2018-2019学年高中物理 第二章 电流与磁场 4 电磁感应定律学案 教科版选修1-1

第二节电磁感应定律的建立1．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( )A．导体相对磁场运动，导体内一定产生感应电流B．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流C．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流D．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流解析：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，引起穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中才会产生感应电流，因此A、B、C选项错误．答案：D2．下列关于电磁感应现象的认识，正确的是( )A．它最先是由奥斯特通过实验发现的B．它说明了电能生磁C．它是指变化的磁场产生电流的现象D．它揭示了电流受到安培力的原因答案：C3．利用如下图的实验装置，在电流表G发生偏转时，表明电路中有感应电动势．那么，电路中相当于电源的是( )A．螺线管B．条形磁铁C．电流表D．滑动变阻器解析：螺线管中磁通量发生的变化引起感应电流的产生，故螺线管相当于电源．答案：A4．如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，不能使电流表指针偏转的情形是( )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解析：产生感应电流的条件是闭合电路中磁通量发生变化，磁铁在磁场中不动，磁通量没有变化，所以没有感应电流，选B.答案：B5．首先发现电磁感应定律的科学家是( )A ．法拉第B ．奥斯特C ．赫兹D ．麦克斯韦 答案：A6．关于闭合电路中的感应电动势E 、磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ及磁通量的变化率ΔΦΔt 之间的关系，下列说法中正确的是( )A ．Φ＝0时，E 有可能最大 B.ΔΦΔt＝0时，E 可能不等于零 C ．Φ很大时，ΔΦ一定很大 D.ΔΦΔt很大时，ΔΦ一定很大 解析：Φ＝0时，磁通量的变化率有可能很大，所以感应电动势E 有可能很大，选项A 正确；ΔΦΔt ＝0时，也就是磁通量的变化率为零，所以E 一定等于零，B 选项错误；Φ很大时，ΔΦ不一定很大，甚至有可能等于零，C 选项错误；ΔΦΔt很大时，有可能是因为Δt 很小，不一定ΔΦ很大，D 选项错误．答案：A7．当线圈中的磁通量发生变化时，下列说法中正确的是( ) A ．线圈中一定没有感应电流B ．线圈中有感应电动势，其大小与磁通量成正比C ．线圈中一定有感应电动势D ．线圈中有感应电动势，其大小与磁通量的变化量成正比解析：当线圈中的磁通量发生变化时，线圈中一定有感应电动势，其大小与磁通量的变化率成正比，因此A 、B 、D 选项错误，C 选项正确．答案：C8．有5匝线圈，在2 s 内，穿过线圈的磁通量变化了4 Wb ，则线圈中的感应电动势为( ) A ．2 V B ．4 V C ．5 VD ．10 V解析：根据法拉第电磁感应定律得：E ＝n ΔΦΔt ＝5×42 V ＝10 V ，故D 正确，A 、B 、C 错误．答案：D9．关于感应电动势的大小，以下说法中正确的是( ) A ．磁通量越大，感应电动势越大 B ．磁通量增加，感应电动势可能减小 C ．磁通量减小，感应电动势一定减小 D ．磁通量变化越大，感应电动势也越大 答案：B10．(2017·广东学业水平考试)将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场B 中，各线圈的运动方式如下列图所示，则能够在线圈中产生感应电动势的是( )解析：当闭合回路中的磁通量变化时，回路中产生感应电动势，A 、B 、D 中穿过线圈的磁通量始终为零，不产生感应电动势，C 中磁通量不断变化，故选项C 正确．答案：C11．(多选)下列现象中，能表明电和磁有联系的是( ) A ．摩擦起电B ．两块磁铁相互吸引或排斥C ．小磁针靠近通电导线时偏转D ．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流解析：小磁针靠近通电导线时偏转，是因为受到了磁场力的作用，说明电流可以产生磁场，C 选项正确．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流，说明磁可以生电，D 选项正确．答案：CD12．(多选)如下图所示，在研究电磁感应现象的实验中，以下操作可以产生感应电流的是( )A ．闭合电键S ，将条形磁铁插入线圈B ．闭合电键S ，将条形磁铁从线圈中拔出。

