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奥斯特发现了电磁感应现象

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【物理】《电与磁》单元测试题(含答案)

【物理】《电与磁》单元测试题(含答案)

【物理】《电与磁》单元测试题(含答案)一、电与磁选择题1．下列有关电和磁的说法正确的是（）A. 奥斯持发现了电流的磁效应B. 磁体周围的磁场既看不见也摸不着，所以是不存在的C. 电动机是根据电磁感应原理制成的D. 电磁铁磁性的强弱只与线圈中电流的大小有关【答案】A【解析】【解答】解：A、奥斯特发现了电流的磁效应，故A正确；B、磁体周围的磁场虽然看不见也摸不着，但的确存在，故B错误；C、电磁感应现象是发电机的制作原理，而电动机的制作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故C错误；D、电磁铁的磁性强弱与电流的强弱和线圈的匝数有关，故D错误．故选A．【分析】（1）奥斯特发现了电流的磁效应；（2）磁场看不见、摸不着但的确存在；（3）电动机工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；（4）电磁铁的磁性强弱与电流的强弱和线圈的匝数有关．2．如图所示，一螺线管的右端放着一颗可自由转动的小磁针，闭合开关S前小磁针处于静止，闭合开关S后，小磁针的N极将（）A. 向左偏转B. 向右偏转C. 仍然静止D. 无法判断【答案】 A【解析】【解答】解：从图可知，电流从螺线管的右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管左端是N 极，右端是S极；由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针N极向左转动．故选A．【分析】首先由安培定则可以判断出螺线管的磁极，则由磁极间的相互作用可得出小磁针静止时的N、S极的指向．3．从物理学角度解释诗句，下列说法与物理知识相符的是（）A. “潭清疑水浅”实际上是一种光的反射现象B. “看山恰似走来迎”中描述的“山”在“走”，是以山为参照物C. “花气袭人知骤暧”说明温度越高分子的无规则运动越剧烈D. “臣心一片磁针石，不指南方不肯休”，诗中磁针指向南方的一端是磁针的N极【答案】C【解析】【解答】解：A、“潭清疑水浅”是由于光的折射产生的一种现象，A不符合题意；B、以诗人乘坐的船为参照物，山与船之间的位置发生了变化，山是运动的，所以会感觉到“看山恰似走来迎”，B不符合题意；C、“花气袭人知骤暖”说明温度越高分子无规则运动越剧烈，C符合题意；D、地球本身是一个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，小磁针在地磁场的作用下，始终指向南北方向，其中，指南的一端磁针的南（S）极，D不符合题意。

法拉第电磁感应定律(2)

法拉第电磁感应定律(2)

电源
B
在电源内把单位正电荷从负极 移到正极的过程中非静电力所作的 功。 设在电源内把正电荷dq从负极移 设在电源内把正电荷 从负极移 到正极的过程中非静电力所作的功dA。 到正极的过程中非静电力所作的功 。
5
dA 电源电动势 ε = dq
单位：伏特。 单位：伏特。
它描写了电源将其它形式能量转变成电能的能力。 它描写了电源将其它形式能量转变成电能的能力。 利用场的观点， 利用场的观点，可以把非静电力的作用看成是一 种非静电力场的作用，并把这种场称为外来场。 E 种非静电力场的作用，并把这种场称为外来场。以K 来表示外来场的强度。 来表示外来场的强度。 外来场对电荷dq的非静电力就是：FK = E K dq 外来场对电荷 的非静电力就是： 的非静电力就是 在电源内,电荷 由负极移到正 在电源内 电荷dq由负极移到正极时非静电力所作的 电荷 由负极移到正极 + + + 功为： 功为：
L
x
11
dϕ m d µ0 LI 0 cos ωt b + vt εi = − =− ln dt dt 2π a + vt v µ0 I 0 L b + vt v − = [ω sin(ωt ) ln − cos ωt 2π a + vt b + vt a + vt dI 匝线圈， 例2：长直螺线管绕有 匝线圈，通有电流I 且 = C ：长直螺线管绕有N匝线圈 dt C为常数且大于零），求感应电动势 为常数且大于零），求感应电动势。 （C为常数且大于零），求感应电动势。
{
8
d(ϕ1 +ϕ2 +ϕ3 +⋯ = − dφ ) ε =− dt dt dφ dϕ 若每匝磁通量相同： 若每匝磁通量相同： = − ε = −N dϕ m dt dt ε = − 2.感应电流 感应电流、 2.感应电流、感应电量 dt εi 1 dϕ m

