课件42张PPT。01课前新知预习 02课堂师生共研【金版教程】2015-2016学年高中物理 第四章 第1、2节 划时代的发现 探究感应电流的产生条件课后提升考能 新人教版选修3-2
知识点
基础
中档
稍难
物理学史
1
磁通量
2、4、6
12
感应电流的产生
3、5、7
8、9、10、11
1.(多选)许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献。下列表述中正确的是( )
A．卡文迪许测出引力常数
B．法拉第发现电磁感应现象
C．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式
D．库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律
答案 ABD
解析 解答本题的关键在于了解物理学家及其相关成就。
解答本题时可按以下流程分析：
2．关于磁通量，下列说法中正确的是( )
A．磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量
B．磁通量越大，磁感应强度越大
C．通过某一面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零
D．磁通量就是磁感应强度
答案 C
解析 磁通量是标量，故A不对；由Φ＝BS⊥可知Φ由B和S⊥两个因素决定，Φ较大，有可能是由于S⊥较大造成的，所以磁通量越大，磁感应强度越大是错误的，故B不对；由Φ＝BS⊥可知，当线圈平面与磁场方向平行时，S⊥＝0，Φ＝0，但磁感应强度B不为零，故C对；磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量，故D不对。
3．某学生做观察电磁感应现象的实验，将灵敏电流计、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，电流计的指针都没有偏转，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
答案 A
解析 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，进而观察产生感应电流的情况，但图中的接法却达不到目的。
4．[2015·济南高二检测]如图所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有电流I通过时，它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc，下列说法中正确的是( )
A．Φa<Φb<Φc B．Φa>Φb>Φc
C．Φa<Φc<Φb D．Φa>Φc>Φb
答案 B
解析 当a中有电流通过时，穿过a、b、c三个闭合线圈向里的磁感线条数一样多，向外的磁感线条数c最多，其次是b，a中无向外的磁感线。因此，据合磁通量的计算，应该是Φa>Φb>Φc。
5．[2015·株洲高二检测]闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中，如图所示，各情况下导线都在纸面内运动，那么下列判断中正确的是( )
A．都会产生感应电流
B．都不会产生感应电流
C．甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流
D．甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流
答案 C
解析 甲、丙两图中导线ab都在垂直切割磁感线，又因电路闭合，故产生感应电流；乙、丁两图中导体不切割磁感线，不会产生感应电流。故C项正确。
6．[2015·焦作高二检测]如图所示，AB是水平面上一个圆的直径，在过AB的竖直面内有一根通电直导线CD，已知CD∥AB。当CD竖直向上平移时，电流的磁场穿过圆面积的磁通量将( )
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．始终为零 D．不为零，但保持不变
答案 C
解析 通电直导线周围的磁场是以导线上各点为圆心的一系列同心圆，故穿过圆面积向下的磁通量和穿过圆面积向上的磁通量数值相同，净磁通量为零，C正确。
7．[2015·台州高二检测]如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是( )
A．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动
B．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动
C．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动
D．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动
答案 C
解析 四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，线圈按A、B、D三种情况移动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零不变，线框中不产生感应电流。C中线圈转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C项正确。
8．[2015·南京高二检测]如图所示，三角形线圈abc放在范围足够大的匀强磁场中并做下列运动，能产生感应电流的是( )
A．向上平移 B．向右平移
C．向左平移 D．以ab为轴转动
答案 D
解析 线圈平移时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中不产生感应电流，A、B、C错误；线圈以ab为轴转动时，线圈与磁场的夹角变化而使穿过线圈的磁通量变化，从而产生电流，D正确。
9．[2015·延安高二检测](多选)如图所示，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答案 BC
解析 题中磁感应强度不变，结合运动情况研究面积是否发生改变。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产生。选项A中v1＝v2时，闭合回路的面积不变，在匀强磁场中磁通量也不会变，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B、C正确。
10．(多选)如图所示，在同一平面上有两条相互垂直且彼此绝缘的长通电直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限中完全对称放置，两条长直导线中电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图所示，当两条导线中的电流都开始增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是( )
