2019-2020學(xué)年高中物理 第1章 電磁感應(yīng) 第1節(jié) 磁生電的探索學(xué)案 魯科版選修3-2

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1、第1節(jié)　磁生電的探索 　1.了解電磁感應(yīng)的探索歷程，體會(huì)人類探索自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神．　2.知道電磁感應(yīng)的定義，理解感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件．　3.會(huì)運(yùn)用產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件判斷具體實(shí)例中有無感應(yīng)電流． 一、電磁感應(yīng)的探索歷程 事件 意義 電生磁 1820年，丹麥奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng) 拉開了研究電與磁相互關(guān)系的序幕 磁生電 菲涅耳、安培、科拉頓、亨利等致力于磁生電的研究 科學(xué)探索是曲折的，真理追求是執(zhí)著的 1831年，英國(guó)法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 揭示了電和磁的內(nèi)在聯(lián)系，引領(lǐng)人類進(jìn)入電氣時(shí)代 (1)奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的

2、聯(lián)系．(　　) (2)法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系．(　　) (3)奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，進(jìn)一步研究了電磁感應(yīng)現(xiàn)象．(　　) 提示：(1)√　(2)√　(3)× 二、科學(xué)探究——感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 1．實(shí)驗(yàn)探究 探究1：導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)(如圖所示)． 實(shí)驗(yàn)操作 有無電流產(chǎn)生 實(shí)驗(yàn)探究結(jié)論 導(dǎo)體棒AB與磁場(chǎng)相對(duì)靜止 無 導(dǎo)體棒AB切割磁感線，通過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生 導(dǎo)體棒AB平行于磁感線運(yùn)動(dòng)(與導(dǎo)軌不分離) 無 導(dǎo)體棒AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)(與導(dǎo)軌不分離) 有 探究2：磁鐵在螺線管中運(yùn)動(dòng)(如圖所示)．

3、 實(shí)驗(yàn)操作 有無電流產(chǎn)生 實(shí)驗(yàn)探究結(jié)論 將磁鐵插入螺線管時(shí) 有 將磁鐵插入或拔出螺線管時(shí)，通過螺線管閉合回路的磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生 磁鐵靜止在螺線管中時(shí) 無 將磁鐵拔出螺線管時(shí) 有 探究3：螺線管A放在螺線管B內(nèi)(如圖所示)． 實(shí)驗(yàn)操作 有無電流產(chǎn)生 實(shí)驗(yàn)探究結(jié)論 閉合開關(guān)的瞬間 有 導(dǎo)體和磁場(chǎng)間并沒有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)螺線管A中的電流發(fā)生變化時(shí)，螺線管B所處的磁場(chǎng)發(fā)生變化，從而引起穿過螺線管B的磁通量發(fā)生變化，螺線管B所在的閉合回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生 閉合開關(guān)，A中電流穩(wěn)定后，滑動(dòng)變阻器電阻變大 有 閉合開關(guān)，A中電流穩(wěn)定后，滑動(dòng)

4、變阻器電阻不變 無 閉合開關(guān)，A中電流穩(wěn)定后，滑動(dòng)變阻器電阻變小 有 斷開開關(guān)的瞬間 有 2．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過對(duì)以上三個(gè)實(shí)驗(yàn)的探究得出：只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生． 瑞士科學(xué)家科拉頓將一塊磁鐵在螺線管中移動(dòng)的過程中，有感應(yīng)電流產(chǎn)生嗎？他跑到隔壁房間觀察時(shí)為什么始終沒有看到電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)？ 提示：有．感應(yīng)電流是在磁通量變化過程中產(chǎn)生的，他跑到隔壁房間時(shí)，電磁感應(yīng)現(xiàn)象已經(jīng)完成，電流計(jì)指針已經(jīng)擺動(dòng)過了． 　磁通量及其變化量的分析[學(xué)生用書P2] 磁通量Φ 磁通量的變化量ΔΦ 物理意義 某時(shí)刻穿過磁場(chǎng)中某個(gè)面的磁感線條數(shù)

