人教高中物理同步講義練習(xí)必修三13.3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用（原卷版）

第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步第3節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，了解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用及其對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的影響。1.知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象.2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件.3.了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用．（一）課前閱讀：1．實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件(1)實(shí)驗(yàn)一：如圖所示，導(dǎo)體棒AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中電流產(chǎn)生，而導(dǎo)體棒AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中電流產(chǎn)生．(均選填“有”或“無(wú)”)(2)實(shí)驗(yàn)二：如圖所示，當(dāng)條形磁體插入或拔出線圈時(shí)，線圈中電流產(chǎn)生，但條形磁體在線圈中靜止不動(dòng)時(shí)，線圈中電流產(chǎn)生．(均選填“有”或“無(wú)”)(3)實(shí)驗(yàn)三：如圖所示，將小線圈A插入大線圈B中不動(dòng)，當(dāng)開關(guān)S閉合或斷開時(shí)，電流表中電流通過(guò)；若開關(guān)S一直閉合，當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，電流表中電流通過(guò)；而開關(guān)S一直閉合，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭不動(dòng)時(shí)，電流表中電流通過(guò)．(均選填“有”或“無(wú)”)(4)歸納總結(jié)：實(shí)驗(yàn)一：導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，回路的有效面積發(fā)生變化，從而引起了磁通量的變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流．實(shí)驗(yàn)二：磁體插入或拔出線圈時(shí)，線圈中的磁場(chǎng)發(fā)生變化，從而引起了磁通量的變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流．實(shí)驗(yàn)三：開關(guān)閉合、斷開或滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)時(shí)，小線圈A中電流變化，從而引起穿過(guò)大線圈B的磁通量變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流．三個(gè)實(shí)驗(yàn)共同特點(diǎn)是：產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)閉合回路的磁通量都發(fā)生了變化．（二）基礎(chǔ)梳理一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)1．“電生磁”的發(fā)現(xiàn)：1820年，發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)．2．“磁生電”的發(fā)現(xiàn)1831年，發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象．3．電磁感應(yīng)：法拉第把他發(fā)現(xiàn)的磁生電的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫作．【拓展補(bǔ)充】如圖所示，條形磁體A沿豎直方向插入線圈B的過(guò)程中，電流表G的指針(選填“不偏轉(zhuǎn)”或“偏轉(zhuǎn)”)；若條形磁體A在線圈B中保持不動(dòng)，電流表G的指針(選填“不偏轉(zhuǎn)”或“偏轉(zhuǎn)”)．二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1．實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件探究一：如圖甲實(shí)驗(yàn)中，讓導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中保持相對(duì)靜止時(shí)或者平行于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，無(wú)論磁場(chǎng)多強(qiáng)，閉合回路中都電流，當(dāng)導(dǎo)體ab做運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合回路中有電流產(chǎn)生．探究二：如圖乙，當(dāng)線圈A的電流不變時(shí)，線圈B所在的回路中——電流產(chǎn)生；當(dāng)線圈A的電流時(shí)，線圈B所在回路中就有了電流．2．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：當(dāng)穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的時(shí)，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流．【即學(xué)即練】判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)只要閉合電路內(nèi)有磁通量，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生．