高中物理3[1].2课后习题答案

第4章

第1节 划时代的发现

1． 奥斯特实验，电磁感应等．

2． 电路是闭合的．导体切割磁感线运动． 第2节 探究电磁感应的产生条件 1． （1）不产生感应电流（2）不产生感应电流（3）

产生感应电流

2． 答：由于弹簧线圈收缩时，面积减小，磁通量减小，所以产生感应电流．

3． 答：在线圈进入磁场的过程中，由于穿过线圈

的磁通量增大，所以线圈中产生感应电流；在线圈离开磁场的过程中，由于穿过线圈的磁通量减小，所以线圈中产生感应电流；当个线圈都在磁场中时，由于穿过线圈的磁通量不变，所以线圈中不产生感应电流．

4． 答：当线圈远离导线移动时，由于线圈所在位

置的磁感应强度不断减弱，所以穿过线圈的磁

通量不断减小，线圈中产生感应电流．当导线中的电流逐渐增大或减小时，线圈所在位置的磁感应强度也逐渐增大或减小，穿过线圈的磁通量也随之逐渐增大或减小，所以线圈中产生感应电流．

5． 答：如果使铜环沿匀强磁场的方向移动，由于

穿过铜环的磁通量不发生变化，所以，铜环中没有感应电流；如果使铜环在不均匀磁场中移动，由于穿过铜环的磁通量发生变化，所以，铜环中有感应电流．

6． 答：乙、丙、丁三种情况下，可以在线圈B 中

观察到感应电流．因为甲所表示的电流是稳恒电流，那么，由这个电流产生的磁场就是不变的．穿过线圈B 的磁通量不变，不产生感应电流．乙、丙、丁三种情况所表示的电流是随时间变化的电流，那么，由这样的电流产生的磁场也是变化的，穿过线圈B 的磁通量变化，产生感应电流．

7． 为了使MN 中不产生感应电流，必须要求

DENM 构成的闭合电路的磁通量不变，即

2

0B S B l =，而()S l vt l =+，所以，从0t =开

始，磁感应强度B 随时间t 的变化规律是0B l

B l vt

=

+

第3节 楞次定律

1． 答：在条形磁铁移入线圈的过程中，有向左的

磁感线穿过线圈，而且线圈的磁通量增大．根据楞次定律可知，线圈中感应电流磁场方向应

该向右，再根据右手定则，判断出感应电流的方向，即从左侧看，感应电流沿顺时针方向． 2． 答：当闭合开关时，导线AB 中电流由左向右，

它在上面的闭合线框中引起垂直于纸面向外的

磁通量增加．根据楞次定律，闭合线框中产生感应电流的磁场，要阻碍它的增加，所以感应电流的磁场在闭合线框内的方向是垂直纸面向里，再根据右手定则可知感应电流的方向是由D 向C ．当断开开关时，垂直于纸面向外的磁通量减少．根据楞次定律，闭合线框中产生感应电流的磁场，要阻碍原磁场磁通量的减少，所以感应电流的磁场在闭合线框内的方向是垂直纸面内外，再根据右手定则可知感应电流的方向是由C 向D ．

3． 答：当导体AB 向右移动时，线框ABCD 中垂

直于纸面向内的磁通量减少．根据楞次定律，它产生感应电流的磁场要阻碍磁通量减少，即感应电流的磁场与原磁场方向相同．垂直于纸面向内，所以感应电流的方向是A →B →C →D ．此时，线框ABFE 中垂直纸面向内的磁通量增加，根据楞次定律，它产生的磁场要阻碍磁通量的增加，即感应电流的磁场与原磁场方向相反，垂直于纸面向外．所以，感应电流的方向是A →B →F →E ．所以，我们用这两个线框中的任意一个都可以判定导体AB 中感应电流的方向．说明：此题对导体AB 中的电流方向的判定也可用右手定则来确定．

4． 答：由于线圈在条形磁铁的N 极附近，所以可

以认为从A 到B 的过程中，线圈中向上的磁通量减小，根据楞次定律，线圈中产生的感应电流的磁场要阻碍磁通量的减少，即感应电流的磁场与原磁场方向相同，再根据右手螺旋定则可知感应电流的方向，从上向下看为逆时针方向．从B 到C 的过程中，线圈中向下的磁通量增加，根据楞次定律，线圈中产生的感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，即感应电流的磁场与原磁场方向相反，再根据右手螺旋定则可知感应电流的方向，从上向下看为逆时针方向． 5． 答：（1）有感应电流（2）没有感应电流；（3）有感应电流；（4）当合上开关S 的一瞬间，线

