《2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 第1節(jié) 劃時代的發(fā)現(xiàn) 第2節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件課時作業(yè) 新人教版選修3-2》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 第1節(jié) 劃時代的發(fā)現(xiàn) 第2節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件課時作業(yè) 新人教版選修3-2(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第1節(jié) 劃時代的發(fā)現(xiàn) 第2節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件
[隨堂檢測]
1.(2018·上海交大附中檢測)均勻帶負(fù)電的塑料圓環(huán)繞垂直于圓環(huán)平面且過圓心的軸旋轉(zhuǎn),在環(huán)的圓心處有一閉合小線圈,小線圈和圓環(huán)在同一平面,則( )
A.只要圓環(huán)在轉(zhuǎn)動,小線圈內(nèi)就一定有感應(yīng)電流
B.不管圓環(huán)怎樣轉(zhuǎn)動,小線圈內(nèi)都沒有感應(yīng)電流
C.圓環(huán)在做變速轉(zhuǎn)動時,小線圈內(nèi)一定有感應(yīng)電流
D.圓環(huán)在做勻速轉(zhuǎn)動時,小線圈內(nèi)有感應(yīng)電流
解析:選C.帶負(fù)電的圓環(huán)轉(zhuǎn)動時,形成電流.當(dāng)圓環(huán)勻速轉(zhuǎn)動時,等效電流為恒定值,根據(jù)電流的磁效應(yīng),它產(chǎn)生恒定的磁場,因此通過小線圈的磁通量不變,故小線圈內(nèi)無感應(yīng)電流產(chǎn)生,A、D錯誤
2、;當(dāng)圓環(huán)變速轉(zhuǎn)動時,產(chǎn)生的等效電流不恒定,產(chǎn)生的磁場也是變化的,通過小線圈的磁通量不斷發(fā)生變化,則小線圈內(nèi)一定有感應(yīng)電流,B錯誤,C正確.
2.(2018·青島二中檢測)如圖所示,a、b、c三個閉合線圈放在同一平面內(nèi),當(dāng)線圈a中有電流I通過時,穿過它們的磁通量分別為Φa、Φb、Φc,下列說法正確的是( )
A.Φa<Φb<Φc B.Φa>Φb>Φc
C.Φa<Φc<Φb D.Φa>Φc>Φb
解析:選B.當(dāng)a中有電流通過時,穿過a、b、c三個閉合線圈的向里的磁感線條數(shù)一樣多,向外的磁感線的條數(shù)c最多,其次是b,a中沒有向外的磁感線,因此根據(jù)合磁通量的計算方法,應(yīng)
3、該是Φa>Φb>Φc,選項B正確.
3.(2018·上海金山中學(xué)檢測)如圖所示,勻強(qiáng)磁場中有一個閉合的彈簧線圈,線圈的平面垂直于磁感線,下列哪種過程中線圈會產(chǎn)生感應(yīng)電流( )
A.線圈擴(kuò)張
B.線圈自下向上運動
C.線圈自上向下運動
D.線圈自左向右運動(未穿出磁場)
解析:選A.線圈擴(kuò)張,線圈中磁通量變大,線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流.故A項正確;線圈自下向上運動,線圈中磁通量不變,線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流.故B項錯誤;線圈自上向下運動,線圈中磁通量不變,線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流.故C項錯誤; 在未穿出磁場的前提下,線圈自左向右運動,線圈中磁通量不變,線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流.故D項錯誤
4、.
4.(2018·石家莊二中高二檢測)我國的探月衛(wèi)星在進(jìn)入近地點的地月轉(zhuǎn)移軌道時,假設(shè)衛(wèi)星中有一邊長為50 cm的正方形導(dǎo)線框,由于衛(wèi)星的姿勢由水平方向轉(zhuǎn)至豎直方向,此時地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=4×10-5T,方向如圖所示.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)問:
(1)該過程中磁通量的改變量是多少?
