新导练物理同步人教选修1-1全国通用版课件:第三章 一、电磁感应现象
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人教版物理选修1-1 第三章电磁感应 3.1电磁感应现象同步练习题1.物理学领域里的每次重大发现,都有力地推动了人类文明的进程.最早利用磁场获得电流,使人类得以进入电气化时代的科学家是( )A.库仑B.奥斯特C.安培D.法拉第2.(双选)如图所示,图中虚线是匀强磁场区的边界,一个闭合线框自左至右穿过该磁场区,线框经过图示的哪些位置时有感应电流( )A.在位置1B.在位置2C.在位置3D.在位置43.若某处的地磁场为匀强磁场,一同学在该处手拿矩形线圈面向南方,如图所示,则能够使线圈中产生感应电流的操作是( )A.上下移动线圈B.南北移动线圈C.东西移动线圈D.将线圈转到水平4.如图所示,线圈两端接在电流表上组成闭合电路.在下列情况中,电流表指针没有发生偏转的是( )A.线圈不动,磁铁插入线圈B.线圈不动,磁铁从线圈中拔出C.磁铁不动,线圈上、下移动D.磁铁插在线圈内不动5. 如图所示,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( )A.逐渐增大B.逐渐减小C.保持不变D.不能确定6. (双选)如图所示,线圈abcd横穿过磁场区域B时,在以下所指的每种情况下,线圈中有感应电流产生的是( )A.线圈进入磁场的过程中B.整个线圈都在磁场中时平动C.线圈离开磁场的过程中D.线圈进入磁场后在它所在的平面内绕a点旋转7. (双选)下列各项中,闭合矩形线圈中能产生感应电流的是( )8.磁通量可以形象地理解为“穿过磁场中某一面积的磁感线条数”.在如图所示磁场中,S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈,穿过S1、S2、S3的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3且都不为0.下列判断正确的是( )A.Φ1最大B.Φ2最大C.Φ3最大D.Φ1、Φ2、Φ3相等9.如图所示,线圈平面与水平方向成θ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Φ= .10. 奥斯特发现电流的磁效应后,许多物理学家提出了一个对应的问题:磁场也能产生电流吗?瑞士物理学家丹尼尔·科拉顿对这个问题进行了探究:他将一个螺线管与电流计相连,为了避免强磁性磁铁的影响,他把电流计用长导线连着,放在另外一个房间.科拉顿没有助手,当他把磁铁投入螺线管中后,立即跑到另一个房间去观察.十分可惜,他未能观察到电流计指针的偏转.后来有位科学家感叹道:“可怜的科拉顿,在跑来跑去中丢失了良机.”你认为科拉顿的实验是否成功产生了感应电流?为什么说他错失了良机?11. 1820年,丹麦著名物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,产生了极其深远的影响:一方面,在技术上诞生了电流计,制成了电磁铁;另一方面,在科学上架起了一座连接电和磁的桥梁,导致了电与磁关系的一系列发现.奥斯特的发现引起了一种对称性思考:既然电流能够引起磁针的转动,那么能不能用磁铁使导线中产生电流呢?你认为呢?生活中利用这一原理的装置有什么?解析与答案:1. 解析:法拉第发现了电磁感应现象,开启了人类进入电气化时代的大门;库仑得出了两点电荷之间的作用力关系;奥斯特发现电流可以产生磁场;安培发现了电流产生的磁场方向的判断法则——安培定则.答案:D2.解析:只有在位置2和4时,穿过闭合回路的磁通量发生变化.答案:BD3. 解析:根据感应电流的产生条件,只要让通过线圈中的磁通量发生变化,就能产生感应电流.根据该处地磁场分布,无论线圈是上下、南北还是东西移动,通过线圈的磁通量均不变,不能产生感应电流.而D 项操作,线圈中的磁通量发生变化,能产生感应电流.答案:D4. 解析:产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化.线圈和电流表已经组成闭合回路,只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就会产生感应电流,电流表指针就会发生偏转.在A、B、C三种情况下,线圈和磁铁发生相对运动,穿过线圈的磁通量发生变化,产生感应电流;而当磁铁插在线圈中不动时,线圈中虽然有磁通量,但磁通量不变化,不产生感应电流.答案:D5. 解析:本题考查的内容为对磁通量变化的理解.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减小,故B正确.