专题10-1+对电磁感应现象的理解与判断-2018年高三物理一轮总复习名师伴学

专题10-1+对电磁感应现象的理解与判断-2018年高三物理一轮总复习名师伴学

专题10.1+对电磁感应现象的理解与判断 课前预习 ● 自我检测 ‎1. 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”‎ ‎(1) 磁通量虽然是标量，但有正、负之分。(　√　)‎ ‎(2) 当导体切割磁感线运动时，导体中一定产生感应电流。(　×　)‎ ‎(3) 穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关。(　√　)‎ ‎(4) 电路中磁通量发生变化 时，就一定会产生感应电流。(　×　) ‎ ‎2．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 （ ）‎ ‎【答案】B ‎ 3. 如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为(　　)‎ A. B. C.BL2 D.NBL2‎ ‎【答案】　A ‎【解析】　穿过线圈的磁通量Φ＝BS＝B·L2＝，选项A正确。‎ 课堂讲练 ● 典例分析 考点一 产生感应电流的条件 ‎【典例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 ‎【跟踪短训】‎ ‎1．关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是(　　)‎ A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定有感应电流产生 B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中一定有感应电流产生 C．穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中一定没有感应电流产生 D．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产生 ‎【答案】D ‎【解析】 产生感应电流的条件有两个：(1)闭合电路；(2)穿过闭合电路的磁通量发生了变化．故选D.‎ 考点二 电磁感应现象的理解与判断 ‎ 【典例2】现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接．下列说法中正确的是(　　)‎ A．开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转 B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转 C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度 D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转 ‎【答案】　A ‎【反思总结】‎ ‎1．常见的产生感应电流的三种情况 ‎2. 判断电磁感应现象是否发生的一般流程 ‎【跟踪短训】‎ ‎2．(多选)下列情况能产生感应电流的是(　　)‎ ‎ ‎ A．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 ‎3．如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是(　　)‎ A．ab向右运动，同时使θ减小 B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小 C．ab向左运动，同时增大磁感应强度B D．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)‎ ‎【答案】 A ‎【解析】 ab向右运动，回路面积增大，θ减小，cos θ增大，由Φ＝BScos θ知，Φ增大，故A正确．同理可判断B、C、D中Φ不一定变化，不一定产生感应电流．‎ 考点三 磁通量和磁通量的变化量 ‎【典例3】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，试求：‎ ‎(1) 初、末位置穿过线框的磁通量Ф1和Ф2；‎ ‎(2) 磁通量的变化量ΔФ.‎ ‎【答案】：(1)BSsin θ　－BScos θ (2)－BS(cos θ＋sin θ)‎ ‎【解析】：(1)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⊥＝Ssin θ，所以Φ1＝BSsin 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⊥＝Scos θ.由于磁感线从反面穿入，所以Φ2＝－BScos θ.‎ 法二：如果把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解，如图所示，‎ 则B上＝Bsin θ，B左＝Bcos θ 有Φ1＝B上S＝BSsin θ Φ2＝－B左S＝－BScos θ.‎ ‎【反思总结】‎ ‎1．