人教高中物理同步講義練習(xí)必修三13.3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用（原卷版）

第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步第3節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，了解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用及其對現(xiàn)代社會的影響。1.知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象.2.通過實驗探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件.3.了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用．（一）課前閱讀：1．實驗：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件(1)實驗一：如圖所示，導(dǎo)體棒AB做切割磁感線運動時，線路中電流產(chǎn)生，而導(dǎo)體棒AB順著磁感線運動時，線路中電流產(chǎn)生．(均選填“有”或“無”)(2)實驗二：如圖所示，當(dāng)條形磁體插入或拔出線圈時，線圈中電流產(chǎn)生，但條形磁體在線圈中靜止不動時，線圈中電流產(chǎn)生．(均選填“有”或“無”)(3)實驗三：如圖所示，將小線圈A插入大線圈B中不動，當(dāng)開關(guān)S閉合或斷開時，電流表中電流通過；若開關(guān)S一直閉合，當(dāng)改變滑動變阻器的阻值時，電流表中電流通過；而開關(guān)S一直閉合，滑動變阻器的滑動觸頭不動時，電流表中電流通過．(均選填“有”或“無”)(4)歸納總結(jié)：實驗一：導(dǎo)體棒做切割磁感線運動，回路的有效面積發(fā)生變化，從而引起了磁通量的變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流．實驗二：磁體插入或拔出線圈時，線圈中的磁場發(fā)生變化，從而引起了磁通量的變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流．實驗三：開關(guān)閉合、斷開或滑動變阻器的滑動觸頭移動時，小線圈A中電流變化，從而引起穿過大線圈B的磁通量變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流．三個實驗共同特點是：產(chǎn)生感應(yīng)電流時閉合回路的磁通量都發(fā)生了變化．（二）基礎(chǔ)梳理一、劃時代的發(fā)現(xiàn)1．“電生磁”的發(fā)現(xiàn)：1820年，發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)．2．“磁生電”的發(fā)現(xiàn)1831年，發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象．3．電磁感應(yīng)：法拉第把他發(fā)現(xiàn)的磁生電的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫作．【拓展補(bǔ)充】如圖所示，條形磁體A沿豎直方向插入線圈B的過程中，電流表G的指針(選填“不偏轉(zhuǎn)”或“偏轉(zhuǎn)”)；若條形磁體A在線圈B中保持不動，電流表G的指針(選填“不偏轉(zhuǎn)”或“偏轉(zhuǎn)”)．二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1．實驗：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件探究一：如圖甲實驗中，讓導(dǎo)體棒在磁場中保持相對靜止時或者平行于磁場運動時，無論磁場多強(qiáng)，閉合回路中都電流，當(dāng)導(dǎo)體ab做運動時，閉合回路中有電流產(chǎn)生．探究二：如圖乙，當(dāng)線圈A的電流不變時，線圈B所在的回路中——電流產(chǎn)生；當(dāng)線圈A的電流時，線圈B所在回路中就有了電流．2．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的時，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流．【即學(xué)即練】判斷下列說法的正誤.(1)只要閉合電路內(nèi)有磁通量，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生．()(2)穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化時，線圈內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生．()(3)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動時，電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流．