教科版2018-2019學(xué)年高中物理選修3-2全冊練習(xí)含解析

教科版高中物理選修3-2

全冊同步練習(xí)含解析

目錄

第一章電磁感應(yīng)第1.2節(jié)

第一章電磁感應(yīng)第3節(jié)

第一章電磁感應(yīng)第4節(jié)

第一章電磁感應(yīng)第5節(jié)

第一章電磁感應(yīng)第6節(jié)

第一章電磁感應(yīng)第7節(jié)

第一章電磁感應(yīng)習(xí)題課1

第一章電磁感應(yīng)習(xí)題課2

第一章電磁感應(yīng)習(xí)題課3

第一章電磁感應(yīng)章末檢測

第二章交變電流第1節(jié)

第二章交變電流第2節(jié)

第二章交變電流第3節(jié)

第二章交變電流第4節(jié)

第二章交變電流第5節(jié)

第二章交變電流第6節(jié)

第二章交變電流第7節(jié)

第二章交變電流習(xí)題課1

第二章交變電流習(xí)題課2

第二章交變電流章末檢測

第三章傳感器第1.2節(jié)

第三章傳感器第3.4節(jié)

第三章傳感器章末檢測

期中綜合檢測

期末綜合檢測

模塊綜合檢測

2018-2019學(xué)年教科版高中物理選修3-2練習(xí)含解析

第一章電磁感應(yīng)

第1節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)

第2節(jié)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件

1.法拉第把引起電流的原因概括為五類，它們都與變化和運動相聯(lián)系,即：變化中的電流、變化中

的磁場、運動中的恒定電流、運動中的磁鐵、運動中的導(dǎo)體.

2.感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，這個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步，在對以下幾位物理學(xué)

家所做科學(xué)貢獻的敘述中，不正確的說法是（）

A.庫侖發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)

B.愛因斯坦創(chuàng)立了相對論

C.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象

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)強度越大

C.通過某一面的磁通量為零，該處磁感應(yīng)強度不一定為零

D.磁通量就是磁感應(yīng)強度

答案C

解析磁通量是標(biāo)量，故A不對；由0=BS_L可知0由B和St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)強度越大是錯誤的，故B不對；由。=BSi可知，當(dāng)線圈平面

與磁場方向平行時，S_=0,0=0,但磁感應(yīng)強度8不為零，故C對；磁通量和磁感應(yīng)強度是兩個不同的

物理量，故D不對.

5.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，閉合回路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是（）

導(dǎo)線與線圈共。為導(dǎo)線與導(dǎo)線與

面，。為線圈圓心線圈圓心線圈共面線圈共面

BC

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，遠離直導(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=0?一。迷=0,且始終為0,即

使切斷導(dǎo)線中的電流，0A也始終為o,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，。心。上，即Oc#0,

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。，所以C中有感應(yīng)電流產(chǎn)生；D中

線圈的磁通量0D不為0，當(dāng)電流切斷后，0D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】

2

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知識點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，其橫截面是邊長為乙=0.20m的正方形，放在磁感應(yīng)強度為B

=0.50T的勻強磁場中，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？

XXX

X||X

XXX

圖1

答案5.5X103Wb

解析線圈橫截面為正方形時的面枳

S?==(0.20)"m"=4.0X10?m".

穿過線圈的磁通量

2-2

0i=BS(=O.5OX4.OX10_Wb=2.0X10Wb

橫截面形狀為圓形時，其半徑r=4L/2n=2￡/7t.

.，4，

截面積大小$2=兀(2L/兀)~=^^m~

穿過線圈的磁通量

=BS2=0.50X4/(25兀)Wb心2.55XKT?Wb

所以，磁通量的變化

△①=<p,_<P\=(2.55-2.0)X10-2Wb=5.5XlO-3Wb

點評標(biāo)通量。=BS的計算有幾點要注意：

(1)S是指閉合回路中包含磁場的那部分有效面積；

B是勻強磁場中的磁感應(yīng)強度.

(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△<2>=

生一豺也不受線圈匝數(shù)的影響.所以，直接用公式求G、時，不必去考慮線圈匝數(shù)

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)強度為8,線圈面積為S,

則穿過線圈的磁通量。=.

