11.3 磁通量 电磁感应现象（第1、2课时）-2024-2025学年上海市高二物理必修三同步讲义（沪科版2020）

第三节 磁通量 电磁感应现象 第 1 课时 磁通量 课时聚焦 一、磁通量 1．概念：在磁感应强度为 B 的_______磁场中，有一个面积为 S 且与磁场方向___________的平面，___________与__________的乘积称为穿过这个平面的磁通量，简称_________。描述了穿过某一面积的磁感线条数。 2．公式：Φ = ___________。 若磁场与平面不垂直，则 Φ = ___________，式中 θ 表示 B 与 S 的夹角，Ssinθ 表示该平面在垂直于磁场方向上的___________面积。 B S 当 B⊥S 时 Φ = BS B S 若 B、S 不垂直 Φ = BSsinθ θ 投影面积 Ssinθ B S 若 B∥S Φ =0 B S1 磁通量有正负 Φ = BS1 – BS2 S2 3．磁通量是___________（矢/标）量，但有正、负，当以磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正，则磁感线从此面穿出即为___________。 若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向意通量大小为 Φ1，反向磁通量大小为 Φ2，则穿过该平面的合磁通量 Φ = ___________。 4．国际单位：___________，简称___________，符号是___________。1 Wb = 1 ___________。 5．B = ___________，表示磁感应强度在数值上等于穿过垂直于磁场方向单位面积的___________，因此磁感应强度也称为___________。磁通量越大，穿过相同面积的磁感线越___________。 典型例题 【例 1】 某一区域的磁感应强度 B = 5 T，其方向沿 x 轴正方向，如图所示。图中，ad∥bc∥ef，ab∥cd，be∥cf，ab = 50 cm，be = ef = 40 cm。求： （1）穿过 abcd 面的磁通量；a b c d e f x z y （2）穿过 bcfe 面的磁通量； （3）穿过 adfe面的磁通量。 【例 2】 如图所示，无限长通电直导线 MN 与一圆形线圈置于同一竖直平面内，ab 和 cd 分别是圆形线圈的水平直径和竖直直径，O 为圆心。 （1）当线圈沿 ab 方向向右平移时，穿过线圈的磁通量将____________； （2）当线圈沿 cd 方向向下平移时，穿过线圈的磁通量将___________； （3）当线圈沿垂直纸面方向向外平移时，穿过线圈的磁通量将___________； （4）当线圈以 ab 为轴，从右向左看顺时针转过 90° 的过程中，穿过线圈的磁通量将___________。（均选填”增大”“不变”或”减小”）M I a b d O c N 【例 3】 如图所示，设有理想圆界面的磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直穿过半径分别为 r 和 R（R > r）的同心圆形线圈 a 和 b，磁场的方向和分布区域如图（a）、（b）、（c）所示，则： （1）图（a）中穿过线圈 b 的磁通量为_____________； （2）图（b）中穿过线圈 b 的磁通量为___________； （3）图（c）中穿过线圈 b 的磁通量为_____________。 b （b） a B b （a） a B b （c） a B B 【例 4】 如图所示，在足够大且磁感应强度为 B 的匀强磁场中，一面积为 S 的线框垂直于磁场放置。在线框以 bc 边为轴顺时针转过 180° 的过程中，穿过线框的磁通量绝对值的变化情况是______________；若以磁感线穿过初始位置线框的磁通量为正，则线框从初始位置转过 180° 穿过该线框的磁通量变化量为___________。 a b c d B 同步精练 一、选择题 1． 描述磁场强弱的物理量是（ ） A．磁感应强度 B．磁通量 C．磁通量的变化量 D．磁场力 2． 下列单位与磁感应强度单位不相符的是（ ） A．T B．J·s/m2 C．Wb/m2 D．N/（A·m） 3． 下列说法正确的是（ ） A．磁感应强度大的地方，穿过线圈的磁通量不一定大 B．磁感应强度大小不变，线圈面积越大，穿过线圈的磁通量也越大 C．磁通量的变化，一定是由于磁场的变化产生的 D．穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度一定为零 4． 在匀强磁场中有一用导线围成的闭合线框，穿过闭合线框的磁通量不为零。要使穿过该线框的磁通量不发生变化，可采取的方法有（ ） A．改变磁感应强度的大小 B．改变导线线框所围的面积 C．旋转线框，改变线框平面跟磁场方向之间的夹角 D．