2020-2021学年高中物理第四章电磁感应1划时代的发现2探究感应电流的产生条件分层训练(全国通用
4.1-4.2 划时代的发现—2020-2021 高中物理选修3-2学案
第一节划时代的发现第二节探究感应电流的产生条件素养目标定位※知道电磁感应现象的发展过程※理解探究感应电流产生条件的实验过程※※掌握感应电流的产生条件,素养思维脉络知识点1划时代的发现1．“电生磁”的发现1820年，丹麦物理学家__奥斯特__发现了电流的磁效应。
2．“磁生电”的发现1831年，英国物理学家__法拉第__发现了电磁感应现象。
3．法拉第的概括法拉第把引起感应电流的原因概括为五类，它们都与__变化和运动__相联系⎣⎢⎢⎡(1)变化的__电流__；(2)变化的__磁场__；(3)__运动__的恒定电流；(4)__运动__的磁铁；(5)在磁场中运动的__导体__。
4．电磁感应法拉第把他发现的磁生电的现象叫电磁感应，产生的电流叫__感应电流__。
5．发现电磁感应现象的意义(1)使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了__电磁学__作为一门统一学科的诞生。
(2)使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电气化时代。
知识点2探究感应电流的产生条件1．导体棒在磁场中运动是否产生电流如图所示，将可移动导体AB放置在磁场中，并和电流表组成闭合回路。
实验过程及现象如下：实验操作实验现象(有无电流)分析论证导体棒静止无闭合电路包围的面积__变化__时，电路中有电流产生；包围的面积__不变__时，电路中无电流产生导体棒平行磁感线运动__无__导体棒切割磁感线运动__有__2．磁铁在螺线管中运动是否产生电流如图所示，将螺线管与电流表组成闭合回路，把条形磁铁插入或拔出螺线管。
实验现象如下：实验操作实验现象(有无电流)分析论证N极插入线圈有线圈中的磁场__变化__时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场__不变__时，线圈中无感应电流N极停在线圈中__无__N极从线圈中抽出有S极插入线圈__有__S极停在线圈中__无__S极从线圈中抽出有3．模拟法拉第的实验如图所示，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。
高中物理 第四章 电磁感应 第1、2节 划时代的发现 探究感应电流的产生条件课件 新人教版选修3-
开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关保持闭合，滑动变 阻器滑片不动 开关保持闭合，迅速移 动滑动变阻器的滑片
18 __有__ 19 __有__ 20 _无___
21 _有___
线圈 B 中磁场 22 变化 时，线圈 B 中有感应 电流；线圈 B 中磁场 23不变时，线圈 B 中 无感应电流
4.感应电流产生的条件：只要穿过闭合导体回路的 24 磁通量发生变化，闭合导体回路中就会产生感应电流．
[易 错 警 示], 求磁通量及其变化量大小的三点提醒 (1)求磁通量及其变化量时要取有效面积． (2)磁通量及其变化量大小与线圈匝数无关． (3)磁感线从不同侧面穿过线圈时磁通量的正负不同．
|对点训练|
1．如图所示，水平放置的扁平条形磁 铁，在磁铁的左端正上方有一金属线框，
线框平面与磁铁垂直，当线框从左端正上
[答案] B
【例 2】 如图所示的线框，面积为 S，处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，B 的方向与线框平面成 θ 角，当线框转过 90° 到如图所示的虚线位置时，规定初位置时穿过线框的磁通量为 正值。试求：
(1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小 Φ1 和 Φ2； (2)磁通量的变化量 ΔΦ 的大小．
|基础小题·做一做| 1．正误判断 (1)闭合回路在磁场中运动时一定能产生感应电流．( × ) (2)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流 产生．(×) (3)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．(×) (4)磁通量的大小和线圈的匝数有关．(× ) (5)穿过闭合电路的磁通量发生变化就能产生感应电流．
N(或 S)极插入线圈 13 _有___ 线圈中的磁场 16 变化
N(或 S)极停在线圈中 N(或 S)极
(新课标)2020版高中物理第四章电磁感应1_2划时代的发现探究感应电流的产生条课件选修3_2
(3)磁通量与线圈的匝数无关．线圈为多匝时，磁通量的计 算不受影响，因为穿过线圈的磁感线的条数不受线圈匝数影 响．
3．磁通量的单位 在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，符号是 Wb. 指导如下： 1 Wb＝1 T·m2＝1AN·m·m2＝1 AJ ＝1 A·AV·s＝1 V·s.