5、 穿過某個(gè)面的磁通量的差值 大小計(jì)算 Φ＝B·S，S為與B垂直的面積，不垂直時(shí)，取S在與B垂直方向上的投影 ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1或ΔΦ＝B·ΔS(B不變)或ΔΦ＝S·ΔB(S不變) 說明 (1)磁通量Φ是標(biāo)量，但有正、負(fù)，其正、負(fù)由“面”決定，若穿過某一面的磁感線既有穿出，又有穿進(jìn)，則穿過該面的磁通量為凈磁感線的條數(shù) (2)磁通量的大小及磁通量的變化量均與匝數(shù)無關(guān) 命題視角1　磁通量的計(jì)算 　如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，矩形線框abcd垂直于磁場(chǎng)放置，邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)1和L2，則穿過線框的磁通量為________，若將線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°，此

6、時(shí)穿過線框的磁通量為________． [解析]　根據(jù)磁通量的公式得Φ＝BS＝BL1L2；線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°后，沒有磁感線穿過線圈，磁通量為零． [答案]　BL1L2　0 命題視角2　磁通量變化量的理解 　磁通量是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要物理量．如圖所示，通有恒定電流的直導(dǎo)線MN與閉合線框abcd共面，第一次將線框由位置1平移到位置2，第二次將線框由位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，設(shè)前后兩次通過線框的磁通量的變化量分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則(　　) A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2 C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．無法確定ΔΦ1和ΔΦ2的大小關(guān)系 [解題探究] 兩種情

7、況下線框在位置2的磁通量相同嗎？ [解析]　第一次將線框由位置1平移到位置2，磁感線從線框的同一側(cè)穿入，ΔΦ1為前后兩位置磁通量差的絕對(duì)值；第二次將線框由位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，磁感線從線框的不同側(cè)面穿入，ΔΦ2為前后兩位置磁通量的絕對(duì)值之和，故ΔΦ1<ΔΦ2，選項(xiàng)C正確． [答案]　C 命題視角3　磁通量及其變化量的綜合應(yīng)用 　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)初末位置穿過線框的磁通量大小Φ1和Φ2； (2)磁通量的變化量ΔΦ. [解題探究] (1)初末

8、位置磁場(chǎng)是否從同一面穿過？ (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)開始時(shí)B與線框平面成θ角，穿過線

9、框的磁通量Φ1＝BSsin θ；當(dāng)線框平面按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過線框的磁通量減少，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)θ時(shí)，穿過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，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) (1)應(yīng)用公式Φ＝B·S計(jì)算磁通量時(shí)，要注意各符號(hào)的物理意義及公式的適用條件． (2)計(jì)算穿過某面的磁通量變化量時(shí)，要注意前、后磁通量的正、負(fù)值，如例2中原磁通量Φ1為正，當(dāng)平面轉(zhuǎn)過180°后，磁通量

10、Φ2為負(fù)，磁通量的變化量ΔΦ＝Φ1＋Φ2.　 【通關(guān)練習(xí)】 1.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通過時(shí)，穿過它們的磁通量分別為Φa、Φb、Φc，下列說法正確的是(　　) A．Φa<Φb<Φc　　 B．Φa>Φb>Φc C．Φa<Φc<Φb D．Φa>Φc>Φb 解析：選B.當(dāng)a中有電流通過時(shí)，穿過a、b、c三個(gè)閉合線圈的向里的磁感線條數(shù)一樣多，根據(jù)磁感線是閉合曲線的特點(diǎn)，可知向外的磁感線的條數(shù)c最多，其次是b，a中沒有向外的磁感線，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． 2.如圖所示，一個(gè)100匝的線圈，其橫截面

