2019-2020年高中物理 第一章 第一、二節(jié) 電磁感應現(xiàn)象 研究產(chǎn)生感應電流的條件學案 粵教版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 第一章 第一、二節(jié) 電磁感應現(xiàn)象 研究產(chǎn)生感應電流的條件學案 粵教版選修3-2 1．了解電磁感應的發(fā)現(xiàn)過程． 2．理解電磁感應現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件． 3．運用電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生的條件判斷回路是否有感應電流． 1．電磁感應現(xiàn)象：由磁生電的現(xiàn)象叫做電磁感應現(xiàn)象． 2．感應電流：在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流叫感應電流． 3．感應電流產(chǎn)生的條件：不管是何種原因，只要閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合回路就有感應電流產(chǎn)生． 如圖是生產(chǎn)中常用的一種延時繼電器的示意圖，鐵芯上有兩個線圈A和B，線圈A跟電源連接，線圈B的兩端接在一起，構(gòu)成一個閉合回路．在拉開開關S的時候，彈簧E并不能立即將銜鐵D拉起，從而不能使觸頭C(連接工作電路)立即離開，過一段短時間后觸頭C才能離開，延時繼電器就是這樣得名的．試說明這種繼電器的原理． 原理：線圈A與電源連接，線圈A中流過恒定電流，產(chǎn)生恒定磁場，有磁感線穿過線圈B，但線圈B的磁通量不變化，線圈B中無感應電流．拉開開關S時，線圈A中電流迅速減小到零，穿過線圈B的磁通量迅速減少，由于電磁感應，線圈B中產(chǎn)生感應電流，感應電流的磁場對銜鐵D的吸引作用使觸頭C不能離開，經(jīng)過一段短時間后感應電流減弱，感應電流的磁場對銜鐵D的吸引力減小，彈簧E的作用力比磁場力大才將銜鐵D拉起，觸頭C離開． 一、單項選擇題 1．下列現(xiàn)象中屬于電磁感應現(xiàn)象的是(B) A．磁場對電流產(chǎn)生力的作用 B．變化的磁場使閉合電路中產(chǎn)生電流 C．插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化 D．電流周圍產(chǎn)生磁場 解析：電磁感應現(xiàn)象指的是在磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象，選項B是正確的． 2．如右圖所示，兩個同心圓形線圈a、b在同一水平面內(nèi)，圓半徑Ra>Rb，一條形磁鐵穿過圓心垂直于圓面，穿過兩個線圈的磁通量分別為Φa和Φb，則(C) A．Φa>Φb B．Φa＝Φb C．Φa<Φb D．無法判斷 解析：磁體的內(nèi)部，磁場是由S到N，而外部是由N到S.a、b線圈包含的內(nèi)部的磁通量都相等，在磁鐵外部，磁場方向與內(nèi)部相反，線圈和磁鐵之間的面積越大，抵消的磁通量越多，所以Φa＜Φb. 3．如下圖所示裝置，在下列各種情況中，不能使懸掛在螺線管附近的銅質(zhì)閉合線圈A中產(chǎn)生感應電流的是(B) A．開關S接通的瞬間 B．開關S接通后，電路中電流穩(wěn)定時 C．開關S接通后，滑動變阻器觸頭滑動的瞬間 D．開關S斷開的瞬間 解析：通電螺線管中的電流發(fā)生改變時，其產(chǎn)生的磁感應強度B也發(fā)生改變，導致通過閉合線圈A的磁通量發(fā)生了變化，在線圈中產(chǎn)生感應電流． 4．如圖所示，一有限范圍的勻強磁場，寬為d.一個邊長為l正方形導線框以速度v勻速地通過磁場區(qū)．若d>l，則在線框中不產(chǎn)生感應電流的時間就等于(D) A. B. C. D. 解析：線框穿越磁場分進入、浸沒和離開三個階段，沒有感應電流產(chǎn)生的是浸沒階段，本題該階段對應的位移是d－2l，故在線框中不產(chǎn)生感應電流的時間就等于. 二、多項選擇題 5．關于磁通量的概念，下列說法正確的是(BD) A．磁感應強度越大的地方，穿過線圈的磁通量也越大 B．穿過線圈的磁通量為零時，該處的磁感應強度不一定為零 C．磁感應強度越大，線圈面積越大，穿過的磁通量越大 D．