高考物理選修3-2粵教版1.1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象、1.2 產(chǎn)生感

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(dòng)相聯(lián)系，即：變化著的電流、變化著的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的恒定電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體2感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件：只要使穿過(guò)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(guò)程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了人類歷史的進(jìn)步，在對(duì)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(shuō)法是()A庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)B卡文迪許測(cè)出引力常數(shù)C法拉第發(fā)現(xiàn)了磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律D牛頓提出了萬(wàn)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(cuò)

2、誤，B、C、D項(xiàng)正確4關(guān)于磁通量，下列說(shuō)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(guò)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(duì)；由BS可知由B和S兩個(gè)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(cuò)誤的，故B不對(duì)；由BS可知，當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，S0，0，但磁感應(yīng)強(qiáng)度B不為零，故C對(duì)；磁通量和磁感應(yīng)強(qiáng)度是兩個(gè)不同的物理量，故D不對(duì)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(shí)

3、，閉合回路中會(huì)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(chǎng)，其磁感線是一些以直導(dǎo)線為軸的無(wú)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(chǎng)分布情況是：靠近直導(dǎo)線處磁場(chǎng)強(qiáng)，遠(yuǎn)離直導(dǎo)線處磁場(chǎng)弱所以，A中穿過(guò)圓形線圈的磁場(chǎng)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(chǎng)平行，穿過(guò)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(guò)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(guò)一定時(shí)間，穿過(guò)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(shí)點(diǎn)一磁通量的理解及其計(jì)算1如圖1所示，有一個(gè)100匝的線圈，其橫截面是邊長(zhǎng)為L(zhǎng) m的正方形，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 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(guò)程中穿過(guò)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(shí)的面積S1L2()2 m2×102 m2.穿過(guò)線圈的磁通量1BS1××102 ×102 Wb橫截面形狀為圓形時(shí)，其半徑r4L/22L/.截面積大小S2(2L/)2 m2穿過(guò)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(píng)磁通量BS的計(jì)算有幾點(diǎn)要注意：(1)S是指閉合回路中包含磁場(chǎng)的那部分有效面積；B是勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度(2)磁通量與線圈的匝數(shù)無(wú)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(shí)，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(guò)線圈的磁通量_.圖2答案BScos 解析線圈平面abcd與磁場(chǎng)不垂直，不能直接用公式BS計(jì)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(chǎng)B垂直的方向，即水平方向abcd，則SScos ，故BSBScos .解法二：把磁場(chǎng)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(guò)線圈，且BBcos ，故BSBScos .點(diǎn)評(píng)在應(yīng)用公式BS計(jì)算磁通量時(shí)，要特別注意BS的條件，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的方法，千萬(wàn)不要亂套公式知識(shí)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(dòng)B如圖乙所示，條

7、形磁鐵插入或拔出線圈時(shí)C如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng)，開關(guān)S一直接通時(shí)D如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng)，開關(guān)S一直接通，當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)圖3答案BD解析A中導(dǎo)體棒順著磁感線運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)閉合電路的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化無(wú)感應(yīng)電流，故A錯(cuò)；B中條形磁鐵插入線圈時(shí)線圈中的磁通量增加，拔出時(shí)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(chǎng)穩(wěn)定，螺線管B中的磁通量無(wú)變化，線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯(cuò)；D中開關(guān)S接通滑動(dòng)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(chǎng)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(píng)電路閉合，磁通量變化，是產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個(gè)必要條件，缺一不可電路中有沒(méi)有磁通量不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，如果穿過(guò)電路的磁通量盡管很大但不變化，那么無(wú)論有多大，都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流4如圖4所示，線圈與電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器相連，線圈與電流計(jì)G相連，線圈與線圈繞在同一個(gè)鐵芯上，在下列情況下，電流計(jì)G中無(wú)示數(shù)的是()圖4A開關(guān)閉合瞬間B開關(guān)閉合一段時(shí)間后C開關(guān)閉合一段時(shí)間后，來(lái)回移動(dòng)變阻器滑動(dòng)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(wú)磁場(chǎng)，開關(guān)閉合瞬間，線圈中電流從無(wú)到有形成磁場(chǎng)，穿過(guò)線圈的磁通量從無(wú)到有，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計(jì)G有示數(shù)B中開關(guān)閉合一段時(shí)間后，線圈中電流穩(wěn)定不變，電

9、流的磁場(chǎng)不變，此時(shí)線圈雖有磁通量但磁通量穩(wěn)定不變，線圈中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計(jì)G中無(wú)示數(shù)C中開關(guān)閉合一段時(shí)間后，來(lái)回移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端，電阻變化，線圈中的電流變化，電流形成的磁場(chǎng)也發(fā)生變化，穿過(guò)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(jì)G中有示數(shù)D中開關(guān)斷開瞬間，線圈中電流從有到無(wú)，電流的磁場(chǎng)也從有到無(wú)，穿過(guò)線圈的磁通量也從有到無(wú)發(fā)生變化，線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計(jì)G中有示數(shù)故選B.點(diǎn)評(píng)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(chǎng)中，磁場(chǎng)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(shí)針轉(zhuǎn)90°時(shí)，穿過(guò)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(shí)B與線框面成角，磁通量為BSsin ；線框面按題意方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁通量減少，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)，磁通量變?yōu)椤柏?fù)”值，2BScos .可見(jiàn)，磁通量的變化量為21BScos BSsin BS(cos sin )實(shí)際上，在線框轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，穿過(guò)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(hào)僅表示磁感線從不同的方向穿過(guò)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(gè)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(dòng))通電導(dǎo)線，則穿過(guò)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(dòng)時(shí)，由于離開導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱，而線框的面積不變，則穿過(guò)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(shí)點(diǎn)一中的1題)(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化，磁感線穿過(guò)的有效面積S不變，則t0BS(如此題)(3)線圈平面與磁場(chǎng)方向的夾角發(fā)生變化時(shí)，即線圈在垂直于磁場(chǎng)方向的投影面積SSsin 發(fā)生變化，從而引起穿

12、過(guò)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(shí)發(fā)生變化的情況，則t0B·S二、感應(yīng)電流有無(wú)的判斷方法圖77如圖7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)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(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)

13、電流C中線圈轉(zhuǎn)動(dòng)后，穿過(guò)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)正確方法總結(jié)(1)判斷有無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生的關(guān)鍵是抓住兩個(gè)條件：電路是否為閉合電路；穿過(guò)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(méi)有磁通量不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，如果穿過(guò)電路的磁通量很大但不變化，那么不論有多大，也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流(2)分析磁通量是否變化時(shí)，既要弄清楚磁場(chǎng)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(chǎng)變化引起磁通量變化；由于線框所在垂直于磁場(chǎng)方向的投影面積變化引起磁通量變化；有可能是磁場(chǎng)及其垂直于磁場(chǎng)的面積都發(fā)生變化8(雙選)下列情況中都是線框在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng)，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(guò)閉合線框的磁通量并沒(méi)有發(fā)生變化，沒(méi)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(guò)線框的磁感線條數(shù)越來(lái)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(chǎng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，穿過(guò)線框的磁感