【金版优课】高中物理教科版选修3-2练习：1-1、2电磁感应的发现感应电流产生的条件a Word版含解析

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教科版高中物理选修3-2学案：第一章电磁感应1电磁感应的发现感应电流产生的条件 Word版含答案

学案1电磁感应的发现感应电流产生的条件[学习目标定位] 1.能理解什么是电磁感应现象.2.能记住产生感应电流的条件.3.会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验.4.能说出磁通量变化的含义.5.会利用电磁感应产生的条件解决实际问题、1、磁通量的计算公式Φ＝BS的适用条件是匀强磁场且磁感线与平面垂直、若在匀强磁场B 中,磁感线与平面不垂直,公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁场方向上的投影面积、2、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“－”、3、由Φ＝BS可知,磁通量的变化有三种情况:( 1 )磁感应强度B不变,有效面积S变化；( 2 )磁感应强度B变化,有效面积S不变；( 3 )磁感应强度B和有效面积S同时变化、一、奥斯特实验的启迪1820年,奥斯特从实验中发现了电流的磁效应,不少物理学家根据对称性的思考,提出既然电能产生磁,是否也存在逆效应,即磁产生电呢？二、电磁感应现象的发现1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象、他将“磁生电”现象分为五类:( 1 )变化中的电流；( 2 )变化中的磁场；( 3 )运动中的恒定电流；( 4 )运动中的磁铁；( 5 )运动中的导线、三、电磁感应规律的发现及其对社会发展的意义1、电磁感应的发现,使人们发明了发电机,把机械能转化成电能；使人们发明了变压器,解决了电能远距离传输中能量大量损耗的问题；使人们制造出了结构简单的感应电动机,反过来把电能转化成机械能、 2、法拉第在研究电磁感应等电磁现象中,从磁性存在的空间分布逐渐凝聚出“场”的科学创新思想、在此基础上,麦克斯韦建立了电磁场理论,并预言了电磁波的存在、四、产生感应电流的条件穿过闭合电路的磁通量发生变化时,这个闭合电路中就有感应电流产生.一、磁通量及其变化[问题设计] 如图1所示,框架的面积为S ,匀强磁场的磁感应强度为B .试求:图1( 1 )框架平面与磁感应强度B 垂直时,穿过框架平面的磁通量为多少？( 2 )若框架绕OO ′转过60°,则穿过框架平面的磁通量为多少？( 3 )若从图示位置转过90°,则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？( 4 )若从图示位置转过180°,则穿过框架平面的磁通量变化量为多少？正确答案 ( 1 )BS ( 2 )12BS ( 3 )－BS ( 4 )－2BS [要点提炼]1、磁通量的计算( 1 )公式:Φ＝BS( 2 )适用条件:①匀强磁场,②磁场方向和平面垂直、( 3 )B 与S 不垂直时:Φ＝BS ⊥,S ⊥为平面在垂直磁场方向上的投影面积,在应用时可将S 投影到与B 垂直的方向上,如图2所示Φ＝BS sin_θ.图2( 4 )磁通量与线圈的匝数无关、2、磁通量的变化量ΔΦ( 1 )当B 不变,有效面积S 变化时,ΔΦ＝B ·ΔS .( 2 )当B变化,S不变时,ΔΦ＝ΔB·S.( 3 )B和S同时变化,则ΔΦ＝Φ2－Φ1,但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS.特别提醒计算穿过某面的磁通量变化量时,要注意前、后磁通量的正、负值,如原磁通量Φ1＝BS,当平面转过180°后,磁通量Φ2＝－BS,磁通量的变化量ΔΦ＝－2BS.二、感应电流产生的条件[问题设计]实验1( 导体在磁场中做切割磁感线的运动):如图3所示,导体AB垂直磁感线运动时,线路中有电流产生,而导体AB沿着磁感线运动时,线路中无电流产生( 填“有”或“无” )、图3实验2( 通过闭合电路的磁场发生变化):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接通或断开时,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,电流表中无电流产生、若将螺线管A放在螺线管B的正上方,并使两者的轴线互相垂直,则不管进行什么操作,电流表中均无电流产生( 填“有”或“无” )、图41、实验2中并没有导体在磁场中做切割磁感线的运动,但在接通或断开电源的瞬间及改变滑动变阻器的阻值时,B线圈却出现感应电流,这说明什么？正确答案说明导体在磁场中做切割磁感线运动不是产生感应电流的本质原因,通过闭合电路的磁场变化也可以产生感应电流、2、当实验2中开关闭合后,A线圈电流稳定时,B线圈中也存在磁场,但不出现感应电流,这说明什么？正确答案说明感应电流的产生,不在于闭合回路中是否有磁场、3、实验2中同样的磁场变化,螺线管B套在螺线管A外边时,能产生感应电流,而两个线圈相互垂直放置时不能产生感应电流,这又说明什么？试总结产生感应电流的条件、正确答案说明感应电流的产生,不在于磁场是否变化、总结实验1中,磁场是稳定的,但在导体切割磁感线运动时,通过回路的磁通量发生变化,回路中产生了感应电流；实验2通过改变电流从而改变磁场强弱,进而改变了磁通量,从而产生了感应电流,所以可以将产生感应电流的条件描述为“只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流”、[要点提炼]1、产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化、2、特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动、在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时,应该注意:( 1 )导体是否将磁感线“割断”,如果没有“割断”就不能说切割、如图5所示,甲、乙两图中,导线是真“切割”,而图丙中,导体没有切割磁感线、图5( 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,如图丁、如果由切割不容易判断,则要回归到磁通量是否变化上去、[延伸思考]电路不闭合时,磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象？正确答案当电路不闭合时,没有感应电流,但有感应电动势,只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象、一、磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算例1如图6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6所示的虚线位置时,试求:图6( 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.详细解析( 1 )解法一:在初始位置,把面积向垂直于磁场方向进行投影,可得垂直于磁场方向的面积为S⊥＝S sin θ,所以Φ1＝BS sin θ.在末位置,把面积向垂直于磁场方向进行投影,可得垂直于磁场方向的面积为S⊥′＝S cos θ.由于磁感线从反面穿入,所以Φ2＝－BS cos θ.解法二:如图所示,把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解,得B上＝B sin θ,B左＝B cos θ所以Φ1＝B上S＝BS sin θ,Φ2＝－B左S＝－BS cos θ.( 2 )开始时B与线框平面成θ角,穿过线框的磁通量Φ1＝BS sin θ；当线框平面按顺时针方向转动时,穿过线框的磁通量减少,当转动θ时,穿过线框的磁通量减少为零,继续转动至90°时,磁感线从另一面穿过,磁通量变为“负”值,Φ2＝－BS cos θ.所以,此过程中磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BS cos θ－BS sin θ＝－BS( cos θ＋sin θ )、正确答案( 1 )BS sin θ－BS cos θ( 2 )－BS( cos θ＋sin θ )二、产生感应电流的分析判断及实验探究例2如图7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,且井字形回路中有感应电流通过,则可能( )图7A、v1＞v2B、v1＜v2C、v1＝v2D、无法确定详细解析只要金属棒ab、cd的运动速度不相等,穿过井字形回路的磁通量就发生变化,闭合回路中就会产生感应电流、故选项A、B正确、正确答案AB例3在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图8所示、它们是①电流表、②直流电源、③带铁芯的线圈A、④线圈B、⑤开关、⑥滑动变阻器( 用来控制电流以改变磁场强弱)、试按实验的要求在实物图上连线( 图中已连好一根导线)、图8正确答案连接电路如图所示1、( 对电磁感应现象的认识)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、磁铁吸引小磁针正确答案 C详细解析电磁感应是指“磁生电”的现象,而小磁针和通电线圈在磁场中转动以及磁铁吸引小磁针,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、2、( 对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解)如图9所示一矩形线框,从abcd位置移到a′b′c′d′位置的过程中,关于穿过线框的磁通量情况,下列叙述正确的是( 线框平行于纸面移动) ( )图9A、一直增加B、一直减少C、先增加后减少D、先增加,再减少直到零,然后再增加,然后再减少正确答案 D详细解析离导线越近,磁场越强,当线框从左向右靠近导线的过程中,穿过线框的磁通量增大,当线框跨在导线上向右运动时,磁通量减小,当导线在线框正中央时,磁通量为零,从该位置向右,磁通量又增大,当线框离开导线向右运动的过程中,磁通量又减小；故A、B、C错误,D 正确,故选D.3、( 产生感应电流的分析判断)如图10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10A、将线框向左拉出磁场B、以ab边为轴转动( 小于90° )C、以ad边为轴转动( 小于60° )D、以bc边为轴转动( 小于60° )正确答案ABC详细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( 小于90° )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、如果转过的角度超过60°( 60°～300° ),bc边将进入无磁场区,那么线框中将不产生感应电流、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)、4、( 产生感应电流的分析判断)如图11所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A,下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是( )图11A、线圈中通以恒定的电流B、通电时,使滑动变阻器的滑片P做匀速移动C、通电时,使滑动变阻器的滑片P做加速移动D、将电键突然断开的瞬间正确答案 A详细解析只要通电时滑动变阻器的滑片P移动,电路中的电流就会发生变化,变化的电流产生变化的磁场,铜环A中磁通量发生变化,有感应电流；同样,将电键断开瞬间,电路中电流从有到无,仍会在铜环A中产生感应电流、题组一对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算1、关于磁通量,下列叙述正确的是( )A、在匀强磁场中,穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积B、在匀强磁场中,a线圈的面积比b线圈的大,则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大C、把一个线圈放在M、N两处,若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大,则M处的磁感应强度一定比N处大D、同一线圈放在磁感应强度大处,穿过线圈的磁通量不一定大正确答案 D详细解析磁通量等于磁感应强度与垂直磁场方向上的投影面积的乘积,A错误；线圈面积大,但投影面积不一定大,B错误；磁通量大,磁感应强度不一定大,C错误、D正确、2、关于磁通量的概念,以下说法中正确的是( )A、磁感应强度越大,穿过闭合回路的磁通量越大B、磁感应强度越大,线圈面积越大,则磁通量越大C、穿过线圈的磁通量为零,但磁感应强度不一定为零D、磁通量发生变化,一定是磁场发生变化引起的正确答案 C详细解析根据磁通量的定义,Φ＝B·S·sin θ,因此A、B选项错误；穿过线圈的磁通量为零时,磁感应强度不一定为零；磁通量发生变化,可能是面积变化引起的,也可能是磁场变化引起的,D错、3.如图1所示,半径为R的圆形线圈共有n匝,其中心位置处半径为r的范围内有匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面,若磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为( )图1A、πBR2B、πBr2C、nπBR2D、nπBr2正确答案 B详细解析由磁通量的定义式知Φ＝BS＝πBr2；故B正确、题组二产生感应电流的分析判断4、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,电路中就一定有感应电流产生正确答案 C详细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、5、下图中能产生感应电流的是( )正确答案 B详细解析根据产生感应电流的条件:A中,电路没闭合,无感应电流；B中,面积增大,闭合电路的磁通量增大,有感应电流；C中,穿过线圈的磁感线相互抵消,Φ恒为零,无感应电流；D中,磁通量不发生变化,无感应电流、6、下列情况中都是线框在磁场中做切割磁感线运动,其中线框从开始进入到完全离开磁场的时间中有感应电流的是( )正确答案BC详细解析A中虽然导体“切割”了磁感线,但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化,没有感应电流、B中线框的一部分导体“切割”了磁感线,穿过线框的磁感线条数越来越少,线框中有感应电流、C中虽然与A近似,但由于是非匀强磁场,运动过程中,穿过线框的磁感线条数增加,线框中有感应电流、D中线框尽管是部分切割,但磁感线条数不变,无感应电流,故选B、C.7.如图2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 ,则导线框从开始进入到完全离开磁场的过程中无感应电流的时间等于( )图2A.d vB.L vC.d －L vD.d －2L v正确答案 C详细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、8.如图3所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框,初始位置线框与磁感线平行,则在下列四种情况下,线框中会产生感应电流的是( )图3A 、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 转动正确答案 C详细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、9.为观察电磁感应现象,某学生将电流表、螺线管A 和B 、蓄电池、开关用导线连接成如图4 所示的实验电路、当接通和断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其原因是( )图4A、开关位置接错B、电流表的正、负极接反C、线圈B的3、4接头接反D、蓄电池的正、负极接反正确答案 A详细解析本题考查了感应电流产生的条件、因感应电流产生的条件是闭合电路中的磁通量发生变化,由电路图可知,把开关接在B与电流表之间,因与1、2接头相连的电路在接通和断开开关时,电流不改变,所以不可能有感应电流,电流表也不可能偏转,开关应接在A与电源之间、10.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,滑动触头不动正确答案ABC详细解析开关S闭合或断开的瞬间；开关S闭合,滑动触头向左滑或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、因此本题的正确选项应为A、B、C.11、如图6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6( 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、正确答案( 1 )有( 2 )无( 3 )有( 4 )有详细解析本题主要考查闭合电路中,电流变化导致磁场变化从而产生感应电流的情况、( 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、12.如图7所示,固定于水平面上的金属架MDEN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B0,此时MN到达的位置使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应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式、图7正确答案B＝B0ll＋v t详细解析要使MN棒中不产生感应电流,应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化在t＝0时刻,穿过线圈平面的磁通量Φ1＝B0S＝B0l2设t时刻的磁感应强度为B,此时磁通量为Φ2＝Bl( l＋v t )由Φ1＝Φ2得B＝B0ll＋v t.。

