浙江省慈溪市三山高级中学物理第十三章电磁感应与电磁波专题试卷一、第十三章电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难）
1．已知无限长通电直导线周围某一点的磁感应强度B的表达式：0
2
I
B
r
μ
π
=，其中r
0是该点到通电直导线的距离，I为电流强度，μ0为比例系数（单位为N/A2）．试推断，一个半径为R的圆环，当通过的电流为I时，其轴线上距圆心O点为r0处的磁感应强度应为
（）
A．()
2
3
222
2
r I
R r
+
B．()
3
222
2
IR
R r
μ
+
C．()
2
3
222
2
IR
R r
μ
+
D．()
2
00
3
222
2
r I
R r
μ
+
【答案】C
【解析】
根据，0
2
I
B
r
μ
π
=,μ
0单位为：T?m/A；
A、等式右边单位：
2
3
m A
=A/m
m
，左边单位为T，不同，故A错误；B、等式右边单位：3
(T m/A)m A
=T/m
m
??
，左边单位为T，不同，故B错误；C、等式右边单位：
2
3
(T m/A)m A
=T
m
??
，左边单位为T，相同，故C正确；D、等式右边单位
2
3
(T m/A)m A
=T
m
??
，左边单位为T，相同，但当r0=0时B=0，显然不合实际，故D错误；故选C.
【点睛】本题要采用量纲和特殊值的方法进行判断，即先根据单位判断，再结合r0取最小值进行分析.结合量纲和特殊值进行判断是解决物理问题的常见方法.
2．如下左图所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行．用磁传感器测量ab 上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是( )
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】
试题分析：通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁，根据磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小．
解：通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁，因此根据磁感线的分布，再由磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小可知，
因为ab线段的长度大于通电螺线管的长度，由条形磁铁磁感线的分布，可知应该选C，如果ab线段的长度小于通电螺线管的长度，则应该选B．
由于足够长的直线ab，故C选项正确，ABD错误；
故选C
点评：考查通电螺线管周围磁场的分布，及磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小，本题较简单但会出错．
3．如图所示，真空中两个等量异种点电荷＋q(q＞0)和-q以相同角速度绕O点在纸面中沿逆时针方向匀速转动，O点离＋q较近，则( )
A．O点的磁感应强度方向始终垂直纸面向外
B．O点的磁感应强度方向始终垂直纸面向里
C．O点的磁感应强度方向随时间周期性变化
D．O点的磁感应强度大小随时间周期性变化
【答案】A
【解析】
【详解】
点电荷＋q绕O点匀速转动，相当于逆时针方向的环形电流，由安培定则可知，在O点产生磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外；点电荷－q绕O点匀速转动，相当于顺时针方向的环形电流，由安培定则可知，在O点产生磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里．因＋q 离O点近，＋q在O点激发的磁场的磁感应强度较强，故合磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外，选项A正确，B、C错误；由于＋q和－q离O点的距离始终保持不变，则等效电流在该点产生的磁感应强度大小不变，合磁场的磁感应强度大小保持不变，选项D错误．
4．已知通电长直导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度大小B0与通电导线中的电流强
度I成正比，与该点到通电导线的距离r成反比，即
0I
B k
r
=，式中k为比例系数。现有两条相距为L的通电长直导线a和b平行放置，空间中存在平行于图示的菱形PbQa的匀强磁场（图中未画出）。已知菱形PbQa的边长也为L，当导线a和b中通以大小相等、方向如图所示的电流I时，P点处的磁感应强度恰好为零。则下列说法正确的是（）
A．Q点处的磁感应强度大小为
I
k
L
B．匀强磁场的方向从P点指向Q点，大小为
2
I k L
C．匀强磁场的方向从Q点指向P点，大小为2
I
k
L
D．两导线连线中点处的磁感应强
度大小为3I
k
L
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由题意知每股电流在P点处产生的磁场的磁感应强度大小为
I
B k
L
=，
由安培定则知导线a和b中的电流在P点处产生的磁场的磁感应强度方向分别垂直Pa和Pb。
BC．由平行四边形定则知匀强磁场的磁感应强度方向应由P点指向Q点，且大小为
I
k
L
，
才能使P点处的合磁感应强度恰为零，B、C项错误；A．同理可知Q点处的磁感应强度也为零，A项错误；
D ．由于两导线连线中点到两导线的距离均为2
L
，两导线在该处产生的磁感应强度加倍，大小均为2I k L ，合磁感应强度的大小为3I
k L
，D 项正确。 故选D 。
5．2019年被称为5G 元年，这一年全球很多国家开通了5G 网络。5G 网络使用的无线电波通信频率是在3.0GHz 以上的超高频段和极高频段，比目前4G 通信频率在0.3GHz~3.0GHz 间的特高频段网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。下列说法正确的是（ ） A ．4G 信号是横波，5G 信号是纵波 B ．4G 信号和5G 信号相遇能产生干涉现象
C ．5G 信号比4G 信号波长更长，相同时间传递的信息量更大
D ．5G 信号比4G 信号更不容易绕过障碍物，所以5G 通信需要搭建更密集的基站 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A ．4G 和5G 信号均为电磁波，电磁波传播过程中，电场强度和磁感应强度的方向始终与传播方向垂直，故电磁波为横波，故A 错误；
B ．4G 和5G 信号的频率不同，不能发生稳定的干涉现象，故B 错误；
C ．5G 信号比4G 信号波长小，频率高，光子的能量大，故相同时间传递的信息量更大，故C 错误；
D ．因5G 信号的频率高，则波长小，4G 信号的频率低，则波长长，则5G 信号比4G 信号更不容易绕过障碍物，所以5G 通信需要搭建更密集的基站，故D 正确。 故选D 。
6．通电直导线在其周围形成的磁场中某一点的磁感应强度大小与电流的大小成正比，与该点到导线的垂直距离成反比．如图所示，菱形ABCD 在水平面内，O 点为菱形的中心，∠DAB ＝60°，在A 、B 、C 三点垂直于水平面放置三根平行直导线，导线中电流的大小和方向均相同，则O 点和D 点处的磁感应强度方向的关系以及大小之比为( )
A．相反，1∶2 B．相同，1∶1
C．垂直，2∶1 D．垂直，1∶2
【答案】B
【解析】
【详解】
如图甲所示，A、C处导线在O点处产生的磁场的磁感应强度等大反向，矢量和为零，B处导线在O点处产生的磁场的磁感应强度沿OC方向，设菱形的边长为a，导线中的电流大
小为I，则O点处的磁感应强度大小为
02
B
kI
a
=．如图乙所示，A、C处导线在D点处产
生的磁场的磁感应强度的矢量和为kI
a
，方向垂直BD向右，B处导线在D点处产生的磁场
的磁感应强度方向垂直BD向右，大小为kI
a
，因此D点处的磁感应强度方向垂直BD向
右，大小为
2
D
B
kI
a
=，则O、D两点处的磁感应强度方向相同，大小之比为1∶1，B正
确．
7．如图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，
∠MOP=90?。在M、N处各有一条长直导线垂直于纸面放置，导线中通有大小相等的恒定电流、方向如图所示，这时O点磁感应强度的大小为B1；若将N处的长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小变为B2。则B1与B2之比为
A．1∶1 B．12C2∶1 D．2∶1
【答案】C
【解析】
【详解】
由题意可知O 点为MN 的中点，O 点磁感应强度的大小为B 1，则可知M 和N 在O 点处产生的磁场磁感应强度为1
2
B ；当将N 处的长直导线移至P 处后，M 和N 在O 处产生的磁场如图所示：
由几何关系可知O 点的合磁感应强度大小为：
1
1
22222
B B B =?