1 电流的磁场学习目标知识脉络1.了解磁体的吸铁性和指向性．2．了解电流的磁效应，及奥斯特发现电流磁效应的过程．3．知道磁场的概念．4．知道磁感线，会用磁感线描述磁场．(难点)5．了解通电直导线、环形导线及螺线管周围磁感线的分布特点．(重点)[知识梳理]一、简单磁现象电流磁效应1．任何磁体都有两个磁极．悬挂的磁体静止时有指南北的性质．磁体和磁体间存在相互作用，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．2．1820年奥斯特发现：把一根导线平行地放在磁针的上方，给导线通电时，磁针发生了偏转，说明电流也能产生磁，这个现象称为电流磁效应．二、电流的磁场1．磁体和通电导线周围存在着一种特殊物质叫作磁场．2．磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的．磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流有力的作用．3．磁感线描述：磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，磁感线的切线方向表示磁感应强度方向，也就是小磁针N极受力的方向．[基础自测]1．思考判断(1)有的磁体只有一个磁极．( )(2)奥斯特的发现“打开了黑暗领域的大门”．( )(3)磁场对处在其中的磁极有力的作用．( )(4)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断．( )(5)磁感线总是由N极出发指向S极．( )【提示】(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×2．一个蹄形磁铁从中间断开后，每一段磁铁的磁极个数是( )A．一个B．二个C．四个D．没有B[一个磁铁无论断成几段，每一段还是有两个磁极，选B.]3．关于磁感线，下列说法中正确的是( )A．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场B．磁感线总是从N极到S极，是不闭合的曲线C．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致D．两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交C[磁感线是为描述磁场而假想的，其疏密程度反映磁场的强弱，其空隙处并不是不存在磁场，故A错误；据磁感线的特点可知，在磁体外部，磁感线从N极到S极，在磁体的内部，磁感线从S极到N极，并且每一点的切线方向就是该点的磁场方向，故B错误，C正确；两个磁感应强度的矢量和表示这一点的磁场方向，且方向是唯一的，故磁感线不可能相交，D错误．故选C.]4．如图2­1­1所示，水平直导线ab通有向右的电流I，置于导线正下方的小磁针S极将( )【导学号：37032031】图2­1­1A．向纸外偏转B．向纸内偏转C．在纸面内顺时针转过90°D．不动A[当通入如图所示的电流时，根据右手螺旋定则可得小磁针的位置的磁场方向是垂直纸面向里，由于小磁针静止时N极的指向为磁场的方向，所以小磁针的N极将垂直于纸面向里转动，S极向指外偏转，故A正确．][合作探究·攻重难]对磁场的认识和理解1磁场与电场一样，都是物质．磁场是磁体周围存在的一种特殊物质，说它“特殊”是因为它和我们常见的以分子、原子、离子组成的物质不同，它不是以微粒组成的物质的形式存在，而是以一种“场”的形式存在；说它是“物质”是因为它和我们常见的实物一样，能对放入其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用．因此我们说磁场是和我们常见的桌子、房屋、水和空气一样，是一种客观存在的物质．2．磁场力的特点磁体间的相互作用是通过磁场来产生的．磁场力是非接触力．磁场是一种实际存在的物质，也具有能量．关于磁场，下列说法中不正确的是( )A．磁场和电场一样，是同一种物质B．磁场的最基本的特性是对放在磁场里的磁极或电流有磁场力的作用C．磁体与通电导体之间的相互作用是通过磁场进行的D．电流和电流之间的相互作用是通过磁场进行的A[电荷周围存在电场，运动电荷产生磁场，磁场的基本性质是对放在磁场里的磁体或电流有磁场力的作用，磁体间、磁体与通电导体间、电流与电流间的相互作用都是通过磁场进行的．故B、C、D正确．] [针对训练]1．下列关于磁场的说法中，正确的是( )A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C．磁极与磁极之间是直接发生作用的D．磁场只有在磁极与磁极发生作用时才产生A[磁极与磁极间的相互作用是通过磁场发生的，故C错误；磁场具有能量，对磁极有力的作用，是一种客观存在的物质，A正确，B错误；磁场在磁极周围始终存在，D错误．]常见电流的磁场1用右手握住通电直导线，使伸直拇指的方向与电流的方向一致，则四指弯曲的方向就是电流周围磁感线的环绕方向．如图2­1­2所示．图2­1­2特点：无磁极，非匀强，且距导线越远处磁场越弱；直线电流磁场的磁感线的立体图、横截面图、纵截面图如图2­1­3所示．图2­1­32．环形电流的磁场四指绕向为电流方向，则伸直的拇指方向即为环形电流中心轴线上磁感线的方向(如图2­1­4所示)图2­1­4特点：环形电流的两侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越弱；环形电流磁场的磁感线的立体图、横截面图、纵截面图如图2­1­5所示．图2­1­53.通电螺线管的磁场图2­1­6用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，则拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，如图2­1­6所示．特点：与条形磁铁的磁场相似，两端分别是N极和S极，管内为匀强磁场，且磁场最强，管外为非匀强磁场；通电螺线管磁场的磁感线的立体图、横截面图、纵截面图如图2­1­7所示．图2­1­74．电流的磁场的判断方法通电直导线、线圈或螺线管其周围的磁场方向的判断法则——安培定则，安培对它进行了总结并形象描述为右手螺旋定则，右手握住导线或螺线管伸直拇指，如果拇指沿电流方向，则四指弯曲的方向为磁感线环绕方向．若四指弯曲的方向为电流环绕方向则拇指所指方向就是螺线管内部磁感线的方向，这一规律一般又称为安培定则．图中能正确表示通电导线附近磁感线分布的是( )B[对图A，电流竖直向上，则根据安培定则可知，左侧磁场向外，右侧磁场向里，故A错误；对图B，电流向上，则根据安培定则可知，从上向下看磁感线为逆时针方向，故B正确；对图C，电流向外，则根据安培定则可知，磁场应为逆时针方向，故C错误；对图D，电流向右，则根据安培定则可知，上方磁感线应向外，下方磁感线向里，故D错误．]应用安培定则时，要注意直线电流和环形电流的区别，同时要看清所给图示是立体图、横截面图还是纵截面图.[针对训练]2．一环形线圈和两个小磁针如图2­1­8所示位置，开始两个小磁针与环形线圈在同一个平面内，当线圈中通以如图所示的电流之后，两个小磁针将( )【导学号：37032032】图2­1­8A．内部的小磁针的N极向外转，外部的小磁针的N极向外转B．内部的小磁针的N极向里转，外部的小磁针的N极向外转C．内部的小磁针的N极向外转，外部的小磁针的N极向里转D．内部的小磁针的N极向里转，外部的小磁针的N极向里转B[由安培定则判断可知环形电流内部磁场的方向垂直纸面向里，外部垂直纸面向外，故B项正确．][当堂达标·固双基]1．关于磁场下列说法正确的是( )A．电流周围存在磁场B．在磁场中无磁感线区域不存在磁场C．任何物体周围都存在磁场D．磁体的内部没有磁场A[由奥斯特实验可知A正确；磁场分布于磁体和电流周围的整个空间，所以B错误；只有磁体和电流的周围才存在磁场，因此C错误；磁体的外部、内部同样存在磁场，所以D错误．故选A．] 2．(多选)关于磁极间相互作用，下列说法正确的是( )A．同名磁极相吸引B．同名磁极相排斥C．异名磁极相排斥D．异名磁极相吸引BD[磁体之间的相互作用力遵循：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．]3．在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是( )A．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上B．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方C．电流沿南北方向放置在磁针的正上方D．电流沿东西方向放置在磁针的正上方C[能否发生转动跟导线给磁针的力的方向相关，只有方向合适才能效果明显．把导线沿南北方向放置在处于静止状态的磁针的正上方，通电时磁针发生明显的偏转．如果电流沿东西方向放置，就不会看到小磁针的偏转．]4．在图2­1­9中，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针N极的指向或磁感线方向．请画出对应的磁感线(标上方向)或电流方向．图2­1­9【解析】根据安培定则，可以确定：【答案】见解析图。