答案BScos0

解析線圈平面abed與磁場不垂直，不能直接用公式。=BS計算，可以用不同的分解方法進行.可

以將平面abed向垂直于磁感應(yīng)強度的方向投影，使用投影面積；也可以將磁感應(yīng)強度沿垂直于平面和平

行于平面正交分解，使用磁感應(yīng)強度的垂直分量.

解法一：把面積S投影到與磁場8垂直的方向，即水平方向a'b'cd,則Sj.=Scosd,故。=B5i=

BScos6.

解法二：把磁場3分解為平行于線圈平面的分量8〃和垂直于線圈平面的分量Bi.,顯然B〃不穿過線圈，

且Bi=Bcos6,故。=&S=BScos”

點評在應(yīng)用公式計算磁通量時，要特別注意的條件，應(yīng)根據(jù)實際情況選擇不同的方法，

千萬不要亂套公式.

知識點二感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件

3.下列情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()

3

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丙

圖3

A.如圖甲所示，導(dǎo)體AB順著磁感線運動

B.如圖乙所示，條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8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5中不動，開關(guān)S一直接通，當(dāng)改變滑動變阻器的阻值時

答案BD

解析A中導(dǎo)體棒順著磁感線運動，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正確.

點評電路閉合，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I與電源、開關(guān)、滑動變阻器相連，線圈n與電流計G相連，線圈I與線圈n

繞在同一個鐵芯上，在下列情況下，電流計G中有示數(shù)的是（）

L@_

圖4

A.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ACD

解析A中開關(guān)閉合前，線圈I、II中均無磁場，開關(guān)閉合瞬間，線圖I中電流從無到有形成磁場，

穿過線圈n的磁通量從無到有，線圈n中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計G有示數(shù).故A正確.B中開關(guān)閉合一段

時間后，線圈I中電流穩(wěn)定不變，電流的磁場不變，此時線圈II雖有磁通量但磁通量穩(wěn)定不變，線圈n中

無感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計G中無示數(shù).故B錯誤.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，線圖I中的電流變化，電流形成的磁場也發(fā)生變化，穿過線圖ii的磁通量也發(fā)生變化，線圈n

中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計G中有示數(shù).故C正確.D中開關(guān)斷開瞬間，線圈I中電流從有到無，電流的

磁場也從有到無，穿過線圈n的磁通量也從有到無發(fā)生變化，線圈n中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計G中有示

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數(shù).故D正確.

點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的矩形線框處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向與線框平面成8角（如圖

5所示），當(dāng)線框以他為軸順時針轉(zhuǎn)90。時，穿過abed面的磁通量變化量AO=.

答案一3S（cos9+sin0）

解析磁通量由磁感應(yīng)強度矢量在垂直于線框面上的分量決定.

開始時8與線框面成。角，磁通量為0=8Ssin。；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)?負(fù)''值，?2=-BScos0.可見，磁通量的變化量為

△。=。2—。|=一B5cos6-BSsin6

=-BS（cos6+sin9）

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

BScos0.

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.若使線框逐漸遠離（平動）

通電導(dǎo)線，則穿過線框的磁通量將（）

圖6

A.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)逐漸遠離通電導(dǎo)線平動時，由于離開導(dǎo)線越遠，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)強度B不變，有效面積S變化，則△。=初一我=瓦\5（如知識點一中的1題）

（2）磁感應(yīng)強度B變化，磁感線穿過的有效面積S不變，

則A0=0,-eo=ABS（如此題）

（3）線圈平面與磁場方向的夾角6發(fā)生變化時，即線圈在垂直于磁場方向的投影面積義=Ssin6發(fā)生變

化，從而引起穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，即8、S不變，。變化.（如此欄目中的5題）

（4）磁感應(yīng)強度8和回路面積S同時發(fā)生變化的情況，則AO=O,—<A）rABZS

二、感應(yīng)電流有無的判斷方法

7.如圖7所示的勻強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動

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B.線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中上下運動

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)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：①電路是否為閉合電路；②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：①

由于線框所在處的磁場變化引起磁通量變化；②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；③有可能是磁場及其垂直于磁場的面積都發(fā)生變化.

8.下列情況中都是線框在磁場中切割磁感線運動，其中線框中有感應(yīng)電流的是（）

?

XXXXXXX

X|xX產(chǎn)XIX杷

XXXXXX*

ABD

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，但由于是非勻強磁場運動過程中，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，故選B、C.

