高二物理选修3-2学案

1第四章电磁感应§4.1划时代的发现探究电磁感应的产生条件[自主学习]1、定义：的现象称为电磁感应现象。在电磁感应现象中所产生的电流称为。2、到了18世纪末，人们开始思考不同自然现象之间的联系，一些科学家相信电与磁之间存在着某种联系，经过艰苦细致地分析、试验，发现了电生磁，即电流的磁效应；发现了磁生电，即电磁感应现象。3、在电磁感应现象中产生的电动势称为，产生感应电动势的那段导体相当于；4、产生感应电流的条件是：。5、判断感应电流的方向利用或，但前者应用于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，后者可应用于一切情况。[针对训练]1、下列说法正确的是：(A)导体在磁场中运动时，导体中一定有感应电流(B)导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中一定有感应电流(C)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(D)只要穿过闭合电路磁通量发生变化，电路中一定有感应电流2、关于电磁感应现象，下列说法正确的是：(A)导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流(B)导体垂直磁场运动，导体内一定会产生感应电流(C)闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，电路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，电路中一定会产生感应电流3、关于电磁感应现象，下列说法中正确的是：(B)闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生(D)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(F)穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流(H)穿过闭合电路的磁感线条数发生变化时，电路中有感应电流[能力训练]1、如图5所示，条形磁铁穿过一闭合弹性导体环，且导体环位于条形磁铁的中垂面上，如果把导体环压扁成椭圆形，那么这一过程中：(B)穿过导体环的磁通量减少，有感应电流产生(D)穿过导体环的磁通量增加，有感应电流产生(F)穿过导体环的磁通量变为零，无感应电流(I)穿过导体环的磁通量不变，无感应电流2．金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图6所示的运动，线圈中有感应电流的是：23、如图7所示，一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面内，且处于两直导线的中央，则线框中有感应电流的是;(E)两电流同向且不断增大（B）两电流同向且不断减小(C)两电流反向且不断增大(D)两电流反向且不断减小4、如图8所示，线圈两端接在电流表上组成闭合回路，在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是(A)线圈不动，磁铁插入线圈(B)线圈不动，磁铁拔出线圈(C)磁铁插在线圈内不动(D)磁铁和线圈一块平动5、一个处在匀强磁场中的闭合线圈中有一定的磁通量穿过，能使该回路产生感应电流的是：A)改变磁场的磁感应强度(B)改变回路平面与磁场方向的夹角(C)改变闭合线圈所围成的面积(D)线圈在磁场中平移6、如图9所示，直导线中通以电流I，矩形线圈与电流共面，下列情况能产生感应电流的是：(A)电流I增大（B）线圈向右平动(C)线圈向下平动(D)线圈绕ab边转动7、如图10所示，线圈abcd在磁场区域ABCD中，下列哪种情况下线圈中有感应电流产生：(B)把线圈变成圆形（周长不变）(B)使线圈在磁场中加速平移(C)使磁场增强或减弱(D)使线圈以过ad的直线为轴旋转8、闭合矩形线圈跟磁感线方向平行，如图11所示，下列那种情况线圈中有感应电流：(A)线圈绕ab轴转动(B)线圈垂直纸面向外平动(C)线圈沿ab轴向下移动(D)线圈绕cd轴转动9、如图12所示，开始时矩形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，若要使线圈中产生感应电流，下列方法可行的是：(A)以ab为轴转动(B)以OO为轴转动(C)以ad为轴转动（小于60）(D)以bc为轴转动（小于60）10、如图13所示，在条形磁铁的外面套着一个闭合弹簧线圈，若把线圈四周向外拉，使线圈包围的面积变大，这时：(A)线圈中有感应电流（B）线圈中无感应电流(C)穿过线圈的磁通量增大(D)穿过线圈的磁通量减小[方法小结]3参考答案自主学习：1.