2019-2020年高中物理 第1章 第1、2節(jié) 電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn) 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件學(xué)案 教科版選修3-2.doc
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2019-2020年高中物理 第1章 第1、2節(jié) 電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn) 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件學(xué)案 教科版選修3-2 [目標(biāo)定位] 1.知道奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)、法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象.2.知道磁通量和磁通量變化量的含義.3.知道感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件. 一、電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn) [問(wèn)題設(shè)計(jì)] 哲學(xué)家康德說(shuō)過(guò),各種自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化并且是和諧統(tǒng)一的.你能舉出一個(gè)例子嗎?在電磁學(xué)領(lǐng)域,誰(shuí)發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)?誰(shuí)證實(shí)了“磁生電”現(xiàn)象的存在? 答案 摩擦生熱表明了機(jī)械運(yùn)動(dòng)向熱運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化,而蒸汽機(jī)則實(shí)現(xiàn)了熱運(yùn)動(dòng)向機(jī)械運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),法拉第證實(shí)了“磁生電”現(xiàn)象的存在. [要點(diǎn)提煉] 1.奧斯特實(shí)驗(yàn)的啟迪 1820年,奧斯特從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),啟迪人們?nèi)ヌ骄渴遣皇谴嬖诖女a(chǎn)生電. 2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 1831年,英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流.他把“磁生電”的現(xiàn)象分為五類:變化中的電流、變化中的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)中的恒定電流、運(yùn)動(dòng)中的磁鐵、運(yùn)動(dòng)中的導(dǎo)線. 二、磁通量及其變化 [問(wèn)題設(shè)計(jì)] 如圖1所示,框架的面積為S,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.試求: 圖1 (1)框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直時(shí),穿過(guò)框架平面的磁通量為多少? (2)若框架繞OO′轉(zhuǎn)過(guò)60,則穿過(guò)框架平面的磁通量為多少? (3)若從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90,則穿過(guò)框架平面的磁通量的變化量為多少? (4)若從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180,則穿過(guò)框架平面的磁通量的變化量為多少? 答案 (1)BS (2)BS (3)-BS (4)-2BS [要點(diǎn)提煉] 1.磁通量 (1)定義:閉合導(dǎo)體回路的面積與垂直穿過(guò)它的磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積叫磁通量,符號(hào)為Φ.在數(shù)值上等于穿過(guò)投影面的磁感線的條數(shù). 圖2 (2)公式:Φ=BS.其中S為回路平面在垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積,也稱為有效面積.所以當(dāng)回路平面與磁場(chǎng)方向之間的夾角為θ時(shí),磁通量Φ=BSsin_θ,如圖2所示. (3)單位:韋伯,簡(jiǎn)稱韋,符號(hào)Wb. (4)注意:①磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù)之分.一般來(lái)說(shuō),如果磁感線從線圈的正面穿入,線圈的磁通量就為“+”,磁感線從線圈的反面穿入,線圈的磁通量就為“-”.②磁通量與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān). 2.磁通量的變化量ΔΦ (1)當(dāng)B不變,有效面積S變化時(shí),ΔΦ=BΔS. (2)當(dāng)B變化,S不變時(shí),ΔΦ=ΔBS. (3)B和S同時(shí)變化,則ΔΦ=Φ2-Φ1,但此時(shí)ΔΦ≠ΔBΔS. 特別提醒 計(jì)算穿過(guò)某平面的磁通量的變化量時(shí),要注意前后磁通量的正負(fù),如原磁通量Φ1=BS,當(dāng)平面轉(zhuǎn)過(guò)180后,磁通量Φ2=-BS,磁通量的變化量ΔΦ=-2BS. 三、感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 [問(wèn)題設(shè)計(jì)] 1.實(shí)驗(yàn)1(導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)):如圖3所示,導(dǎo)體AB垂直磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),線路中________電流產(chǎn)生,而導(dǎo)體AB沿著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),線路中________電流產(chǎn)生(均填“有”或“無(wú)”).