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高中物理 第一章 电磁感应 第一、二节 电磁感应现象 产生感应电流的条件自我小测(含解析)粤教版选修32

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电磁感应现象 产生感应电流的条件

一、单项选择题

1．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作的科学贡献的叙述中，不正确的是（ ）．

A．库仑发现了电流的磁效应

B．焦耳发现了焦耳定律

C．法拉第通过实验发现了磁场产生电流的条件和规律

D．牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础

2．某学生做观察电磁感应现象的实验，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路，当它接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是（ ）．

A．开关位置接错

B．电流表的正、负极接反

C．线圈B的接头3、4接反

D．蓄电池的正、负极接反

3．磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量．如下图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由1平移到2，第二次将线框绕cd边翻转到2，设先后两次通过线框的磁通量变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则（ ）．

A．ΔΦ1＞ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2 C．ΔΦ1＜ΔΦ2 D．无法确定

二、双项选择题

4．一个闭合线圈中没有感应电流产生，由此可以得出（ ）．

A．该时该地一定没有磁场

B．该时该地一定没有磁场的变化

C．穿过线圈平面的磁感线条数一定没有变化

D．穿过线圈平面的磁通量一定没有变化

5．如下图所示，竖直通电直导线与闭合导线环的平面垂直，且过圆环中心，则下列说法正确的是（ ）．

A．电流增强或减弱时，环中无感应电流

B．环竖直向上或向下运动时，环中有感应电流

C．环以导线为轴，在垂直于电流的平面内转动时，环中有感应电流

D．环以自身的任意一条直径为轴转动时，环中无感应电流

6．如图，在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ，导轨间距离为l，匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向里，磁感应强度的大小为B，两根金属杆1、2摆在导轨上，与导轨垂直，它们分别以速度v1、v2做匀速直线运动，下列哪种情形回路中有电流通过（ ）．

A．v1＝v2 B．v1＞v2 C．v1＜v2 D．以上说法都不对

三、非选择题

7．边长L＝10 cm的正方形线框，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面间的夹角θ＝30°，如下图所示，磁感应强度随时间变化的规律为B＝（2＋3t）T，则第3s内穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ为多少？

8．矩形线框abcd的边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴OO′转动，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与OO′垂直，如图甲所示，初位置时线圈平面与B平行．求：

（1）初位置时穿过线框的磁通量Φ0为多少？

（2）当线框绕轴沿甲图所示方向转过60°时，磁通量Φ1为多少？这一过程中磁通量的变化量ΔΦ1为多少？

（3）当线框绕轴沿图示方向由乙图中的60°位置再转过60°时，磁通量Φ2为多少？这一过程中ΔΦ2＝Φ2－Φ1为多少？

参考答案

1．答案：A

解析：奥斯特发现了电流的磁效应．A项错．

2．答案：A

解析：题图中所示开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断．而本实验的内容之一就是用来研究在开关通断瞬间，电流的有无，导致磁场变化，进而产生感应电流的情况，但题图中的接法却达不到目的．

3．答案：C

解析：设线框在位置1时的磁通量为Φ1，在位置2时的磁通量为Φ2，直线电流产生的磁场在1处比在2处要强．若平移线框，则ΔΦ1＝Φ1－Φ2，若转动线框，磁感线是从线框的正反两面穿过的，一正一负，因此ΔΦ2＝Φ1＋Φ2，故有ΔΦ1＜ΔΦ2．

4．答案：CD

解析：闭合线圈中没有感应电流说明穿过线圈的磁通量没有变化，不能说明该地没有磁场，也不能说明磁场没有变化．

5．答案：AD

解析：无论导线中电流是否变化，环竖直上下运动还是以导线为轴转动，或以自身的任意一条直径为轴转动，穿过闭合导线环的磁通量都保持为零，没有变化，都不会产生感应电流．

6．答案：BC

解析：只要两杆速度不同，穿过闭合回路的磁通量就会变化，回路中就有感应电流．选项A中v1＝v2时，闭合回路的面积不变，在匀强磁场方磁通量也不会变，所以回路中没有感应电流产生；选项B中v1＞v2，两金属杆1、2间距离减小，回路面积减小，使磁通量减小，会在回路中产生感应电流；同理选项C会使回路中磁通量变大，也会产生感应电流，所以选项BC正确．