江苏省扬州市邗江区2023-2024学年高二上学期期中调研测试 物理含答案

江苏省扬州市邗江区2023-2024学年高二上学期期中调研测试 物理含答案

2023—2024学年度第一学期期中考试试题高二物理（答案在最后）全卷满分100分，考试时间75分钟第Ⅰ卷（选择题共40分）一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。

每题只有一个选项最符合题意。

1.有关磁现象和电磁感应现象的下列说法中正确的是（）A.安培发现了电流的磁效应B.奥斯特发现了电磁感应现象C.法拉第发现了产生感应电流的条件D.磁感线是描绘磁场强弱和方向的客观存在曲线2.某智能手机说明书信息如图所示，电池支持低压大电流充电，则该手机（）A.电池的电动势为4.35VB.电池能提供的电能为4000mA hC.待机电流约7.6mAD.电池充满电后以100mA的电流工作时，可连续工作4h3.人造卫星上的太阳能电池由许多片电池板组成。

某电池板不接负载时电压是600μV，接上40Ω的电阻后电流是10μA，下列说法正确的是（）A.该电池板电动势约为400μVB.该电池板内阻约为40ΩC.该电池板输出功率为6.0×10-9WD.该电池板输出效率约为66.7%4.如图所示，“L”型导线abc固定并垂直于磁场放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。

已知ab=l，bc=2l，ab垂直bc。

导线通入恒定电流I时，导线abc受到的安培力大小为（）BIlA.0B.BIlC.2BIlD.25.如图所示，A、B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的，横梁可以绕中间的支点自由转动。

若用磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法正确的是（）A.用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被吸引B.把磁铁远离A环，A环又会被排斥C.磁铁N极接近B环时，B环会被吸引D.磁极接近或者远离B环时，B环保持静止6.如图所示为探究产生感应电流条件的实验电路，以下说法正确的是（）A.电键闭合稳定后，改变滑动变阻器滑片位置，观察到电流计指针不发生偏转B.电键闭合稳定后，保持滑动变阻器滑片位置不变，观察到电流计指针仍发生偏转C.电键闭合稳定后，A线圈从B线圈内拔出的过程，观察到电流计指针发生偏转D.电键断开的瞬间，观察到电流计指针并不发生偏转7.如图所示，纸面内以O点为圆心的圆周卜有M、N、A、B四个点，MN、AB为直径且互相垂直。

电磁感应定律

电磁感应定律

d i k dt
国际单位制
i
Φ
d i dt
伏特
韦伯
k 1
说明：
d dt
1）负号表示感应电动势的方向，即感应电动势总 是与回路内磁通量随时间变化率的正负相反。 2）若闭合回路由 N 匝密绕线圈串联而成，总电动 势等于各匝线圈所产生的电动势之和。
dΦ d ( NΦ ) dΨ ε N dt dt dt
B
N
维持滑杆运动必须有外 力不断作功，这符合能量守 恒定律。 楞次定律是能量守恒 定律的一种表现。
机械能 焦耳热
F
S
v
此过程为外力克服安培力做功转化为焦耳热。
三、电磁感应定律 当穿过闭合回路所围 面积的磁通量发生变化时， 回路中会产生感应电动势， 且感应电动势正比于磁通 量对时间变化率的负值。
法拉第
英国伟大的物理学家和 化学家。他创造性地提出场 的思想，磁场这一名称是法 拉第最早引入的。他是电磁 理论的创始人之一，于1831 年发现电磁感应现象，后又 相继发现电解定律，物质的 抗磁性和顺磁性，以及光的 偏振面在磁场中的旋转。
Michael Faraday 1791-1867
一、电磁感应现象
0 Ib
I
l
a
v
b
x
例： 在通有电流为 I = I0cosωt 的长直载流导线旁，放 置一矩形回路，如图所示，回路以速度v 水平向右运动， 求：回路中的感应电动势。
μ0 I 解：建立坐标系，电 B= 流I的磁感应强度为： 2πx 如图所示取一窄条带dx，
dx x I
L
dΦ m B dS BdS cos θ ˆ , cos θ 1 B // n μ0 I Ldx dΦ m BdS 2πx Φ m dΦ m