磁通量发生变化的三种常见情况 ‎（1）磁场强弱不变，回路面积改变；‎ ‎（2）回路面积不变，磁场强弱改变；‎ ‎（3）回路面积和磁场强弱均不变，但二者的相对位置发生改变 ‎【跟踪短训】‎ ‎4.如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直面内有一根通电直导线cd，且cd平行于ab，当cd竖直向上平移时，穿过圆面积的磁通量将(　　)‎ A．逐渐变大　　　　　　　 B．逐渐减小 C．始终为零 D．不为零，但始终保持不变 ‎【答案】　C ‎【解析】　由安培定则可知，通电导线cd在空间形成磁场的磁感线为同心圆环，则穿过水平面上圆的直径ab两侧的磁感线方向相反。由对称性可知，圆内的磁通量始终为零，故本题选C。‎ ‎ 课后巩固 ● 课时作业 基础巩固 ‎1．如图所示，线框平面与磁场方向垂直，现将线框沿垂直磁场方向拉出磁场的过程中，穿过线框磁通量的变化情况是（ ）‎ A．变小 B．变大 C．不变 D．先变小后变大 ‎【答案】A ‎2．在地球的赤道上置一矩形线圈，线圈平面与赤道平面重合，线圈的上、下边水平，此时穿过线圈平面的磁通量大小为Φ。现使线圈绕其竖直轴线旋转180°，则此过程中穿过线圈的磁通量的变化量的大小为（ ）‎ A．0 B．Φ C．Φ D．2Φ ‎【答案】D ‎【解析】根据地磁场的分布，赤道处地磁场为水平方向，故线圈转过180°时磁通量由Φ变成－Φ，故变化量的大小为2Φ，选D。‎ ‎ 3．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，转到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图中条形磁铁周围的磁感线空间分布与线圈平面平行，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．故正确选项为A、B.‎ ‎4. 如图所示，两个同心圆形线圈a、b在同一平面内，其半径大小关系为ra>rb，条形磁铁穿过圆心并与圆面垂直，则穿过两线圈的磁通量Φa、Φb间的大小关系为(　　)‎ A．Φa>Φb B．Φa＝Φb C．Φa<Φb D．条件不足，无法判断 ‎【答案】C ‎【解析】 条形磁铁内部的磁感线全部穿过a、b两个线圈，而外部磁感线穿过线圈a的比穿过线圈b的要多，线圈a中磁感线条数的代数和要小，故选项C正确．‎ ‎5．在如图所示的实验中，能在线圈中产生感应电流的是（ ）‎ A．磁铁N极停在线圈中 B．磁铁S极停在线圈中 C．磁铁静止在线圈左侧 D．磁铁从线圈内抽出的过程 ‎【答案】D ‎6.‎ ‎ 如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线圈与导线在同一平面内，在下列状况中线框中不能产生感应电流的是（ ）‎ A．线框向右平动 B．线框以导线为轴转动 C．线框向下平动 D．线框以ad边为轴转动 ‎【答案】AD 综合应用 ‎7. 如图所示为感应式发电机，a、b、c、d是空间四个可用电刷与铜盘边缘接触的点，O1、O2是铜盘轴线导线的接线端，M、N是电流表的接线端。现在将铜盘转动，能观察到感应电流的是(　　)‎ A. 将电流表的接线端M、N分别连接a、c位置 B. 将电流表的接线端M、N分别连接O1、a位置 C. 将电流表的接线端M、N分别连接O1、O2位置 D. 将电流表的接线端M、N分别连接c、d位置 ‎【答案】　B ‎【解析】　当铜盘转动时，其切割磁感线产生感应电动势，此时铜盘相当于电源，铜盘边缘和中心相当于电源的两个极，则要想观察到感应电流，M、N分别连接电源的两个极即可，故可知只有B项正确。‎ ‎8. 奥斯特发现了电流能在周围产生磁场，法拉第认为磁也一定能生电，并进行了大量的实验。图2中环形物体是法拉第使用过的线圈，A、B两线圈绕在同一个铁环上，A与直流电源连接，B与灵敏电流表连接。实验时未发现电流表指针偏转，即没有“磁生电”，其原因是(　　)‎ A.线圈A中的电流较小，产生的磁场不够强 B.线圈B中产生的电流很小，电流表指针偏转不了 C.线圈A中的电流是恒定电流，不会产生磁场 D.线圈A中的电流是恒定电流，产生稳恒磁场 ‎【答案】　D ‎9．如图所示，两个线圈绕在同一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接灵敏电流表，下列哪种情况可能使线圈B中产生感应电流(　　)‎ A．将开关S接通或断开的瞬间 B．开关S接通一段时间之后 C．开关S接通后，改变变阻器滑片的位置时 D．拿走铁环，再做这个实验，开关S接通或断开的瞬间 ‎【答案】ACD ‎【解析】.本题的实验方法就是当年法拉第实验原理装置，根据法拉第对产生感应电流的五类概括，A、C、D选项符合变化的电流(变化的磁场)产生感应电流的现象．而开关S接通一段时间之后，A线圈中是恒定电流，不符合“磁生电”是一种在变化、运动过程中才能出现的效应，故不能使B线圈中产生感应电流．故选ACD.‎ ‎10．如图所示，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(　　)‎ A．v1>v2　　　　　　　 　 B．v1

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