穿過線圈的磁通量大小可用穿過線圈的磁感線條數(shù)來衡量 解析：根據(jù)磁通量的概念Φ＝BScos θ可知A、C錯，B對；磁通量的大小可以用穿過線圈的磁感線條數(shù)來衡量． 6．一均勻扁平條形磁鐵與一線圈共面，磁鐵中心與圓心O重合(如圖)．下列運動中能使線圈中產(chǎn)生感應電流的是(AB) A．N極向外、S極向里繞O點轉(zhuǎn)動 B．N極向里、S極向外繞O點轉(zhuǎn)動 C．在線圈平面內(nèi)磁鐵繞O點順時針方向轉(zhuǎn)動 D．垂直線圈平面磁鐵向紙外運動 解析：A項，圖示時刻穿過線圈的磁通量為零，N極向紙外，S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動時，磁通量增大，則線圈中產(chǎn)生感應電流，故A正確；B項，圖示時刻穿過線圈的磁通量為零，N極向紙內(nèi)，S極向紙外轉(zhuǎn)動時，磁通量增大，則線圈中產(chǎn)生感應電流，故B正確；C項，磁鐵在線圈平面內(nèi)繞O點沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，線圈磁通量保持為零，不變，不產(chǎn)生感應電流，故C錯誤；D項，使磁鐵沿垂直于線圈平面的方向向紙外或紙內(nèi)平動時，穿過線圈的磁通量仍為零，不變，不產(chǎn)生感應電流，故D錯誤．故選AB. 7．關于感應電流，下列說法中正確的是(BC) A．只要閉合電路內(nèi)有磁通量，閉合電路中就有感應電流產(chǎn)生 B．穿過閉合螺線管的磁通量發(fā)生變化時，螺線管內(nèi)部就一定有感應電流產(chǎn)生 C．線框不閉合時，即使穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中也沒有感應電流 D．只要電路的一部分做切割磁感線運動，電路中就一定有感應電流 解析：只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，就有感應電流． 8．如下圖所示，直導線MN豎直放置并通以向上的電流I，矩形金屬線框abcd與MN處在同一平面內(nèi)，邊ab與MN平行，則(AD) A．線框向左平移時，線框中有感應電流 B．線框豎直向上平移時，線框中有感應電流 C．線框以MN為軸轉(zhuǎn)動時，線框中有感應電流 D．MN中電流突然變化時，線框中有感應電流 解析：分析是否產(chǎn)生感應電流，關鍵是分析閉合線圈的磁通量是否變化，而分析磁通量是否有變化，關鍵就是分清磁感線的分布，即磁感線的疏密變化和磁感線方向的變化．因為離直導線越遠，磁感線越疏，穿過線圈的磁通量變小，A正確．因為I增大引起導線周圍的磁場增強，使通過線圈的磁通量增大，D正確．B、C兩種情況下，穿過線圈的磁通量不變． 9．如右圖所示，一個矩形線圈與通有相同大小電流的平行直導線在同一平面內(nèi)，且處于兩直導線的中央，則線框中有感應電流的是(CD) A．兩電流同向且不斷增大 B．兩電流同向且不斷減小 C．兩電流反向且不斷增大 D．兩電流反向且不斷減小 解析：根據(jù)通電直導線周圍的磁感線分布，知道兩電流同向且同時增加或減少矩形線圈中的磁通量不變．A和B不符合題意． 三、非選擇題(按題目要求作答．解答題應寫出必要的文字說明、方程和重要演算步驟，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．) 10．如圖所示，一閉合金屬環(huán)從上而下通過通電的長直螺線管，b為螺線管的中點，金屬環(huán)通過a、b、c處時，能產(chǎn)生感應電流的是a、c． 解析：螺線管外部的磁場類似于條形磁鐵的磁場，內(nèi)部的磁場是勻強磁場．在閉合金屬環(huán)分別通過a、b、c時，穿過環(huán)面的磁通量的變化情況依次是變大、不變和變小，故能產(chǎn)生感應電流的是a、c. 11．如圖所示為“研究電磁感應現(xiàn)象”的實驗裝置 (1)將圖中所缺的導線補接完整． (2)如果在閉合開關時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上開關后可能出現(xiàn)的情況有： ①將原線圈迅速插入副線圈時，靈敏電流計的指針將________； ②原線圈插入副線圈后，將滑動變阻器的滑動觸頭迅速向左拉時，靈敏電流計指針將________． 答案：(1) (2)①向右偏轉(zhuǎn)一下?、谙蜃笃D(zhuǎn)一下