高中物理选修32学案教师版Word下载.docx
《高中物理选修32学案教师版Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理选修32学案教师版Word下载.docx（106页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
和
，则：
，
，（D）无法判断
分析：
在磁铁的内部磁感线从S极指向N极，在磁铁的外部磁感线从N极指向S极；
故从下向上穿过的磁感线条数一样多，但面积越大从上向下穿过来的磁感线条数越多，则磁感线的条数差越少，磁通量越少，C正确
例2光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图3所示，抛物线的方程是
，下部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是
的直线（图中的虚线所示）。
一个小金属块从抛物线上
（b
a）处以速度V沿抛物线自由下滑，假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的总热量是：
金属块可以看成一圈一圈的线圈组成的，线圈在进、出磁场的过程中，穿过线圈的磁通量变化，有感应电流产生，金属块的机械能越来越少，上升的最大高度越来越小，最后限定在磁场内运动，由能量守恒定律
，所以D正确。
[针对训练]
1、1831年8月29日，法拉第终于取得突破性进展。
这次他用一个软铁圆环，环上绕两个互相绝缘的线圈A和B，如图4所示，他在日记中写道：
“使一个有10对极板，每板面积为4平方英寸的电池充电。
用一根铜导线将一个线圈，或更确切地说把B边的线圈的两个端点连接，让铜线通过一个距离，恰好经过一根磁针的上方（距铁环3英尺远）然后把电池连接在A边线圈的两端；
这时立即观察到磁针的效应，它振荡起来，最后又停在原先的位置上，一旦断开A边与电池的连接，磁针再次被扰动。
”（以上载自郭奕玲沈慧君所著物理学史，清华大学出版社）
在法拉第的这个实验中，
（1）电路的连接是：
A线圈与，B线圈。
法拉第观察到的现象是：
（2）线圈与电源接通时，小磁针，说明另一个线圈中产生了。
并且最后小磁针又。
2、下列说法正确的是：
（A）导体在磁场中运动时，导体中一定有感应电流
（B）导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中一定有感应电流
（C）只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中一定有感应电流产生
（D）只要穿过闭合电路磁通量发生变化，电路中一定有感应电流
3、关于电磁感应现象，下列说法正确的是：
（A）导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流
（B）导体垂直磁场运动，导体内一定会产生感应电流
（C）闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，电路内一定会产生感应电流
（D）穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流
4、关于电磁感应现象，下列说法中正确的是：
（B）闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生
（C）闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流
（D）穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流
（E）穿过闭合电路的磁感线条数发生变化时，电路中有感应电流
[能力训练]
1、如图5所示，条形磁铁穿过一闭合弹性导体环，且导体环位于条形磁铁的中垂面上，如果把导体环压扁成椭圆形，那么这一过程中：
（B）穿过导体环的磁通量减少，有感应电流产生
（C）穿过导体环的磁通量增加，有感应电流产生
（D）穿过导体环的磁通量变为零，无感应电流
（E）穿过导体环的磁通量不变，无感应电流
2．金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图6所示的运动，线圈中有感应电流的是：
3、如图7所示，一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面内，且处于两直导线的中央，则线框中有感应电流的是;
（E）两电流同向且不断增大（B）两电流同向且不断减小
（C）两电流反向且不断增大（D）两电流反向且不断减小
4、如图8所示，线圈两端接在电流表上组成闭合回路，在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是
（A）线圈不动，磁铁插入线圈（B）线圈不动，磁铁拔出线圈
（C）磁铁插在线圈内不动（D）磁铁和线圈一块平动
5、一个处在匀强磁场中的闭合线圈中有一定的磁通量穿过，能使该回路产生感应电流的是：
A）改变磁场的磁感应强度
（B）改变回路平面与磁场方向的夹角
（C）改变闭合线圈所围成的面积
（D）线圈在磁场中平移
6、如图9所示，直导线中通以电流I，矩形线圈与电流共面，下列情况能产生感应电流的是：
（A）电流I增大（B）线圈向右平动
（C）线圈向下平动（D）线圈绕ab边转动
7、如图10所示，线圈abcd在磁场区域ABCD中，下列哪种情况下线圈中有感应电流产生：
（B）把线圈变成圆形（周长不变）
（B）使线圈在磁场中加速平移
（C）使磁场增强或减弱
（D）使线圈以过ad的直线为轴旋转
8、闭合矩形线圈跟磁感线方向平行，如图11所示，下列那种情况线圈中有感应电流：
（A）线圈绕ab轴转动
（B）线圈垂直纸面向外平动
（C）线圈沿ab轴向下移动
（D）线圈绕cd轴转动
9、如图12所示，开始时矩形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，若要使线圈中产生感应电流，下列方法可行的是：
（A）以ab为轴转动
（B）以
为轴转动
（C）以ad为轴转动（小于60
）
（D）以bc为轴转动（小于
10、如图13所示，在条形磁铁的外面套着一个闭合弹簧线圈，若把线圈四周向外拉，使线圈包围的面积变大，这时：
（A）线圈中有感应电流（B）线圈中无感应电流
（C）穿过线圈的磁通量增大（D）穿过线圈的磁通量减小
[学后反思]
______________________________________
________________________________________________________________________________。
参考答案
自主学习：
1.利用磁场产生电感应电流2.法拉第3.感应电动势电源
4.穿过闭合电路的磁通量发生变化5.右手定则楞次定律
针对训练1.