教科版高中物理选修3-2同步课件第一章电磁感应的发现感应电流产生的条件

实验现象(有无电流) 无无
有
分析论证
闭合电路包围的磁场面积变化时,电路中有电流产生;包围的磁场面积不变时,电路中无电流产生
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当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中有感应电流产生.
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(2)探究通过闭合回路的磁场变化时是否产生感应电流(如图所示).
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解析:选项A,因I减小而引起导线周围的磁场减弱,使穿过线框的磁通量减少,故有感应电流产生.选项B,因远离直导线,磁感线分布变疏(如图甲所示),因此线框向右平动时,穿过线框的磁通量减少,线框中有感应电流产生.选项C,当线框在如图甲所示位置时,穿过线框的磁通量较大,线框以ab边为轴转动时磁通量一定变化,有感应电流产生.选项D,先画出俯视图如图乙所示,由图可看出线框绕直导线ef转动时,在任何一个位置穿过线框的磁感线的条数均不变,因此无感应电流产生.
线框平面按顺时针方向转动时,穿过线框的磁通量减少,当转动θ时,
穿过线框的磁通量减少为零,继续转动至90°时,磁感线从另一面穿
过,磁通量变为“负”值,Φ2=-BScos θ.所以,此过程中磁通量的变化量
为
ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScos θ-BSsin θ=-BS(cos θ+sin θ).
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典例透析
探究一探究二
磁通量的分析、计算
1.匀强磁场中磁通量的计算
(1)B与S垂直时:Φ=BS.B指匀强磁场的磁感应强度,S为线圈的面

高中物理教科版选修3-2练习：1-1、2电磁感应的发现感应电流产生的条件a Word版含解析

03课堂效果自测1.关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是()A．位于磁场中的闭合线圈，一定能产生感应电流B．闭合线圈和磁场发生相对运动，一定能产生感应电流C．闭合线圈做切割磁感线运动，一定能产生感应电流D．穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化，一定能产生感应电流解析：产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化。

A项中，若穿过线圈的磁通量不变化，则没有感应电流产生，A项错误。

B项中闭合线圈和磁场虽然发生相对运动，但没有磁通量的变化，也不会有感应电流产生，B项错误。

C项中若整个闭合线圈在匀强磁场中垂直于磁感线的平面内做切割磁感线的平动，就没有磁通量的变化，也不会有感应电流产生，C项错误。

D项中穿过闭合线圈的磁感线的条数发生变化，磁通量发生变化，一定能产生感应电流，D项正确。

答案：D2．[2014·课标全国卷Ⅰ]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表的闭合线圈，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，观察电流表的变化解析：本题考查产生感应电流的条件，意在考查考生的理解和应用能力。

只形成闭合回路，回路中的磁通量不变化，不会产生感应电流，选项A 、B 、C 错误；给线圈通电或断电瞬间，通过闭合回路的磁通量变化，会产生感应电流，能观察到电流表的变化，选项D 正确。

答案：D3．如图所示，矩形导体线框abcd 放置在水平面内。

磁场方向与水平方向成α角，已知sin α＝45，回路面积为S ，磁感应强度为B ，则通过的磁通量为( )A ．BSB.45BSC.35BS D.34BS 解析：Φ＝BS sin α＝45BS . 答案：B4．如图所示，图中虚线是匀强磁场区的边界，一个闭合线框自左至右穿过该磁场区，线框经过图示的哪些位置时有感应电流() A．在位置1 B．在位置2C．在位置3 D．在位置4解析：只有在位置2和4时，穿过闭合回路的磁通量发生变化。

