物理选修3-2学案

1、课 题§4.1/2 探究感应电流产生条件总第1课时制作人审核人使用时间课 前 预 习 案一、划时代的发现到了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。二、电磁感应和感应电流1.电磁感应：2.感应电流：三、产生感应电流的条件 1. 产生感应电流的条件2. 对磁通量的变化的理解磁通量的变化等于末磁通量与初磁通量的差，即 如果初末磁通量的方向不同，可以先确定正方向。课 中 探 究 案例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

2、)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例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例3、关于电磁感应现象，下列说法中正确的是：(A)闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生(B) 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(C)

3、 穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流(D) 穿过闭合电路的磁感线条数发生变化时，电路中有感应电流例4、如图所示，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：(A)穿过导体环的磁通量减少，有感应电流产生(B)穿过导体环的磁通量增加，有感应电流产生(C)穿过导体环的磁通量变为零，无感应电流(D)穿过导体环的磁通量不变，无感应电流例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）线圈在磁场中平移例

4、6、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：课 后 巩 固 案1、如图所示，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（A）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2、如图所示，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3、如图所示，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

5、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4、如图所示，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：（A）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5、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6、如图所示，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

6、的是：(A) 以ab为轴转动 (B) 以为轴转动(C) 以ad为轴转动 （小于60度）(D) 以bc为轴转动（小于60度）7、如图所示，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课 题§4.3 楞次定律总第2课时制作人审核人使用时间课 前 预 习 案一、 楞次定律1.楞次定律的内容2.对阻碍的理解3.应用楞次定律判断感应电流方向的一般方法、二、 右手定则课 中 探 究 案一、对楞次定律的理解例1关于楞次定律，下列说法中正确的是：(A)

7、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二、感应电流方向的判断例2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，安培力向右例3如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈突然缩小为线圈，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

8、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) 无感应电流三、磁铁靠近或者原理线圈模型例4如图所示，导线圈A水平放置，条形磁铁在其正上方，N极向下且向下移近导线圈的过程中，导线圈A中的感应电流方向是_，导线圈A所受磁场力的方向是_。若将条形磁铁S极向下，且向上远离导线框移动时，导线框内感应电流方向是_，导线框所受磁场力的方向是_。例5如图互相平行的两条金属轨道固定在同一水平面上，上面架着两根互相平行的铜棒ab和cd，磁场方向竖直向上。如不改变磁感强度方向而仅改变其大小，使ab和cd相向运动，则B应_。例6如图所示，条形磁铁从h高处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，K断开时，

9、落地时间为t1,落地速度为V1;K闭合时，落地时间为t2，落地速度为V2，则： t1 t2,V1 V2。四、双线圈模型例7如图两个圆形闭合线圈，当内线圈中电流强度I迅速减弱时线圈的感应电流方向为_。例8如图所示,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？(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例9如图所示，Q为用毛皮摩擦过的橡胶圆盘，由于它的转动，使得金属环P中产生了逆时针方向的电流，则Q盘的转动情况是：(A) 顺时针加

10、速转动 (B) 逆时针加速转动（C）顺时针减速转动(D) 逆时针减速转动五、导体切割磁感线模型例10将矩形线圈垂直于磁场方向放在匀强磁场中，如图所示。将线圈在磁场中上下平移时，其感应电流为_；将线圈前后平移时，其感应电流为_；以AF为轴转动时，其感应电流方向为_；以AC为轴转动时，其感应电流方向为_；沿任意方向移出磁场时，其感应电流方向为_。课 后 巩 固 案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

11、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如图所示，三角形线圈abc与长直导线彼此绝缘并靠近，线圈面积被分为相等的两部分，导线MN接通电流的瞬间，在abc中(A) 无感应电流(B)有感应电流，方向abc(C)有感应电流，方向 cba(D)不知MN中电流的方向，不能判断abc中电流的方向4、如图所示，在两根平行长直导线M、N中，通过同方向、同强度的电流，导线框ABCD和两导线在同一平面内。线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动。在移动过程中，线框中产生感应电流的方向是（）A沿ABCDA，方向不变。B沿A