答案:B6. 解析:进入磁场的过程中和离开磁场的过程中磁通量变化,有感应电流,所以A、C对;线圈整个都在磁场中平动时,磁通量不变,没有感应电流,所以B错;线圈进入磁场后在它所在的平面内绕a点旋转,在旋转的过程中穿过线圈的磁通量不会变化,所以不产生感应电流,故D 错.答案:AC7. 解析:选项A中因为线圈平面平行于磁感线,穿过线圈的磁通量始终为零,所以无感应电流产生;选项B中,竖直向上运动过程,线圈平面始终与磁感线平行,磁通量始终为零,故无感应电流产生;选项C中,线圈平面与磁感线平行,与选项B类似,故无感应电流产生;选项D中尽管线圈在转动,但B与S都不变,所以Φ=BS始终不变,线圈中无感应电流;选项E中,图示状态Φ=0,当转过90°时Φ=BS,所以转动过程中穿过线圈的磁通量在不断地变化,因此转动过程中线圈中产生感应电流;选项F中,螺线管内通入交变电流,因此产生磁场的强弱、方向也在变化,穿过线圈的磁通量发生变化,所以产生感应电流,故选项E、F正确.答案:EF8. 答案:A9. 解析:线圈平面abcd与磁感应强度B方向不垂直,不能直接用Φ=BS计算,处理时可以用不同的方法.方法一:把S投影到与B垂直的方向即水平方向,如图中a'b'cd,S⊥=Scosθ,故Φ=BS⊥=BScosθ.方法二:把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B⊥=Bcosθ,故Φ=B⊥S=BScosθ.答案:BScos θ10. 答案:科拉顿的实验成功地产生了感应电流,但因为感应电流只有在磁通量变化过程中才能产生,所以科拉顿跑动过程中电流已经消失,所以错失了看到电流计指针偏转的良机.11.答案:利用磁铁能使导线中产生电流,如生活中的发电机.。
一、电磁感应现象学习目标知识脉络1.知道电磁感应现象的发现过程,体会人类探索自然规律的科学方法、科学态度和科学精神.2.知道磁通量概念,会比较“穿过不同闭合电路磁通量”的大小.(重点)3.理解感应电流产生的条件.(重点)4.掌握产生感应电流的条件的应用.(难点)划时代的发现与磁通量[先填空]1.受电流磁效应的启示,法拉第坚信:电与磁有联系,电流能产生磁场,磁场也就一定能产生电流.2.法拉第电磁感应现象的发现进一步揭示了电现象与磁现象之间的密切联系.3.磁通量:穿过一个闭合电路的磁感线的多少.[再判断]1.奥斯特发现了电磁感应现象.(×)2.法拉第发现了电磁感应现象.(√)3.法拉第完成了“由磁产生电”的设想.(√)[后思考]1.法拉第发现电磁感应现象有何意义?【提示】法拉第发现电磁感应现象进一步揭示了电现象与磁现象之间的密切联系,使电的大规模生产和使用成为现实.2.一个平面的磁通量为零,可判定该处磁感应强度为零吗?【提示】不可.当B∥S时Φ=0,而此时B不为零.1.磁通量(1)意义:磁通量表示穿过一个闭合电路(或一个面)的磁感线数目.(2)影响磁通量大小的因素①闭合回路(或一个面)的面积S.②磁场的强弱(即磁感应强度B的大小).③B方向与面S的夹角.(3)大小在匀强磁场中,垂直于磁场方向的面积为S的闭合电路,磁通量为Φ=BS.(4)单位:韦伯,符号:Wb,1Wb=1T·m2.2.磁通量的变化引起穿过一个闭合电路(或一个面)的磁通量发生变化的原因有以下几点:(1)闭合回路面积S的变化引起磁通量的变化.如图3-1-1所示是导体做切割磁感线运动使面积发生变化而改变了穿过回路的磁通量.图3-1-1(2)磁感应强度的变化引起磁通量的变化.如图3-1-2甲是通过磁极的运动改变穿过回路的磁通量;图3-1-2乙通过改变原线圈中的电流从而改变磁场的强弱,进而改变穿过回路的磁通量.图3-1-2(3)磁场和闭合电路的面积都不发生变化,二者的夹角发生变化,从而引起穿过线圈的磁通量发生变化.如图3-1-3所示,闭合线圈在匀强磁场中绕轴OO′转动的过程.图3-1-31.关于磁通量的概念,下列说法正确的是()【导学号:46852048】A.磁感应强度越大的地方,穿过线圈的磁通量也越大B.穿过线圈的磁通量为零,该处的磁感应强度一定为零C.磁感应强度越大、线圈面积越大,则磁通量越大D.穿过线圈的磁通量大小可以用穿过线圈的磁感线条数来衡量【解析】如果要研究的面与磁感应强度的方向平行,磁感应强度虽大,但磁通量仍为零,A、C选项错;穿过某一面积的磁通量为零,可以是磁感应强度的方向与此面平行,但磁感应强度不一定为零,故B选项错.【答案】 D2.如图3-1-4所示,ab是水平面上一个圆形线圈的直径,在过ab的竖直平面内,有一根通电导线ef,已知ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,电流磁场穿过圆面的磁通量将()图3-1-4A.逐渐增加B.逐渐减少C.始终为零D.