三、感应电流产生条件 产生感应电流的条件的探究 (1)闭合导体回路的一部分导体做切割磁感线运动的情况．如 图所示．
二、磁通量 1．磁通量 在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的 平面，面积为S，B与S的乘积叫做穿过这个平面的磁通量Φ，即 Φ＝BS.若B与S不垂直，则Φ＝BSsinθ ，θ 为磁感线与平面的夹 角．
2．对磁通量的理解 (1)磁通量的大小可以用穿过某个面的磁感线的条数来衡 量．穿过的条数越多磁通量越大．磁通量有正负但正负不表示 磁通量的方向，仅表示磁感线贯穿的方向，如果设磁感线从某 一面穿入磁通量为正，则从另一面穿入磁通量为负． (2)磁通量虽有正负之分，但磁通量是标量．如果某面积内 有不同方向的磁场时，应当分别计算不同方向的磁场的磁通 量，然后规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负， 求其代数和．
【分析】 明确电流磁效应发现历程，知道奥斯特发现电流 磁效应的实验原理以及明确其发现的伟大意义．
注意：感应电流产生的条件(缺一不可) (1)回路要闭合； (2)穿过回路的磁通量发生变化。
规律方法
规律鸟瞰
考点热度
规律一：电生磁与磁生电
★★★
规律二★★★★
规律四：电磁感应中能量的转化 ★★★
规律一 电生磁与磁生电 1．奥斯特发现电生磁 (1)实验方法：一根水平放置的直导线，沿 南北方向平行地放在静止小磁针的正上方． (2)实验现象：当给导线通电时，小磁针立 即发生偏转，如图所示，小磁针 N 极向纸面内旋转． (3)实验结论：通电导线在其周围能产生磁场．
高中物理第四章第1节划时代的发现第2节探究感应电流的产生条件
第四页，共三十六页。
二、感应电流的产生条件 只要穿过_闭__合__导体回路的磁通量_发__生__变__化__，闭合导体回路中 就有感应电流．
12/10/2021
第五页，共三十六页。
【自我检测】 判断正误 (1)奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了 电磁感应现象．( √ ) (2)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产 生．( × ) (3)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．( × ) (4)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也 没有感应电流产生．( √ )
12/10/2021
第十五页，共三十六页。
匀强磁场中磁通量的判断与计算 1．磁通量的计算 (1)B 与 S 垂直时：Φ ＝BS，S 为线圈的有效面积．如图甲所 示． (2)B 与 S 不垂直时：Φ＝BS⊥＝B⊥S，S⊥为线圈在垂直磁场方 向上的投影面积，B⊥为 B 在垂直于 S 方向上的分量．如图乙、 丙所示．
第二十五页，共三十六页。
求解磁通量变化量时应注意其变化是由何种原因引起的．另外 还要注意： (1)求解磁通量的变化量时要取有效面积． (2)磁通量的变化与线圈的匝数无关． (3)磁感线从不同侧面穿过线圈时磁通量的正负不同．
12/10/2021
第二十六页，共三十六页。
(2017·高考江苏卷)如图所示，两个单匝线圈 a、b 的半径分别为 r 和 2r.圆形匀强磁场 B 的边缘恰好与 a 线 圈重合，则穿过 a、b 两线圈的磁通量之比为( )
12/10/2021
第十六页，共三十六页。
(3)某线圈所围面积内有不同方向的磁场时，规定某个方向的磁通 量为正，反方向的磁通量为负，求其代数和，如图丁所示．
高中物理 第四章 1 划时代的发现2 探究感应电流的产生条件课件2高中选修32物理课件
12/9/2021
第十四页，共二十三页。
1
2
目标导航
Z 知识梳理 HISHISHULI
Z重难聚焦 HONGNANJUJIAO
D典例透析 IANLITOUXI
温馨提示判断穿过闭合导体(dǎotǐ)回路的磁通量是否变化时,可充分利用磁
感线来进行定性判断,即通过观察穿过闭合导体回路的磁感线的条数是否变
D典例透析 IANLITOUXI
1
2
3
4
(2)探究磁铁在线圈中运动是否产生(chǎnshēng)感应电流(如图所示)。
实验操作 N 极插入线圈 N 极停在线圈中 N 极从线圈中抽出 S 极插入线圈 S 极12/9停/202在1 线圈中 S 极从线圈中抽出
实验现象(有无电流) 分析论证
有
线圈中的磁场变化
12/9/2021
第四页，共二十三页。
1
2
3
4
目标导航
Z 知识梳理 HISHISHULI
Z重难聚焦 HONGNANJUJIAO
D典例透析 IANLITOUXI
2.法拉第心系“磁生电” 1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应(diàncí-gǎnyìng)现象,即“磁生电” 现象。产生的电流叫感应电流。
无
时,线圈中有感应
有
电流产生;线圈中
有
的磁场不变时,线
无
圈中无感应电流产
有
生
第七页，共二十三页。
1
2
3
4
目标导航
Z 知识梳理 HISHISHULI
Z重难聚焦 HONGNANJUJIAO
D典例透析 IANLITOUXI
2020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3-2
【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3-2A．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>ΦcC．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。
高中物理第四章电磁感应第1讲划时代的发现第2讲探究感应电流的产生条件教学案新人教版选修