(2)該過程導(dǎo)線框中有無感應(yīng)電流?
解析:(1)設(shè)導(dǎo)線框在水平位置時導(dǎo)線框平面的法線方向豎直向上,則穿過導(dǎo)線框的磁通量:Φ1=BScos 53°=6.0×10-6 Wb
當(dāng)導(dǎo)線框轉(zhuǎn)至豎直位置時,導(dǎo)線框平面的法線方向水平向右,與磁感線所成的角為143°,穿過導(dǎo)線框的磁通量
5、:
Φ2=BScos 143°=-8.0×10-6 Wb
該過程磁通量的改變量:|ΔΦ|=|Φ2-Φ1|=1.4×10-5 Wb.
(2)因為該過程穿過閉合導(dǎo)線框的磁通量發(fā)生了變化,所以一定有感應(yīng)電流.
答案:見解析
[課時作業(yè)]
一、單項選擇題
1.(2018·北京順義區(qū)考前模擬)在如圖所示的實驗中,能在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( )
A.磁鐵N極停在線圈中
B.磁鐵S極停在線圈中
C.磁鐵從線圈內(nèi)抽出的過程
D.磁鐵靜止在線圈左側(cè)
解析:選C.磁鐵N極停在線圈中,穿過線圈的磁通量不變,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流.故A錯誤;磁鐵S極停在線圈中,穿過線圈的磁通量不變,不能
6、產(chǎn)生感應(yīng)電流.故B錯誤;磁鐵從線圈內(nèi)抽出的過程,穿過線圈的磁通量減小,能產(chǎn)生感應(yīng)電流.故C正確;磁鐵靜止在線圈左側(cè),穿過線圈的磁通量不變,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流.故D錯誤.
2.關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,下列說法中正確的是( )
A.閉合線圈放在變化的磁場中,必然有感應(yīng)電流產(chǎn)生
B.閉合正方形線圈在勻強(qiáng)磁場中垂直磁感線運動,必然產(chǎn)生感應(yīng)電流
C.穿過閉合線圈的磁通量變化時,線圈中有感應(yīng)電流
D.只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化,電路中一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生
解析:選C.閉合線圈放在變化的磁場中,當(dāng)穿過線圈的磁通量變化時,才有感應(yīng)電流產(chǎn)生,選項A錯誤; 閉合正方形線圈在勻強(qiáng)磁場中垂直磁感線運動,磁通量不
7、變時,則不產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項B錯誤;穿過閉合線圈的磁通量變化時,線圈中有感應(yīng)電流,選項C正確;只有穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,電路中才一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生,選項D錯誤.
3.(2018·濟(jì)南高二檢測)如圖所示,一矩形線框從abcd位置移到a′b′c′d′位置的過程中,關(guān)于穿過線框的磁通量情況,下列敘述正確的是(線框平行于紙面移動)( )
A.一直增加
B.一直減少
C.先增加后減少
D.先增加,再減少直到零,然后再增加,然后再減少
解析:選D.離導(dǎo)線越近,磁場越強(qiáng),當(dāng)線框從左向右靠近導(dǎo)線的過程中,穿過線框的磁通量增大,當(dāng)線框跨在導(dǎo)線上向右運動時,磁通量減小,當(dāng)導(dǎo)線在線框正中央時,
8、磁通量為零,從該位置向右,磁通量又增大,當(dāng)線框離開導(dǎo)線向右運動的過程中,磁通量又減?。还蔄、B、C錯誤,D正確.
4.(2018·江西橫峰中學(xué)月考)如圖所示,矩形線框在磁場內(nèi)做的各種運動中,能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( )
解析:選B.A中線框的磁通量沒有變化,因此沒有感應(yīng)電流,A錯誤;B中線框轉(zhuǎn)動,線框中磁通量變化,有感應(yīng)電流,B正確;C、D中線圈平面和磁場方向平行,沒有磁通量,更沒有磁通量的變化,C、D錯誤.