第二节电磁感应定律的建立1．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( )A．导体相对磁场运动，导体内一定产生感应电流B．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流C．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流D．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流解析：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，引起穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中才会产生感应电流，因此A、B、C选项错误．答案：D2．下列关于电磁感应现象的认识，正确的是( )A．它最先是由奥斯特通过实验发现的B．它说明了电能生磁C．它是指变化的磁场产生电流的现象D．它揭示了电流受到安培力的原因答案：C3．利用如下图的实验装置，在电流表G发生偏转时，表明电路中有感应电动势．那么，电路中相当于电源的是( )A．螺线管B．条形磁铁C．电流表D．滑动变阻器解析：螺线管中磁通量发生的变化引起感应电流的产生，故螺线管相当于电源．答案：A4．如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，不能使电流表指针偏转的情形是( )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解析：产生感应电流的条件是闭合电路中磁通量发生变化，磁铁在磁场中不动，磁通量没有变化，所以没有感应电流，选B.答案：B5．首先发现电磁感应定律的科学家是( )A ．法拉第B ．奥斯特C ．赫兹D ．麦克斯韦答案：A6．关于闭合电路中的感应电动势E 、磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ及磁通量的变化率ΔΦΔt之间的关系，下列说法中正确的是( ) A ．Φ＝0时，E 有可能最大B.ΔΦΔt＝0时，E 可能不等于零 C ．Φ很大时，ΔΦ一定很大D.ΔΦΔt很大时，ΔΦ一定很大 解析：Φ＝0时，磁通量的变化率有可能很大，所以感应电动势E 有可能很大，选项A 正确；ΔΦΔt＝0时，也就是磁通量的变化率为零，所以E 一定等于零，B 选项错误；Φ很大时，ΔΦ不一定很大，甚至有可能等于零，C 选项错误；ΔΦΔt很大时，有可能是因为Δt 很小，不一定ΔΦ很大，D 选项错误．答案：A7．当线圈中的磁通量发生变化时，下列说法中正确的是( )A ．线圈中一定没有感应电流B ．线圈中有感应电动势，其大小与磁通量成正比C ．线圈中一定有感应电动势D ．线圈中有感应电动势，其大小与磁通量的变化量成正比解析：当线圈中的磁通量发生变化时，线圈中一定有感应电动势，其大小与磁通量的变化率成正比，因此A 、B 、D 选项错误，C 选项正确．答案：C8．有5匝线圈，在2 s 内，穿过线圈的磁通量变化了4 Wb ，则线圈中的感应电动势为( )A ．2 VB ．4 VC ．5 VD ．10 V解析：根据法拉第电磁感应定律得：E ＝n ΔΦΔt ＝5×42V ＝10 V ，故D 正确，A 、B 、C 错误．答案：D9．关于感应电动势的大小，以下说法中正确的是( )A ．磁通量越大，感应电动势越大B ．磁通量增加，感应电动势可能减小C ．磁通量减小，感应电动势一定减小D ．磁通量变化越大，感应电动势也越大答案：B10．(2017·广东学业水平考试)将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场B 中，各线圈的运动方式如下列图所示，则能够在线圈中产生感应电动势的是( )解析：当闭合回路中的磁通量变化时，回路中产生感应电动势，A 、B 、D 中穿过线圈的磁通量始终为零，不产生感应电动势，C 中磁通量不断变化，故选项C 正确．答案：C11．(多选)下列现象中，能表明电和磁有联系的是( )A ．摩擦起电B ．两块磁铁相互吸引或排斥C ．小磁针靠近通电导线时偏转D ．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流解析：小磁针靠近通电导线时偏转，是因为受到了磁场力的作用，说明电流可以产生磁场，C选项正确．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流，说明磁可以生电，D选项正确．答案：CD12．(多选)如下图所示，在研究电磁感应现象的实验中，以下操作可以产生感应电流的是( )A．闭合电键S，将条形磁铁插入线圈B．闭合电键S，将条形磁铁从线圈中拔出C．将条形磁铁插入线圈后，再闭合电键D．将条形磁铁插入线圈后，再反复地闭合和断开电键解析：产生感应电流的条件是：穿过回路的磁通量发生变化．A、B选项中穿过回路的磁通量发生了变化，而C、D选项中没有．答案：AB。