1划时代的发现2探究感应电流的产生条件知识内容电磁感应现象考试要求必考加试b要求1.知道奥斯特发现了电流的磁效应、法拉第发现了电磁感应现象．2．知道磁通量和磁通量变化量的含义．3．理解什么是电磁感应现象及感应电流的产生条件.一、电磁感应的发现[导学探究](1)在一次讲演中，奥斯特在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针，当接通电源时小磁针为什么转动？(2)法拉第把两个线圈绕在同一个铁环上，一个线圈接到电源上，另一个线圈接入“电流表”，在给一个线圈通电或断电的瞬间，观察电流表，会看到什么现象？说明了什么？答案(1)电流的周围产生磁场，小磁针受到磁场力的作用而转动．(2)电流表的指针发生摆动，说明另一个线圈中产生了电流．[知识梳理]1．电流的磁效应丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针转动，这种作用称为电流的磁效应，揭示了电现象与磁现象之间存在密切联系．2．电磁感应现象的发现英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁生电”现象，他把这种现象命名为电磁感应．产生的电流叫做感应电流．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)若把导线东西放置，当接通电源时，导线下面的小磁针一定会发生明显转动．()(2)奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了电磁感应现象．()(3)小磁针在通电导线附近发生偏转的现象是电磁感应现象．()(4)通电线圈在磁场中转动的现象是电流的磁效应．()答案(1)× (2)√ (3)× (4)×二、磁通量及其变化[导学探究]如图1所示，闭合导线框架的面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B .图1(1)分别求出B ⊥S (图示位置)和B ∥S (线框绕OO ′转90°)时，穿过闭合导线框架平面的磁通量．(2)由图示位置绕OO ′转过60°时，穿过框架平面的磁通量为多少？这个过程中磁通量变化了多少？答案(1)BS 0(2)12BS 减少了12BS [知识梳理]1．定义：闭合回路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫做磁通量．2．公式：Φ＝BS ，其中的S 应为平面在垂直于磁场方向上的投影面积．大小与线圈的匝数无关(填“有”或“无”)．3．磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1.[即学即用]判断下列说法的正误．(1)磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量越大．()(2)穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零．()(3)磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的．()(4)利用公式Φ＝BS ，可计算任何磁场中某个面的磁通量．()答案(1)× (2)√ (3)× (4)×三、感应电流产生的条件[导学探究]如图2所示，导体AB做切割磁感线运动时，线路中有电流产生，而导体AB顺着磁感线运动时，线路中无电流产生．(填“有”或“无”)图2如图3所示，当条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中有电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中无电流产生．(填“有”或“无”)图3如图4所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关S闭合或断开时，电流表中有电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中有电流通过；而开关一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中无电流通过．(填“有”或“无”)图4[知识梳理]产生感应电流的条件只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生．()(2)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．()(3)穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流．()(4)闭合正方形线框在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流．()答案(1)×(2)×(3)√(4)×一、磁通量Φ的理解与计算1．匀强磁场中磁通量的计算(1)B与S垂直时，Φ＝BS.(2)B与S不垂直时，Φ＝B⊥S，B⊥为B垂直于线圈平面的分量．如图5甲所示，Φ＝B⊥S＝(B sin θ)·S.也可以为Φ＝BS⊥，S⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面积，如图乙所示Φ＝BS⊥＝BS cos θ.图52．磁通量的变化大致可分为以下几种情况：(1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化．如图6(a)所示．(2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化．如图(b)所示．(3)磁感应强度B和有效面积S都不变，它们之间的夹角发生变化．如图(c)所示．图6例1如图7所示，有一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圆线圈A、B、C，圆心均处于O处，线圈A的半径为1 cm,10匝；线圈B的半径为2 cm,1匝；线圈C的半径为0.5 cm,1匝．问：图7(1)在B减为0.4 T的过程中，线圈A和线圈B中的磁通量变化多少？(2)在磁场转过90°角的过程中，线圈C中的磁通量变化了多少？转过180°角呢？答案(1)A、B线圈的磁通量均减少了1.256×10－4 Wb(2)减少了6.28×10－5 Wb减少了1.256×10－4 Wb解析(1)A、B线圈中的磁通量始终一样，故它们的变化量也一样．ΔΦ＝(B2－B)·πr2＝－1.256×10－4 Wb即A、B线圈中的磁通量都减少1.256×10－4 Wb(2)对线圈C，Φ1＝Bπr′2＝6.28×10－5 Wb当转过90°时，Φ2＝0，故ΔΦ1＝Φ2－Φ1＝0－6.28×10－5 Wb＝－6.28×10－5 Wb当转过180°时，磁感线从另一侧穿过线圈，若取Φ1为正，则Φ3为负，有Φ3＝－Bπr′2，故ΔΦ2＝Φ3－Φ1＝－2Bπr′2＝－1.256×10－4 Wb.