1.电磁感应现象与磁通量.doc

东风高中2014届物理组导学案(命题人：徐应潮 审题人：高承华 2013年12月)第一课时电磁感应现象 磁通量电磁感应现象只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，如果电路不闭合只会产生感应电动势。这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，是1831年法拉第发现的。感应电流的产生条件1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化，因此研究磁通量的变化是关键，由磁通量的广义公式中（是B与S的夹角）看，磁通量的变化可由面积的变化引起；可由磁感应强度B的变化引起；可由B与S的夹角的变化引起；也可由B、S、中的两个量的变化，或三个量的同时变化引起。2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，可以产生感应电动势，感应电流，这是初中学过的，其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。3、产生感应电动势、感应电流的条件：导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体内就产生感应电动势；穿过线圈的磁量发生变化时，线圈里就产生感应电动势。如果导体是闭合电路的一部分，或者线圈是闭合的，就产生感应电流。从本质上讲，上述两种说法是一致的，所以产生感应电流的条件可归结为：穿过闭合电路的磁通量发生变化。【例1】如图所示，下列情况能产生感应电流的是( )【例2】如图甲所示，一个电阻为R，面积为S的矩形导线框abcd，水平旋转在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成450角，o、o分别是ab和cd边的中点。现将线框右半边obco 绕oo逆时针900角到图乙所示位置。在这一过程中，导线中通过的电荷量是( )aabbccddBB450B450B甲乙ooo/o/A B C D0【例3】如图甲，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x轴，则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是( ) CD A B C D （乙图） （甲图）AB【例4】如图所示，A、B两闭合线圈为同种导线制成，匝数比nA：nB1：3，半径RA2RB。在图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则穿过两线圈的磁通量的变化率之比为（ ）A1：12 B1：6 C1：4 D1：1cbdaB【例5】一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成角。将abcd绕ad轴转180角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量大小为（ ）A0 B2BS C2BScos D2BSSin【例6】如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示。设P所受的重力为G，桌面对P的支持力FN，则( )At1时刻FNG，P有收缩的趋势Bt2时刻FNG，此时穿过P的磁通量最大Ct3时刻FNG，此时P中无感应电流Dt4时刻FNG，此时穿过P的磁通量最小一、选择题(有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确)1.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列物理学史表述正确的是( )A.牛顿发现了万有引力定律 B.牛顿通过实验测出了引力常量C.伽利略发现了行星运动的规律 D. 洛伦兹发现了电磁感应定律2.在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是( )A奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在C库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律3.了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下陈述符合事实的是( )A.焦耳发现了电流热效应的规律 B.库仑总结出了点电荷间相互作用的规律C.楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D.牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动4.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用。下面列举的四种器件中，其中主要利用电磁感应原理工作的是（ ） A回旋加速器 B电磁炉 C质谱仪 D示波管5.如图所示，一条形磁铁由静止开始向下穿过一个用双线平行绕成的闭合线圈。条形磁铁在穿过线圈的过程中（ ）A磁铁作自由落体运动，穿过线圈的磁通量先增大后减小，线圈中无感应电流B磁铁作减速运动，穿过线圈的磁通量增大，线圈中无感应电流C磁铁作减速运动，穿过线圈的磁通量不变，线圈中无感应电流D磁铁作非匀变速运动，穿过线圈的磁通量为零，线圈中无感应电流NSab6.