2019_2020学年高中物理第四章电磁感应第1、2节划时代的发现探究产生感应电流的条件课下作业新人教版选修3_2.doc

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1、第1、2节 划时代的发现探究产生感应电流的条件[随堂演练]1.(产生感应电流的判断)(多选)下图中不能产生感应电流的是解析 根据产生感应电流的条件:A选项中,电路没有闭合,无感应电流;B选项中,面积增大,闭合电路的磁通量增大,有感应电流;C选项中,穿过线圈的磁感线相互抵消,Φ恒为零,无感应电流;D选项中,磁通量不发生变化,无感应电流。答案 ACD2.(产生感应电流的判断)(多选)如图4-1-8所示,竖直放置的长直导线通有恒定电流,有一矩形线框与导线在同一平面内,在下列情况中线框产生感应电流的是图4-1-8

2、A.导线中的电流变大B.线框向右平动C.线框向下平动D.线框以AB边为轴转动答案 ABD3.如图4-1-9所示,虚线框内有匀强磁场,大环和小环是垂直于磁场放置的两个圆环,分别用Φ1和Φ2表示穿过大小两环的磁通量,则有10图4-1-9A.Φ1>Φ2       B.Φ1<Φ2C.Φ1=Φ2D.无法确定解析 根据磁通量的计算公式Φ=BS,大环、小环围成的面积虽不同,但磁场穿过的那部分有效面积相同,则磁通量相同。答案 C4.(磁通量的变化)如图4-1-10所示的线框,面积为S,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,B

3、的方向与线框平面成θ角,当线框转过90°到如图所示的虚线位置时,试求:图4-1-10(1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小Φ1和Φ2。(2)磁通量的变化量ΔΦ。解析 (1)解法一 在初始位置,把面积向垂直于磁场方向进行投影,可得垂直于磁场方向的面积为S⊥=Ssinθ,所以Φ1=BSsinθ。在末位置,把面积向垂直于磁场方向进行投影,可得垂直于磁场方向的面积为S⊥′=Scosθ。由于磁感线从反面穿入,所以Φ2=-BScosθ。解法二 如图所示,把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解,得B上=Bs

4、inθ,B左=Bcosθ所以Φ1=B上S=BSsinθ,Φ2=-B左S=-BScosθ。(2)此过程中磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScosθ-BSsinθ=-BS(cosθ+sinθ)。10答案 (1)BSsinθ -BScosθ (2)-BS(cosθ+sinθ)[限时检测]►题组一 磁通量及其变化的分析判断1.如图4-1-11所示,ab是水平面内一个圆的直径,在过ab的竖直平面内有一根通电直导线ef,已知ef平行于ab。当ef向上竖直平移时,电流产生的磁场穿过圆的磁通量将图4-1-11A.逐

5、渐增大       B.逐渐减小C.始终为零D.不为零,但保持不变解析 作出磁感线穿过圆的情况的俯视图,如图所示,根据磁场具有对称性可以知道,穿入圆的磁感线的条数与穿出圆的磁感线的条数是相等的,故磁通量始终为零,C项正确。答案 C2.如图4-1-12所示,a、b是两个同平面、同心放置的金属圆环,条形磁铁穿过圆环且与两环平面垂直,则穿过两圆环的磁通量Φa、Φb的大小关系为图4-1-12A.Φa>Φb10B.Φa<ΦbC.Φa=ΦbD.不能比较解析 条形磁铁磁场的磁感线的分布特点是:①磁铁内外磁感线的条数相同

6、;②磁铁内外磁感线的方向相反;③磁铁外部磁感线的分布是两端密、中间疏,两个同心放置的同平面的金属圆环与磁铁垂直且磁铁在中央时,通过其中的磁感线的俯视图如图所示,穿过圆环的磁通量Φ=Φ进-Φ出,由于两圆环面积Sa<Sb,两圆环的Φ进相同,而Φ出a<Φ出b,所以穿过两圆环的有效磁通量Φa>Φb,故A正确。答案 A3.边长L=10cm的正方形线框固定在匀强磁场中,磁场方向与线圈平面间的夹角θ=30°,如图4-1-13所示,磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+3t)T,则第3s内穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ为多

7、少?图4-1-13解析 第3s内就是从2s末到3s末,所以2s末的磁感应强度为B1=(2+3×2)T=8T,3s末的磁感应强度为B2=(2+3×3)T=11T。根据公式ΔΦ=ΔBSsinθ=(11-8)×0.12×sin30°Wb=1.5×10-2Wb。答案 1.5×10-2Wb4.如图4-1-14所示,有一通电长直导线MN,通入向右的电流I,另有一闭合线圈P位于导线正下方,现使线圈P竖直向上运动,问在线圈P到达MN上方的过程中,穿过P的磁通量是如何变化的?10图4-1-14解析 根据直线电流磁场特点,靠

8、近导线处磁场强,远离导线处磁场弱,把线圈P从MN下方运动到上方的过程中几个特殊位置画出,如图所示(为画清楚,把线圈错开了)。分析磁通量变化时可以通过穿过线圈的磁感线的条数(注意应是净条数)的变化来分析。Ⅰ→Ⅱ磁通量增加;Ⅱ→Ⅲ磁通量减小(Ⅲ位置时Ф=0);Ⅲ→Ⅳ磁通量增加;Ⅳ→Ⅴ磁通量减小。所以整个过程磁通量的变化为:增加→减小→增加→减小。答案 见解析►题组二 有无感应电流的判断5.如图4-1-15所示,闭合圆导线圈平行地放

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