第二节电流的磁场A级抓基础1．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是( )A．磁铁是磁场的唯一来源B．磁感线是从磁体的北极出发而到南极终止C．静止的电荷只能产生电场，运动的电荷才能产生磁场D．两磁感线空隙处不存在磁场解析：由电流的磁效应可知电流也能产生磁场，选项A错；由磁感线的特性可知选项B、D错；由磁场的产生原因可知选项C正确．答案：C2．(多选)如图所示，处在竖直平面的环形导线圈的正中心有一个磁针a，在圆环外侧有一小磁针b，a、b与圆环都处于同一竖直面内，当导线中通以图示方向的恒定电流时(不考虑地磁场影响和两小磁针间的作用)，则( )A．小磁针a的N极向纸里转动B．小磁针a的N极向纸外转动C．小磁针b的N极向纸里转动D．小磁针b的N极向纸外转动解析：根据安培定则，环形电流在中心处产生的磁场方向垂直于纸面向里，在外侧的磁场方向垂直于纸面向外，所以小磁针a的N极向纸里转动，小磁针b的N极向纸外转动．答案：AD3．用安培定则来判定通电螺线管的电流方向跟它的磁感线方向之间的关系时，下列关于大拇指所指方向的说法正确的是( )A．大拇指所指的方向就是磁感线的方向B．大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向C．大拇指所指的方向就是螺线管外部磁感线的方向D．以上说法都不对解析：用安培定则判断通电螺线管磁感线方向时，四指应指电流方向，大拇指指向螺线管中心轴线上的磁感线方向，亦即螺线管内部磁感线的方向．所以B项正确．答案：B4．下列各图中，已标出电流I和该电流产生的磁感线的方向，其中符合安培定则的是( )解析：关于电流和磁感线的方向关系，只有C图符合安培定则，故C正确．答案：C5．(多选)如图所示，弹簧下挂一条形磁铁，给螺线管通电后，下列说法中正确的是( )A．若将a接电源正极，b接电源负极时，弹簧测力计的示数减小B．若将a接电源正极，b接电源负极时，弹簧测力计的示数增大C．若将b接电源正极，a接电源负极时，弹簧测力计的示数增大D．若将b接电源正极，a接电源负极时，弹簧测力计的示数减小解析：若a接电源正极，b接电源负极则螺线管中的电流沿逆时针方向，由安培定则知拇指指向上方即螺线管内部磁感线的方向向上，可等效为上端为N极的条形磁铁，故弹簧测力计示数减小；若b接电源正极，a接电源负极则正好相反．答案：AC6．通电螺线管附近放置四个小磁针，如图所示，当小磁针静止时，图中小磁针的指向正确的是(涂黑的一端为N极)( )A．a B．b C．c D．d解析：由安培定则可判断答案为B.答案：B7．(多选)下列说法中正确的是( )A．条形磁铁和蹄形磁铁的内部磁感线都是从磁铁的南极指向北极B．直线电流产生的磁场的磁感线是以导线上的点为圆心的一系列同心圆，该圆的平面与导线垂直C．把安培定则用于通电螺线管时，大拇指所指的方向是螺线管外部磁感线的方向D．把安培定则用于环形导线时，当右手弯曲的四指和环形电流方向一致时，大拇指所指的方向是环形导线中心轴线上的磁感线方向解析：永磁体的内部磁感线从S极到N极，选项A正确；直线电流、通电螺线管和环形电流的磁感线由安培定则来确定，这时大拇指和四指所指的方向都各不相同，要注意区分，选项B、D正确，C错误．答案：ABD8．某同学做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方，当通电后发现小磁针不动，稍微用手拨动一下小磁针，小磁针转动180°后静止不动，由此可知，通电直导线产生的磁场方向是( ) A．自东向西B．自南向北C．自西向东D．自北向南解析：通电前小磁针指南北，通电后小磁针不动，说明通电直导线产生的磁场还在南北方向．稍微用手拨动一下小磁针，小磁针转动180°后静止不动，说明通电直导线产生的磁场方向与地磁场方向相反．故D 正确．答案：DB级提能力9．如图所示，当开关S闭合时电磁铁和物体ab相互吸引，则正确的说法是( )A．ab一定是磁铁，且a端一定是N极B．ab一定是磁铁，且a端一定是S极C．ab可能是磁铁，且a端是S极D．ab仅是一块铁，而不是磁铁解析：S闭合时，螺线管就产生了磁场，且右边是N极，若ab是磁铁，则左边是S极；也可能ab是一块铁．答案：C10．如图所示为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图．其工作原理类似打点计时器．当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动，以下选项中正确的是( )A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极B．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极C．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极D．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极解析：当电流从a端流向电磁铁时，据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，此时能吸引小磁铁向下运动，故说明小磁铁的下端为S极．答案：C。

