物理選修3-2粵教版1.1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象

1、1.1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象、1.2 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 學(xué)案（粵教版選修3-2）1法拉第把可以產(chǎn)生電磁感應(yīng)的情況概括為五類，它們都與變化和運(yùn)動相聯(lián)系，即：變化著的電流、變化著的磁場、運(yùn)動的恒定電流、運(yùn)動的磁鐵、在磁場中運(yùn)動的導(dǎo)體2感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件：只要使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3在物理學(xué)的發(fā)展過程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動了人類歷史的進(jìn)步，在對以下幾位物理學(xué)家所做科學(xué)貢獻(xiàn)的敘述中，不正確的說法是()A庫侖發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)B卡文迪許測出引力常數(shù)C法拉第發(fā)現(xiàn)了磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律D牛頓提出了萬有引力定律奠定了天體力學(xué)的基礎(chǔ)答案A解析奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，A錯

2、誤，B、C、D項正確4關(guān)于磁通量，下列說法中正確的是()A磁通量不僅有大小，而且有方向，所以是矢量B磁通量越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大C通過某一面的磁通量為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零D磁通量就是磁感應(yīng)強(qiáng)度答案C解析磁通量是標(biāo)量，故A不對；由BS可知由B和S兩個因素決定，較大，有可能是由于S較大造成的，所以磁通量越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大是錯誤的，故B不對；由BS可知，當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時，S0，0，但磁感應(yīng)強(qiáng)度B不為零，故C對；磁通量和磁感應(yīng)強(qiáng)度是兩個不同的物理量，故D不對5(雙選)如圖所示，用導(dǎo)線做成圓形或正方形回路，這些回路與一直導(dǎo)線構(gòu)成幾種位置組合(彼此絕緣)，下列組合中，切斷直導(dǎo)線中的電流時

3、，閉合回路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是()答案CD解析利用安培定則判斷直線電流產(chǎn)生的磁場，其磁感線是一些以直導(dǎo)線為軸的無數(shù)組同心圓，即磁感線所在平面均垂直于導(dǎo)線，且直線電流產(chǎn)生的磁場分布情況是：靠近直導(dǎo)線處磁場強(qiáng)，遠(yuǎn)離直導(dǎo)線處磁場弱所以，A中穿過圓形線圈的磁場如圖甲所示，其有效磁通量為A出進(jìn)0，且始終為0，即使切斷導(dǎo)線中的電流，A也始終為0，A中不可能產(chǎn)生感應(yīng)電流B中線圈平面與導(dǎo)線的磁場平行，穿過B的磁通量也始終為0，B中也不能產(chǎn)生感應(yīng)電流C中穿過線圈的磁通量如圖乙所示，進(jìn)>出，即C0，當(dāng)切斷導(dǎo)線中電流后，經(jīng)過一定時間，穿過線圈的磁通量C減小為0，所以C中有感應(yīng)電流產(chǎn)生；D中線圈的磁通量D不為

4、0，當(dāng)電流切斷后，D最終也減小為0，所以D中也有感應(yīng)電流產(chǎn)生【概念規(guī)律練】知識點(diǎn)一磁通量的理解及其計算1如圖1所示，有一個100匝的線圈，其橫截面是邊長為L m的正方形，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B T的勻強(qiáng)磁場中，線圈平面與磁場垂直若將這個線圈橫截面的形狀由正方形改變成圓形(橫截面的周長不變)，在這一過程中穿過線圈的磁通量改變了多少？圖1答案×103 Wb解析線圈橫截面為正方形時的面積S1L2()2 m2×102 m2.穿過線圈的磁通量1BS1××102 ×102 Wb橫截面形狀為圓形時，其半徑r4L/22L/.截面積大小S2(2L/)2 m2穿過線圈