电磁感应现象及应用

电磁感应现象及应用

13.3 电磁感应现象及应用知识点1：电磁感应现象及应用1、划时代的发现“电生磁”的发现：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。

“磁生电”的发现：1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。

电磁感应：法拉第把由他发现的磁生电的现象叫做电磁感应。

感应电流：由电磁感应现象产生的电流。

2、产生感应电流的条件实验：探究感应电流产生的条件。

实验实验过程实验图例实验结论实验一导体棒AB做切割磁感线运动时，线路中有电流产生；当导体棒AB顺着磁感线运动时，线路中无电流产生。

导体棒做切割磁感线运动，回路的有效面积发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流。

实验二当条形磁体插入或拔出线圈时，线圈中有电流产生；当条形磁体在线圈中静止不动时，线圈中无电流产生。

磁体插入或拔出线圈时，线圈中的磁场发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流。

实验三将小线圈A插入大线圈B中不动，当开关S闭合或断开时，电流表中有电流通过；当开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中有电流通过；当开关S一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中无电流通过。

开关闭合、断开或滑动变阻器的滑动触头移动时，小线圈A中电流变化，从而引起穿过大线圈B的磁通量变化，产生了感应电流。

三个实验共同特点是：产生感应电流时闭合回路的磁通量都发生了变化。

产生感应电流的条件：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。

不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然会产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，且穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。

磁通量的变化大致可分为以下几种情况：磁通量变化情况磁感应强度B不变，有效面积S发生变化面积S不变，磁感应强度B 发生变化磁感应强度B和面积S都不变，它们之间的夹角发生变化面积S变化，磁感应强度B 也变化电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件，二者缺一不可。

电磁感应现象

电磁感应现象

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二、产生感应电流的条件 实验探究感应电流产生的条件 (1)利用蹄形磁铁的磁场 如图 3-1-1 所示，将导体 ab 和电流表连接组成闭合电路．
电磁感应现象
【典例 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．因闭合线圈在磁场中运动而产生电流 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 在磁场中转动及受磁场力的作用，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
4．如图 3-1-8 所示，两个线圈分别绕在一个铁环上，线圈 A 接 直流电源，线圈 B 接灵敏电流表，下列哪种情况不可能使线圈 B 中产生感应电流( )．
A．将开关 S 接通或断开的瞬间 B．开关 S 接通一段时间之后 C．开关 S 接通后，改变变阻器滑片的位置时 D．拿走铁环，再做这个实验，开关 S 接通或断开的瞬间
解析
产生感应电流有两个必要条件Fra bibliotek一是闭合电路，二是回路中磁通量发生变化，二 者缺一不可．导体相对磁场运动或导体做切 割磁感线运动时，不一定组成闭合电路，故 A、B 错误． 即使是闭合回路做切割磁感线运动，回路中磁通量也不一定发 生变化，如右图所示，闭合导体虽然切割磁感线，但回路中磁 通量始终未变，故无感应电流产生，C 错误． 答案 D
感应电流有无的判断 1．通电直导线穿过闭合线圈 L，如图 3-1-6 所示，则( A．当电流 I 增大时，线圈 L 中有感应电流 B．当 L 左右平动时，L 中有感应电流 C．当 L 上下平动时，L 中有感应电流 D．以上各种情况都不会产生感应电流 )．

