高中物理电磁感应练习Word文件下载.docx
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A.增大B.减小
C.不变D.无法确定如何变化
提高拓展题:
7.关于产生感应电流的条件,下面说法正确的是()
A.任何导体在磁场中运动都产生感应电流
B.只要导体在磁场中做切割磁力线运动时,导体中都能产生感应电流
C.闭合电路的一部分导体,在磁场里做切割磁力线运动时,导体中就会产生感应电流
D.闭合电路的一部分导体,在磁场里沿磁力线方向运动时,导体中就会产生感应电流
8.在磁场中悬挂一根导体a、b,它的两端跟毫安表相连,图1中所示为此导体的横截面积。
导体a、b的运动方向如图所示,能够产生电流的是()
A.甲图
B.乙图
C.丙图
D.丁图
9.如图所示,两线圈绕的环形铁芯上,当开关S处于下列不同状态时,小灯泡发光情况如何?
(1)S闭合的瞬间;
(2)S保持闭合状态时;
(3)S断开瞬间.
10.在图所示的条件下,闭合矩形线圈中能产生感应电流的是()
11.如图所示,匀强磁场区域宽度为l,使一边长为d(d>l)的矩形线框以恒定速度υ向右通过磁场区域,该过程中没有感应电流的时间为(
)
A.
B.
C.
D.
12.在无线电技术中,常有这样的要求:
有两个线圈,要使一个线圈中有电流变化时,对另一个线圈几乎没有影响。
下图中,最能符合这样要求的一幅图是()
13.电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系,根据这一发现,发明了许多电器设备。
下列电器设备中,哪个没有利用电磁感应原理
A.动圈式话筒B.白炽灯泡C.磁带录音机D.日光灯镇流器
14.现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图连接,在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时,电流计指针和右偏转。
由此可以判断
A.线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向右加速滑动,都能引起电流计指针向左偏转
B.线圈A中铁芯和上拔出或断开开关,都能引起电流计指针向右偏转
C.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流计指针静止在中央
D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转的方向
15.自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。
下列说法正确的是()
A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系
B.欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系
C.法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系
D.焦耳发现了电流的热效应,定量给出了电能和热能之间的转换关系
16.在电磁学发展过程中,许多科学家做出了贡献。
A.奥斯特发现了电流磁效应;
法拉第发现了电磁感应现象
B.麦克斯韦预言了电磁波;
楞次用实验证实了电磁波的存在
C.库仑发现了点电荷的相互作用规律:
密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律;
洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律
答案
1、奥斯特安培法拉第库仑
2、C、D3、A、B、C4、D
5、C点拨:
画出电流周围的磁感线分布情况。
6、B点拨:
穿过弹簧所包围面积的磁感线既有向左也有向右的,在将弹簧沿半径向外拉,使其面积增大的过程中,向左的磁感线不变,而向右的外部磁感线在增加,则穿过弹簧所包围面积的磁通量将减小
7、C
8、A、B
9、
(1)灯泡
闪亮
(2)灯泡不亮
(3)灯泡闪亮
10、E、F
11、C
12、D
13、B
14、B
15、答案:
ACD奥斯特发现的电流的磁效应表明了电能生磁,A正确。
欧姆定律描述了电流与电阻、电压或电动势之间的关系,焦耳定律才揭示了热现象与电现象间的联系,B错误、D正确。