（1）电源连接两端点连在一起
（2）振荡（振动）感应电流停在原位置
2．D3.D4.CD
能力训练1.B2.A3.CD4.AB5.ABC6.ABD7.ACD
8.A9.ABD10.AD
4.2法拉第电磁感应定律
1、知道法拉第电磁感应定律的内容及表达式
2、会用法拉第电磁感应定律进行有关的计算
3、会用公式
进行计算
1．穿过一个电阻为R=1
的单匝闭合线圈的磁通量始终每秒钟均匀的减少2Wb，则：
（A）线圈中的感应电动势每秒钟减少2V（B）线圈中的感应电动势是2V
（C）线圈中的感应电流每秒钟减少2A（D）线圈中的电流是2A
2．下列几种说法中正确的是：
（B）线圈中的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
（C）穿过线圈的磁通量越大，线圈中的感应电动势越大
（D）线圈放在磁场越强的位置，线圈中的感应电动势越大
（E）线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大
3．有一个n匝线圈面积为S，在
时间内垂直线圈平面的磁感应强度变化了
，则这段时间内穿过n匝线圈的磁通量的变化量为，磁通量的变化率为，穿过一匝线圈的磁通量的变化量为，磁通量的变化率为。
4．如图1所示，前后两次将磁铁插入闭合线圈的相同位置，第一次用时0.2S，第二次用时1S；
则前后两次线圈中产生的感应电动势之比。
5．如图2所示，用外力将单匝矩形线框从匀强磁场的边缘匀速拉出．设线框的面积为S，磁感强度为B，线框电阻为R，那么在拉出过程中，通过导线截面的电量是______．
例1如图3所示，一个圆形线圈的匝数n=1000，线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1
线圈外接一个阻值R=4
的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图所示；
求：
（1）前4S内的感应电动势
（2）前5S内的感应电动势
例2.如图4所示，金属导轨MN、PQ之间的距离L=0.2m,导轨左端所接的电阻R=1
金属棒ab可沿导轨滑动，匀强磁场的磁感应强度为B=0.5T,ab在外力作用下以V=5m/s的速度向右匀速滑动，求金属棒所受安培力的大小。
导体棒ab垂直切割磁感线
1．长度和粗细均相同、材料不同的两根导线，分别先后放在U形导轨上以同样的速度在同一匀强磁场中作切割磁感线运动，导轨电阻不计，则两导线：
（A）产生相同的感应电动势（B）产生的感应电流之比等于两者电阻率之比
（C）产生的电流功率之比等于两者电阻率之比（D）两者受到相同的磁场力
2．在图5中，闭合矩形线框abcd位于磁感应强度为B的匀强磁场中，ad边位于磁场边缘，线框平面与磁场垂直，ab、ad边长分别用L1、L2表示，若把线圈沿v方向匀速拉出磁场所用时间为△t，则通过线框导线截面的电量是:
3．在理解法拉第电磁感应定律
及改写形势
的基础上（线圈平面与磁感线不平行），下面叙述正确的为：
（B）对给定线圈，感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比
（C）对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁感应强度的变化
成正比
（D）对给定匝数的线圈和磁场，感应电动势的大小跟面积的平均变化率
成正比
（E）题目给的三种计算电动势的形式，所计算感应电动势的大小都是
时间内的平均值
4．如图6所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻为细金属环电阻的
，磁场方向垂直穿过粗金属环所在的区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在粗环内产生的感应电动势为E，则a、b两点的电势差为。
5.根椐法拉第电磁感应定律E=Δф/Δt推导导线切割磁感线,即在B⊥L，V⊥L，V⊥B条件下，如图7所示，导线ab沿平行导轨以速度V匀速滑动产生感应电动势大小的表达式E=BLV。
6．如图8所示，水平放置的平行金属导轨，相距L=0.5m,左端接一电阻R=0.20
磁感应强度B=0.40T的匀强磁场方向垂直导轨平面，导体棒ab垂直导轨放在导轨上，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab棒以V=4.0m/s的速度水平向右滑动时，求：