= 所以：
1
1212::
2:1B B B B == 故C 正确，ABD 错误。 故选C 。
8．三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I ，方向如图所示。a 、b 和c 三点分别位于三角形的三个顶角的角平分线上，且到相应顶点的距离相等。将a 、b 和c 处的磁感应强度大小分别记为B 1、B 2和B 3，下列说法正确的是（ ）
A ．
B 1=B 2
C ．a 和c 处磁场方向垂直于纸面向外，b 处磁场方向垂直于纸面向里
D ．a 处磁场方向垂直于纸面向外，b 和c 处磁场方向垂直于纸面向里 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．由安培定则判断，对a 和b ，其临近的两条导线在a 和b 点产生的磁感应强度等大方向，磁感应强度相互抵消，则a 和b 处的磁感应强度就等于远离的那条导线产生的磁感应强度，有12B B =；对c ，其临近的两条导线在c 产生的磁感应强度等大同向，磁感应强度加倍，而远离c 的那条导线在c 产生的磁感应强度小于其临近的两条导线在c 产生的磁感
应强度，且方向相反，在c处的磁感应强度3B应大于a和b处的磁感应强度1B和2B, A 正确，B错误；
CD．由安培定则判断可得a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里，CD错误；
故选A．
9．N95口罩中起阻隔作用的关键层是熔喷布，熔喷布的纤维里加入了驻极体材料，它能依靠静电感应吸附比熔喷布网状纤维孔洞小很多的0.1μm量级或更小的微粒，从而有了更好的过滤效果。制备驻极体的一种方法是对某些电介质材料进行加热熔化，然后在强电场中进行极化冷却。电介质中每个分子都呈电中性，但分子内正、负电荷分布并不完全重合，每个分子可以看成是等量异号的电荷对。如图所示，某种电介质未加电场时，分子取向随机排布，熔化时施加水平向左的匀强电场，正、负电荷受电场力的作用，分子取向会发生一致性的变化。冷却后撤掉电场，形成驻极体，分子取向能够较长时间维持基本不变。这个过程就像铁在强磁场中被磁化成磁铁的过程。根据以上信息可知，下列说法中正确的是（）
A．驻极体能够吸引带电的微粒，但不能吸引电中性的微粒
B．驻极体吸附小微粒利用了静电感应，所以驻极体所带的总电荷量一定不为零
C．不带电的微粒也能被驻极体吸引，但并不会中和驻极体表面的电荷
D．加有驻极体的口罩会因存放时间过长其中的电场衰减而过期，这是驻极体向外放电使电荷减少的结果
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．极体不仅能够吸引带电的微粒，还能依靠静电效应吸引微小的电中性颗粒，故A错误；
B．极体吸附小微粒利用了静电感应，但驻极体内部的总电荷量为零，只是分子取向一致，对外显示静电效应而已，故B错误；
C．带电的微粒由于静电效应能被驻极体吸引，但驻极体内部正负电荷代数和为零，不存在中和现象，故C正确；
D．有驻极体的口罩会因存放时间过长其中的电场衰减而过期，这是因为驻极体内部的分子取向再次变得杂乱无章的缘故，故D错误。
故选C。
10．已知在电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度大小为B=k I
r
，其
中k为常量。现有四根平行的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图。其中a、c导线中的电流大小为I1，b、d导线中的电流大小为I2，已知此时b导线所受的安培力恰好为零。撤去b导线，在O处固定一长度为L、电流为I的通电导体棒e，电流方向垂直纸面向外，则下列说法正确的是（）
A．b导线撤去前，电流的大小关系为I2=2I1
B．b导线撤去前，四根导线所受的安培力均为零
C．b导线撤去后，导体棒e所受安培力方向为沿y轴负方向
D．b导线撤去后，导体棒e所受安培力大小为22kII2
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
b导线撤去前，各导线受力如图所示
A ．由题意可知
2db ab F F =
即
212222I
k
I L k I L L L
=
得
212I I =
故A 错误；
B ．导线a 所受的合力为
22
211111222022
I k I L k I L kI k L L -=-≠ 故B 错误；
CD ．导线b 撤去后，导线a 、e 间的磁场力与c 、e 间的磁场力大小相等，方向相反，合力为0，导线d 、e 为同方向电流相互吸引，即导体棒e 所受安培力方向为沿y 轴负方向，大小为
2
222
2
e F k
IL kI I
L == 故C 正确，D 错误。 故选C 。
11．如图所示，三根通电长直导线A 、B 、C 互相平行，其横截面位于等腰直角三角形的三个顶点上，三根导线中通入的电流大小相等，且A 、C 中电流方向垂直于纸面向外，B 中电流方向垂直于纸面向内；已知通电导线在其周围某处产生的磁场的磁感应强度kI
B r
=
，其中I 为通电导线中的电流强度，r 为某处到通电直导线的距离，k 为常量．下列说法正确的是( )
A ．A 所受磁场作用力的方向与
B 、
C 所在平面垂直 B ．B 所受磁场作用力的方向与A 、C 所在平面垂直 C ．A 、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶2
D ．A 、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶2
【答案】BC 【解析】
【分析】
【详解】
A．利用右手定则可知：A处的合磁场方向沿AC方向，所以A所受磁场作用力的方向与A、C所在平面垂直，A错；
B．利用右手定则可知：B处的合磁场方向沿AC方向，所以B所受磁场作用力的方向与A、C所在平面垂直，B对；
CD．知通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度
kI
B
r
=，根据磁场的叠加知：A处的磁
场大小为
2
2
kI
r
，而B处的磁场强度为2
kI
r
，所以A、B单位长度所受的磁场作用力
大小之比为1:2，C对，D错；
故选：BC
12．下列说法中正确的是________
A．做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，加速度也相同
B．做简谐运动的质点，经过四分之一周期，所通过的路程一定是一倍振幅
C．根据麦克斯电磁场理论可知，变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场D．双缝干涉实验中，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距离将变大
E.声波从空气传入水中时频率不变，波长变长．
【答案】ACE
【解析】
【分析】
【详解】
做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，回复力相同，故加速度也相同，选项A 正确；做简谐运动的质点，经过四分之一周期，只有从平衡位置或者从位移最大或最小的位置计时，所通过的路程一定是一倍振幅，选项B错误；根据麦克斯电磁场理论可知，变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场，选项C正确；双缝干涉实验中，根据
l x
d λ
?=可知，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距离将变小，选项D错
误；声波从空气传入水中时频率不变，波速变大，根据=v f
λ可知波长变长，选项E正确；故选ACE.