法拉第发现的电磁感应现象表明了磁能生电,C正确。
16、答案:
AC赫兹用实验证实了电磁波的存在,B项错;
安培发现磁场对电流的作用;
洛伦兹发现磁场对运动电荷的作用,D项错。
1、准备知识要点:
初中物理中的电磁感应现象。
2、本阶段知识要点:
知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。
知道电磁感应、感应电流的定义。
会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。
能根据实验事实归纳出产生感应电流的条件。
会运用条件判断有无感应电流
3、后续知识要点:
电磁感应现象产生的原因。
4、拓展知识要点:
电磁感应现象的有关规律和判断方法。
(一)划时代的发现
1.奥斯特梦圆“电生磁”
(1)许多哲学家提出了各种自然现象之间是相互联系和相互转化的思想。
奥斯特坚信电与磁之间可能存在着某种联系。
而在这之前许多物理学家都坚持认为电与磁是互不相关的。
(2)奥斯特的研究并不是一帆风顺的。
经历了好多次失败,但奥斯特始终没有放弃。
直到1820年4月的一次演讲中碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针。
当电源接通时,小磁针发生了转动。
说明电流对小磁针产生了作用,证明电流在其周围产生了磁场。
这就是发现电流磁效应的过程。
(3)通过前面的学习,我们知道,地磁场是南北方向的,小磁针静止时指示南北方向。
通电直导线的磁场方向遵守安培定则。
当导线南北放置时,导线下方的磁场方向沿东西方向,当导线通电后,小磁针受到电流的磁场作用由原来的南北方向转向东西方向。
奥斯特从磁针的偏转,确定电和磁的联系。
也就是电流的磁效应。
(4)电流磁效应的发现揭示了电现象和磁现象之间存在的某种联系。
奥斯特的思维和实践突破了人类对电与磁认识的局限性。
电流磁效应的发现引发了科学认识领域的思考,推动了电磁学的发展。
2.法拉第心系“磁生电”
(1)奥斯特发现电流磁效应引发了对称性的普遍思考:
既然电流能够引起磁针的运动,那么磁铁也会使导线产生电流。
法拉第坚信:
磁与电之间也应该有类似的“感应”。
(2)法拉第的研究并不是一帆风顺的。
经历了好多次失败,但法拉第始终没有放弃。
直到1831年8月29日,他苦苦寻找了10年之久的“磁生电“的效应终于被发现了。
(3)法拉第在1822年12月、1825年11月、1828年4月作过三次集中的实验研究,均以失败告终。
原因在于,法拉第认为,既然奥斯特的实验表明有电流就有磁场,那么有了磁场就应该有电流。
他在实验中用的都是恒定电流产生的磁场。
(4)多次失败后,1831年8月29日,法拉第终于发现了电磁感应现象。
他把两个线圈绕到同一个铁环上,如图所示。
一个线圈接电源,一个线圈接“电流表”,在给线圈通电和断电的瞬间,令一个线圈中就出现电流。
之后他又做了大量的实验都取得了成功,他认为成功的“秘诀”是:
“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
(5)法拉第探索电磁感应现象的历程经历了10年之久,经历了大量的失败,但法拉第凭借自己的坚定信念和对科学的执著追求,勇敢地面对失败,一次又一次,最终成功属于坚持不懈的有心人,他成功了。
作为现代的中学生就要学习法拉第不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
(二)探究电磁感应的产生条件
1.实验观察
(1)闭合电路的部分导体切割磁感线
如图4.2-1所示,导体左右平动,前后运动、上下运动。
观察电流表的指针,把观察到的现象记录在表1中。
如图所示。
表1
导体棒的运动
表针的摆动方向
向右平动
向左
向后平动
不摆动
向左平动
向右
向上平动
向前平动
向下平动
结论:
只有左右平动时,导体棒切割磁感线,有电流产生,前后平动、上下平动,导体棒都不切割磁感线,没有电流产生。
(2)向线圈中插入磁铁,把磁铁从线圈中拔出
如图4.2-2所示。
把磁铁的某一个磁极向线圈中插入,从线圈中拔出,或静止地放在线圈中。
观察电流表的指针,把观察到的现象记录在表2中。
表2
磁铁的运动
N极插入线圈
S极插入线圈
N极停在线圈中
S极停在线圈中
N极从线圈中抽出
S极从线圈中抽出
只有磁铁相对线圈运动时,有电流产生。
磁铁相对线圈静止时,没有电流产生。