（1）ab棒中感应电动势的大小
（2）回路中感应电流的大小
[能力训练]
3如图9所示，把金属圆环匀速拉出磁场，下列叙述正确的是：
（A）向左拉出和向右拉出所产生的感应电流方向相反
（B）不管向什么方向拉出，只要产生感应电流，方向都是顺时针
（C）向右匀速拉出时，感应电流方向不变
（D）要将金属环匀速拉出，拉力大小要改变
2．如图10所示，两光滑平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，磁场与导轨所在平面垂直，金属棒可沿导轨自由移动，导轨一端跨接一个定值电阻，金属棒和导轨电阻不计；
现用恒力将金属棒沿导轨由静止向右拉，经过时间
速度为V，加速度为
，最终以2V做匀速运动。
若保持拉力的功率恒定，经过时间
，速度也为V，但加速度为
，最终同样以2V的速度做匀速运动，则：
3．如图11所示，金属杆ab以恒定速率V在光滑平行导轨上
向右滑行，设整个电路中总电阻为R（恒定不变）,整个装置置于
垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是：
（A）ab杆中的电流与速率成正比；
（B）磁场作用于ab杆的安培力与速率V成正比；
（C）电阻R上产生的电热功率与速率V的平方成正比；
（D）外力对ab杆做的功的功率与速率V的平方成正比。
4．如图12中，长为L的金属杆在外力作用下，在匀强磁场中沿水平光滑导轨匀速运动，如果速度v不变，而将磁感强度由B增为2B。
除电阻R外，其它电阻不计。
那么：
（A）作用力将增为4倍（B）作用力将增为2倍
（C）感应电动势将增为2倍（D）感应电流的热功率将增为4倍
5．如图13所示，固定于水平绝缘平面上的粗糙平行金属导轨，垂直于导轨平面有一匀强磁场。
质量为m的金属棒cd垂直放在导轨上，除电阻R和金属棒cd的电阻r外，其余电阻不计；
现用水平恒力F作用于金属棒cd上，由静止开始运动的过程中，下列说法正确的是：
（A）水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能
（B）只有在cd棒做匀速运动时，F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能
（C）无论cd棒做何种运动，它克服安培力所做的功一定等于电路中产生的电能
（D）R两端的电压始终等于cd棒中的感应电动势的值
6．如图14所示，在连有电阻R=3r的裸铜线框ABCD上，以AD为对称轴放置另一个正方形的小裸铜线框abcd，整个小线框处于垂直框面向里、磁感强度为B的匀强磁场中．已知小线框每边长L，每边电阻为r,其它电阻不计。
现使小线框以速度v向右平移，求通过电阻R的电流及R两端的电压．
7.在磁感强度B=5T的匀强磁场中，放置两根间距d=0.1m的平行光滑直导轨，一端接有电阻R=9Ω，以及电键S和电压表．垂直导轨搁置一根电阻r=1Ω的金属棒ab，棒与导轨良好接触．现使金属棒以速度v=10m/s匀速向右移动，如图15所示，试求：
（1）电键S闭合前、后电压表的示数；
（2）闭合电键S，外力移动棒的机械功率．
8．如图16所示，电阻为R的矩形线圈abcd，边长ab=L,bc=h，质量为m。
该线圈自某一高度自由落下，通过一水平方向的匀强磁场，磁场区域的宽度为h，磁感应强度为B。
若线圈恰好以恒定速度通过磁场，则线圈全部通过磁场所用的时间为多少？
9．如图17所示，长为L的金属棒ab与竖直放置的光滑金属导轨接触良好（导轨电阻不计），匀强磁场中的磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面，金属棒无初速度释放，释放后一小段时间内，金属棒下滑的速度逐渐，加速度逐渐。
10．竖直放置的光滑U形导轨宽0.5m，电阻不计，置于很大的磁感应强度是1T的匀强磁场中，磁场垂直于导轨平面，如图18所示，质量为10g，电阻为1Ω的金属杆PQ无初速度释放后，紧贴导轨下滑（始终能处于水平位置）。
问：
（1）到通过PQ的电量达到0.2c时，PQ下落了多大高度？
（2）若此时PQ正好到达最大速度，此速度多大？
（3）以上过程产生了多少热量？
[学后反思]
__________________________________________________。
自主学习1.BD2.D3.