()(4)不論電路是否閉合，只要電路中磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電流．()三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用生產(chǎn)、生活中廣泛使用的變壓器、等都是根據(jù)電磁感應(yīng)制造的．【拓展補(bǔ)充】法拉第用過的線圈法拉第對科學(xué)的熱愛以及對科學(xué)研究持之以恒、堅韌不拔的態(tài)度是他獲得巨大成就的重要原因之一。磁通量的變化磁通量的變化大致可分為以下幾種情況：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，有效面積S發(fā)生變化．如圖(a)所示．(2)面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化．如圖(b)所示．(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和面積S都不變，它們之間的夾角發(fā)生變化．如圖(c)所示．【典例精析】例1．如圖所示，在條形磁體外面套著一圓環(huán)，當(dāng)圓環(huán)由磁體N極向下平移到磁體S極的過程中，圓環(huán)所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度和穿過圓環(huán)的磁通量變化的情況是()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量都逐漸增大B．磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量都逐漸減小C．磁感應(yīng)強(qiáng)度先減弱后增強(qiáng)，磁通量先增大后減小D．磁感應(yīng)強(qiáng)度先增強(qiáng)后減弱，磁通量先減小后增大例2．如圖所示，通電直導(dǎo)線右邊有一個矩形線框，線框平面與直導(dǎo)線共面，若使線框逐漸遠(yuǎn)離(平動)通電導(dǎo)線，則穿過線框的磁通量將()A．逐漸增大 B．逐漸減小C．保持不變 D．不能確定二、感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的理解不論什么情況，只要滿足電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個條件，就必然會產(chǎn)生感應(yīng)電流；反之，只要產(chǎn)生了感應(yīng)電流，那么電路一定是閉合的，且穿過該電路的磁通量也一定發(fā)生了變化．【典例精析】例3．(多選)如圖所示，下列情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．如圖甲所示，導(dǎo)體棒AB順著磁感線運動B．如圖乙所示，條形磁體插入或抽出線圈C．如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關(guān)S一直閉合D．如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關(guān)S一直閉合，改變滑動變阻器接入電路的阻值例4．(多選)下圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()1．閉合回路面積S的變化引起磁通量的變化如圖所示，導(dǎo)體做切割磁感線運動使面積發(fā)生變化而改變了穿過回路的磁通量。2．磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化引起磁通量的變化圖甲是通過磁極的運動改變穿過回路的磁通量；圖乙是通過改變原線圈中的電流從而改變磁場的強(qiáng)弱，進(jìn)而改變穿過回路的磁通量。3．磁場和閉合線圈的夾角發(fā)生變化，從而引起磁通量發(fā)生變化如圖所示，閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中繞軸OO′轉(zhuǎn)動的過程。實驗1閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線如圖所示，導(dǎo)體棒左右平動、前后平動、上下平動，觀察電流表的指針，觀察是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生。實驗2向線圈中插入磁鐵，把磁鐵從線圈中拔出如圖所示，把磁鐵的某一個磁極向線圈中插入，或從線圈中抽出，或靜止地放在線圈中。觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)。實驗3模擬法拉第的實驗如圖所示，線圈A通過滑動變阻器和開關(guān)連接到電源上，線圈B的兩端與電流表連接，把線圈A裝在線圈B的里面。開關(guān)閉合瞬間；開關(guān)斷開瞬間；開關(guān)閉合時，滑動變阻器滑片不動；開關(guān)閉合時，迅速移動滑動變阻器的滑片。觀察線圈B中是否有電流產(chǎn)生。結(jié)論不論用什么方法，不論何種原因，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。一、單選題1．探雷器是探測地雷的儀器。手持探雷器的長柄線圈在地面掃過，線圈中有變化的電流，如果地下埋著金屬殼的地雷或有較大金屬零件的地雷，探測器就會報警。這種儀器的工作原理是利用（