将线框在磁场中沿着磁感线方向平移 5． 如图，空间中有一线圈所围面积为 S、匝数为 N，其中一半面积处于磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。则穿过该线圈的磁通量大小为（ ） A．NBS B．NBS C．BS D．BS 6． 通电长直导线的磁感线分布如图，面积相等的线圈 S1、S2 所在平面与导线垂直，则通过线圈 S1、S2 的磁通量 Φ1、Φ2（ ） A．Φ1 > Φ2 B．Φ1 < Φ2 C．Φ1 与 Φ2 相等，但不为 0 D．Φ1 与 Φ2 均为 0 7． 如图，匀强磁场的磁感应强为 B，方向沿 x 轴的正方向，且线段 MN、DC、NC、EF、MD、NE、CF 均相等，通过面积 SMNCD、SNEFC、SMEFD 的磁通量分别为 Φ1、Φ2 和 Φ3，则（ ）y N x B D z E M F C A．Φ1 = Φ2 B．Φ1 = Φ3 C．Φ2 > Φ1 D．Φ2 > Φ3 8． 如图，A、B 圆环共面且彼此绝缘，对 A 圆环通电，图中区域 Ⅰ、Ⅱ 面积相等。设 Ⅰ 中的磁通量为 ΦⅠ，Ⅱ 中的磁通量为 ΦⅡ，则 ΦⅠ、ΦⅡ 大小关系为（ ） A．ΦⅠ > ΦⅡ B．ΦⅠ < ΦⅡ C．ΦⅠ = ΦⅡ D．无法确定 9． 【2011年上海会考】如图，正方形线圈 abcd 的一半处于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直。在线圈以 ab 为轴旋转 90 的过程中，穿过线圈的磁通量大小（ ）× × × × × × × × × × × × × × × × B a d c b （A）一直减小 （B）先增大后减小 （C）先减小后增大 （D）先不变后减小 10． 如图，面积 S = 0.4 m2 的线圈 abcd 处于匀强磁场中，磁感应强度 B = 0.6 T，方向竖直向下，线圈平面与水平方向夹角 θ = 60°。下列说法正确的是（ ） A．此时穿过线圈的磁通量为 0.24 Wb B．当 θ = 90° 时，穿过线圈的磁通量最大 C．当 θ = 0° 时，穿过线圈的磁通量为零 D．线圈以 cd 边为轴逆时针转动 60° 过程中，磁通量变化量为 0.12 Wb 二、填空题 11． 面积为 0.04 m2 的正方形导线框处于磁感应强度为 2×10−2 T 的匀强磁场中，当线框平面与磁场垂直时，穿过线框的磁通量 Φ1 = _________Wb；当线框平面与磁场平行时，穿过线框的磁通量 Φ2 = _________Wb；若以线框任意边为轴转使线圈平面过 90° 的过程中，磁通量的变化量 ΔΦ = ________Wb。 12． 在匀强磁场中垂直于磁场方向放置一个边长为 2×10−2 m 的正方形线框，穿过线框平面的磁通量为 3 × 10−5 Wb，则该处磁感应强度为_____________T；若将正方形线框的边长减小为原来的二分之一，其他条件不变，则穿过线框平面的磁通量为____________Wb。 13． 如图所示，a、b 和 c 三个形状完全相同的矩形绝缘线框与通电直导线在同一平面内，其中 a 关于导线左右对称，b 和 c 的右侧平齐，则三个线框中磁通量最大的是_________；如果通过直导线的电流增大，则三个线框中磁通量变化量最小的是__________。a b c I 14． 如图，线框 abcd 的左侧放置一通有恒定电流的长直导线。在位置 Ⅰ 时穿过线框的磁通量为 Φ。 （1）将线框从位置 Ⅰ 平移到以 MN 为对称轴的位置 Ⅱ，此过程中磁通量的变化量为_______； （2）将线框从位置 Ⅰ 以 MN 为转轴转到位置 Ⅱ，此过程中磁通量的变化量为_______。a M N b c d Ⅱ Ⅰ 15． 在国际单位制中，磁感应强度的单位用基本单位表示是______________，磁通量的单位用基本单位表示是_______________。 三、综合题 16． 如图，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 B = 0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为 O，面积为 S1 = 10 cm2。现于纸面内先后放上 a、b 两个圆形单匝线圈，圆心均在 O 处，a 线圈面积为 S1 = 10 cm2，b 线圈面积为 S2 = 15 cm2。 （1）在 B 减为 0.4 T 的过程中，a 和 b 中磁通量的改变量 ΔΦa、ΔΦb 分别为多少？ （2）磁感应强度 B 大小、方向均不变，线圈 a 绕直径转过 180° 过程中，a 线圈中磁通量改变量 ΔΦaʹ 为多少？ 第 2 课时 电磁感应现象 课时聚焦 二、电磁感应现象 1．___________把他发现的这种由_______产生________的现象称为电磁感应现象，产生的电流称为___________电流。 