高中物理选修3-2电磁感应_第二节_产生感应电流的条件(2013粤教版)

第一章电磁感应第一节电磁感应现象第二节产生感应电流的条件知识点1电磁感应现象磁生电奥斯特实验1．电磁感应：__________的现象叫电磁感应现象．2．感应电流：电磁感应现象中产生的电流．3．“电”与“磁”的联系：法拉第实验(1)_______________证实电流的周围存在磁场，即“电生磁”的现象，这一实验揭示了电与磁之间的联系．(2)_____________证实磁可以生电，即“磁生电”的现象，这一实验进一步揭示了电与磁之间的联系．知识点2磁通量和磁通量的变化垂直穿过回路平面1．磁通量：___________________的磁感线的条数叫磁通量，用Φ表示．在匀强磁场中，当磁场与某回路平面垂直时，穿过该回路(平面)的磁通量为________；当磁场与某回路平面斜交时，穿过该回路平面的磁通量为_____________(θ角为磁场方向与回路平面之间的角度)．Φ＝BSΦ＝BSsinθ2．磁通量的变化：穿过同一个平面的磁通量在两个时刻的差值(注意磁通量的正负)，可以利用磁感线的条数变化进行判断．知识点3产生感应电流的条件1．“磁生电”的条件：(1)产生电流的回路一定是_____的；闭合(2)在闭合回路中一定____________________．2．磁通量的变化：要有磁通量的变化面积磁场(1)当闭合回路中存在磁场时，其______发生变化，可以使回路中的磁通量发生变化．(2)当闭合回路的面积保持不变时，穿过回路的_____发生变化时，也可以使回路中的磁通量发生变化．(3)也可以通过观察穿过闭合回路的磁感线的条数的变化来确定磁通量是否变化．【例题】如图1－1－1所示，将一个矩形小线圈放在一个匀强磁场中，若线圈平面平行于磁感线，则下列运动中能使线圈产生感应电流的是()图1－1－1A．矩形线圈平行于磁感线平移B．矩形线圈垂直于磁感线平移C．矩形线圈绕ab边转动D．矩形线圈绕bc边转动解析：线圈中产生感应电流的条件是必须有磁通量的变化，在图示位置，穿过线圈的磁通量为零，如果矩形线圈平行于磁感线平移，则穿过线圈的磁通量仍然为零，磁通量没有变化，因此，不能产生感应电流；如果矩形线圈垂直于磁感线平移，也没有磁通量的变化，因此，不能产生感应电流；如果矩形线圈绕ab边转动，则穿过线圈的磁通量将发生变化，因此，能产生感应电流；如果矩形线圈绕bc边转动，则穿过线圈的磁通量没有发生变化，因此，不能产生感应电流．答案：C【配对训练】1．关于感应电流产生条件的说法中，正确的是()A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流C．闭合电路的一部分导体，若不做切割磁感线运动，闭合回路中就一定没有感应电流DD．当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合回路中就一定有感应电流解析：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合回路中就一定有感应电流．知识点4磁通量发生变化的正确理解1．磁通量是双向标量，没有方向，但穿过某回路的磁感线如果存在穿出和穿入的情况，即有方向相反的磁感线同时穿过这个回路，则磁通量可以互相抵消．因此，磁通量是总的效果，磁通量的变化也是这种总的效果的变化．2．磁通量与面积有关，但不一定是面积越大，磁通量越大．【例题】如图1－1－2所示，矩形线圈与直线电流共面，在线圈从位置Ⅰ移到位置Ⅱ的过程中，关于线圈中的磁通量的变化情况正确的说法是()A．一直增加B．先增加再减少C．先增加再减少再增加D．先增加再减少再增加再减少图1－1－2解析：电流的周围存在磁场，由安培定则可知，在位置Ⅰ磁场方向垂直纸面向外，且远离直线电流的位置，磁场越弱，靠近直线电流的位置，磁场越强；在位置Ⅱ磁场方向垂直纸面向里，且靠近直线电流的位置，磁场越强，远离直线电流的位置，磁场越弱．当线圈从位置Ⅰ到右边与直线电流重合时(位置1到位置2)，穿过线圈的磁通量变大；当线圈从右边与直线电流重合到对称中心位置时(位置2到位置3)，穿过线圈的磁通量变小；当线圈从对称中心位置到左边与直线电流重合时(位置3到位置4)，穿过线圈的磁通量变大；当线圈从左边与直线电流重合到位置Ⅱ时(位置4到位置5)，穿过线圈的磁通量变小．答案：D【配对训练】2．如图1－1－3所示，为一个闭合的金属弹簧圆圈，在它的中间插有一根条形磁铁，现用力从四周拉弹簧圆圈，使圆圈的面积增大，则通过弹簧圆圈面的磁通量_______(“变大”、“变小”或“不变”)，环内________(“能”或“不能”)产生感应电流．图1－1－3答案：变小能解析：条形磁铁的磁感线分布如图1所示，显然进去和出来的磁感线要抵消一部分．当用力向四周拉弹簧圆圈时，进去的磁感线条数增加，而出来的磁感线条数不变，故穿过弹簧圆圈面的磁通量变小．