2019-2020学年高二物理教科版选修3-2同步测练：(2)感应电流产生的条件 Word版含答案

感应电流产生的条件1、关于电磁感应现象,下列说法中正确的是( )A.只要有磁通量穿过电路,电路中就有感应电流B.只要闭合电路在做运动,电路中就有感应电流C.只要穿过闭合电路的磁通量足够大,电路中就有感应电流D.只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电流2、如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动。

下列四个图中能产生感应电流的是（）A. B. C. D.3、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.如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B.如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C.如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D.如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动4、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合成一闭合回路,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表的闭合线圈,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5、如图所示,闭合导线框平行磁场方向放置,下列说法正确的是( )A.只要闭合导线框在磁场中做切割磁感线运动,线框在磁场中,线框中就会产生感应电流B.只要闭合导线框处于变化的磁场中,线框中就会产生感应电流C.图中的矩形导线框以其任何一条边为轴在磁场中旋转,都可以产生感应电流D.图中的闭合导线框绕其对称轴OO'在磁场中转动,当穿过线框内的磁通量为零时,线框中仍然有感应电流产生6、如图所示的实验装置中,用于研究电磁感应现象的是( )A.B.C.D.7、如图所示，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( )A.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8、如图,某同学把磁铁插入线圈时,发现电流计的指针发生偏转,当磁铁( )A.静止在线圈中时,电流计指针会偏转B.静止在线圈中时,电流计指针不会偏转C.从线圈中抽出时,电流计指针会偏转D.从线圈中抽出时,电流计指针不会偏转9、如图所示是法拉第最初研究电磁感应现象的装置,AB是绕在软铁芯上的线圈,电流表与线圈组成一闭合回路。