2．自主活动 产生感应电流的条件 A B P + − G 铁芯 1．电键闭合、断开瞬间； 2．移动滑动变阻器的滑片 P； 3．通电线圈 A 在线圈 B 中插入或抽出； 4．铁芯在线圈 A 中插入或拔出 灵敏电流计指针会偏转 G 磁铁插入、抽出线圈时 灵敏电流计指针指针会偏转 3．产生感应电流的条件：只要通过___________导体回路的___________发生变化，闭合导体回路中就会产生感应电流。 典型例题 【例 1】 如图，是“研究电磁感应现象”的实验装置。 （1）将图中所缺导线补接完整； （2）正确接好电路后，在闭合开关前，滑动变阻器滑动片应置于__________端（选填“左”或“右”）； （3）闭合开关后观察：让线圈 A 停在线圈 B 中，电流表指针__________；将滑动变阻器的滑片迅速向左移动时，电流表指针__________；将线圈 A 迅速从线圈 B 中拔出时，电流表指针__________。（均选填“偏转”或“不偏转”） 【例 2】 如图所示，在匀强磁场中有一个矩形闭合线框，下列情况中线框中能产生感应电流的是（ ） （a） （b） （c） （d） （1）如图（a）所示，保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中由上向下运动。 （2）如图（b）所示，保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中由左向右运动。 （3）如图（c）所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中由左向右运动。 （4）如图（d）所示，线框绕轴线 OO′ 转动。 【例 3】 如图所示，围绕条形磁体中央有两个面积大小不同且处于同一平面内的线圈 a 和 b。试比较通过的线圈 a 与线圈 b 的磁通量大小。 【例 4】 如图所示，空间固定一条形磁体，有三个金属环 a、b、c，则： （1）若圆环 a 由无穷远向右移到靠近条形磁体的 N 极，通过圆环 a 的磁通量如何变化？ （2）若垂直于地面的圆环 b 从条形磁体的中央位置竖直下落，通过圆环 b 的磁通量如何变化？ （3）若圆环 a 由条形磁体的 N 极通过条形磁体移到 S 极，通过圆环 a 的磁通量如何变化？ （4）若在条形磁体附近，环面平行于地面的圆环 c 从条形磁体右边的位置 1 下降到位置 3，通过圆环 c 的磁通量如何变化？ （5）若在条形磁体附近，圆环 c 从条形磁体右边的位置 1，沿着水平方向移到磁体左边，通过圆环 c 的磁通量如何变化？ 同步精练 一、选择题 1． 对电流磁效应的对称性思考或逆向思维，人们提出的问题是（ ） A．摩擦产生热 B．电流产生磁 C．静电感应 D．磁体产生电流 2． 下列现象中，属于电磁感应现象的是（ ） A．小磁针在通电导线附近发生偏转 B．通电线圈在磁场中转动 C．磁铁吸引小磁针 D．闭合线圈靠近磁铁时产生电流 3． 关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是（ ） A．位于磁场中的闭合线圈，一定能产生感应电流 B．闭合线圈垂直磁感线运动，一定能产生感应电流 C．闭合线圈与磁场发生相对运动，一定能产生感应电流 D．不论用什么办法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，一定能产生感应电流 4． 如图，闭合圆形线圈放在范围足够大的匀强磁场中，下列情况线圈中能产生感应电流的是（ ） A．线圈向右平移 B．线圈向上平移 C．线圈以 ab 为轴转动 D．线圈绕过圆心 O 且垂直于线圈平面的轴转动 5． 如图，矩形线框在匀强磁场中的各种运动，能够产生感应电流的是（ ） B v A O Oʹʹ B ω （B） B v （D） B v （C） 6． 如图，螺线管及灵敏电流计构成的回路整体向右以速度 v 靠近条形磁铁，下面几种说法中正确的是（ ） A．只有螺线管速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流 B．只有磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流 C．因磁体静止，螺线管中不会产生感应电流 D．螺线管中会产生感应电流 7． 如图，长直导线 MN 中通有方向如图的电流，其正下方有矩形导线框 abcd，在下列哪种情况下，abcd 中没有感应电流产生（ ） A．直导线中电流变大 B．导线框向下移动I M N a b c d C．线框以 bc 边为轴转动 D．线框水平向右移动 8． 如图，某闭合圆线圈水平放在通电螺线管的中轴线 OOʹ 上，若想在线圈中产生感应电流，下列操作可行的是（ ） A．断开开关 S B．滑动变阻器滑片右移 C．闭合圆线圈上移 D．闭合圆线圈以 OOʹ 为轴转动 9． 