2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 第1節(jié) 劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 第2節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件學(xué)案 新人教版選修3-2.doc
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第1節(jié) 劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 第2節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 1.知道奧斯特發(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． 2.知道磁通量和磁通量變化量的含義． 3．知道感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，并能解決實(shí)際問(wèn)題． 一、電磁感應(yīng)的探索歷程 1．“電生磁”的發(fā)現(xiàn)：1820年，丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)． 2．“磁生電”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． 3．法拉第的概括：法拉第把引起感應(yīng)電流的原因概括為五類：變化的電流、變化的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的恒定電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體． 4．電磁感應(yīng)：法拉第把他發(fā)現(xiàn)的磁生電的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流． 二、探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 甲 乙 1．探究導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生電流(如圖甲所示) 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 (有無(wú)電流) 分析論證 導(dǎo)體棒靜止 無(wú) 閉合電路包圍的磁場(chǎng)面積變化時(shí)，電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生；包圍的磁場(chǎng)面積不變時(shí)，電路中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生 導(dǎo)體棒平行 磁感線運(yùn)動(dòng) 無(wú) 導(dǎo)體棒切割 磁感線運(yùn)動(dòng) 有 2.探究磁鐵在通電螺線管中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生電流(如圖乙所示) 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 (有無(wú)電流) 分析論證 N極插入線圈 有 線圈中的磁場(chǎng)變化時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生；線圈中的磁場(chǎng)不變時(shí)，線圈中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生 N極停在線圈中 無(wú) N極從線圈中抽出 有 S極插入線圈 有 S極停在線圈中 無(wú) S極從線圈中抽出 有 3.模仿法拉第的實(shí)驗(yàn)(如圖丙所示) 丙 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 (線圈B中 有無(wú)電流) 分析論證 開(kāi)關(guān)閉合瞬間 有 線圈B中磁場(chǎng)變化時(shí)，線圈B中有感應(yīng)電流產(chǎn)生；磁場(chǎng)不變時(shí)，線圈B中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生 開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間 有 開(kāi)關(guān)保持閉合，滑動(dòng) 變阻器滑片不動(dòng) 無(wú) 開(kāi)關(guān)保持閉合，迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 有 4.感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 只要穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流． 判一判 (1)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．( ) (2)只要閉合電路內(nèi)有磁通量，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生．( ) (3)穿過(guò)螺線管的磁通量發(fā)生變化時(shí)，螺線管內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生．( ) (4)線框不閉合時(shí)，即使穿過(guò)線框的磁通量發(fā)生變化，線框中也沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生．( ) 提示：(1)√ (2) (3) (4)√ 做一做 (多選)下列說(shuō)法中正確的是( ) A．發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是奧斯特，發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的科學(xué)家是法拉第 B．奧斯特的思維和實(shí)踐沒(méi)有突破當(dāng)時(shí)人類對(duì)電和磁的認(rèn)識(shí) C．產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因都與變化或運(yùn)動(dòng)有關(guān) D．電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)使人們找到了“磁生電”的方法，開(kāi)辟了人類的電氣化時(shí)代 提示：選CD.發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的科學(xué)家是奧斯特，發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是法拉第；產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因都與變化或運(yùn)動(dòng)有關(guān)；電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，宣告了電磁學(xué)的誕生，開(kāi)辟了人類的電氣化時(shí)代． 想一想 哪些情況可以引起磁通量Φ的變化？ 