教科版高中物理选修3-21-1+2

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）

1电磁感应现象的发现2感应电流产生的条件

(时间：60分钟)

知识点一电磁感应现象

1．下列现象中属于电磁感应现象的是()．A．磁场对电流产生力的作用

B．变化的磁场使闭合电路中产生电流

C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化

D．电流周围产生磁场

解析电磁感应现象指的是由磁场产生电流的现象，选项B是正确的．

答案 B

2．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及磁铁吸引小磁针，均反映了磁场力的性质．所以A、B不是电磁感应现象，C 是电磁感应现象．

答案 C

知识点二磁通量的理解及计算

3.如图1－1、2－17所示，四面体OABC处在沿Ox方向的匀强磁场中，下列关于磁场穿过各个面的磁通量的说法中正确的是()．

图1－1、2－17

A．穿过AOB面的磁通量为零

B．穿过ABC面和BOC面的磁通量相等

C．穿过AOC面的磁通量为零

D．穿过ABC面的磁通量大于穿过BOC面的磁通量

解析此题实际就是判断磁通量的有效面积问题．匀强磁场沿Ox方向没有磁感线穿过AOB面、AOC面，所以磁通量为零，A、C正确；在穿过ABC面时，磁场方向和ABC面不垂直，考虑夹角后发现，ABC面在垂直于磁感线方向上的投影就是BOC面，所以穿过二者的磁通量相等，B正确、D错误．故正确答案为A、B、C.

答案ABC

4.条形磁铁竖直放置，闭合圆环水平放置，条形磁铁中心轴线穿过圆环中心，如图1－1、2－18所示，若圆环为弹性环，其形状由Ⅰ扩大到Ⅱ，那么圆环内磁通量的变化情况是()．

图1－1、2－18

A．磁通量增大

B．磁通量减小

C．磁通量不变

D．条件不足，无法确定

解析磁铁内部磁感线从S极到N极方向向上，磁铁外部磁感线从N极到S极方向向下．由于圆环形状为Ⅱ时，面积大于在Ⅰ时的面积，因此为形状Ⅱ时大于为形状Ⅰ时由磁铁N极到S极向下穿过圆环的磁感线条数，而为Ⅰ、Ⅱ两种形状时，在磁铁内部由S极到N极向上穿过圆环的磁感线的条数相同，不论圆环为Ⅰ形状还是Ⅱ形状，向上穿过圆环的磁感线条数总是多于向下穿过圆环的磁感线条数．因此圆环形状由Ⅰ扩大到Ⅱ时总的磁通量减小，正确选项为B.

答案 B

图1－1、2－19

5.在磁感应强度为B＝0.2 T的匀强磁场中，有一面积为S＝30 cm2的矩形线框，线框平面与磁场方向垂直，这时穿过线框的磁通量为________Wb；若从图所示位置开始绕垂直于磁场方向的OO′轴转过60°角，这时穿过线框平面的磁通量为________Wb；从图示1－1、2－19位置开始，在转过180°角的过程中，穿过线框平面的磁通量的变化为________Wb.

解析Φ1＝BS＝6×10－4 Wb

Φ2＝BS cos 60°＝3×10－4 Wb

Φ3＝－BS＝－6×10－4Wb.ΔΦ＝|Φ3－Φ1|

＝1.2×10－3 Wb.

答案6×10－43×10－4 1.2×10－3

6.如图1－1、2－20所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场仅存在于边长为2L的正方形范围内，左右各一半面积的范围内，磁场方向相反，有一个电阻为R、边长为L的正方形导线框abcd，沿垂直磁感线方向以速度v匀速通过磁场．从ab边进入磁场算起，画出穿过线框的磁通量随时间的变化图像．

图1－1、2－20

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两边都在磁场中)，离开磁场阶段(只有cd边在磁场中)．

(1)线框进入磁场阶段：t为0→L

v

，线框进入磁场中的面积线性增加，

S＝L v t，最后为Φ＝BS＝BL2.

(2)线框在磁场中运动阶段：t为L

v→

3L

2v

，线框磁通量逐渐减小为零．

(3)线框在磁场中运动阶段：t为3L

2v→

2L

v

，线框磁通量反向增加，最后为BL2.

(4)线框穿出磁场阶段：t为2L

v→

3L

v

，线框磁通量减小，最后为零．Φ－t图像

如图所示．

答案如解析图所示．

知识点三产生感应电流的条件

图1－1、2－21

7.如图1－1、2－21所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成了一闭合回路，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中没有产生感应电流的是()．A．线圈中通以恒定的电流

B．通电时，使变阻器的滑片P匀速移动

C．通电时，使变阻器的滑片P加速移动

D．将开关突然断开的瞬间

解析P滑动时可导致线圈所在回路中的电流发生变化，线圈中将产生变化

的磁场，在A中引起感应电流；同理，开关突然断开也会引起感应电流．答案 A

图1－1、2－22

8.均匀带负电的圆环a绕过圆心与圆环所在平面垂直的轴O旋转，如图1－1、2－22所示，一闭合小金属圆环b和圆环a在同一平面内，且与a同心，则

()．A．只要圆环a在转动，小圆环b内一定有感应电流产生

B．圆环不管怎样运动，小圆环内都没有感应电流

C．圆环做变速转动时，小圆环内有感应电流

D．圆环做匀速转动时，小圆环内没有感应电流

解析当a环做变速转动时，a环上的负电荷做变速运动，即a环形成的电流是不断变化的，a环所形成的磁场是不断变化的，即b环中的磁通量发生变化，b环中产生感应电流；而当a环匀速转动时，b环中的磁通量不发生变化，就不会产生感应电流，故C、D正确．

答案CD

9．某同学在实验室重做法拉第发现电磁感应现象的实验，他将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图1－1、2－23所示的实验装置．当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是()．