2025人教高中物理同步講義練習必修三13.2磁感應強度　磁通量（人教版2019必修第三冊）（含答案）

2025人教高中物理同步講義練習必修三13.2磁感應強度磁通量（人教版2019必修第三冊）（含答案）第十三章電磁感應與電磁波初步第2節(jié)磁感應強度磁通量課程標準學習目標了解磁感應強度，會用磁感線描述磁場。知道磁通量1.理解磁感應強度的概念，知道磁感應強度是描述磁場強弱和方向的物理量.2.知道什么是勻強磁場，知道勻強磁場磁感線的特點.3.理解磁通量的概念，會計算磁通量的大?。ㄒ唬┱n前閱讀：1.在利用如圖所示裝置進行“探究影響通電導線受力的因素”的實驗時，我們更換磁性強弱不同的磁體，按實驗步驟完成以下實驗探究：保持I與l不變，按磁性從弱到強改換磁體，觀察懸線擺動的角度變化，發(fā)現磁體磁性越強，懸線擺動的角度越大，表示通電導線受的力越________，力F與Il的比值越________，即B越__________，這表示B能反映磁場的__________．2．如圖所示，一矩形線框從abcd位置移動到a′b′c′d′位置的過程中(線框平行于紙面移動，線框與導線相互絕緣)，中間是一條電流向上的通電導線，請思考：(1)導線的左邊磁場的方向向哪？右邊呢？(2)在移動過程中，當線框的一半恰好通過導線時，穿過線框的磁感線條數有何特點？（二）基礎梳理一、磁感應強度1．電流元：很短一段通電導線中的電流I與導線長度l的乘積Il.2．定義：一段通電直導線放在磁場中所受的力與導線中的電流和導線的長度的的比值，叫作磁感應強度．3．定義式：B＝eq\f(F,Il).4．單位：，簡稱特，符號為.5．磁感應強度是表征磁場的物理量．6．磁感應強度是矢量，它的方向就是該處小磁針靜止時——所指的方向．【拓展補充】一些磁場的磁感應強度/T二、勻強磁場1．概念：各點的磁感應強度的相等、相同的磁場．2．磁感線特點：勻強磁場的磁感線是間隔的平行直線【即學即練】判斷下列說法的正誤.(1)磁感應強度是矢量，磁感應強度的方向就是磁場的方向．()(2)磁感應強度的方向與小磁針在任何情況下N極受力的方向都相同．()(3)通電導線在磁場中受到的磁場力為零，則說明該處的磁感應強度為零．()(4)磁感應強度的大小與電流成反比，與其受到的磁場力成正比．()三、磁通量1．定義：勻強磁場中和與磁場方向的平面面積S的乘積．即Φ＝BS.2．拓展：磁場與平面不垂直時，這個面在垂直于磁場方向的與磁感應強度B的乘積表示磁通量．3．單位：國際單位是，簡稱韋，符號是Wb，1Wb＝.4．引申：B＝eq\f(Φ,S)，表示磁感應強度的大小等于穿過垂直磁場方向的單位面積的磁通量．【拓展補充】磁場與平面不垂直時的磁通量如果磁感應強度B不與我們研究的平面垂直，例如圖中的S，那么我們用這個面在垂直于磁感應強度B的方向的投影面積S'與B的乘積表示磁通量。磁感應強度1．磁感應強度的定義式B＝eq\f(F,Il)也適用于非勻強磁場，這時l應很短，Il稱為“電流元”，相當于靜電場中的“試探電荷”．2．磁感應強度是反映磁場強弱的物理量，它是用比值定義法定義的物理量，由磁場自身決定，與是否放入電流元、放入的電流元是否受力及受力大小無關．3．磁感應強度的方向可以有以下幾種表述方式：(1)小磁針靜止時N極所指的方向，即N極受力的方向．(2)小磁針靜止時S極所指的反方向，即S極受力的反方向．(3)磁感應強度的方向就是該點的磁場方向．(4)磁感線的切線方向．【典例精析】例1．