本章优化总结[学生用书P24]电流与磁场⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧电流的磁效应⎩⎪⎨⎪⎧安培定则⎩⎪⎨⎪⎧直线电流的磁场环形电流的磁场通电螺线管的磁场奥斯特发现的重大意义磁场的描述⎩⎪⎨⎪⎧磁感应强度磁感线——磁通量磁场对通电导线的作用力（安培力）⎩⎪⎨⎪⎧方向⎩⎪⎨⎪⎧判定方法：左手定则推论：安培力总垂直于B 和I 所决定的平面大小⎩⎪⎨⎪⎧F ＝BIL 适用于B ⊥L 的情况.当B ∥L 时，F ＝0磁场对运动电荷的作用力（洛伦兹力）⎩⎪⎨⎪⎧方向⎩⎪⎨⎪⎧判定方法：左手定则推论：洛伦兹力总垂直于B 、v 决定的平面大小⎩⎪⎨⎪⎧B ⊥v 垂直：F ＝qvB B ∥v 平行：F ＝0应用：显像管电磁感应定律及其应用⎩⎪⎨⎪⎧电磁感应现象⎩⎪⎨⎪⎧产生感应电流的条件感应电动势法拉第电磁感应定律⎩⎪⎨⎪⎧内容表达式：E＝ΔΦΔt 应用：发电机通电导线或线圈在安培力作用下的运动分析[学生用书P24]1．电流元分析法：把整段电流等效为多段直线电流元，先用左手定则判断每小段电流元所受的安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力方向，最后确定运动的方向．2．等效分析法：环形电流可等效为小磁针，条形磁铁可等效为环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或小磁针．3．特殊位置分析法：把通电导体转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向．4．转换研究对象法：因为电流之间、电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律，这样分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后用牛顿第三定律，再确定磁体所受电流作用力，从而确定磁体所受合力及其运动方向．如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近．磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面．线圈内通入如图所示方向的电流后，线圈如何运动?[解析]法一：可以把圆形线圈分成很多小段．每一小段可以看做一段直线电流．取其中的上下两小段分析，其截面图和受安培力的情况如图所示．根据其中心对称性可知：线圈所受安培力的合力水平向左．故线圈向磁铁运动．法二：题图中环形电流可等效为一个小磁针，如图甲所示，所以磁铁和线圈相互吸引，线圈将向磁铁运动．还可以将图中的条形磁铁等效为环形电流，根据安培定则，其等效电流方向如图乙所示，由同向平行电流相互吸引可知．磁铁和线圈相互吸引，线圈将向磁铁运动．[答案]向左运动磁场与力学知识的综合[学生用书P25]磁场问题的综合性题目往往是与力学知识的综合．磁、力综合题与纯力学题相比，物体只是多受到一个安培力或洛伦兹力的作用，解决问题的思维程序和方法与力学中相同．正确解决问题的前提仍是进行受力分析、运动分析，在此基础上再选用力学知识、规律作出判断，或列出方程求解．(1)磁场中的许多题目是空间问题，所以要选择合适的剖面画出平面受力图．(2)洛伦兹力的大小、方向与运动速度v有关，反过来洛伦兹力又影响运动状态，因此要用动态的观点分析受力和运动．一根均匀的金属棒用极轻的两根导线从两头水平吊起，如图所示，匀强磁场方向竖直向上，磁感应强度为B.金属棒上通有电流I以后，它以两悬线的连线为轴向上偏转一个角度，则以下说法中正确的是()A ．若电流I 值减小一半，偏转角度也减小一半B ．若磁场B 值、电流I 值均不改变，只改变电流的方向时，角大小不变，但棒向另一侧偏转C ．只要电流I 值、磁场B 值充分大，棒悬线的偏转角能达到90°D ．棒悬线偏转角θ与棒的长度有关[解析] 由题图可知，导体棒受到水平方向的安培力、竖直向下的重力、沿绳收缩方向的弹力，根据平衡条件可得，BIL ＝m 0Lg tan θ(m 0为单位长度的质量)，解得tan θ＝m 0g /BI ，则棒悬线偏转角θ与棒的长度无关，θ不可能为90°，电流I 值减小一半，偏转角度θ不会减小一半，故A 、C 、D 选项错误；若磁场B 值、电流I 值均不改变，只改变电流的方向时，根据tan θ＝mg /BI 可知，θ角大小不变；但导体棒受到水平方向的安培力方向将反向，则导体棒向另一侧偏转，故B 选项正确．[答案] B解决此问题的思路是受力分析，利用力的平衡求解．与原来求解平衡问题相比，物体多受了一个安培力，正确判断安培力的方向是关键．电磁感应现象[学生用书P25]1．只要闭合回路中磁通量发生变化，在回路中就会有感应电流，当回路不闭合时，则只有感应电动势，没有感应电流．2．感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，写成公式E ＝ΔΦΔt，而与磁通量Φ，磁通量的变化量ΔΦ没有必然联系．3．E ＝ΔΦΔt求的是一段时间内闭合回路产生电动势的平均值，要计算瞬时电动势则只能用导体棒切割磁感线时的E ＝BLv (此公式不要求计算)．如图所示，匀强磁场中有一个与磁场垂直放置的单匝矩形线圈，面积为S ，磁场磁感应强度为B ，在它绕轴线从图示位置转过180°的过程中，所用时间为t ，求这段时间内矩形线圈产生感应电动势的大小．[解析] 起始状态的磁通量Φ1＝BS ，末态的磁通量大小Φ2＝BS ，但初态是从正面穿入，末态是从反面穿出．若初态Φ1为负，则Φ2为正；则有ΔΦ＝Φ2－(－Φ1)＝BS －(－BS )＝2BSE ＝ΔΦΔt＝2BS t . [答案]2BS t。

