高中物理选修二电磁感应现象Word格式文档下载.docx
- 文档编号:17049734
- 上传时间:2022-11-28
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:294.45KB
高中物理选修二电磁感应现象Word格式文档下载.docx
《高中物理选修二电磁感应现象Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理选修二电磁感应现象Word格式文档下载.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
感应电流的产生
3.某学生做电磁感应现象的实验,其连线如图所示,当他接通、断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其原因是()
A.开关位置接错B.电流表的正、负接线柱接反
C.线圈B的接线柱接反D.蓄电池的正、负极接反
问题四:
实验探究
4.我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律.以下是实验探究过程的一部分.
(1)如图甲,当磁铁的N极向下运动时,发现电流表指针偏转,若探究线圈中产生感应电流方向,必须知道.
(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏.电路稳定后,若向左移动滑动触头,此过程中电流表指针向偏转;
若将线圈A抽出,此过程中电流表指针向偏转(均选填“左”或“右”).
问题五:
楞次定律的理解
5.由楞次定律可得,感应电流的磁场一定是()
A.阻碍引起感应电流的磁通量B.与引起感应电流的磁场方向相反
C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化D.与引起感应电流的磁场方向相同
6.如图所示,一个N极朝下的条形磁铁竖直下落,恰能穿过水平放置的固定矩形导线框,则()
A.磁铁经过位置①时,线框中感应电流沿abcd方向;
经过位置②时,沿adcb方向
B.磁铁经过位置①时,线框中感应电流沿adcb方向,经过位置②时,沿abcd方向
C.磁铁经过位置①和②时,线框中感应电流都沿abcd方向
D.磁铁经过位置①和②时,线框中感应电流都沿adcb方向
问题六:
二次感应问题
7.如图水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力的作用下运动时,MN在磁场力的作用下向右运动,则PQ的运动可能是()
A.向右加速运动B.向左加速运动
C.向右匀速运动D.向左减速运动
问题七:
电磁感应与图像结合
8、如图,在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框;
在导线框右侧有一宽度为d(d>
L)的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下。
导线框以某一初速度向右运动,t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域。
下列v-t图像中,可能正确描述上述过程的是()
A.
B.
C.
D.
第一部分感应电流的产生
知识点1划时代的发现
1.奥斯特梦圆“电生磁”
(1)电流的磁效应:
1820年,丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针发生偏转,他把这种作用称为电流的磁效应。
(2)意义
电流磁效应的发现验证了电和磁存在着必然的联系,奥斯特的思维和实践突破了人们对电与磁认识的局限性。
激发了人们对“磁生电”的探索热情,英国物理学家法拉第经过十年努力,在1831年找到了“磁生电”的条件。
2.法拉第心系“磁生电”
(1)法拉第对“磁生电”的思考
电流磁效应的发现引起来了对称思考,法拉第认为既然电流能够引起小磁针的运动,那么磁铁也会使导线产生电流。
(2)引起“磁生电”的五类原因
经过十年的不懈努力,法拉第终于找到了“磁生电”的条件。
法拉第把引起电流的原因概括为五类:
变化的电流;
变化的磁场;
运动的恒定电流;
运动的磁铁;
在磁场中运动的导体。
这五类原因都与变化和运动相联系。
(3)电磁感应的定义:
“磁生电”的现象叫做电磁感应产生的电流称为感应电流。
(4)意义
电磁感应的发现使人们对电与磁内在练习的认识更加完善,宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。
电磁感应的发现使人们找到了“磁生电”的方法。
知识点2磁通量
1.概念
在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为S,这时B与S的乘积叫做穿过这个平面的磁通量Φ,即Φ=BS。