5、的磁通量2BS2×4/(25) Wb×102 Wb.所以，磁通量的變化21()×102 ×103 Wb點(diǎn)評磁通量BS的計算有幾點(diǎn)要注意：(1)S是指閉合回路中包含磁場的那部分有效面積；B是勻強(qiáng)磁場中的磁感應(yīng)強(qiáng)度(2)磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)，也就是磁通量大小不受線圈匝數(shù)的影響同理，磁通量的變化量21也不受線圈匝數(shù)的影響所以，直接用公式求、時，不必去考慮線圈匝數(shù)n.2如圖2所示，線圈平面與水平方向成角，磁感線豎直向下，設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈面積為S，則穿過線圈的磁通量_.圖2答案BScos 解析線圈平面abcd與磁場不垂直，不能直接用公式BS計算，可以用不同

6、的分解方法進(jìn)行可以將平面abcd向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向投影，使用投影面積；也可以將磁感應(yīng)強(qiáng)度沿垂直于平面和平行于平面正交分解，使用磁感應(yīng)強(qiáng)度的垂直分量解法一：把面積S投影到與磁場B垂直的方向，即水平方向abcd，則SScos ，故BSBScos .解法二：把磁場B分解為平行于線圈平面的分量B和垂直于線圈平面的分量B，顯然B不穿過線圈，且BBcos ，故BSBScos .點(diǎn)評在應(yīng)用公式BS計算磁通量時，要特別注意BS的條件，應(yīng)根據(jù)實際情況選擇不同的方法，千萬不要亂套公式知識點(diǎn)二感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件3(雙選)圖3所示的情況中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A如圖甲所示，導(dǎo)體AB順著磁感線運(yùn)動B如圖乙所示，條

7、形磁鐵插入或拔出線圈時C如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關(guān)S一直接通時D如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關(guān)S一直接通，當(dāng)改變滑動變阻器的阻值時圖3答案BD解析A中導(dǎo)體棒順著磁感線運(yùn)動，穿過閉合電路的磁通量沒有發(fā)生變化無感應(yīng)電流，故A錯；B中條形磁鐵插入線圈時線圈中的磁通量增加，拔出時線圈中的磁通量減少，都有感應(yīng)電流，故B正確；C中開關(guān)S一直接通，回路中為恒定電流，螺線管A產(chǎn)生的磁場穩(wěn)定，螺線管B中的磁通量無變化，線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯；D中開關(guān)S接通滑動變阻器的阻值變化使閉合回路中的電流變化，螺線管A的磁場變化，螺線管B中磁通量變化，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D正

8、確點(diǎn)評電路閉合，磁通量變化，是產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個必要條件，缺一不可電路中有沒有磁通量不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，如果穿過電路的磁通量盡管很大但不變化，那么無論有多大，都不會產(chǎn)生感應(yīng)電流4如圖4所示，線圈與電源、開關(guān)、滑動變阻器相連，線圈與電流計G相連，線圈與線圈繞在同一個鐵芯上，在下列情況下，電流計G中無示數(shù)的是()圖4A開關(guān)閉合瞬間B開關(guān)閉合一段時間后C開關(guān)閉合一段時間后，來回移動變阻器滑動端D開關(guān)斷開瞬間答案B解析A中開關(guān)閉合前，線圈、中均無磁場，開關(guān)閉合瞬間，線圈中電流從無到有形成磁場，穿過線圈的磁通量從無到有，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計G有示數(shù)B中開關(guān)閉合一段時間后，線圈中電流穩(wěn)定不變，電

9、流的磁場不變，此時線圈雖有磁通量但磁通量穩(wěn)定不變，線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計G中無示數(shù)C中開關(guān)閉合一段時間后，來回移動滑動變阻器滑動端，電阻變化，線圈中的電流變化，電流形成的磁場也發(fā)生變化，穿過線圈的磁通量也發(fā)生變化，線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計G中有示數(shù)D中開關(guān)斷開瞬間，線圈中電流從有到無，電流的磁場也從有到無，穿過線圈的磁通量也從有到無發(fā)生變化，線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計G中有示數(shù)故選B.點(diǎn)評變化的電流引起閉合線圈中磁通量的變化，是產(chǎn)生感應(yīng)電流的一種情況【方法技巧練】一、磁通量變化量的求解方法5面積為S的矩形線框abcd，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與線框平面成角(如圖5所