實(shí)驗(yàn)表明什么情況下能產(chǎn)生感應(yīng)電流? 圖3 答案 有 無(wú) 實(shí)驗(yàn)表明:當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生. 2.實(shí)驗(yàn)2(通過(guò)閉合回路的磁場(chǎng)發(fā)生變化): 如圖4所示,螺線管B套在螺線管A外邊,螺線管A經(jīng)過(guò)滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)與電池相連構(gòu)成直流電路;螺線管B接電流計(jì)構(gòu)成閉合電路.進(jìn)行以下操作并觀察電流計(jì)指針擺動(dòng)的情況.將觀察結(jié)果填入表中.(填空中均填“擺動(dòng)”或“不擺動(dòng)”) 圖4 觀察 操作 電流計(jì)指針的擺動(dòng)情況 螺線管B套在 螺線管A外面 螺線管A、B 相互垂直 開(kāi)關(guān)接通瞬間 擺動(dòng) 不擺動(dòng) 電流穩(wěn)定 不擺動(dòng) 不擺動(dòng) 開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間 擺動(dòng) 不擺動(dòng) 滑動(dòng)片快速推動(dòng) 擺動(dòng) 不擺動(dòng) (1)實(shí)驗(yàn)2中并沒(méi)有導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng),但在接通或斷開(kāi)電源的瞬間或改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí),B線圈中卻出現(xiàn)感應(yīng)電流,這說(shuō)明什么? 答案 說(shuō)明導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的本質(zhì)原因,通過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)發(fā)生變化也可以產(chǎn)生感應(yīng)電流. (2)當(dāng)實(shí)驗(yàn)2中開(kāi)關(guān)閉合后,A線圈電流穩(wěn)定時(shí),B線圈中也存在磁場(chǎng),但不出現(xiàn)感應(yīng)電流,這說(shuō)明什么? 答案 說(shuō)明感應(yīng)電流的產(chǎn)生,不在于閉合回路中是否有磁場(chǎng). (3)實(shí)驗(yàn)2兩個(gè)線圈相互垂直放置時(shí)不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,這又說(shuō)明什么? 答案 說(shuō)明感應(yīng)電流的產(chǎn)生,不在于磁場(chǎng)是否變化. 3.試總結(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件. 答案 實(shí)驗(yàn)1中,磁場(chǎng)是穩(wěn)定的,但在導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),通過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化,回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流;實(shí)驗(yàn)2通過(guò)改變電流從而改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱,進(jìn)而改變了磁通量,從而產(chǎn)生了感應(yīng)電流,所以可以將產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件描述為“只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流”. [要點(diǎn)提煉] 1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化. 2.特例:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動(dòng).在利用“切割”來(lái)討論和判斷有無(wú)感應(yīng)電流時(shí),應(yīng)該注意: (1)導(dǎo)體是否將磁感線“割斷”,如果沒(méi)有“割斷”就不能說(shuō)切割.如圖5所示,甲、乙兩圖中,導(dǎo)體是真“切割”,而圖丙中,導(dǎo)體沒(méi)有切割磁感線. 圖5 (2)是否僅是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動(dòng),如圖丁.如果由切割不容易判斷,則要回歸到磁通量是否變化上去. [延伸思考] 電路不閉合時(shí),磁通量發(fā)生變化是否能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象? 答案 當(dāng)電路不閉合時(shí),沒(méi)有感應(yīng)電流,但有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),只產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象也可以稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象. 一、磁通量Φ及其變化量ΔΦ的理解與計(jì)算 例1 如圖6所示,水平放置的扁平條形磁鐵,在磁鐵的左端正上方有一金屬線框,線框平面與磁鐵垂直,當(dāng)線框從左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的過(guò)程中,穿過(guò)它的磁通量的變化情況是( ) 圖6 A.先減小后增大 B.始終減小 C.始終增大 D.先增大后減小 解析 線框在磁鐵兩端的正上方時(shí)穿過(guò)該線框的磁通量最大,在磁鐵中央時(shí)穿過(guò)該線框的磁通量最小,所以該過(guò)程中的磁通量先減小后增大,故A對(duì). 答案 A 例2 如圖7所示的線框,面積為S,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,B的方向與線框平面成θ角,當(dāng)線框轉(zhuǎn)過(guò)90到如圖所示的虛線位置時(shí),試求: 圖7 (1)初、末位置穿過(guò)線框的磁通量Φ1和Φ2; (2)磁通量的變化量ΔΦ. 