20xx教科版高中物理選修一第1章第1、2節(jié)電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件課時(shí)作業(yè)-在線瀏覽
2025-01-31 18:24本頁(yè)面
【正文】 電流． B 中線圈平面與導(dǎo)線的磁場(chǎng)平行，穿過 B 的磁通量也始終為 0， B 中也不能產(chǎn)生感應(yīng)電流． C中穿過線圈的磁通量如圖乙所示， Φ 進(jìn) Φ 出 ，即 Φ C≠0 ，當(dāng)切斷導(dǎo)線中電流后，經(jīng)過一定時(shí)間，穿過線圈的磁通量 Φ C減小為 0，所以 C 中有感應(yīng)電流產(chǎn)生； D 中線圈的磁通量 Φ D不為 0，當(dāng)電流切斷后， Φ D最終也減小為 0，所以 D中也有感應(yīng)電流產(chǎn)生． 【概念規(guī)律練】 知識(shí)點(diǎn)一 磁 通量的理解及其計(jì)算 1．如圖 1 所示，有一個(gè) 100 匝的線圈，其橫截面是邊長(zhǎng)為 L＝ m 的正方形，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B＝ T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)垂直．若將這個(gè)線圈橫截面的形狀由正方形改變成圓形 (橫截面的周長(zhǎng)不變 )，在這一過程中穿過線圈的磁通量改變了多少？ 圖 1 答案 10 － 3 Wb 解析 線 圈橫截面為正方形時(shí)的面積 S1＝ L2＝ ()2 m2＝ 10 － 2 m2. 穿過線圈的磁通量 Φ 1＝ BS1＝ 10 － 2 Wb＝ 10 － 2 Wb 橫截面形狀為圓形時(shí)，其半徑 r＝ 4L/2π ＝ 2L/π. 截面積大小 S2＝ π(2 L/π) 2＝ 425π m2 穿過線圈的磁通量 Φ 2＝ BS2＝ 4/(25π) Wb≈10 － 2 Wb. 所以，磁通量的變化 Δ Φ ＝ Φ 2－ Φ 1＝ (－ )10 － 2 Wb＝ 10 － 3 Wb 點(diǎn)評(píng) 磁通量 Φ ＝ BS的計(jì)算有幾點(diǎn)要注意： (1)S是指閉合回路中包含磁場(chǎng)的那部分有效面積； B是勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度． (2)磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)，也就是磁通量大小不受線圈匝數(shù)的影響．同理，磁通量的變化量 Δ Φ ＝ Φ 2－ Φ 1也不受線圈匝數(shù)的影響．所以，直接用公式求 Φ 、 Δ Φ 時(shí)，不必去考慮線圈匝數(shù) n. 2．如圖 2所示，線圈平面與水平方向成 θ 角，磁感線豎直向下，設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，線圈面積為 S，則穿過線圈的磁通量 Φ ＝ ________. 圖 2 答案 BScos θ 解析 線圈平面 abcd與磁場(chǎng)不垂直，不能直接用公式 Φ ＝ BS計(jì)算，可以用不同的分解方法進(jìn)行．可以將平面 abcd向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向投影，使用投影面積；也可以將磁感應(yīng)強(qiáng)度沿垂直于平面和平行于平面正交分解，使用磁感應(yīng)強(qiáng)度的垂直分量． 解法一：把面積 S投影到與磁場(chǎng) B垂直的方向，即水平方向 a′ b′ cd，則 S⊥ ＝ Scos θ ，故 Φ ＝ BS⊥ ＝ BScos θ . 解法二：把磁場(chǎng) B分解為平行于線圈平面 的分量 B∥ 和垂直于線圈平面的分量 B⊥ ，顯然 B∥ 不穿過線圈，且 B⊥ ＝ Bcos θ ，故 Φ ＝ B⊥ S＝ BScos θ . 點(diǎn)評(píng) 在應(yīng)用公式 Φ ＝ BS計(jì)算磁通量時(shí)，要特別注意 B⊥ S的條件，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的方法，千萬(wàn)不要亂套公式． 知識(shí)點(diǎn)二 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 3．下列情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 ( ) 圖 3 A．如圖甲所示，導(dǎo)體 AB 順著磁感線運(yùn)動(dòng) B．如圖乙所示，條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí) C．如圖丙所示，小螺線管 A插入大螺線管 B中不動(dòng)，開關(guān) S一直接通時(shí) D．如圖丙所示，小螺線管 A插入大螺線管 B中不動(dòng)，開關(guān) S 一直接通，當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí) 答案 BD 解析 A中導(dǎo)體棒順著磁感線運(yùn)動(dòng)，穿過閉合電路的磁通量沒有發(fā)生變化無感應(yīng)電流，故 A錯(cuò)； B中條形磁鐵插入線圈時(shí)線圈中的磁通量增加，拔出時(shí)線圈中的磁通量減少，都有感應(yīng)電流，故 B正確； C中開關(guān) S一直接通，回路中為恒定電流，螺線管 A產(chǎn)生的磁場(chǎng)穩(wěn)定，螺線管 B中的磁通量無變化，線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故 C錯(cuò)； D中開關(guān) S接通滑動(dòng)變阻器的阻值變化使閉合回路中的電流變化，螺線管 A的磁場(chǎng)變化，螺線管 B中磁通量變化，線 圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故 D正確． 點(diǎn)評(píng) 電路閉合，磁通量變化，是產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個(gè)必要條件，缺一不可．電路中有沒有磁通量不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，如果穿過電路的磁通量盡管很大但不變化，那么無論有多大，都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流． 4．如圖 4 所示，線圈 Ⅰ 與電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器相連
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