第18期 电磁感应现象及应用 电磁波的发现及应用 能量量子化-【数理报】新教材2022-2023学年高二物理必修第三册同步学案（人教版）

书 产生感应电流的条件是：穿过闭合电路的磁通量发 生变化．还应强调的两点是：１．电路必须闭合；２．电路 的磁通量一定发生变化．由于磁通量Φ ＝ＢＳｃｏｓθ，决定 于穿过闭合电路的磁感应强度 Ｂ、闭合电路的面积以及 闭合电路所在平面与磁场方向的夹角 θ，因此判断电路 中是否产生感应电流可以从下面三个角度进行分析． 一、磁感应强度Ｂ发生变化 例１．如图１所示，在无限长 的直线电流的磁场中，有一个闭 合的金属线框ａｂｃｄ，线框平面与 直导线在同一个平面内．要使线 框中产生感应电流，则 （　　） Ａ．增大导线中的电流强度 Ｂ．线框水平向左平动 Ｃ．线框竖直向下平动 Ｄ．线框垂直纸面向外平动 解析：增大导线中的电流强度，线框内任一点的磁 感应强度都增大，则穿过线框的磁通量增大．线框中有 感应电流产生，故Ａ正确；与导线距离相等的点，磁感应 强度大小相等，因此线框水平向左平动，磁通量不变，线 框中无感应电流产生，故Ｂ错误；离导线越远，磁感应强 度越小，因此线框竖直向下平动，磁通量变小，线框中有 感应电流产生，故Ｃ正确；垂直纸面向外平动，磁通量变 小．线框中有感应电流产生，故Ｄ正确． 答案：ＡＣＤ 二、面积Ｓ发生变化 例２．如图 ２所示，线框 ＡＢＣＤ从有界的匀强磁场区域 穿过，下列说法正确的是 （　　） Ａ．进入匀强磁场区域的 过程中，ＡＢＣＤ中有感应电流 Ｂ．在匀强磁场中匀速运动时，ＡＢＣＤ中没有感应电 流 Ｃ．在匀强磁场中加速运动时，ＡＢＣＤ中有感应电流 Ｄ．离开匀强磁场区域的过程中，ＡＢＣＤ中没有感应 电流 解析：当线框进入匀强磁场区域的过程中，穿过线 框的磁通量增大，所以有感应电流，故Ａ正确；无论线框 在磁场中做加速运动还是匀速运动，线框的磁通量都不 发生变化，所以线框中无感应电流，故Ｂ正确，Ｃ错误；在 离开匀强磁场区域的过程中，穿过线框的磁通量减小， 所以线框中会产生感应电流，故Ｄ错误． 答案：ＡＢ 三、线圈方向与磁场方向的夹角θ发生变化 例３．如图３所示，矩形线框 ａｂｃｄ与磁场方向垂直，且一半在 匀强磁场内，另一半在磁场外， 若要使线框中产生感应电流，下 列方法中可行的是 （　　） Ａ．以ａｄ边为轴转动 Ｂ．以中心线ＯＯ′为轴转动 Ｃ．以ａｂ边为轴转动（小于６０°） Ｄ．以ｃｄ边为轴转动（小于６０°） 解析：当线框以ａｄ边为轴或以中心线ＯＯ′为轴转动 时，投影面积Ｓ在变化，因而磁通量Φ发生变化，有感应 电流的产生，故ＡＢ正确；当线框以ａｂ边为轴转动（小于 ６０°）时，投影面积Ｓ减小，因而磁通量Φ减小，线框中有 感应电流，故 Ｃ正确；当线框以 ｃｄ边为轴转动（小于 ６０°）时，虽然整个线框在垂直于磁感应强度方向上的投 影面积减小，但在磁场内的那部分投影面积并未改变， 根据公式Φ ＝ＢＳ，穿过线框平面的磁通量不变，线框中 无感应电流．故Ｄ错误． 答案：ＡＢＣ 书 第１７期２版参考答案 素养专练１．磁场　磁感线 １．Ｄ　２．Ｂ　３．Ａ　４．Ｃ　５．Ｃ　６．Ａ 素养专练２．安培定则 １．Ｂ　２．Ａ　３．Ａ　４．Ｂ　５．Ｂ　６．Ｃ 素养专练３．磁感应强度　磁通量 １．Ｃ　２．Ｃ　３．Ｂ　４．Ａ　５．Ａ　６．Ａ 第１７期３版参考答案 Ａ组 一、选择题 １．Ｂ　２．Ｄ　３．Ｄ　４．Ａ　５．Ｂ 二、填空题 ６．排斥　磁效应 三、计算题 ７．（１）０．１２Ｗｂ；（２）０．３６Ｗｂ；（３）０，０或１８０°． ８．（１）４×１０－６Ｔ，家庭通电导线的磁感应强度比地 磁场的磁感应强度小得多； （２）２×１０－６Ｔ，输电线正下方的磁感应强度比家庭 电路中的磁场的磁感应强度略小． Ｂ组 一、多选题 １．ＡＤ　２．ＡＤ　３．ＢＣ 二、填空题 ４．从ｂ到ａ　先增大后减小再增大再减小 三、解答题 ５．（１）ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａ； （２）Ｉ′＝ ＦＦ－Ｆ′Ｉ 解析：（１）当线圈中通过的电流为Ｉ时，两细线的张 力减小，由于通电导线 ＭＮ在 ａｂ处产生的磁场比 ｄｃ处 强，则ａｂ受向上的安培力，且大于ｃｄ所受向下的安培力， 由安培定则和左手定则判断，线圈中电流一定沿顺时针 方向流动，即ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａ． （２）当线圈中不通电流时，由平 衡条件得２Ｆ＝ｍｇ，当两细线的张力 均为Ｆ′时，有ＢａｂＩＬ－ＢｃｄＩＬ＋２Ｆ′＝ ｍｇ，当两细线内的张力均为零时，有 ＢａｂＩ′Ｌ－ＢｃｄＩ′Ｌ＝ｍｇ，联立解得Ｉ′＝ Ｆ Ｆ－Ｆ′Ｉ． 书 电磁波中的Ｘ射线，γ射线、激光在农业方面已经 有了广泛的应用，取得了显著的效果，因此它们的研究 推广也有很好的发展前景． 一、Ｘ射线与农业 Ｘ射线是处于１×１０－１０ｍ～５×１０－８ｍ之间的电磁 波，我们可以利用Ｘ射线对农作物进行照射．Ｘ射线进 入生物体内，使生物体内的分子和原子产生电离和激 发，发生一系列生化反应，从而引起生理变化与遗传变 异