2023年高中物理电磁感应练习.pdf
高中物理-电磁感应练习 1发现电流磁效应现象的科学家是_,发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是_,发现电磁感应现象的科学家是_,发现电荷间相互作用力规律的的科学家是_。2关于磁通量、磁通密度、磁感应强度,下列说法正确的是（）A磁感应强度越大的地方,磁通量越大 B穿过某线圈的磁通量为零时,由B=S可知磁通密度为零 C磁通密度越大,磁感应强度越大 D磁感应强度在数值上等于 1 m2的面积上穿过的最大磁通量 3下列单位中与磁感应强度的单位“特斯拉”相当的是（）AWb/m2 BN/A m Ckg/A s2 Dkg/C m 4关于感应电流,下列说法中正确的是（）A只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就一定有感应电流 B只要闭合导线做切割磁感线运动,导线中就一定有感应电流 C 若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动,闭合电路中一定没有感应电流 D当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中一定有感应 电流 5 在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时,套在长直导线上的闭合线环（环面与导线垂直,长直导线通过环的中心）,当发生以下变化时,肯定能产生感应电流的是（）A保持电流不变,使导线环上下移动 B保持导线环不变,使长直导线中的电流增大或减小 C保持电流不变,使导线在竖直平面内顺时针（或逆时针）转动 D保持电流不变,环在与导线垂直的水平面内左右水平移动 6如图所示,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,则穿过弹簧所包围面积的磁通量将（）A增大 B减小 C不变 D无法确定如何变化 提高拓展题：7关于产生感应电流的条件,下面说法正确的是（）A任何导体在磁场中运动都产生感应电流 B只要导体在磁场中做切割磁力线运动时,导体中都能产生感应电流 C闭合电路的一部分导体,在磁场里做切割磁力线运动时,导体中就会产生感应电流 D闭合电路的一部分导体,在磁场里沿磁力线方向运动时,导体中就会产生感应电流 8在磁场中悬挂一根导体 a、b,它的两端跟毫安表相连,图 1 中所示为此导体的横截面积。导体 a、b 的运动方向如图所示,能够产生电流的是（）A甲图 B乙图 C丙图 D丁图 9 如图所示,两线圈绕的环形铁芯上,当开关 S 处于下列不同状态时,小灯泡发光情况如何?（1）S 闭合的瞬间；（2）S 保持闭合状态时；（3）S 断开瞬间.10在图所示的条件下,闭合矩形线圈中能产生感应电流的是（）11如图所示,匀强磁场区域宽度为 l,使一边长为 d(d l)的矩形线框以恒定速度 向右通过磁场区域,该过程中没有感应电流的时间为()A B C D 12在无线电技术中,常有这样的要求：有两个线圈,要使一个线圈中有电流变化时,对另一个线圈几乎没有影响。下图中,最能符合这样要求的一幅图是（）A B C D 13电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系,根据这一发现,发明了许多电器设备。下列电器设备中,哪个没有利用电磁感应原理 A.动圈式话筒 B.白炽灯泡 C.磁带录音机 D.日光灯镇流器 14现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈 A、线圈 B、电流计及开关如下图连接,在开关闭合、线圈 A 放在线圈 B 中的情况下,某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时,电流计指针和右偏转。由此可以判断 A.线圈 A 向上移动或滑动变阻器滑动端P向右加速滑动,都能 引起电流计指针向左偏转 B.线圈 A 中铁芯和上拔出或断开开关,都能引起电流计指针向右偏转 C.滑动变阻器的滑动端 P 匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流计指针静止在中央 D.因为线圈 A、线圈 B 的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转的方向 15自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是（）A奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系 B欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系 C法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系 D焦耳发现了电流的热效应,定量给出了电能和热能之间的转换关系 16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波；楞次用实验证实了电磁波的存在 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；洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律 答案 1、奥斯特 安培 法拉第 库仑 2、C、D 3、A、B、C 4、D 5、C 点拨：画出电流周围的磁感线分布情况。