(共8张PPT)
第3章 划时代的发现
知识体系·网络构建
宏观把握·理清脉络
》专题归纳整合提升
归纳整合·深度升华本章优化总结
电磁感应现象
1．只要闭合回路中磁通量发生变化，在回路中就会有感应电流，当回路不闭合时，则只有感应电动势，没有感应电流．
2．感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，写成公式E＝n，而与磁通量Φ，磁通量的变化量ΔΦ没有必然联系．
3．E＝n求的是一段时间内闭合回路产生电动势的平均值，要计算瞬时电动势一般用导体棒切割磁感线时的E＝Blv，v取瞬时速度．
匀强磁场中有一个与磁场垂直放置的单匝矩形线圈，面积为S，磁场磁感应强度为B，在它绕轴线从图示位置转过180°的过程中，所用时间为t，求这段时间内矩形线圈产生的感应电动势的大小．
[解析] 起始状态的磁通量Φ1＝BS，末态的磁通量大小Φ2＝BS，但初态是从正面穿入，末态是从反面穿出．若初态Φ1为负，则Φ2为正．所以ΔΦ＝Φ2－(－Φ1)＝BS－(－BS)＝2BS，E＝n＝1×＝2BS/t．
[答案] 2BS/t
发电机和电动机
发电机和电动机都由定子和转子组成，结构相似，但原理不同．发电机是根据电磁感应现象制成的，电动机是根据通电导线在磁场中受安培力制成的．
发电机和电动机的发明使人类步入电气化时代．其中电动机依据的物理原理是( )
A．磁场对电流的作用 B．磁铁间的相互作用
C．惯性定律 D．万有引力定律
[解析] 发电机利用电磁感应，电动机利用电流在磁场中的受力，故选项A正确．
[答案] A
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- 2 -章末过关检测(三)
(时间：90分钟，满分：100分)
【物理】说明：
1．本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．
2．考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔答题．密封线内不准写答案．
第Ⅰ卷(共48分)
一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错、多选或不答的得0分)
1．下列说法正确的是( )
A．最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特
B．电磁感应现象是法拉第发现的
C．建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦
D．最早预见到有电磁波存在的科学家是赫兹
答案：ABC
2．关于感应电流，下列说法中正确的是( )
A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生
B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生
C．线框不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流
D．只要闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流
解析：选C．产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，所以A、D错误，C正确；B中线圈不一定闭合，故B错误．
3．
如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流．一矩形导电线框abcd与通电导线共面放置，且ad边与通电导线平行．下述情况下能产生感应
电流的是( )
A．线框向左平动
B．线框以ab边为轴转动
C．线框以直导线为轴转动
D．线框不动，增大导线中的电流
解析：选ABD．由产生感应电流的条件可知，只要穿过线框abcd(闭合)回路的磁通量发生变化，则回路就有电流；反之即无电流．
对选项A，因当线框向左平动时磁场变强，属磁感应强度B变引起磁通量Φ变，故选项A正确．
对选项B，由于从图示位置转过90°时，磁通量由最大值变为零，属θ变引起Φ变，故选项B正确．
对选项C，可先画出从上往下看的俯视图，如图所示(图中用虚线表示的圆为线框abcd运动轨迹)．从图中可以看出，线框转到任何位置时穿过它的磁感线条数不变，即磁通量不变，故选项C错误．
对选项D，属电流增大时周围磁场增强引起穿过线框磁通量增加，故选项D正确．
4．电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，据此发明了许多电器设备．下列用电器中利用了电磁感应原理的是( )
A．白炽灯泡 B．动圈式话筒
C．磁带录音机 D．日光灯镇流器
答案：BCD
5．电与人的生活紧密相联，关于发电机的说法，正确的是( )
A．发电机利用了磁场对电流的作用
B．发电机利用电磁感应
C．发电机能把电能转化为机械能
D．发电机能把其他能转化为电能
解析：选BD．发电机是把其他能转化为电能的装置，它利用电磁感应，故B、D正确．
6．如图中的电流i随时间t变化的图像中，表示交变电流的是( )
解析：选BCD．方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特征．选项A中电流虽然大小周期性变化，但方向不变，属于脉动直流电，不是交变电流．选项C、D中电流的大小和方向均随时间做周期性变化，均是交变电流．选项B中电流大小虽不变，但方向做周期性变化，也是交变电流．故选B、C、D．
7．一个闭合电路产生的感应电动势较大，是因为穿过这个闭合电路的( )
A．磁感应强度大 B．磁通量较大
C．磁通量的变化量较大 D．磁通量的变化较快
解析：选D．由法拉第电磁感应定律知，感应电动势与磁通量的变化率(磁通量变化快慢)成正比，与磁通量的变化量、磁通量、磁感应强度无关．
8．关于麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是( )
A．变化的电场在周围空间一定会产生变化的磁场
B．匀强电场和匀强磁场的叠加就是电磁场
C．电磁相互作用是超距作用
D．变化的磁场一定产生电场
解析：选D．均匀变化的电场产生恒定的磁场，故A错；变化的电场和磁场交替产生，形成统一的电磁场，故B错；电磁相互作用是通过场发生的，不是超距作用，故C错；变化的磁场产生电场，D对．
第Ⅱ卷(共52分)
二、填空题(本题共2小题，每小题6分，共12分．把答案填在题中横线上)
9．有一个1 000匝的线圈，在0．4 s内穿过它的磁通量从0．02 Wb均匀增加到0．09 Wb，则线圈中的感应电动势为________V．
解析：由E＝n知，E＝1 000× V＝175 V．
答案：175
10．某学生做观察电磁感应现象的实验，将电流表、线圈A和线圈B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路，当接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是___________________________．
解析：开关位置接错，应把开关接入A线圈中，控制小线圈中的电流，从而使穿过B线圈(大线圈)的磁通量发生变化．
答案：开关位置接错
三、计算和解答题(本题共4小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位)
11．
(10分)如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁．将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来．如果在磁铁下端放一个固定的闭合金属线圈，使磁铁上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来．分析这个现象产生的原因，并说明此现象中能量转化的情况．
解析：线圈中有感应电流产生，磁铁振动的机械能和磁场能逐渐转化为线圈的电能，因此，会很快停下．(10分)
答案：见解析
12．(10分)如
图所示，长为L、电阻为r的导体棒ab在平行导轨上以速度v匀速向右运动，磁场垂直于导轨所在的平面，图中两电阻的阻值均为R，导轨电阻不计，求流过每个电阻的电流．
解析：先画出上述电路的等效电路图，如图所示． (2分)
干路电流：I＝＝ (4分)
所以流过每个电阻的电流均为＝． (4分)
答案：BLv/(R＋2r)
13．
(10分)有一面积为100 cm2的金属圆环，电阻为0．1 Ω，环中磁场的变化规律如图中AB直线所示，且磁场方向与环面垂直．在A→B的过程中，计算流过环横截面的电流．
解析：在A→B的过程中，由图像知环中的磁场增强，磁通量增加，因此有感应电流产生．
E＝＝·S＝×100×10－4 V＝5×10－4 V (5分)
I＝＝ A＝5×10－3 A． (5分)
答案：5×10－3 A
14．(10分)麦克斯韦的电磁场理论的主要支柱是什么？有哪些继承和创新？
解析：两大支柱：(1)变化的电场产生磁场；(2)变化的磁场产生电场． (4分)
继承：继承了法拉第关于“场”和“力线”的观点． (2分)
创新：推导了麦克斯韦方程；预言了电磁波的存在；否定了超距作用理论；完成了物理学的第三次大综合． (4分)
答案：见解析
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