5.如圖所示,在條形磁鐵的外面套著一個閉合金屬彈簧線圈P,現(xiàn)用力從四周拉彈簧線圈,使線圈包圍的面積變大,則下列關(guān)于穿過彈簧線圈磁通量的變化以及線圈中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生的說法中,
9、正確的是( )
A.磁通量增大,有感應(yīng)電流產(chǎn)生
B.磁通量增大,無感應(yīng)電流產(chǎn)生
C.磁通量減小,有感應(yīng)電流產(chǎn)生
D.磁通量減小,無感應(yīng)電流產(chǎn)生
解析:選C.本題中條形磁鐵磁感線的分布如圖所示(從上向下看).
磁通量是指穿過一個面的磁感線的多少,由于豎直向上的和豎直向下的磁感線要抵消一部分,當(dāng)彈簧線圈P的面積擴(kuò)大時,豎直向下的磁感線條數(shù)增加,而豎直向上的磁感線條數(shù)是一定的,故穿過這個面的磁通量將減小,回路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生.
6.如圖所示,三個線圈放在勻強(qiáng)磁場中,面積S1
10、B.Φ2=Φ3
C.Φ1>Φ2 D.Φ3>Φ2
解析:選D.根據(jù)公式Φ=BS,由題知面積S1<S2<S3,所以線圈S3穿過的磁感線條數(shù)最多,所以磁通量最大,線圈S1穿過的磁感線條數(shù)最小,所以磁通量最?。蔄、B、C錯誤,D正確.
7.(2018·寧波諾丁漢大學(xué)附中檢測)如圖甲所示為法拉第在研究電磁感應(yīng)時用過的線圈,其工作原理如圖乙所示,則實驗中不會使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是( )
A.保持開關(guān)閉合 B.開關(guān)閉合瞬間
C.開關(guān)斷開瞬間 D.移動變阻器滑片
解析:選A.開關(guān)閉合狀態(tài)下,線圈中電流恒定,穿過線圈的磁通量不發(fā)生變化,沒有感應(yīng)電流,電流表指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)
11、,故A正確.當(dāng)開關(guān)接通的瞬間、開關(guān)斷開的瞬間或者移動變阻器滑片時,線圈中磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).故B、C、D錯誤.
二、多項選擇題
8.(2018·河北高二檢測)如圖所示,用導(dǎo)線做成的圓形線圈與一直導(dǎo)線構(gòu)成幾種位置組合,圖A、B、C中直導(dǎo)線都與圓形線圈在同一平面內(nèi),O點為線圈的圓心,圖D中直導(dǎo)線與圓形線圈垂直,并與中心軸重合.當(dāng)切斷直導(dǎo)線中的電流時,圓形線圈中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是( )
解析:選BC.對圖A而言,因為通電直導(dǎo)線位于圓形線圈所在平面內(nèi),且與直徑重合,因此穿過圓形線圈的磁通量為零,當(dāng)切斷直導(dǎo)線中的電流時,磁通量在整個過程中始終為零,所以圓形線圈中不會
12、有感應(yīng)電流產(chǎn)生;對圖B而言,因為穿過圓形線圈的磁通量為大、小兩個部分磁通量之差,當(dāng)切斷直導(dǎo)線中的電流時,磁通量為零,即此過程中磁通量有變化,故圓形線圈中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生;同理分析可得圖C中也有感應(yīng)電流產(chǎn)生;對圖D而言,因為圓形線圈與直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的磁感線平行,故磁通量為零,當(dāng)切斷直導(dǎo)線中的電流時,磁通量在整個過程中始終為零,所以圓形線圈中不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生.