解析 (1)解法一:在初始位置,把線框平面向垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)行投影,可得垂直于磁場(chǎng)方向的面積為S⊥=Ssin θ,所以Φ1=BSsin θ.在末位置,把線框平面向垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)行投影,可得垂直于磁場(chǎng)方向的面積為S⊥′=Scos θ.由于磁感線從反面穿入,所以Φ2=-BScos θ. 解法二:如圖所示,把磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿垂直于線框平面和平行于線框平面進(jìn)行分解,得B上=Bsin θ,B左=Bcos θ 所以Φ1=B上S=BSsin θ, Φ2=-B左S=-BScos θ. (2)開(kāi)始時(shí)B與線框平面成θ角,穿過(guò)線框的磁通量Φ1=BSsin θ;當(dāng)線框按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)線框的磁通量減小,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)θ時(shí),穿過(guò)線框的磁通量減小為零,繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)至90時(shí),磁感線從另一面穿過(guò),磁通量變?yōu)椤柏?fù)”值,Φ2=-BScos θ.所以,此過(guò)程中磁通量的變化量為 ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScos θ-BSsin θ =-BS(cos θ+sin θ). 答案 (1)BSsin θ?。瑽Scos θ (2)-BS(cos θ+sin θ) 二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷及實(shí)驗(yàn)探究 例3 如圖8所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形金屬軌道上有等長(zhǎng)的兩根金屬棒ab和cd,它們以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng),則( ) 圖8 A.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S,ab中有感應(yīng)電流 B.閉合開(kāi)關(guān)S,ab中有感應(yīng)電流 C.無(wú)論斷開(kāi)還是閉合開(kāi)關(guān)S,ab中都有感應(yīng)電流 D.無(wú)論斷開(kāi)還是閉合開(kāi)關(guān)S,ab中都沒(méi)有感應(yīng)電流 解析 兩根金屬棒ab和cd以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng),若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,兩根金屬棒與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中磁通量無(wú)變化,則回路中無(wú)感應(yīng)電流,故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤;若閉合開(kāi)關(guān)S,兩根金屬棒與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中磁通量發(fā)生變化,則回路中有感應(yīng)電流,故選項(xiàng)B正確,D錯(cuò)誤. 答案 B 針對(duì)訓(xùn)練 如圖9所示裝置,在下列各種情況中,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(yīng)電流的是( ) 圖9 A.開(kāi)關(guān)S接通的瞬間 B.開(kāi)關(guān)S接通后,電路中電流穩(wěn)定時(shí) C.開(kāi)關(guān)S接通后,滑動(dòng)變阻器觸頭滑動(dòng)的瞬間 D.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)的瞬間 答案 ACD 例4 在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中所用器材如圖10所示.它們是①電流表、②直流電源、③帶鐵芯的線圈A、④線圈B、⑤開(kāi)關(guān)、⑥滑動(dòng)變阻器(用來(lái)控制電流以改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱).試按實(shí)驗(yàn)的要求在實(shí)物圖上連線(圖中已連好一根導(dǎo)線). 圖10 答案 連接電路如圖所示 1.(對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí))下列關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí),正確的是( ) A.它最先是由奧斯特通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的 B.它說(shuō)明了電流周?chē)嬖诖艌?chǎng) C.它說(shuō)明了閉合回路中磁通量變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流 D.它說(shuō)明了電流在磁場(chǎng)中會(huì)受到安培力 答案 C 解析 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;電流周?chē)嬖诖艌?chǎng)是電流的磁效應(yīng),故B錯(cuò)誤;閉合回路的磁通量變化產(chǎn)生電流的現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故C正確;電磁感應(yīng)現(xiàn)象并沒(méi)有說(shuō)明電流在磁場(chǎng)中會(huì)受到安培力,故D錯(cuò)誤. 2. (對(duì)磁通量Φ及其變化量ΔΦ的理解)如圖11所示一矩形線框,從abcd位置移到a′b′c′d′位置的過(guò)程中,關(guān)于穿過(guò)線框的磁通量情況,下列敘述正確的是(線框平行于紙面移動(dòng)) ( ) 圖11 A.一直增大 B.一直減小 C.先增大后減小 D.