不为零,但保持不变【解析】利用安培定则判断直线电流产生的磁场,作出俯视图如图所示.考虑到磁场具有对称性,故穿入线圈的磁感线条数与穿出线圈的磁感线条数相等.故应选C.【答案】 C3.磁通量可以形象地理解为“穿过一个闭合电路的磁感线的条数”.在图3-1-5所示磁场中,S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈,穿过S1、S2、S3的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3且都不为0.下列判断正确的是()【导学号:46852049】图3-1-5A.Φ1最大B.Φ2最大C.Φ3最大D.Φ1、Φ2、Φ3相等【解析】磁通量表示穿过一个闭合电路的磁感线条数的多少,从题图中可看出穿过S1的磁感线条数最多,穿过S3的磁感线条数最少.【答案】 A当闭合电路跟磁场方向垂直时,穿过它的磁感线条数最多,磁通量最大;当跟磁场方向平行时,没有磁感线穿过它,即穿过的磁通量为零;如果穿过两个面的磁感线条数相等,则穿过它们的磁通量相等.电磁感应现象[先填空]1.电磁感应现象:由磁产生电的现象.2.感应电流:由电磁感应产生的电流.3.产生条件:只要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.[再判断]1.闭合电路中的磁通量发生变化就会产生感应电流.(√)2.闭合电路的部分导体做切割磁感线运动,就会产生感应电流.(×)3.只要电路中磁通量发生变化,就有感应电流产生.(×)[后思考]1.用什么方法能使闭合电路中产生感应电流?【提示】将部分导体绕成螺线管,用条形磁铁插入或拿出螺线管时,产生感应电流.2.闭合电路在磁场中运动时一定能产生感应电流,你认为对吗?【提示】不对.闭合电路在磁场中运动时要看磁通量是否变化,若变化一定产生感应电流.若不变化,就没有感应电流的产生.1.感应电流的产生条件(1)闭合电路.(2)磁通量发生变化.2.产生感应电流的常见类型(1)导线ab切割磁感线时,闭合回路产生的电流(如图3-1-6甲).(2)磁铁插入和拉出线圈时,回路中产生的电流(如图3-1-6乙).(3)如图3-1-6丙,当开关S闭合或断开时,回路B中产生电流.当开关闭合滑动变阻器滑片向上或向下滑时,回路B中产生电流.图3-1-64.线圈在长直导线电流的磁场中做如图3-1-7所示的运动:A.向右平动;B.向下平动;C.绕轴转动(ad边向里);D.从纸面向纸外平动;E.向上平动(E线圈有个缺口).判断各线圈中有没有感应电流.【导学号:46852050】图3-1-7【解析】在直导线电流磁场中的五个线圈,原来磁通量都是垂直纸面向里的.对直线电流来说,离电流越远,磁场就越弱.A.向右平动,穿过线圈的磁通量没有变化,故线圈中没有感应电流.B.向下平动,穿过线圈的磁通量减少,必产生感应电流.C.绕轴转动,穿过线圈的磁通量变化(开始时减少),必产生感应电流.D.离纸面越远,线圈中磁通量越少,线圈中有感应电流.E.向上平动,穿过线圈的磁通量增加,但由于线圈没有闭合,因此无感应电流.【答案】A、E中无感应电流B、C、D中有感应电流5.(多选)如图3-1-8所示,线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过,下列说法中正确的是()【导学号:46852051】图3-1-8A.进入匀强磁场区域的过程中,ABCD中有感应电流B.在匀强磁场中加速运动时,ABCD中有感应电流C.在匀强磁场中匀速运动时,ABCD中没有感应电流D.离开匀强磁场区域的过程中,ABCD中没有感应电流【解析】从磁通量有无“变化”来判断产生感应电流与否,能抓住要点得出正确结论.若从切割磁感线的角度考虑问题,需注意全面比较闭合电路各部分切割的情况.在有界的匀强磁场中,常常需要考虑闭合回路进磁场、出磁场和在磁场中运动的情况,线框ABCD在匀强磁场中无论匀速,还是加速运动,穿过线框ABCD的磁通量都没有发生变化.【答案】AC6.如图3-1-9所示,闭合的矩形线圈abcd放在范围足够大的匀强磁场中,下列哪种情况下线圈中能产生感应电流()【导学号:46852052】图3-1-9A.线圈向左平移B.线圈向上平移C.线圈以ab为轴旋转D.线圈不动【解析】ABD三种情况穿过线圈的磁通量都不变,线圈中不会产生感应电流,只有C所述线圈以ab为轴旋转,穿过线圈的磁通量发生改变,线圈中会产生感应电流,选项C正确.【答案】 C感应电流产生的条件有两个(1)闭合电路(2)磁通量发生变化高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上,时间就是我们致胜的法宝,与其犹犹豫豫不知如何落笔,倒不如多学习答题技巧。