2017-2018学年高中物理教科版选修3-2练习：第一章第1

·第一章电磁感应第1节电磁感应现象的发现第2节感应电流产生的条件1．法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系，即：变化中的电流、变化中的磁场、运动中的恒定电流、运动中的磁铁、运动中的导体．2．感应电流的产生条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生．3．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，不正确的说法是()A．库仑发现了电流的磁效应B．爱因斯坦创立了相对论C．法拉第发现了电磁感应现象D．牛顿提出了万有引力定律奠定了天体力学的基础答案 A解析奥斯特发现电流的磁效应，A错误，B、C、D项正确．4．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．5．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．【概念规律练】知识点一磁通量的理解及其计算1．如图1所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L ＝0.20m 的正方形，放在磁感应强度为B ＝0.50T 的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？图1答案 5.5×10－3Wb解析线圈横截面为正方形时的面积S 1＝L 2＝(0.20)2m 2＝4.0×10－2m 2.穿过线圈的磁通量Φ1＝BS 1＝0.50×4.0×10－2Wb ＝2.0×10－2Wb横截面形状为圆形时，其半径r ＝4L /2π＝2L /π.截面积大小S 2＝π(2L /π)2＝425πm 2 穿过线圈的磁通量Φ2＝BS 2＝0.50×4/(25π) Wb ≈2.55×10－2Wb.所以，磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2.55－2.0)×10－2Wb ＝5.5×10－3Wb点评磁通量Φ＝BS 的计算有几点要注意：(1)S 是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积；B 是匀强磁场中的磁感应强度．(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响．同理，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1也不受线圈匝数的影响．所以，直接用公式求Φ、ΔΦ时，不必去考虑线圈匝数n .2．如图2所示，线圈平面与水平方向成θ角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B ，线圈面积为S ，则穿过线圈的磁通量Φ＝________.图2 答案 BS cos θ解析线圈平面abcd 与磁场不垂直，不能直接用公式Φ＝BS 计算，可以用不同的分解方法进行．可以将平面abcd 向垂直于磁感应强度的方向投影，使用投影面积；也可以将磁感应强度沿垂直于平面和平行于平面正交分解，使用磁感应强度的垂直分量．解法一：把面积S 投影到与磁场B 垂直的方向，即水平方向a ′b ′cd ，则S ⊥＝S cos θ，故Φ＝BS ⊥＝BS cos θ.解法二：把磁场B 分解为平行于线圈平面的分量B ∥和垂直于线圈平面的分量B ⊥，显然B ∥不穿过线圈，且B ⊥＝B cos θ，故Φ＝B ⊥S ＝BS cos θ.点评在应用公式Φ＝BS 计算磁通量时，要特别注意B ⊥S 的条件，应根据实际情况选择不同的方法，千万不要乱套公式．知识点二感应电流产生的条件3．下列情况能产生感应电流的是( )图3A ．如图甲所示，导体AB 顺着磁感线运动B ．如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时C ．如图丙所示，小螺线管A 插入大螺线管B 中不动，开关S 一直接通时D ．如图丙所示，小螺线管A 插入大螺线管B 中不动，开关S 一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时答案 BD解析 A 中导体棒顺着磁感线运动，穿过闭合电路的磁通量没有发生变化无感应电流，故A 错；B 中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加，拔出时线圈中的磁通量减少，都有感应电流，故B 正确；C 中开关S 一直接通，回路中为恒定电流，螺线管A 产生的磁场稳定，螺线管B 中的磁通量无变化，线圈中不产生感应电流，故C 错；D 中开关S 接通滑动变阻器的阻值变化使闭合回路中的电流变化，螺线管A 的磁场变化，螺线管B 中磁通量变化，线圈中产生感应电流，故D 正确．点评电路闭合，磁通量变化，是产生感应电流的两个必要条件，缺一不可．电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通量尽管很大但不变化，那么无论有多大，都不会产生感应电流．4．如图4所示，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈Ⅱ与电流计G 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G 中有示数的是( )图4 A ．开关闭合瞬间B ．开关闭合一段时间后C ．开关闭合一段时间后，来回移动变阻器滑动端D ．开关断开瞬间答案 ACD解析 A 中开关闭合前，线圈Ⅰ、Ⅱ中均无磁场，开关闭合瞬间，线圈Ⅰ中电流从无到有形成磁场，穿过线圈Ⅱ的磁通量从无到有，线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计G 有示数．故A 正确．B 中开关闭合一段时间后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈Ⅱ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G 中无示数．故B 错误．C 中开关闭合一段时间后，来回移动滑动变阻器滑动端，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G中有示数．故C正确．D中开关断开瞬间，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发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计G 中有示数．故D正确．点评变化的电流引起闭合线圈中磁通量的变化，是产生感应电流的一种情况．【方法技巧练】一、磁通量变化量的求解方法5．面积为S的矩形线框abcd，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ角(如图5所示)，当线框以ab为轴顺时针转90°时，穿过abcd面的磁通量变化量ΔΦ＝________.图5答案－BS(cosθ＋sinθ)解析磁通量由磁感应强度矢量在垂直于线框面上的分量决定．开始时B与线框面成θ角，磁通量为Φ＝BS sinθ；线框面按题意方向转动时，磁通量减少，当转动90°时，磁通量变为“负”值，Φ2＝－BS cosθ.可见，磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BS cosθ－BS sinθ＝－BS(cosθ＋sinθ)实际上，在线框转过90°的过程中，穿过线框的磁通量是由正向BS sinθ减小到零，再由零增大到负向BS cosθ.方法总结磁通量虽是标量，但有正、负，正、负号仅表示磁感线从不同的方向穿过平面，不表示大小．6．如图6所示，通电直导线下边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面．若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将()图6A．逐渐增大B．逐渐减小C．保持不变D．不能确定答案 B解析当矩形线框在线框与直导线决定的平面内逐渐远离通电导线平动时，由于离开导线越远，磁场越弱，而线框的面积不变，则穿过线框的磁通量将减小，所以B正确．方法总结引起磁通量变化一般有四种情况(1)磁感应强度B不变，有效面积S变化，则ΔΦ＝Φt－Φ0＝BΔS(如知识点一中的1题)(2)磁感应强度B变化，磁感线穿过的有效面积S不变，则ΔΦ＝Φt－Φ0＝ΔBS(如此题)(3)线圈平面与磁场方向的夹角θ发生变化时，即线圈在垂直于磁场方向的投影面积S⊥＝S sinθ发生变化，从而引起穿过线圈的磁通量发生变化，即B、S不变，θ变化．(如此栏目中的5题)(4)磁感应强度B和回路面积S同时发生变化的情况，则ΔΦ＝Φt－Φ0≠ΔB·ΔS二、感应电流有无的判断方法7．如图7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()图7A．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，按A、B、D三种情况线圈移动后，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．方法总结(1)判断有无感应电流产生的关键是抓住两个条件：①电路是否为闭合电路；②穿过电路本身的磁通量是否发生变化，其主要内涵体现在“变化”二字上．电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通量很大但不变化，那么不论有多大，也不会产生感应电流．