如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量a、b的大小关系为( )Aab Bab Cab D无法比较abcdL7.如图所示，矩形线框abcd的长和宽分别为2L和L，匀强磁场的磁感应强度为B，虚线为磁场的边界。若线框以ab边为轴转过60的过程中，穿过线框的磁通量的变化情况是（ ）A变大 B变小C不变 D无法判断II8.如图所示，两直导线中通以相同的电流I，矩形线圈位于导线之间。将线圈由实线位置移到虚线位置的过程中，穿过线圈的磁通量的变化情况是（ ）A向里，逐渐增大B向外，逐渐减小C先向里增大，再向外减小D先向外减小，再向里增大ABSN9.如图所示，条形磁铁竖直放置，闭合的金属线框水平地紧挨着磁铁从A端移至B端的过程中，穿过线框的磁通量的变化情况是( )A变大 B变小 C先变大后变小 D先变小后变大MNab10.如图所示，匀强磁场中放有平行的铜导轨，它与大线圈M相连，小线圈N放在大线圈M内，裸金属棒ab在导轨上做某种运动。则下列说法中正确的是( )A若ab向右匀速运动，穿过小线圈N的磁通量向里且增大B若ab向左加速运动，穿过小线圈N的磁通量向外且增大C若ab向右减速运动，穿过小线圈N的磁通量向里且减小D若ab向左减速运动，穿过小线圈N的磁通量向里且减小12211.如图所示，一水平放置的圆形通电线圈1固定，另有一个较小的圆形线圈2从1的正上方下落，在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则线圈2从1的正上方下落到1的正下方的过程中，穿过线圈2的磁通量( )A为零且保持不变 B不为零且保持不变C先向上增大，再向上减小 D先向上增大，再向下减小CDAB12如图所示，螺线管CD的绕法不明，当磁铁AB分别以不同的速度V1（A端向下）和V2（B端向下）（V1 V2）插入螺线管时，电路中有如图所示的感应电流。则下列说法中正确的是（ ）A两种情况下，穿过螺线管CD的磁通量都是增大的B两种情况下，穿过螺线管CD的磁通量的变化是相等的C以速度V1插入时穿过螺线管CD的磁通量的变化率比以速度V2插入时小D以速度V1插入时穿过螺线管CD的磁通量的变化率比以速度V2插入时大P13一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知线圈始终与纸面垂直，当线圈由水平位置第一次到达位置的过程中，穿过线圈的磁通量（ ）A向右逐渐增大 B向左逐渐减小C向右先增大后减小 D向左先减小后增大NS14.如图所示，蹄形磁铁和矩形线框均可绕竖直轴转动。现将蹄形磁铁逆时针转动（从上往下看），则矩形线框的运动情况及穿过它的磁通量应是( )A线框逆时针转动，转速与磁铁相同B线框逆时针转动，转速比磁铁小C线框在转动的过程中，穿过它的磁通量先变大，随后就保持不变D线框在转动的过程中，穿过它的磁通量一直在变大OO15.如图所示面积为S矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中以轴OO匀速转动，角速度为，则穿过线圈的磁通量随时间变化的关系是（从图示位置开始计时）（ ）A=BSsint B=BScost C=BS D=016.如图所示，两块金属板水平放置，与左侧水平放置的线圈通过开关K用导线连接。压力传感器上表面绝缘，位于两金属板间，带正电小球静置于压力传感器上，均匀变化的磁场沿线圈的轴向穿过线圈。K未接通时传感器的示数为l N，K闭合后传感器的示数变为2 N。则磁场的变化情况可能是 （ ）A向上均匀增大 B向上均匀减小C向下均匀减小 D向下均匀增大17.绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如图所示。线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起。若保持电键闭合，则（ ）A铝环不断升高 B铝环停留在某一高度C铝环跳起到某一高度后将回落D如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变18.如图所示，绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a、b，将条形磁铁沿它们的正中向下移动(不到达该平面)，a、b将如何移动( )Aa、b将相互远离Ba、b将相互靠近Ca、b将不动 D无法判断 19.如图所示是一种延时开关，S2闭合，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，将C线路接通。当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则( )A由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C如果断开B线圈的电键S2，无延时作用D如果断开B线圈的电键S2，延时将变长20.如图所示，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a和b。它们可以绕竖直轴自由转动，用导线把它们相连。当圆盘a转动时( )A圆盘b总是与a沿相同方向转动B圆盘b总是与a沿相反方向转动C若B1、B2同向，则a、b转向相同D若B1、B2反向，则a、b转向相同21.