第三章电磁感应
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第三章磁场与电磁感应 一、概述:(一)、磁场与磁路1、 磁体和通电导体周围存在着磁场。
磁场具有力和能的特性,描述磁场强与弱以及磁场方向常用磁力线。
磁力线在磁体外部从N 极到S 极,在磁体内部从S 极到N 极形成闭合曲线。
磁力线密集的地方磁场强,磁力线稀疏的地方磁场弱,磁力线上某点切线方向为该点磁场方向。
N 、S 分别为磁体的指北极(简称北极)和指南极(简称南极),同性磁极相斥,异性磁极相吸。
2、 通电直导线的磁力线方向与电流方向之间的关系可用右手螺旋定则Ⅰ来确定;通电螺旋管的磁场方向与电流方向之间的关系可用右手螺旋定则Ⅱ来确定。
3、 描述磁场的主要物理量有:磁通、磁感应强度、磁导率、磁场强度。
4、 了解铁磁材料、磁路、磁路欧姆定律、会计算磁阻。
(二)、电磁感应1、 当导体相对磁场作切割磁力线运动或线圈中磁通发生变化时就会在导体中引起电动势,这种现象称为电磁感受应,由电磁感应产生的电动势称为感受应电动势,由感应电动势引起的电流称为感应电流。
2、 计算感应电动势大小可用法拉第电磁感应定律,判别感应电动势的方向可用楞次定律。
3、 当电路中含有两个或两个以上相互耦合的线圈时,若在某一线圈中通以交变电流,则该电流所产生的交变磁通会在其他线圈中产生感应电动势,这种现象称为互感现象。
由互感引起的感应电动势称为互感电动势。
互感电动势的大小与方向可根据同名端来判别。
4、 互感线圈的联接分为顺串、反串;顺并和反并。
变压器就是利用互感原理工作的电磁元件。
5、 R —L 电路接通或断开直流电源(接通或断开称为换路),其换路前和换路后的电流不变,即)()(00-+=t i t i L L其中t0为换路时刻。
换路后电流的变化速度与时间常数RL=τ有关,τ的单位为秒。
二、知识要点:(一)磁场与磁路1、磁场,凡有磁力作用的空间称为磁场,磁场是一种特殊物质,具有力和能的特性。
(1)磁现象○1磁性:物体吸引铁磁性物质的性质。
第三章电磁场与电磁波初步3电磁感应现象及其应用基础过关练题组一电磁感应现象的发现1.(2022湖北鄂州期末改编)下列现象属于电磁感应的是( )A.磁场中某点小磁针N极受力的方向与磁感应强度的方向相同B.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中产生电流C.一些物体在磁体或电流的作用下会显现磁性,如插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D.通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场2.(多选题)(2023山东枣庄期末)从1822年至1831年的近十年时间里,英国科学家法拉第心系“磁生电”。
在他的研究过程中有两个重要环节:(1)敏锐地觉察并提出“磁生电”的闪光思想;(2)通过大量实验,将“磁生电”(产生感应电流)的情况概括为五种:变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。
结合你学过的相关知识,试判断下列说法正确的是( )A.环节(1)提出“磁生电”思想是受到了奥斯特的“电流磁效应”的启发B.环节(1)提出“磁生电”思想是为了对已经观察到的“磁生电”现象提供合理解释C.环节(2)中五种“磁生电”条件都可以概括为“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”D.环节(2)中“在磁场中运动的导体”这种情况不符合“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”这一条件题组二感应电流产生的条件3.(经典题)(多选题)(2022黑龙江哈尔滨期中)如图所示,线圈两端接在电流表上组成闭合电路。
在下列情况中,电流表指针发生偏转的是( )A.磁铁和线圈相对移动时B.磁铁插在线圈内不动C.线圈不动,磁铁拔出线圈时D.线圈不动,磁铁插入线圈时4.(2024四川南充段考)如图所示,直导线MN竖直放置并通以向上的电流I,矩形金属线框abcd与MN在同一平面内,边ab与MN平行,则( )A.线框向左平移时,线框中有感应电流B.线框竖直向上平移时,线框中有感应电流C.线框以MN为轴转动时,线框中有感应电流D.MN中电流突然变小时,线框中没有感应电流题组三实验:探究感应电流产生的条件5.(2024四川雅安天立中学入学考试)如图是探究电磁感应产生条件的实验器材。
高中物理选修2-1第三章电磁感应(含解析)一、单选题1.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.闭合线圈在磁场中运动而产生电流D.磁铁吸引小磁针2.下列家用电器中,利用电磁感应原理进行工作的是()A.电吹风B.电冰箱C.电饭煲D.电话机3.下列设备中,利用电磁感应原理工作的是()A.电动机B.白炽灯泡C.发电机D.电风扇4.电磁感应现象在生活及生产中的应用非常普遍,下列不属于电磁感应现象及其应用的是()A.发电机B.电动机C.变压器D.日光灯镇流器5.如图所示,把一条长直导线平行地放在小磁针的上方附近,当导线中有电流通过时,小磁针会发生偏转。