(2)分析磁通量是否变化时，既要弄清楚磁场的磁感线分布，又要注意引起磁通量变化的三种情况：①由于线框所在处的磁场变化引起磁通量变化；②由于线框所在垂直于磁场方向的投影面积变化引起磁通量变化；③有可能是磁场及其垂直于磁场的面积都发生变化．8．下列情况中都是线框在磁场中切割磁感线运动，其中线框中有感应电流的是()答案BC解析A中虽然导体“切割”了磁感线，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流．B中导体框的一部分导体“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流．C中虽然与A近似，但由于是非匀强磁场运动过程中，穿过线框的磁感线条数增加，线框中有感应电流．D中线框尽管是部分切割，但磁感线条数不变，无感应电流，故选B、C.方法总结在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时，应该注意：①导体是否将磁感线“割断”，如果没有“割断”就不能说切割．如下图所示，甲、乙两图中，导线是真“切割”，而图丙中，导体没有切割磁感线．②即使导体真“切割”了磁感线，也不能保证就能产生感应电流．例如上题中A、D选项情况，如果由切割不容易判断，还是要回归到磁通量是否变化上去．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．磁铁吸引小磁针答案 C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．2．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 ．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D ．穿过闭合电路的磁通量发生变化，在电路中一定会产生感应电流答案 D解析本题的关键是理解产生感应电流的条件．首先是“闭合电路”，A 、B 两项中电路是否闭合不确定，故A 、B 两项错误；其次当电路闭合时，只有一部分导体切割磁感线才产生感应电流，C 项错误；当闭合电路中磁通量发生变化时，电路中产生感应电流，D 项正确．故正确答案为D.3．一个闭合线圈中没有感应电流产生，由此可以得出( )A ．此时此地一定没有磁场B ．此时此地一定没有磁场的变化C ．穿过线圈平面的磁感线条数一定没有变化D ．穿过线圈平面的磁通量一定没有变化答案 D解析磁感线条数不变不等于磁通量不变．4．如图8所示，通电螺线管水平固定，OO ′为其轴线，a 、b 、c 三点在该轴线上，在这三点处各放一个完全相同的小圆环，且各圆环平面垂直于OO ′轴．则关于这三点的磁感应强度B a 、B b 、B c 的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量Φa 、Φb 、Φc 的大小关系，下列判断正确的是( )图8A ．B a ＝B b ＝B c ，Φa ＝Φb ＝ΦcB ．B a >B b >B c ，Φa <Φb <ΦcC ．B a >B b >B c ，Φa >Φb >ΦcD ．B a >B b >B c ，Φa ＝Φb ＝Φc答案 C解析根据通电螺线管产生的磁场特点可知B a >B b >B c ，由Φ＝BS 可得Φa >Φb >Φc .故C 正确．4．如图8所示，通电螺线管水平固定，OO ′为其轴线，a 、b 、c 三点在该轴线上，在这三点处各放一个完全相同的小圆环，且各圆环平面垂直于OO ′轴．则关于这三点的磁感应强度B a 、B b 、B c 的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量Φa 、Φb 、Φc 的大小关系，下列判断正确的是( )图9A ．BSB ．4BS /5C ．3BS /5D ．3BS /4答案 B 解析通过线框的磁通量Φ＝BS sin α＝45BS . 6．如图10所示，ab 是水平面上一个圆的直径，在过ab 的竖直平面内有一根通电导线ef ，已知ef 平行于ab ，当ef 竖直向上平移时，电流产生的磁场穿过圆面积的磁通量将( )图10A．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解析导线ef周围的磁场是以ef为圆心的一系列同心圆，水平面上的圆上的不同点到ef的距离不同，相当于在半径不同的圆周上，由于ef∥ab，且ef与ab在同一竖直平面内，因而ef产生的磁场方向正好在ab两侧且对称地从一边穿入从另一边对称穿出，净剩磁感线条数为零，因而穿过圆的磁通量为零，当ef向上平移时，穿过圆的磁通量仍为零．7．如图11所示，矩形闭合导线与匀强磁场垂直，一定产生感应电流的是()图11A．垂直于纸面平动B．以一条边为轴转动C．线圈形状逐渐变为圆形D．沿与磁场垂直的方向平动答案BC8．在如图所示的各图中，闭合线框中能产生感应电流的是()答案AB解析感应电流产生的条件是：只要穿过闭合线圈的磁通量变化，闭合线圈中就有感应电流产生．A图中，当线圈转动过程中，线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生；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，所以B图中也有感应电流产生；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，线圈中无感应电流产生；D图中，线圈中的磁通量一直不变，线圈中无感应电流产生．故正确答案为A、B.9．如图12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，下列办法中不可行．．．的是()图12A．将线框向左拉出磁场B．以ab边为轴转动(小于90°)C．以ad边为轴转动(小于60°)D．以bc边为轴转动(小于60°)答案 D解析将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc 部分做切割磁感线运动，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中会产生感应电流．如果转过的角度超过60°(60°～300°)，bc 边将进入无磁场区，那么线框中将不产生感应电流．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)．10．A 、B 两回路中各有一开关S 1、S 2，且回路A 中接有电源，回路B 中接有灵敏电流计(如图13所示)，下列操作及相应的结果可能实现的是( )图13A ．先闭合S 2，后闭合S 1的瞬间，电流计指针偏转B ．S 1、S 2闭合后，在断开S 2的瞬间，电流计指针偏转C ．先闭合S 1，后闭合S 2的瞬间，电流计指针偏转D ．S 1、S 2闭合后，在断开S 1的瞬间，电流计指针偏转答案 AD11．线圈A 中接有如图14所示的电源，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？图14 答案见解析解析有，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 产生的磁场要穿过线圈B .线圈A 中有环形电流，其磁场不仅穿过线圈自身所包围的面积，方向向外，也穿过线圈外的广大面积，方向向里．但线圈A 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里的磁通量，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．12．匀强磁场区域宽为L ，一正方形线框abcd 的边长为l ，且l >L ，线框以速度v 通过磁场区域，如图15所示，从线框进入到完全离开磁场的时间内，线框中没有感应电流的时间是多少？图15答案 l －L v解析 ad 边和bc 边都在磁场外时，线框中的磁通量不变，没有感应电流．线圈中没有感应电流的时间为t ＝l －L v .13．匀强磁场的磁感应强度B ＝0.8T ，矩形线圈abcd 的面积S ＝0.5m 2，共10匝，开始B 与S 垂直且线圈有一半在磁场中，如图16所示．(1)当线圈绕ab 边转过60°时，线圈的磁通量以及此过程中磁通量的改变量为多少？(2)当线圈绕dc 边转过60°时，求线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变量．图16答案见解析解析 (1)当线圈绕ab 转过60°时，Φ＝BS ⊥＝BS cos60°＝0.8×0.5×12Wb ＝0.2Wb(此时的S ⊥正好全部处在磁场中)．在此过程中S ⊥没变，穿过线圈的磁感线条数没变，故磁通量变化量ΔΦ＝0.(2)当线圈绕dc 边转过60°时，Φ＝BS ⊥，此时没有磁场穿过S ⊥，所以Φ＝0；不转时Φ1＝B ·S 2＝0.2Wb ，转动后Φ2＝0，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－0.2Wb ，故磁通量改变了0.2Wb.。

【金版优课】【教科版】2016版高中物理选修3-2练习(31份打包,Word版,含解析)

A项中，若穿过线圈的磁通量不变化，则没有感应电流产生，A项错误。

B项中闭合线圈和磁场虽然发生相对运动，但没有磁通量的变化，也不会有感应电流产生，B项错误。

C项中若整个闭合线圈在匀强磁场中垂直于磁感线的平面内做切割磁感线的平动，就没有磁通量的变化，也不会有感应电流产生，C项错误。

D项中穿过闭合线圈的磁感线的条数发生变化，磁通量发生变化，一定能产生感应电流，D项正确。

答案：D2．[2014·课标全国卷Ⅰ]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表的闭合线圈，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，观察电流表的变化解析：本题考查产生感应电流的条件，意在考查考生的理解和应用能力。