13．某电磁弹射装置的简化模型如图所示，线圈固定在水平放置的光滑绝缘杆上，将金属环放在线圈左侧。闭合开关时金属环被弹射出去，若（）
A．从右向左看，金属环中感应电流沿逆时针方向
B．将电源正负极调换，闭合开关时金属环将向右运动
C．将金属环放置在线圈右侧，闭合开关时金属环将向右运动
D．金属环不闭合，则闭合开关时金属环不会产生感应电动势
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
A．闭合开关后，由右手定则可知螺线管的左边为N极，故穿过圆环的磁场方向向左，由于圆环中磁通量变大，由楞次定律可知，圆环中感应电流的磁场方向向右，故从右向左看，圆环中电流方向为逆时针，故A正确；
B．将电源正负极对调，闭合开关时，圆环中的磁通量仍然增加，由楞次定律可知，圆环仍然向左运动，故B错误；
C．金属环放置在右侧时，闭合开关，圆环中磁通量增加，由楞次定律可知，它将向右运动，故C正确；
D．金属环不闭合，磁通量变化时会产生感应电动势，但是没有感应电流，故D错误；
故选AC。
14．下说法中正确的是。
A．在干涉现象中，振动加强的点的位移有时可能比振动减弱的点的位移小
B．单摆在周期性的外力作用下做受迫振动，则外力的频率越大，单摆的振幅也越大C．全息照片的拍摄利用了激光衍射的原理
D．频率为v的激光束射向高速迎面而来的卫星，卫星接收到的激光的频率大于v
E.电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
【答案】ADE
【解析】
【分析】
【详解】
A．在干涉现象中，振动加强的点的振幅比振动减弱的点的振幅大，但是振动加强的点的位移有时可能比振动减弱的点的位移小，选项A正确；
B．单摆在周期性的外力作用下做受迫振动，当驱动力的频率与单摆的固有频率相等时振幅最大，则外力的频率越大时，单摆的振幅不一定越大，选项B错误；
C．全息照片的拍摄利用了激光干涉的原理，选项C错误；
D．根据多普勒效应，频率为v的激光束射向高速迎面而来的卫星，卫星接收到的激光的频率大于v，选项D正确；
E．电磁波是横波，在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，选项E正确。
故选ADE。
15．如图，正四棱柱abcd—a′b′c′d′的两条棱bb′和dd′上各有一根通有相同恒定电流的无限长直导线，则（）
A．a点磁场方向平行于db连线
B．a、c两点的磁感应强度相同
C．ac连线上由a到c磁感应强度先增大后减小
D．穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数相等
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．由右手螺旋定则可知，bb′处通电导线在a点产生的磁感应强度垂直纸面向外，dd′处通电导线在a点产生的磁感应强度沿ab向下，且两导线在a处产生的磁感应强度大小相等，由矢量合成可知，a点磁场方向平行于db连线，故A正确；
B．由右手螺旋定则可知，dd′处通电导线在c点产生的磁感应强度垂直纸面向里，bb′处通电导线在a点产生的磁感应强度沿cd向上，且两导线在c处产生的磁感应强度大小相等，由矢量合成可知，c点磁场方向平行于db连线，但与a点磁场方向相反，故B错误；C．由于ac与bd相互垂直，设垂足为M，由右手螺旋定则可知，M点的磁感应强度为0，则ac连线上由a到c磁感应强度先减小后增大，故C错误；
D．bb′处通电导线产生的磁场穿过矩形abb′a′的磁通量为0，dd′处通电导线产生的磁场穿过矩形add′a′的磁通量为0，则穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数别为dd′处通电导线产生的磁场和bb′处通电导线产生的磁场，由于两导线电流相等，分别到两距形的距离相等，则穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数相等，故D正确。
故选AD。
二、第十三章电磁感应与电磁波初步实验题易错题培优（难）
16．图为“研究电磁感应现象”的实验装置：
(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________；
②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针________；
(2)在做实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将________。
A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C．不能用楞次定律判断感应电动势方向
D．可以用楞次定律判断感应电动势方向
【答案】右偏左偏 BD
【解析】
【分析】
【详解】
(1)如果在闭合开关时，线圈中的电流增加，灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么当磁通量增加时，指针右偏：
①[1]．将原线圈迅速插入副线圈时，磁通量增加，则灵敏电流计指针将右偏；
②[2]．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，电流减小，磁通量减小，则灵敏电流计指针左偏；
(2)[3]．在做实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将仍有电磁感应现象，但因电路不闭合，无感应电流，只有感应电动势，且仍能用楞次定律判断感应电动势方向；故选BD。
17．某同学利用如图所示的器材做“研究电磁感应现象”的实验。器材包括：灵敏电流计、直流电源、带铁芯的线圈A 、线圈B 、电键、滑动变阻器、导线若干（图中没有画出）。（1）请你根据实验需要用笔画线代替导线帮助该同学在实物图上连线，连接滑动变阻器的两根导线要求接在接线柱C和D上________。
（2）连接好实验电路后，在闭合电键瞬间，该同学发现电流计指针向右偏转。在以下操作步骤中他将观察到的实验现象是：
①闭合电键后，将滑动变阻器的滑动触头向接线柱C端滑动时，电流计指针将_____
（选填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。
②闭合电键后，快速将线圈A中的铁芯向上拔出时，电流计指针将______（选填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。
③将电键断开的瞬间，电流计指针将______（选填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。
【答案】右偏左偏左偏
【解析】
【详解】
（1）[1]根据实验原理和目的连接电路：
（2）①[2]闭合电键瞬间，穿过B的磁通量增加，电流表指针向右偏转，闭合电键后，将滑动变阻器的滑动触头向接线柱C端滑动时，流过A的电流增大，磁极方向未变，磁通量增大，所以电流表指针右偏；
②[3]同理，闭合电键后，快速将线圈A中的铁芯向上拔出时，磁极未变，磁通量减小，电流表指针左偏；
③[4]将电键断开的瞬间，磁极未变，磁通量减小，电流表指针左偏。
18．为了研究某导线的特性，某同学所做部分实验如下：
（1）用螺旋测微器测出待测导线的直径，如图甲所示，则螺旋测微器的读数为___mm；（2）用多用电表直接测量一段导线的阻值，选用“×10”倍率的电阻档测量，发现指针偏转角度太大，因此需选择_____倍率的电阻档（选填“×1”或“×100”），欧姆调零后再进行测量，示数如图乙所示，则测量值为_____Ω；
（3）如图乙所示，线圈与电源、开关相连，直立在水平桌面上．铁芯插在线圈中，质量较小的铝环套在铁芯上．闭合开关的瞬间，铝环向上跳起来．如果将电源的正、负极对调，闭合开关的瞬间，会观察到_____的现象（填“同样”或“不同”）；先用手按住铝环，然后接通电源，电流稳定后放手，铝环是否还会跳起______（填“会”或“不会“）．
【答案】0.645 ×1 22 同样不会
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由图可知，螺旋测微器的示数为
d=0.5+14.5×0.01=0.645mm
（2）[2][3]角度偏转太大，则说明示数太小，应换用小档位，故选用×1档；
由图可知，电阻值为
22×1=22Ω
（3）[4][5]感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的原磁通量的变化，我们可以这样理解：当原磁通量增加时，感应电流的磁场与原来磁场的方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场就与原来磁场的方向相同，即增反减同。题目中线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起的原因是：闭合电键的瞬间线圈突然产生磁场（假设磁场向上），通过铝环的磁通量突然（向上）增加，那么铝环中的感应电流就产生与原磁场方向相反的磁场（感应电流磁场向下）；因为原磁场与感应电流的磁场方向相反，相互排斥，所以铝环受到向上的斥力，所以铝环向上跳起．若保持电建闭合，流过线圈的电流稳定，磁场不再发生变化，铝环中就没有感应电流，也就没有相互作用，铝环仅受重力作用，最后落回。如果电源的正、负极对调，观察到的现象还是不变，因为我们讨论时电流的正负极对整个力的作用过程没有影响；若先用手按住铝环，然后接通电源，电流稳定后放手，铝环不会跳起，原因是穿过线圈的磁通量不变。
19．(1)在“研究电磁感应现象”的实验中：为了研究感应电流的方向，图中滑动变阻器和电源的连线已经画出，请将图中实物连成实验所需电路图___________。
(2)线圈A放在B中不动，在突然接通S时，B线圈中产生的感应电流方向与A线圈中的电流方向____________（填“相同”或“相反”或“无电流”）。
(3)连接好实验线路后，闭合开关，发现电流计的指针向左偏，则在闭合开关后，把螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将向_____________偏转（填“向左”“向右”或“不”）。
(4)闭合开关后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，电流表指针将向____________偏转（填“向左”“向右”或“不”）。