根据感应电流产生的条件，圆圈内磁通量发生变化，且是闭合圆圈，故能产生感应电流．图1题型1电磁感应现象【例题】(双选)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图1－1－4连接，某同学如下操作中均发现电流表的指针发生偏转，用法拉第总结的五种引起感应电流方法，对产生的原因描述正确的是()图1－1－4A．闭合与打开开关均发现指针偏转，是变化的电流引起的B．闭合开关，线圈A向上拔出与向下插入时指针偏转，是运动的恒定电流引起的C．闭合开关，线圈A中的铁芯拔出与插入，指针偏转是变化的电流引起的D．闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，指针偏转的原因是运动的恒定电流引起的解析：法拉第在实验中总结出的五种引起感应电流的原因是：变化的磁场，变化的电流，运动的恒定电流，运动的磁场，在磁场中运动的导体．闭合与打开开关，使得A中的电流发生了变化，引起B中产生感应电流，A正确；线圈A中的电流恒定，拔出与插入线圈A使得恒定电流运动，引起了B中产生感应电流，B正确；闭合开关，线圈A中的铁芯拔出与插入，使得A激发的磁场发生了变化，引起B中产生感应电流，所以C错误；闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使得A中的电流发生了变化，引起B中产生感应电流，D错误．答案：AB【触类旁通】1．如图1－1－5所示，有两个同心导体圆环，内环中通有顺时针方向的电流，外环中原来无电流．当内环中电流逐渐增大时，外环中()图1－1－5A．一定有电流AB．不一定有电流C．一定没有电流D．无法确定解析：内环电流增加，所产生的磁感应强度增大，则外环所围成的面积中的磁通量改变，故而外环中有感应电流产生．题型2对磁通量变化的理解【例题】如图1－1－6所示，无限长直导线与矩形线框绝缘共面放置，当直导线中通以图示方向的恒定电流I时，线框中______________感应电流；当I逐渐增大时，线框中__________感应电流；当I逐渐减小时，线框中________感应电流．(填“有”或“无”)图1－1－6解析：直导线周围的磁场分布具有对称性，因导线放置的位置不对称，所以在矩形线框中存在因直导线中电流的变化而产生的磁通量的变化，可以判断线框中会产生感应电流．当直导线中通以图示方向的恒定电流I时，线框中有磁通量，但没有磁通量的变化，因此，线框中没有感应电流；当I逐渐增大时，线框中的磁通量会发生变化，因此，线框中有感应电流；同理，当I逐渐减小时，线框中的磁通量也会发生变化，因此，线框中也有感应电流．答案：无有有规律总结：弄清直导线周围的磁场分布，正确理解磁通量的物理意义是解答的关键.【触类旁通】2．如图1－1－7所示，矩形线圈沿着条形磁铁自左向右移)动，则下列关于穿过线圈的磁通量的说法中正确的是(A．穿过线圈的磁通量增大B．穿过线圈的磁通量减小C．穿过线圈的磁通量先减小后增大D．穿过线圈的磁通量先增大后减小图1－1－7解析：根据条形磁铁周围的磁感线的特点，可以判断，穿过线圈的磁通量先减小后增大．C3．如图1－1－8所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线cd.已知cd平行与ab，当)cd竖直向上平移时，穿过圆面积的磁通量将(图1－1－8A．逐渐增大B．逐渐减小CC．始终为零D．不为零，但保持不变解析：根据安培定则和对称性，可以确定穿过圆面积的磁通量始终为零．题型3产生感应电流条件【例题】如图1－1－9所示，矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转动，不能)图1－1－9使框中产生感应电流的是(A．以ad边为轴转动B．以OO′为轴转动C．以bc边为轴转动D．以ab边为轴转动解析：产生感应电流的条件是闭合电路的磁通量发生变化，线框abcd是闭合电路，只要通过它的磁通量发生变化就可以产生感应电流．通有电流的长直导线产生的磁场是以长直导线为中心的同心圆并且离导线越远磁感线越疏．以ad边为轴转动时通过线框abcd的磁通量没有发生变化，不产生感应电流，以OO′、bc边、ab边为轴转动时通过线框abcd的磁通量均发生变化，都能产生感应电流．所以A答案符合题意．答案：A【触类旁通】4．(双选)如图1－1－10所示，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外，若要线圈产生)感应电流，下列方法中可行的是(A．将线圈向左平移一小段距离图1－1－10B．将线圈向上平移C．将线圈向右平移一小段距离D．将线圈向下平移解析：BD选项，向上移或向下移，线圈内磁通量不会发生变化．AC