7．答案：1.5×10－2Wb

解析：闭合导体回路的面积S不变，B变化，只要求出第3 s始末的Φ，即可求出ΔΦ．

第3 s内是从第2 s末到第3 s末，所以第2 s末的磁感应强度为B1＝（2＋3×2）T＝8 T，第3 s末的磁感应强度为B2＝（2＋3×3）T＝11 T．

磁通量的变化量为

ΔΦ＝ΔB·Ssin θ＝（11－8）×0.12×sin 30°Wb＝1.5×10－2Wb．

8．答案：（1）0 （2）1232Bll 1232Bll （3）1232Bll 0

解析：（1）当处于甲图所示位置时，从俯视图乙图可以看出没有磁感线穿过矩形线框，故Φ0＝0．

（2）当绕轴（从上往下看）沿逆时针方向转动60°到a′d′位置时，线框与B的夹角为60°．

所以Φ1＝B·Ssin 60°＝32Bl1l2，ΔΦ1＝Φ1－Φ0＝32Bl1l2．

（3）当再由a′d′位置逆时针转60°到a″d″位置时，线框与B的夹角为120°，所以Φ2＝B·Ssin 120°＝32Bl1l2，

ΔΦ2＝Φ2－Φ1＝32Bl1l2－32Bl1l2＝0．

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高中物理第一章电磁感应第1、2节电磁感应的发现感应电流产生的条件教学案教科版

高中物理第一章电磁感应第1、2节电磁感应的发现感应电流产生的条件教学案教科版

第1、2节 电磁感应的发现__感应电流产生的条件

一、电磁感应现象

1．探索过程

(1)奥斯特的“电生磁”：

1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。

(2)磁与电的关系的探索：

在磁生电的探索历程中，有多位科学家致力于磁与电的关系的研究，如安培、毕奥、萨伐尔、科拉顿等。

(3)法拉第的“磁生电”：

①实验装置：

如图1­1­1所示，在软铁环上分别绕上线圈A、B，线圈A通过滑动变阻器、开关与电源相连，线圈B与电流计连接。

图1­1­1

②实验现象：

只在电路接通和断开的瞬间，电流计指针才会发生偏转，且两种情况下指针的偏转方向相反。

2．两个概念 1.奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象。

2．法拉第将“磁生电”的现象分为五类：(1)变化中的电流；(2)变化中的磁场；(3)运动中的恒定电流；(4)运动中的磁铁；(5)在磁场中运动的导体。

3．感应电流：由电磁感应现象产生的电流。

4．感应电流的产生条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。

(1)电磁感应：磁生电的现象。

(2)感应电流：由电磁感应现象产生的电流。

二、探究感应电流产生的条件

1．实验探究

探究1

(1)实验装置：

如图1­1­2所示，将导轨、可移动导体AB放置在磁场中，并和电流计组成闭合电路。

图1­1­2

(2)实验操作：

分别让导体AB在磁场中静止、平行于磁感线运动、切割磁感线运动，观察电流计指针的偏转情况。

(3)实验结论：

当导体棒做切割磁感线运动时，通过闭合电路的磁通量发生变化，电流计指针发生偏转，即有感应电流产生。

探究2

(1)实验装置：

如图1­1­3所示，螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成电路，螺线管A放在螺线管B内，螺线管B与电流计组成一个闭合电路。

图1­1­3

(2)实验过程：

实验操作 有无电流产生 实验分析

闭合开关的瞬间 有

当螺线管A中的电流发生变化时，螺线管B所处的磁场发生变化，从而引起穿过螺线管B的磁通量发生变化。闭合螺线管B中有感应电流产生 闭合开关，A中电流稳定后，改变滑动变阻器接入电路中的阻值 有

高中物理 第一章 电磁感应 第一节 电磁感应现象 第二节 产生感应电流的条件学案 粤教版选修3-2-

高中物理 第一章 电磁感应 第一节 电磁感应现象 第二节 产生感应电流的条件学案 粤教版选修3-2-

第一节 电磁感应现象 第二节 产生感应电流的条件

1.知道与电流磁效应和电磁感应相关的物理学史，体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神．

2．通过实验，探究和理解感应电流的产生条件． 3.能够运用感应电流的产生条件判断是否有感应电流产生．

4．进一步认识磁通量的概念、能结合实例对磁通量的变化进行定性判断和定量计算．

一、“电生磁”与“磁生电”

1．电流的磁效应——“电生磁”：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小磁针偏转，这种作用称为电流的磁效应．

2．电磁感应现象——“磁生电”

(1)1831年，英国物理学家法拉第发现了“磁生电”的现象，这种现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫感应电流．

(2)法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系：①变化着的电流；②变化着的磁场；③运动的恒定电流；④运动的磁铁；⑤在磁场中运动的导体．

很多科学家为什么在磁生电的研究中没有成功？

提示：很多科学家没有注意磁场的变化和导体与磁场之间的相对运动，只想把导体放入磁场中来获得电流，这实际上违反了能量转化和守恒定律．

二、探究感应电流的产生条件

1．利用蹄形磁铁的磁场(如图甲)