11、積是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.20 m 的正方形，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.50 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)垂直．若將這個(gè)線圈橫截面的形狀由正方形改變成圓形(橫截面的周長(zhǎng)不變)，在這一過程中穿過線圈的磁通量改變了多少？ 解析：線圈橫截面為正方形時(shí)的面積： S1＝L2＝(0.20)2 m2＝4.0×10－2 m2. Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2 Wb＝2.0×10－2 Wb. 截面形狀為圓形時(shí)，其半徑r＝＝. 截面積大小S2＝π＝ m2. 穿過線圈的磁通量： Φ2＝BS2＝ Wb≈2.55×10－2 Wb. 所以，磁通量的變化： ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2.55－2.0)×1

12、0－2 Wb＝5.5×10－3 Wb. 答案：5.5×10－3 Wb 　感應(yīng)電流是否產(chǎn)生的判斷[學(xué)生用書P3] 1．感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化． 2．判斷穿過閉合電路的磁通量是否發(fā)生變化：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，大致有以下幾種情況： (1)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)． (2)線圈與磁體之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或者磁場(chǎng)是由通電螺線管產(chǎn)生，而螺線管中的電流發(fā)生變化． (3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和線圈面積S同時(shí)發(fā)生變化． (4)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和線圈之間夾角發(fā)生變化，如線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)等． 命題視角1　感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 　關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，下列說法正

13、確的是(　　) A．任一閉合回路在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，閉合回路中就一定會(huì)有感應(yīng)電流 B．任一閉合回路在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，閉合回路中一定會(huì)有感應(yīng)電流 C．穿過任一閉合回路的磁通量為零的瞬間，閉合回路中一定不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 D．無論用什么方法，只要穿過閉合回路的磁感線條數(shù)發(fā)生了變化，閉合回路中一定會(huì)有感應(yīng)電流 [解析]　只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化就一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，而磁通量是穿過某一面積磁感線的凈條數(shù)，選項(xiàng)D正確；閉合回路在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，磁通量可能變化，也可能不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；閉合回路在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，磁通量可能變化，也可能不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；磁通量為零的瞬間不能說明閉合回路中

14、的磁通量沒有發(fā)生變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤． [答案]　D 命題視角2　對(duì)感應(yīng)電流有無的判斷 　下圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) [解析]　根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：A中，電路沒閉合，無感應(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，穿過線圈的磁感線相互抵消，Φ恒為零，無感應(yīng)電流；D中，磁通量不發(fā)生變化，無感應(yīng)電流． [答案]　B 命題視角3　感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的應(yīng)用 　如圖所示，線圈Ⅰ與電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器相連，線圈Ⅱ與電流計(jì)G相連，線圈Ⅰ與線圈Ⅱ繞在同一個(gè)鐵芯上，在下列情況下，電流計(jì)G中沒有示數(shù)的是(　　) A．開關(guān)閉合瞬間 B．開關(guān)閉合穩(wěn)定后 C．開

15、關(guān)閉合穩(wěn)定后，來回移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端 D．開關(guān)斷開瞬間 [解題探究] (1)線圈Ⅰ中磁場(chǎng)方向怎樣判斷？ (2)開關(guān)閉合(斷開)瞬間、來回移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端，線圈Ⅱ中的磁通量怎樣變化？ [解析]　開關(guān)閉合前，線圈Ⅰ、Ⅱ中均無磁場(chǎng)，開關(guān)閉合瞬間，線圈Ⅰ中電流從無到有，電流的磁場(chǎng)也從無到有，穿過線圈Ⅱ的磁通量從無到有，線圈Ⅱ中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計(jì)G有示數(shù)，A錯(cuò)；開關(guān)閉合穩(wěn)定后，線圈Ⅰ中電流穩(wěn)定不變，電流的磁場(chǎng)不變，此時(shí)線圈Ⅱ雖有磁通量但磁通量穩(wěn)定不變，線圈Ⅱ中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計(jì)G無示數(shù)，B對(duì)；開關(guān)閉合穩(wěn)定后，來回移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端，電阻變化，線圈Ⅰ中的電流變化，電流形成的磁場(chǎng)也發(fā)生