(1)磁通量与线圈匝数无关．(2)磁通量是标量，但有正、负，其正、负分别表示与规定的穿入方向相同、相反．(3)磁通量还可以用穿过某个面的有效磁感线的条数表示，穿过某个面的有效磁感线条数越多，磁通量越大；条数发生变化，则磁通量发生变化．二、感应电流产生条件的理解及应用1．感应电流产生条件的理解不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，穿过该电路的磁通量也一定发生了变化．2．区别ΔΦ与Φ：感应电流的产生与Φ无关，只取决于Φ的变化，即与ΔΦ有关．ΔΦ与Φ的大小没有必然的联系．例2(2015·诸暨高二检测)(多选)如图8所示是法拉第最初研究电磁感应现象的装置，下列说法正确的是()图8A．当右边磁铁S极离开B端时，线圈产生感应电流B．当右边磁铁S极离开B端，并在B端附近运动时，线圈中产生感应电流C．当磁铁保持图中状态不变时，线圈中有感应电流D．当磁铁保持图中状态不变时，线圈中无感应电流答案ABD解析当磁铁离开B端或在B端附近运动时，线圈所处位置磁场变化，穿过线圈的磁通量变化，产生感应电流，A、B正确；当磁铁保持图中状态不变时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中无感应电流，C错误，D正确．判断是否产生感应电流的技巧(1)电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件，二者缺一不可．(2)磁通量发生变化，其主要内涵体现在“变化”上，磁通量很大若没有变化也不会产生感应电流，磁通量虽然是零但是变化的仍然可以产生感应电流．(3)产生感应电流的实质是其他形式的能转化为电能．针对训练(2015·嵊州高二检测)(多选)如图9所示装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是()图9A．开关S闭合的瞬间B．开关S闭合后，电路中电流稳定时C．开关S闭合后，滑动变阻器触头滑动的瞬间D．开关S断开的瞬间答案ACD例3金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的运动，线圈中有感应电流的是()答案A解析在选项B、C中，线圈中的磁通量始终为零，不产生感应电流；选项D中磁通量始终最大，保持不变，也没有感应电流；选项A中，在线圈转动过程中，磁通量做周期性变化，产生感应电流，故A正确．判断部分导体做切割磁感线运动产生感应电流时应注意：(1)导体是否将磁感线“割断”，如果没有“割断”就不能说切割．如例3中，A图是真“切割”，B、C图中没有切断，是假“切割”．(2)是否仅是闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动，如例3 D图中ad、bc边都切割磁感线，由切割不容易判断，则要回归到磁通量是否变化上去．1．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是() A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流的闭合线圈，然后观察电流表的变化C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接．往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化答案D解析电路闭合和穿过电路的磁通量发生变化，同时满足这两个条件，电路中才会产生感应电流，本题中的A、B选项都不会使得电路中的磁通量发生变化，并不满足产生感应电流的条件，故都不正确．C选项中磁铁插入线圈时，虽有短暂电流产生，但未能及时观察，C项错误．在给线圈通电、断电瞬间，会引起闭合电路磁通量发生变化，产生感应电流，因此D项正确．2．(多选)下图中能产生感应电流的是()答案BD解析根据产生感应电流的条件：A选项中，电路没有闭合，无感应电流；B选项中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C选项中，穿过线圈的磁感线相互抵消，Φ恒为零，无感应电流；D选项中，磁通量发生变化，有感应电流．3．如图10所示，a、b是两个同平面、同心放置的金属圆环，条形磁铁穿过圆环且与两环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量Φa、Φb的大小关系为()图10A．Φa>ΦbB．Φa<ΦbC．Φa＝ΦbD．不能比较答案A解析条形磁铁磁场的磁感线的分布特点是：①磁铁内外磁感线的条数相同；②磁铁内外磁感线的方向相反；③磁铁外部磁感线的分布是两端密、中间疏．两个同心放置的同平面的金属圆环与磁铁垂直且磁铁在中央时，通过其中一个圆环的磁感线的俯视图如图所示，穿过该圆环的磁通量Φ＝Φ进－Φ出，由于两圆环面积S a＜S b，两圆环的Φ进相同，而Φ出a＜Φ出b，所以穿过两圆环的有效磁通量Φa＞Φb，故A正确．4．(多选)如图11所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是()图11A．将线框向左拉出磁场B．以ab边为轴转动C．以ad边为轴转动(小于60°)D．以bc边为轴转动(小于60°)答案ABC解析将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc部分切割磁感线，或者说穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流．当线框以ab边为轴转动时，线框的cd边的右半段在做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量在发生变化，所以线框中将产生感应电流．当线框以ad边为轴转动(小于60°)时，穿过线框的磁通量在减小，所以在这个过程中线框内会产生感应电流．当线框以bc边为轴转动时，如果转动的角度小于60°，则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积)．一、选择题1．(2015·绍兴高二检测)在物理学建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是()A．安培成功地发现了电流的磁效应B．洛伦兹通过实验测定了磁场对电流的作用力C．卡文迪许利用卡文迪许扭秤首先较准确地测定了静电力常量D．