物理选修3-2知识点解析练习题

这是一份物理选修3-2知识点解析练习题，共41页。试卷主要包含了学习目标，知识点说明，典型例题等内容，欢迎下载使用。
划时代的发现

一、学习目标
1.知道奥斯特实验、电磁感应现象，
2.了解电生磁和磁生电的发现过程，
3.知道电磁感应和感应电流的定义。

二、知识点说明
1.电流的磁效应(电生磁)：电流的周围能够产生磁场。
2.电磁感应(磁生电)：利用磁场产生电的现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。
3.“电”与“磁”的联系：
(1)奥斯特实验证实电流的周围存在磁场，即“电生磁”的现象，这一实验揭示了电与磁之间的联系。
(2)法拉第实验证实磁也可以生电，即“磁生电”的现象，这一实验进一步揭示了电与磁之间的联系。

三、典型例题
例1：在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是(　　)
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感应现象，奥斯特发现了电磁感应现象
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；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律
解析：麦克斯韦预言了电磁波并没有预言电磁感应现象，发现电磁感应现象的是法拉第，选项B错误；洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律，选项D错误。
答案： AC

例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．因闭合线 圈在磁场中运动而产生的电流
D．磁铁吸引小磁针
解析：电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈在磁场中转动，反映了磁场力的性质，所以A、B、D不是电磁感应现象，C是电磁感应现象。
答案：C




感应电流的产生条件
一、学习目标
1.理解什么是电磁感应现象；
2.知道产生感应电流的条件；
3.会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。
4.理解磁通量的变化的含义。

二、知识点说明
1.磁通量：
(1)定义：垂直穿过回路平面的磁感线的条数叫做磁通量，用Φ表示。
(2)大小：在匀强磁场中，当磁场与某回路(平面)垂直时，穿过该回路(平面)的磁通量为Φ=BS；当磁场与某回路(平面)斜交时，穿过该回路(平面)的磁通量为Φ＝BSsin θ，(θ角为磁场方向与平面之间的角度)。
2.磁通量的变化：
(1)穿过同一个平面的磁通量在某两个时刻的差值(注意磁通量的正负)，可以利用磁感线的条数变化进行判断。
(2)磁通量是双向标量，没有方向，但穿过某回路的磁感线
如果存在穿出和穿入的情况，即有方向相反的磁感线同时穿过
这个回路，则磁通量可以互相抵消．因此，磁通量是总的效果，
磁通量的变化也是这种总的效果的变化。
(3)磁通量与面积有关，但不一定是面积越大，磁通量越大。

3.产生感应电流的条件：
(1)一定是在闭合电路中；
(2)磁通量一定发生变化。
4.回路磁通量变化条件：
(1)空间的磁场分布不变，而闭合电路的面积发生变化。
(2)空间的磁场分布不变，闭合电路所围面积也不变，闭合电路所在平面与磁场方向的夹角发生变化。
(3)闭合回路所围面积不变，而空间分布的磁场发生变化，引起闭合电路中的磁通量发生变化。
(4)闭合电路所围的面积变化的同时，空间分布的磁场也发生变化，引起闭合电路中磁通量变化。

三、典型例题
例1：如图所示，将一个矩形小线圈放在一个匀强磁场中，若线圈平面平行于磁感线，则下列运动中能使线圈产生感应电流的是( )

A．矩形线圈平行于磁感线平移
B．矩形线圈垂直于磁感线平移
C．矩形线圈绕 ab 边转动
D．矩形线圈绕 bc 边转动
解析：线圈中产生感应电流的条件是必须有磁通量的变化，在图示位置，穿过线圈中的磁通量为零，如果矩形线圈平行于磁感线平移，则穿过线圈中的磁通量仍然为零，磁通量没有变化，因此，不能产生感应电流；如果矩形线圈垂直于磁感线平移，也没有磁通量的变化，因此，不能产生感应电流；如果矩形线圈绕ab 边转动，则线圈中的磁通量将发生变化，因此，能产生感应电流；如果矩形线圈绕bc 边转动，同样不能产生感应电流。
答案：C

例2：如图所示，矩形线圈与直线电流共面，在线圈从位置Ⅰ移到位置Ⅱ的过程中，关于线框中的磁通量的变化情况正确的说法是( )
A．一直增加
B．先增加再减少
C．先增加再减少再增加
D．先增加再减少再增加再减少
解析：解析：电流的周围存在磁场，由安培定则可知，在位置Ⅰ磁场方向垂直纸面向外，且远离直线电流的位置，磁场越弱，靠近直线电流的位置，磁场越强；在位置Ⅱ磁场方向垂直纸面向里，且靠近直线电流的位置，磁场越强，远离直线电流的位置，磁场越弱．当线圈从位置Ⅰ到右边与直线电流重合时(位置1 到位置2)，穿过线圈的磁通量变大；当线圈从右边与直线电流重合到对称中心位置时(位置2 到位置3)，穿过线圈的磁通量变小；当线圈从对称中心位置到左边与直线电流重合时(位置 3到位置4)，穿过线圈的磁通量变大；当线圈从左边与直线电流
重合到位置Ⅱ时(位置4 到位置5)，穿过线圈的磁通量变小。
答案：D

