题目
一导体圆线圈在均匀磁场中运动,能使其中产生感应电流的一种情况是[ ]A. 线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向平行B. 线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向垂直C. 线圈平面垂直于磁场并沿垂直磁场方向平移D. 线圈平面平行于磁场并沿垂直磁场方向平移
一导体圆线圈在均匀磁场中运动,能使其中产生感应电流的一种情况是[ ]
A. 线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向平行
B. 线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向垂直
C. 线圈平面垂直于磁场并沿垂直磁场方向平移
D. 线圈平面平行于磁场并沿垂直磁场方向平移
题目解答
答案
B. 线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向垂直
解析
考查要点:本题考查法拉第电磁感应定律的应用,关键在于判断闭合回路中磁通量是否变化。
解题核心思路:
- 磁通量变化是产生感应电流的必要条件,即$\Phi = B \cdot S \cdot \cos\theta$($\theta$为线圈法线与磁场方向的夹角)需随时间改变。
- 均匀磁场中,若线圈平移且磁场方向不变,则磁通量不变;若线圈转动导致$\theta$变化,则磁通量可能变化。
破题关键点:
- 选项B中线圈绕垂直于磁场方向的轴转动,导致$\theta$从$0^\circ$变为$90^\circ$,磁通量从最大变为零,满足条件。
选项分析
选项A
线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向平行。
- 此时线圈平面始终与磁场方向垂直($\theta = 0^\circ$),磁通量$\Phi = B \cdot S$恒定,无感应电流。
选项B
线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向垂直。
- 线圈转动时,$\theta$从$0^\circ$逐渐增大到$90^\circ$,磁通量$\Phi = B \cdot S \cdot \cos\theta$逐渐减小到零,磁通量变化,产生感应电流。
选项C
线圈平面垂直于磁场并沿垂直磁场方向平移。
- 磁场均匀,平移不改变线圈面积$S$或$\theta$,$\Phi = B \cdot S$恒定,无感应电流。
选项D
线圈平面平行于磁场并沿垂直磁场方向平移。
- 初始时$\theta = 90^\circ$,$\Phi = 0$;平移后$\Phi$仍为$0$,无变化,无感应电流。