法拉第通过大量的实验研究发现了电磁感应现象答案D解析奥斯特发现了电流的磁效应，A错误；安培通过实验测定了磁场对电流的作用力，B错误；卡文迪许利用卡文迪许扭秤首先较准确地测定了引力常量，C错误；法拉第发现了电磁感应现象，D正确．2．(2016·平湖市调研)如图1所示，虚线框内有匀强磁场，大环和小环是垂直于磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过大、小两环的磁通量，则有()图1A．Φ1>Φ2B．Φ1<Φ2C．Φ1＝Φ2D．无法确定答案C解析对于大环和小环来说，磁感线的净条数没有变化，所以选C.3．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大小因素的实验装置．选项B是研究电磁感应现象的实验装置，观察闭合线框在磁场中做切割磁感线运动时电流表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装置．选项D是奥斯特实验装置，证明通电导线周围存在磁场．4．(多选)如图2所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下能使电流表指针偏转的是()图2A．将磁铁插入螺线管的过程中B．磁铁放在螺线管中不动时C．将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中D．磁铁静止而将螺线管向上移动答案ACD解析只要是螺线管中的磁通量发生变化，回路中有感应电流，指针便会偏转；只要是螺线管中的磁通量不发生变化，回路中无感应电流，指针便不会偏转．在磁铁插入、拉出过程中螺线管中的磁通量均发生变化，能产生感应电流，电流表指针偏转．故A、C正确；磁铁放在螺线管中不动时，螺线管中的磁通量不发生变化，无感应电流产生，故B错误；由于磁铁静止而螺线管向上移动，螺线管中的磁通量发生变化，有感应电流产生，电流表指针偏转，故D正确．5.如图3所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图中箭头所示，另在导线环所在平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外，则穿过圆B的磁通量()图3A．为0B．垂直纸面向里C．垂直纸面向外D．条件不足，无法判断答案B解析因为通电导线环的磁场中心密集，外部稀疏，所以，穿过圆B的净磁感线为垂直纸面向里．6．(多选)闭合线圈按如图所示的方式在磁场中运动，则穿过闭合线圈的磁通量发生变化的是()答案AB解析A图中，图示状态Φ＝0，转至90°过程中Φ增大，因此磁通量发生变化；B图中离直导线越远磁场越弱，磁感线越稀，所以当线圈远离导线时，线圈中磁通量不断变小；C图中一定要把条形磁铁周围的磁感线空间分布图弄清楚，在图示位置，线圈中的磁通量为零，在向下移动过程中，线圈的磁通量一直为零，磁通量不变；D图中，随着线圈的转动，B与S 都不变，B又垂直于S，所以Φ＝BS始终不变，故正确答案为A、B.7．(多选)如图4所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直．导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd，与导轨接触良好．这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2，若井字形回路中有感应电流通过，则可能()图4A．v1>v2B．v1<v2C．v1＝v2D．无法确定答案AB8. (多选)如图5所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况中，导线cd中有电流的是()图5A．开关S闭合或断开的瞬间B．开关S是闭合的，滑动触头向左滑C．开关S是闭合的，滑动触头向右滑D．开关S始终闭合，滑动触头不动答案ABC解析开关S闭合或断开的瞬间；开关S闭合，滑动触头向左滑的过程；开关S闭合，滑动触头向右滑的过程都会使通过导线ab段的电流发生变化，使穿过cd回路的磁通量发生变化，从而在cd导线中产生感应电流．正确选项为A、B、C.9. 磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图6所示，通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框绕cd边翻转到位置2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则()图6A．ΔΦ1>ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2D．无法确定答案C解析设闭合线框在位置1时的磁通量为Φ1，在位置2时的磁通量为Φ2，直线电流产生的磁场在位置1处比在位置2处要强，故Φ1>Φ2. 将闭合线框从位置1平移到位置2，磁感线是从闭合线框的同一面穿过的，所以ΔΦ1＝|Φ2－Φ1|＝Φ1－Φ2；将闭合线框从位置1绕cd 边翻转到位置2，磁感线分别从闭合线框的正反两面穿过，所以ΔФ2＝|(－Φ2)－Φ1|＝Φ1＋Φ2(以原来穿过的方向为正方向，则后来从另一面穿过的方向为负方向)．故正确选项为 C.二、非选择题10．如图7所示，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈Ⅱ与电流计相连，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计中是否有示数？图7(1)开关闭合瞬间；(2)开关闭合稳定后；(3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑片； (4)开关断开瞬间．答案(1)有 (2)无 (3)有 (4)有解析(1)开关闭合时线圈Ⅰ中电流从无到有，电流的磁场也从无到有，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从无到有，线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计有示数．(2)开关闭合稳定后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈Ⅱ中虽有磁通量但磁通量稳定不变，线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计无示数．