下列情况中能产生感应电流的是（ ） 10． （多选）如图，通有恒定电流的导线与闭合金属框共面，第一次将金属框由 Ⅰ 平移到 Ⅱ，第二次将金属框由 Ⅰ 绕导线翻转到 Ⅱ，则（ ） A．若先后两次通过金属框的磁通量变化分别为 ΔΦⅠ 和 ΔΦⅡ，则 ΔΦⅠ < ΔΦⅡⅡ Ⅰ B．若先后两次通过金属框的磁通量变化分别为 ΔΦⅠ 和 ΔΦⅡ，则 ΔΦⅠ > ΔΦⅡ C．先后两次线框中均会产生感应电流 D．第一次线框中有感应电流产生，第二次不会产生感应电流 11． 如图，a、b、c 三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈 a 中有电流 I 通过时，穿过它们的磁通量分别为 Φa、Φb、Φc，则（ ） A．Φa < Φb < Φc B．Φa > Φb > Φc C．Φa < Φc < Φb D．Φa > Φc > Φba b c I 12． 如图，环形金属软弹簧套在条形磁铁的中心位置，若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则（ ） A．穿过弹簧所包围面积的磁通量变大，环内有感应电流 B．穿过弹簧所包围面积的磁通量变大，环内无感应电流 C．穿过弹簧所包围面积的磁通量变小，环内有感应电流 D．穿过弹簧所包围面积的磁通量变小，环内无感应电流 13． 如图，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积 S1 > S2 = S3，且“3”线圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为 Φ1、Φ2、Φ3。则它们的大小关系是（ ） A．Φ1 > Φ2 > Φ3 B．Φ1 < Φ2 < Φ3 C．Φ1 > Φ2 = Φ3 D．Φ1 < Φ2 = Φ3 二、填空题 14． 1831 年，物理学家法拉第用如图的实验装置，成功发现了磁生电现象。开关始终处于闭合状态时，a 线圈中__________感应电流产生，开关闭合或断开瞬间，a 线圈中__________感应电流产生。（均选填“有”或“无”） 15． 【2015年上海会考】如图，边长为 L 的正方形金属线框的一半处于匀强磁场中，其 ab 边与磁场区域的边界平行，磁场方向垂直线框平面，磁感应强度为 B。此时，穿过线框的磁通量大小为__________。若线框绕 cd 边以角速度 ω = rad/s匀速转动，在由图示位置转过 90° 的过程中，线框中有感应电流的时间为_________s。× × × × × × × × × × × × × × × × B a d c b 三、实验题 16． 【2020年上海会考补考】右图为“研究感应电流产生条件”的实验装置示意图。闭合电键后，能产生感应电流的操作有（写出两种）： （1）____________________________； （2）____________________________。 本实验产生的感应电流存在于____（选填“A”或“B”）线圈。 A B 17． 【2012学年黄浦二模】为观察电磁感应现象，某学生将电流表、螺线管A和B、电池组、滑动变阻器、电键接成如图所示的实验电路：A B （1）实验前滑动变阻器的滑片应置于最_______端；（选填“左”或“右”） （2）（单选）该同学将线圈B放置在线圈A中，闭合、断开电键时，电流表指针都没有偏转，其原因是（ ） （A）电键的位置接错 （B）电流表的正、负接线柱上导线接反 （C）线圈B的两个接线柱上导线接反 （D）蓄电池的正、负极接反 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三节 磁通量 电磁感应现象 第 1 课时 磁通量 课时聚焦 一、磁通量 Comment by fj: 1．匀强，垂直，磁感应强度 B，面积 S，磁通 2．BS BSsinθ，投影（注意：此处为拓展视野的内容，没用 cosθ，作业中没出现定量计算） 3．标，负 4．韦伯，韦，Wb，T·m2 5．，磁通量，磁通密度 1．概念：在磁感应强度为 B 的_______磁场中，有一个面积为 S 且与磁场方向___________的平面，___________与__________的乘积称为穿过这个平面的磁通量，简称_________。描述了穿过某一面积的磁感线条数。 2．公式：Φ = ___________。 若磁场与平面不垂直，则 Φ = ___________，式中 θ 表示 B 与 S 的夹角，Ssinθ 表示该平面在垂直于磁场方向上的___________面积。 B S 当 B⊥S 时 Φ = BS B S 若 B、S 不垂直 Φ = BSsinθ θ 投影面积 Ssinθ B S 若 B∥S Φ =0 B S1 磁通量有正负 Φ = BS1 – BS2 S2 3．