先增大,再減小直到零,然后再增大,然后再減小 答案 D 解析 離導(dǎo)線越近,磁場(chǎng)越強(qiáng),當(dāng)線框從左向右靠近導(dǎo)線的過(guò)程中,穿過(guò)線框的磁通量增大,當(dāng)線框跨在導(dǎo)線上向右運(yùn)動(dòng)時(shí),磁通量減小,當(dāng)導(dǎo)線在線框正中央時(shí),磁通量為零,從該位置向右,磁通量又增大,當(dāng)線框離開(kāi)導(dǎo)線向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,磁通量又減小,故A、B、C錯(cuò)誤,D正確. 3. (產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷)如圖12所示,開(kāi)始時(shí)矩形線框與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直,且一半在磁場(chǎng)內(nèi),一半在磁場(chǎng)外,若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流,下列選項(xiàng)中可行的是( ) 圖12 A.將線框向左拉出磁場(chǎng) B.以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) C.以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60) D.以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60) 答案 ABC 解析 將線框向左拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框的bc部分切割磁感線,或者說(shuō)穿過(guò)線框的磁通量減小,所以線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流. 當(dāng)線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線框的cd邊的右半段在做切割磁感線運(yùn)動(dòng),或者說(shuō)穿過(guò)線框的磁通量在發(fā)生變化,所以線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流. 當(dāng)線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60)時(shí),穿過(guò)線框的磁通量在減小,所以在這個(gè)過(guò)程中線框內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.如果轉(zhuǎn)過(guò)的角度超過(guò)60(60~300),bc邊將進(jìn)入無(wú)磁場(chǎng)區(qū),那么線框中將不再產(chǎn)生感應(yīng)電流. 當(dāng)線框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),如果轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于60,則穿過(guò)線框的磁通量始終保持不變(其值為磁感應(yīng)強(qiáng)度與矩形線框面積的一半的乘積). 4. (產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷)如圖13所示,繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)組成閉合回路,在鐵芯的右端套有一個(gè)表面絕緣的銅環(huán)A,下列各種情況中銅環(huán)A中沒(méi)有感應(yīng)電流的是( ) 圖13 A.線圈中通以恒定的電流 B.通電時(shí),使滑動(dòng)變阻器的滑片P做勻速移動(dòng) C.通電時(shí),使滑動(dòng)變阻器的滑片P做加速移動(dòng) D.將開(kāi)關(guān)突然斷開(kāi)的瞬間 答案 A 解析 只要通電時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng),電路中的電流就會(huì)發(fā)生變化,變化的電流產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),銅環(huán)A中磁通量發(fā)生變化,有感應(yīng)電流;同樣,將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間,電路中電流從有到無(wú),仍會(huì)在銅環(huán)A中產(chǎn)生感應(yīng)電流. 題組一 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 1.奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng),使整個(gè)科學(xué)界受到了極大的震動(dòng),通過(guò)對(duì)電流磁效應(yīng)的逆向思維,人們提出的問(wèn)題是( ) A.電流具有熱效應(yīng) B.電流具有磁效應(yīng) C.磁能生電 D.磁體具有磁化效應(yīng) 答案 C 2.下列選項(xiàng)中屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是( ) A.通電導(dǎo)體周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng) B.磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體發(fā)生作用 C.閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),在電路中產(chǎn)生電流的現(xiàn)象 D.電荷在磁場(chǎng)中定向移動(dòng)形成電流 答案 C 解析 電流能產(chǎn)生磁場(chǎng),是電流的磁效應(yīng)現(xiàn)象,不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到安培力作用,不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故B錯(cuò)誤;閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),在電路中產(chǎn)生電流的現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故C正確;電荷在磁場(chǎng)中定向移動(dòng)形成電流,不是電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流,不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故D錯(cuò)誤. 