4电和磁第5课电磁感应5电磁感应新高中生活与物理1牛津大学.DOC

5 電磁感應 習題與思考5.1 (p. 229) 1 A 2 D 3 (a) (b) (i) 感生電流會增加。 (ii) 感生電流的方向倒轉。 (iii) 感生電流會變為零。 4 (a) 由於金屬棒切割磁力線，在AB兩端會產生感生電動勢。 感生電動勢 ( 的量值 = (Bvl( = 1.8 ( 0.03 ( 0.1 = 5.4 ( 10(3 V 因為電路是不完整的，所以沒有感生電流產生。 (b) (i) 電流會沿ACDB的次序流動。 感生電流的方向可由弗林明右手定則判斷。 (ii) 燈泡的功率 = = = 1.458 ( 10(5 W  (iii) 需要，因為感生電流會在磁場中產生一股磁力去抗衡金屬棒的運動。 I = = = 2.7 ( 10(3 A F = BIl = 1.8 ( 2.7 ( 10(3 ( 0.1 = 4.86 ( 10(4 N (iv) 增加金屬棒的速度或增加磁場強度都能增加燈泡的亮度。 5 (a) 當t = 0， ( = BA = 1.2 ( 0.052 = 3 ( 10(3 Wb 當t = 5 s， ( = BA = 2.4 ( 0.052 = 6 ( 10(3 Wb (b) 線圈內的感生電動勢 = = = (6 ( 10(4 V 線圈內的感生電動勢是6 ( 10(4 V。 (c) I = = = 1.2 ( 10(3 A（逆時針方向） 習題與思考5.2 (p. 243) 1 C 2 C 3 D 4 D 5 (a) 一片金屬在磁場中移動或置於變動的磁場內，便會產生感生電動勢。這會在金屬內形成不斷循環流動的感生電流，這種電流稱為渦電流。 (b) 電磁爐內裝有線圈，而線圈中有高頻交流電通過，產生快速轉變的磁場。轉變的磁場在爐上的金屬鍋內產生強大的電流，電流的熱效應令金屬鍋變熱，從而把食物煮熟。 6 (a) 單車發電機的結構較為簡單，因為它毋須安裝碳電刷與匯電環，而且發電機的電流不用流經移動觸頭。 (b) 因為發電機將部分用來推動腳踏車的動能轉為電能。 7 (a) (b) (c) 複習5 多項選擇題 (p. 247) 1 A 2 D 3 B 4 D 5 D 6 A 7 （香港高級程度會考2002年卷二題27） 8 （香港高級程度會考2002年卷二題28） 9 （香港中學會考2007年卷二題42） 問答題 (p. 248) 1 (a) （磁力線的方向和形狀正確） (1A) （磁力線的密度正確） (1A) (b) 當交流電通過導線時，磁場的方向會交替改變， (1A) 但磁場的形狀會保持不變。 (1A) (c) 由於線圈切割由交流電產生的磁場，且磁場不斷改變 (1A) 根據楞次定律，線圈中會產生感生電流， (1A) 連接線圈的燈泡也會亮起來。 (1A) (d) 以下任何一項： (1A) 用來判斷電流是交流電還是直流電。 用來比較通過不同導線的交流電的大小。 2 (a) 磁棒旋轉時，磁棒周圍的磁場會交替轉變。 (1A) 根據楞次定律，線圈中會產生感生電流來抗衡磁棒的運動，燈泡亦會亮起來。 (1A) (b) （標軸正確） (1A) （曲線正確，顯示正負交替的電壓） (1A) （磁棒位置正確，磁極可對調） (1A) (c) 以下任何兩項： (2 ( 1A) 改用較多匝數的螺線管。 改用粗電線製成的螺線管。 改用較強的磁鐵。 使磁棒以較快的速率旋轉。 (d) 不同意。 (1A) 磁棒旋轉時，感生電流會在螺線管中產生，以抗衡磁棒的運動，即螺線管施力在磁棒上。 (1A) 所以，磁棒會逐漸減慢，最後會停下來。牛頓運動第一定律並不適用於這個情況。 (1A) 或 不同意。 (1A) 根據能量守恆定律，橡皮圈的彈性勢能會轉化為磁棒的動能，而磁棒的動能繼而轉化為燈泡的光能。 (1A) 當所有橡皮圈的彈性勢能轉化為光能後，磁棒便會停下來。 (1A) 3 (a) 線圈以順時針方向轉動。 (1A) (b) （標軸正確） (1A) （曲線正確，顯示電壓正負交替） (1A) （線圈水平和垂直位置正確） (2A) (c) 以下任何兩項： (2 ( 1A) 改用更強的磁鐵 增加線圈的匝數 增加線圈在磁場內的面積 把線圈繞在軟鐵心上 加快線圈的轉動速率 4 (a) 磁鐵在0、0.02 s、0.04 s、0.06 s等時刻靜止不動。 (1A) (b) 以下任何兩項： (2 ( 1A) 使磁鐵以更大的振幅振動。 改用更強的磁鐵。 改用匝數更多的螺線