磁通量是___________（矢/标）量，但有正、负，当以磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正，则磁感线从此面穿出即为___________。 若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向意通量大小为 Φ1，反向磁通量大小为 Φ2，则穿过该平面的合磁通量 Φ = ___________。 4．国际单位：___________，简称___________，符号是___________。1 Wb = 1 ___________。 5．B = ___________，表示磁感应强度在数值上等于穿过垂直于磁场方向单位面积的___________，因此磁感应强度也称为___________。磁通量越大，穿过相同面积的磁感线越___________。 典型例题 【例 1】 某一区域的磁感应强度 B = 5 T，其方向沿 x 轴正方向，如图所示。图中，ad∥bc∥ef，ab∥cd，be∥cf，ab = 50 cm，be = ef = 40 cm。求： Comment by fj: （1）1 Wb （2）0 （3）1 Wb 鲁科版课本习题，定量计算，投影面积 （1）穿过 abcd 面的磁通量；a b c d e f x z y （2）穿过 bcfe 面的磁通量； （3）穿过 adfe面的磁通量。 【例 2】 如图所示，无限长通电直导线 MN 与一圆形线圈置于同一竖直平面内，ab 和 cd 分别是圆形线圈的水平直径和竖直直径，O 为圆心。 （1）当线圈沿 ab 方向向右平移时，穿过线圈的磁通量将____________； （2）当线圈沿 cd 方向向下平移时，穿过线圈的磁通量将___________； （3）当线圈沿垂直纸面方向向外平移时，穿过线圈的磁通量将___________； （4）当线圈以 ab 为轴，从右向左看顺时针转过 90° 的过程中，穿过线圈的磁通量将___________。（均选填”增大”“不变”或”减小”） Comment by fj: 减小，不变，减小，减小 2021版沪科版练习册11.3.3M I a b d O c N 【例 3】 如图所示，设有理想圆界面的磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直穿过半径分别为 r 和 R（R > r）的同心圆形线圈 a 和 b，磁场的方向和分布区域如图（a）、（b）、（c）所示，则： （1）图（a）中穿过线圈 b 的磁通量为_____________； （2）图（b）中穿过线圈 b 的磁通量为___________； （3）图（c）中穿过线圈 b 的磁通量为_____________。 Comment by fj: πr2B，πB（R2 – r2），πB | R2 – 2r2 | 2021版沪科版练习册11.3.4，有效面积，正负 b （b） a B b （a） a B b （c） a B B 【例 4】 如图所示，在足够大且磁感应强度为 B 的匀强磁场中，一面积为 S 的线框垂直于磁场放置。在线框以 bc 边为轴顺时针转过 180° 的过程中，穿过线框的磁通量绝对值的变化情况是______________；若以磁感线穿过初始位置线框的磁通量为正，则线框从初始位置转过 180° 穿过该线框的磁通量变化量为___________。 Comment by fj: 先变小后变大，− 2BS 2021版沪科版练习册11.3.6 a b c d B 同步精练 一、选择题 1． 描述磁场强弱的物理量是（ ） A．磁感应强度 B．磁通量 C．磁通量的变化量 D．磁场力 2． 下列单位与磁感应强度单位不相符的是（ ） Comment by fj: B A．T B．J·s/m2 C．Wb/m2 D．N/（A·m） 3． 下列说法正确的是（ ） A．磁感应强度大的地方，穿过线圈的磁通量不一定大 B．磁感应强度大小不变，线圈面积越大，穿过线圈的磁通量也越大 C．磁通量的变化，一定是由于磁场的变化产生的 D．穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度一定为零 4． 在匀强磁场中有一用导线围成的闭合线框，穿过闭合线框的磁通量不为零。要使穿过该线框的磁通量不发生变化，可采取的方法有（ ） Comment by fj: D A．改变磁感应强度的大小 B．改变导线线框所围的面积 C．旋转线框，改变线框平面跟磁场方向之间的夹角 D．将线框在磁场中沿着磁感线方向平移 5． 如图，空间中有一线圈所围面积为 S、匝数为 N，其中一半面积处于磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。则穿过该线圈的磁通量大小为（ ） Comment by fj: C A．NBS B．NBS C．BS D．BS 6． 通电长直导线的磁感线分布如图，面积相等的线圈 S1、S2 所在平面与导线垂直，则通过线圈 S1、S2 的磁通量 Φ1、Φ2（ ） Comment by fj: D A．