2019-2020学年高中物理第四章电磁感应1划时代的发现2探究感应电流的产生条件课后检测含解析新人教版选修3-2 9页

1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 记一记 划时代的发现、探究感应电流的产生条件知识体系 ‎1个实验——奥斯特的电流磁效应实验 ‎1个条件——感应电流产生条件 ‎3种情形——磁通量变化的三种情形 ‎ 辨一辨 ‎1.电流的磁效应说明电能生磁．(√)‎ ‎2．奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了电磁感应现象．(√)‎ ‎3．闭合线路中有感应电流时，则通过线路的磁通量一定发生变化．(√)‎ ‎4．导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中一定产生感应电流．(×)‎ ‎5．小磁针在通电导线附近发生偏转的现象是电磁感应现象．(×)‎ 想一想 ‎1.哪些情况可以引起磁通量Φ的变化？‎ 提示：磁通量的变化有三种情况，由Φ＝BS可知：‎ ‎(1)是磁感应强度B不变，有效面积S变化；‎ ‎(2)是磁感应强度B变化，有效面积S不变；‎ ‎(3)是磁感应强度B和有效面积S同时发生变化．‎ ‎2．如何判断是否是电磁感应现象呢？‎ 提示：(1)由磁生电的现象都是电磁感应现象；‎ ‎(2)所有的电磁感应现象都与变化和运动相联系．‎ ‎3．只要磁通量发生变化，电路中就一定有感应电流吗？‎ 提示：产生感应电流的条件有两个：一是电路闭合；二是磁通量发生变化，两者缺一不可．当电路不闭合时，即使磁通量发生变化，电路中也没有感应电流产生．‎ ‎4．磁通量有正负，其正负号表示方向吗？‎ 提示：磁通量是标量，但有正负，其正负分别表示磁感线穿入的方向与规定的方向相同还是相反．‎ 思考感悟：　‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎　‎ 练一练 ‎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 - 9 -‎ D．磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的 解析：穿过闭合回路的磁通量大小取决于磁感应强度、闭合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两项错误；同样仅由磁通量的情况，也无法确定某个因素的情况，C项正确，D项错误．‎ 答案：C ‎2．(多选)下列说法中正确的是(　　)‎ A．发现电磁感应现象的科学家是奥斯特，发现电流磁效应的科学家是法拉第 B．奥斯特的思维和实践没有突破当时人类对电和磁的认识 C．产生感应电流的原因都与变化或运动有关 D．电磁感应现象的发现使人们找到了“磁生电”的方法，开辟了人类的电气化时代 解析：发现电流磁效应的科学家是奥斯特，发现电磁感应现象的科学家是法拉第；产生感应电流的原因都与变化或运动有关；电磁感应现象的发现，宣告了电磁学的诞生，开辟了人类的电气化时代．综上所述，C、D两项正确．‎ 答案：CD ‎3．关于感应电流，下列说法中正确的是(　　)‎ A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生 B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生 C．线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流 D．以上说法都不正确 解析：对闭合电路而言，磁通量必须变化，闭合电路中才有感应电流，仅有磁通量但不变化，是不会产生感应电流的，故A项错误；如果线圈(或螺线管)不闭合，即使穿过它的磁通量发生变化，线圈中也不会有感应电流，故B、D项错误；C项正确．‎ 答案：C ‎4．下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项中，电路没闭合，无感应电流；B项中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C项中，穿过线圈的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，无感应电流；D项中，磁通量不发生变化，无感应电流．‎ 答案：B 要点一 磁通量及其变化 ‎1.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．通过某一平面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零 D．磁通量就是磁感应强度 解析：磁通量是标量，故A项错误；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，故B项错误；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项正确；磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量，故D项错误．‎ - 9 -‎ 答案：C ‎2．如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为(　　)‎ A．1：1‎ B．1：2‎ C．1：4‎ D．4：1‎ 解析：由题图可知，穿过a、b两个线圈的磁通量均为Φ＝B·πr2，因此磁通量之比为1：1，A项正确．‎ 答案：A ‎3．如图所示，水平放置的扁平条形磁铁，在磁铁的左端正上方有一金属线框，线框平面与磁铁垂直，当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中，穿过它的磁通量的变化情况是(　　)‎ A．先减小后增大 B．始终减小 C．始终增大 D．先增大后减小 解析：线框在磁铁两端的正上方时穿过该线框磁通量最大，在磁铁中央时穿过该线框的磁通量最小，所以该过程中的磁通量先减小后增大，故A项正确．‎ 答案：A 要点二 产生感应电流的条件 ‎4.