提示：磁通量的變化有三種情況，由Φ＝BS可知： (1)是磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，有效面積S變化； (2)是磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化，有效面積S不變； (3)是磁感應(yīng)強(qiáng)度B和有效面積S同時(shí)發(fā)生變化． 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 1．電流的磁效應(yīng)：1820年，丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線能使放在導(dǎo)線附近的小磁針偏轉(zhuǎn)，這種作用稱為電流的磁效應(yīng)． 電流的磁效應(yīng)說(shuō)明電流能在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)(電生磁)． 2．電磁感應(yīng)現(xiàn)象 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，即“磁生電”． 法拉第把引起電流的原因概括為五類：變化的電流、變化的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的恒定電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體．他把這些現(xiàn)象定名為電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流． 1820年4月的一天，丹麥科學(xué)家?jiàn)W斯特在上課時(shí)，無(wú)意中讓通電導(dǎo)線靠近小磁針，突然發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)．這個(gè)現(xiàn)象并沒(méi)有引起在場(chǎng)其他人的注意，而奧斯特卻是個(gè)有心人，他非常興奮，緊緊抓住這個(gè)現(xiàn)象，接連三個(gè)月深入地研究，反復(fù)做了幾十次實(shí)驗(yàn)，關(guān)于奧斯特的實(shí)驗(yàn)，如圖所示，下列操作中一定能夠觀察到小磁針偏轉(zhuǎn)的是( ) A．通電導(dǎo)線AB東西放置，小磁針?lè)旁趯?dǎo)線正下方，閉合開(kāi)關(guān) B．通電導(dǎo)線AB南北放置，小磁針?lè)旁趯?dǎo)線正下方，閉合開(kāi)關(guān) C．通電導(dǎo)線AB東西放置，小磁針?lè)旁趯?dǎo)線正下方，改變電流方向 D．通電導(dǎo)線AB南北放置，小磁針?lè)旁贏B的延長(zhǎng)線上，改變電流大小 [解析] 奧斯特發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場(chǎng)，對(duì)小磁針有磁場(chǎng)力作用，但地磁場(chǎng)(指向南北)也對(duì)小磁針有磁場(chǎng)力作用，所以為了減小地磁場(chǎng)的影響，應(yīng)將導(dǎo)線南北放置．根據(jù)通電導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的分布情況可知，小磁針應(yīng)放在通電導(dǎo)線的下方或上方，不能放在通電導(dǎo)線的延長(zhǎng)線上．此時(shí)小磁針若偏轉(zhuǎn)，則說(shuō)明是通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)引起的，故選項(xiàng)B正確． [答案] B 電流的磁效應(yīng)與電磁感應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系 (1)電流的磁效應(yīng)是指電流周圍存在磁場(chǎng)，即“電生磁”；而電磁感應(yīng)是指利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流，即“磁生電”．這是兩種因果關(guān)系相反的現(xiàn)象，區(qū)別這兩種現(xiàn)象的關(guān)鍵是看電流是條件還是結(jié)果． (2)電流的磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象都揭示了電和磁的內(nèi)在聯(lián)系． 如圖所示，小磁針正上方的直導(dǎo)線與小磁針平行，當(dāng)導(dǎo)線中通有電流時(shí)，小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)．首先觀察到這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的物理學(xué)家和觀察到的現(xiàn)象分別是( ) A．奧斯特，小磁針的N極轉(zhuǎn)向紙內(nèi) B．法拉第，小磁針的S極轉(zhuǎn)向紙內(nèi) C．庫(kù)侖，小磁針靜止不動(dòng) D．洛倫茲，小磁針的N極轉(zhuǎn)向紙內(nèi) 解析：選A.首先發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場(chǎng)的科學(xué)家是奧斯特，根據(jù)安培定則可知該導(dǎo)線下方的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，因此小磁針的N極轉(zhuǎn)向紙內(nèi)，A正確． 對(duì)Φ和ΔΦ的理解 1．磁通量的計(jì)算 (1)B與S垂直時(shí)：Φ ＝BS，S為線圈的有效面積．如圖甲所示． (2)B與S不垂直時(shí)：Φ＝BS⊥＝B⊥S，S⊥為線圈在垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積，B⊥為B在垂直于S方向上的分量．如圖乙、丙所示． (3)某線圈所圍面積內(nèi)有不同方向的磁場(chǎng)時(shí)，規(guī)定某個(gè)方向的磁通量為正，反方向的磁通量為負(fù)，求其代數(shù)和，如圖丁所示． 2．磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)，其正負(fù)表示與規(guī)定的穿入方向相同或相反，穿過(guò)某一面的磁通量等于各部分磁通量的代數(shù)和． 3．磁通量的變化(ΔΦ＝Φ2－Φ1)大致可分為以下幾種情況： (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，有效面積S發(fā)生變化．如圖甲所示．ΔΦ＝BS2－BS1＝B(S2－S1)＝BΔS. (2)有效面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化．如圖乙所示．ΔΦ＝B2S－B1S＝(B2－B1)S＝ΔBS. (3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和線圈面積S都不變，它們之間的夾角發(fā)生變化．如圖丙所示．ΔΦ＝Φ2－Φ1. 4．用磁感線的條數(shù)表示磁通量 當(dāng)回路中有不同方向的磁感線穿過(guò)時(shí)，磁通量是指穿過(guò)某一面磁感線的“凈”條數(shù)，即指不同方向的磁感線的條數(shù)差． 命題視角1 Φ和ΔΦ的定性分析 (2017高考江蘇卷)如圖所示，兩個(gè)單匝線圈a、b的半徑分別為r和2r.圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的邊緣恰好與a線圈重合，則穿過(guò)a、b兩線圈的磁通量之比為( ) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶4 D．4∶1 [解析] 由題圖可知，穿過(guò)a、b兩個(gè)線圈的磁通量均為Φ＝Bπr2，因此磁通量之比為1∶1，A項(xiàng)正確． [答案] A 命題視角2 對(duì)Φ和ΔΦ的計(jì)算 (2018合肥一中高二檢測(cè))如圖所示的線框abcd面積為S，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線框平面成θ角，當(dāng)線框以ab為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)90到虛線位置時(shí)，試求： (1)初末位置穿過(guò)線框的磁通量大小Φ1和Φ2； (2)磁通量的變化量ΔΦ. [思路點(diǎn)撥] (1)初末位置磁場(chǎng)是否從同一面穿過(guò)？ (2)初末位置垂直于B方向的投影面積是多大？ [解析] (1)法一：在初始位置，把面積向垂直于磁場(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，把面積向垂直于磁場(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. 法二：如圖所示，把磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿垂直于面積S和平行于面積S的方向進(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)線框平面按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量減少，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)θ時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量減少為零，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，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) 求解磁通量變化量時(shí)應(yīng)注意其變化是由何種原因引起的．另外還要注意： (1)求解磁通量的變化量時(shí)要取有效面積； (2)磁通量的變化與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)； (3)磁感線從不同側(cè)面穿過(guò)線圈時(shí)磁通量的正負(fù)不同． 【通關(guān)練習(xí)】 1.如圖所示，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( ) 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：選A.線框在磁鐵兩端的正上方時(shí)穿過(guò)該線框磁通量最大，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)． 2．一個(gè)單匝矩形線圈abcd，邊長(zhǎng)ab＝30 cm，bc＝20 cm，如圖所示，放在O－xyz直角坐標(biāo)系內(nèi)，線圈平面垂直于xOy平面，與x軸和y軸的夾角分別為α＝30和β＝60，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.010－2T.試計(jì)算：當(dāng)磁場(chǎng)方向分別沿Ox、Oy、Oz方向時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量各為多少？ 解析：矩形線圈的面積S＝abbc＝0.300.20 m2＝610－2m2 矩形線圈在垂直于三個(gè)坐標(biāo)軸的平面上的投影面積的大小分別為 Sx＝Scos β＝610－2 m2＝310－2m2 Sy＝Scos α＝610－2 m2＝310－2m2 Sz＝0 當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿Ox方向時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量Φx＝BSx＝1.010－2310－2 Wb＝310－4 Wb 當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿Oy方向時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量Φy＝BSy＝1.010－2310－2 Wb＝310－4 Wb 當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿Oz方向時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量Φz(mì)＝BSz＝0. 答案：310－4 Wb 310－4 Wb 0 對(duì)感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的理解 1．感應(yīng)電流產(chǎn)生的必要條件是穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，所以判斷感應(yīng)電流有無(wú)時(shí)必須明確以下兩點(diǎn)： (1)明確電路是否為閉合電路． (2)判斷穿過(guò)回路的磁通量是否發(fā)生變化． 2．判斷穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量是否變化時(shí)，可充分利用磁感線來(lái)進(jìn)行定性判斷．即通過(guò)觀察穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁感線的條數(shù)是否變化判斷某過(guò)程中磁通量是否變化． 命題視角1 對(duì)感應(yīng)電流有無(wú)的判斷 下圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( ) [思路點(diǎn)撥] (1)電路是否閉合？ (2)磁通量是否變化？ [解析] 根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：A選項(xiàng)中，電路沒(méi)閉合，無(wú)感應(yīng)電流；B選項(xiàng)中，面積增大，閉合電路的磁通量增大，有感應(yīng)電流；C選項(xiàng)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選項(xiàng)中，磁通量不發(fā)生變化，無(wú)感應(yīng)電流． [答案] B 命題視角2 對(duì)探究實(shí)驗(yàn)的考查 如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中可用于研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是( ) [解析] 選項(xiàng)A是用來(lái)探究影響安培力大小因素的實(shí)驗(yàn)；選項(xiàng)B是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，觀察導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)電流表是否會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；選項(xiàng)C是用來(lái)探究安培力的方向與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)；選項(xiàng)D是奧斯特實(shí)驗(yàn)，證明通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)． [答案] B 判斷電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，關(guān)鍵要分析穿過(guò)閉合電路的磁通量是否發(fā)生變化．