10、示)，當(dāng)線框以ab為軸順時針轉(zhuǎn)90°時，穿過abcd面的磁通量變化量_.圖5答案BS(cos sin )解析磁通量由磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量在垂直于線框面上的分量決定開始時B與線框面成角，磁通量為BSsin ；線框面按題意方向轉(zhuǎn)動時，磁通量減少，當(dāng)轉(zhuǎn)動90°時，磁通量變?yōu)椤柏?fù)”值，2BScos .可見，磁通量的變化量為21BScos BSsin BS(cos sin )實際上，在線框轉(zhuǎn)過90°的過程中，穿過線框的磁通量是由正向BSsin 減小到零，再由零增大到負(fù)向BScos .方法總結(jié)磁通量雖是標(biāo)量，但有正、負(fù)，正、負(fù)號僅表示磁感線從不同的方向穿過平面，不表示大小6如圖6所

11、示，通電直導(dǎo)線下邊有一個矩形線框，線框平面與直導(dǎo)線共面若使線框逐漸遠(yuǎn)離(平動)通電導(dǎo)線，則穿過線框的磁通量將()圖6A逐漸增大 B逐漸減小C保持不變 D不能確定答案B解析當(dāng)矩形線框在線框與直導(dǎo)線決定的平面內(nèi)逐漸遠(yuǎn)離通電導(dǎo)線平動時，由于離開導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場越弱，而線框的面積不變，則穿過線框的磁通量將減小，所以B正確方法總結(jié)引起磁通量變化一般有四種情況：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，有效面積S變化，則t0BS(如知識點(diǎn)一中的1題)(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化，磁感線穿過的有效面積S不變，則t0BS(如此題)(3)線圈平面與磁場方向的夾角發(fā)生變化時，即線圈在垂直于磁場方向的投影面積SSsin 發(fā)生變化，從而引起穿

12、過線圈的磁通量發(fā)生變化，即B、S不變，變化(如此欄目中的5題)(4)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和回路面積S同時發(fā)生變化的情況，則t0B·S二、感應(yīng)電流有無的判斷方法圖77如圖7所示的勻強(qiáng)磁場中有一個矩形閉合導(dǎo)線框，在下列四種情況下，線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中左右運(yùn)動B線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中上下運(yùn)動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三種情況線圈移動后，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)

13、電流C中線圈轉(zhuǎn)動后，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項正確方法總結(jié)(1)判斷有無感應(yīng)電流產(chǎn)生的關(guān)鍵是抓住兩個條件：電路是否為閉合電路；穿過電路本身的磁通量是否發(fā)生變化，其主要內(nèi)涵體現(xiàn)在“變化”二字上電路中有沒有磁通量不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，如果穿過電路的磁通量很大但不變化，那么不論有多大，也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流(2)分析磁通量是否變化時，既要弄清楚磁場的磁感線分布，又要注意引起磁通量變化的三種情況：由于線框所在處的磁場變化引起磁通量變化；由于線框所在垂直于磁場方向的投影面積變化引起磁通量變化；有可能是磁場及其垂直于磁場的面積都發(fā)生變化8(雙選)下列情況中都是線框在磁場中切割磁感線運(yùn)動，其中線框中有感應(yīng)電流的是()答案BC解析A中雖然導(dǎo)體“切割”了磁感線，但穿過閉合線框的磁通量并沒有發(fā)生變化，沒有感應(yīng)電流B中導(dǎo)體框的一部分導(dǎo)體“切割”了磁感線，穿過線框的磁感線條數(shù)越來越少，線框中有感應(yīng)電流C中雖然與A近似，但由于是非勻強(qiáng)磁場運(yùn)動過程中，穿過線框的磁感線條數(shù)增加，線框中有感應(yīng)電流D中線框盡管是部分切割，但磁感線條數(shù)不變，無感應(yīng)電流，故