若B与S不垂直,则Φ=BSsinθ,θ为磁感线与平面的夹角。
注意:
磁通量还可以用穿过某个面的有效磁感线条数表示,穿过某个面的有效磁感线条数越多,磁通量越大。
2.计算方法
(1)B与S垂直时,Φ=BS
(2)B与S垂直时,Φ=BSsinθ(θ为磁感线与平面的夹角)
也可以把S理解为有效面积,即线圈平面在垂直于磁感线方向上的投影面积。
3.对磁通量的理解
(1)S是闭合电路中包含磁场的那部分有效面积。
(2)磁通量虽然有正负之分,但磁通量是标量,正负是表示磁感线的贯穿方向,一般来说,如果磁感线从线圈某一面穿入,磁通量为正,那么磁感线从另一面穿入时,磁通量为负。
(3)磁通量与线圈的匝数无关。
(4)磁通量的单位:
韦伯,简称韦,符号Wb。
知识点3产生感应电流的条件
总结而言,判断有无感应电流,应注意并明确以下两点:
(1)产生感应电流的条件:
闭合电路;
穿过电路的磁通量发生变化。
两个条件必须同时满足。
(2)无论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生。
知识点4电磁感应现象中的能量转化和应用
当闭合电路中产生感应电流时,根据能量守恒定律可知,是其他形式的能量转化为电能。
(1)当导体做切割磁感线运动时,在电路中产生感应电流,该导体的机械能转化为电能。
(2)如右图所示,当线圈I中有变化的电流通过时,在周围产生变化的磁场,使通过线圈II中的磁通量发生改变,在线圈II中就产生了感应电流。
在这个过程中,线圈I中的电能转化为了铁芯中的磁场能,然后在线圈II中又把铁芯中的磁场能转化成电能,此处的能量经过了一个间接的转移,磁场仅起到了能量传输的作用。
1.(多选)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
2.如图所示,矩形线圈abcd面积为S,放在空间直角坐标系内,线圈平面垂直oxy平面,与ox、oy的夹角分别为37°
,53°
,匀强磁场的磁感应强度为B.
(1)当磁场沿ox方向时,通过线圈的磁通量是;
(2)当磁场沿oy方向时,通过线圈的磁通量是;
(3)当磁场沿oz方向时,通过线圈的磁通量是。
3.(多选)如图所示,开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直,且一半在磁场内,一半在磁场外,若要使线框中产生感应电流,下列办法中可行的是()
A.将线框向左拉出磁场B.以ab边为轴转动(小于90°
)
C.以ad边为轴转动(小于60°
)D.以bc边为轴转动(小于60°
第二部分感应电流的方向
知识点1楞次定律
(1)内容:
感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(2)因果关系:
闭合导体回路中磁通量的变化是因,产生感应电流是果;
原因产生结果,结果又反过来影响原因.
(3)“阻碍”的含义:
阻碍既不是阻止也不等于反向,增反减同“阻碍”又称作“反抗”,注意不是阻碍原磁场而阻碍原磁场的变化。
原磁通量要增加,感应电流的磁场只能“阻碍”其增加,而不能“阻止”其增加,即磁通量最终还是要增加的,分析问题时,注意从“阻碍”的几个层面入手思考:
知识点2楞次定律的广义表述
从能的转化和守恒的角度看,楞次定律可描述为:
感应电流的“效果”总是反抗(或阻碍)引起感应电流的“原因”,常见的有如下几种具体表现:
(1)就磁通量而言,总是阻碍引起感应电流的磁通量(原磁通量)的变化,即“增反减同”;
(2)就闭合电路的面积而言,使电路的面积有收缩或扩张的趋势。
收缩或扩张是为了阻碍电路中原磁通量的变化;
(3)就电流而言,感应电流阻碍原电流的变化,即原电流增大时,感应电流方向与原电流方向相反;
原电流减小时,感应电流方向与原电流相同;
(4)就由于相对运动导致电磁感应现象而言,感应电流的效果阻碍该相对运动,即“来拒去留”。
知识点3楞次定律与能量守恒
在电磁感应现象中,产生的电能不会无中生有,只能从其他形式的能转化过来,外力克服磁场力所做的功,正是其他形式的能转化为电能的量度。
如图所示,当条形磁铁靠近线圈时,线圈中产生图示方向电流,而这个感应电流对条形磁铁产生斥力,阻碍磁铁的靠近,必须有外力克服这个力做功,它才能移近线圈;
当条形磁铁离开线圈时,感应电流方向与图中电流方向相反,感应电流对磁铁产生引力,阻碍条形磁铁的离开,这里外力做功的过程就是其他形式的能转化为电能的过程。
因此必须明确,楞次定律中的“阻碍”作用,正是能量守恒定律的反映,在克服这种“阻碍”的过程中,其他形式的能转化为电能。
1.在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图所示:
(1)在该实验中电流计G的作用是.
(2)在产生感应电流的回路中,如图器材中相当于电源?
