感应现象

1、磁通量

设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B，

平面的面积为S，则磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个面积的磁通

量，用Φ表示，即：Φ=BS。

应注意的是：在匀强磁场中，如某个面积与磁感应强度方向不垂直，计算磁通量时，应先找出垂直于磁感应强度的面积。如图，平面abcd与竖直方向间的夹角为θ，若匀强磁场沿水平方向，则穿过面积abcd的磁通量应为Φ=B·Scosθ，Scosθ即是面积S在垂直于磁感线方向的投影，称为“有效面积”。

2、电磁感应现象

利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象。产生感应电流的条件：一是电路应为闭合回路；二是穿过闭合回路的磁通量发生变化，即：△Φ≠0。电磁感应的过程同时也是能量转化的过程，但能的总量保持不变。

3、产生感应电动势及感应电流的条件有何不同？

不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，就会产生感应电动势。在产生感应电动势时，如果电路是闭合的，就产生感应电流，感应电流的大小可由闭合电路欧姆定律求出。

同步测试

【基础巩固】

1、如图1-1所示，竖直放置的长直导线通过恒定电流，一矩形导线框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．线框向左平动 B．线框以ab边为轴转 C．线框以直导线为轴转D．线框不动，增大导线中的电流

2、条形磁铁竖直放置，闭合圆环水平放置，条形磁铁中心线穿过圆环中心，如图1-2所示，若圆环为弹性环，其形状由a扩大到b，那么圆环内磁通量的变化的情况是（ ）

A．磁通量增大 B．磁通量减少 C．磁通量不变 D．条件不足，无法判断

3、如图1-3所示，矩形线框平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场中，一半在匀强磁场外，若线框产生感应电流，以下措施可行的是（ ）

A．以ab边为轴转动 B．以OO′为轴转动

C．以ad为轴转动（转动角度小于60°） D．以bc边为轴转动（转动角度小于60°）

4、图1-4中四根金属杆两两平行组成一个闭合回路，匀强磁场垂直于它们所在的平面，在以下哪些情况中，回路里会有感应电流？（ ）

A．a、b杆以相同的速度向右运动 B．a、b杆以等值反向的速度沿水平方向运动

C．a向右平移的速度大于b向右平移的速度

D．a、b杆绕图中M、N以同一角速度顺时针转过同一个小角度

图1-5 图1-3 图1-4 图1-1 图1-2 5、如图1-5所示，有界匀强磁场的分布宽度为S，

矩形线框

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abcd的cd边与磁场左边界平行，已知ad=bc=L，L<S，现使矩形线框以恒定速度v垂直于磁场边界的方向从左向右穿过匀强磁场区域，则线框中有感应电流的时间为（ ）

A． B． C． D．

【能力提升】

1．条形磁铁竖直放置，闭合圆环水平放置，条形磁铁中心线穿过圆环中心，如图1-6所示。若圆环为弹性环，其形状由Ⅰ扩大为Ⅱ，那么圆环内磁通量变化情况是（ ）

A．磁通量增大 B．磁通量减小 C．磁通量不变 D．条件不足，无法确定

2．带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面内则（ ）

图1－7图1－8图1－9图1-10 图1-11

A．只要圆环在转动，小线圈内部一定有感应电流产生

B．圆环不管怎样转动，小线圈内都没有感应电流产生

C．圆环在作变速转动时，小线圈内就一定有感应电流产生

D．圆环作匀速转动时，小线圈内没有感应电流产生

3．如图1-7所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线同一平面，而且处在两导线的中央，则（ ）

A．两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零 B．两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零

C．两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都相等

D．因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零

4．闭合铜环与闭合金属框相接触放在匀强磁场中，如图1-8所示，当铜环向右移动时(金属框不动)，下列说法中正确的是（ ）

A．铜环内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化

B．金属框内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化

C．金属框ab边中有感应电流，因为回路abfgea中磁通量增加了

D．铜环的半圆egf中有感应电流，因为回路egfcde中的磁通量减少

5．一水平放置的矩形线圈abcd在条形磁铁S极附近下落，在下落过程中，线圈平面保持水平，如图1-9所示，位置1和3都靠近位置2，则线圈从位置1到位置2的过程中，线圈内____感应电流，线圈从位置2至位置3的过程中，线圈内____感应电流。(填：“有”或“无”)

6．如图1-10所示，平行金属导轨的左端连有电阻R，金属导线框ABCD的两端用金属棒跨在导轨上，匀强磁场方向指向纸内。当线框ABCD沿导轨向右运动时，线框ABCD中有无闭合电流？____；电阻R上有无电流通过？____

7．如图1-11所示，矩形线圈abcd左半边放在匀强磁场中，右半边在磁场外，当线圈以ab边为轴向纸外转过60°过程中，线圈中____产生感应电流(填会与不会)，原因是____。

8．与磁感强度B=0.8T垂直的线圈面积为0.05m2，线圈的磁通量多大？若这个线圈绕有50匝时，磁通量有多大？线圈位置如转过53°时磁通量多大？ 图1－6