首先观察到这个实验现象的物理学家是()A.奥斯特B.法拉第C.洛伦兹D.楞次6.金属探测器已经广泛应用于安检场所,关于金属探测器的论述正确的是()A.金属探测器可用于食品生产,防止细小的砂石颗粒混入食品中B.金属探测器探测地雷时,探测器的线圈中产生涡流C.金属探测器探测金属时,被测金属中感应出涡流D.探测过程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动探测效果相同7.在物理学中许多规律是通过实验发现的,下列说法正确的是()A.麦克斯韦通过实验首次证明了电磁波的存在B.牛顿通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持C.奥斯特通过实验发现了电流的热效应D.法拉第通过实验发现了电磁感应现象8.关于感应电流,下列说法中正确的是()A.只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生B.穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生C.线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感应电流产生D.只要闭合电路的导体做切割磁感线运动,电路中就一定有感应电流产生9.奥斯特发现电流的磁效应的这个实验中,小磁针应该放在()A.南北放置的通电直导线的上方B.东西放置的通电直导线的上方C.南北放置的通电直导线同一水平面内的左侧D.东西放置的通电直导线同一水平面内的右侧10.图所示的磁场中,有三个面积相同且相互平行的线圈S1、S2和S3,穿过S1、S2和S3的磁通量分别为Φ1、Φ2和Φ3,下列判断正确的是()A.Φ1最大B.Φ2最大C.Φ3最大D.Φ1=Φ2=Φ3二、多选题11.如图所示,直导线MN竖直放置并通以向上的电流I ,矩形金属线框abcd与MN处在同一平面,边ab与MN平行,则()A.线框向左平移时,线框中有感应电流B.线框竖直向上平移时,线框中有感应电流C.线框以MN为轴转动时,线框中有感应电流D.MN中电流突然变化时,线框中有感应电流12.我国已经制订了登月计划,假如航天员登月后想探测一下月球表面是否有磁场,他手边有一只灵敏电流计和一个小线圈,则下列推断中正确的是()A.直接将电流计放于月球表面,看是否有示数来判断磁场有无B.将电流计与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如电流计无示数,则判断月球表面无磁场C.将电流计与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如电流计有示数,则判断月球表面有磁场D.将电流计与线圈组成闭合回路,使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动,月球表面若有磁场,则电流计至少有一次示数不为零13.于感应电流,下列说法中正确的是()A.只要闭合电路里有磁通量,闭合电路里就有感应电流B.穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生C.线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框也没有感应电流D.只要闭合电路的一部分导体切割磁感线运动电路中就一定有感应电流14.电磁感应现象揭示了电与磁之间的内在联系,根据这一发现,发明了许多电器设备.以下电器中,哪些利用了电磁感应原理()A.变压器B.白炽灯泡C.电磁灶D.电吹风15.发现电磁感应规律是人类在电磁学研究中的伟大成就。
★高二物理选修1-1全面复习--电磁感应★第一节 电磁感应现象1.磁通量:穿过一个闭合回路的磁感线的多少。
例1:穿过甲线圈的磁通量和穿过乙线圈的磁通量哪个大?(甲、乙线圈面积相等)。
2.产生感应电流的条件:只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生。
例2:在例1各情境中若把同一线圈从甲位置移至乙位置,则移动过程中线圈中会有感应电流产生么?例3:如图,让一闭合线圈穿过一有边界的磁场的过程中,会产生感应电流吗?1.发现电磁感应现象的科学家是________。
2.在国际单位制中,磁通量的单位是( ) A 、韦伯 B 、法拉 C 、库仑D 、特斯拉3.面积是S 的矩形导线框,垂直放在一磁感应强度为B 的匀强磁场中,则穿过导线框所围面积的磁通量为 ( ) A .SBB .BSC .BS D .04.如图,现将线圈向右平移至虚线所示的位置,在此过程中,穿过线圈的磁通量大小( ) A .先增大后减小B .先减小后增大C .逐渐增大D .逐渐减小5.关于产生感应电流的条件,下述说法正确的是 ( )A .位于磁场中的闭合线圈,一定能产生感应电流B .闭合线圈和磁场发生相对运动,一定能产生感应电流C .闭合线圈作切割磁感线运动,一定能产生感应电流D .穿过闭合线圈的磁通量发生变化,一定能产生感应电流 6.如图所示,在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中,有一个矩形线圈abcd ,应使线圈怎样运动才能使其中产生感生电流 ( ) A .向右平动B .向上平动C .垂直纸面向外平动D .绕O 1O 2转动7.(多)在图中,线圈M 与线圈P 绕在同一铁芯上,则( ) A .当合上开关S 的一瞬间,线圈P 里没有感应电流 B .当合上开关S 的一瞬间,线圈P 里有感应电流 C .当断开开关S 的一瞬间,线圈P 里没有感应电流 D .当断开开关S 的一瞬间,线圈P 里有感应电流8.如图所示,电流表与螺线管组成闭合电路,以下不能..使电流表指针偏转的是( ) A .将磁铁插入螺线管的过程中 B .磁铁放在螺线管中不动时C .将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中D .将磁铁从螺线管中向下拉出的过程中9.(多)如图,能够在B 线圈产生感应电流的是( ) A .闭合开关的瞬间B .闭合开关以后的较长时间中C .滑动变阻器在滑动过程中D .在断开开关时瞬间10.如图所示,长直导线中通以电流I ,矩形线圈与电流共面,下列情况中不能产生感应电流的是 ()A .电流I 增大时B .线圈向右平动C .线圈向上平动D .线圈绕ab 边转动第二节 法拉第电磁感应定律1.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。