高中物理第2章磁场第2节《电流的磁场》教学设计新人教版选修1-1 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第2章磁场第2节《电流的磁场》教学设计新人教版选修1-1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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第二章第二节《电流的磁场》【教学目标】1、知识与能力（1）、了解奥斯特实验,知道电流周围存在磁场.（2)、掌握安培定则，会判断通电直导线和通电螺线管周围磁场的方向。

2、过程与方法通过探究性实验的方法培养学生比较、分析、归纳的能力3、情感态度与价值观培养学生的学习热情和实事求是的科学态度【重点、难点】重点:1.知道电流周围存在磁场。

2。

会用安培定则判断通电直导线和通电螺线管周围磁场的方向.难点：会用安培定则判断通电直导线和通电螺线管周围磁场的方向。

【教法学法】探究、讨论、讲授、练习【教学准备】多媒体课件、实物投影仪、奥斯特实验器材、通电螺线管、环形导线、铁屑等【课时】1课时【教学过程】电和磁之间除了表面上的一些相似性外，是否还存在着更深刻的联系呢？这节课我们就通过实验来探究这个问题.【学生讨论、回答】紧跟老师思维,总结可以有什么方法观察实验得出结论【笔记】学生笔记体会并理解给出板书,强调重要性练习２：如图所示,a、b、c三枚小磁针分别放在通电螺线管的正上方、管内和右侧．当这些小磁针静止时，小磁针N 极的指思考解答思考解答通过练习检查所学知识通过练习反馈所学板书设计 2。