答案：D3．如图所示，矩形导体线框abcd 放置在水平面内。

高中物理教科版选修32课件：第一章第1、2节电磁感应的发现感应电流产生的条件

[答案] AD
(1)在闭合电路中是否产生感应电流，取决于穿过电路的磁通量是否发生变化，而不是取决于电路有无磁通量。
(2)闭合电路的部分导体做切割磁感线运动是引起电路磁通量变化的具体形式之一。但闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时，不一定总会引起闭合电路的磁通量变化。如图所示，矩形线框 abcd 在范围足够大的匀强磁场中在垂直磁场的平面内向右平动，虽然 ad、bc 边都切割磁感线，但穿过线框的磁通量没有变化，因而没有产生感应电流。
(5)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生。(×)
(6)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。
(√)
2．合作探究——议一议 (1)很多科学家致力于磁与电的关系的探索，为什么他们在磁生电的
研究中没有成功？提示：很多科学家在实验中没有注意磁场的变化、导体与磁场之间的相对运动等环节，只想把导体放入磁场中来获得电流，这实际上违反了能量转化和守恒定律。 (2)怎样理解“电生磁”？提示：电流周围存在磁场是无条件的，无论电流是恒定不变的，还是变化的，只要有电流，它的周围就一定有磁场。
(3)S 内有不同方向的磁场时，应先分别计算不同方向磁场的磁通量，然后规定从某个面穿入的磁通量为正，从该面穿出的磁通量为负，最后求代数和。
(4)有多匝线圈时，因为穿过线圈的磁感线的条数不受匝数影响，故磁通量的计算也与匝数无关。
2．求磁通量的变化的三种方法方法一：当磁感应强度 B 不变，而磁感线穿过的有效面积 S 变化时，则穿过回路的磁通量的变化量 ΔΦ＝Φt－Φ0＝B·ΔS。方法二：当磁感应强度 B 变化，而磁感线穿过的有效面积 S 不变时，则穿过回路的磁通量的变化量 ΔΦ＝Φt－Φ0＝ΔB·S。方法三：若磁感应强度 B 和回路面积 S 同时变化，则穿过回路的磁通量的变化量 ΔΦ＝Φt－Φ0。注意：此时，ΔΦ＝Φt－Φ0≠ΔB·ΔS。

高中物理教科版选修3-2练习：1-1、2电磁感应的发现感应电流产生的条件b Word版含解析

04课后巩固训练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：C2．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，线圈中有感应电流产生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：C3．法拉第通过精心设计的一系列实验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来。

在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验否定的是() A．既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流B．既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流C．既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势D．既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流解析：电磁感应现象的产生条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。

静止导线上的稳恒电流产生恒定的磁场，静止导线周围的磁通量没有发生变化，近旁静止线圈中不会有感应电流产生，A错。

而B、C、D三项中都会产生电磁感应现象，有感应电动势(或感应电流)产生。

答案：A4．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。

2016-2017学年物理高二教科版选修3-2课后训练：第1章1

课后训练1．关于磁通量的概念，以下说法中正确的是()．A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大B．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大C．穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零D．磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的2．如图所示，无限大磁场的方向垂直于纸面向里，A图中线圈在纸面内由小变大(由图中实线矩形变成虚线矩形)，B图中线圈正绕a点在垂直磁场的平面内旋转，C图与D图中线圈正绕OO′轴转动，则线圈中不能产生感应电流的是()．3．下列说法中正确的是()．A．只要导体相对磁场运动，导体中就一定会产生感应电流B．只要闭合导体回路在磁场中做切割磁感线运动，导体回路中就一定会产生感应电流C．只要穿过闭合导体回路的磁通量不为零，导体回路中就一定会产生感应电流D．只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，导体回路中就一定会产生感应电流4．如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况下线圈中能产生感应电流的是()．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5．水平固定的大环中通过恒定的强电流I，从上向下看为逆时针方向，如图所示，有一小铜环，从上向下穿过大圆环，且保持环面与大环平行且共轴，下落过程中小环中产生感应电流的过程是()．A．只有小环在接近大环的过程中B．只有小环在远离大环的过程中C．只有小环在经过大环的过程中D．小环下落的整个过程6．如图，A、B两回路中各有一开关S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能实现的是()．①先闭合S 2，后闭合S 1的瞬间，电流计指针偏转②S 1、S 2闭合后，再断开S 2的瞬间，电流计指针偏转③先闭合S 1，后闭合S 2的瞬间，电流计指针偏转④S 1、S 2闭合后，再断开S 1的瞬间，电流计指针偏转A ．①②B ．②③C ．③④D ．①④7. 在匀强磁场中有两根平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直，导轨上有两根可沿导轨平动的导体棒ab 、cd ，如图所示，两根导体棒匀速移动的速度分别为v 1和v 2，则下列情况可以使回路中产生感应电流的是( )．A ．ab 、cd 均向右运动，且v 1＝v 2B ．ab 、cd 均向右运动，且v 1>v 2C ．ab 、cd 均向左运动，且v 1>v 2D ．ab 向右运动，cd 向左运动，且v 1＝v 28．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 L B . L vC . d L v -D . 2d L v - 9．现有一个闭合导体回路，一个可以控制变化的磁场，你有哪些方法能使该闭合导体回路中产生感应电流？答案与解析1. 答案：C解析：穿过闭合回路的磁通量大小取决于磁感应强度、回路所围面积以及两者夹角三个因素，所以只了解其中一个或两个因素无法确定磁通量的变化情况，A 、B 项错误；同样由磁通量的特点，也无法判断其中一个因素的情况，C 正确，D 错误．2. 答案：B解析：选项A 中线圈面积S 变化，由Φ＝BS 知，磁通量发生变化，故能产生感应电流；选项C、D中线圈平面与磁感应强度B的夹角变化，都会导致穿过线圈的磁通量变化而产生感应电流；选项B中，B、S及两者夹角均不变，穿过线圈的磁通量不变，不产生感应电流．故应选B.3.答案：D解析：产生感应电流要有两个条件：一是导体回路要闭合；二是穿过导体回路的磁通量要发生变化，所以D正确；如果导体没有构成闭合回路或构成闭合回路但沿磁感线运动，导体中就没有感应电流，故A错；如果闭合导体回路在与回路垂直的磁场中运动，这时尽管两边都切割磁感线，但闭合导体回路的磁通量仍没有发生变化，也不产生感应电流，故B错；穿过闭合导体回路的磁通量不为零，但如果磁通量没有变化，回路中就没有感应电流，故C 错．4.答案：ABD解析：讨论是否产生感应电流，需分析通电导线周围的磁场分布情况．通电导线周围的磁感线是一系列同心圆，且由内向外由密变疏，即离导线越远磁感线越疏．对选项A，因I增大而引起导线周围磁场的磁感应强度增大，故A正确；对选项B，因离开直导线越远，磁感线分布越疏，因此线框向右平动时，穿过线框的磁通量变小，故B正确；对选项C，当线框向下平动时穿过线框的磁通量不变，故C错；对选项D，可用一些特殊位置来分析，当线框在题中位置时，穿过线框的磁通量最大，当线框转过90°时，穿过线框的磁通量最小，因此可判断当线框以ab为轴转动时磁通量一定变化，故D正确．5.答案：D解析：由环形电流磁感线的分布可知小环在运动的过程中，无论是接近还是远离大环，穿过小环的磁通量均在变化，所以小环下落的整个过程均能产生感应电流，故D正确．6.答案：D解析：先闭合S2形成闭合电路，然后将S1断开或闭合的瞬间，在B中产生感应电流，而使电流计指针偏转．7.答案：BCD解析：本题考查感应电流产生的条件．ab、cd均向右运动，当v1＝v2时，闭合回路磁通量不变，故无感应电流产生，A项错误；B、D两项所述情况，闭合回路磁通量增大，C项所述情况，闭合回路磁通量减小，均有感应电流产生．8.答案：C解析：根据产生感应电流的条件可知：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，回路中就有感应电流，因此线圈在进入和穿出磁场的过程中有感应电流．当线圈全部处于磁场中时，穿过线圈的磁通量不发生变化，没有感应电流产生．根据几何关系易知C选项正确．9.答案：(1)磁场保持不变，将闭合导体回路的一部分置于磁场中，使处于磁场中的部分导体做切割磁感线运动；(2)控制磁场不断变化，将闭合导体回路一部分或全部置于磁场中．以上两种情景要使电路平面均不与磁场平行．。