必修3高二物第三章理知识点之电磁感应电磁感应是一个能量转换过程,例如可以将重力势能,动能等转化为电能,热能等。
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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 (2)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)。
vB第三章 电磁感应和暂态过程一、选择题1、对于法拉第电磁感应定律td d Φ-=ε,下列说法哪个是错误的 [ ] (A )负号表示ε与Φ的方向相反; (B )负号是楞次定律的体现;(C )用上式可以确定感应电动势的大小和方向。
(D )以上说法均错.2、将形状完全相同的铜环和木环静止放置,并使通过两环面的磁通量随时间的变化率相等,则不计自感时 [ ](A )铜环中有感应电动势,木环中无感应电动势 (B )铜环中感应电动势大,木环中感应电动势小 (C )铜环中感应电动势小,木环中感应电动势大(D )两环中感应电动势相等,铜环中有感应电流,木环中无感应电流。
3、如图所示,一矩形金属线框,以速度v从无场空间进入一均匀磁场中,然后又从磁场中出来,到无场空间中.不计线圈的自感,下面哪一条图线正确地表示了线圈中的感应电流对时间的函数关系?(从线圈刚进入磁场时刻开始计时,I 以顺时针方向为正) [ ]4、如图所示,长度为l 的直导线ab 在均匀磁场B 中以速度v移动,直导线ab 中的电动势为 [ ](A) Bl v (B) Bl v sin(C) Bl v cos(D) 05、在感应电场中电磁感应定律可写成t l E LK d d d Φ-=⎰⋅ ,式中K E 为感应电场的电场强度.此式表明 [ ](A) 闭合曲线L 上K E处处相等. (B) 感应电场是保守力场.lba vαIO(A)I OtOt (D)Ot(B)O ωθZAB(C) 感应电场的电场强度线不是闭合曲线. (D) 在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念. 6、如图示,一矩形线圈长宽各为b a ,,置于均匀磁场B 中,且B 随时间的变化规律为kt B B -=0,线圈平面与磁场方向垂直,则线圈内感应电动势大小为 [ ](A )()kt B ab -0 (B )0abB (C )kab (D )0 7、金属棒OA 在均匀磁场中绕OZ 作锥形匀角速旋转,棒长l ,与OZ 轴夹角θ,角速度ω,磁感应强度为B,方向与OZ 轴一致。
选修1-1 第三章电磁感应一、单选题1.(2分)如图所示,电源的电动势为E、内阻为r,L1、L2为两个相同的灯泡,线圈L的直流电阻不计,与灯泡L1连接的是一只理想二极管D.下列说法中正确的是()A.闭合开关S稳定后L1、L2亮度相同B.断开S的瞬间,L2会逐渐熄灭C.断开S的瞬间,L1中电流方向向左D.断开S的瞬间,a点的电势比b点高2.(2分)如图所示电路中,R1、R2是两个阻值相等的定值电阻,L是一个自感系数很大,直流电阻为零的理想线圈,设A、B两点电势分别为φA、φB,下列分析正确的是()A.开关S闭合瞬间φA>φBB.开关S闭合后,电路达到稳定时φA<φBC.当开关S从闭合状态断开瞬间φA>φBD.只要线圈中有电流通过,φA就不可能等于φB3.(2分)发电的基本原理之一是电磁感应,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4.(2分)对于变压器来说,下列说法中正确的是()A.变压器是利用互感现象制成的B.变压器可以改变各种电源的电压C.变压器可以改变交变电流的频率D.理想变压器副线圈的输出功率一定小于原线圈的输入功率5.(2分)图是一正弦式交变电流的电压图象.从图象可知电压的最大值和周期分别为()A.20V,0.01s B.20√2V,0.01s C.20V,0.02s D.20√2V,0.02s 6.(2分)如图所示,环形导线中通有顺时针方向的电流I,则该环形导线中心处的磁场方向为()A.水平向右B.水平向左C.垂直于纸面向里D.垂直于纸面向外7.(2分)小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示.此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路.不计电路的其他电阻,下列说法正确的是()A.交变电流的周期为0.125s B.交变电流的频率为8HzC.交变电流的有效值为√2A D.交变电流的最大值为4A8.(2分)一台理想变压器从20kV的线路中降压并提供400A的负载电流.已知两个线圈的匝数比是50:1,则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率分别是()A.400A,20kV,8×103kW B.400A,400V,8×103kWC.8A,20kV,160kW D.8A,400V,160kW9.(2分)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为k,输出端接有一交流电动机,此电动机线圈的电阻为R。