下列有關磁感應強度的說法中正確的是()A．磁感應強度是用來表示磁場強弱的物理量B．若有一小段通電導線在磁場某點不受磁場力的作用，則該點的磁感應強度一定為零C．若有一小段長為l、通以電流為I的導線，在磁場中某處受到的磁場力為F，則該處磁感應強度的大小一定是eq\f(F,Il)D．由定義式B＝eq\f(F,Il)可知，電流I越大，導線l越長，某點的磁感應強度就越小例2．勻強磁場中長2cm的通電導線垂直磁場方向，當通過導線的電流為2A時，它受到的磁場力大小為4×10－3N：(1)求磁感應強度B大?。?2)若導線長不變，電流增大為5A，求它受到的磁場力F和該處的磁感應強度B大?。?、磁通量1.磁通量的計算(1)公式：Φ＝BS.適用條件：①勻強磁場；②磁感線與平面垂直．(2)若磁感線與平面不垂直，則Φ＝BScosθ.其中Scosθ為面積S在垂直于磁感線方向上的投影面積S1，如圖所示．2．磁通量的正、負(1)磁通量是標量，但有正、負，當磁感線從某一面穿入時，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時磁通量為負值．(2)若磁感線沿相反方向穿過同一平面，且正向磁通量為Φ1，反向磁通量為Φ2，則穿過該平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.3．磁通量的變化量(1)當B不變，有效面積S變化時，ΔΦ＝B·ΔS.(B、S相互垂直時)(2)當B變化，S不變時，ΔΦ＝ΔB·S.(B、S相互垂直時)(3)B和S同時變化，ΔΦ＝Φ2－Φ1.4．磁通量可用穿過某一平面的磁感線條數表示．若有磁感線沿相反方向穿過同一平面，則磁通量等于穿過該平面的磁感線的凈條數(磁通量的代數和)．【典例精析】例3．如圖所示，線圈平面與水平方向夾角θ＝60°，磁感線豎直向下，線圈平面面積S＝0.4m2，勻強磁場磁感應強度B＝0.6T，則：(1)穿過線圈的磁通量Φ為多少？把線圈以cd為軸順時針轉過120°角，則通過線圈磁通量的變化量大小為多少？(2)若θ＝90°，穿過線圈的磁通量為多少？當θ為多大時，穿過線圈的磁通量最大？例4．如圖所示，一個閉合線圈放在勻強磁場中，線圈的軸線與磁場方向成30°角，磁感應強度為B，用下述方法中可使穿過線圈的磁通量增加一倍的是()A．把線圈匝數增加一倍B．把線圈面積增加一倍C．把線圈的半徑增加一倍D．轉動線圈使得軸線與磁場方向平行三、磁感應強度矢量的疊加磁感應強度是矢量，當空間存在幾個磁體(或電流)時，每一點的磁場等于各個磁體(或電流)在該點產生磁場的矢量和．磁感應強度疊加時遵循平行四邊形定則?！镜淅觥坷?．研究發(fā)現通電長直導線周圍的磁場的磁感應強度大小與電流強度成正比，與到導線的距離成反比，即B＝k·eq\f(I,r).如圖所示，兩根互相垂直的長直導線a、b放置于同一平面內，導線a通以向上的電流，導線b通以向右的電流，a中電流是b中電流的2倍．P、Q是平面內的兩點，P點到導線a的距離為r，到導線b的距離為3r；Q點到導線a的距離為2r，到導線b的距離為r.若P點的磁感應強度大小為B，則Q點的磁感應強度()A．大小為eq\f(6,5)B，方向垂直紙面向里B．大小為eq\f(7,6)B，方向垂直紙面向里C．大小為eq\f(6,5)B，方向垂直紙面向外D．大小為eq\f(7,6)B，方向垂直紙面向外1．對關系式B＝eq\f(F,Il)的理解(1)B＝eq\f(F,Il)是磁感應強度的定義式，其成立的條件是通電導線必須垂直于磁場方向放置。