()(2)穿過(guò)閉合線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，線圈內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生．()(3)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．()(4)不論電路是否閉合，只要電路中磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電流．()三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用生產(chǎn)、生活中廣泛使用的變壓器、等都是根據(jù)電磁感應(yīng)制造的．【拓展補(bǔ)充】法拉第用過(guò)的線圈法拉第對(duì)科學(xué)的熱愛以及對(duì)科學(xué)研究持之以恒、堅(jiān)韌不拔的態(tài)度是他獲得巨大成就的重要原因之一。磁通量的變化磁通量的變化大致可分為以下幾種情況：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，有效面積S發(fā)生變化．如圖(a)所示．(2)面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化．如圖(b)所示．(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和面積S都不變，它們之間的夾角發(fā)生變化．如圖(c)所示．【典例精析】例1．如圖所示，在條形磁體外面套著一圓環(huán)，當(dāng)圓環(huán)由磁體N極向下平移到磁體S極的過(guò)程中，圓環(huán)所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度和穿過(guò)圓環(huán)的磁通量變化的情況是()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量都逐漸增大B．磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量都逐漸減小C．磁感應(yīng)強(qiáng)度先減弱后增強(qiáng)，磁通量先增大后減小D．磁感應(yīng)強(qiáng)度先增強(qiáng)后減弱，磁通量先減小后增大例2．如圖所示，通電直導(dǎo)線右邊有一個(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()A．逐漸增大 B．逐漸減小C．保持不變 D．不能確定二、感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的理解不論什么情況，只要滿足電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個(gè)條件，就必然會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；反之，只要產(chǎn)生了感應(yīng)電流，那么電路一定是閉合的，且穿過(guò)該電路的磁通量也一定發(fā)生了變化．【典例精析】例3．(多選)如圖所示，下列情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．如圖甲所示，導(dǎo)體棒AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)B．如圖乙所示，條形磁體插入或抽出線圈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一直閉合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一直閉合，改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值例4．(多選)下圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()1．閉合回路面積S的變化引起磁通量的變化如圖所示，導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)使面積發(fā)生變化而改變了穿過(guò)回路的磁通量。2．磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化引起磁通量的變化圖甲是通過(guò)磁極的運(yùn)動(dòng)改變穿過(guò)回路的磁通量；圖乙是通過(guò)改變?cè)€圈中的電流從而改變磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，進(jìn)而改變穿過(guò)回路的磁通量。3．磁場(chǎng)和閉合線圈的夾角發(fā)生變化，從而引起磁通量發(fā)生變化如圖所示，閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)1閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線如圖所示，導(dǎo)體棒左右平動(dòng)、前后平動(dòng)、上下平動(dòng)，觀察電流表的指針，觀察是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)2向線圈中插入磁鐵，把磁鐵從線圈中拔出如圖所示，把磁鐵的某一個(gè)磁極向線圈中插入，或從線圈中抽出，或靜止地放在線圈中。觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)3模擬法拉第的實(shí)驗(yàn)如圖所示，線圈A通過(guò)滑動(dòng)變阻器和開關(guān)連接到電源上，線圈B的兩端與電流表連接，把線圈A裝在線圈B的里面。開關(guān)閉合瞬間；開關(guān)斷開瞬間；開關(guān)閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)；開關(guān)閉合時(shí)，迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片。觀察線圈B中是否有電流產(chǎn)生。結(jié)論不論用什么方法，不論何種原因，只要穿過(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。一、單選題1．探雷器是探測(cè)地雷的儀器。手持探雷器的長(zhǎng)柄線圈在地面掃過(guò)，線圈中有變化的電流，如果地下埋著金屬殼的地雷或有較大金屬零件的地雷，探測(cè)器就會(huì)報(bào)警。這種儀器的工作原理是利用（