(3)若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上,而在开关刚刚闭合时电流表指针右偏,则开关闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时,电流表指针将(填“左偏”或“不偏”)
2.如图,通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面,位置靠近ab且相互绝缘。
当MN中电流突然减小时,线圈所受安培力的合力方向()
A.向左B.向右C.垂直纸面向外D.垂直纸面向里
3.在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属轨道,轨道与轨道平面内的圆形线圈P相连,要使在同一平面内所包围的小闭合线圈Q内产生顺时针方向的感应电流,导线AB的运动情况可能是.
4.如图,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行。
已知在t=0到t=t1的时间间隔内,直导线中电流i发生某种变化,而线框中的感应电流总是沿顺时针方向;
线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。
设电流i正方向与图中箭头所示方向相同,则i随时间t变化的图线可能是()
A.
C.
D.
1.如图所示,有一个垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.8T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为1.0cm。
现在纸面内先后放上圆线圈,圆心均在O处,A线圈半径为1.0cm,10匝;
B线圈半径为2.0cm,1匝;
C线圈半径为0.5cm,1匝。
问:
(1)若磁场方向不变,在磁感应强度B减为0.4T的过程中,线圈A和B中磁通量各改变多少?
(2)若磁感应强度大小不变,在磁场方向转过30°
角的过程中,线圈C中的磁通量改变多少?
2.(多选)金属裸导线框abcd放在水平光滑金属导轨上,在磁场中向右运动,匀强磁场垂直水平面向下,则()
A.G1表的指针发生偏转B.G2表的指针发生偏转
C.G1表的指针不发生偏转D.G2表的指针不发生偏转
3.(多选)光滑固定金属导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置于导轨上,形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时()
A.P、Q将相互靠拢B.P、Q将相互远离
C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g
1.如图所示,一环形线圈沿条形磁铁的轴线,从磁铁N极的左侧A点运动到磁铁S极的右侧B点,A、B两点关于磁铁的中心对称,则在此过程中,穿过环形线圈的磁通量将()
A.先增大,后减小B.先减小,后增大
C.先增大,后减小、再增大,再减小D.先减小,后增大、再减小,再增大
2.(多选)如图所示,一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中,下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是()
A.圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动
B.圆盘以某一水平直径为轴匀速转动
C.圆盘在磁场中向右匀速平移
D.匀强磁场均匀增加
3.如图下所示,导线框abcd与通电直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点,当线框向右运动的瞬间,则()
A.线框中有感应电流,且按顺时针方向
B.线框中有感应电流,且按逆时针方向
C.线框中有感应电流,但方向难以判断
D.由于穿过线框的磁通量为零,所以线框中没有感应电流
1.如图所示,ab是水平面上的一个圆的直径,在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef。
已知ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,电流的磁场穿过圆面积的磁通量将()
A.逐渐增大B.逐渐减小C.始终为零D.不为零,但保持不变
2.接有理想电压表的三角形导线框,如图,在匀强磁场中向右运动,则框中有无感应电流、电压表有无读数(示数不为零称有读数)()
A.无;
有B.有;
无C.无;
无D.有;
有
3.(多选)如图所示,光滑导轨l1、l2水平地固定在垂直于纸面向外的匀强磁场中,a、b两导体棒放置在导轨上,并与l1、l2接触良好,下列对导体棒a的运动情况分析正确的是()
A.导体棒b向右运动时,导体棒a受到向右的力而向右运动
B.导体棒b向左运动时,导体棒a受到向左的力而向左运动
C.导体棒b运动得越快,导体棒a的加速度越大
D.导体棒b沿顺时针方向转动时,导体棒a也沿着顺时针方向转动
4.当条形磁铁向闭合铜环运动时,铜环的运动情况是()
A.向右摆动B.向左摆动C.静止D.不能判定
5.(多选)圆形导体环用一根轻质细杆悬挂在O点,导体环可以在竖直平面里来回摆动,空气阻力和摩擦力均可不计.在图所示的正方形区域里,有匀强磁场垂直于圆环的振动面指向纸内.下列说法中正确的有()
A.此摆振动的开始阶段机械能不守恒
B.导体环进入磁场和离开磁场时,环中电流的方向肯定相反
C.导体环通过最低点时,环中感应电流最大
D.最后此摆在匀强磁场中振动时,机械能守恒
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中物理 选修 电磁感应 现象