【答案】相反向左向右
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]连接电路如图
。
(2)[2]突然接通S后，A线圈中的磁通量增大，根据楞次定律可知B线圈中感应电流产生的磁场应阻碍A线圈中磁通量的增大，所以B线圈中产生的感应电流方向与A线圈中的电流方向相反。
(3)[3]闭合开关，B线圈中磁通量增大，电流表指针向左偏转，把螺线管A插入螺线管B的过程中，磁通量增大，所以电流表指针向左偏转。
(4)[4]线圈A放在B中不动，在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，电流减小，线圈B 中磁通量减小，电流表指针向右偏转。
20．如图为“探究电磁感应现象”的实验装置．
()1将图中所缺的导线补接完整．
()2如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________偏转（选填“发生”或“不发生”）；
②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针________偏转（选填“发生”或“不发生”）；
③在上述两过程中灵敏电流计指针的偏转方向________（选填“相同”或“相反”）．()3在做“探究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将________．（不定项选择）
A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C．不能用楞次定律判断感应电动势方向
D．可以用楞次定律判断感应电动势方向
【答案】发生，发生，相反， BD
【解析】
(1)将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，电路图如图所示；
(2)闭合电键，磁通量增加，指针向右偏转，将原线圈迅速插入副线圈，磁通量增加，则灵敏电流计的指针将向右偏转一下；
原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电阻增大，则电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，则灵敏电流计指针向左偏转一下；
(3)如果副线圈B两端不接任何元件，线圈中仍有磁通量的变化，仍会产生感应电动势，不会没有感应电流存在，但是可根据楞次定律来确定感应电流的方向，从而可以判断出感应电动势的方向，故BD正确，AC错误；
故选BD．
电磁感应综合问题 电磁感应综合问题，涉及力学知识（如牛顿运动定律、功、动能定 理、动量和能量守恒定律等）、电学知识（如电磁感应定律、楞次定律、 直流电路知识、磁场知识等）等多个知识点，其具体应用可分为以下 两个方面： （1）受力情况、运动情况的动态分析。思考方向是：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……，周而复始，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态。要画好受力图，抓住a=0时，速度v达最大值的特点。 （2）功能分析，电磁感应过程往往涉及多种能量形势的转化。例 如：如图所示中的金属棒ab沿导轨由静止下滑时，重力势能减小，一 部分用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，最终在 R上转转化为焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能．若 导轨足够长，棒最终达到稳定状态为匀速运动时，重力势 能用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，因此，从 功和能的观点人手，分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系，往往 是解决电磁感应问题的重要途径． 【例1】如图1所示，矩形裸导线框长边的长度为2l，短边的长度 为l，在两个短边上均接有电阻R，其余部分电阻不计，导线框一长边
及x 轴重合，左边的坐标x=0，线框内有一垂直于线框平面的磁场，磁场的感应强度满足关系)sin(l x B B 20π=。一光滑导体棒AB 及短边平行且 及长边接触良好，电阻也是R ，开始时导体棒处于x=0处，从t=0时刻起，导体棒AB 在沿x 方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动，求： （1）导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中力F 随时间t 变化的规律； （2）导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中回路产生的热量。 答案：（1）)()(sin v l t R l vt v l B F 203222220≤≤=π （2）R v l B Q 32320= 【例2】 如图2所示，两条互相平行的光滑金属导 轨位于水平面内，它们之间的距离为l =0.2m ，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在x ≥0处有一及水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B=0.5T 。一质量为m=01kg 的金属杆垂直放置在导轨上，并以v 0=2m/s 的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F 的共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为a=2m/s 2，方向及初速度方向相反，设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好。求： （1）电流为零时金属杆所处的位置； （2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F 的大小和方向； （3）保持其他条件不变，而初速度v 0取不同值，求开始时F 的方
第四章磁场和电磁感应 第一节电流的磁效应 一、磁场 1．磁场：磁体周围存在的一种特殊的物质叫磁场。磁体间的相互作用力是通过磁场传送的。磁体间的相互作用力称为磁场力，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 2．磁场的性质：磁场具有力的性质和能量性质。 3．磁场方向：在磁场中某点放一个可自由转动的小磁针，它N极所指的方向即为该点的磁场方向。 二、磁感线 1．磁感线 在磁场中画一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向都与该点的磁场方向相同，这些曲线称为磁感线。如图所示。 条形磁铁的磁感线 磁感线 2．特点 (1) 磁感线的切线方向表示磁场方向，其疏密程度表示磁场的强弱。 (2) 磁感线是闭合曲线，在磁体外部，磁感线由N极出来，绕到S 极；在磁体部，磁
感线的方向由S极指向N极。 (3) 任意两条磁感线不相交。 说明：磁感线是为研究问题方便人为引入的假想曲线，实际上并不存在。 图5-2所示为条形磁铁的磁感线的形状。 3．匀强磁场 在磁场中某一区域，若磁场的大小方向都相同，这部分磁场称为匀强磁场。匀强磁场的磁感线是一系列疏密均匀、相互平行的直线。 三、电流的磁场 1．电流的磁场 直线电流所产生的磁场方向可用安培定则来判定，方法是：用右手握住导线，让拇指指向电流方向，四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。 环形电流的磁场方向也可用安培定则来判定，方法是：让右手弯曲的四指和环形电流方向一致，伸直的拇指所指的方向就是导线环中心轴线上的磁感线方向。 螺线管通电后，磁场方向仍可用安培定则来判定：用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，拇指所指的就是螺线管部的磁感线方向。 2．电流的磁效应
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6.磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1,即末、初磁通量之差. (1)磁感应强度B 不变,有效面积S 变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B ·ΔS. (2)磁感应强度B 变化,磁感线穿过的有效面积S 不变时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB ·S. (3)磁感应强度B 和有效面积S 同时变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B 2S 2-B 1S 1. 注意几个概念： （1）磁通量Φ：某时刻穿过磁场中某个面的磁感应线条数，若穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用Φ=B ·S ，应考虑相反方向的磁感应或抵消以后所剩余的磁通量。 （2）磁通量变化量ΔΦ：穿过某个面的磁通量随时间的变化量。注意开始和转过180o时平面都与磁场垂直，穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，ΔΦ=2B ·S ，而不是零。 （3）磁通量的变化率ΔΦ/Δt ：表述磁场中穿过某一面的磁通量变化快慢的物理量。它既不表示磁通量的大小也不表示磁通量变化的多少，在Φ-t 图像中，可用图形的斜率表示。 剖析： ① 磁通量?的实质就是穿过某面积的磁感线的条数。 ② 磁感线除了有大小以外，还有方向，但它是个标量。磁通量的方向仅仅表示磁感线沿什么方向穿过 某面积，其运算不满足矢量合成的平行四边形定则，只满足代数运算，在求其变化量时，事先要设正方向，并将“+”、“-”号代入。 ③ 由磁通量的定义θ?sin BS =可得：θ ? sin S B = ，此式表示“磁感应强度B 大小等于穿过垂直于磁 场方向的单位面积的磁感线条数”，所以磁感应强度又被叫做“磁感密度”。 [例题1] .如图10-1-4所示，面积大小不等的两个圆形线圈A 和B 共轴套在一条形磁铁上，则穿过A 、B 磁通量的大小关系是A ?＿＿＿＿B ?。 解析：磁铁内部向上的磁感线的总条数是相同的，但由于线圈A 的面积大于B 的，外部穿过线圈向下的磁感线的条数A 的大于B 的，所以A ?＜B ?。 10-1-4