Φ1 > Φ2 B．Φ1 < Φ2 C．Φ1 与 Φ2 相等，但不为 0 D．Φ1 与 Φ2 均为 0 7． 如图，匀强磁场的磁感应强为 B，方向沿 x 轴的正方向，且线段 MN、DC、NC、EF、MD、NE、CF 均相等，通过面积 SMNCD、SNEFC、SMEFD 的磁通量分别为 Φ1、Φ2 和 Φ3，则（ ） Comment by fj: By N x B D z E M F C A．Φ1 = Φ2 B．Φ1 = Φ3 C．Φ2 > Φ1 D．Φ2 > Φ3 8． 如图，A、B 圆环共面且彼此绝缘，对 A 圆环通电，图中区域 Ⅰ、Ⅱ 面积相等。设 Ⅰ 中的磁通量为 ΦⅠ，Ⅱ 中的磁通量为 ΦⅡ，则 ΦⅠ、ΦⅡ 大小关系为（ ） Comment by fj: A A．ΦⅠ > ΦⅡ B．ΦⅠ < ΦⅡ C．ΦⅠ = ΦⅡ D．无法确定 9． 【2011年上海会考】如图，正方形线圈 abcd 的一半处于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直。在线圈以 ab 为轴旋转 90 的过程中，穿过线圈的磁通量大小（ ） Comment by jing fan: D 2011上海会考11× × × × × × × × × × × × × × × × B a d c b （A）一直减小 （B）先增大后减小 （C）先减小后增大 （D）先不变后减小 10． 如图，面积 S = 0.4 m2 的线圈 abcd 处于匀强磁场中，磁感应强度 B = 0.6 T，方向竖直向下，线圈平面与水平方向夹角 θ = 60°。下列说法正确的是（ ） A．此时穿过线圈的磁通量为 0.24 Wb B．当 θ = 90° 时，穿过线圈的磁通量最大 C．当 θ = 0° 时，穿过线圈的磁通量为零 D．线圈以 cd 边为轴逆时针转动 60° 过程中，磁通量变化量为 0.12 Wb 二、填空题 11． 面积为 0.04 m2 的正方形导线框处于磁感应强度为 2×10−2 T 的匀强磁场中，当线框平面与磁场垂直时，穿过线框的磁通量 Φ1 = _________Wb；当线框平面与磁场平行时，穿过线框的磁通量 Φ2 = _________Wb；若以线框任意边为轴转使线圈平面过 90° 的过程中，磁通量的变化量 ΔΦ = ________Wb。 12． 在匀强磁场中垂直于磁场方向放置一个边长为 2×10−2 m 的正方形线框，穿过线框平面的磁通量为 3 × 10−5 Wb，则该处磁感应强度为_____________T；若将正方形线框的边长减小为原来的二分之一，其他条件不变，则穿过线框平面的磁通量为____________Wb。 Comment by fj: B = = T = 7.5 × 10−2 T Φʹ = Baʹ2 = 7.5 × 10−2 ×（1 × 10−2）2 Wb = 7.5 × 10−6 Wb 2021版沪科版练习册11.3.2 13． 如图所示，a、b 和 c 三个形状完全相同的矩形绝缘线框与通电直导线在同一平面内，其中 a 关于导线左右对称，b 和 c 的右侧平齐，则三个线框中磁通量最大的是_________；如果通过直导线的电流增大，则三个线框中磁通量变化量最小的是__________。 Comment by fj: c，a 2021版沪科版练习册11.3.5a b c I 14． 如图，线框 abcd 的左侧放置一通有恒定电流的长直导线。在位置 Ⅰ 时穿过线框的磁通量为 Φ。 （1）将线框从位置 Ⅰ 平移到以 MN 为对称轴的位置 Ⅱ，此过程中磁通量的变化量为_______； （2）将线框从位置 Ⅰ 以 MN 为转轴转到位置 Ⅱ，此过程中磁通量的变化量为_______。a M N b c d Ⅱ Ⅰ 15． 在国际单位制中，磁感应强度的单位用基本单位表示是______________，磁通量的单位用基本单位表示是_______________。 Comment by fj: kg/A·s2，kg·m2/A·s2 2021版沪科版练习册11.3.1 三、综合题 16． 如图，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 B = 0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为 O，面积为 S1 = 10 cm2。现于纸面内先后放上 a、b 两个圆形单匝线圈，圆心均在 O 处，a 线圈面积为 S1 = 10 cm2，b 线圈面积为 S2 = 15 cm2。 Comment by fj: （1）ΔΦa = ΔΦb = 4×10−4 Wb （2）ΔΦaʹ = 1.6×10−4 Wb （1）在 B 减为 0.4 T 的过程中，a 和 b 中磁通量的改变量 ΔΦa、ΔΦb 分别为多少？ （2）磁感应强度 B 大小、方向均不变，线圈 a 绕直径转过 180° 过程中，a 线圈中磁通量改变量 ΔΦaʹ 为多少？ 第 2 课时 电磁感应现象 课时聚焦 二、电磁感应现象 Comment by fj: 1．法拉第，磁，电流，感应 2． 3．闭合，磁通量 1．___________把他发现的这种由_______产生________的现象称为电磁感应现象，产生的电流称为___________电流。 2．自主活动 产生感应电流的条件 A B P + − G 铁芯 1．电键闭合、断开瞬间； 2．移动滑动变阻器的滑片 P； 3．通电线圈 A 在线圈 B 中插入或抽出； 4．铁芯在线圈 A 中插入或拔出 灵敏电流计指针会偏转 G 磁铁插入、抽出线圈时 灵敏电流计指针指针会偏转 3．产生感应电流的条件：只要通过___________导体回路的___________发生变化，闭合导体回路中就会产生感应电流。 典型例题 【例 1】 如图，是“研究电磁感应现象”的实验装置。 Comment by fj: （1）略 （2）右 （3）不偏转，偏转，偏转，偏转 （1）将图中所缺导线补接完整； （2）正确接好电路后，在闭合开关前，滑动变阻器滑动片应置于__________端（选填“左”或“右”）； （3）闭合开关后观察：让线圈 A 停在线圈 B 中，电流表指针__________；将滑动变阻器的滑片迅速向左移动时，电流表指针__________；将线圈 A 迅速从线圈 B 中拔出时，电流表指针__________。（均选填“偏转”或“不偏转”） 【例 2】 如图所示，在匀强磁场中有一个矩形闭合线框，下列情况中线框中能产生感应电流的是（ ） （a） （b） （c） （d） （1）如图（a）所示，保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中由上向下运动。 （2）如图（b）所示，保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中由左向右运动。 （3）如图（c）所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中由左向右运动。 （4）如图（d）所示，线框绕轴线 OO′ 转动。 【例 3】 如图所示，围绕条形磁体中央有两个面积大小不同且处于同一平面内的线圈 a 和 b。试比较通过的线圈 a 与线圈 b 的磁通量大小。 【例 4】 如图所示，空间固定一条形磁体，有三个金属环 a、b、c，则： Comment by fj: （1）变大 （2）变小 （3）先变大后变小 （4）先变小后变大 （5）先变小后变大 课本习题，通常来不及讲完 （1）若圆环 a 由无穷远向右移到靠近条形磁体的 N 极，通过圆环 a 的磁通量如何变化？ （2）若垂直于地面的圆环 b 从条形磁体的中央位置竖直下落，通过圆环 b 的磁通量如何变化？ （3）若圆环 a 由条形磁体的 N 极通过条形磁体移到 S 极，通过圆环 a 的磁通量如何变化？ （4）若在条形磁体附近，环面平行于地面的圆环 c 从条形磁体右边的位置 1 下降到位置 3，通过圆环 c 的磁通量如何变化？ （5）若在条形磁体附近，圆环 c 从条形磁体右边的位置 1，沿着水平方向移到磁体左边，通过圆环 c 的磁通量如何变化？ 同步精练 一、选择题 1． 对电流磁效应的对称性思考或逆向思维，人们提出的问题是（ ） Comment by fj: D A．摩擦产生热 B．电流产生磁 C．静电感应 D．磁体产生电流 2． 下列现象中，属于电磁感应现象的是（ ） A．小磁针在通电导线附近发生偏转 B．通电线圈在磁场中转动 C．磁铁吸引小磁针 D．闭合线圈靠近磁铁时产生电流 3． 关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是（ ） Comment by fj: D A．位于磁场中的闭合线圈，一定能产生感应电流 B．闭合线圈垂直磁感线运动，一定能产生感应电流 C．闭合线圈与磁场发生相对运动，一定能产生感应电流 D．不论用什么办法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，一定能产生感应电流 4． 如图，闭合圆形线圈放在范围足够大的匀强磁场中，下列情况线圈中能产生感应电流的是（ ） A．线圈向右平移 B．线圈向上平移 C．线圈以 ab 为轴转动 D．线圈绕过圆心 O 且垂直于线圈平面的轴转动 5． 如图，矩形线框在匀强磁场中的各种运动，能够产生感应电流的是（ ） Comment by fj: B B v A O Oʹʹ B ω （B） B v （D） B v （C） 6． 如图，螺线管及灵敏电流计构成的回路整体向右以速度 v 靠近条形磁铁，下面几种说法中正确的是（ ） A．只有螺线管速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流 B．