12、DCBA，方向不变。C由沿ABCDA方向变成沿ADCBA方向。D由沿ADCBA方向变成沿ABCDA方向。课 题§4.4 法拉第电磁感应定律总第3课时制作人审核人使用时间课 前 预 习 案一、法拉第电磁感应定律1.内容：2.公式：单匝线圈： n匝线圈：3.理解：此公式求的是感应电动势的平均值不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，就会产生感应电动势，若电路是闭合的，就会有感应电流产生计算电动势时，常有以下两种情况：面积不变，磁感应强度发生变化，则E=nBS/t 磁感应强度不变，面积改变，则E=nBS/t.二、导线切割磁感线时的感应电动势1. 磁感应强度、导线、导线的运动方向三者

13、垂直时2. 导体运动方向与磁场方向夹角q3. 若导体不是直的4. 导体绕其一端点转动切割磁感线，角速度w5. 面积为S的线圈在磁场中转动切割磁感线（转动轴与磁场垂直）角速度为w时，电动势的最大值。课 中 探 究 案一、法拉第电磁感应定律例1.绝缘导线绕制的线圈，匝数为100，由于截面积不大，可以认为穿过各匝线圈的磁通量是相等的，设在0.5秒内把磁铁的一极插入螺线管，这段时间里穿过每匝线圈的磁通量由0增至1.5×105Wb。这时螺线管产生的感应电动势有多大？如果线圈和电流表总电阻是3欧，感应电流有多大？ 例2半径为10cm、电阻为0.2W的闭合金属圆环放在匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环

14、所在平面，当磁感应强度为B从零开始随时间t成正比增加时，环中感应电流为0.1A。试写出B与t的关系式（B、t的单位分别取T、s）例3如图，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，感应强度为B。一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑动到右端，电路的固定电阻为R，其余电阻不计，试求MN从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R上的电流强度的平均值及通过的电量。 例4.矩形线圈abcd，长ab=20cm ,宽bc=10cm,匝数n=200,线圈回路总电阻R= 50，整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，磁感应强度B随时间的变化规律如图所示，求：（1）线圈回路

15、的感应电动势。（2）在t=0.3s时线圈ab边所受的安培力。二、导线切割磁感线时的感应电动势例5如图，导体平行磁感线运动，试求产生的感应电动势的大小（速度与磁场的夹角q，导线长度为L）；若导体垂直纸面向外运动呢？例6如右图, 无限长金属三角形导轨COD上放一根无限长金属导体棒MN,拉动MN使它以速度v向右匀速运动,如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体,电阻率都相同,那么MN运动过程中,闭合回路的A感应电动势保持不变 B感应电动流保持不变C感应电动势逐渐增大 D感应电动流逐渐增大例7如右图，平行放置的金属导轨M、N之间的距离为L；一金属杆长为2L，一端以转轴o固定在导轨N上，并与M无摩擦接触，

16、杆从垂直于导轨的位置，在导轨平面内以角速度w顺时针匀速转动至另一端o/脱离导轨M。若两导挥间是一磁感应强度为B ，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，不计一切电阻，则在上述整个转动过程中A金属杆两端的电压不断增大Bo/端的电势总是高于o端的电势C两导轨间的最大电压是2BL2wD两导轨间的平均电压是271/2BL2w/2p例8如图，在磁感应强度为B的匀强磁场中，一直角边长度为a，电阻为R的等腰直角三角形导线框以速度v垂直于斜边方向在纸面内运动，磁场与纸面垂直，则导线框的斜边产生的感应电动势为 ，导线框中的感应电流强度为 。例9如左图，一边长为a，电阻为R的正方形导线框，以恒定的速度v向右进入以MN为边

17、界的匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面，磁感应强度为B，MN与线框的边成45°角，则在线框进入磁场过程中产生的感应电流的最大值等于 例10如图，长为L的金属杆在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中，沿逆时针方向绕o点在纸面内匀速转动oa=0.25L，若角速度为w，则杆两端a、b和o间的电势差U a o= , Ubo= , Ua b= .课 后 巩 固 案1.如图所示，边长为0.1m正方形线圈ABCD在大小为0.5T的匀强磁场中以AD边为轴匀速转动。初始时刻线圈平面与磁感线平行，经过1s线圈转了90°，求：（1）线圈在1s时间内产生的感应电动势平均值。（2）线圈在1s末时的