教科版高中物理选修3-2练习：第一章电磁感应第3节

第3节法拉第电磁感应定律1．由电磁感应产生的电动势，叫感应电动势．产生感应电动势的那部分导体相当于电源，导体的电阻相当于电源的内阻．2．电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比，表达式E＝ΔΦΔt(单匝线圈)，E＝n ΔΦΔt(多匝线圈)．当导体切割磁感线产生感应电动势时E＝BL v(B、L、v两两垂直)，E＝BL v sin_α(v⊥L但v与B夹角为α)．3．关于感应电动势，下列说法中正确的是( )A．电源电动势就是感应电动势B．产生感应电动势的那部分导体相当于电源C．在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势D．电路中有电流就一定有感应电动势答案 B解析电源电动势的来源很多，不一定是由于电磁感应产生的，所以选项A错误；在电磁感应现象中，如果没有感应电流，也可以有感应电动势，C错误；电路中的电流可能是由化学电池或其它电池作为电源提供的，所以有电流不一定有感应电动势．4．穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2 Wb，则( )A．线圈中感应电动势每秒钟增加2 VB．线圈中感应电动势每秒钟减少2 VC．线圈中无感应电动势D．线圈中感应电动势保持不变答案 D图15．穿过某线圈的磁通量随时间的变化如图1所示，在线圈内产生感应电动势最大值的时间是( )A．0～2 sB ．2 s ～4 sC ．4 s ～6 sD ．6 s ～10 s 答案 C解析 Φ－t 图象中，图象斜率越大，ΔΦΔt越大，感应电动势就越大．【概念规律练】知识点一公式E ＝n ΔΦΔt的理解1．一个200匝、面积为20 cm 2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在0.05 s 内由0.1 T 增加到0.5 T ，在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是________Wb ；磁通量的平均变化率是________Wb/s ；线圈中感应电动势的大小是________V.答案 4×10－4 8×10－3 1.6解析磁通量的变化量是由磁场的变化引起的，应该用公式ΔΦ＝ΔBS sin α来计算，所以 ΔΦ＝ΔBS sin α＝(0.5－0.1)×20×10－4×0.5 Wb＝4×10－4 Wb磁通量的变化率为ΔΦΔt ＝4×10－40.05Wb /s ＝8×10－3 Wb/s ，感应电动势的大小可根据法拉第电磁感应定律得 E ＝n ΔΦΔt＝200×8×10－3 V ＝1.6 V点评要理解好公式E ＝n ΔΦΔt ，首先要区分好磁通量Φ，磁通量的变化量ΔΦ，磁通量的变化率ΔΦΔt ，现列表如下：。

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。

【教育资料】2017-2018学年高中创新设计物理教科版选修3-2学案：第一章 1-2 电磁感应的发现感应电流产生的

[目标定位] 1.知道奥斯特实验、电磁感应现象，了解电生磁和磁生电的发现过程.2.通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件.3.能说出磁通量变化的含义，会利用电磁感应产生的条件解决实际问题.一、电磁感应的发现1.奥斯特实验的启迪1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应.不少物理学家根据对称性的思考提出，既然电能产生磁，是否磁能产生电呢？2.电磁感应现象的发现1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“由磁生电”的条件，产生的电流叫感应电流.法拉第将“磁生电”的现象分为五类：(1)变化中的电流；(2)变化中的磁场；(3)运动中的恒定电流；(4)运动中的磁铁；(5)运动中的导线.深度思考电流的磁效应与电磁感应有什么区别？答案电流的磁效应是指电流周围产生磁场，即“电生磁”.电磁感应现象是利用磁场产生感应电流，即“磁生电”.“电生磁”和“磁生电”是两种因果关系相反的现象，要正确区分这两种现象，弄清现象的因果关系是关键.例1下列属于电磁感应现象的是()A.通电导体周围产生磁场B.磁场对感应电流发生作用，阻碍导体运动C.由于导体自身电流发生变化，在回路中产生感应电流D.电荷在磁场中定向移动形成电流解析根据引起电流原因的五类情况可知，导体自身电流发生变化，在回路中产生感应电流为电磁感应现象.故选项C正确.答案 C二、磁通量及其变化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1(a)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(b)、(c)所示.(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(d)所示.图12.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2(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24.用磁感线的条数表示磁通量.当回路中有不同方向的磁感线穿过时，磁通量是指穿过某一面磁感线的“净”条数，即不同方向的磁感线的条数差.深度思考将两个同圆心但大小不同的线圈套在条形磁铁上，通过哪个线圈的磁通量大？答案通过小线圈的磁通量大.若穿过某一平面的磁感线既有穿出，又有穿入，则穿过该面的合磁通量为磁感线的净条数.例2磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图3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3A.ΔΦ1>ΔΦ2B.ΔΦ1＝ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2D.无法确定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.答案 C磁通量虽然是标量，但有正、负.该题中线框由位置1平移到位置2和绕cd边翻转到位置2时，在位置2的磁通量大小都相等，但磁感线穿入的方向相反.例3边长L＝10cm的正方形线框有10匝，固定在匀强磁场中，磁场方向与线框平面间的夹角θ＝30°，如图4所示，磁感应强度随时间的变化规律为B＝2＋3t (T)，求：图4(1)2s末穿过线框的磁通量.(2)第3s内穿过线框的磁通量的变化量ΔΦ.解析(1)2s末穿过线框的磁感应强度B2＝(2＋3×2) T＝8T，由Φ＝BS sinθ，知2s末穿过线框的磁通量Φ＝B2S sinθ＝8×(0.1)2×sin30°Wb＝4×10－2Wb.(2)第3s内磁感应强度的变化ΔB＝3T，所以ΔΦ＝ΔBS sinθ＝3×(0.1)2×sin30°Wb＝1.5×10－2Wb.答案(1)4×10－2Wb(2)1.5×10－2Wb(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.三、产生感应电流的条件1.导体在磁场中做切割磁感线运动如图5所示，将可移动导体棒AB放置在磁场中，并和电流表组成闭合回路.实验操作及现象如下：图52.如图6所示，实验操作及电流计指针的摆动情况如下：图63.(1)电路闭合；(2)磁通量发生变化.如果电路不闭合，不会产生感应电流，但仍会产生感应电动势，就像直流电路一样，电路不闭合，没有电流，但电源仍然存在.深度思考在螺线管A(如图7甲所示)中电流随时间变化的图像如图乙所示，则t＝t0时刻线圈B中有感应电流吗？图7答案有.虽然此时穿过B的磁通量为0，但磁通量在变化，感应电流的产生取决于Φ的变化，与Φ的大小无关.例4图中能产生感应电流的是()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，磁通量不发生变化，无感应电流.答案 B(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，某时刻磁通量虽然是零但是如果在变化仍然可以产生感应电流.1．(磁通量的理解)六根绝缘的导线，在同一平面内组成四个相等的正方形，导线中通以大小相等的电流，方向如图8所示，在这个四个正方形区域中，指向纸面内且磁通量最大的区域是()图8A．ⅠB．ⅡC．ⅢD．Ⅳ答案 A解析由于是直线电流的磁场，6支电流在每个区域的磁感线的分布都有区别，只有逐一求出6支电流在每个区域的分磁通量之和，才能进行比较．设每支电流的磁感线穿过相邻区域的有两条，穿过较远区域的有1条，就可以作出穿过各区域的磁感线分布图，如图所示．故本题正确答案为A.2.(电磁感应现象)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表的闭合线圈，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解析产生感应电流必须满足的条件：①电路闭合；②穿过闭合电路的磁通量要发生变化.选项A、B电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项A、B不能观察到电流表的变化；选项C满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但是等我们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，故选项C也不能观察到电流表的变化；选项D满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到电流表的变化，所以选D.3.(产生感应电流的判断)(多选)如图9所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况中线框产生感应电流的是()图9A.导线中的电流变大B.线框向右平动C.线框向下平动D.线框以AB边为轴转动答案ABD4.(磁通量的变化)一电阻为R、面积为S的矩形导线框abcd处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ＝45°角(如图10所示).当导线框以ab边为轴顺时针转过90°的过程中，穿过导线框abcd的磁通量的变化量ΔΦ＝____________.图10答案2BS(正、负均可)解析由Φ＝BS sinθ，θ＝45°知，初、末状态磁通量大小都为22BS，但由于初、末状态磁场穿过线框某一面方向相反，若选Φ初＝22BS，则Φ末＝－22BS，所以ΔΦ＝Φ末－Φ初＝－2BS，若选Φ初＝－22BS，则ΔΦ＝2BS.题组一电磁感应现象1.法拉第经过精心设计的一系列实验，发现了电磁感应现象，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”真正联系起来.在下面几个典型的实验设计思想中，所做的推论后来被实验否定的是()A.既然磁铁可使近旁的铁块带磁性，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流可使在近旁静止的线圈中感应出电流B.既然磁铁可使近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可使近旁运动的线圈中感应出电流C.既然运动的磁铁可使近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可使近旁运动的导体中感应出电动势D.既然运动的磁铁可使近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可使近旁的线圈中感应出电流答案 A解析法拉第经过研究发现引起感应电流的原因都与变化和运动有关，B、C、D三项所叙述的情况都被实验证实了，A项中的推论不成立.2．唱卡拉OK用的话筒内有传感器，其中一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片振动时，就将声音信号转化为电信号，下列说法中正确的是()A．该传感器是根据电流的磁效应工作的B．该传感器是根据电磁感应原理工作的C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势答案 B解析当声波使膜片前后振动时，膜片后的金属线圈就会跟着振动，从而使处于永磁体的磁场中的线圈切割磁感线，穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，从而将声音信号转化为电信号，这是电磁感应现象，故B项正确，A、C、D项均错误．题组二磁通量及其变化的分析3.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.4.如图2所示，ab是水平面内一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电直导线ef，已知ef平行于ab.当ef向上竖直平移时，电流产生的磁场穿过圆的磁通量将()图2A.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解析作出磁感线穿过圆的情况的俯视图，如图所示，根据磁场具有对称性可以知道，穿入圆的磁感线的条数与穿出圆的磁感线的条数是相等的，故磁通量始终为零，C项正确.5.如图3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3A.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，通过其中的磁感线的俯视图如图所示，穿过圆环的磁通量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，所以穿过两圆环的有效磁通量Φa>Φb，故A正确.b题组三有无感应电流的判断6.(多选)下列情况中都是线框在磁场中做切割磁感线运动，其中线框中有感应电流的是() 答案BC解析A中导体虽然“切割”了磁感线，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流；B中线框的一部分导体“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流；C中虽然与A近似，但由于是非匀强磁场，运动过程中，穿过线框的磁感线条数增加，线框中有感应电流；D中尽管线框是部分切割，但磁感线条数不变，无感应电流.故选B、C.7.如图4所示，恒定的匀强磁场中有一个有小缺口的圆形的导体线圈，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(均未出磁场)时，线圈能产生感应电流()图4A．ab连在一起，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．线圈绕任意一条直径做匀速转动D．ab连在一起，线圈绕任意一条直径做变速转动答案 D解析B、C两个选项错误的原因是线圈没有形成回路，A选项错误的原因是匀速平移不会改变磁通量的大小．8.(多选)如图5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5A.v1>v2B.v1<v2C.v1＝v2D.无法确定答案AB9.(多选)如图6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，下列方法中可行的是()图6A.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部分做切割磁感线运动，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中会产生感应电流.如果转过的角度超过60°(60°～300°)，bc边将进入无磁场区，那么线框中将不产生感应电流；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).10.某学生做观察电磁感应现象的实验，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图7所示的实验电路，当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是()图7A.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，电流的有无是否导致磁场发生变化，进而产生感应电流的情况.因而图中接法达不到目的.关键是开关没有起到控制电源接通、断开的作用，开关应串联到电源和接头1、2之间.11.如图8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时刻，磁感应强度为B0，此时刻MN到达的位置使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应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式.图8答案B＝B0ll＋v t解析要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线框平面的磁通量不发生变化，在t＝0时刻，穿过线框平面的磁通量Φ1＝B0S＝B0l2设t时刻的磁感应强度为B，此时刻磁通量为Φ2＝Bl(l＋v t)由Φ1＝Φ2得B＝B0ll＋v t.。