16、變化，穿過線圈Ⅱ的磁通量也發(fā)生變化，線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計(jì)G有示數(shù)，C錯(cuò)；開關(guān)斷開瞬間，線圈Ⅰ中電流從有到無，電流的磁場(chǎng)也從有到無，穿過線圈Ⅱ的磁通量也從有到無，線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計(jì)G有示數(shù)，D錯(cuò)． [答案]　B 在閉合回路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，取決于穿過回路的磁通量是否發(fā)生變化，而不是取決于回路有無磁通量．如例5中D項(xiàng)和例6中B項(xiàng)．　 　(多選)如圖所示裝置，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(　　) A．開關(guān)S接通的瞬間 B．開關(guān)S接通后，電路中電流穩(wěn)定時(shí) C．開關(guān)S接通后，滑動(dòng)變阻器觸頭滑動(dòng)的瞬間 D．開關(guān)S斷

17、開的瞬間 解析：選ACD.通電螺線管相當(dāng)于電磁鐵，當(dāng)開關(guān)接通瞬間，螺線管產(chǎn)生了磁場(chǎng)，穿過閉合線圈A的磁通量從無到有，發(fā)生了變化，所以產(chǎn)生感應(yīng)電流，A項(xiàng)對(duì)；開關(guān)斷開瞬間，A中磁通量從有到無，發(fā)生了變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，D項(xiàng)對(duì)；開關(guān)S接通后，電流穩(wěn)定時(shí)，A中有磁通量，但磁通量沒有變化，所以不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭滑動(dòng)時(shí)，電流改變，通電螺線管的磁場(chǎng)改變，A中磁通量也隨之改變，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，C項(xiàng)對(duì)． [隨堂檢測(cè)] [學(xué)生用書P4] 1．1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，震動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界，它證實(shí)電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象是有聯(lián)系的，從而在科學(xué)界引起了對(duì)稱性的思考：既然電流能夠引起

18、小磁針的運(yùn)動(dòng)，那么為什么不能用磁鐵使導(dǎo)線中產(chǎn)生電流呢？在眾多科學(xué)家中，法拉第通過精心設(shè)計(jì)的一系列實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)規(guī)律，將歷史上認(rèn)為各自獨(dú)立的學(xué)科“電學(xué)”與“磁學(xué)”真正聯(lián)系起來．在下面幾個(gè)典型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想中，所做的推論后來被實(shí)驗(yàn)否定的是(　　) A．既然磁鐵可使近旁的鐵塊帶磁，靜電荷可使近旁的導(dǎo)體表面感應(yīng)出電荷，那么靜止導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁靜止的線圈中感應(yīng)出電流 B．既然磁鐵可在近旁運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，那么穩(wěn)恒電流也可在近旁運(yùn)動(dòng)的線圈中感應(yīng)出電流 C．既然運(yùn)動(dòng)的磁鐵可在近旁靜止的線圈中感應(yīng)出電流，那么靜止的磁鐵也可在近旁運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì) D．既然運(yùn)動(dòng)的磁鐵可在近

19、旁的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，那么運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁的線圈中感應(yīng)出電流 解析：選A.法拉第經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)引起感應(yīng)電流的原因都與變化和運(yùn)動(dòng)有關(guān)，選項(xiàng)BCD中所敘述的思想都被實(shí)驗(yàn)證實(shí)，選項(xiàng)A中推論不成立． 2．下列關(guān)于磁通量的說法中正確的有(　　) A．磁通量不僅有大小還有方向，所以磁通量是矢量 B．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，a線圈的面積比b線圈的面積大，則穿過a線圈的磁通量一定比穿過b線圈的大 C．磁通量大，磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定大 D．把某線圈放在磁場(chǎng)中的M、N兩點(diǎn)，若放在M處的磁通量較在N處的大，則M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定比N處的大 解析：選C.磁通量是標(biāo)量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．根據(jù)Φ＝BS，磁通量由