分析磁通量是否發(fā)生變化就必須要弄清楚相關(guān)磁場(chǎng)的磁感線分布情況，而對(duì)于立體圖，往往還需要將立體圖轉(zhuǎn)換為平面圖，如轉(zhuǎn)化為俯視圖、側(cè)視圖等． (多選)(2018湖北宜昌檢測(cè))如圖所示，一個(gè)金屬薄圓盤(pán)水平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列做法能使圓盤(pán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( ) A．圓盤(pán)繞過(guò)圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) B．圓盤(pán)以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) C．圓盤(pán)在磁場(chǎng)中向右勻速平移 D．勻強(qiáng)磁場(chǎng)均勻增加 解析：選BD.只有當(dāng)圓盤(pán)中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，圓盤(pán)中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)圓盤(pán)繞過(guò)圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)或圓盤(pán)在磁場(chǎng)中向右勻速平移時(shí)，圓盤(pán)中的磁通量不發(fā)生變化，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；當(dāng)圓盤(pán)以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)或勻強(qiáng)磁場(chǎng)均勻增加時(shí)，圓盤(pán)中的磁通量發(fā)生變化，圓盤(pán)中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)B、D正確． [隨堂檢測(cè)] 1．(2018上海交大附中檢測(cè))均勻帶負(fù)電的塑料圓環(huán)繞垂直于圓環(huán)平面且過(guò)圓心的軸旋轉(zhuǎn)，在環(huán)的圓心處有一閉合小線圈，小線圈和圓環(huán)在同一平面，則( ) A．只要圓環(huán)在轉(zhuǎn)動(dòng)，小線圈內(nèi)就一定有感應(yīng)電流 B．不管圓環(huán)怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)，小線圈內(nèi)都沒(méi)有感應(yīng)電流 C．圓環(huán)在做變速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小線圈內(nèi)一定有感應(yīng)電流 D．圓環(huán)在做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小線圈內(nèi)有感應(yīng)電流 解析：選C.帶負(fù)電的圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，形成電流．當(dāng)圓環(huán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，等效電流為恒定值，根據(jù)電流的磁效應(yīng)，它產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，因此通過(guò)小線圈的磁通量不變，故小線圈內(nèi)無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，A、D錯(cuò)誤；當(dāng)圓環(huán)變速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的等效電流不恒定，產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是變化的，通過(guò)小線圈的磁通量不斷發(fā)生變化，則小線圈內(nèi)一定有感應(yīng)電流，B錯(cuò)誤，C正確． 2．(2018青島二中檢測(cè))如圖所示，a、b、c三個(gè)閉合線圈放在同一平面內(nèi)，當(dāng)線圈a中有電流I通過(guò)時(shí)，穿過(guò)它們的磁通量分別為Φa、Φb、Φc，下列說(shuō)法正確的是( ) A．Φa＜Φb＜Φc B．Φa＞Φb＞Φc C．Φa＜Φc＜Φb D．Φa＞Φc＞Φb 解析：選B.當(dāng)a中有電流通過(guò)時(shí)，穿過(guò)a、b、c三個(gè)閉合線圈的向里的磁感線條數(shù)一樣多，向外的磁感線的條數(shù)c最多，其次是b，a中沒(méi)有向外的磁感線，因此根據(jù)合磁通量的計(jì)算方法，應(yīng)該是Φa＞Φb＞Φc，選項(xiàng)B正確． 3．(2018上海金山中學(xué)檢測(cè))如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)閉合的彈簧線圈，線圈的平面垂直于磁感線，下列哪種過(guò)程中線圈會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流( ) A．線圈擴(kuò)張 B．線圈自下向上運(yùn)動(dòng) C．線圈自上向下運(yùn)動(dòng) D．線圈自左向右運(yùn)動(dòng)(未穿出磁場(chǎng)) 解析：選A.線圈擴(kuò)張，線圈中磁通量變大，線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．故A項(xiàng)正確；線圈自下向上運(yùn)動(dòng)，線圈中磁通量不變，線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．故B項(xiàng)錯(cuò)誤；線圈自上向下運(yùn)動(dòng)，線圈中磁通量不變，線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．故C項(xiàng)錯(cuò)誤； 在未穿出磁場(chǎng)的前提下，線圈自左向右運(yùn)動(dòng)，線圈中磁通量不變，線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．故D項(xiàng)錯(cuò)誤． 4．