）A．靜電屏蔽 B．靜電感應(yīng) C．電磁感應(yīng) D．電流的磁效應(yīng)2．1820年丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，首次揭示了電與磁的聯(lián)系。某興趣小組也做了類似實驗，他們將一可自由轉(zhuǎn)動的小磁針靜置于水平桌面上，將另一直導(dǎo)線水平放置在靠近小磁針正上方的位置，忽略磁偏轉(zhuǎn)角的影響，以下說法中正確的是（

）A．將導(dǎo)線沿南北方向放置并通入恒定電流，小磁針一定會發(fā)生轉(zhuǎn)動B．將導(dǎo)線沿東西方向放置并通入恒定電流，小磁針一定會發(fā)生轉(zhuǎn)動C．將導(dǎo)線沿南北方向放置并通入恒定電流，增大導(dǎo)線與小磁針之間的距離，小磁針轉(zhuǎn)動的角度會隨之增大D．把導(dǎo)線沿南北方向放置并通入恒定電流，增大電流，小磁針轉(zhuǎn)動的角度會隨之減小3．在科學(xué)研究的道路上經(jīng)常會出現(xiàn)令人惋惜的遺憾。例如，1825年瑞士年輕物理學(xué)家科拉頓一個人在研究電磁現(xiàn)象時，實驗裝置如圖所示，為避免磁鐵的磁場對小磁針產(chǎn)生影響，他把實驗裝置放在兩個房間，在右邊房間里把磁鐵反復(fù)插入線圈，然后跑到左邊房間里觀察，結(jié)果沒有看到小磁針偏轉(zhuǎn)。下列說法中正確的是（）A．該實驗線圈中肯定沒有電流產(chǎn)生B．通電導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象C．科拉頓沒看到小磁針偏轉(zhuǎn)，是因為當(dāng)他跑到另一個房間時，電磁感應(yīng)過程已經(jīng)結(jié)束D．科拉頓沒看到小磁針偏轉(zhuǎn)，是因為該實驗中的磁鐵磁性太弱4．如圖所示，A中線圈有一小缺口，條形磁鐵勻速穿過線圈；B中勻強(qiáng)磁場區(qū)域足夠大，v1>v2；C中通電導(dǎo)線位于水平放置的閉合線圈某一直徑的正上方；D中閉合線圈在無限大勻強(qiáng)磁場中加速運動。其中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A． B．C． D．5．如圖所示，在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中（范圍足夠大），有一個矩形線圈abcd，線圈平面與磁場垂直，O1O2和O3O4都是線圈的對稱軸，應(yīng)使線圈怎樣運動才能使其中產(chǎn)生感應(yīng)電流（）A．向左平動 B．向右平動C．繞O1O2轉(zhuǎn)動 D．向上或向下平動6．如圖甲所示，單匝矩形線圈abcd垂直固定在勻強(qiáng)磁場中、規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。以順時針方向為電流正方向，以向右方向為安培力正方向，下列關(guān)于bc段導(dǎo)線中的感應(yīng)電流i和受到的安培力F隨時間變化的圖像正確的是（）A． B．C． D．二、多選題7．實驗裝置如圖所示，在鐵芯F上繞著兩個線圈A、B。如果線圈A中的電流i和時間t的關(guān)系如下圖所示，在這段時間內(nèi)，A、B、C、D四種情況中，在線圈B中觀察到感應(yīng)電流的是（）A． B．C． D．8．如下各圖所示，矩形線框在磁場內(nèi)做的各種運動中，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A． B．C． D．9．下列各圖所描述的物理情境中，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A．開關(guān)S閉合穩(wěn)定后，線圈N中B．磁鐵向鋁環(huán)A靠近，鋁環(huán)A中C．金屬框從A向B運動，金屬框中D．銅盤在磁場中按圖示方向轉(zhuǎn)動，電阻R中10．如圖所示線圈abcd在足夠大磁場區(qū)域ABCD中，下列哪種情況下線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生（）A．把線圈變成圓形（周長不變）B．使線圈在磁場中加速平移C．使磁場增強(qiáng)或減弱D．使線圈以過ab的直線為軸旋轉(zhuǎn)11．某學(xué)生做觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗時，將電流表、線圈A和B、蓄電池、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的實驗電路，閉合開關(guān)，下列說法正確的是（）A．線圈A插入線圈B的過程中，有感應(yīng)電流B．線圈A從線圈B中拔出過程中，有感應(yīng)電流C．線圈A停在線圈B中，有感應(yīng)電流D．線圈A拔出線圈B的過程中，無感應(yīng)電流12．某學(xué)校操場上有如圖所示