方法總結(jié)在利用“切割”來討論和判斷有無感應(yīng)電流時，應(yīng)該注意：

①導(dǎo)體是否將磁感線“割斷”，如果沒有“割斷”就不能說切割.如下圖所示，甲、乙兩圖中，導(dǎo)線

是真“切割”，而圖丙中，導(dǎo)體沒有切割磁感線.

甲乙丙

②即使導(dǎo)體真“切割”了磁感線，也不能保證就能產(chǎn)生感應(yīng)電流.例如上題中A、D選項情況，如果

由切割不容易判斷，還是要回歸到磁通量是否變化上去.

課后鞏固練?

1.下列現(xiàn)象中，屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是（）

A.小磁針在通電導(dǎo)線附近發(fā)生偏轉(zhuǎn)

B.通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動

C.因閉合線圈在磁場中運動而產(chǎn)生的電流

D.磁鐵吸引小磁針

答案C

解析電磁感應(yīng)是指“磁生電”的現(xiàn)象，而小磁針和通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，反映了磁場力的性質(zhì)，

所以A、B、D不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，C是電磁感應(yīng)現(xiàn)象.

2.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，下列說法正確的是（）

A.導(dǎo)體相對磁場運動，導(dǎo)體內(nèi)一定產(chǎn)生感應(yīng)電流

B.導(dǎo)體做切割磁感線運動，導(dǎo)體內(nèi)一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流

C.閉合電路在磁場內(nèi)做切割磁感線運動，導(dǎo)體內(nèi)一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流

D.穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，在電路中一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流

答案D

解析本題的關(guān)鍵是理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.首先是“閉合電路”，A、B兩項中電路是否閉合不

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確定，故A、B兩項錯誤；其次當(dāng)電路閉合時，只有一部分導(dǎo)體切割磁感線才產(chǎn)生感應(yīng)電流，C項錯誤；

當(dāng)閉合電路中磁通量發(fā)生變化時，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，D項正確.故正確答案為D.

3.一個閉合線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，由此可以得出（）

A.此時此地一定沒有磁場

B.此時此地一定沒有磁場的變化

C.穿過線圈平面的磁感線條數(shù)一定沒有變化

D.穿過線圈平面的磁通量一定沒有變化

答案D

解析磁感線條數(shù)不變不等于磁通量不變.

4.如圖8所示，通電螺線管水平固定，00'為其軸線，八從c三點在該軸線上，在這三點處各放

一個完全相同的小圓環(huán)，且各圓環(huán)平面垂直于O。'軸.則關(guān)于這三點的磁感應(yīng)強度反、及、的大小關(guān)

系及穿過三個小圓環(huán)的磁通量①小。的大小關(guān)系，下列判斷正確的是（）

圖8

A.Ba=Bb=Bc，。"=初,=0c

B.Ba>Bh>Bc,①°〈①b<①c

C.Ba>Bh>Bc,

D.Ba>Bh>Bc,0a=06=0,

答案C

解析根據(jù)通電螺線管產(chǎn)生的磁場特點可知B“>B戶B,，由<P=BS可得①?>①P①（.故C正確.

4.如圖8所示，通電螺線管水平固定，。0'為其軸線，。、6、c,三點在該軸線上，在這三點處各放

一個完全相同的小圓環(huán)，且各圓環(huán)平面垂直于。。'軸.則關(guān)于這三點的磁感應(yīng)強度為、Bb、仇的大小關(guān)

系及穿過三個小圓環(huán)的磁通量七、①加怎的大小關(guān)系，下列判斷正確的是（）

圖9

A.BSB.4BS/5

C.3BS/5D.38S/4

答案B

解析通過線框的磁通量<7>=BSsina=§8S.

6.如圖10所示，川是水平面上一個圓的直徑，在過帥的豎直平面內(nèi)有一根通電導(dǎo)線的已知蛾平

行于必，當(dāng)豎直向上平移時，電流產(chǎn)生的磁場穿過圓面積的磁通量將（）

圖10

A.逐漸增大B.逐漸減小

C.始終為零D.不為零，但保持不變

答案C

解析導(dǎo)線勿■周圍的磁場是以歹為圓心的一系列同心圓，水平面上的圓上的不同點到的■的距離不同，

相當(dāng)于在半徑不同的圓周上，由于的〃外，且的?與必在同一豎直平面內(nèi)，因而力?產(chǎn)生的磁場方向正好在

ab兩側(cè)且對稱地從一邊穿入從另一邊對稱穿出，凈剩磁感線條數(shù)為零，因而穿過圓的磁通量為零，當(dāng)ef

向上平移時，穿過圓的磁通量仍為零.

