《高二物理学案：1.1电磁感应现象、1.2产生感应电流的条件(粤教版选修3-2)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理学案：1.1电磁感应现象、1.2产生感应电流的条件(粤教版选修3-2)（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 世纪金榜 圆您梦想 第 1 页（共 7 页） 山东世纪金榜科教文化股份有限公司1.1 电磁感应现象、电磁感应现象、1.2 产生感应电流的条件产生感应电流的条件 学案（粤教版选修学案（粤教版选修 3-2）1法拉第把可以产生电磁感应的情况概括为五类，它们都与变化和运动相联系，即：变化着的电流、变化着的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体2感应电流的产生条件：只要使穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生3在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，不正确的说法是( )A库仑发现了电流的磁效应B卡文迪许
2、测出引力常数C法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律D牛顿提出了万有引力定律奠定了天体力学的基础答案 A解析 奥斯特发现电流的磁效应，A 错误，B、C、D 项正确4关于磁通量，下列说法中正确的是( )A磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量B磁通量越大，磁感应强度越大C通过某一面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零D磁通量就是磁感应强度答案 C解析 磁通量是标量，故 A 不对；由 BS可知 由 B 和 S两个因素决定， 较大，有可能是由于S较大造成的，所以磁通量越大，磁感应强度越大是错误的，故 B 不对；由 BS可知，当线圈平面与磁场方向平行时，S0，0，但磁感应强度 B 不为零，故 C 对
3、；磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量，故 D 不对5(双选)如图所示，用导线做成圆形或正方形回路，这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘)，下列组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生的是( )答案 CD解析 利用安培定则判断直线电流产生的磁场，其磁感线是一些以直导线为轴的无数组同心圆，即磁感线所在平面均垂直于导线，且直线电流产生的磁场分布情况是：靠近直导线处磁场强，远离直导线处磁场弱所以，A 中穿过圆形线圈的磁场如图甲所示，其有效磁通量为 A出进0，且始终为 0，即使切世纪金榜 圆您梦想 第 2 页（共 7 页） 山东世纪金榜科教文化股份有限公司断导线中的电流，A也始
4、终为 0，A 中不可能产生感应电流B 中线圈平面与导线的磁场平行，穿过 B 的磁通量也始终为 0，B 中也不能产生感应电流C 中穿过线圈的磁通量如图乙所示，进出，即 C0，当切断导线中电流后，经过一定时间，穿过线圈的磁通量 C减小为 0，所以 C 中有感应电流产生；D 中线圈的磁通量 D不为 0，当电流切断后，D最终也减小为 0，所以 D 中也有感应电流产生【概念规律练概念规律练】知识点一知识点一 磁通量的理解及其计算磁通量的理解及其计算1如图 1 所示，有一个 100 匝的线圈，其横截面是边长为 L0.20 m 的正方形，放在磁感应强度为B0 .50 T 的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直若将
5、这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？图 1答案 5.5103 Wb解析 线圈横截面为正方形时的面积S1L2(0.20)2 m24.0102 m2.穿过线圈的磁通量1BS10.504.0102 Wb2.0102 Wb横截面形状为圆形时，其半径 r4L/22L/.截面积大小 S2(2L/)2 m2425穿过线圈的磁通量2BS20.504/(25) Wb2.55102 Wb.所以，磁通量的变化21(2.552.0)102 Wb5.5103 Wb点评 磁通量 BS 的计算有几点要注意：(1)S 是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积；B
6、是匀强磁场中的磁感应强度(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响同理，磁通量的变化量世纪金榜 圆您梦想 第 3 页（共 7 页） 山东世纪金榜科教文化股份有限公司21也不受线圈匝数的影响所以，直接用公式求 、 时，不必去考虑线圈匝数 n.2如图 2 所示，线圈平面与水平方向成 角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为 B，线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量 _.图 2答案 BScos 解析 线圈平面 abcd 与磁场不垂直，不能直接用公式 BS 计算，可以用不同的分解方法进行可以将平面 abcd 向垂直于磁感应强度的方向投影，使用投影面积；也可以将磁感应强度沿垂直于平面和平行于
7、平面正交分解，使用磁感应强度的垂直分量解法一：把面积 S 投影到与磁场 B 垂直的方向，即水平方向 abcd，则 SScos ，故BSBScos .解法二：把磁场 B 分解为平行于线圈平面的分量 B和垂直于线圈平面的分量 B，显然 B不穿过线圈，且 BBcos ，故 BSBScos .点评 在应用公式 BS 计算磁通量时，要特别注意 BS 的条件，应根据实际情况选择不同的方法，千万不要乱套公式知识点二知识点二 感应电流的产生条件感应电流的产生条件3(双选)图 3 所示的情况中能产生感应电流的是( )A如图甲所示，导体 AB 顺着磁感线运动B如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时C如图丙所示，小螺