20、磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁感線垂直穿過的面積S決定，S大，Φ不一定大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．Φ大，B不一定大，選項(xiàng)C正確、選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 3．如圖所示為探究產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象條件的實(shí)驗(yàn)裝置，下列情況不能引起電流計(jì)指針轉(zhuǎn)動(dòng)的是(　　) A．閉合開關(guān)瞬間 B．?dāng)嚅_開關(guān)瞬間 C．閉合開關(guān)后拔出鐵芯瞬間 D．閉合開關(guān)穩(wěn)定后保持變阻器的滑片位置不變 解析：選D.選項(xiàng)A、B、C都能使線圈B中磁通量發(fā)生變化，都能產(chǎn)生感應(yīng)電流而引起電流計(jì)指針轉(zhuǎn)動(dòng)；選項(xiàng)D不能使線圈B中的磁通量發(fā)生改變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以不能引起電流計(jì)指針轉(zhuǎn)動(dòng)． 4.如圖所示，a、b、c三個(gè)環(huán)水平套在豎直條形磁鐵外面，其中a和b兩環(huán)大小相同，c環(huán)

21、最大，a環(huán)位于N極處且與端面共面，b、c兩環(huán)位于條形磁鐵中部，三個(gè)環(huán)的圓心在磁鐵的軸線上，則關(guān)于穿過三個(gè)環(huán)的磁通量大小，下列說法正確的是(　　) A．c環(huán)最大，a與b環(huán)相同 B．三個(gè)環(huán)相同 C．b環(huán)比c環(huán)大 D．a(chǎn)環(huán)一定比c環(huán)大 解析：選C.條形磁鐵磁場(chǎng)的磁感線分布特點(diǎn)是：①在外部，兩端密，中間疏；②磁鐵內(nèi)、外磁感線條數(shù)相等．穿過a、b、c三個(gè)環(huán)向上的磁通量相同，而向下的磁通量不同，故選項(xiàng)C正確，A、B錯(cuò)誤；而穿過a、c兩環(huán)的磁通量大小關(guān)系不確定，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 5．(多選)如圖所示的實(shí)驗(yàn)中，在一個(gè)足夠大的磁鐵的磁場(chǎng)中，如果AB沿水平方向運(yùn)動(dòng)速度的大小為v1，兩磁極沿水平方向運(yùn)動(dòng)

22、速度的大小為v2，則以下說法正確的是(　　) A．當(dāng)v1＝v2，且方向相同時(shí)，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流 B．當(dāng)v1＝v2，且方向相反時(shí)，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．當(dāng)v1≠v2時(shí)，方向相同或相反都可以產(chǎn)生感應(yīng)電流 D．當(dāng)v2＝0時(shí)，v1的方向改為與磁感線的夾角為θ，且θ<90°，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流 解析：選BCD.當(dāng)v1＝v2，且方向相同時(shí)，二者無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，AB不切割磁感線，回路中磁通量不變，回路中無感應(yīng)電流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)v1＝v2，且方向相反時(shí)，則AB切割磁感線，穿過回路的磁通量變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)B正確；當(dāng)v1≠v2時(shí)，無論方向相同或相反，二者都有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，穿過回路的磁通量都會(huì)發(fā)生變

23、化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)C正確；當(dāng)v2＝0，v1的方向與磁感線的夾角θ<90°時(shí)，v1有垂直切割磁感線方向的分量，即AB仍在切割磁感線，穿過回路的磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)D正確． [課時(shí)作業(yè)] [學(xué)生用書P69(單獨(dú)成冊(cè))] 一、單項(xiàng)選擇題 1．許多科學(xué)家在物理學(xué)發(fā)展中作出了重要的貢獻(xiàn)，首先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象的物理學(xué)家分別是(　　) A．麥克斯韋和法拉第　　　　　 B．法拉第和密立根 C．奧斯特和法拉第 D．奧斯特和安培 解析：選C.1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)體能使小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，首次發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，1831年，英國(guó)物理學(xué)家法拉第首