9.(2018·沈陽東北育才期中)如圖所示,矩形線框abcd與磁場方向垂直,且一半在勻強(qiáng)磁場內(nèi),另一半在磁場外,若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流,下列方法中可行的是( )
A.以ad邊為軸轉(zhuǎn)動
B.以中心線OO′為軸轉(zhuǎn)動
C.以a
13、b邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60°)
D.以cd邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60°)
解析:選ABC.以ad邊為軸轉(zhuǎn)動,穿過線框的磁通量減小,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A正確; 以中心線OO′為軸轉(zhuǎn)動,穿過線框的磁通量減小,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故B正確;以ab邊為軸轉(zhuǎn)動 (小于60°),穿過線框的磁通量減小,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故C正確;以cd邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60°),穿過線框的磁通量Φ=BS/2,保持不變,沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,此法不可行,故D錯誤.
10.繞在同一鐵芯上的線圈Ⅰ、Ⅱ按如圖所示方法連接,G為電流計,則( )
A.保持開關(guān)S閉合狀態(tài),G的示數(shù)不為零
B.開關(guān)S閉合瞬間,G的示數(shù)不為零
C.保持開關(guān)S閉
14、合狀態(tài),改變變阻器R0滑動觸頭的位置,G的示數(shù)不為零
D.?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間,G的示數(shù)為零
解析:選BC.開關(guān)閉合瞬間,線圈Ⅰ中電流從無到有,電流的磁場也從無到有,穿過線圈Ⅱ的磁通量從無到有,線圈Ⅱ中產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計G有示數(shù),B正確;開關(guān)閉合穩(wěn)定后,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Ⅱ中無感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流計G無示數(shù),A錯誤;開關(guān)閉合穩(wěn)定后,來回移動滑動變阻器的滑片,電阻變化,線圈Ⅰ中的電流變化,電流形成的磁場也發(fā)生變化,穿過線圈Ⅱ的磁通量也發(fā)生變化,線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流計G有示數(shù),C正確;開關(guān)斷開瞬間,線圈Ⅰ中電流從有到無,電流的磁
15、場也從有到無,穿過線圈Ⅱ的磁通量也從有到無,線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流計G有示數(shù),D錯誤.
三、非選擇題
11.為觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象,某學(xué)生將電流表、螺線管A和B、電池組、滑動變阻器、電鍵接成如圖所示的實驗電路:
(1)該同學(xué)將線圈B放置在線圈A中,閉合、斷開電鍵時,電流表指針都沒有偏轉(zhuǎn),其原因是________.
A.電鍵的位置接錯
B.電流表的正、負(fù)接線柱上導(dǎo)線接反
C.線圈B的兩個接線柱上導(dǎo)線接反
D.蓄電池的正、負(fù)極接反
(2)電路連接的錯誤改正后,通過實驗得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是__________
_______________________________
16、_______________________________.
解析:(1)該同學(xué)將線圈B放置在線圈A中,再閉合、斷開電鍵,磁通量不變,無感應(yīng)電流,故電流表指針不偏轉(zhuǎn);應(yīng)改為電鍵閉合后,再將線圈B放置在線圈A中;或者將電鍵接在B線圈所在回路中,故選A.
(2)通過實驗得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是:當(dāng)閉合電路磁通量發(fā)生變化時會產(chǎn)生感應(yīng)電流.
答案:(1)A (2)閉合電路磁通量發(fā)生變化
12.如圖甲所示,一個電阻為R、面積為S的矩形導(dǎo)線框abcd,水平放置在勻強(qiáng)磁場中,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向與ad邊垂直并與線框平面成45°角,O、O′分別是ab邊和cd邊的中點.現(xiàn)將線框右半邊ObcO′繞OO′逆時針旋轉(zhuǎn)90°到圖乙所示位置,求在這一過程中,線框中磁通量的變化量為多少?
解析:穿過線框aOO′d部分的磁通量在這一過程中不發(fā)生改變,因此本題只需分析ObcO′部分在初、末位置時的磁通量Φ1和Φ2,求出該部分在這一過程中磁通量的變化量即可.
Φ1=Bsin 45°·=BS
Φ2=-Bcos 45°·=-BS
ΔΦ=|Φ2-Φ1|=BS.
答案:BS
8