）A．靜電屏蔽 B．靜電感應(yīng) C．電磁感應(yīng) D．電流的磁效應(yīng)2．1820年丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，首次揭示了電與磁的聯(lián)系。某興趣小組也做了類似實(shí)驗(yàn)，他們將一可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針靜置于水平桌面上，將另一直導(dǎo)線水平放置在靠近小磁針正上方的位置，忽略磁偏轉(zhuǎn)角的影響，以下說(shuō)法中正確的是（

）A．將導(dǎo)線沿南北方向放置并通入恒定電流，小磁針一定會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)B．將導(dǎo)線沿東西方向放置并通入恒定電流，小磁針一定會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)C．將導(dǎo)線沿南北方向放置并通入恒定電流，增大導(dǎo)線與小磁針之間的距離，小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)的角度會(huì)隨之增大D．把導(dǎo)線沿南北方向放置并通入恒定電流，增大電流，小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)的角度會(huì)隨之減小3．在科學(xué)研究的道路上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)令人惋惜的遺憾。例如，1825年瑞士年輕物理學(xué)家科拉頓一個(gè)人在研究電磁現(xiàn)象時(shí)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，為避免磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)小磁針產(chǎn)生影響，他把實(shí)驗(yàn)裝置放在兩個(gè)房間，在右邊房間里把磁鐵反復(fù)插入線圈，然后跑到左邊房間里觀察，結(jié)果沒(méi)有看到小磁針偏轉(zhuǎn)。下列說(shuō)法中正確的是（）A．該實(shí)驗(yàn)線圈中肯定沒(méi)有電流產(chǎn)生B．通電導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象C．科拉頓沒(méi)看到小磁針偏轉(zhuǎn)，是因?yàn)楫?dāng)他跑到另一個(gè)房間時(shí)，電磁感應(yīng)過(guò)程已經(jīng)結(jié)束D．科拉頓沒(méi)看到小磁針偏轉(zhuǎn)，是因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)中的磁鐵磁性太弱4．如圖所示，A中線圈有一小缺口，條形磁鐵勻速穿過(guò)線圈；B中勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，v1>v2；C中通電導(dǎo)線位于水平放置的閉合線圈某一直徑的正上方；D中閉合線圈在無(wú)限大勻強(qiáng)磁場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)。其中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A． B．C． D．5．如圖所示，在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（范圍足夠大），有一個(gè)矩形線圈abcd，線圈平面與磁場(chǎng)垂直，O1O2和O3O4都是線圈的對(duì)稱軸，應(yīng)使線圈怎樣運(yùn)動(dòng)才能使其中產(chǎn)生感應(yīng)電流（）A．向左平動(dòng) B．向右平動(dòng)C．繞O1O2轉(zhuǎn)動(dòng) D．向上或向下平動(dòng)6．如圖甲所示，單匝矩形線圈abcd垂直固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中、規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏髡较颍韵蛴曳较驗(yàn)榘才嗔φ较?，下列關(guān)于bc段導(dǎo)線中的感應(yīng)電流i和受到的安培力F隨時(shí)間變化的圖像正確的是（）A． B．C． D．二、多選題7．實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，在鐵芯F上繞著兩個(gè)線圈A、B。如果線圈A中的電流i和時(shí)間t的關(guān)系如下圖所示，在這段時(shí)間內(nèi)，A、B、C、D四種情況中，在線圈B中觀察到感應(yīng)電流的是（）A． B．C． D．8．如下各圖所示，矩形線框在磁場(chǎng)內(nèi)做的各種運(yùn)動(dòng)中，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A． B．C． D．9．下列各圖所描述的物理情境中，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A．開關(guān)S閉合穩(wěn)定后，線圈N中B．磁鐵向鋁環(huán)A靠近，鋁環(huán)A中C．金屬框從A向B運(yùn)動(dòng)，金屬框中D．銅盤在磁場(chǎng)中按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R中10．如圖所示線圈abcd在足夠大磁場(chǎng)區(qū)域ABCD中，下列哪種情況下線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生（）A．把線圈變成圓形（周長(zhǎng)不變）B．使線圈在磁場(chǎng)中加速平移C．使磁場(chǎng)增強(qiáng)或減弱D．使線圈以過(guò)ab的直線為軸旋轉(zhuǎn)11．某學(xué)生做觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)時(shí)，將電流表、線圈A和B、蓄電池、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，閉合開關(guān)，下列說(shuō)法正確的是（）A．線圈A插入線圈B的過(guò)程中，有感應(yīng)電流B．線圈A從線圈B中拔出過(guò)程中，有感應(yīng)電流C．線圈A停在線圈B中，有感應(yīng)電流D．線圈A拔出線圈B的過(guò)程中，無(wú)感應(yīng)電流12．某學(xué)校操場(chǎng)上有如圖所示