【教科版】2019年高中物理选修3-2学案第一章电磁感应1电磁感应的发现感应电流产生的条件含答案

学案1电磁感应的发现感应电流产生的条件[学习目标定位] 1.能理解什么是电磁感应现象.2.能记住产生感应电流的条件.3.会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验.4.能说出磁通量变化的含义.5.会利用电磁感应产生的条件解决实际问题．1．磁通量的计算公式Φ＝BS的适用条件是匀强磁场且磁感线与平面垂直．若在匀强磁场B 中，磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁场方向上的投影面积．2．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“－”．3．由Φ＝BS可知，磁通量的变化有三种情况：(1)磁感应强度B不变，有效面积S变化；(2)磁感应强度B变化，有效面积S不变；(3)磁感应强度B和有效面积S同时变化．一、奥斯特实验的启迪1820年，奥斯特从实验中发现了电流的磁效应，不少物理学家根据对称性的思考，提出既然电能产生磁，是否也存在逆效应，即磁产生电呢？二、电磁感应现象的发现1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象．他将“磁生电”现象分为五类：(1)变化中的电流；(2)变化中的磁场；(3)运动中的恒定电流；(4)运动中的磁铁；(5)运动中的导线．三、电磁感应规律的发现及其对社会发展的意义1．电磁感应的发现，使人们发明了发电机，把机械能转化成电能；使人们发明了变压器，解决了电能远距离传输中能量大量损耗的问题；使人们制造出了结构简单的感应电动机，反过来把电能转化成机械能．2．法拉第在研究电磁感应等电磁现象中，从磁性存在的空间分布逐渐凝聚出“场”的科学创新思想．在此基础上，麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在．四、产生感应电流的条件穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生.一、磁通量及其变化[问题设计]如图1所示，框架的面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B .试求：图1(1)框架平面与磁感应强度B 垂直时，穿过框架平面的磁通量为多少？(2)若框架绕OO ′转过60°，则穿过框架平面的磁通量为多少？(3)若从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？(4)若从图示位置转过180°，则穿过框架平面的磁通量变化量为多少？答案 (1)BS (2)12BS (3)－BS (4)－2BS [要点提炼]1．磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS(2)适用条件：①匀强磁场，②磁场方向和平面垂直．(3)B 与S 不垂直时：Φ＝BS ⊥，S ⊥为平面在垂直磁场方向上的投影面积，在应用时可将S 投影到与B 垂直的方向上，如图2所示Φ＝BS sin_θ.图2(4)磁通量与线圈的匝数无关． 2．磁通量的变化量ΔΦ(1)当B 不变，有效面积S 变化时，ΔΦ＝B ·ΔS .(2)当B 变化，S 不变时，ΔΦ＝ΔB ·S .(3)B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1，但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS.特别提醒计算穿过某面的磁通量变化量时，要注意前、后磁通量的正、负值，如原磁通量Φ1＝BS，当平面转过180°后，磁通量Φ2＝－BS，磁通量的变化量ΔΦ＝－2BS.二、感应电流产生的条件[问题设计]实验1(导体在磁场中做切割磁感线的运动)：如图3所示，导体AB垂直磁感线运动时，线路中有电流产生，而导体AB沿着磁感线运动时，线路中无电流产生(填“有”或“无”)．图3实验2(通过闭合电路的磁场发生变化)：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接通或断开时，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，电流表中无电流产生．若将螺线管A放在螺线管B的正上方，并使两者的轴线互相垂直，则不管进行什么操作，电流表中均无电流产生(填“有”或“无”)．图41．实验2中并没有导体在磁场中做切割磁感线的运动，但在接通或断开电源的瞬间及改变滑动变阻器的阻值时，B线圈却出现感应电流，这说明什么？答案说明导体在磁场中做切割磁感线运动不是产生感应电流的本质原因，通过闭合电路的磁场变化也可以产生感应电流．2．当实验2中开关闭合后，A线圈电流稳定时，B线圈中也存在磁场，但不出现感应电流，这说明什么？答案说明感应电流的产生，不在于闭合回路中是否有磁场．3．实验2中同样的磁场变化，螺线管B套在螺线管A外边时，能产生感应电流，而两个线圈相互垂直放置时不能产生感应电流，这又说明什么？试总结产生感应电流的条件．答案说明感应电流的产生，不在于磁场是否变化．总结实验1中，磁场是稳定的，但在导体切割磁感线运动时，通过回路的磁通量发生变化，回路中产生了感应电流；实验2通过改变电流从而改变磁场强弱，进而改变了磁通量，从而产生了感应电流，所以可以将产生感应电流的条件描述为“只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流”．[要点提炼]1．产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化．2．特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动．在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时，应该注意：(1)导体是否将磁感线“割断”，如果没有“割断”就不能说切割．如图5所示，甲、乙两图中，导线是真“切割”，而图丙中，导体没有切割磁感线．图5(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，如图丁．如果由切割不容易判断，则要回归到磁通量是否变化上去．[延伸思考]电路不闭合时，磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象？答案当电路不闭合时，没有感应电流，但有感应电动势，只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象．一、磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算例1如图6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6所示的虚线位置时，试求：图6(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.解析(1)解法一：在初始位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥＝S sin θ，所以Φ1＝BS sin θ.在末位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥′＝S cos θ.由于磁感线从反面穿入，所以Φ2＝－BS cos θ. 解法二：如图所示，把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解，得B上＝B sin θ，B左＝B cos θ所以Φ1＝B上S＝BS sin θ，Φ2＝－B左S＝－BS cos θ.(2)开始时B与线框平面成θ角，穿过线框的磁通量Φ1＝BS sin θ；当线框平面按顺时针方向转动时，穿过线框的磁通量减少，当转动θ时，穿过线框的磁通量减少为零，继续转动至90°时，磁感线从另一面穿过，磁通量变为“负”值，Φ2＝－BS cos θ.所以，此过程中磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BS cos θ－BS sin θ＝－BS(cos θ＋sin θ)．答案(1)BS sin θ－BS cos θ(2)－BS(cos θ＋sin θ)二、产生感应电流的分析判断及实验探究例2如图7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，且井字形回路中有感应电流通过，则可能()图7A．v1＞v2B．v1＜v2C．v1＝v2D．无法确定解析只要金属棒ab、cd的运动速度不相等，穿过井字形回路的磁通量就发生变化，闭合回路中就会产生感应电流．故选项A、B正确．答案AB例3在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图8所示．它们是①电流表、②直流电源、③带铁芯的线圈A、④线圈B、⑤开关、⑥滑动变阻器(用来控制电流以改变磁场强弱)．试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)．图8答案连接电路如图所示1．(对电磁感应现象的认识)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．磁铁吸引小磁针答案 C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以及磁铁吸引小磁针，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．2．(对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解)如图9所示一矩形线框，从abcd位置移到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动) ()图9A．一直增加B．一直减少C．先增加后减少D．先增加，再减少直到零，然后再增加，然后再减少答案 D解析离导线越近，磁场越强，当线框从左向右靠近导线的过程中，穿过线框的磁通量增大，当线框跨在导线上向右运动时，磁通量减小，当导线在线框正中央时，磁通量为零，从该位置向右，磁通量又增大，当线框离开导线向右运动的过程中，磁通量又减小；故A、B、C 错误，D正确，故选D.3．(产生感应电流的分析判断)如图10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10A．将线框向左拉出磁场B．以ab边为轴转动(小于90°)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(小于90°)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．如果转过的角度超过60°(60°～300°)，bc边将进入无磁场区，那么线框中将不产生感应电流．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)．4．(产生感应电流的分析判断)如图11所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是()图11A．线圈中通以恒定的电流B．通电时，使滑动变阻器的滑片P做匀速移动C．通电时，使滑动变阻器的滑片P做加速移动D．将电键突然断开的瞬间答案 A解析只要通电时滑动变阻器的滑片P移动，电路中的电流就会发生变化，变化的电流产生变化的磁场，铜环A中磁通量发生变化，有感应电流；同样，将电键断开瞬间，电路中电流从有到无，仍会在铜环A中产生感应电流．题组一对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算1．关于磁通量，下列叙述正确的是()A．在匀强磁场中，穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积B．在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈的大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大C．把一个线圈放在M、N两处，若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大，则M 处的磁感应强度一定比N处大D．同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不一定大答案 D解析磁通量等于磁感应强度与垂直磁场方向上的投影面积的乘积，A错误；线圈面积大，但投影面积不一定大，B错误；磁通量大，磁感应强度不一定大，C错误、D正确．2．关于磁通量的概念，以下说法中正确的是()A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量越大B．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量越大C．穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零D．磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的答案 C解析根据磁通量的定义，Φ＝B·S·sin θ，因此A、B选项错误；穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度不一定为零；磁通量发生变化，可能是面积变化引起的，也可能是磁场变化引起的，D错．3.如图1所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面，若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为()图1A．πBR2B．πBr2C．nπBR2D．nπBr2答案 B解析由磁通量的定义式知Φ＝BS＝πBr2；故B正确．题组二产生感应电流的分析判断4．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，电路中就一定有感应电流产生答案 C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．5．下图中能产生感应电流的是()答案 B解析根据产生感应电流的条件：A中，电路没闭合，无感应电流；B中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过线圈的磁感线相互抵消，Φ恒为零，无感应电流；D中，磁通量不发生变化，无感应电流．6．下列情况中都是线框在磁场中做切割磁感线运动，其中线框从开始进入到完全离开磁场的时间中有感应电流的是()答案BC解析A中虽然导体“切割”了磁感线，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流．B中线框的一部分导体“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流．C 中虽然与A 近似，但由于是非匀强磁场，运动过程中，穿过线框的磁感线条数增加，线框中有感应电流．D 中线框尽管是部分切割，但磁感线条数不变，无感应电流，故选B 、C.7.如图2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 ，则导线框从开始进入到完全离开磁场的过程中无感应电流的时间等于( )图2A.d vB.L vC.d －L vD.d －2L v答案 C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．8.如图3所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，初始位置线框与磁感线平行，则在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是( )图3A ．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，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．9.为观察电磁感应现象，某学生将电流表、螺线管A 和B 、蓄电池、开关用导线连接成如图4所示的实验电路．当接通和断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是( )图4A．开关位置接错B．电流表的正、负极接反C．线圈B的3、4接头接反D．蓄电池的正、负极接反答案 A解析本题考查了感应电流产生的条件．因感应电流产生的条件是闭合电路中的磁通量发生变化，由电路图可知，把开关接在B与电流表之间，因与1、2接头相连的电路在接通和断开开关时，电流不改变，所以不可能有感应电流，电流表也不可能偏转，开关应接在A与电源之间．10.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，滑动触头向左滑或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．因此本题的正确选项应为A、B、C.11．如图6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6(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)有解析本题主要考查闭合电路中，电流变化导致磁场变化从而产生感应电流的情况．(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． 12.如图7所示，固定于水平面上的金属架MDEN 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 应怎样随时间t 变化？请推导出这种情况下B 与t 的关系式．图7答案 B ＝B 0l l ＋v t解析要使MN 棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化在t ＝0时刻，穿过线圈平面的磁通量Φ1＝B 0S ＝B 0l 2设t 时刻的磁感应强度为B ，此时磁通量为Φ2＝Bl (l ＋v t )由Φ1＝Φ2得B ＝B 0l l ＋v t.。

高中物理教科版选修3-2课时跟踪检测：(一) 电磁感应的发现感应电流产生的条件 Word版含解析

课时跟踪检测（一）电磁感应的发现感应电流产生的条件1．关于感应电流，下列说法中正确的是()A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流解析：选D如果线圈不闭合，就不能形成回路，所以不能产生感应电流，A错误；闭合线圈只有一部分导线做切割磁感线运动时，才会产生感应电流，B、C错误；当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流，D正确。

2．利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相关问题。

IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。

公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波。

刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。

下列说法正确的是()A．IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B．仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流D．IC卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息解析：选B IC卡工作所需要的能量是线圈L中产生的感应电流，选项A错误；要使电容C达到一定的电压，则读卡机应该发射特定频率的电磁波，IC卡才能有效工作，选项B正确；若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，线圈L中会产生感应电流，但电容C不能达到一定的电压，IC卡不能有效工作，选项C错误；IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也能向读卡机传输自身的数据信息，选项D错误。

3.如图1所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环A所在的平面内画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外，则穿过B圆内的磁通量()图1A．为零B．垂直向里C．垂直向外D．条件不足，无法判断解析：选B由环形电流的磁感线分布可知，中间密，外部稀疏，所以穿过B圆的总磁通量是垂直纸面向里的，则选项B正确。

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