7.如圖11所示，矩形閉合導(dǎo)線與勻強磁場垂直，一定產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）

7

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x

圖11

A.垂直于紙面平動

B.以一條邊為軸轉(zhuǎn)動

C.線圈形狀逐漸變?yōu)閳A形

D.沿與磁場垂直的方向平動

答案BC

8.在如圖所示的各圖中，閉合線框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（)

INs|XXX

XXX

QXXX

XXXXX

BcD

答案AB

解析感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是：只要穿過閉合線圈的磁通量變化，閉合線圈中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生.A

圖中，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動過程中，線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生；B圖中離直導(dǎo)線越遠磁場越

弱，磁感線越稀，所以當(dāng)線圈遠離導(dǎo)線時，線圈中磁通量不斷變小，所以B圖中也有感應(yīng)電流產(chǎn)生；C圖

中一定要把條形磁鐵周圍的磁感線空間分布圖弄清楚，在圖示位置，線圈中的磁通量為零，在向下移動過

程中，線圈的磁通量一直為零，磁通量不變，線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生；D圖中，線圈中的磁通量一直不變，

線圖中無感應(yīng)電流產(chǎn)生.故正確答案為A、B.

9.如圖12所示，開始時矩形線框與勻強磁場的方向垂直，且一半在磁場內(nèi)，一半在磁場外，若要使

線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列辦法中不可行的是（）

；XX

―I---b-----------

!xx

Jxx

；xx

圖12

A.將線框向左拉出磁場

B.以外邊為軸轉(zhuǎn)動（小于90。）

C.以4邊為軸轉(zhuǎn)動（小于60°）

D.以反邊為軸轉(zhuǎn)動（小于60。）

答案D

解析將線框向左拉出磁場的過程中，線框的兒部分做切割磁感線運動，或者說穿過線框的磁通量

減少，所以線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流.

當(dāng)線框以外邊為軸轉(zhuǎn)動時，線框的c"邊的右半段在做切割磁感線運動，或者說穿過線框的磁通量在

發(fā)生變化，所以線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流.

當(dāng)線框以公/邊為軸轉(zhuǎn)動（小于60。）時，穿過線框的磁通量在減小，所以在這個過程中線框中會產(chǎn)生感

應(yīng)電流.如果轉(zhuǎn)過的角度超過60。（60。?300。），歷邊將進入無磁場區(qū)，那么線框中將不產(chǎn)生感應(yīng)電流.

當(dāng)線框以尻邊為軸轉(zhuǎn)動時，如果轉(zhuǎn)動的角度小于60°,則穿過線框的磁通量始終保持不變（其值為磁

感應(yīng)強度與矩形線框面積的一半的乘積）.

10.A、8兩回路中各有一開關(guān)S1、S2,且回路4中接有電源，回路B中接有靈敏電流計（如圖13所

示），下列操作及相應(yīng)的結(jié)果可能實現(xiàn)的是（）

8

2018-2019學(xué)年教科版高中物理選修3-2練習(xí)含解析

圖13

A.先閉合S2,后閉合Si的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)

B.Si、S2閉合后，在斷開S2的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)

C.先閉合S”后閉合S2的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)

D.Si、S2閉合后，在斷開吊的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)

答案AD

11.線圈A中接有如圖14所示的電源，線圈B有一半的面積處在線圈A中，兩線圈平行但不接觸,

則在開關(guān)S閉合的瞬間，線圈B中有無感應(yīng)電流？

圖14

答案見解析

解析有，將S閉合的瞬間，與線圈A組成的閉合電路有電流通過，線圈A產(chǎn)生的磁場要穿過線圈

8.線圈A中有環(huán)形電流，其磁場不僅穿過線圈自身所包圍的面積，方向向外，也穿過線圈外的廣大面積，

方向向里.但線圈A所包圍的面積內(nèi)磁通密度大，外圍面積上的磁通密度小.線圈B與A重合的一半面積

上向外的磁通量大于另一半面積上向里的磁通量，因此線圈B所包圍的總磁通量不為零，而且方向向外.也

就是說，在開關(guān)S閉合的瞬間，穿過線圈8的磁通量增加，所以有感應(yīng)電流.

