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1、1物理选修物理选修 3-2第一章第一章 电磁感应电磁感应【学习目标学习目标】 1了解电磁感应的发现过程,体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神;学习法 拉第等科学家的优秀品质。 2通过观察和实验,理解感应电流的产生条件;举例说明电磁感应在生活和生产中的 应用。 3通过探究,理解楞次定律;理解法拉第电磁感应定律。培养空间思维能力和通过观 察、实验得出物理规律的能力。 4通过实验,了解自感现象和涡流现象;能举例说明自感现象和涡流现象在生活和生 产中的应用。知道反电动势的概念,了解电磁感应中的能量守恒。第第 1 节节 电磁感应现象的发现电磁感应现象的发现 第第 2 节节 感应电流产生的条件感应电流
2、产生的条件 【学习目标学习目标】 1了解电磁感应的发现过程,认识电磁感应现象发现的时代背景和思想历程。体会人 类探索自然规律的科学态度和科学精神;学习法拉第等科学家的优秀品质,促成学科学、 用科学为人类服务的意识。 2正确认识科学发现不仅需要艰辛的劳动,而且需要具有敏锐深邃的科学洞察力、丰 富的直觉和善于创新的优良品质。 3知道电磁感应现象和感应电流。 4通过实验探究,总结感应电流产生的条件。 5学习从物理现象和实验中归纳科学规律,认识归纳法是科学研究的一种重要的方法。【阅读指导阅读指导】 11820 年, 从实验中发现了电流的磁效应,引起了科学界的关注,形成 了对电磁现象研究的热潮。不少物理
3、学家根据对称性的思考,提出既然电能产生磁,是否 磁也能产生电呢?法拉第经历了长达 年的探索,终于获得了成功,于 1831 年证实 了“磁生电”现象的存在,他在论文中将“磁生电”现象分为五类: 。并把这些现象正式定名为“电磁 感应”。由电磁感应现象产生的电流叫 。2教材 P5 图 1-2-1(a)实验中,导线在运动时是 磁感线的,电路中出现了 电流;而在(b)实验中,导线是沿着磁感线方向运动的,即导线没有做切割磁感线的运动, 电路中 电流。实验和理论表明:当闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,电路中有感应电流产生。3在法拉第的有些实验中,导体并没有做 运动,但闭合电路中出现了 感应电流。教材
4、 P6 图 1-2-2 实验当开关接通和断开瞬间,螺线管与电流计构成的电路中 有 感应电流产生,当滑动变阻器滑动时,螺线管与电流计构成的电路中 感应电 流产生。当滑动变阻器快速滑动时,螺线管与电流计构成的电路中产生的感应电流 。4大量实验证实,穿过闭合电路的 时,这个闭合电路中就有感应电 流产生。25磁通量是指穿过某一面积的 ,用字母 表示, 单位是 ,用字母 表示。 6在匀强磁场(磁感应强度为 B)中,当线圈平面(面积为 S)与磁感线垂直时,= ;当线圈平面与磁感线平行时,= 。 7面积是 0.50m2的导线环,处于磁感强度为 2.010-2T 的匀强磁场中,环面与磁场垂 直,穿过导线环的磁
5、通量等于_Wb;若环面与磁场平行,则导线环的磁通量等于 _Wb。 8将面积为 0.75m2的线圈放在匀强磁场中,线圈平面与磁感线垂直,已知穿过线圈 平面的磁通量是 1.50Wb,那么这个磁场的磁感强度是_T。 【课堂练习课堂练习】 夯实基础夯实基础 1把一个面积为 510-2m2的单匝矩形线圈放在磁感应强度为 2.010-2T 的匀强磁场中, 当线圈平面与磁感线方向垂直时,穿过线圈的磁通量是多大?2将面积是 0.5m2的导线环放入匀强磁场中,环面与磁场方向垂直。已知穿过这个导 线环的磁通量是 2.010-2Wb。求磁场的磁感应强度。3如图所示,在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中,有一个矩形线
6、圈 abcd,线 圈平面与磁场垂直,O1O2和 O3O4都是线圈的对称轴,使说明应使线圈怎样运动才能使其 中产生感生电流?abcdO3O4O1O24处于磁场中一个闭合线圈如没有产生感应电流,则可断定( )A线圈未在磁场中运动 B线圈未切割磁力线 C磁场未发生变化 D穿过线圈的磁通量未发生变化5关于各个单位间的关系,下列正确的是( ) A1T=1Wb/m2 B1T=1Wb/m C1T=1N / (Am) D1T=1Ns / (Cm) 6关于产生感应电流的条件,下列说法中正确的是( ) A只要闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定有感应电流 B只要闭合电路中有磁通量,闭合电路中就有感应电流 C只要
7、导体做切割磁感线运动,就有感应电流产生 D只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化,闭合电路中就有感应电流7如图所示,矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场内,一半在匀强磁场外,下述 过程中使线圈产生感应电流的是( ) A以 bc 为轴转动 45 B以 ad 为轴转动 453C将线圈向下平移 D将线圈向上平移8如图所示,匀强磁场区域宽度为 l,现有一边长为 d(dl)的矩 形金属框以恒定速度 v 向右通过磁场区域,该过程中有感应电流的时 间总共为( )A B d vvl 2C Dvd2 vld 9矩形线框放在匀强磁场中,如图所示,线框运动和线框中产生的感应电流的关系, 下列说法中正确的是( ) A线