电磁感应 1.★电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。 （1）产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，即ΔΦ≠0。 （2）产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 （3）电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。 2.磁通量 （1）定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，定义式：Φ=BS。如果面积S与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′，即Φ=BS′，国际单位：Wb 求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面；磁感线从面的正方向穿入时，穿过该面的磁通量为正。反之，磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。 3.★楞次定律 （1）楞次定律：感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割
磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。 （2）对楞次定律的理解 ①谁阻碍谁---感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。 ②阻碍什么---阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身。 ③如何阻碍---原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”。 ④阻碍的结果---阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少。 （3）楞次定律的另一种表述：感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种： ①阻碍原磁通量的变化； ②阻碍物体间的相对运动； ③阻碍原电流的变化（自感）。 ★★★★4.法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。表达式E=nΔΦ/Δt 当导体做切割磁感线运动时，其感应电动势的计算公式为E=BLvsinθ。当B、L、v三者两两垂直时，感应电动势E=BLv。 （1）两个公式的选用方法E=nΔΦ/Δt计算的是在Δt时间内的平均电动势，只有当磁通量的变化率是恒定不变时，它算出的才是瞬时电动势。E=BLvsinθ中的v 若为瞬时速度，则算出的就是瞬时电动势：若v为平均速度，算出的就是平均电动势。
难点之七 法拉第电磁感应定律 一、难点形成原因 1、关于表达式t n E ??=φ 此公式在应用时容易漏掉匝数n ，实际上n 匝线圈产生的感应电动势是串联在一起的，其次φ?是合磁通量的变化，尤其变化过程中磁场方向改变的情况特别容易出错，并且感应电动势E 与φ、φ?、t ??φ的关系容易混淆不清。 2、应用法拉第电磁感应定律的三种特殊情况E=Blv 、ω221Bl E = 、E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）解决问题时，不注意各公式应用的条件，造成公式应用混乱从而形成难点。 3、公式E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）的记忆和推导是难点，造成推导困难的原因主要是此情况下，线圈在三维空间运动，不少同学缺乏立体思维。 二、难点突破 1、φ、φ?、t ??φ同v 、△v 、t v ??一样都是容易混淆的物理量，如果理不清它们之间的关系，求解感应电动势就会受到影响，要真正掌握它们的区别应从以下几个方面深入理解。 磁通量φ 磁通量变化量φ? 磁通量变化率t ??φ 物理 意 义 磁通量越大，某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数越多 某段时间穿过某个面的末、初磁通量的差值 表述磁场中穿过某个面的磁通量变化快慢的物理量 大小 计 算 ⊥=BS φ，⊥S 为与B 垂直的面积 12φφφ-=?，S B ?=?φ或B S ?=?φ t S B t ??=??φ 或t B S t ??=??φ 注 意 若穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用⊥=BS φ，应考虑相反方 向的磁通量相互抵消以 后所剩余的磁通量 开始和转过1800时平面都与磁场垂直，穿过平面的磁通量是不同的，一 正一负，△φ=2 BS ， 而不是零 既不表示磁通量的大小，也不表示变化的多少，在φ—t 图象中用图线的斜率表示 2、明确感应电动势的三种特殊情况中各公式的具体用法及应用时须注意的问题 ⑴导体切割磁感线产生的感应电动势E=Blv ，应用此公式时B 、l 、v 三个量必须是两两相互垂直，若不垂直应转化成相互垂直的有效分量进行计算，生硬地套用公式会导致错误。有的注意到三者之间的关系，发现不垂直后，在不明白θ角含义的情况下用E=Blvsin θ求解，这也是不可取的。处理这类问题，最好画图找B 、l 、v 三个量的关系，如若不两两垂直则在图上画出它们两两垂直的有效分量，然后将有效分量代入公式E=Blv 求解。此公式也可
中国最负责任的教育机构 私塾国际学府学科教师辅导教案 组长审核： 学员编号：年级：年级课时数：3课时 学员姓名：辅导科目：物理学科教师：杨振 授课主题 教学目的 教学重点 授课日期及时段 教学内容 新课讲-练-总结 一、磁通量 1.定义:磁感应强度与面积的乘积,叫做穿过这个面的磁通量. 2.定义式:Φ=BS. 说明:该式只适用于匀强磁场的情况,且式中的S是跟磁场方向垂直的面积;若不垂直,则需取平面在垂直于磁场方向上的投影面积,即Φ=BS⊥=BSsinθ,θ是S与磁场方向的夹角. 3.磁通量Φ是标量,但有正负.Φ的正负意义是:从正、反两面哪个面穿入，若从一面穿入为正,则从另一面穿入为负. 4.单位:韦伯,符号:Wb. 5.磁通量的直观含义:表示磁场中穿过某一面积磁感线的条数. 6.磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1,即末、初磁通量之差. (1)磁感应强度B不变,有效面积S变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B·ΔS. (2)磁感应强度B变化,磁感线穿过的有效面积S不变时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB·S. (3)磁感应强度B和有效面积S同时变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B2S2-B1S1. 注意几个概念： （1）磁通量Φ：某时刻穿过磁场中某个面的磁感应线条数，若穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用Φ=B·S，应考虑相反方向的磁感应或抵消以后所剩余的磁通量。 （2）磁通量变化量ΔΦ：穿过某个面的磁通量随时间的变化量。注意开始和转过180o时平面都与磁场垂直，穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，ΔΦ=2B·S，而不是零。 （3）磁通量的变化率ΔΦ/Δt：表述磁场中穿过某一面的磁通量变化快慢的物理量。它既不表示磁通量的大
高中物理总复习 —电磁感应 本卷共150分，一卷40分，二卷110分，限时120分钟。请各位同学认真答题，本卷后附答案及解析。 一、不定项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的不得分． 1．图12-2，甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架，乙图除了一个电阻为零、自感系数为L的线圈外，其他部分与甲图都相同，导体AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动。若位移相同，则（） A．甲图中外力做功多B．两图中外力做功相同 C．乙图中外力做功多D．无法判断 2．图12-1，平行导轨间距为d，一端跨接一电阻为R，匀强磁场磁感强度为B，方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，通过电阻R的电流强度是（） A． Bdv R B．sin Bdv R θ C．cos Bdv R θ D． sin Bdv Rθ 3．图12-3，在光滑水平面上的直线MN左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，右侧是无磁场空间。将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v向右完全拉出匀强磁场。已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1:2.则拉出过程中下列说法中正确的是（）A．所用拉力大小之比为2:1 R v a b θ d 图12-1 M v B
