第3章 电磁及其应用（4）
问题解决
【情境】
科拉顿是与法拉第同时代的科学家，在研究“磁生电”的过程中，他做了下图所示的实验：他先在乙房间内将条形磁铁插入螺线管内，然后马上跑到甲房间。但他观察发现，直导线下方的小磁针没有发生偏转。就这样，他与“磁生电”擦肩而过。

【解决问题】
为什么科拉顿没有发现“磁生电”现象呢？谈谈你的理解。

当他到甲房间时，螺线管内没有发生切割磁感线运动，因此没有感应电流产生。

【分析】要解答该问题，需明确感应电流的产生条件：闭合电路的磁通量发生变化。科拉顿的实验中，他在乙房间插入条形磁铁时，螺线管的磁通量瞬间变化会产生感应电流，但他立刻跑到甲房间，此时磁铁已静止，螺线管磁通量不再变化，无感应电流，小磁针不偏转，因此他未观察到磁生电现象。
【解析】根据电磁感应原理，闭合电路中产生感应电流的条件是磁通量发生变化。科拉顿在乙房间将条形磁铁插入螺线管的瞬间，螺线管所在闭合电路的磁通量发生变化，会产生感应电流，此时直导线下方的小磁针应偏转，但他未在乙房间观察，而是马上跑到甲房间；当他到达甲房间时，条形磁铁已静止在螺线管内，螺线管的磁通量不再变化，因此没有感应电流产生，小磁针不会偏转，所以他未能发现“磁生电”现象。
【答案】当他到甲房间时，螺线管内没有发生切割磁感线运动，因此没有感应电流产生。
【知识点】电磁感应、感应电流产生条件
【点评】本题通过科拉顿的经典实验，考查感应电流的产生条件，需理解磁通量变化与感应电流的关系，分析实验操作的缺陷导致错过现象。
【难度系数】0.5

1.右图所示的小制作中，装置A中有磁铁和可转动的线圈，当有风吹向风扇时，扇叶转动，灯泡发光。装置A的工作原理是（）

A.通电线圈周围存在磁场
B.电磁感应
C.通电线圈能在磁场中转动
D.磁极间的相互作用

B

【分析】首先观察装置的工作过程：装置A内有磁铁和可转动的线圈，风吹动扇叶时，扇叶带动线圈转动，最终灯泡发光，说明电路中产生了电流。解题时需明确各选项对应的物理原理，区分电磁感应、电流的磁效应、电动机原理等概念，结合装置的能量转化（机械能转化为电能）判断正确选项。
【解析】当风吹向扇叶时，扇叶带动装置A内的线圈在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中产生感应电流，使灯泡发光，该过程将机械能转化为电能，符合电磁感应的特征。对各选项分析：A选项“通电线圈周围存在磁场”是电流的磁效应，与本题产生电流的现象无关；B选项“电磁感应”是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流的现象，符合题意；C选项“通电线圈能在磁场中转动”是电动机的工作原理，将电能转化为机械能，与本题能量转化方向相反；D选项“磁极间的相互作用”与本题产生电流的现象无关。因此正确答案为B。
【答案】B
【知识点】电磁感应现象、发电机原理
【点评】本题考查电磁感应的实际应用，核心是区分电磁感应（发电机原理，机械能→电能）和通电导体在磁场中受力（电动机原理，电能→机械能）的差异，属于基础概念的应用题型。
【难度系数】0.7