18、感应电动势大小。 2.如图所示，在磁感强度为0.1T的匀强磁场中有一个与之垂直的金属框ABCD，框电阻不计，上面接一个长0.1m的可滑动的金属丝ab，已知金属丝质量为0.2g，电阻R0.2，不计阻力，求金属丝ab匀速下落时的速度。课 题§4.5 电磁感应现象的两类情况总第4课时制作人审核人使用时间课 前 预 习 案一、感生电场，感生电动势二、动生电动势课 中 探 究 案一、对感生电场的理解例1某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是()A沿AB方向磁场在迅速减弱B沿AB方向磁场在迅速增强C沿BA方向磁场在迅速增强D沿BA方向磁场在迅速减弱二、动生电动势的理解与应用例2如图所示

19、，水平地面上方有正交的匀强电场E和匀强磁场B，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向外，等腰三角形的金属框由底边呈水平位置开始沿竖直平面的电磁场由静止开始下降，下落过程中三角形平面始终在竖直平面内，不计阻力，a、b两点落到地面的顺序是()Aa点先落地Bb点先落地Ca、b两点同时落地D无法判定三、En和EBlv的选用技巧例3如图所示，导轨OM和ON都在纸面内，导体AB可在导轨上无摩擦滑动，若AB以5 m/s的速度从O点开始沿导轨匀速右滑，导体与导轨都足够长，它们每米长度的电阻都是0.2 ，磁场的磁感应强度为0.2 T问：(1)3 s末夹在导轨间的导体长度是多少？此时导体切割磁感线产生的感应电动势多

20、大？回路中的电流为多少？(2)3 s内回路中的磁通量变化了多少？此过程中的平均感应电动势为多少？四、导体棒转动切割磁感线产生感应电动势的计算例4长为l的金属棒ab以a点为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度做匀速转动，如图所示，磁感应强度为B.求： (1)ab棒的平均速率 (2)ab两端的电势差 (3)经时间t金属棒ab所扫过面积中磁通量为多少？此过程中平均感应电动势多大？课 后 巩 固 案1有一铜块，重量为G，密度为D，电阻率为，把它拉制成截面半径为r的长导线，再用它做成一半径为R的圆形回路(Rr)现加一个方向垂直回路平面的匀强磁场，磁感强度B的大小变化均匀，则A.感应电流大小与导线粗细成正比

21、B.感应电流大小与回路半径R成正比C.感应电流大小与回路半径R的平方成正比D.感应电流大小和R、r都无关2在图中，闭合矩形线框abcd，电阻为R，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：A. B. C. D.BL1L2  3如图所示，矩形线框abcd的ad和bc的中点M、N之间连接一电压表，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向与线框平面垂直，当线框向右匀速平动时，以下说法正确的是（ ）A.穿过线框的磁通量不变化，MN间无电势差B.MN这段导体做切割磁

22、感线运动，MN间有电势差C.MN间有电势差，所以电压表有读数D.因为无电流通过电压表，所以电压表无读数4在磁感应强度为B，方向如图所示的匀强磁场中，金属杆PQ在宽为L的平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，PQ中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其它条件不变，所产生的感应电动势大小变为E2，则E1与E 2之比及通过电阻R的感应电流方向为:A. 2:1，ba  B. 1:2，baC. 2:1，ab D. 1:2，ab5如图11所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的下方，当通电直导线中电流增大时，圆环的面积和橡皮绳的长度L将A.减小，L变长B.减小，L变短 C.

23、增大，L变长D.增大，L变短6A、B两个闭合电路，穿过A电路的磁通量由O增加到3×103Wb，穿过B电路的磁通量由5×103Wb增加到6×103Wb。则两个电路中产生的感应电动势EA和EB的关系是：A.EAEB B.EA=EB C.EAEB D. 无法确定7如图12所示。在有明显边界PQ的匀强磁场外有一个与磁场垂直的正方形闭合线框。一个平行线框的力将此线框匀速地拉进磁场。设第一次速度为v，第二次速度为2 v，则两次拉力大小之比为F1:F2=_ _，拉力做的功之比为W1:W2=_ _，拉力功率之比为P1:P2=_ _，流过导线横截面的电量之比为Q1:Q2=_ _8如