如图所示，在匀强磁场中，MN、PQ是两根平行的金属导轨，而ab、cd为串有伏特表和安培表的两根金属棒，它们同时以相同的速度向右运动时，下列说法中正确的是( )A电压表有读数，电流表有读数B电压表无读数，电流表有读数C电压表无读数，电流表无读数D电压表有读数，电流表无读数22.如图所示，通过水平绝缘的传送带输送完全相同的铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，线圈进入磁场前等距离排列，穿过磁场后根据线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，判断下列说法正确的是( )A若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动B若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动C从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈D从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈23.如图所示，虚线框abcd内有一匀强磁场区域，磁场方向竖直向下。矩形闭合金属线框abcd以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动。图中所给出的是金属框的四个可能达到的位置，则金属框的速度不可能为零的位置是 ( )24.如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属统一加线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面a开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。若线圈下边刚通过水平面b、c（位于磁场中）和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd ，则( )A. B. D.25.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是（ ）A BC先是，后是D先是，后是MPQRSFEN4526.如图所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定的速度向右进入以MN为边界的匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面，MN与线框的边成45角，E、F分别是PS和PQ的中点。则下列说法中正确的是( )A当E点以过边界MN时，穿过导线框的磁通量的变化率最大B当P点以过边界MN时，穿过导线框的磁通量的变化率最大C当F点以过边界MN时，穿过导线框的磁通量的变化率最大D当Q点以过边界MN时，穿过导线框的磁通量的变化率最大/（102Wb）t/s0123456723112327.已知穿过线圈的磁通量随时间t变化关系如图所示，则在下面所述的几段时间内，磁通量变化率最大的是( )A0s2sB2s4sC4s5sD5s7s28.关于闭合电路中的感应电动势E、磁通量、磁通量的变化量及磁通量的变化率/t之间的关系，下列说法中正确的是( )A0时，E有可能最大B/t0时，E可能不等于零C很大时，E可能很小D/t很大时，一定很大ttNSOO29.如图所示，条形磁铁原来与导线框在同一平面内，当条形磁铁绕OO轴转过360的过程中，穿过导线框和磁通量随时间t变化的图线应是（磁感线向纸里穿时为正）（ ）tt A B C D30.如图所示，两个完全相同的闭合金属环穿在一根水平光滑的绝缘杆上，当条形磁铁自右向左插向金属环时，下列说法中正确的是( )A穿过两环的磁通量都在增加，且两环相互远离B穿过两环的磁通量都在增加，且两环相互靠拢C穿过两环的磁通量都在增加，且两环在相互靠拢的同时绕杆顺时针转动（从左向右看）D穿过两环的磁通量都在增加，且右环的加速度大于左环的加速度NS31231.如图所示，一个闭合线圈穿入蹄形磁铁由1位置经2位置到3位置，最后从下方的S极拉出，则在这一过程中，穿过线圈的磁通量( )A先减小后增大 B先增大后减小C一直增大 D一直减小abc32.在闭合的铁芯上绕一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成闭合电路，如图所示，假设线圈产生磁感线全部集中在铁芯内。a、b、c为三个闭合的金属圆环，位置如图。当滑动变阻器的滑动触头左右滑动时，磁通量发生变化的圆环是( )Aa、b、c三环Ba、b两环Cb、c两环Da、c两环33.甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO旋转，当它们以相同的角速度开始转动后，由于阻力，经相同的时间后便停止，若将两环置于磁感应强度为B的大小相同的匀强磁场中，乙环的转轴与磁场方向平行，甲环的转轴与磁场方向垂直，如图所示，当甲、乙两环同时以相同的角速度开始转动后，则下列判断中正确的是( )A.甲环先停B.乙环先停C.两环同时停下D.无法判断两环停止的先后二、计算题(解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤)34.如图所示，磁感应强度为B的有界匀强磁场垂直穿过边长为a的正三角形线圈（磁场的边界也为正三角形，面积与线圈的面积相等）