題組二 對(duì)磁通量Φ及其變化量ΔΦ的理解與計(jì)算 3.關(guān)于磁通量,下列敘述正確的是 ( ) A.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,穿過(guò)一個(gè)平面的磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與該平面面積的乘積 B.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,a線圈的面積比b線圈的大,則穿過(guò)a線圈的磁通量一定比穿過(guò)b線圈的磁通量大 C.把一個(gè)線圈放在M、N兩處,若放在M處時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量比放在N處時(shí)大,則M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定比N處大 D.同一線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大處,穿過(guò)線圈的磁通量不一定大 答案 D 解析 磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積的乘積,A錯(cuò)誤;線圈面積大,但投影面積不一定大,B錯(cuò)誤;磁通量大,磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定大,C錯(cuò)誤,D正確. 4.關(guān)于磁通量的概念,以下說(shuō)法中正確的是 ( ) A.磁感應(yīng)強(qiáng)度越大,穿過(guò)閉合回路的磁通量越大 B.磁感應(yīng)強(qiáng)度越大,線圈的面積越大,則磁通量越大 C.穿過(guò)線圈的磁通量為零,但磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零 D.磁通量發(fā)生變化,一定是磁場(chǎng)發(fā)生變化引起的 答案 C 解析 根據(jù)磁通量的定義,Φ=BSsin θ,因此A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤;穿過(guò)線圈的磁通量為零時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零,故C選項(xiàng)正確;磁通量發(fā)生變化,可能是閉合回路在磁場(chǎng)方向上的有效面積變化引起的,也可能是磁場(chǎng)變化引起的,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤. 5. 如圖1所示,半徑為R的圓形線圈共有n匝,其中心位置處半徑為r的范圍內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直線圈平面,若磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則穿過(guò)線圈的磁通量為 ( ) 圖1 A.πBR2 B.πBr2 C.nπBR2 D.nπBr2 答案 B 解析 由磁通量的定義式知Φ=BS=πBr2,故B正確. 題組三 產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷 6.關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.閉合線圈放在變化的磁場(chǎng)中,必然有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B.閉合正方形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直磁感線運(yùn)動(dòng),必然產(chǎn)生感應(yīng)電流 C.穿過(guò)閉合線圈的磁通量變化時(shí),線圈中有感應(yīng)電流 D.只要穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化,電路中就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生 答案 C 解析 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:(1)閉合電路;(2)磁通量Φ發(fā)生變化,兩個(gè)條件缺一不可. 7.在法拉第時(shí)代,下列驗(yàn)證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中,能觀察到感應(yīng)電流的是( ) A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路,然后觀察電流表的變化 B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈,然后觀察電流表的變化 C.將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接,往線圈中插入條形磁鐵后,再到相鄰房間去觀察電流表的變化 D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個(gè)線圈,分別接電源和電流表,在給線圈通電或斷電的瞬間,觀察電流表的變化 答案 D 解析 產(chǎn)生感應(yīng)電流必須滿足的條件:①電路閉合;②穿過(guò)閉合電路的磁通量要發(fā)生變化.選項(xiàng)A、B電路閉合,但磁通量不變,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選項(xiàng)A、B不能觀察到電流表的變化;選項(xiàng)C滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,也能產(chǎn)生感應(yīng)電流,但是等我們從一個(gè)房間到另一個(gè)房間后,電流表中已沒(méi)有電流,故選項(xiàng)C也不能觀察到電流表的變化;選項(xiàng)D滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,能產(chǎn)生感應(yīng)電流,可以觀察到電流表的變化,所以選D. 8.