12.勻強磁場區(qū)域?qū)挒?—正方形線框Hcd的邊長為/,且/>L,線框以速度。通過磁場區(qū)域，如

圖15所示，從線框進入到完全離開磁場的時間內(nèi)，線框中沒有感應(yīng)電流的時間是多少？

圖15

1-L

答案

v

解析邊和兒邊都在磁場外時，線框中的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流.

線圈中沒有感應(yīng)電流的時間為「=上甘.

13.勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.8T,矩形線圈油源的面積S=0.5n?,共10匝，開始8與S垂直且

線圈有一半在磁場中，如圖16所示.

(1)當(dāng)線圈繞ah邊轉(zhuǎn)過60。時，線圈的磁通量以及此過程中磁通量的改變量為多少？

(2)當(dāng)線圈繞de邊轉(zhuǎn)過60。時，求線圈中的磁通量以及此過程中磁通量的改變量.

xxx

a;d

疝XX

圖16

答案見解析

解析(1)當(dāng)線圈繞附轉(zhuǎn)過60。時，60°=0.8X0.5x|Wb=0.2Wb(此時的S,正好全部

處在磁場中).在此過程中以沒變，穿過線圈的磁感線條數(shù)沒變，故磁通量變化量AO=0.⑵當(dāng)線圈繞A

9

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邊轉(zhuǎn)過60。時，3BSj此時沒有磁場穿過SJ.,所以中=0;不轉(zhuǎn)時豺=8e=0.2Wb,轉(zhuǎn)動后介=0,A0

=02-0|=-0.2Wb,故磁通量改變了0.2Wb.

10

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第3節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律

課前預(yù)習(xí)練?

1.由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動勢，叫感應(yīng)電動勢.產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源,導(dǎo)體的電

阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻.

2.電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這個電路的磁通量的變化率成正比,表達式后=等（單匝線圈），

E=n^（多匝線圈）.當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢時E=W^（B、L、o兩兩垂直），E=BLvsina（v±L

但。與8夾角為a）.

3.關(guān)于感應(yīng)電動勢，下列說法中正確的是（）

A.電源電動勢就是感應(yīng)電動勢

B.產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源

C.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中沒有感應(yīng)電流就一定沒有感應(yīng)電動勢

D.電路中有電流就一定有感應(yīng)電動勢

答案B

解析電源電動勢的來源很多，不一定是由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，所以選項A錯誤；在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，

如果沒有感應(yīng)電流，也可以有感應(yīng)電動勢，C錯誤；電路中的電流可能是由化學(xué)電池或其它電池作為電源

提供的，所以有電流不一定有感應(yīng)電動勢.

4.穿過一個單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少2Wb,則（）

A.線圈中感應(yīng)電動勢每秒鐘增加2V

B.線圈中感應(yīng)電動勢每秒鐘減少2V

C.線圈中無感應(yīng)電動勢

D.線圈中感應(yīng)電動勢保持不變

答案D

5.穿過某線圈的磁通量隨時間的變化如圖1所示，在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢最大值的時間是（）

A.0?2s

B.2s?4s

C.4s?6s

D.6s?10s

答案c

解析?—/圖象中，圖象斜率越大，等越大，感應(yīng)電動勢就越大.

課堂探究練

【概念規(guī)律練】

知識點一公式E=〃詈的理解

1.一個200匝、面積為20cm2的線圈，放在磁場中，磁場的方向與線圈平面成30。角，若磁感應(yīng)強度

在0.05s內(nèi)由0.1T增力口至U0.5T,在此過程中穿過線圈的磁通量的變化量是Wb；磁通量的平均變

化率是Wb/s；線圈中感應(yīng)電動勢的大小是V.