2电流的磁场1．电流的磁效应: 电流能产生磁场的现象，称为电流的磁效应。

1 电磁波2 电磁波谱[知识梳理]一、电磁波1．麦克斯韦的大胆假设(1)变化的磁场能产生电场．(2)变化的电场也能产生磁场．2．电磁波(1)变化的电场和磁场相互激发不断向外传播，这就是电磁波．(2)赫兹用实验的方法验证了电磁波的存在．3．电磁波的基本性质(1)电磁波具有能量与质量，是物质运动的一种形式．(2)电磁波可以在真空中传播，它的传播速度等于光速，即v＝c＝3×108 m/s.(3)单位时间内电磁波所发送的能量与振荡频率有关；频率愈大，发送的能量愈多．二、电磁波谱1．电磁波的波长、频率和波速的关系式为c＝λf，频率越高的电磁波，波长越短．2．通常把电磁波分为七个波段：无线电波、微波、红外辐射(红外线)、可见光、紫外辐射(紫外线)、X射线(伦琴射线)、γ射线．[基础自测]1．思考判断(1)均匀变化的磁场产生均匀变化的电场．( )(2)电磁波的传播不需要介质．( )(3)赫兹证实了麦克斯韦的电磁场理论．( )(4)波在传播过程中，频率不变( )(5)电磁波在真空中的速度最大，其值为3.0×108m/s.( ) (6)红外线的波长大于紫外线的波长．( )【提示】 (1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)√ (6)√2．电磁波在现代生活中有着广泛的应用，建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是( )A ．法拉第B ．麦克斯韦C ．奥斯特D ．爱因斯坦B [麦克斯韦是建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家．]3．电磁波在空中的传播速度为v ，北京交通广播电台的频率为f ，该电台所发射电磁波的波长λ为( )A ．v fB ．1vfC ．f vD ．vfA [根据光速、频率、波长之间关系有：v ＝λf ，所以波长为：λ＝v f，故A 正确，BCD 错误．]4．在电磁波中，频率不同的电磁波具有不同的特性、真空中，红外线、紫外线和X 射线的波长由长到短排列顺序正确的是( )A ．X 射线、紫外线、红外线B ．X 射线、红外线、紫外线C ．红外线、紫外线、X 射线D ．紫外线、红外线、X 射线C [真空中，红外线、紫外线和X 射线的波长由长到短排列顺序正确的是：红外线、紫外线、X 射线．故C 正确．][合 作 探 究·攻 重 难]1(1)对变化的磁场产生电场的探究图4­1­1探究实验1：装置如图4­1­1所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光．①线圈中产生感应电动势说明了什么？麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向移动，产生感应电流．②如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？(没有)③想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？(有)实验结论：如图4­1­2(甲)所示，麦克斯韦认为线圈只不过是用来显示电场的存在，如图4­1­2(乙)所示线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路线圈是否存在无关．线圈的作用只是用来显示电流的存在．图4­1­2④静电场其电场线的特点是起于正电荷止于负电荷，不会闭合，而变化的磁场产生的电场其电场线是闭合的．(2)对变化的电场产生磁场的探究探究实验2：①静止电荷周围的小磁针不偏转，运动电荷周围的小磁针发生偏转．②在电容器充放电时，周围的小磁针发生摆动．实验分析：静止电荷的周围是稳定的电场，不产生磁场，电荷运动时，周围产生的是变化的电场，产生磁场使小磁针摆动，在给电容器充、放电时，两极板上的电荷量发生变化，引起两板间的电场发生变化，从而在周围产生磁场使小磁针摆动．在给电容器充、放电的时候，不仅导体中电流要产生磁场，而且在电容器两极板间周期性变化着的电场周围也要产生磁场．实验结论：在变化的电场周围空间中产生磁场．2．电磁波的特点(1)电磁波是横波，在传播方向上任一点电场E和磁场B随时间按正弦规律变化，E的方向和B的方向彼此垂直且与电磁波的传播方向垂直．(2)电磁波的传播速度v＝λf，在真空中的传播速度等于光速．(3)电磁场中以电场和磁场的形式贮存着能量——电磁能．电磁波的发射过程就是辐射能量的过程．(4)麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，测出了波长和频率，证实了电磁波在真空中传播速度等于光速，验证了电磁波的反射、折射、衍射和干涉等现象．(多选)下列说法正确的是( )A．恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场B ．稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场C ．均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场D ．均匀变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远的电磁场AC [根据奥斯特实验可以验证电流的磁效应，当电流恒定时产生的磁场是稳定的，故A 正确．稳定的电场不能产生磁场，故B 错误．电场变化时产生磁场，且均匀变化时产生稳定磁场，故C 正确．均匀变化的电场产生稳定磁场，而稳定的磁场不能再次激发电场，故不能形成由近及远的电磁场，D 错误．]在理解麦克斯韦的电磁场理论时，要注意静电场不产生磁场，稳定的磁场也不产生电场.[针对训练]1．电磁波在真空中的传播速度为________m/s ，某电台发射 的电磁波的频率为300 kHz ，它的波长为________m.【解析】 电磁波在真空中的传播速度为c ＝3×108m/s 根据c ＝λf ，有λ＝c /f ＝3×108300×103m ＝1 000 m【答案】 3×108 1 0001无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线合起来，构成了范围非常广泛的电磁波谱．可见光只是其中很窄的一个波段．由于它们都是本质相同的电磁波，所以它们的行为都遵循共同的规律，但另一方面，由于它们的频率不同而又呈现出不同的特性．例如，波长较长的无线电波，很容易表现出干涉、衍射现象，但对波长越来越短的可见光、紫外线、X 射线、γ射线，要观察到它们的干涉、衍射现象越来越困难了．2．电磁波谱中各种波段的特征用途比较A ．红外线的波长比紫外线的波长短B ．可见光不属于电磁波C ．无线电波的波长比γ射线波长要长D ．无线电波的波长大于1 mmCD [按照波长由小到大的顺序排列，电磁波可划分为γ射线、X 射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波，而波长大于1 mm 的电磁波属于无线电波．所以C 、D 正确．]从无线电波到γ射线都是本质相同的电磁波，其行为服从共同的规律，但因波长或频率不同又表现出不同的特点.要熟记各部分的波长、频率范围及其关系，知道同一电磁波的波长与频率成反比.[针对训练]2．(多选)电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱，如图4­1­3所示，由电磁波谱可知( )图4­1­3A ．微波是不可见光B ．红外线可以杀菌消毒C ．紫外线的波长比红外线长D．X射线能穿透物质，可以用来检查生物骨骼结构AD[微波是不可见光，选项A正确；红外线有热作用，紫外线可以杀菌消毒，选项B 错误；紫外线的波长比红外线短，选项C错误；X射线能穿透物质，可以用来检查生物骨骼结构，选项D正确；故选AD.][当堂达标·固双基]1．电磁场理论预言了什么( )A．预言了变化的磁场能够在周围空间产生电场B．预言了变化的电场能够在周围产生磁场C．预言了电磁波的存在，电磁波在真空中的速度为光速D．预言了电能够产生磁，磁能够产生电C[麦克斯韦预言了电磁波的存在，并计算出了电磁波的传播速度等于光速．]2．对红外线的作用及来源不正确的叙述有( )A．一切物体都在不停地辐射红外线B．红外线有很强的荧光效应C．红外线最显著的作用是热作用D．红外线容易穿过云雾、烟尘B[一切物体都在不停地辐射红外线，且热的物体比冷的物体的红外线辐射本领大，A 正确．荧光效应是紫外线特性，红外线没有，红外线的最显著作用是热作用，B错误，C正确．红外线波长较长，衍射能力比较强，D正确．故选B.]3．根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法中正确的是( )A．在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场D[根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场才能产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场．故选D.]4．①验钞机的紫外线、②电视机遥控器的红外线、③CT机的X射线，它们都是电磁波，按频率从高到低的排列顺序是( )A．①②③B．③②①C．②③①D．③①②D[CT机的X射线的频率高于验钞机的紫外线的频率；验钞机的紫外线的频率高于电视机遥控器的红外线的频率．故D项正确．]。