利用磁场产生电感应电流2.法拉第3.感应电动势电源4.穿过闭合电路的磁通量发生变化5.右手定则楞次定律针对训练1.（1）电源连接两端点连在一起（2）振荡（振动）感应电流停在原位置2．D3.D4.CD能力训练1.B2.A3.CD4.AB5.ABC6.ABD7.ACD8.A9.ABD10.AD44.2法拉第电磁感应定律[针对训练]1．长度和粗细均相同、材料不同的两根导线，分别先后放在U形导轨上以同样的速度在同一匀强磁场中作切割磁感线运动，导轨电阻不计，则两导线：(A)产生相同的感应电动势（B）产生的感应电流之比等于两者电阻率之比(C)产生的电流功率之比等于两者电阻率之比(D)两者受到相同的磁场力2．在图中，闭合矩形线框abcd位于磁感应强度为B的匀强磁场中，ad边位于磁场边缘，线框平面与磁场垂直，ab、ad边长分别用L1、L2表示，若把线圈沿v方向匀速拉出磁场所用时间为△t，则通过线框导线截面的电量是:12()BLLRtA12()BLLRB12()BLLtC12()DBLL3．在理解法拉第电磁感应定律tEn及改写形势BtEns,StEnB的基础上（线圈平面与磁感线不平行），下面叙述正确的为：A对给定线圈，感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比B对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁感应强度的变化B成正比C对给定匝数的线圈和磁场，感应电动势的大小跟面积的平均变化率tS成正比D题目给的三种计算电动势的形式，所计算感应电动势的大小都是t时间内的平均值4．如图所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻为细金属环电阻的12，磁场方向垂直穿过粗金属环所在的区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在粗环内产生的感应电动势为E，则a、b两点的电势差为。6．如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距L=0.5m,左端接一电阻R=0.20,磁感应强度B=0.40T的匀强磁场方向垂直导轨平面，导体棒ab垂直导轨放在导轨上，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab棒以V=4.0m/s的速度水平向右滑动时，求：（1）ab棒中感应电动势的大小（2）回路中感应电流的大小[能力训练]1如图9所示，把金属圆环匀速拉出磁场，下列叙述正确的是：(A)向左拉出和向右拉出所产生的感应电流方向相反(B)不管向什么方向拉出，只要产生感应电流，方向都是顺时针(C)向右匀速拉出时，感应电流方向不变(D)要将金属环匀速拉出，拉力大小要改变2．如图10所示，两光滑平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，磁场与5导轨所在平面垂直，金属棒可沿导轨自由移动，导轨一端跨接一个定值电阻，金属棒和导轨电阻不计；现用恒力将金属棒沿导轨由静止向右拉，经过时间1t速度为V，加速度为1a，最终以2V做匀速运动。若保持拉力的功率恒定，经过时间2t，速度也为V，但加速度为2a，最终同样以2V的速度做匀速运动，则：121221213)(2)()()(aaDaaCttBttA3．如图11所示，金属杆ab以恒定速率V在光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路中总电阻为R（恒定不变）,整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是：(A)ab杆中的电流与速率成正比；(B)磁场作用于ab杆的安培力与速率V成正比；(C)电阻R上产生的电热功率与速率V的平方成正比；(D)外力对ab杆做的功的功率与速率V的平方成正比。4．如图12中，长为L的金属杆在外力作用下，在匀强磁场中沿水平光滑导轨匀速运动，如果速度v不变，而将磁感强度由B增为2B。除电阻R外，其它电阻不计。那么：（A）作用力将增为4倍（B）作用力将增为2倍（C）感应电动势将增为2倍（D）感应电流的热功率将增为4倍5．如图13所示，固定于水平绝缘平面上的粗糙平行金属导轨，垂直于导轨平面有一匀强磁场。