24、次發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，選項(xiàng)C正確；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定了元電荷的數(shù)值，安培發(fā)現(xiàn)了磁場(chǎng)對(duì)電流的作用規(guī)律，選項(xiàng)ABD錯(cuò)誤． 2．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B.選項(xiàng)A是用來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)． 3.如圖所示，ab是水平面上一個(gè)圓形閉合線圈的直徑，在過ab的豎直平面內(nèi)有一根通電直導(dǎo)線ef.已知ef平行于ab，當(dāng)ef豎直向上平移時(shí)，

25、ef中的電流I產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過圓形閉合線圈的磁通量將(　　) A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．始終為零 D．不為零，但保持不變 解析：選C.由安培定則可知通電直導(dǎo)線ef產(chǎn)生了磁場(chǎng)，由磁場(chǎng)的對(duì)稱性可知，對(duì)于圓形閉合線圈平面的同一側(cè)來說，穿進(jìn)圓形閉合線圈的磁感線的條數(shù)與穿出圓形閉合線圈的磁感線條數(shù)是相等的，即穿過圓形線圈的磁通量始終為零，選項(xiàng)C正確． 4．閉合電路的一部分導(dǎo)線ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，圖中所示各種情況下導(dǎo)線都在紙面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，那么下列判斷中正確的是(　　) A．都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 B．都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．甲、乙不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，丙、丁會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 D．甲

26、、丙會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，乙、丁不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 解析：選D.甲、丙會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，因?yàn)閷?dǎo)線切割了磁感線；乙、丁不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，因?yàn)閷?dǎo)線在磁場(chǎng)中穿行，沒有切割磁感線． 5.一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的無界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向水平向右，一面積為S的矩形線圈abcd如圖所示放置，平面abcd與豎直方向成θ角，將abcd繞ad軸轉(zhuǎn)180°角，則穿過線圈平面的磁通量的變化量為(　　) A．0 B．2BS C．2BScos θ D．2BSsin θ 解析：選C.開始穿過線圈平面的磁通量為Φ1＝BScos θ，后來穿過線圈平面的磁通量為Φ2＝－BScos θ，則磁通量的變化量為ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2B

27、Scos θ. 6.如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框，在下列四種情況下，線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) 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) 解析：選C.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．C中線框轉(zhuǎn)動(dòng)后，穿過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． 7.如圖所示，一有限范圍

28、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，寬度為d，將一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框以速度v向右勻速地通過磁場(chǎng)區(qū)域，若d>l，則導(dǎo)線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的時(shí)間應(yīng)等于(　　) A． B． C． D． 解析：選C.當(dāng)導(dǎo)線框剛剛完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)至導(dǎo)線框剛剛出磁場(chǎng)時(shí)，穿過導(dǎo)線框的磁通量不發(fā)生變化，導(dǎo)線框中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，對(duì)應(yīng)的位移為(d－l)，所以時(shí)間為t＝，選項(xiàng)C正確． 8.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，

29、無感應(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． 二、多項(xiàng)選擇題 9．如圖所示是法拉第最初研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的裝置，AB是繞在軟鐵芯上的線圈，電流表與線圈組成一閉合回路．下列說法正確的是(　　) A．當(dāng)右邊磁鐵S極離開B端時(shí)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流 B．當(dāng)右邊磁鐵S極