B ．通过导线某一横截面的电荷量之比是1:1 C ．拉力做功之比是1:4 D ．线框中产生的电热之比为1:2 4． 图12-5，条形磁铁用细线悬挂在O 点。O 点正下方固定一个水平放置的铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动，下列说法中正确的是 （ ） A ．在磁铁摆动一个周期内，线圈内感应电流的方向改变2次 B ．磁铁始终受到感应电流磁铁的斥力作用 C ．磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力 D ．磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力 5. 两相同的白炽灯L 1和L 2，接到如图12-4的电路中，灯L 1与电容器串联，灯L 2与电感线圈串联，当a 、b 处接电压最大值为U m 、频率为f 的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后，灯L 1的亮度大于大于灯L 2的亮度。新电源的电压最大值和频率可能是 （ ） A ．最大值仍为U m ，而频率大于f B ．最大值仍为U m ，而频率小于f C ．最大值大于U m ，而频率仍为f D ．最大值小于U m ，而频率仍为f 6．一飞机，在北京上空做飞行表演．当它沿西向东方向做飞行表演时(图12-6)，飞行员左右两机翼端点哪一点电势高( ) A ．飞行员右侧机翼电势低，左侧高 B ．飞行员右侧机翼电势高，左侧电势低 C ．两机翼电势一样高 D ．条件不具备，无法判断 7．图12-7，设套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)应是( ) A ．有顺时针方向的感应电流 B ．有逆时针方向的感应电流 C ．有先逆时针后顺时针方向的感应电流 D ．无感应电流 8．图12-8，a 、b 是同种材料的等长导体棒，静止于水平面内的足够长的光滑平行导轨上，b 棒的质量是a 棒的两倍。匀强磁场竖直向下。若给a 棒以4.5J 的初动能，使之向左运动，不 L 1 L 2 图12-4 v 0 a b 图12-8 图12-6 S N O 图12-5 图12-7
电磁感应中的能量问题（2） 例1.如图所示，光滑绝缘水平面上方有两个方向相反的水平方向匀强磁场，竖直虚线为其边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为B1=B，B2=3B．竖直放置的正方形金属线框边长为l，电阻为R，质量为m．线框通过一绝缘细线与套在光滑竖直杆上的质量为M的物块相连，滑轮左侧细线水平．开始时，线框与物块静止在图中虚线位置且细线水平伸直．将物块由图中虚线位置由静止释放，当物块下滑h时速度大小为v0，此时细线与水平夹角θ=30°，线框刚好有一半处于右侧磁场中．（已知重力加速度g，不计一切摩擦）求： （1）此过程中通过线框截面的电荷量q （2）此时安培力的功率 （3）此过程在线框中产生的焦耳热Q． 例2.（多选）如图甲所示，在竖直平面内有一单匝正方形线圈和一垂直于竖直平面向里的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，磁场上、下边界AB和CD均水平，线圈的ab边水平且与AB间有一定的距离．现在让线圈无初速自由释放，图乙为线圈从自由释放到cd边恰好离开CD边界过程中的速度一 时间关系图象．已知线圈的电阻为r， 且线圈平面在线圈运动过程中始终处在 竖直平面内，不计空气阻力，重力加速 度为g，则根据图中的数据和题中所给 物理量可得（） A．在0～t3时间内，线圈中产生的热量为 B．在t2～t3时间内，线圈中cd两点之间的电势差为零 C．在t3～t4时间内，线圈中ab边电流的方向为从b流向a D．在0～t3时间内，通过线圈回路的电荷量为 例3.利用超导体可以实现磁悬浮，如图是超导磁悬浮的示意图。在水平桌面 上有一个周长为L的超导圆环，将一块质量为m的永磁铁从圆环的正上方缓 慢下移，由于超导圆环跟磁铁之间有排斥力，结果永磁铁悬浮在超导圆环的 正上方h1高处平衡。 （1）若测得圆环a点磁场如图所示，磁感应强度为B1，方向与水平方向成 θ1角，问此时超导圆环中电流的大小和方向？ （2）在接下的几周时间内，人们发现永磁铁在缓慢下移。经过较长时间T 后，永磁铁的平衡位置在离桌面h2高处。有一种观点认为超导体也有很微小 的电阻，只是现在一般仪器无法直接测得，超导圆环内电流的变化造成了永 磁铁下移，并设想超导电流随时间缓慢变化的I2-t图，你认为哪张图相对合 理，为什么？ （3）若测得此时a点的磁感应强度变为B2，夹角变为θ2，利用上面你认为 相对正确的电流变化图，求出该超导圆环的电阻？ 同步练习： 1.用两根足够长的粗糙金属条折成“「”型导轨，右端水平，左端竖直，与导轨 等宽的粗糙金属细杆ab，cd和导轨垂直且接触良好．已知ab，cd杆的质 量，电阻值均相等，导轨电阻不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场 中．当ab杆在水平拉力F作用下沿导轨向右匀速运动时，cd杆沿轨道向下 运动，以下说法正确的是（） A．cd杆一定向下做匀速直线运动 B．cd杆一定向下做匀加速直线运动 C．F做的功等于回路中产生的焦耳热与ab杆克服 摩擦做功之和 D．F的功率等于ab杆上的焦耳热功率与摩擦热功率之和 2.如图所示，光滑绝缘水平面上，有一矩形线圈冲入一匀强磁场，线圈全部 进入磁场区域时，其动能恰好等于它在磁场外面时的一半，设磁场宽度大于 线圈宽度，那么()
第四章磁场与电磁感应 一、填空题（每空1分） [问题] 某些物体能够______________________________的性质称为磁性。具有__________的物体称为磁体，磁体分为____________和____________两大类。 [答案] 吸引铁、镍、钴等物质磁性天然磁体人造磁体 [问题] 磁体两端____________的部分称磁极。当两个磁极靠近时，它们之间也会产生相互作用力，即同名磁极相互____________，异名磁极相互____________。 [答案] 磁性最强排斥吸引 [问题] 磁感线的方向定义为：在磁体外部由____________指向____________，在磁体内部由____________指向____________。磁感线是____________曲线。 [答案] N极 S极 S极 N极假想闭合 [问题] 在磁场的某一区域里，如果磁感线是一些方向相同分布均匀的平行直线，这二区域称为__________。[答案] 均匀磁场 [问题] 磁感线上任意一点的磁场方向，就是放在该点的磁针______极所指的方向。 [答案] N [问题] _______________的现象称为电流的磁效应。 [答案] 电流产生磁场 [问题] 电流所产生的磁场的方向可用____________来判断。 [答案] 安培定则（或右手螺旋定则） [问题]
[答案] 由a流向b [问题] [答案] [问题] [答案] 二、判断题（每题1分） [问题] （）每个磁体都有两个磁极，一个叫N极，另一个叫S极，若把磁体分成两段，则一段为N极，另一段为S极。 [答案] × [问题] （）磁场的方向总是由N极指向S极。 [答案] × [问题] （）地球是一个大磁体。 [答案] √ [问题] （）磁场总是由电流产生的。 [答案] ×
高二物理学案9（必修班） 二、法拉第电磁感应定律 一、知识梳理 一、感应电动势 闭合电路中由于磁通量的变化产生感应电流产生，产生感应电流的那部分电路相当于电源。我们把电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。 画图举例： 二、法拉第电磁感应定律 1、磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率 磁通量：φ = BScos θ 磁通量的变化：Δφ=φ2—φ1 磁通量的变化率：Δφ/Δt 磁通量的变化率与磁通量、磁通量的变化无直接关系，三者间的关系类似于加速度与速度、速度变化的关系。 2、法拉第电磁感应定律 A 、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 B 、数学表达式： t E ??=φ （单匝线圈） 对于多匝线圈有 t n E ??=φ 二、例题分析 例1、把一条形磁铁插入同一闭合线圈中，一次是迅速插入，一次是缓慢插入，两次初、末位置均相同，则在两次插入过程中 （ ） A.磁通量变化量相同 B.磁通量变化率相同 C.产生的感应电流相同 D.产生的感应电动势相同 例2、有一个1000匝的线圈，在0.4s 内穿过它的磁通量从0.02wb 增加到0.09wb ，求线圈中的感应电动势。如果线圈的电阻是10Ω，把它从一个电阻为990Ω的电热器串联组成闭合电路时，通过电热器的电流是多大？
三、课后练习 1、关于电磁感应，下列说法中正确的是（ ）。 A 、穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大； B 、穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零； C 、穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大； D 、空过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大。 2、如图所示，将条形磁铁从相同的高度分别以速度v 和2v 插入线圈，电流表指针偏转角度较大的是： A ．以速度v 插入 B ．以速度2v 插入 C ．一样大 D ．不能确定 3、桌面上放一个单匝线圈，线圈中心上方一定高度上有一竖立的条形磁铁，此时线圈内的磁通量为0.04Wb ，把条形磁铁竖放在线圈内的桌面上时，线圈内磁通量为0.12Wb 。分别计算以下两个过程中线圈中感应电动势。 （1）把条形磁铁从图中位置在0.5s 内放到线圈内的桌面上。 （2）换用10匝的矩形线圈，线圈面积和原单匝线圈相同，把条形磁铁从图中位置在0.1s 内放到线圈内的桌面上。 【选做题】平行闭合线圈的匝数为n,所围面积为S ，总电阻为R ，在t ?时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为?Φ，则通过导线某一截面的电荷量为（ ） A 、 R ?Φ B 、R nS ?Φ C 、 tR ??Φn D 、R ?Φn