(3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑片，电阻变化，线圈Ⅰ中的电流变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计有示数．(4)开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计有示数．11．(2015·绍兴高二检测)逆向思维是一种重要的思想方法，在这种思想方法的引领下，许多重要的科学定律被发现．“电生磁，磁生电”这种逆向互生的关系，体现了物理学中的一种对称美．请思考：(1)你还能指出物理学中的其他对称性和对称实例吗？________________________________________________________________________.(2)1831年，物理学家法拉第用如图8甲所示的实验装置，成功发现了磁生电现象．开关始终处于闭合状态时，a线圈中________(填“有”或“无”)感应电流产生，开关闭合或断开瞬间，a线圈中________(填“有”或“无”)感应电流产生．图8(3)如图乙所示是某兴趣小组研究磁生电现象所需的器材．请你协助该小组完成如下工作：用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路，将小量程电流表和线圈B接成副线圈回路，并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量，使副线圈回路产生感应电流的三种方式：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________.答案(1)见解析 (2)无有 (3)如图所示见解析解析(1)电荷的正与负，吸引与排斥，运动和静止，光滑和粗糙，正电子和负电子，物质和反物质．(2)开关处于闭合状态时，因穿过a线圈的磁通量不变，所以无感应电流产生；闭合开关瞬间，穿过a线圈的磁通量突然增大，所以有感应电流产生，而断开开关瞬间，穿过a线圈的磁通量突然减小，所以有感应电流产生．(3)实物连接如图所示．①合上(或断开)开关瞬间；②合上开关后，将原线圈A插入副线圈B 或从副线圈B中抽出；③合上开关，将原线圈A插入副线圈B后，移动滑动变阻器的滑片．。
高二物理 电磁感应(一)-电子版-答案
第四章 电磁感应 第1、2节 划时代的发现 探究感应电流的产生条件对应学生用书P11.划时代的发现(1)奥斯特梦圆“电生磁”：1820年，丹麦物理学家□01奥斯特发现通电导线能使小磁针发生偏转，这种作用称为□02电流的磁效应。
(2)法拉第心系“磁生电”①英国物理学家□03法拉第发现了电磁感应现象。
在电磁感应中产生的电流叫做□04感应电流。
②法拉第把引起感应电流的原因概括为五类：□05变化的电流、□06变化的磁场、运动的恒定电流、□07运动的磁铁、在磁场中运动的导体，它们都与变化和运动相联系。
2.探究感应电流的产生条件(1)探究导体棒在磁场中运动是否产生电流①实验装置②分析论证：闭合电路包围的面积□01变化时，电路中有电流产生；包围的面积□02不变时，电路中无电流产生。
(2)探究磁铁在线圈中运动是否产生电流①实验装置②分析论证：线圈中的磁场□03变化时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场□04不变时，线圈中无感应电流。
(3)模仿法拉第的实验①实验装置05变化时，线圈B中有感应电流；线圈B中磁②分析论证：线圈B中磁场□06不变时，线圈B中无感应电流。
场□(4)归纳结论07闭合导体回路的□08磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电只要穿过□流。
第3节楞次定律对应学生用书P31.探究感应电流的方向(1)实验器材：条形磁铁、电流表、线圈、导线、两节干电池(用来查明电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系)。
(2)探究电流表指针偏转方向和电流方向之间的关系。
01左偏，右结论：电流从哪一侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏转。
即左进□02右偏。
进□(3)实验现象：如图所示，在四种情况下，将实验结果填入下表。
①线圈内磁通量增加时的情况②线圈内磁通量减少时的情况(4)实验结论表述一：当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向□11相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向□12相同。
表述二：当磁铁靠近线圈时，两者□13相斥；当磁铁远离线圈时，两者□14相吸。
高中物理选修3-2课后习题及测评试卷答案解析
第四章电磁感应1划时代的发现2探究感应电流的产生条件A组1.如图所示,一个矩形线圈与两条通有相同大小电流的平行直导线处于同一平面,并且处在两导线的中央,则()A.两导线电流同向时,穿过线圈的磁通量为零B.两导线电流反向时,穿过线圈的磁通量为零C.两导线电流同向或反向,穿过线圈的磁通量都相等D.两导线电流产生的磁场是不均匀的,不能判定穿过线圈的磁通量是否为零解析:根据安培定则,两导线电流同向时,它们在线圈处产生的磁场反向,穿过线圈的磁通量为零;两导线电流反向时,它们在线圈处产生的磁场同向,穿过线圈的磁通量不为零,故选项A正确。
答案:A2.如图所示,条形磁铁正上方放置一矩形线框,线框平面水平且与条形磁铁平行。
则线框由N极端匀速平移到S极端的过程中,线框中的感应电流的情况是()A.线框中始终无感应电流B.线框中始终有感应电流C.线框中开始有感应电流,当线框运动到磁铁中部时无感应电流,过中部后又有感应电流D.线框中开始无感应电流,当线框运动到磁铁中部时有感应电流,过中部后又无感应电流解析:先画出条形磁铁的磁场分布情况,然后分析线圈在平移过程中,穿过线框的磁通量的变化情况,可知,穿过线圈的磁通量始终在变化,故B正确。
答案:B3.如图所示,矩形线框在磁场内做的各种运动中,能够产生感应电流的是()解析:产生感应电流的条件是穿过线圈的磁通量发生变化,选项B符合要求。