6、B 点拨：穿过弹簧所包围面积的磁感线既有向左也有向右的,在将弹簧沿半径向外拉,使其面积增大的过程中,向左的磁感线不变,而向右的外部磁感线在增加,则穿过弹簧所包围面积的磁通量将减小 7、C 8、A、B 9、(1)灯泡 闪亮 (2)灯泡不亮 (3)灯泡闪亮 10、E、F 11、C 12、D 13、B 14、B 15、答案：ACD 奥斯特发现的电流的磁效应表明了电能生磁,A 正确。欧姆定律描述了电流与电阻、电压或电动势之间的关系,焦耳定律才揭示了热现象与电现象间的联系,B 错误、D 正确。法拉第发现的电磁感应现象表明了磁能生电,C正确。16、答案：AC 赫兹用实验证实了电磁波的存在,B 项错；安培发现磁场对电流的作用；洛伦兹发现磁场对运动电荷的作用,D 项错。1、准备知识要点：初中物理中的电磁感应现象。2、本阶段知识要点：知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。知道电磁感应、感应电流的定义。会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。能根据实验事实归纳出产生感应电流的条件。会运用条件判断有无感应电流 3、后续知识要点：电磁感应现象产生的原因。4、拓展知识要点：电磁感应现象的有关规律和判断方法。（一）划时代的发现 1奥斯特梦圆“电生磁”（1）许多哲学家提出了各种自然现象之间是相互联系和相互转化的思想。奥斯特坚信电与磁之间可能存在着某种联系。而在这之前许多物理学家都坚持认为电与磁是互不相关的。（2）奥斯特的研究并不是一帆风顺的。经历了好多次失败,但奥斯特始终没有放弃。直到 1820 年 4 月的一次演讲中碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针。当电源接通时,小磁针发生了转动。说明电流对小磁针产生了作用,证明电流在其周围产生了磁场。这就是发现电流磁效应的过程。（3）通过前面的学习,我们知道,地磁场是南北方向的,小磁针静止时指示南北方向。通电直导线的磁场方向遵守安培定则。当导线南北放置时,导线下方的磁场方向沿东西方向,当导线通电后,小磁针受到电流的磁场作用由原来的南北方 向转向东西方向。奥斯特从磁针的偏转,确定电和磁的联系。也就是电流的磁效应。（4）电流磁效应的发现揭示了电现象和磁现象之间存在的某种联系。奥斯特的思维和实践突破了人类对电与磁认识的局限性。电流磁效应的发现引发了科学认识领域的思考,推动了电磁学的发展。2法拉第心系“磁生电”（1）奥斯特发现电流磁效应引发了对称性的普遍思考：既然电流能够引起磁针的运动,那么磁铁也会使导线产生电流。法拉第坚信：磁与电之间也应该有类似的“感应”。（2）法拉第的研究并不是一帆风顺的。经历了好多次失败,但法拉第始终没有放弃。直到 1831 年 8 月 29 日,他苦苦寻找了 10 年之久的“磁生电“的效应终于被发现了。（3）法拉第在 1822 年 12 月、1825 年 11 月、1828 年 4 月作过三次集中的实验研究,均以失败告终。原因在于,法拉第认为,既然奥斯特的实验表明有电流就有磁场,那么有了磁场就应该有电流。他在实验中用的都是恒定电流产生的磁场。（4）多次失败后,1831 年 8 月 29 日,法拉第终于发现了电磁感应现象。他把两个线圈绕到同一个铁环上,如图所示。一个线圈接电源,一个线圈接“电流表”,在给线圈通电和断电的瞬间,令一个线圈中就出现电流。之后他又做了大量的实验都取得了成功,他认为成功的“秘诀”是：“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。（5）法拉第探索电磁感应现象的历程经历了 10 年之久,经历了大量的失败,但法拉第凭借自己的坚定信念和对科学的执著追求,勇敢地面对失败,一次又一次,最终成功属于坚持不懈的有心人,他成功了。作为现代的中学生就要学习法拉第不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。（二）探究电磁感应的产生条件 1实验观察（1）闭合电路的部分导体切割磁感线 如图 4.2-1 所示,导体左右平动,前后运动、上下运动。观察电流表的指针,把观察到的现象记录在表 1 中。如图所示。表 1 导体棒的运动 表针的摆动方向 导体棒的运动 表针的摆动方向 向右平动 向左 向后平动 不摆动 向左平动 向右 向上平动 不摆动 向前平动 不摆动 向下平动 不摆动 结论：只有左右平动时,导体棒切割磁感线,有电流产生,前后平动、上下平动,导体棒都不切割磁感线,没有电流产生。