质量为m的金属棒cd垂直放在导轨上，除电阻R和金属棒cd的电阻r外，其余电阻不计；现用水平恒力F作用于金属棒cd上，由静止开始运动的过程中，下列说法正确的是：（A）水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能（B）只有在cd棒做匀速运动时，F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能（C）无论cd棒做何种运动，它克服安培力所做的功一定等于电路中产生的电能(D)R两端的电压始终等于cd棒中的感应电动势的值6．如图14所示，在连有电阻R=3r的裸铜线框ABCD上，以AD为对称轴放置另一个正方形的小裸铜线框abcd，整个小线框处于垂直框面向里、磁感强度为B的匀强磁场中．已知小线框每边长L，每边电阻为r,其它电阻不计。现使小线框以速度v向右平移，求通过电阻R的电流及R两端的电压．7.在磁感强度B=5T的匀强磁场中，放置两根间距d=0.1m的平行光滑直导轨，一端接有电阻R=9Ω，以及电键S和电压表．垂直导轨搁置一根电阻r=1Ω的金属棒ab，棒与导轨良好接触．现使金属棒以速度v=10m/s匀速向右移动，如图15所示，试求：（1）电键S闭合前、后电压表的示数；（2）闭合电键S，外力移动棒的机械功率6参考答案自主学习1.BD2.D3.SBBtSSBBtS4.5:15.SBR针对训练1.A2.B3.ACD4.23E5.证明：设导体棒以速度V匀速向右滑动，经过时间t，导体棒与导轨所围面积的变化SLVtSttEBBLV6．（1）0.8V（2）4A能力训练1.BCD2.AD3.ABCD4.ACD5.BC6.344BLVrBLV7.(1)5V,4.5V(2)2.5W8.222hBLmgR9.增大，减小10．（1）0.4米（2）0.4米/秒0.0392J7§4.3楞次定律[针对训练]1．下述说法正确的是：(A)感应电流的磁场方向总是跟原来磁场方向相反(B)感应电流的磁场方向总是跟原来的磁场方向相同(C)当原磁场减弱时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同(D)当原磁场增强时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同2．关于楞次定律，下列说法中正确的是：(A)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强(B)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱(C)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化(D)感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化3．如图5所示的匀强磁场中，有一直导线ab在一个导体框架上向左运动，那么ab导线中感应电流方向（有感应电流）及ab导线所受安培力方向分别是：(A)电流由b向a，安培力向左(B)电流由b向a，安培力向右(C)电流由a向b，安培力向左（D）电流由a向b，安培力向右4．如图6所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向（从上往下看）是：(A)有顺时针方向的感应电流（B）有逆时针方向的感应电流(C)先逆时针后顺时针方向的感应电流(D)无感应电流5．如图7所示，螺线管中放有一根条形磁铁，当磁铁突然向左抽出时，A点的电势比B点的电势；当磁铁突然向右抽出时，A点的电势比B点的电势[能力训练]1．如图8所示，AB为固定的通电直导线，闭合导线框P与AB在同一平面内，当P远离AB运动时，它受到AB的磁场力为：(A)引力且逐渐减小(B)引力且大小不变(C)斥力且逐渐减小(D)不受力2．如图9所示，当条形磁铁运动时，流过电阻的电流方向是由A流向B，则磁铁的运动可能是：(A)向下运动(B)向上运动(C)若N极在下，向下运动(D)若S极在下，向下运动3．如图10所示,a、b两个同心圆线圈处于同一水平面内，在线圈a中通有电流I，以下哪些情况可以使线圈b有向里收缩的趋势？8(A)a中的电流I沿顺时针方向并逐渐增大(B)a中的电流I沿顺时针方向并逐渐减小(C)a中的电流沿逆时针方向并逐渐增大(D)a中的电流沿逆时针方向并逐渐减小4．如图11所示，两同心金属圆环共面，其中大闭合圆环与导轨绝缘，小圆环的开口端点与导轨相连，平行导轨处在水平面内，磁场方向竖直向下,金属棒ab与导轨接触良好，为使大圆环中产生图示电流，则ab应当：(A)向右加速运动(B)向右减速运动(C)向左加速运动(D)向左减速运动5．一环形线圈放在匀强磁场中，第一秒内磁感线垂直线圈平面向里，磁感应强度随时间的变化关系如