8、框向上运动,离开磁场时,磁通量发生变化,线框中有感应电流 B线框向下运动,离开磁场时,磁通量发生变化,线框中有感应 电流 C线框在磁场中向左运动,竖直边切割磁感线,线框中有感应电 流 D线框在磁场中向右运动,竖直边切割磁感线,线框中没感应电流 提升能力提升能力 1有关磁通量 下列说法正确的是( ) A磁通量越大表示磁感应强度越大 B面积越大穿过它的磁通量也越大 C穿过单位面积的磁通量等于磁感应强度 D磁通密度在数值上等于磁感应强度2有一矩形线圈,面积为 S,匝数为 n,将它置于匀强磁场中,且使线圈平面与磁感 线方向垂直,设穿过该线圈的磁通量为 ,则该匀强磁场的磁感应强度大小为( ) A/(ns
9、) Bn/S C/S D无法判断3关于产生感应电流的条件,下列说法中正确的是( ) A只要闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定有感应电流 B只要闭合电路中有磁通量,闭合电路中就有感应电流 C只要导体做切割磁感线运动,就有感应电流产生 D只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化,闭合电路中就有感应电流4如图所示,有一根通电的长直导线 MN 中通有恒定的电流 I, 一闭合线圈从直导线的左侧平移到右侧的过程中,穿过线圈磁通量的 变化情况是( ) A先增大后减小 B先减小后增大 C增大、减小、增大、减小 D减小、增大、减小、增大5如图所示,一个小矩形线圈从高处自由落下,进入较小的有界匀强磁场,线圈平面
10、和磁场保持垂直,设线圈下边刚进入磁场到上边刚接触磁场为 A 过程;线圈全部进入磁场 内运动为 B 过程;线圈下边出磁场到上边刚出磁场为 C 过程,则( ) A只在 A 过程中,线圈的机械能不变 B只在 B 过程中,线圈的机械能不变B4C只在 C 过程中,线圈的机械能不变 D在 A、B、C 过程中,线圈机械能都不变6如图所示,通有恒定电流的导线 MN 与闭合金属框共面,第一次将金属框由 I 平移 到,第二次将金属框绕 cd 边翻转到,设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为1 和2,则( ) A12 B1=2 C1b Ba=b CaaBaCaD BaA=aCaBaD CaA=aCaDaB DaAa
11、CaB=aD2两个闭合铝环,挂在一根水平光滑的绝缘杆上,当条形磁铁 N 极向左插向圆环时 (如图),两圆环的运动是( ) A边向左移边分开B边向左移边靠拢 C边向右移边分开D边向右移边靠拢3如图所示,MN、PQ 为同一水平面的两平行导轨,导轨 间有垂直于导轨平面的磁场,导体 ab、cd 与导轨有良好的接触 并能滑动,当 ab 曲沿轨道向右滑动时,cd 将( ) A右滑 B不动 C左滑 D无法确定4如图所示,一条形磁铁与一圆形线圈在同一平面内,磁铁中心 与圆心 O 重合,为了在磁铁开始运动时,在线圈中得到如图所示的电 流 I,磁铁的运动方向应为( ) AN 极向纸内,S 极向纸外,使磁铁绕 O
12、点转动 BN 极向纸外,S 极向纸内,使磁铁绕 O 点转动 C使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外做平动 D使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸内做平动5如图所示,金属线框 ABCD 由细线悬吊在空中,图中虚线区域内 是垂直于线框向里的匀强磁场,要使悬线的拉力变大,可采用的办法有( ) A将磁场向上平动B将磁场均匀增强 C将磁场向下平动D将磁场均匀减弱6如图所示,平行导轨 a、b 和平行导轨 c、d 在同一平面内,两 导轨分别和两线圈相连接,匀强磁场的方向垂直两导轨所在的平 面金属棒 L1和 L2可在两导轨上沿导轨自由滑动,棒 L2原来静止, 用外力使 L1向左运动,下列说法中正确的是( ) A当
13、L1向左匀速运动时,L2将向左运动 B当 L1向左匀速运动时,L2将向右运动 C当 L1向左加速运动时,L2将向左运动 D当 L1向左加速运动时,L2将向右运动7如图所示,用细线吊着一个矩形闭合金属线框,它的正下方有一水平通电直导线 MN,现在使导线 M 端向纸外、N 端向纸内在水平面内转动,则金属框( ) A有顺时针方向感应电流,与导线同向转动 B有顺时针方向感应电流,与导线反向转动 C有逆时针方向感应电流,与导线同向转动 D有逆时针方向感应电流,与导线反向转动8线圈 L2在 L1附近,为使 L3中有如图所示箭头所指方向的13感应电流,可以使( ) A变阻器滑片向左移 B变阻器滑片向右移 C
14、L3远离 L1运动 D断开开关 S 的瞬间9如图所示,螺线管中放有一根条形磁铁,那么( ) A当磁铁突然向右抽出时,A 点电势比 B 点高 B当磁铁突然向右抽出时,B 点电势比 A 点高 C当磁铁突然向左抽出时,A 点电势比 B 点高 D当磁铁突然向左抽出时,B 点电势比 A 点高10如图所示,若套在条形磁铁上的弹性金属闭合圆线圈由 I 状态突然缩小到状态, 则关于该线圈中的感应电流及方向(从上往下看)应是( ) A有顺时针方向的感应电流 B有逆时针方向的感应电流 C先有逆时针方向、后变为顺时针方向的感应电流 D没有感应电流11在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,有一半径为 R 的圆弧金属丝 ab,ab 的长度为周长的,弧平面与磁场垂直,若其以速32度 v 向右运动,如图所示,则 ab 两点间感应电动势的大小为 _,a 点电势比 b 点_12如图所示,电阻为 R 的矩形导线框 abcd,边长 ab=L,ad=h,质量为 m,自某一高度自由落下,通过一匀强磁场, 磁场方向垂直纸面向里,磁场区域的宽度为 h,若线框恰好以恒定 的速度通过磁场,线框中产生的焦