电磁感应现象的发现感应电流产生的条件


答案 (1)1.256×10－4 Wb 1.256×10－4 Wb (2)8.4×10－6 Wb 借题发挥 磁通量是指穿过某一面积的磁感线的条数，与线圈匝数无关．若线圈所围面 积大于磁场面积，则以磁场区域面积为准．本题中B线圈与A线圈中的磁通量始终一样，故它们 的改变量也一样．
20
【变式1】面积为S的矩形线框abcd处在磁感应强度为B的均强磁场中，磁场方向与线框 面成θ角，如图1－1、2－9所示，当线框以ab为轴顺时针转90°时，穿过abcd面的磁通量的变化 量ΔΦ＝________.
图 1－1、2－6
图 1－1、2－7
17
【典例1】有一个垂直纸面向里的匀强磁场，如图1－1、2－8所示，磁感应强度B＝0.8 T， 磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1 cm.现在纸面内先后放上圆线圈，圆心均在O处，A 线圈半径为1 cm，10匝；B线圈半径为2 cm，1匝；C线圈半径为0.5 cm，1匝．问：
1
1 电磁感应现象的发现 2 感应电流产生的条件
2
1．了解电磁感应现象的发现过程，知道电和磁的联系． 2．通过实验探究归纳感应电流的产生条件．(重点) 3．能运用感应电流的产生条件判断回路中是否有感应电流产生．(重点＋难点) 4．体会科学家对待科学的严谨态度和非凡意志力.
3
一、奥斯特实验的启迪 1．电流的磁效应 1820 年，丹麦物理学家奥斯特 发现载流导线能使小磁针发生 偏转，我们把这种现象称为电流的磁效应． 2．意义 电流磁效应的发现证实了 电和磁 存在着必然的联系，突破了 人类对电与磁认识的局限性，掀起了一场研究电与磁关系的革命．
27
【典例3】如图1－1、2－12所示，把一条大约10 m长电线的两端连在一个灵敏电流表的 两个接线柱上，形成闭合电路．两个同学迅速摇动这条电线，可以发电吗？简述你的理由．

文科物理-电磁感应定律

电磁感应定律奥斯特的发现和有关电流磁效应的研究成果，促使科学家开始设法寻找其逆效应。

在英国科学界也普遍认为，作用总应伴随反作用。

奥斯特的发现是“电生磁”，其逆效应是“磁生电”。

1821年，英国《哲学年鉴》杂志主编邀请著名化学家戴维撰写一篇文章，综合评述奥斯特电流磁效应发现以来的电磁学发展概况，戴维将这一工作交给了他当时的助手法拉第，这大大激起了法拉第研究电磁学的兴趣和热情，促使他将研究方向从化学研究转向了物理中的电磁学研究。

在迄今的科学史上，法拉第以他准确和可靠的一系列重大发现和技术发明而著称于世，他把一生献给科学，被誉为“实验家之王”和“自然哲学家”。

一、电磁感应现象的发现法拉第和奥斯特深信“各种自然力的统一性”，并追求这种统一，这是法拉第进行科学研究的哲学思想基础。

1831年8月，法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接电流表，他发现，当线圈A的电路接通或断开的瞬间，线圈B中产生瞬时电流。

法拉第发现，铁环并不是必须的。

拿走铁环，再做这个实验，上述现象仍然发生。

只是线圈B中的电流弱些。

为了透彻研究电磁感应现象，法拉第做了许多实验。

1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交的一个报告中，把这种现象定名为“电磁感应现象”，并概括了可以产生感应电流的五种类型：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。