圈P 的左端为N 极；当打开开关S 的上瞬间，线圈P 的右端为N 极．

6． 答：用磁铁的任一极（如N 极）接近A 球时，

穿过A 环中的磁通量增加，根据楞次定律，A

环中将产生感应电流，阻碍磁铁与A 环接近，A 环将远离磁铁；同理，当磁铁远离发A 球时，

A 球中产生感应电流的方向将阻碍A 环与磁铁远离，A 环将靠近磁铁．由于

B 环是断开的，无论磁极移近或远离B 环，都不会在B 环中形成感应电流，所以B 环将不移动．

7． 答：（1）如图所示．圆盘中任意一根半径CD

都在切割磁感线，这半径可以看成一个电源，根据右手定则可以判断，D 点的电势比C 点高，也就是说，圆盘边缘上的电势比圆心电势高，

（2）根据右手定则判断，D 点电势比C 点高，所以流过电阻R 的电流方向自下向上．说明：本题可拓展为求CD 间的感应电动势．设半径为r ，转盘匀速转动的角速度ω，匀强磁场的磁感应强度为B ，求圆盘转动时的感应电动势的

大小．具体答案是2

12

E Br ω=．

第4节 法拉第电磁感应定律 1． 正确的是D ．

2． 解：根据法拉第电磁感应定律，线圈中感应电

动势为

.090

1

000

V

.

4E n t

-∆Φ==⨯=

∆；

根据闭合电路欧姆定律可得，通过电热器的电流为175A=0.175A 99010

E I R r =

=++ 3． 解：根据导线切割磁感线产生感应电动势的公

式E B lv =得：缆绳中的感应电动势

5

4

3

3

4.6102.05

107.6

10V =7.210V E -=⨯⨯

⨯⨯⨯⨯

4． 答：可以．声音使纸盒振动，线圈切割磁感线，

产生感应电流． 5． 答：因为线圈绕O O '轴转动时，线圈长2L 的边

切割磁感线的速度变化，感应电动势因而变化．根据公式s i n

E B l v θ=和v r ω=有12sin E BL L ωθ=．因为12S L L =，90θ=︒，

所以，E B S ω=． 6． 答：（1）根据法拉第电磁感应定律，线圈中感

应电动势2

B E n n R t t

π∆Φ∆==∆∆，所以，

22

441

A B

E E ==．（2）根据闭合电路欧姆定律，

可

得通过线圈的电流

2122S E B B I n R n R R t R

t S

ππρρ∆∆===∆∆，所

以，

221

A A

B

B I R I R =

==． 7． 答：管中有导电液体流过时，相当于一段长为d

的导体在切割磁感线，产生的感应电动势

E B d v =．液体的流量()

2

2

d Q v π

=，即液体

的流量与电动势E 的关系为4d Q E B

π=．

第5节 电磁感应定律的应用

1． 解：根据导线切割磁感线产生感应电动势的公

式E B lv =，该机两翼尖间的电势差为

5

4.710

12.70.7340V=0.142V E -=⨯⨯⨯⨯，

根据右手定则可知，从驾驶员角度来说，左侧机翼电势高。说明：该题的难点之上在于学生的空间想象力往往比较弱，对此，可用简单图形（图4-12

）帮助理解；另外，该题可补充一问，即当飞机从西向东飞行时，哪侧机翼电势高？分析可得仍为左侧机翼电势高。

2． （1）根据法拉第电磁感应定律，线圈中感应电

动势为E n t

∆Φ=∆。根据t Φ-图象可知，

0.5/W b s t

∆Φ=∆。电压表的读数为

1000.5V=50V E n t

∆Φ==⨯∆。（2）感应电场

的方向为逆时针方向，如图所示。（3）A 端的

电势比B 端高，所以A 端应该与电压表标的接线柱连接。

3． 答：（1）等效电路如图所示。（2）通过R 的电

流方向从上到下。根据导线切割磁感线产生感

应电动势的公式E B lv =，MN 、PQ 的电动势都为111V E =⨯⨯。根据电池的并联和闭合电路欧姆定律，通过R 电流1A=1A 1E I R ==。（3）

通过MN 的电流方向为自N 到M ；过PQ 的电流方向为自N 到M ；过PQ 的电流方向为Q 到P 。

4． （1）线圈以速度v 匀速进入磁场，当CD 边在

磁场中时，线圈中感应电动势11E Bl v =，其中