(2)當通電導線與磁場方向平行時，通電導線受力為零，所以我們不能根據通電導線受力為零來判定磁感應強度B的大小為零。(3)磁感應強度的定義式也適用于非勻強磁場，這時l應很短，Il稱為“電流元”，相當于靜電場中的“試探電荷”。2．磁感應強度的決定因素磁場在某位置的磁感應強度的大小與方向是客觀存在的，與通過導線的電流大小、導線的長短無關，與導線是否受磁場力以及磁場力的大小也無關。3．磁感應強度B與電場強度E的比較磁感應強度(B)電場強度(E)定義比值定義法B＝eq\f(F,Il)(條件：I⊥B)比值定義法E＝eq\f(F,q)單位TN/C(V/m)物理意義表征磁場的強弱和方向描述電場的強弱和方向方向(矢量)小磁針靜止時N極的指向帶正電的試探電荷的受力方向都是矢量，疊加時遵從平行四邊形定則4．對磁通量的理解(1)磁通量可以看作穿過某平面的磁感線條數，可以根據磁感線的多少判斷磁通量的大小。(2)磁通量是標量，但有方向、分正負，從相反方向穿過同一平面的磁感線將互相抵消。5．對公式Φ＝BS的理解(1)公式成立條件：勻強磁場且B⊥S。(2)面積S指磁場的有效面積。如圖所示，則穿過兩閉合電路的磁通量是相同的，即Φ＝BS2。(3)如果面積S與磁感應強度B的夾角α≠90°，則Φ＝BSsinα，既可將磁感應強度B向著垂直于面積S的方向投影，也可以將面積S向著垂直于磁感應強度B的方向投影。當B∥S時，Φ＝0。6．磁通量的變化ΔΦ(1)只有B改變時ΔΦ＝ΔBSsinα(2)只有S改變時ΔΦ＝ΔSBsinα(3)只有α改變時ΔΦ＝BS(sinα2－sinα1)(4)如果B、S、α中兩者或三者都改變時，就需要通用公式ΔΦ＝Φ2－Φ1進行計算。一、單選題1．磁場中某處磁感應強度的大小，由可知（）A．B隨的乘積的增大而減小B．B隨的增大而增大C．B與成正比，與是成反比D．B與及無關，由的比值確定2．宇宙中“破壞力”最強的天體“磁星”，危險程度不亞于黑洞，其磁感應強度相當于地球磁場的1000萬億倍，下列有關磁星的磁場說法正確的是（）A．磁場只存在于“磁星”外部，而“磁星”內部不存在磁場B．“磁星”表面的磁場強，磁感線密集，故磁感線可能相交C．“磁星”表面某點靜止一小磁針，其極指向該點磁場方向D．在“磁星”表面有一個線圈，穿過該線圈的磁通量不可能為零3．安裝適當的軟件后，利用智能手機中的磁傳感器可以測量磁感應強度B。如圖，在手機上建立直角坐標系，手機顯示屏所在平面為xOy面。某同學在武漢某地對地磁場進行了一次測量，測量時手機平放在水平桌面使z軸正向保持豎直向上。根據題圖中測量結果可推知（

）A．測量時y軸正向指向北方B．測量時y軸正向指向西方C．武漢該地的地磁場小于50μTD．武漢該地的磁傾角（磁場與水平方向的夾角）大于45°4．在同一平面內有互相絕緣的三根無限長直導線ab、cd、ef圍成一個等邊三角形，三根導線通過的電流大小相等，方向如圖所示。O點為等邊三角形的中心，M、N兩點分別為O點關于導線ab、cd的對稱點。已知O點的磁感應強度大小為，M點的磁感應強度大小為，則下列選項正確的是（）A．大于B．M點磁場方向垂直紙面向內C．N點磁感應強度與O點大小相同D．若僅撤去導線ef，則M點的磁感應強度大小為5．如圖所示，兩通電長直導線垂直紙面放置，I1=I2，方向相反。在紙面上有O、a、b、c、d五個點，O、a、b在導線橫截面的連線上，c、d在導線橫截面連線的垂直平分線上，其中O點離兩導線的距離相等，c、d點關于O點對稱，a、b點也關于O點對稱，則下列說法正確的是（）A．