只有磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流 C．因磁体静止，螺线管中不会产生感应电流 D．螺线管中会产生感应电流 7． 如图，长直导线 MN 中通有方向如图的电流，其正下方有矩形导线框 abcd，在下列哪种情况下，abcd 中没有感应电流产生（ ） Comment by fj: D A．直导线中电流变大 B．导线框向下移动I M N a b c d C．线框以 bc 边为轴转动 D．线框水平向右移动 8． 如图，某闭合圆线圈水平放在通电螺线管的中轴线 OOʹ 上，若想在线圈中产生感应电流，下列操作可行的是（ ） Comment by fj: C A．断开开关 S B．滑动变阻器滑片右移 C．闭合圆线圈上移 D．闭合圆线圈以 OOʹ 为轴转动 9． 下列情况中能产生感应电流的是（ ） Comment by fj: D 10． （多选）如图，通有恒定电流的导线与闭合金属框共面，第一次将金属框由 Ⅰ 平移到 Ⅱ，第二次将金属框由 Ⅰ 绕导线翻转到 Ⅱ，则（ ） A．若先后两次通过金属框的磁通量变化分别为 ΔΦⅠ 和 ΔΦⅡ，则 ΔΦⅠ < ΔΦⅡⅡ Ⅰ B．若先后两次通过金属框的磁通量变化分别为 ΔΦⅠ 和 ΔΦⅡ，则 ΔΦⅠ > ΔΦⅡ C．先后两次线框中均会产生感应电流 D．第一次线框中有感应电流产生，第二次不会产生感应电流 11． 如图，a、b、c 三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈 a 中有电流 I 通过时，穿过它们的磁通量分别为 Φa、Φb、Φc，则（ ） Comment by fj: B A．Φa < Φb < Φc B．Φa > Φb > Φc C．Φa < Φc < Φb D．Φa > Φc > Φba b c I 12． 如图，环形金属软弹簧套在条形磁铁的中心位置，若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则（ ） Comment by fj: C A．穿过弹簧所包围面积的磁通量变大，环内有感应电流 B．穿过弹簧所包围面积的磁通量变大，环内无感应电流 C．穿过弹簧所包围面积的磁通量变小，环内有感应电流 D．穿过弹簧所包围面积的磁通量变小，环内无感应电流 13． 如图，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积 S1 > S2 = S3，且“3”线圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为 Φ1、Φ2、Φ3。则它们的大小关系是（ ） Comment by fj: B A．Φ1 > Φ2 > Φ3 B．Φ1 < Φ2 < Φ3 C．Φ1 > Φ2 = Φ3 D．Φ1 < Φ2 = Φ3 二、填空题 14． 1831 年，物理学家法拉第用如图的实验装置，成功发现了磁生电现象。开关始终处于闭合状态时，a 线圈中__________感应电流产生，开关闭合或断开瞬间，a 线圈中__________感应电流产生。（均选填“有”或“无”） Comment by fj: 无，有 15． 【2015年上海会考】如图，边长为 L 的正方形金属线框的一半处于匀强磁场中，其 ab 边与磁场区域的边界平行，磁场方向垂直线框平面，磁感应强度为 B。此时，穿过线框的磁通量大小为__________。若线框绕 cd 边以角速度 ω = rad/s匀速转动，在由图示位置转过 90° 的过程中，线框中有感应电流的时间为_________s。× × × × × × × × × × × × × × × × B a d c b 三、实验题 16． 【2020年上海会考补考】右图为“研究感应电流产生条件”的实验装置示意图。闭合电键后，能产生感应电流的操作有（写出两种）： （1）____________________________； （2）____________________________。 本实验产生的感应电流存在于____（选填“A”或“B”）线圈。 Comment by fj: 抽出A线圈，移动滑动变阻器的滑片P等；B 2020年上海合格考补考37 A B 17． 【2012学年黄浦二模】为观察电磁感应现象，某学生将电流表、螺线管A和B、电池组、滑动变阻器、电键接成如图所示的实验电路： Comment by fanjing: （1）左 （2）A 2012学年黄浦模拟26A B （1）实验前滑动变阻器的滑片应置于最_______端；（选填“左”或“右”） （2）（单选）该同学将线圈B放置在线圈A中，闭合、断开电键时，电流表指针都没有偏转，其原因是（ ） （A）电键的位置接错 （B）电流表的正、负接线柱上导线接反 （C）线圈B的两个接线柱上导线接反 （D）蓄电池的正、负极接反 1 学科网（北京）股份有限公司 $$