实验操作 实验现象

(有无电流) 分析论证

导体棒静止 无 闭合电路包围的面积变化时，导体棒平行

磁感线运动 无 电路中有电流产生；包围的面积不变时，电路中无电流产生

导体棒切割

磁感线运动 有

甲 乙

2．利用条形磁铁的磁场(如图乙)

实验操作 实验现象

(有无电流) 分析论证

N极插入线圈 有

线圈中的磁场变化时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场不变时，线圈中无感应电流 N极停在线圈中 无

N极从线圈中抽出 有

S极插入线圈 有

S极停在线圈中 无

S极从线圈中抽出 有

3．利用通电螺线管的磁场(如图丙)

实验操作 实验现象(线圈

B中有无电流) 分析论证

开关闭合瞬间 有

线圈B中磁场变化时，线圈B中有感应电流；磁场不变时，线圈B中无感应电流 开关断开瞬间 有

2021_2022学年高中物理第一章电磁感应1.2感应电流产生的条件课时练习含解析教科版选修3_22

2021_2022学年高中物理第一章电磁感应1.2感应电流产生的条件课时练习含解析教科版选修3_22

高考

- 1 - / 10 电磁感应的发现感应电流产生的条件

(25分钟·60分)

一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)

1.下列现象中,属于电磁感应现象的是( )

A.小磁针在通电导线附近发生偏转

B.通电线圈在磁场中转动

C.因闭合线圈在磁场中运动而产生电流

D.磁铁吸引小磁针

【解析】选C。电磁感应是指“磁生电”的现象,而小磁针和通电线圈在磁场中转动反映了磁场力的性质,所以A、B、D不是电磁感应现象,C是电磁感应现象。

2.磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形X围内,有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd,沿垂直于磁感线方向,以速度v匀速通过磁场,则感应电流的产生情况为( )

A.一直没有B.一直有

C.进入磁场和出磁场时有D.无法判断

【解析】选C。导线框进入磁场阶段,穿过导线框的磁通量增加,导线框中将产生感应电流。导线框在磁场中运动阶段,穿过导线框的磁通量保持不变,无感应电流产生;导线框离开磁场阶段,穿过导线框的磁通量减小,导线框中将产生感应电流。故A、B、D错误,C正确;故选C。 高考

- 2 - / 10 3.(2020·某某高二检测)如图所示是等腰直角三棱锥,其中侧斜面abcd为边长为L的正方形,abfe和ade均为竖直面,dcfe为水平面。将此等腰直角三棱锥按图示方式放置于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,下列说法中正确的

是(

)

A.通过abcd面的磁通量大小为BL2

B.通过dcfe面的磁通量大小为BL2

C.通过ade面的磁通量为零

D.通过abfe面的磁通量大小为BL2

【解析】选C。通过abcd平面的磁通量大小为Φ=BSsin45°=BL2,A错误;dcfe平面是abcd平面在垂直磁场方向上的投影,所以磁通量大小为BL2,B错误;ade平面和abfe平面都与磁场平行,没有磁感线穿过这两个平面,所以磁通量为零,C正确,D错误。

高中物理第一节、电磁感应现象

高中物理第一节、电磁感应现象

第一节、电磁感应现象

教学目标：

1、收集有关物理学史资料，了解电磁感应现象发现过程，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，会比较“穿过不同闭合电路磁通量”的大小

3、通过实验，了解感应电流的产生条件

教学过程：

一、划时代的发现

说明：1820 年奥斯特发现了电流磁效应，说明电流能够产生磁场，人们很自然地思考，能不能根据磁来产生电呢，为此很多科学家做出了很多的尝试，其中最著名的科学家就是法拉第，他进行了长达10 年的艰苦探索。最初，法拉第认为．很强的磁铁或很强的电流可能会在邻近的闭合导线中感应出电流。他做了多次尝试，经历了一次次失败，都没有得到预想的结果。但是，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。在这些信念的支持下，1 831 年他终于发现了电磁感应现象：把两个线圈绕在一个铁环上，一个线圈接电源，另一个线圈接“电流表”，当给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈上出现了电流。

二、电磁感应现象

问：什么是电磁感应现象？（闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流）

三、电磁感应的产生条件

说明：在什么条件下能够产生电磁感应？要产生感应电流的前提条件线圈当然要是闭合线圈，

那还有什么条件呢？请看下面的实验

说明：为了说明产生电磁感应的条件．要用到一个物理盘－－磁通量。什么是磁通量？我们可以

用“穿过一个闭合电路的磁感线的多少”来形象地理解：“穿过这个闭合电路的磁通量”

思考与讨论：P55、思考与讨论 磁通量发生变化

演示实脸

实验仪器：磁铁、螺线管、电流表

实验过程：①将螺线管和电流表连接

②N极插入线圈的过程中，观察指针有没有偏转？如何偏转？

N极停在线圈中，观察指针有没有偏转？如何偏转？