(2018石家莊二中高二檢測(cè))我國(guó)的探月衛(wèi)星在進(jìn)入近地點(diǎn)的地月轉(zhuǎn)移軌道時(shí)，假設(shè)衛(wèi)星中有一邊長(zhǎng)為50 cm的正方形導(dǎo)線框，由于衛(wèi)星的姿勢(shì)由水平方向轉(zhuǎn)至豎直方向，此時(shí)地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝410－5T，方向如圖所示．(sin 37＝0.6，cos 37＝0.8)問(wèn)： (1)該過(guò)程中磁通量的改變量是多少？ (2)該過(guò)程導(dǎo)線框中有無(wú)感應(yīng)電流？ 解析：(1)設(shè)導(dǎo)線框在水平位置時(shí)導(dǎo)線框平面的法線方向豎直向上，則穿過(guò)導(dǎo)線框的磁通量：Φ1＝BScos 53＝6.010－6 Wb 當(dāng)導(dǎo)線框轉(zhuǎn)至豎直位置時(shí)，導(dǎo)線框平面的法線方向水平向右，與磁感線所成的角為143，穿過(guò)導(dǎo)線框的磁通量： Φ2＝BScos 143＝－8.010－6 Wb 該過(guò)程磁通量的改變量：|ΔΦ|＝|Φ2－Φ1|＝1.410－5 Wb. (2)因?yàn)樵撨^(guò)程穿過(guò)閉合導(dǎo)線框的磁通量發(fā)生了變化，所以一定有感應(yīng)電流． 答案：見(jiàn)解析 [課時(shí)作業(yè)] 一、單項(xiàng)選擇題 1．(2018北京順義區(qū)考前模擬)在如圖所示的實(shí)驗(yàn)中，能在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( ) A．磁鐵N極停在線圈中 B．磁鐵S極停在線圈中 C．磁鐵從線圈內(nèi)抽出的過(guò)程 D．磁鐵靜止在線圈左側(cè) 解析：選C.磁鐵N極停在線圈中，穿過(guò)線圈的磁通量不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流．故A錯(cuò)誤；磁鐵S極停在線圈中，穿過(guò)線圈的磁通量不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流．故B錯(cuò)誤；磁鐵從線圈內(nèi)抽出的過(guò)程，穿過(guò)線圈的磁通量減小，能產(chǎn)生感應(yīng)電流．故C正確；磁鐵靜止在線圈左側(cè)，穿過(guò)線圈的磁通量不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流．故D錯(cuò)誤． 2．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，電路中一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生 解析：選C.閉合線圈放在變化的磁場(chǎng)中，當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量變化時(shí)，才有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 閉合正方形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直磁感線運(yùn)動(dòng)，磁通量不變時(shí)，則不產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；穿過(guò)閉合線圈的磁通量變化時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流，選項(xiàng)C正確；只有穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中才一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 3.(2018濟(jì)南高二檢測(cè))如圖所示，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))( ) A．一直增加 B．一直減少 C．先增加后減少 D．先增加，再減少直到零，然后再增加，然后再減少 解析：選D.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． 4．(2018江西橫峰中學(xué)月考)如圖所示，矩形線框在磁場(chǎng)內(nèi)做的各種運(yùn)動(dòng)中，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( ) 解析：選B.A中線框的磁通量沒(méi)有變化，因此沒(méi)有感應(yīng)電流，A錯(cuò)誤；B中線框轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中磁通量變化，有感應(yīng)電流，B正確；C、D中線圈平面和磁場(chǎng)方向平行，沒(méi)有磁通量，更沒(méi)有磁通量的變化，C、D錯(cuò)誤． 5.如圖所示，在條形磁鐵的外面套著一個(gè)閉合金屬?gòu)椈删€圈P，現(xiàn)用力從四周拉彈簧線圈，使線圈包圍的面積變大，則下列關(guān)于穿過(guò)彈簧線圈磁通量的變化以及線圈中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生的說(shuō)法中，正確的是( ) A．磁通量增大，有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B．磁通量增大，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生 C．磁通量減小，有感應(yīng)電流產(chǎn)生 D．磁通量減小，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生 解析：選C.本題中條形磁鐵磁感線的分布如圖所示(從上向下看)． 磁通量是指穿過(guò)一個(gè)面的磁感線的多少，由于豎直向上的和豎直向下的磁感線要抵消一部分，當(dāng)彈簧線圈P的面積擴(kuò)大時(shí)，豎直向下的磁感線條數(shù)增加，而豎直向上的磁感線條數(shù)是一定的，故穿過(guò)這個(gè)面的磁通量將減小，回路中會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生． 6．如圖所示，三個(gè)線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，面積S1下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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- 2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 第1節(jié) 劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 第2節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件學(xué)案 新人教版選修3-2 2018 2019 學(xué)年 高中物理 第四 劃時(shí)代 發(fā)現(xiàn) 探究 感應(yīng)電流 產(chǎn)生
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