例3：现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈 A、线圈 B、电流计及开关如图连接，某同学如下操作中均发现电流表的指针发生偏转，用法拉第总结的五种引起感应电流方法，对产生的原因描述正确的是( )

A．闭合与打开开关均发现指针偏转，是变化的电流引起的
B．闭合开关，线圈 A 向上拔出与向下插入时指针偏转，是运动的恒定电流引起的
C．闭合开关，线圈 A 中的铁芯拔出与插入，指针偏转是变化的电流引起的
D．闭合开关，移动滑动变阻器滑片，指针偏转的原因是运动的恒定电流引起的
解析：法拉第在实验中总结出的五种引起感应电流的原因是：变化的磁场，变化的电流，运动的恒定电流，运动的磁场，在磁场中运动的导体．闭合与打开开关，使得A 中的电流发生了变化，引起B 中产生感应电流，A 正确；线圈A 中的电流恒定，拔出与插入线圈 A 使得恒定电流运动，引起了B 中产生感应电流，B 正确；闭合开关，线圈A 中的铁芯拔出与插入，使得 A 激发的磁场发生了变化，引起B 中产生感应电流，所以C错误；闭合开关，移动变阻器滑片，使得A 中的电流发生了变
化，引起 B 中产生感应电流，D 错误。
答案：AB



楞次定律
一、学习目标
1.理解楞次定律的内容。
2.能初步应用楞次定律判定感应电流方向。
3.理解楞次定律与能量守恒定律是相符的。
4.理解楞次定律中“阻碍”二字的含义。

二、知识点说明
1.内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化。
2.右手定则：
(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
(2)试用范围：试用与闭合电路一部分导线切割磁感线产生感应电流的情况。
3.感应电流的方向：即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
4.理解：
(1)阻碍既不是阻止也不等于反向，增反减同，“阻碍”又称作“反抗”，注意不是阻碍原磁场而阻碍原磁场的变化。
(2)注意两个磁场：原磁场和感应电流磁场。
(3)学生在图中标出每个螺线管的感应电流产生的等效N极和S极。
5.强调：楞次定律可以从两种不同的角度来理解：
(1)从磁通量变化的角度看：感应电流总要阻碍磁通量的变化。
(2)从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍相对运动。
(3)感应电流的方向即感应电动势的方向。
(4)阻碍的过程中，即一种能向另一种转化的过程。
6.应用楞次定律步骤：
(1)明确原磁场的方向；
(2)明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；
(3)根据楞次定律(增反减同)，判定感应电流的磁场方向；
(4)利用安培定则判定感应电流的方向。

三、典型例题
例1：如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是( )
A.a→b→c→d→a
B.d→c→b→a→d
C.先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a
D.先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d
解析：本题考查楞次定律，解题时应分清磁场方向及磁通量的变
化情况，还应明确线圈的放置方法，考查学生的理解能力和推理能力。
由楞次定律可知，在线圈从右侧摆动到O点正下方的过程中，向上的磁
通量在减小，故感应电流的方向沿a→d→c→b→a，线框从O点正下方向左侧摆动的过程，电流方向沿a→d→c→b→a，故选B。
答案：B

例2如图1所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落靠近回路时( )
A.p、q将互相靠拢
B.p、q将互相远离
C.磁铁的加速度仍为g
D.磁铁的加速度小于g

解析：在磁铁下落过程中，p、q是相互靠拢，还是相互远离，取决于p、q中的感应电流所受到的磁铁的作用力方向，而磁铁的加速度是否大于g，则取决于闭合回路对磁铁的作用力的方向。
解法一：先判断感应电流方向，再判断安培力方向。在磁铁下落过程中，穿过闭合回路的磁通量向下，并且不断增大，根据楞次定律可判知，回路中感应电流的磁场应向上，其中感应电流沿逆时针方向。据左手定则可判知，磁铁对p、q棒的安培力方向如图2所示，故p、q相互靠拢。
将闭合电路的磁场等效成如图3所示条形磁铁Ｎ′S′，由此可知，磁铁下落时，闭合电路对磁铁产生向上的排斥力，故磁铁加速下落的加速度a