答案:B4.如图所示,竖直放置的长直导线通以图示方向的电流,有一矩形金属线框abcd与导线处在同一平面内,下列情况下,矩形线框中不会产生感应电流的是()A.导线中电流变大B.线框向右平动C.线框向下平动D.线框以ab边为轴转动解析:导线中电流变大,则周围的磁感应强度增强,线框中磁通量增大,可以产生感应电流;线框向右平动时,线框中的磁感应强度减小,磁通量减小,可以产生感应电流;线框向下平动时,线框中的磁感应强度不变,磁通量不变,不会产生感应电流;线框以ad边为轴转动时,线框中的磁通量发生变化,会产生感应电流,故选项A、B、D不合题意,选项C符合题意。
高中物理 第四章 电磁感应(第1课时)划时代的发现 实验
• 知识点二 磁通量及其变化
• [基 础 梳 理]
• 1．磁通量
•
(1)定义：闭合导体回路的 与垂直穿过它的磁场的
•
的乘积叫磁通面量积，符号为Φ。在数值上等
• 磁感于应穿强过度投影面的磁感线的 。
•
(2)公式：Φ＝ 。其中条S为数回路平面在垂
•
直磁场方向上的 面积。若正方形线框
•
的边长为a，BS磁感强度为B的正方形匀强
要 5．会设计实验记录表，记录实验数据和实验现象，总结 求 实验规律
6．能提出研究感应电流产生条件的新的实验方案，如磁 铁不动、线圈运动等
7．经历实验的探究过程，体会透过各种实验现象，分析
说明
不要求掌握法拉第等科学家对电磁感应现 象研究的具体细节
• 知识点一 电磁感应现象
• [基 础 梳 理]
• 1．奥斯特梦圆“电生磁”
•
磁场区域的边有长效为b，则穿过线框的磁通
•
量Φ＝ ，如图1所示。
Bb2
图1
• (3)单位：韦伯，简称韦，符号Wb。
• (4)注意：①磁通量是标量，但有正、负之分。一般来说，如
果磁感线从线圈的正面穿入，线圈的磁通量就为“＋”，磁
感线从线圈的反面穿入，线圈的磁通量就为“ ”。②磁通
量与线
－
• 圈的匝数 (填“有关”或“无关”)。
• 答案 A
• 第1课时 划时代的发现 • 实验：探究感应电流产生的条件
• [研究学考·把握考情]
知识 内 容
电磁感应现象
考试要求 加试b
1．了解电磁感应现象发现的过程
2．知道电磁感应现象和感应电流
3．知道发现“磁生电”的意义和价值
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1 划时代的发现
2 探究感应电流的产生条件
A级抓基础
1．下列现象中，属于电磁感应现象的是( )
A．小磁针在通电导线附近发生偏转
B．通电线圈在磁场中转动
C．因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流
D．磁铁吸引小磁针
解析：电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈在磁场中转动，反映了磁场力的性质，所以 A、B、D不是电磁感应现象，C是电磁感应现象．
答案：C
2．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( )
A．闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生
B．闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流
C．穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流
D．只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中一定有感应电流产生
解析：产生感应电流的条件：(1)闭合电路；(2)磁通量Φ发生变化，两个条件缺一不可．
答案：C
3．1825年，瑞士物理学家德拉里夫的助手科拉顿将一个螺线管与电流计相连，为了避免强磁性磁铁的影响，他把电流计放在另外一个房间，当他把磁铁投入螺线管中后，立即跑到另一个房间去观察．关于科拉顿进行的实验．下列说法正确的是( )
A．在科拉顿整个操作过程中，电流计不发生偏转
B．将磁铁投入螺线管瞬间，电流计发生偏转，但科拉顿跑到房间观察时，电流计已不再偏转
C．科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是当时电流计灵敏度不够
D．科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是导线过长，电流过小解析：科拉顿将磁铁放入螺线管时，穿过线圈的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，电流计偏转，之后，穿过线圈的磁通量保持不变，回路中无感应电流，电流计不偏转．由于科拉顿放完磁铁后还要跑到另一房间观察，所以他观察不到偏转．只有B项正确．答案：B
4．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
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，按A 、B 、D 三种情况线框运动后，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 中线框转动后，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．
答案：C
5.如图所示，一通电螺线管b 放在闭合金属线圈a 内，螺线管的中心线正好和线圈的一条直径MN 重合．要使线圈a 中产生感应电流，可采用的方法有( )
A ．将螺线管在线圈a 所在平面内转动
B ．使螺线管上的电流发生变化
C ．使线圈以MN 为轴转动
D ．使线圈以与MN 垂直的一条直径为轴转动
解析：A 、B 、C 中线圈a 中磁通量始终为零，没有发生变化，无法产生感应电流．
答案：D
6.如图所示，一有限范围的匀强磁场宽度为d ，若将一个边长为L 的正方形导线框以速度v 匀速地通过磁场区域，已知d >L ，则导线框中无感应电流的时间等于( )
A.d v
B.L v
C.d －L v
D.d －2L v
解析：只有导线框完全在磁场里面运动时，导线框中才无感应电流．
答案：C
B 级 提能力
7．如图所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过两环的磁通量，则有( )
A ．Φ1＞Φ2
B ．Φ1＝Φ2
C ．Φ1＜Φ2
D ．无法确定
解析：对于大圆环和小圆环来说，闭合回路包含磁场的部分是一样的，故穿过两圆环的磁通量相同，即Φ1＝Φ2.