电磁 安培定律 法拉第电磁感应定律 电流的磁效应 电磁感应 右手螺旋定则右手定则 安培力 左手定则1.安培定律：表示电流和电流激发磁场的 磁感线方向间关系的定则，也叫 右手螺旋定则。(1)通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向； (2)通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致 ，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N 极。 左手反之。
应用：电能转化为磁，可以用于人造磁铁等。 2. 法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁 通变化率成正比。 右手定则：使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内，把 右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指指向产生的感应电流的方向。 应用：将动能转化为电能，发电机。 3．安培力：电流导体在磁场中运动时受力。 左手定则：左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个 平面内。把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心（手心对准N极，手背对准S极)，四指指向电流方向（既正电荷运动的方向）则大拇指的方向 就是导体受力方向。 应用：通过磁场对电流的作用，将电磁能转化为机械能：电动机。 1．电磁感应现象：英国的物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感应线的运动时， 导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。 2．感应电流：由电磁感应现象产生的电流。 (1)感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线
运动的方向有关。 (2)感应电流的产生条件： a.电路必须是闭合电路； b.只是电路的一部分导体在磁场中； c.这部分导体做切割磁感线运动（包括正切、斜切两种情况）。3．交流发电机 （1）原理：发电机是根据电磁感应现象制成的。 （2）能量转化：机械能转化为电能。 （3）构造:交流发电机主要由磁铁（定子）、线圈（转子）、滑环和电刷。
第9课时 电磁感应中的双棒运动问题 一、分析要点：1、分析每个棒的受力，棒运动时安培力F ：R v L B BIL F 22，F 与速度有关； 2、分析清楚每个棒的运动状态→服从规律（牛顿定律、能量观点、动量观点） ； 3、找出两棒之间的受力关系、速度关系、加速度关系、能量关系等。 二、例题分析： 1、两棒一静一动： 【例1】如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN 、PQ 间距为l=0.5m ，其电阻不计， 两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab 、cd 分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为0.02kg ，电阻均为R=0.1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为 B=0.2T ，棒ab 在平行于导轨向上的力 F 作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd 恰 好能保持静止。取g=10m/s 2，问：（1）通过cd 棒的电流I 是多少，方向如何？ （2）棒ab 受到的力F 多大？ （3）棒cd 每产生Q=0.1J 的热量，力F 做的功W 是多少？ 2、两棒不受力都运动：满足动量守恒，分析最终状态： 【例2】如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定于同一水平面内，导轨间的距离为 L ，导轨上平行放置两根导体棒ab 和cd ，构成矩形回路。已知两根导体棒的质量均为m 、电阻均为R ，其它电阻忽略不计，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B ，导体棒均可沿导轨无摩擦的滑行。开始时，导体棒cd 静止、ab 有水平向右的初速度v 0，两导体棒在运动中始终不接触。求：（1）开始时，导体棒ab 中电流的大小和方向？（2）cd 最大加速度？（3）棒cd 的最大速度？（4）在运动过程中产生的焦耳热？（5）棒cd 产生的热量？（6）当ab 棒速度变为43 v 0时，cd 棒加速度的大小？（7）两棒距离减小的最大值？ 3、一杆在外力作用下做加速运动，另一杆在安培力作用下做加速运动，最终两杆以同样加速度做匀加速直线运动。 【例3】如图所示，两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感应强度B=0.50T 的匀 强磁场与导轨所在平面垂直，导轨电阻忽略不计，导轨间的距离 L=0.20m 。两根质量均为m=0.10kg 的金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的为电阻R=0.50Ω，在t=0时刻，两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行，大小为 0.20N 的力F 作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动。（1）分析说明金属杆最终的运动 状态？（2）已知当经过 t=5.0s 时，金属杆甲的加速度a=1.37m/s ，求此时两金属杆的速度各为多少？
届高三物理电磁感应知识点 物理二字出现在中文中，是取格物致理四字的简称，即考察事物的形态和变化，总结研究它们的规律的意思。小编准备了高三物理电磁感应知识点，具体请看以下内容。 1.电磁感应现象 电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。 (1)产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，即0。 (2)产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 (3)电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。 2.磁通量 (1)定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，定义式：=BS。如果面积S与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S，即=BS，国际单位：Wb 求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时，穿过
该面的磁通量为正。反之，磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。 3.楞次定律 (1)楞次定律：感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。 (2)对楞次定律的理解 ①谁阻碍谁---感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。 ②阻碍什么---阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身。③如何阻碍---原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即增反减同。④阻碍的结果---阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少。 (3)楞次定律的另一种表述：感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种： ①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍 原电流的变化(自感)。 4.法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。表达式E=n/t
初中物理电磁感 应
一、【教学过程】 （一）复习引入 1. 师问：通过上节的学习，我们知道磁场对通电导线有力的作用，力的方向与什么有关呢？ 生答：导线中电流的方向、磁感线的方向有关。 2. 师问：通过上节的学习，我们得到了电动机的工作原理是什么呢？ 生答：通电线圈在磁场中受力转动。 通过上节课的学习，我们知道：通电导体在磁场中受到力的作用而能够运动起来，那么运动的导体中是否能够产生电呢？本节针对闭合电路的一部分导体在磁场中运动产生感应电流的现象及其能量的转化作一些分析。 （二）教学内容 1．电磁感应现象：英国的物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感应线的运动时，导体中就会产生电流，
这种现象叫做电磁感应。 2．感应电流：由电磁感应现象产生的电流。 (1)感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线运动的方 向有关。 (2)感应电流的产生条件： a.电路必须是闭合电路； b.只是电路的一部分导体在磁场中； c.这部分导体做切割磁感线运动（包括正切、斜切两种情况）。 3．交流发电机 （1）原理：发电机是根据电磁感应现象制成的。 （2）能量转化：机械能转化为电能。 （3）构造:交流发电机主要由磁铁（定子）、线圈（转子）、滑环和电刷。 磁铁（定子） 线圈（转子） 滑环 电刷 4. 直流电与交流电： （1）方向不变的电流叫做直流电大小和方向作周期性改变的电流叫做交流电。（2）交流电的周期：电流发生一个周期性变化所用的时间，其单位就是时间的单位秒（s）。 （3）交流电的频率：电流每秒发生周期性变化的次数。其单位是赫兹，符号是Hz。频率和周期的数值互为倒数。 5.电动机与发电机的比较：