30、離開B端，并在B端附近運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．當(dāng)磁鐵保持圖中狀態(tài)不變時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流 D．當(dāng)磁鐵保持圖中狀態(tài)不變時(shí)，線圈中無感應(yīng)電流 解析：選ABD.當(dāng)磁鐵離開B端或在B端附近運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈所處位置磁場(chǎng)變化，穿過線圈的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)A、B正確；當(dāng)磁鐵保持圖中狀態(tài)不變時(shí)，穿過線圈的磁通量不變，線圈中無感應(yīng)電流，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． 10.如圖所示，開始時(shí)矩形導(dǎo)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，若要使導(dǎo)線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，則下列辦法可行的是(　　) A．將導(dǎo)線框向左拉出磁場(chǎng) B．以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于90°) C．以ad邊為軸轉(zhuǎn)

31、動(dòng)(小于60°) D．以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°) 解析：選ABC.將導(dǎo)線框向左拉出磁場(chǎng)的過程中，導(dǎo)線框的bc邊做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，或者說穿過導(dǎo)線框的磁通量減少，所以導(dǎo)線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)A正確；當(dāng)導(dǎo)線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線框的cd邊的右半段在做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，或者說穿過導(dǎo)線框的磁通量在發(fā)生變化，所以導(dǎo)線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)B正確；當(dāng)導(dǎo)線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°)時(shí)，穿過導(dǎo)線框的磁通量在減少，所以在這個(gè)過程中導(dǎo)線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)C正確；當(dāng)導(dǎo)線框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于60°，則穿過導(dǎo)線框的磁通量始終保持不變，所以在這個(gè)過程中導(dǎo)線框中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流

32、，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 三、非選擇題 11．演示地磁場(chǎng)存在的實(shí)驗(yàn)裝置(由環(huán)形線圈，微電流傳感器，DIS等組成)如圖所示．首先將線圈豎直放置，以豎直方向?yàn)檩S轉(zhuǎn)動(dòng)，屏幕上的電流指針________(填“有”或“無”)偏轉(zhuǎn)；然后仍將線圈豎直放置，使其平面與東西向平行，并從東向西移動(dòng)，電流指針________(填“有”或“無”)偏轉(zhuǎn)；最后將線圈水平放置，使其從東向西移動(dòng)，電流指針________(填“有”或“無”)偏轉(zhuǎn)． 解析：判斷有無感應(yīng)電流發(fā)生的關(guān)鍵是判斷閉合回路中磁通量是否變化．地磁場(chǎng)在北半球的水平分量由南指向北，豎直分量向下．首先將線圈豎直放置，以豎直方向?yàn)檩S轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中磁通量變化，有感應(yīng)電

33、流產(chǎn)生，屏幕上的電流指針有偏轉(zhuǎn)；然后仍將線圈豎直放置，使其平面與東西向平行，并從東向西移動(dòng)，線圈中磁通量不變化，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流指針無偏轉(zhuǎn)；最后將線圈水平放置，使其從東向西移動(dòng)，線圈中磁通量不變化，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流指針無偏轉(zhuǎn)． 答案：有　無　無 12．在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，所用的器材如圖所示．它們是： ①電流計(jì)?、谥绷麟娫础、蹘цF芯的線圈A?、芫€圈B ⑤開關(guān)　⑥滑動(dòng)變阻器 (1)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)． (2)怎樣才能使線圈B中有感應(yīng)電流產(chǎn)生？試舉出兩種方法． 解析：(1)如圖所示． (2)①將斷開的開關(guān)閉合；②將閉合的開關(guān)斷開

34、；③閉合開關(guān)后，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置；④閉合開關(guān)后，將線圈A插入線圈B中；⑤閉合開關(guān)后，將線圈A從線圈B中拔出． 答案：見解析 13.如圖所示，固定在水平桌面上的金屬框架cdef，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒ab擱在框架上，可無摩擦滑動(dòng)，此時(shí)adeb構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形，開始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.若從t＝0時(shí)刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，棒以恒定速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)怎樣隨時(shí)間變化(寫出B與t的關(guān)系式)? 解析：要使電路中感應(yīng)電流為零，只需穿過閉合電路的總磁通量不變，故BL(L＋vt)＝B0L2所以B＝. 答案：B＝ 17