4.5:
15.
针对训练1.A2.B3.ACD4.
5.证明：
设导体棒以速度V匀速向右滑动，经过时间
，导体棒与导轨所围面积的变化
6．
（1）0.8V
（2）4A
能力训练1.BCD2.AD3.ABCD4.ACD5.BC6.
7.
（1）5V,4.5V
（2）2.5W8.
9.增大，减小
10．
（1）0.4米
（2）0.4米/秒0.0392J
4.3楞次定律
1．知道楞次定律的内容，理解感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化的含义
2．会利用楞次定律判断感应电流的方向
3．会利用右手定则判断感应电流的方向
注意：
感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，是“阻碍”“变化”，不是阻止变化，阻碍的结果是使磁通量逐渐的变化。
如果引起感应电流的磁通量增加，感应电流的磁场就跟引起感应电流的磁场方向相反，如果引起感应电流的磁通量减少，感应电流的磁场方向就跟引起感应电流的磁场方向相同。
楞次定律也可理解为“感应电流的磁场方向总是阻碍相对运动”。
1．磁感应强度随时间的变化如图1所示，磁场方向垂直闭合线圈所在的平面，以垂直纸面向里为正方向。
t1时刻感应电流沿方向，t2时刻感应电流，t3时刻感应电流；
t4时刻感应电流的方向沿。
2．如图2所示，导体棒在磁场中垂直磁场方做切割磁感线运动，则a、b两端的电势关系是。
[典型例题]
例1如图3所示，通电螺线管置于闭合金属环A的轴线上，A环在螺线管的正中间；
当螺线管中电流减小时，A环将：
（A）有收缩的趋势（B）有扩张的趋势
（C）向左运动（D）向右运动
螺线管中的电流减小，穿过A环的磁通量减少，由楞次定律感应电流的磁场阻碍磁通量的减少，以后有两种分析：
（1）感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相同，感应电流的磁感线也向左，由安培定则，感应电流沿逆时针方向（从左向右看）；
但A环导线所在处的磁场方向向右（因为A环在线圈的中央），由左手定则，安培力沿半径向里，A环有收缩的趋势。
（2）阻碍磁通量减少，只能缩小A环的面积，因为面积越小，磁通量越大，故A环有收缩的趋势。
A正确
例2如图4所示，在O点悬挂一轻质导线环，拿一条形磁铁沿导线环的轴线方向突然向环内插入，判断导线环在磁铁插入过程中如何运动？
磁铁向导线环运动，穿过环的磁通量增加，由楞次定律感应电流的磁场阻碍磁通量的增加，导线环向右运动阻碍磁通量的增加，导线环的面积减小也阻碍磁通量的增加，所以导线环边收缩边后退。
此题也可由楞次定律判断感应电流的方向，再由左手定则判断导线环受到的安培力，但麻烦一些。
1．下述说法正确的是：
（A）感应电流的磁场方向总是跟原来磁场方向相反
（B）感应电流的磁场方向总是跟原来的磁场方向相同
（C）当原磁场减弱时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同
（D）当原磁场增强时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同
2．关于楞次定律，下列说法中正确的是：
（A）感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强
（B）感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱
（C）感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化
（D）感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化
3．如图5所示的匀强磁场中，有一直导线ab在一个导体框架上向左运动，那么ab导线中感应电流方向（有感应电流）及ab导线所受安培力方向分别是：
（A）电流由b向a，安培力向左
（B）电流由b向a，安培力向右