24、图13所示，水平桌面上固定一个无电阻的光滑导轨，导轨左端有一个R=0.08欧的电阻相连，轨距d=50厘米。金属杆ab的质量m=0.1千克，电阻r=0.02欧，横跨导轨。磁感应强度B=0.2特的匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用水平力F=0.1牛拉ab向右运动，杆ab匀速前进时速度大小为_米/秒；此时电路中消耗的电功率为_瓦，突然撤消外力F后，电阻R上还能产生的热量为_ _焦。课 题§4.6 互感与自感总第5课时制作人审核人使用时间课 前 预 习 案一、互感现象1.定义：当一个线圈中的电流发生变化时，就会在临近的线圈中产出感应电动势，这种现象叫做 ，这种感应电动势叫做 。2. 说明：（1）

25、互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。 在电力工程和电子电路中，互感现象 有时会影响电路的正常工作，这时要求设法减小电路间的互感。（2）互感现象可以把能量由一个电路传到另一个电路。变压器就是利用互感现象制成的。 二、自感现象 1.自感现象、自感电动势的定义： 2.自感电动势的方向： 3.自感电动势的大小与自感系数： 4.磁场的能量课 中 探 究 案一、互感现象 例1如图所示，线圈a中电流方向沿逆时针增大，是判断b线圈中电流的方向。内部为a 外部为b左侧为a 右侧为b二、自感现象例2如图所示

26、，A1、A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是：A开关S接通时，A2灯先亮、A1灯逐渐亮，最后A1A2一样亮 B开关S接通时，A1、A2两灯始终一样亮C断开S的瞬间，流过A2的电流方向与断开S前电流方向相反D断开S的瞬间，流过A1的电流方向与断开S前电流方向相反例3一个线圈与一个灯泡并联，当断开电源时，在什么情况下灯泡会闪一下，然后逐渐熄灭？例4. 如图所示，电灯的灯丝电阻为，电池电动势为2V，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为先合上电键K，过一段时间突然断开，则下列说法中错误的有：A电灯立即熄灭B电灯立即先暗再熄灭C电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与

27、K断开前方向相同D电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反例5如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。电键K原来是合上的，在K断开后，分析：（1）若R1R2，灯泡的亮度怎样变化？（2）若R1R2，灯泡的亮度怎样变化？例6.自感现象的应用日光灯 ：（1）启动器：利用氖管的辉光放电，起自动把电路接通和断开的作用 （2）镇流器：在日光灯点燃时，利用自感现象，产生瞬时高压，在日光灯正常发光时，利用自感现象，起降压限流作用。日光灯的工作原理图如下： 图中A镇流器，其作用是在灯开始点燃时起产生瞬时高压的作用；在日光灯正常发光时起起降压限流作用B是日

28、光灯管，它的内壁涂有一层荧光粉，使其发出的光为柔和的白光；C是启动器，它是一个充有氖气的小玻璃泡，里面装上两个电极，一个固定不动的静触片和一个用双金属片制成的U形触片组成课 后 巩 固 案1.下图3所示为一演示实验电路图，图中L是一带铁芯的线圈，A是一个灯泡，电键S处于闭合状态，电路是接通的现将电键S打开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从_ _端到_ _端这个实验是用来演示_ _现象的 2下图所示是演示自感现象的实验电路图， L是电感线圈， A1、A2是规格相同的灯泡，R的阻值与L的电阻值相同当开关由断开到合上时，观察到自感现象是_ _ ，最后达到同样亮 3如图5所示，两灯A1、A

29、2完全相同，电感线圈与负载电阻及电灯电阻均为R当电键S闭合的瞬间，较亮的灯是_；电键S断开的瞬间，看到的现象是_ 课 题§5.1 交变电流总第6课时制作人审核人使用时间课 前 预 习 案一、交变电流二、交变电流的产生1.中性面2.电动势最大值（电动势的峰值）3.电动势随时间变化的概率4线圈每转动一周，电流方向改变 次，电流方向改变时，线圈处于什么位置？ 我国日常生活中使用的交变电流一秒中电流方向改变 次。课 中 探 究 案例1一矩形线圈，绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下列说法中正确的是：tt2t4Em0t1t3eAt1时刻通过线圈的磁通量为零；Bt2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；Ct3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；D每当e改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大例2如图，矩形线圈面积为s，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R。求：写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式；如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式；当线圈由图示位置转过900的过程中，电阻R上所产生的热量；当线圈由图示位置转过900的过程中，通过电阻R的电荷量。abcdOORB课 后 巩 固