高考物理备考之电磁感应现象的两类情况压轴突破训练∶培优 易错 难题篇及 详细答案 一、电磁感应现象的两类情况 1．如图所示，光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm ，导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，导轨上端电阻R=0.8Ω，其他电阻不计．导轨放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T ．金属棒ab 从上端由静止开始下滑，金属棒ab 的质量m=0.1kg ．（sin37°=0.6，g=10m/s 2） （1）求导体棒下滑的最大速度； （2）求当速度达到5m/s 时导体棒的加速度； （3）若经过时间t ，导体棒下滑的垂直距离为s ，速度为v ．若在同一时间内，电阻产生的热与一恒定电流I 0在该电阻上产生的热相同，求恒定电流I 0的表达式（各物理量全部用字母表示）． 【答案】（1）18.75m/s （2）a=4.4m/s 2 （32 22mgs mv Rt - 【解析】 【分析】根据感应电动势大小与安培力大小表达式，结合闭合电路欧姆定律与受力平衡方程，即可求解；根据牛顿第二定律，由受力分析，列出方程，即可求解；根据能量守恒求解； 解：（1）当物体达到平衡时，导体棒有最大速度，有：sin cos mg F θθ= ， 根据安培力公式有： F BIL =， 根据欧姆定律有： cos E BLv I R R θ==， 解得： 222 sin 18.75cos mgR v B L θ θ = =； （2）由牛顿第二定律有：sin cos mg F ma θθ-= ， cos 1BLv I A R θ = =， 0.2F BIL N ==， 24.4/a m s =； （3）根据能量守恒有：22012 mgs mv I Rt = + ， 解得： 2 02mgs mv I Rt -=
第周第课时月日课题电磁感应定律 知识目标了解感应电动势 能力目标理解法拉第电磁感应定律 教学内容及组织教法 [课题引入] 1、提问相关知识 2、引入本节课题 [新课内容]（以讲解为主） 一、感应电动势 如果闭合回路中有持续的电流，那么该回路中必定有电动势。因此在电磁感应现象中，闭合回路中有感应电流产生，这个回路必定有感应电动势存在。由电磁感应产生的电动势叫做感应电动势。 应当指出，闭合回路中作切割磁感应线运动的那部分导体就是一个电源，它能产生感应电动势，向外电路提供电能。在左图中，虚框内是一个电源(这部分电路是内电路)。在电源内部，电流是从低电位流向高电位的，因此，左图中a点电位高于b点的电位。 在研究电磁感应时，确定感应电动势比确定感应电流的意义更大。首先，感应电流的大小是随着电阻的变化而变化的，而感应电动势的大小与电阻无关。在图中，除了RP变化以外．其它条件都不变，在这种情况下，可以看出，感应电流的大小是变化的，而感应电动势的值是确定的。其次，电动势是电源本身的特性，与外电路状态无关。不管电路是否闭合，只要有电磁感应现象发生，就会产生感应电动势，而感应电流只有当回路闭合时才有，开路时则没有可见，感应电动势比感应电流更能反映电磁现象的本质。 二、电磁感应定律 在图中，导线cd与磁感应强度垂直，cd沿着滑轨在垂直磁感应强度的方向上作匀速直线运动。cd切割磁感应线要产生感应电流，因此要受到磁场力的作用，其大小为
方向向左。要使cd作匀速直线运动，必须对cd施加一个与F2大小相等、方向相反的外力F1，即 设导线运动速度为v，由cd运动到c’d’所用时间为△t，那么导线由cd运动到c’d’外力所做的功为 所以，在B、L和v相互垂直时，导线作切割磁感应线运动产生的感应电动势为 式中 B——磁感应强度，单位是特[斯拉]，符号为T； 如果导线运动方向和磁场方向的夹角是α，如下图所示。 由于速度是矢量，可按矢量分解的方法将速度v分解成平行磁场方向的分量v1和垂直磁场方向的分量v2。v1对感应电动势不起作用，只有v2对感应电动势起作用。由于v2=vsinα，因此，在这种情况下，感应电动势的一般表达式为 由前面的分析可知
电磁感应·专题复习 一. 知识框架： 二. 知识点考试要求： 知识点 要求 1. 右手定则 B 2. 楞次定律 B 3. 法拉第电磁感应定律 B 4. 导体切割磁感线时的感应电动势 B 5. 自感现象 A 6. 自感系数 A 7. 自感现象的应用 A 三. 重点知识复习： 1. 产生感应电流的条件 （1）电路为闭合回路 （2）回路中磁通量发生变化?φ≠0 2. 自感电动势 （1）E L I t 自=? ?? （2）L —自感系数，由线圈本身物理条件（线圈的形状、长短、匝数，有无铁芯等）决定。 （2）自感电动势的作用：阻碍自感线圈所在电路中的电流变化。 （4）应用：<1>日光灯的启动是应用E 自 产生瞬时高压 <2>双线并绕制成定值电阻器，排除E 自 影响。 3. 法拉第电磁感应定律 （1）表达式：E N t =??φ N —线圈匝数；?φ—线圈磁通量的变化量，?t —磁通量变化时间。
（2）法拉第电磁感应定律的几个特殊情况： i ）回路的一部分导体在磁场中运动，其运动方向与导体垂直，又跟磁感线方向垂直时，导体中的感应电动势为E B l v = 若运动方向与导体垂直，又与磁感线有一个夹角α时，导体中的感应电动势为：E B l v =s i n α ii ）当线圈垂直磁场方向放置，线圈的面积S 保持不变，只是磁场的磁感强度均匀变化时线圈中的感应电动势为E B t S = ?? iii ）若磁感应强度不变，而线圈的面积均匀变化时，线圈中的感应电动势为：E B S t =?? iv ）当直导线在垂直匀强磁场的平面，绕其一端作匀速圆周运动时，导体中的感应电动势为：E Bl =12 2ω 注意： （1）E B l v =s i n α用于导线在磁场中切割磁感线情况下，感应电动势的计算，计算的是切割磁感线的导体上产生的感应电动势的瞬时值。 （2）E N t =??φ ，用于回路磁通量发生变化时，在回路中产生的感应电动势的平均值。 （3）若导体切割磁感线时产生的感应电动势不随时间变化时，也可应用E N t =??φ ，计算E 的瞬时值。 4. 引起回路磁通量变化的两种情况： （1）磁场的空间分布不变，而闭合回路的面积发生变化或导线在磁场中转动，改变了垂直磁场方向投影面积，引起闭合回路中磁通量的变化。 （2）闭合回路所围的面积不变，而空间分布的磁场发生变化，引起闭合回路中磁通量的变化。 5. 楞次定律的实质：能量的转化和守恒。 楞次定律也可理解为：感应电流的效果总是要反抗（或阻碍）产生感应电流的原因。 （1）阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化 （2）阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”。 （3）使线圈面积有扩大或缩小的趋势。 （4）阻碍原电流的变化（自感现象）。 6. 综合题型归纳 （1）右手定则和左手定则的综合问题 （2）应用楞次定律的综合问题 （3）回路的一部分导体作切割磁感线运动 （4）应用动能定理的电磁感应问题 （5）磁场均匀变化的电磁感应问题 （6）导体在磁场中绕某点转动 （7）线圈在磁场中转动的综合问题 （8）涉及以上题型的综合题 【典型例题】 例1. 如图12-9所示，平行导轨倾斜放置，倾角为θ=?37，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感强度B T =4，质量为m k g =10.的金属棒ab 直跨接在导轨上，ab 与导轨间的动摩擦因数μ=025.。ab 的电阻r =1Ω，平行导轨间的距离L m =05.，R R 1218== Ω，导轨电阻不计，求ab 在导轨上匀速下滑的速度多大？此时ab 所受
高考物理专题电磁学知识点之电磁感应难题汇编含答案解析 一、选择题 1．如图所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况中线框中不能产生感应电流的是（） A．导线中的电流变大B．线框以PQ为轴转动 C．线框向右平动D．线框以AB边为轴转动 2．如图所示，L1和L2为直流电阻可忽略的电感线圈。A1、A2和A3分别为三个相同的小灯泡。下列说法正确的是（） A．图甲中，闭合S1瞬间和断开S1瞬间，通过A1的电流方向不同 B．图甲中，闭合S1，随着电路稳定后，A1会再次亮起 C．图乙中，断开S2瞬间，灯A3立刻熄灭 D．图乙中，断开S2瞬间，灯A2立刻熄灭 3．如图所示，用粗细均匀的同种金属导线制成的两个正方形单匝线圈a、b，垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，a的边长为L，b的边长为2L。当磁感应强度均匀增加时，不考虑线圈a、b之间的影响，下列说法正确的是（） A．线圈a、b中感应电动势之比为E1∶E2＝1∶2 B．线圈a、b中的感应电流之比为I1∶I2＝1∶2 C．相同时间内，线圈a、b中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝1∶4 D．相同时间内，通过线圈a、b某截面的电荷量之比q1∶q2＝1∶4 4．如图所示，将直径为d，电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为（）
A ．24 B d R π B ．2Bd R π C ．2Bd R D ．2Bd R π 5．磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈．当以速度v 0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E －t 关系如图所示．如果只将刷卡速度改为 2 v ，线圈中的E －t 关系图可能是( ) A ． B ． C ． D ． 6．一个简易的电磁弹射玩具如图所示，线圈、铁芯组合充当炮筒，硬币充当子弹。现将一个金属硬币放在铁芯上（金属硬币半径略大于铁芯半径），电容器刚开始时处于无电状态，先将开关拨向1，电容器充电，再将开关由1拨向2瞬间，硬币将向上飞出。则下列说法正确的是（ ） A ．当开关拨向1时，电容器上板带负电 B ．当开关由1拨向2时，线圈内磁感线方向向上 C ．当开关由1拨向2瞬间，铁芯中的磁通量减小 D ．当开关由1拨向2瞬间，硬币中会产生向上的感应磁场 7．如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R ．金属棒ab 与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现使