2018-2019版高中物理第二章磁场第2讲电流的磁场学案新人教版选修1-1编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018-2019版高中物理第二章磁场第2讲电流的磁场学案新人教版选修1-1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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第2讲电流的磁场[目标定位] 1. 了解奥斯特、安培等科学家的实验研究对人们认识电磁现象所起的重要作用.2。

会用磁感线描述直线电流、环形电流和通电螺线管周围的磁场。

3。

会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向.一、电流的磁效应1.1820年，奥斯特发现：把一根导线平行地放在磁针的上方，给导线通电时，磁针发生了偏转，说明电流能产生磁场,这个现象称为电流的磁效应.2。

电流磁效应的发现,用实验展示了电与磁的联系，说明电与磁之间存在着相互作用.想一想小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗？是不是可以说，只有磁体周围存在着磁场?答案不是。

小磁针放在通电导体周围也发生偏转，电流周围也有磁场。

二、电流磁场的方向1.直线电流的磁场安培定则:右手握住导线，让伸直的拇指的方向跟电流的方向一致，那么，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向，如图2－2－1 所示.图2－2－12。

通电螺线管的磁场图2－2－2安培定则：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，如图2－2－2所示。

3.环形导线可以看做只有一匝的螺线管,如图2－2－3所示.图2－2－3温馨提示先确认何种电流,再利用安培定则确定磁场的方向.记清四指或拇指指向的含义.想一想如图2－2－4所示，将导线放在小磁针的上方，当通如图所示的电流时小磁针的N极向哪儿转动？为什么？图2－2－4答案小磁针的N极向里转动.根据安培定则可判断出导线下方的磁场方向垂直纸面向里，小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向，所以小磁针的N极向里转.一、电流的磁效应1.电流能够产生磁场,这个现象叫做电流的磁效应.2.电流的磁效应是丹麦物理学家奥斯特于1820年发现的.例1如图2－2－5所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近.当导线中通有电流时，磁针会发生偏转.首先发现这个实验现象的物理学家是（)图2－2－5A。