答案4X1048X10-316

11

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解析磁通量的變化量是由磁場的變化引起的，應(yīng)該用公式AG=ABSsina來計算，所以

A0=AfiSsina=（0.5-0.1）X20X10-4X0.5Wb

=4X10-4Wb

磁通量的變化率為

A04X10-4,

后=005Ws=8xl03Wb/s,

感應(yīng)電動勢的大小可根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得

E=/j^=200X8XIO_3V=l.6V

點評要理解好公式E=，E，首先要區(qū)分好磁通量。，磁通量的變化量AO,磁通量的變化率林》

現(xiàn)列表如下：

物理量單位物理意義計算公式

表示某時刻或某位置時穿

磁通

Wb過某一面積的磁感線條數(shù)(D=BSi

量0

的多少

磁通量表示在某一過程中穿過某

的變化Wb一面積的磁通量變化的多△⑦=02一科

量△①少

磁通量

的變化表示穿過某一面積的磁通

Wb/sS

量變化的快慢A/M\t'

率后

特別提醒①對。、A。、譬而言，穿過一匝線圈和穿過〃匝是一樣的，而感應(yīng)電動勢則不一樣，感

應(yīng)電動勢與匝數(shù)成正比.

②磁通量和磁通量的變化率的大小沒有直接關(guān)系，0很大時，笑可能很小，也可能很大；0=0時,

等可能不為零.

2.下列說法正確的是（）

A.線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大

B.線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大

C.線圈處在磁場越強的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大

D.線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大

答案D

解析線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢即E與等成正比，與⑦或A⑦的大小無直接關(guān)系.磁通

量變化得越快，即*越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，故只有D正確.

點評正確理解決定感應(yīng)電動勢大小的因素是磁通量的變化率，這是分析本題的關(guān)鍵.

知識點二公式E=8Losina的理解

3.如圖2所示，在磁感應(yīng)強度為1T的勻強磁場中，一根跟磁場垂直長20cm的導(dǎo)線以2m/s的速度

運動，運動方向垂直導(dǎo)線與磁感線成30。角，則導(dǎo)線中的感應(yīng)電動勢為.

圖2

答案0.2V

解析E=B歷sin300=（lX0.2X2Xsin30°）V=0.2V

點評（1）當(dāng)導(dǎo)體平動垂直切割磁感線時，即B、L、。兩兩垂直時（如圖所示）E=BLo.

12

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xxxx3

xx

W1

*v

I\B?

(2)當(dāng)導(dǎo)體平動但不垂直切割磁感線時即。與8有一夾角a,如右圖所示，此時可將導(dǎo)體的速度。向垂

直于磁感線和平行于磁感線兩個方向分解，則分速度。2=ocosa不使導(dǎo)體切割磁感線，使導(dǎo)體切割磁感線

的是分速度。i=osina,從而使導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E—BLv\—BLvsma.

特別提醒不要死記公式，要理解含意。sina是導(dǎo)體切割磁感線的速度.

4.在磁感應(yīng)強度為8的勻強磁場中，長為/的金屬棒04在垂直于磁場方向的平面內(nèi)繞。點以角速

度。勻速轉(zhuǎn)動，如圖3所示，求：金屬棒OA上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢.

XX3rXAX

XBx*X

xxOxx

XXXX

圖3

答案前尸3

解析由0=廠0,可知各點處速度與該點到。點的距離，?成正比，速度都與棒垂直，我們可以求出棒

04上各點的平均速度石=；“，即與棒中點的速度相同.(只有成正比例的量，中點值才等于平均值)可得

I1,

E=Blv=BIQCO=2^1CO.

點評當(dāng)導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線時，若棒上各處磁感應(yīng)強度2相同，則可直接應(yīng)用公式尸整

【方法技巧練】

電動勢公式和E=BLusina的選用技巧

5.如圖4所示，兩根相距為/的平行直導(dǎo)軌女/間連有一固定電阻R,導(dǎo)軌電阻可忽略不計.MN

為放在必和業(yè)?上的一導(dǎo)體桿，與必垂直，其電阻也為凡整個裝置處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小

為B,磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(指向圖中紙面內(nèi)).現(xiàn)對MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度。做勻速運

動.令U表示兩端電壓的大小，則"=________.

解析此回路的感應(yīng)電動勢有兩種求法

(1)因8、I、v兩兩垂直可直接選用E=B歷

得E=vBl

(2)可由法拉第電磁感應(yīng)定律E=臀求解

因在加時間內(nèi)，桿掃過的面積△S=lvZ

所以回路磁通量的變化

由E=~^得E=Blv

13

2018-2019學(xué)年教科版高中物理選修3-2練習(xí)含解析

題目中的導(dǎo)體棒相當(dāng)于電源，其電動勢E=B歷，其內(nèi)阻等于R,則U=竿.

方法總結(jié)求解導(dǎo)體做切割磁感線運動產(chǎn)生大小不變的感應(yīng)電動勢的問題時，兩個公式都可使用.