（C）电流由a向b，安培力向左
（D）电流由a向b，安培力向右
4．如图6所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向（从上往下看）是：
（A）有顺时针方向的感应电流
（B）有逆时针方向的感应电流
（C）先逆时针后顺时针方向的感应电流
（D）无感应电流
5．如图7所示，螺线管中放有一根条形磁铁，当磁铁突然向左抽出时，A点的电势比B点的电势；
当磁铁突然向右抽出时，A点的电势比B点的电势。
6．对楞次定律的理解：
从磁通量变化的角度来看，感应电流总是；
从导体和磁体相对运动的角度来看，感应电流总是要；
从能量转化与守恒的角度来看，产生感应电流的过程中能通过电磁感应转化成电能．
7、楞次定律可以理解为以下几种情况
（1）若因为相对运动而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍相对运动
（2）若因为原磁场的变化而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍原磁场的变化
（3）若因为闭合回路的面积发生变化而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍面积的变化
（4）若因为电流的变化而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍电流的变化
综合以上分析，感应电流引起的效果总是阻碍（或反抗）产生感应电流的。
1．如图8所示，AB为固定的通电直导线，闭合导线框P与AB在同一平面内，当P远离AB运动时，它受到AB的磁场力为：
（A）引力且逐渐减小（B）引力且大小不变
（C）斥力且逐渐减小（D）不受力
2．如图9所示，当条形磁铁运动时，流过电阻的电流方向是由A流向B，则磁铁的运动可能是：
（A）向下运动（B）向上运动
（C）若N极在下，向下运动（D）若S极在下，向下运动
3．如图10所示,a、b两个同心圆线圈处于同一水
平面内，在线圈a中通有电流I，以下哪些情况可以使
线圈b有向里收缩的趋势？
（A）a中的电流I沿顺时针方向并逐渐增大
（B）a中的电流I沿顺时针方向并逐渐减小
（C）a中的电流沿逆时针方向并逐渐增大
（D）a中的电流沿逆时针方向并逐渐减小
4．如图11所示，两同心金属圆环共面，其中大闭合圆环与导轨绝缘，小圆环的开口端点与导轨相连，平行导轨处在水平面内，磁场方向竖直向下,金属棒ab与导轨接触良好，为使大圆环中产生图示电流，则ab应当：
（A）向右加速运动（B）向右减速运动
（C）向左加速运动（D）向左减速运动
5．一环形线圈放在匀强磁场中，第一秒内磁感线垂直线圈平面向里，磁感应强度随时间的变化关系如图12所示，则第二秒内线圈中感应电流大小变化和方向是：
（A）逐渐增加逆时针
（B）逐渐减小顺时针
（C）大小恒定顺时针
（D）大小恒定逆时针
6．如图13所示，Q为用毛皮摩擦过的橡胶圆盘，由于它的转动，使得金属环P中产生了逆时针方向的电流，则Q盘的转动情况是：
（A）顺时针加速转动
（B）逆时针加速转动
（C）顺时针减速转动
（D）逆时针减速转动
7．如图14所示，三角形线圈abc与长直导线彼此绝缘并靠近，线圈面积被分为相等的两部分，导线MN接通电流的瞬间，在abc中
（A）无感应电流
（B）有感应电流，方向a—b—c
（C）有感应电流，方向c—b—a
（D）不知MN中电流的方向，不能判断abc中电流的方向
8．如图15所示，条形磁铁从h高处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，K断开时，落地时间为t1,落地速度为V1;
K闭合时，落地时间为t2，落地速度为V2，则：
t1t2,
V1V2。
9、如图16所示，在两根平行长直导线M、N中，通过同方向、同强度的电流，导线框ABCD和两导线在同一平面内。
线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移
升级会员 