(3)模拟法拉第的实验
如图4.2-3所示。
线圈A通过变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端与电流表连接,把线圈A装在线圈B的里面。
观察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生。
把观察到的现象记录在表3中。
表3
操作
现象
开关闭合瞬间
有电流产生
开关断开瞬间
开关闭合时,滑动变阻器不动
无电流产生
开关闭合时,迅速移动变阻器的滑片
只有当线圈A中电流变化时,线圈B中才有电流产生。
2.分析论证
演示实验1中,部分导体切割磁感线,闭合电路所围面积发生变化(磁场不变化),有电流产生;
当导体棒前后、上下平动时,闭合电路所围面积没有发生变化,无电流产生。
演示实验2中,磁体相对线圈运动,线圈内磁场发生变化,变强或者变弱(线圈面积不变),有电流产生;
当磁体在线圈中静止时,线圈内磁场不变化,无电流产生。
(如图4.2-4)
演示实验3中,通、断电瞬间,变阻器滑动片快速移动过程中,线圈A中电流变化,导致线圈B内磁场发生变化,变强或者变弱(线圈面积不变),有电流产生;
当线圈A中电流恒定时,线圈内磁场不变化,无电流产生。
(如图4.2-5)
3.归纳总结
实验1中,部分导体切割磁感线,磁场不变,但电路面积变化,从而穿过电路的磁通量变化,从而产生感应电流;
实验2中,导体插入、拔出线圈,线圈面积不变,但磁场变化,同样导致磁通量变化,从而产生感应电流;
实验3中,通断电的瞬间,滑动变阻器的滑动片迅速滑动的瞬间,都引起线圈A中电流的变化,最终导致线圈B中磁通量变化,从而产生感应电流。
从这三个实验看见,感应电流产生的条件,应是穿过闭合电路的磁通量变化。
引起感应电流的表面因素很多,但本质的原因是磁通量的变化。
因此,电磁感应现象产生的条件可以概括为:
只要穿过闭合电路的磁通量变化,闭合电路中就有感应电流产生。
例题1:
发电的基本原理是电磁感应。
发现电磁感应现象的科学家是()
A.安培B.赫兹C.法拉第D.麦克斯韦
分析:
奥斯特的“电流的磁效应”可简称为“电生磁”
法拉第的“电磁感应”可简称为“磁生电”
正确答案为C
例题2:
下列现象中属于电磁感应现象的是()
A.磁场对电流产生力的作用
B.变化的磁场使闭合电路中产生电流
C.插在通电螺线管中的软铁棒被磁化
D.电流周围产生磁场
电磁感应现象指的是在磁场产生电流的现象正确答案为B
例题3:
如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中有一面积为S的矩形线圈abcd,垂直于磁场方向放置,现使线圈以ab边为轴转180°
,求此过程磁通量的变化?
分析与解:
初态中
末态
故
例题4:
如图(甲)所示,有一通电直导线MN水平放置,通入向右的电流I,另有一闭合线圈P位于导线正下方且与导线位于同一竖直平面,正竖直向上运动。
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?
在何位置时P中会产生感应电流?
解:
根据直流电流磁场特点,靠近导线处磁场强,远离导线处磁场弱。
把线圈P从MN下方运动到上方过程中的几个特殊位置如图(乙)所示,可知Ⅰ→Ⅱ磁通量增加,Ⅱ→Ⅲ磁通量减小,Ⅲ→Ⅳ磁通量增加,Ⅳ→Ⅴ磁通量减小,所以整个过程磁通量变化经历了增加→减小→增加→减小,所以在整个过程中P中都会有感应电流产生。
例题5:
、试用笔线代替导线连好本节课实验二的电路图:
例题6:
如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图。
铁芯上有两个线圈A和B。
线圈A跟电源连接,线圈B的两端接在一起,构成一个闭合回路。
在断开开关S的时候,弹簧E并不能立即将衔铁D拉起,因而不能使触头C(连接工作电路)立即离开,过一段时间后触头C才能离开,延时继电器就是这样得名的。
试说明这种继电器的原理。
线圈A与电源连接,线圈A中有恒定电流,产生恒定磁场,有磁感线穿过线圈B,但穿过线圈B的磁通量不变化,线圈B中无感应电流。
断开开关S时,线圈A中电流迅速减减小为零,穿过线圈B的磁通量也迅速减少,由于电磁感应,线圈B中产生感应电流,由于感应电流的磁场对衔铁D的吸引作用,触头C不离开;
经过一小段时间后感应电流减弱,感应电流磁场对衔铁D的吸引力减小,当弹簧E的作用力比磁场力大时,才将衔铁D拉起,触头C离开.