6.如圖5所示，A、8兩個閉合線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)都為10匝，半徑以=2m，圖示區(qū)域內(nèi)

有磁感應(yīng)強度均勻減小的勻強磁場，則4、B線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之比為&：EB=,線圈中

的感應(yīng)電流之比為/A：IB=.

答案1：11：2

解析A、8兩環(huán)中磁通量的變化率相同，線圈匝數(shù)相同，

由E=，第可得&:￡B=1：1;又因為R=p(故心：RB=2：1,所以〃：/B=l：2.

方法總結(jié)當(dāng)導(dǎo)體和磁場間無相對運動時，磁通量的變化完全是由磁場的變化引起的，感應(yīng)電動勢的

計算只能采用公式E=，第.

7.如圖6所示，用一阻值為R的均勻細導(dǎo)線圍成的金屬環(huán)半徑為小勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,垂

直穿過金屬環(huán)所在平面.電阻為亨的導(dǎo)體桿48,沿環(huán)表面以速度。向右滑至環(huán)中央時，桿的端電壓為()

圖6

A.Bav

24

C^BavD.^Bav

答案c

解析當(dāng)電阻為4的導(dǎo)體桿AB沿環(huán)表面以速度。向右滑至環(huán)中央時，這個回路的總電動勢為：E=2Bao.

i

并聯(lián)的兩個半圓環(huán)的等效電阻為亨，桿的端電壓為UAB=E-J.-^Bav.

方法總結(jié)當(dāng)磁場和導(dǎo)體間有相對運動，且感應(yīng)電動勢大小在變化，求瞬時感應(yīng)電動勢時，應(yīng)采用公

式E—BLvs\na.

8.如圖7所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向豎直向下，在磁場中有一邊長為/的正方形導(dǎo)線框，

岫邊質(zhì)量為〃3其余邊質(zhì)量不計，cd邊有固定的水平軸，導(dǎo)線框可以繞其轉(zhuǎn)動；現(xiàn)將導(dǎo)線框拉至水平位

置由靜止釋放，不計摩擦和空氣阻力，金屬框經(jīng)過時間，運動到豎直位置，此時外邊的速度為。，求：

(1)此過程中線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢的大?。?/p>

(2)線框運動到豎直位置時線框感應(yīng)電動勢的大小.

BF

答案(1廣，(2)B/v

14

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解析（1）G]=5S=8尸，轉(zhuǎn)到豎直位置它=0

△①=①?一①、=—BF

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有￡=等=二^

平均感應(yīng)電動勢的大小為E=y-

（2）轉(zhuǎn)到豎直位置時，be、兩邊不切割磁感線，，力邊垂直切割磁感線，E=Blu,此時求的是瞬時感

應(yīng)電動勢.

方法總結(jié)求解某一過程（或某一段時間）中的感應(yīng)電動勢而平均速度又不能求得時，應(yīng)選用公式E=

〃等.如問題（1）,但求某一瞬時感應(yīng)電動勢時應(yīng)采用E—BLvsina.

課后鞏固練?

1.閉合的金屬環(huán)處于隨時間均勻變化的勻強磁場中，磁場方向垂直于圓環(huán)平面，則（）

A.環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢均勻變化

B.環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流均勻變化

C.環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢保持不變

D.環(huán)上某一小段導(dǎo)體所受的安培力保持不變

答案C

解析磁場均勻變化，也就是說黑=k,根據(jù)感應(yīng)電動勢的定義式，后=等=啜=必，其中k是一個

常量，所以圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的數(shù)值是一個常量.

2.單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速運動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場，若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的

規(guī)律如圖8所示，則。?。過程中（）

0/x10-3Wb

OABD0.01t/s

圖8

A.線圈中。時刻感應(yīng)電動勢最大

B.線圈中。時刻感應(yīng)電動勢為零

C.線圈中。時刻感應(yīng)電動勢最大

D.線圈中。至力時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢為0.4V

答案ABD

A\y-1rx-3

解析由法拉第電磁感應(yīng)定律知線圈中。至。時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢￡=貸=7r而萬-v=o.4

V.由感應(yīng)電動勢的物理意義知，感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的大小0和磁通量的改變量均無必然聯(lián)

系，僅由磁通量的變化率w決定，而任何時刻磁通量的變化率后就