答案：B
8．如图所示，在同一铁芯上有A 和C 两个线圈，其中A 线圈与滑动变阻器、电源、开关相连，C 线圈两端与灵敏电流计相连，在以下采取的做法中，不能使灵敏电流计指针偏转的是( )
A ．开关S 闭合的瞬间
B ．开关S 闭合后，变阻器滑片P 向右滑动
C ．开关S 闭合后，变阻器滑片P 保持不动
D ．开关S 断开的瞬间
解析：开关S闭合瞬间，A线圈中电流迅速变化，A内磁通量变化，使C线圈磁通量变化，产生感应电流，灵敏电流计指针偏转．开关S闭合后，变阻器滑片P向右滑动时，闭合电路的总电阻减小，电流增大，A线圈中电流增大，磁通量增大，使C线圈中磁通量增大，产生感应电流，灵敏电流计指针偏转，开关S闭合后，变阻器滑片P 保持不动，闭合电路中电流恒定，A线圈中磁通量不变，C线圈中磁通量不变，无感应电流，灵敏电流计指针不偏转．开关S断开瞬间，A线圈中电流变化，磁通量也变化，C线圈中磁通量变化，产生感应电流，灵敏电流计指针偏转．
答案：C
9．(多选)我国已经制订了登月计划，假如航天员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流计和一个小线圈，则下列推断中正确的是( )
A．直接将电流计放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无B．将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流计无示数，则判断月球表面无磁场
C．将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流计有示数，则判断月球表面有磁场
D．将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动，月球表面若有磁场，则电流计至少有一次示数不为零解析：电流计有示数时可判断有磁场存在，沿某一方向运动而无示数不能确定月球上是否存在磁场．D项中线圈分别绕互相垂直的轴转动，若月球存在磁场，则至少有一次穿过线圈(可正穿也可斜穿)的磁通量的变化率不为零，故至少有一次电流计有示数．C、D正确．答案：CD
10．如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF 处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN 沿框架以速度v 向右做匀速运动，t ＝0时，磁感应强度为B 0，此时MN 到达的位置恰好使MDEN 构成一个边长为l
的正方形，为使MN 棒中不产生感应电流，从t ＝0开始，磁感应强度B 应随时间t 怎样变化？请推导这种情况下B 与t 的关系式．
解析：要使MN 棒中不产生感应电流，则闭合回路MNED 中的磁通量Φ必须保持不变．否则Φ一旦变化，则MN 中就会产生感生感应电流．Φ＝BS ，而整个过程中磁通量Φ保持不变，则Φ＝B 0l 2＝B ·(l 2
＋lvt )，解得：B ＝B 0l l ＋vt
. 11．磁感应强度为B 的匀强磁场仅存在于边长为2l 的正方形范围内，有一个电阻为R ，边长为l 的正方形导线框abcd ，沿垂直于磁感线方向，以速度v 匀速通过磁场区域，如图所示，从ab 进入磁场开始计时．
(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象； (2)判断线框中有无感应电流．
解析：线框穿过磁场的过程可分为三个阶段：进入磁场阶段(只有ab 边在磁场中)、在磁场中运动阶段(ab 、cd 两边均在磁场中)、离开磁场阶段(只有cd 边在磁场中)．
(1)①线框进入磁场阶段：t 为0～l v
，线框进入磁场中的面积与
时间成正比，即S ＝lv Δt 1
故Φ＝BS ＝Blv Δt 1，Δt 1＝l v 时，Φ＝Bl 2. ②线框在磁场中运动阶段：t 为l v ～2l v
，线框中的磁通量为Φ＝Bl 2
，保持不变，此过程Δt 2＝l v . ③线框离开磁场阶段：t 为2l v ～3l v
，线框中的磁通量均匀减小， 即Φ＝Bl (l －v Δt 3)＝Bl 2－Blv Δt 3
当t ＝3l v 时，Δt 3＝l v
，Φ＝0. 因此，穿过线框的磁通量随时间的变化图象如图所示．
(2)线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中产生感应电流．线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应电流产生．线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减小，线框中产生感应电流．
【感谢您的阅览，下载后可自由编辑和修改，关注我 每天更新】。