法拉第之所以能够取得这一卓越成就，是同他关于各种自然力的统一和转化的思想密切相关的。

正是这种对于自然界各种现象普遍联系的坚强信念，支持着法拉第始终不渝地为从实验上证实磁向电的转化而探索不已。

这一发现进一步揭示了电与磁的内在联系，为建立完整的电磁理论奠定了坚实的基础。

二、磁感线和场的概念（一）磁感线假设把小磁针放在磁铁的磁场中，小磁针受磁场的作用，静止时它的两极指向确定的方向。

在磁场中的不同点，小磁针静止时指的方向不一定相同。

这个事实说明，磁场是有方向性的，我们约定，在磁场中的任意一点，小磁针N极的受力方向，为那一点的磁场方向。

电磁感应现象和法拉第定律


Ii
1 R
dΦ dt
t t2 t1 时间内，流过回路的电荷
q
t2 Idt 1
t1
R
Φ2 dΦ
Φ1
1 R
(Φ1
Φ2 )
5
楞次定律
闭合的导线回路中所 出现的感应电流，总是力 图阻止穿过导体回路的磁 通量的改变，亦即使它自 己所激发的磁场反抗任何 引发电磁感应的原因（反 抗相对运动、磁场变化或 线圈变形等）.
o
iR
19
有效值
P 1 T I 2(t)Rdt P 1 T U 2 (t) / Rdt
T0
T0
P
I
2 有效
R
P
U
2 有效
/
R
20
发电机输出的瞬时功率为
P(t)
I
2
R
RI
2 m
sin
2
t
平均输出功率就是一个周期内输出的瞬时功率之平均值：
P 1 T
T 0
P(t)dt
1 2
I
2 m
R
P
I
2 有效
35
感生电场和静电场的对比
E静 和 Ek 均对电荷有力的作用.
静电场是保守场 L E静 dl 0
感生电场是非保守场
L
Ek
dl
dΦ dt
0
静电场由电荷产生；感生电场是由变化的磁 场产生 .
36
半径为 R 的圆柱形空间内充满与轴平行的磁场 B， B 随时间 t 变化 B = kt，圆柱形之外 B = 0，求圆 柱形空间外的电场分布。
13
例2 一导线矩形框的平面与磁感强度为 B 的均
匀磁场相垂直.在此矩形框上,有一质量为 m长为 l 的

电磁感应的发现历程

详细描述
麦克斯韦通过数学方法将电磁感应现象进行了统一描述，将电场、磁场和电荷分布之间的关系进行了系统化。这一理论框架为后来的电磁波研究奠定了基础。
03
电磁感应的应用
交流电机的发明是电磁感应理论的重要应用，它实现了电能与机械能的相互转换，为现代工业、交通和日常生活提供了动力。
总结词
19世纪中叶，科学家们发现了电磁感应现象，即变化的磁场会在其周围产生电场。基于这一原理，交流电机应运而生。交流电机内部有两个磁场，一个固定磁场，一个旋转磁场。当交流电通过定子绕组时，产生变化的磁场，该磁场与转子绕组中的磁场相互作用，从而驱动转子旋转。交流电机的发明极大地推动了工业自动化和现代化进程，成为现代工业不可或缺的重要设备。
超导体的研究与应用
05
电磁感应的未来发展
利用量子力学原理进行信息处理的新型计算机，具有超强的计算能力和数据处理能力，有望解决传统计算机无法处理的复杂问题。
在密码学、化学模拟、优化问题等领域具有广泛的应用前景，为人工智能、大数据等领域提供强大的计算支持。
量子计算机的研究
量子计算机的应用
量子计算机
新能源技术的应用
在电力、交通、建筑等领域得到广泛应用，有助于减少化石能源的消耗和温室气体的排放，促进可持续发展。
新能源技术
新能源技术的研究与应用
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变压器的应用
无线电通讯的发展
总结词：无线电通讯的发展是电磁感应理论在信息传输领域的重要应用，它实现了远距离信息的快速传递。
04
电磁感应在现代科技中的应用
磁悬浮列车是一种利用磁感应原理实现列车悬浮和导向的交通工具。通过强大的电磁场产生斥力，使列车与轨道之间保持一定的间隙，从而实现列车的高速无接触运行。
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