8、线管 A 插入大螺线管 B 中不动，开关 S 一直接通时D如图丙所示，小螺线管 A 插入大螺线管 B 中不动，开关 S 一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时世纪金榜 圆您梦想 第 4 页（共 7 页） 山东世纪金榜科教文化股份有限公司图 3答案 BD解析 A 中导体棒顺着磁感线运动，穿过闭合电路的磁通量没有发生变化无感应电流，故 A 错；B 中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加，拔出时线圈中的磁通量减少，都有感应电流，故 B 正确；C 中开关S 一直接通，回路中为恒定电流，螺线管 A 产生的磁场稳定，螺线管 B 中的磁通量无变化，线圈中不产生感应电流，故 C 错；D 中开关 S 接通滑动变阻器
9、的阻值变化使闭合回路中的电流变化，螺线管 A 的磁场变化，螺线管 B 中磁通量变化，线圈中产生感应电流，故 D 正确点评 电路闭合，磁通量变化，是产生感应电流的两个必要条件，缺一不可电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通量尽管很大但不变化，那么无论有多大，都不会产生感应电流4如图 4 所示，线圈与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈与电流计 G 相连，线圈与线圈绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计 G 中无示数的是( )图 4A开关闭合瞬间B开关闭合一段时间后C开关闭合一段时间后，来回移动变阻器滑动端D开关断开瞬间答案 B解析 A 中开关闭合前，线圈、中均无磁场，开关闭合瞬
10、间，线圈中电流从无到有形成磁场，穿过线圈的磁通量从无到有，线圈中产生感应电流，电流计 G 有示数B 中开关闭合一段时间后，线圈世纪金榜 圆您梦想 第 5 页（共 7 页） 山东世纪金榜科教文化股份有限公司中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈虽有磁通量但磁通量稳定不变，线圈中无感应电流产生，电流计 G 中无示数C 中开关闭合一段时间后，来回移动滑动变阻器滑动端，电阻变化，线圈中的电流变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈的磁通量也发生变化，线圈中有感应电流产生，电流计 G 中有示数D 中开关断开瞬间，线圈中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈的磁通量也从有到无发生变化，线圈中有感应
11、电流产生，电流计 G 中有示数故选 B.点评 变化的电流引起闭合线圈中磁通量的变化，是产生感应电流的一种情况【方法技巧练方法技巧练】一、磁通量变化量的求解方法一、磁通量变化量的求解方法5面积为 S 的矩形线框 abcd，处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成 角(如图 5 所示)，当线框以 ab 为轴顺时针转 90时，穿过 abcd 面的磁通量变化量 _.图 5答案 BS(cos sin )解析 磁通量由磁感应强度矢量在垂直于线框面上的分量决定开始时 B 与线框面成 角，磁通量为 BSsin ；线框面按题意方向转动时，磁通量减少，当转动 90时，磁通量变为“负”值，2BSco
12、s .可见，磁通量的变化量为21BScos BSsin BS(cos sin )实际上，在线框转过 90的过程中，穿过线框的磁通量是由正向 BSsin 减小到零，再由零增大到负向BScos .方法总结 磁通量虽是标量，但有正、负，正、负号仅表示磁感线从不同的方向穿过平面，不表示大小6如图 6 所示，通电直导线下边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将( )图 6A逐渐增大 B逐渐减小C保持不变 D不能确定答案 B解析 当矩形线框在线框与直导线决定的平面内逐渐远离通电导线平动时，由于离开导线越远，磁场越弱，而线框的面积不变，则穿过线框的磁通量将
13、减小，所以 B 正确方法总结 引起磁通量变化一般有四种情况：世纪金榜 圆您梦想 第 6 页（共 7 页） 山东世纪金榜科教文化股份有限公司(1)磁感应强度 B 不变，有效面积 S 变化，则 t0BS(如知识点一中的 1 题)(2)磁感应强度 B 变化，磁感线穿过的有效面积 S 不变，则 t0BS(如此题)(3)线圈平面与磁场方向的夹角 发生变化时，即线圈在垂直于磁场方向的投影面积 SSsin 发生变化，从而引起穿过线圈的磁通量发生变化，即 B、S 不变， 变化(如此栏目中的 5 题)(4)磁感应强度 B 和回路面积 S 同时发生变化的情况，则 t0BS二、感应电流有无的判断方法二、感应电流有无的判断方法图 77如图 7 所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是( )A线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线 AB 转动D线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线 CD 转动答案 C解析 四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，按 A、B、D 三种情况线圈移动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零