（2）向线圈中插入磁铁,把磁铁从线圈中拔出 如图 4.2-2 所示。把磁铁的某一个磁极向线圈中插入,从线圈中拔出,或静止地放在线圈中。观察电流表的指针,把观察到的现象记录在表 2 中。表 2 磁铁的运动 表针的摆动方向 磁铁的运动 表针的摆动方向 N 极插入线圈 向右 S 极插入线圈 向左 N 极停在线圈中 不摆动 S 极停在线圈中 不摆动 N 极从线圈中抽出 向左 S 极从线圈中抽出 向右 结论：只有磁铁相对线圈运动时,有电流产生。磁铁相对线圈静止时,没有电流产生。（3）模拟法拉第的实验 如图 4.2-3 所示。线圈A通过变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端与电流表连接,把线圈A装在线圈B的里面。观察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生。把观察到的现象记录在表 3 中。表 3 操作 现象 开关闭合瞬间 有电流产生 开关断开瞬间 有电流产生 开关闭合时,滑动变阻器不动 无电流产生 开关闭合时,迅速移动变阻器的滑片 有电流产生 结论：只有当线圈 A 中电流变化时,线圈 B 中才有电流产生。2分析论证 演示实验 1 中,部分导体切割磁感线,闭合电路所围面积发生变化（磁场不变化）,有电流产生；当导体棒前后、上下平动时,闭合电路所围面积没有发生变化,无电流产生。演示实验 2 中,磁体相对线圈运动,线圈内磁场发生变化,变强或者变弱（线圈面积不变）,有电流产生；当磁体在线圈中静止时,线圈内磁场不变化,无电流产生。（如图 4.2-4）演示实验 3 中,通、断电瞬间,变阻器滑动片快速移动过程中,线圈A中电流变化,导致线圈B内磁场发生变化,变强或者变弱（线圈面积不变）,有电流产生；当线圈 A 中电流恒定时,线圈内磁场不变化,无电流产生。（如图 4.2-5）3归纳总结 实验 1 中,部分导体切割磁感线,磁场不变,但电路面积变化,从而穿过电路的磁通量变化,从而产生感应电流；实验 2 中,导体插入、拔出线圈,线圈面积不变,但磁场变化,同样导致磁通量变化,从而产生感应电流；实验 3 中,通断电的瞬间,滑动变阻器的滑动片迅速滑动的瞬间,都引起线圈A中电流的变化,最终导致线圈B中磁通量变化,从而产生感应电流。从这三个实验看见,感应电流产生的条件,应是穿过闭合电路的磁通量变化。引起感应电流的表面因素很多,但本质的原因是磁通量的变化。因此,电磁感应现象产生的条件可以概括为：只要穿过闭合电路的磁通量变化,闭合电路中就有感应电流产生。例题 1：发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（）A安培 B赫兹 C法拉第 D麦克斯韦 分析：奥斯特的“电流的磁效应”可简称为“电生磁”法拉第的“电磁感应”可简称为“磁生电”正确答案为 C 例题 2：下列现象中属于电磁感应现象的是（）A磁场对电流产生力的作用 B变化的磁场使闭合电路中产生电流 C插在通电螺线管中的软铁棒被磁化 D电流周围产生磁场 分析：电磁感应现象指的是在磁场产生电流的现象正确答案为 B 例题 3：如图所示,在磁感应强度为 B的匀强磁场中有一面积为S的矩形线圈abcd,垂直于磁场方向放置,现使线圈以ab边为轴转 180 ,求此过程磁通量的变化？分析与解：初态中BS1 末态BS2 故BS212 例题 4：如图（甲）所示,有一通电直导线MN水平放置,通入向右的电流 I,另有一闭合线圈P位于导线正下方且与导线位于同一竖直平面,正竖直向上运动。问在线圈P到达MN上方的过程中,穿过P的磁通量是如何变化的？在何位置时P中会产生感应电流？解：根据直流电流磁场特点,靠近导线处磁场强,远离导线处磁场弱。把线圈P从MN下方运动到上方过程中的几个特殊位置如图（乙）所示,可知磁通量增加,磁通量减小,磁通量增加,磁通量减小,所以整个过程磁通量变化经历了增加减小增加减小,所以在整个过程中P中都会有感应电流产生。例题 5：、试用笔线代替导线连好本节课实验二的电路图：_+分析与解：例题 6：如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接,线圈B的两端接在一起,构成一个闭合回路。在断开开关 S 的时候,弹簧 E并不能立即将衔铁D拉起,因而不能使触头C（连接工作电路）立即离开,过一段时间后触头C才能离开,延时继电器就是这样得名的。试说明这种继电器的原理。分析与解：线圈A与电源连接,线圈A中有恒定电流,产生恒定磁场,有磁感线穿过线圈B,但穿过线圈B的磁通量不变化,线圈 B中无感应电流。断开开关 S时,线圈A中电流迅速减减小为零,穿过线圈B的磁通量也迅速减少,由于电磁感应,线圈B中产生感应电流,由于感应电流的磁场对衔铁D的吸引作用,触头C不离开；经过一小段时间后感应电流减弱,感应电流磁场对衔铁D的吸引力减小,当弹簧E的作用力比磁场力大时,才将衔铁D拉起,触头C离开