下列選項(xiàng)中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( ) 答案 B 解析 根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:A中,電路沒(méi)閉合,無(wú)感應(yīng)電流;B中,面積增大,閉合電路的磁通量增大,有感應(yīng)電流;C中,穿過(guò)線圈的磁感線相互抵消,Φ恒為零,無(wú)感應(yīng)電流;D中,磁通量不發(fā)生變化,無(wú)感應(yīng)電流. 9. 如圖2所示,一有限范圍的勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度為d,若將一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框以速度v勻速地通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,已知d>L,則導(dǎo)線框從開(kāi)始進(jìn)入到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中無(wú)感應(yīng)電流的時(shí)間等于( ) 圖2 A. B. C. D. 答案 D 解析 只有導(dǎo)線框完全在磁場(chǎng)里面運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)線框中才無(wú)感應(yīng)電流. 10. 如圖3所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框,初始位置線框與磁感線平行,則在下列四種情況下,線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( ) 圖3 A.線框平面始終與磁感線平行,線框在磁場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng) B.線框平面始終與磁感線平行,線框在磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng) C.線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動(dòng) D.線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動(dòng) 答案 C 解析 四種情況中初始位置線框均與磁感線平行,磁通量為零,按A、B、D三種情況線框運(yùn)動(dòng)后,線框仍與磁感線平行,磁通量保持為零不變,線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤.C中線框轉(zhuǎn)動(dòng)后,穿過(guò)線框的磁通量不斷發(fā)生變化,所以產(chǎn)生感應(yīng)電流,C項(xiàng)正確. 11.為觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象,某學(xué)生將電流表、螺線管A和B、蓄電池、開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖4所示的實(shí)驗(yàn)電路.當(dāng)接通和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí),電流表的指針都沒(méi)有偏轉(zhuǎn),其原因是( ) 圖4 A.開(kāi)關(guān)位置接錯(cuò) B.電流表的正、負(fù)極接反 C.線圈B的3、4接頭接反 D.蓄電池的正、負(fù)極接反 答案 A 解析 因感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是閉合電路中的磁通量發(fā)生變化,由電路圖可知,把開(kāi)關(guān)接在B與電流表之間,因與1、2接頭相連的電路在接通和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí),電流不改變,所以不可能有感應(yīng)電流,電流表也不可能偏轉(zhuǎn),開(kāi)關(guān)應(yīng)接在A與電源之間. 12. 如圖5所示,導(dǎo)線ab和cd互相平行,則下列四種情況中,導(dǎo)線cd中有電流的是 ( ) 圖5 A.開(kāi)關(guān)S閉合或斷開(kāi)的瞬間 B.開(kāi)關(guān)S是閉合的,滑動(dòng)觸頭向左滑 C.開(kāi)關(guān)S是閉合的,滑動(dòng)觸頭向右滑 D.開(kāi)關(guān)S始終閉合,滑動(dòng)觸頭不動(dòng) 答案 ABC 解析 開(kāi)關(guān)S閉合或斷開(kāi)的瞬間,開(kāi)關(guān)S閉合后滑動(dòng)觸頭向左滑或向右滑的過(guò)程都會(huì)使通過(guò)導(dǎo)線ab段的電流發(fā)生變化,使穿過(guò)cd回路的磁通量發(fā)生變化,從而在cd導(dǎo)線中產(chǎn)生感應(yīng)電流,因此本題的正確選項(xiàng)應(yīng)為A、B、C. 13.如圖6所示,A為多匝線圈,與開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器相連后接入M、N間的交流電源,B為一接有一小燈泡的閉合多匝線圈,下列關(guān)于小燈泡發(fā)光說(shuō)法正確的是( ) 圖6 A.閉合開(kāi)關(guān)后小燈泡可能發(fā)光 B.若閉合開(kāi)關(guān)后小燈泡發(fā)光,再將B線圈靠近A,則小燈泡更亮 C.閉合開(kāi)關(guān)瞬間,小燈泡才能發(fā)光 D.若閉合開(kāi)關(guān)后小燈泡不發(fā)光,將滑動(dòng)變阻器滑片左移后,小燈泡可能會(huì)發(fā)光 答案 AB 解析 閉合開(kāi)關(guān)后,A中有交變電流,B中就會(huì)有變化的磁場(chǎng),B中有感應(yīng)電流,若電流足夠大,小燈泡可能發(fā)光,A正確,C、D錯(cuò)誤;若閉合開(kāi)關(guān)后小燈泡發(fā)光,再將B線圈靠近A,磁通量變化率更大,所以小燈泡會(huì)更亮,B正確.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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- 2019-2020年高中物理 第1章 第1、2節(jié) 電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件學(xué)案 教科版選修3-2 2019 2020 年高 物理 電磁感應(yīng) 發(fā)現(xiàn) 感應(yīng)電流 產(chǎn)生 條件 教科版 選修
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