A．线圈a中无感应电流 B．线圈b中有感应电流
C．线圈c中有感应电流 D．线圈d中无感应电流
答案 CD
解析 根据安培定则可判断出两通电直导线的磁场方向，线圈a中磁场方向均垂直于纸面向里，线圈c中磁场方向均垂直于纸面向外，线圈b、d中合磁通量为零，当导线中电流增大时，线圈a、c中合磁通量增大，有感应电流产生，线圈b、d中合磁通量为零，无感应电流产生，故选项A、B错误，C、D正确。
11．(多选)如图所示，用导线做成圆形或正方形回路，这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘)，下列组合中切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生的是( )
答案 CD
解析 利用安培定则判断直线电流产生的磁场，其磁感线是一些以直导线为轴的无数组同心圆，即磁感线所在平面均垂直于导线，且直线电流产生的磁场分布情况是：靠近直导线处磁场强，远离直导线处磁场弱。所以，A中穿过圆形线圈的磁场如图甲所示，其有效磁通量为ΦA＝Φ出－Φ进＝0，且始终为0，即使切断导线中的电流，ΦA也
始终为0，A中不可能产生感应电流；B中线圈平面与导线的磁场平行，穿过B的磁通量也始终为0，B中也不可能产生感应电流；C中穿过线圈的磁通量如图乙所示，Φ进>Φ出，即ΦC≠0，当切断导线中电流后，经过一定时间，穿过线圈的磁通量ΦC减小为0，所以C中有感应电流产生；D中线圈的磁通量ΦD不为0，当电流切断后，ΦD最终也减小为0，所以D中也有感应电流产生。
12．[2015·聊城高二检测]如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，B＝0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1 cm。现于纸面内先后放上与磁场垂直的圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1 cm,10匝；B线圈半径为2 cm,1 匝；C线圈半径为0.5 cm,1匝。问：
(1)在B减为0.4 T的过程中，A和B中磁通量改变多少？
(2)当磁场转过30°角的过程中，C中磁通量改变多少？
答案 (1)A、B磁通量均改变1.256×10－4 Wb
(2)8.4×10－6 Wb
解析 (1)对A线圈，ΦA1＝B1πr，ΦA2＝B2πr
磁通量改变量
ΔΦA＝|ΦA2－ΦA1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4 Wb＝1.256×10－4 Wb
对B线圈，ΦB1＝B1πr，ΦB2＝B2πr，磁通量改变量
ΔΦB＝|ΦB2－ΦB1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4 Wb
＝1.256×10－4 Wb。
(2)对C线圈：ΦC1＝Bπr，磁场转过30°，线圈仍全部处于磁场中，线圈面积在垂直磁场方向的投影为πrcos30°，则ΦC2＝Bπrcos30°
磁通量改变量ΔΦC＝|ΦC2－ΦC1|＝Bπr(1－cos30°)＝0.8×3.14×(5×10－3)2×(1－0.866) Wb＝8.4×10－6 Wb。
【金版教程】2015-2016学年高中物理 第四章 第1、2节 划时代的发现 探究感应电流的产生条件随堂对点练 新人教版选修3-2
知识点一 电和磁
1．(多选)下列现象中，能表明电和磁有联系的是( )
A．摩擦起电
B．两块磁铁相互吸引或排斥
C．小磁针靠近通电导线时偏转
D．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流
答案 CD
解析 摩擦起电是静电现象；两块磁铁相互吸引或排斥是磁现象；小磁针靠近通电导线时偏转，说明“电生磁”；磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流，说明“磁生电”。C、D表明电和磁有联系。
2．如图所示实验装置中用于研究电磁感应现象的是( )
答案 B
解析 选项A是用来探究影响安培力的大小因素的实验。选项B是研究电磁感应现象的实验，观察导体棒在磁场中做切割磁感线运动时是否会产生感应电流。选项C是用来探究安培力的方向与哪些因素有关的实验。选项D是奥斯特实验，证明通电导线周围存在磁场。
知识点二 磁通量
3．[2015·昌平区高二检测](多选)恒定的匀强磁场中有一个圆形闭合线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列哪种运动时，穿过线圈的磁通量发生了变化( )
A．线圈沿自身所在的平面做匀速运动
B．线圈沿自身所在的平面做加速运动
C．线圈绕任一直径做匀速转动
D．线圈绕任一直径做变速转动
答案 CD
解析 线圈做任何平动，线圈在垂直磁场方向的面积都不发生变化，所以穿过线圈的磁通量不发生变化，A、B错。而线圈转动时，线圈在垂直磁场方向的面积会发生变化，导致磁通量变化，C、D正确。
知识点三 感应电流的产生
4．[2015·咸阳高二检测]图中能产生感应电流的是( )
答案 B
解析 A项中线圈没闭合，有感应电动势，但无感应电流产生，C项中穿过线圈的磁通量始终为零，不发生变化，D
项中，线圈在匀强磁场中平动，穿过线圈的磁通量不变化，故A、C、D错误；B项中， 闭合回路的面积增大，穿过回路的磁通量增大，有感应电流产生，故B项正确。
5．在电磁感应现象中，下列说法正确的是( )
A．导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流
B．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流
C．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路内一定会产生感应电流
D．闭合电路在磁场内做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流
答案 C
解析 导体处于闭合回路中，且做切割磁感线运动引起磁通量变化时，产生感应电流，A、B项不正确；闭合电路在磁场内做切割磁感线运动时，穿过回路的磁通量不一定变化，不一定产生感应电流，D错误；根据感应电流的产生条件可知，C正确。
6．如图所示，线圈A中接有电源，线圈B有一半的面积处在线圈A中，两线圈平行但不接触，则在开关S闭合的瞬间，线圈B中有无感应电流？
答案 有感应电流
解析 将S闭合的瞬间，与线圈A组成的闭合电路有电流通过，线圈A产生的磁通量要穿过线圈B，线圈A是环形电流，其磁场不仅穿过所包围的面积，方向向外；也穿过线圈外的广大面积，方向向里，所包围的面积内磁通密度大，外围面积上的磁通密度小，线圈B与A重合的一半面积上向外的磁通量大于另一半面积上向内的磁通量，因此线圈B所包围的总磁通量不为零，而且方向向外，也就是说在开关S闭合的瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，所以有感应电流。