(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 解析：题图甲中导体AB - 9 -‎ 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项错误；题图乙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，都能产生感应电流，故B项正确；题图丙中开关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，不产生感应电流，故C项错误；题图丙中开关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，能产生感应电流，故D项正确．‎ 答案：BD ‎5．一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 解析：由产生感应电流的条件易知，闭合线圈中没有感应电流产生，则穿过线圈平面的磁通量一定没有变化，D项正确．‎ 答案：D ‎6．(多选)如图所示装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是(　　)‎ A．开关S接通的瞬间 B．开关S接通后，电路中电流稳定时 C．开关S接通后，滑动变阻器触头滑动的瞬间 D．开关S断开的瞬间 解析：将开关突然接通的瞬间，螺线管产生的磁场从无到有，穿过铜线圈A的磁通量增大，产生感应电流，故A项正确；螺线管中通以恒定的电流时，螺线管产生稳恒的磁场，穿过铜线圈A的磁通量不变，没有感应电流产生，故B项错误；开关接通后，使变阻器的滑片P滑动时，变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，螺线管产生的磁场变化，穿过铜线圈A的磁通量变化，产生感应电流，故C项正确；将开关突然断开的瞬间，螺线管产生的磁场从有到无，穿过铜线圈A的磁通量减小，产生感应电流，故D项正确．‎ 答案：ACD ‎7．宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场．他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是(　　)‎ A．直接将电流表放于月球表面，通过观察电流表是否有示数来判断磁场的有无 B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如果电流表无示数，则可判断月球表面无磁场 C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如果电流表有示数，则可判断月球表面有磁场 D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如果电流表无示数，则可判断月球表面无磁场 解析：当闭合回路的线圈平面与磁场方向平行时，不论向哪个方向移动线圈，穿过线圈的磁通量都不会变化，所以也不会产生感应电流，因此不能判断有无磁场存在；若使闭合线圈沿某一方向移动时有感应电流产生，则一定存在磁场，故C项正确．‎ 答案：C ‎8．‎ - 9 -‎ ‎(多选)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．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＜v2‎ C．v1＝v2 D．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A、B两项正确．‎ 答案：AB 基础达标 ‎1.(多选)下列现象中，能表明电和磁有联系的是(　　)‎ A．摩擦起电 B．两块磁铁相互吸引或排斥 C．小磁针靠近通电导线时偏转 D．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流 解析：摩擦起电是静电现象；两块磁铁相互吸引或排斥是磁现象；小磁针靠近通电导线时偏转，说明“电生磁”；磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流，说明“磁生电”．C、D表明电和磁有联系．‎ 答案：CD ‎2．1820年4月的一天，丹麦科学家奥斯特在上课时，无意中让通电导线靠近小磁针，突然发现小磁针偏转．这个现象并没有引起在场其他人的注意，而奥斯特却是个有心人，他非常兴奋，紧紧抓住这个现象，接连三个月深入地研究，反复做了几十次实验，关于奥斯特的实验，如图所示，下列操作中一定能够观察到小磁针偏转的是(　　)‎ A．通电导线AB东西放置，小磁针放在导线正下方，闭合开关 B．通电导线AB南北放置，小磁针放在导线正下方，闭合开关 C．通电导线AB东西放置，小磁针放在导线正下方，改变电流方向 D．通电导线AB南北放置，小磁针放在AB的延长线上，改变电流大小 解析：奥斯特发现电流周围存在磁场，对小磁针有磁场力作用，但地磁场(指向南北)也对小磁针有磁场力作用，所以为了减小地磁场的影响，应将导线南北放置．根据通电导线周围磁场的分布情况可知，小磁针应放在通电导线的下方或上方，不能放在通电导线的延长线上．此时小磁针若偏转，则说明是通电导线的磁场引起的，故选项B正确．‎ 答案：B ‎3．均匀带负电的塑料圆环绕垂直于圆环平面且过圆心的轴旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面，则(　　)‎ A．只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流 B．不管圆环怎样转动，小线圈内都没有感应电流 C．圆环在做变速转动时，小线圈内一定有感应电流 D．圆环在做匀速转动时，小线圈内有感应电流 解析：带负电的圆环转动时，形成电流．当圆环匀速转动时，等效电流为恒定值，根据电流的磁效应，它产生恒定的磁场，因此通过小线圈的磁通量不变，故小线圈内无感应电流产生，A、D两项错误；当圆环变速转动时，产生的等效电流不恒定，产生的磁场也是变化的，通过小线圈的磁通量不断发生变化，则小线圈内一定有感应电流，B项错误，C项正确．‎ 答案：C - 9 -‎ ‎4．如图所示，三个线圈放在匀强磁场中，面积S1