高中人教版 (2019)3 电磁感应现象及应用学案及答案

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1.知道什么是电磁感应现象.
2.通过实验探究产生感应电流的条件．
[基础梳理]
一、划时代的发现
1．丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针转动，这种作用称为电流的磁效应，揭示了电现象与磁现象之间存在密切联系．
2．英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁生电”现象，他把这种现象命名为电磁感应．产生的电流叫作感应电流．
二、感应电流的产生条件
当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流．
[能力拓展]
一、磁通量的变化
磁通量的变化大致可分为以下几种情况：
(1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化．如图(a)所示．
(2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化．如图(b)所示．
(3)磁感应强度B和有效面积S都不变，它们之间的夹角发生变化．如图(c)所示．
[随堂演练]
1．如下图所示的四幅图中能产生感应电流的是（ ）
A．B．
C．D．
2．下列现象中，属于电磁感应现象的是（ ）
A．闭合线圈靠近磁铁时产生电流
B．通电线圈在磁场中受磁场作用力转动
C．磁铁吸引小磁针
D．小磁针在通电导线附近发生偏转
3．管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为（ ）
A．法拉第B．奥斯特C．洛伦兹D．库仑
4．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。则以下符合事实的是（ ）
A．丹麦物理学家奥斯特梦圆电生磁，终于发现了电磁感应现象
B．焦耳通过实验研究发现了电流通过导体产生电热的规律
C．法拉第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．安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的
5．下面情形中属于电磁感应现象的是( )
A．闭合电路的一部分导体切割磁感线时在电路中产生电流的现象
B．通电导体周围产生磁场
C．磁场对感应电流发生作用，阻碍导体运动
D．电荷在磁场中定向移动形成电流
6．用图中三套实验装置探究感应电流产生的条件，下列选项中能产生感应电流的操作是（ ）
A．甲图中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动，且保持穿过ABCD中的磁感线条数不变
B．乙图中，使条形磁铁匀速穿过线圈
C．丙图中，开关S闭合后，A、B螺线管相对静止一起竖直向上运动
D．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动
7．探究感应电流方向的实验中，要用到灵敏电流计，条形磁铁，螺线管，已知若电流从正接线柱流入时，指针将偏向正接线柱的一侧，则：
（1）甲图中螺线管的感应电流的磁场方向是______（请填“向上”或“向下”）
（2）乙图中磁铁在螺线管中产生的磁场方向是______（请填“向上”或“向下”）
（3）图丙中螺线管中的磁通量正在______（请填“增大”或“减小”）
（4）图丁中螺线管的绕向为（从上往下看，按电流流经方向）______（请填“顺时针”或“逆时针”）
8．在“研究磁通量变化时感应电流的方向” 实验中，实物电路连接如图：
（1）实物图中有一个元件接错了回路，请指出并改正：____________；
（2）为了方便探究感应电流方向的规律，实验应研究原磁场方向、磁通量的变化情况、__________三者的关系；
（3）在实验中，变阻器滑片向右移动，观察到灵敏电流计指针向右偏转，已知原线圈A中的电流是顺时针方向（从上往下看），则流经灵敏电流计的电流方向是____________（选填“左进右出”或“右进左出”）；为使灵敏电流计指针向左偏转，采取的方法有（写出一种方法）：____________；
（4）某组同学实验中，发现灵敏电流计指针的偏转始终很小，可能的原因是_________。
参考答案
1．B
【详解】
A．线圈不闭合，不能产生感应电流，A错误；
B．闭合线圈的磁通量发生变化，能产生感应电流，B正确；
CD．磁通量都始终等于零，都不能产生感应电流，CD错误。
故选B。
2．A
【详解】
A.闭合线圈靠近磁铁时，闭合回路磁通量发生变化，产生感应电流，是电磁感应现象，故A正确；
B.通电线圈在磁场中发生转动属于电流受到安培力的作用产生的，不是电磁感应现象，故B错误；
C.磁铁吸引小磁针属于磁现象，不是电磁感应现象，故C错误；
D.小磁针在通电导线附近发生偏转是由于电流产生磁场引起的，不是电磁感应现象，故D错误。
故选A。
3．A
【详解】
焊接过程中所利用的电磁学规律是电磁感应原理，发现这一原理的是法拉第。
故选A。
4．B
【详解】
A．英国物理学家法拉第梦圆磁生电，终于发现了电磁感应现象，故A错误；
B．焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系-焦耳定律，故B正确；
C．奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，故C错误；
D．左手定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的，故D错误。
故选B。
5．A
【详解】
A．闭合电路的一部分导体做切割磁感线时，在电路中产生电流的现象是电磁感应现象。故A正确；
B．电流能产生磁场，是电流的磁效应现象，不是电磁感应现象。故B错误；
C．感应电流在磁场中受到安培力作用，不是电磁感应现象。故C错误；
D．电荷在磁场中定向移动形成电流，不是电磁感应产生的电流，不是电磁感应现象。故D错误；
故选：A。
6．B
【详解】
A．甲图中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动，AB不切割磁感线，故不能产生感应电流，另外也可以从保持穿过ABCD中的磁感线条数不变的角度看，磁通量没变化，故也不产生感应电流，A错误；
B．乙图中，使条形磁铁匀速穿过线圈，在磁铁从上向下穿过时，穿过线圈的磁通量会变化，故产生感应电流， B正确；
C．丙图中，开关S闭合后，A、B螺线管相对静止一起竖直向上运动，两线圈没有相对运动，B中的磁通量没变化，故不产生感应电流， C错误；
D．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动时也不会使B中的磁通量变化，故也不能产生感应电流， D错误。
故选B。
7．向上 向下 减小 顺时针
【详解】
(1)[1]依题意，若电流从正接线柱流入时，指针将偏向正接线柱的一侧，而甲图中电流从正接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流产生的磁场方向向上；
(2)[2] 图中电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流产生的磁场方向向下，磁铁向上运动，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律则原磁场方向向下；
(3)[3]图中电流从正接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向上，原磁场方向向上，根据楞次定律可知，磁通量减小；
(4)[4]磁铁N极向上运动，穿过线圈的磁通量减小，原磁场方向向下，根据楞次定律，感应磁场向下，而感应电流从正接线柱流入电流计，因此其方向俯视为顺时针方向。
8．开关应接入原线圈A所在的回路，改正见解析 感应电流的磁场方向 右进左出 变阻器滑片向左滑动（将原线圈A从副原线圈B中拔出，断开开关也对） 原线圈A中没有插入铁芯，电池使用时间过长，原线圈A中电流过小
【详解】
（1）[1]开关应接入原线圈A所在的回路，改正后的接法如下图
（2）[2]为了方便探究感应电流方向的规律，实验应研究原磁场方向、磁通量的变化情况、感应电流的磁场方向三者之间的关系。
（3）[3]变阻器滑片向右移动，则滑动变阻器的阻值变小，则上面的电路电流变大，原线圈产生从上向下看是顺时针方向电流，根据右手螺旋定则，产生的磁场方向为下N极，上S极，再根据增反减同原则，产生的感应磁场下S极，上N极，根据下方螺线管绕线，可以看出电流方向为逆时针（从上往下看），所以经灵敏电流计电流方向是右进左出。
[4]滑动变阻器滑片向右滑动，灵敏电流计指针向右偏，则滑动变阻器滑片向左滑动，灵敏电流计指针向左偏。
（4）[5]灵敏电流计指针偏转角度小，说明是电流太弱，可能是因为原线圈A中没有插入铁芯或者电池使用时间过长，原线圈A中电流过小。