O點的磁感應強度的大小為零B．a點與b點的磁感應強度大小相等、方向相同C．c點與d點的磁感應強度大小相等、方向相反D．a點的磁感應強度一定大于O點的磁感應強度6．如圖所示，完全相同的甲、乙兩個環(huán)形電流同軸平行放置，甲的圓心為，乙的圓心為，在兩環(huán)圓心的連線上有a、b、c三點，其中，此時a點的磁感應強度大小為，b點的磁感應強度大小為。當把環(huán)形電流甲撤去后，a點的磁感應強度大小為（

）A． B． C． D．7．如圖所示，a、b是兩個同平面、同心放置的金屬圓環(huán)，條形磁鐵穿過圓環(huán)中心且與兩環(huán)平面垂直，則穿過兩圓環(huán)的磁通量、的大小關系為（??）A． B．C． D．不能比較8．以MN為直徑、O為圓心的半圓弧上有M、N、P三點，如圖所示，其中，在M、N兩處各放置一條通有等大電流的長直導線，導線垂直穿過半圓弧面，方向如圖，這時O點的磁感應強度大小為B1，已知通電長直導線在其周圍空間某點產生的磁感應強度，其中I表示電流，r表示該點到導線的距離，k為常數。若將M處的通電長直導線平行移至P處，這時O點的磁感應強度大小為B2，則B2與B1之比為（）A．3：1 B．：2 C．1：1 D．1：2二、多選題9．如圖所示，三角形線框ABC與長直導線MN彼此絕緣，AB∥MN，且線框被導線分成面積相等的兩部分，當導線中通有由N到M的恒定電流I時，下列說法正確的是（）A．穿過三角形線框的磁通量為0B．穿過三角形線框的磁通量一定不為0C．穿過三角形線框的磁通量可能為0D．導線MN向左移動少許，穿過三角形線框的磁通量可能為010．六根相互絕緣的導線，在同一平面內組成四個相同的正方形，導線中通以大小相等的電流，方向如圖所示，在這四個正方形區(qū)域中，磁通量為零的區(qū)域是（）A．Ⅰ B．Ⅲ C．Ⅱ D．Ⅳ11．關于磁感應強度的方向，下列說法正確的是（）A．磁感應強度的方向就是磁場的方向B．磁感應強度的方向就是小磁針靜止時N極的指向C．磁感應強度的方向就是垂直于磁場放置的通電直導線的受力方向D．磁感應強度的方向就是小磁針的受力方向12．將一小段通電直導線垂直于磁場方向放入一個勻強磁場中，圖中能正確反映各量間關系的是（）A． B．C． D．13．如圖所示，線圈面積S，線圈平面與磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直，則關于穿過線圈的磁通量，以下說法正確的是（）A．則此時穿過線圈的磁通量為BSB．若線圈繞轉過60°角時，穿過線圈的磁通量為C．若從初位置轉過90°角時，穿過線圈的磁通量為BSD．若從初位置轉過180°角時，穿過線圈的磁通量變化量大小為2BS14．如圖所示為電流天平原理示意圖，天平的右臂下面掛有一個矩形線圈，線圈匝數為N，水平邊長為L，線圈的下部處在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面.現用其來測量勻強磁場的磁感應強度.當線圈中通有電流I（方向如圖）時，在天平左、右兩邊加上質量分別為、的砝碼，天平平衡。當電流反向（大小不變）時，左邊再加上質量為m的砝碼后，天平重新平衡，已知重力加速度為g。由此可知（）A．磁感應強度的方向垂直紙面向里B．磁感應強度大小為C．磁感應強度大小為D．以上結果都不對15．如圖所示，E、F、G、M、N是在紙面內圓上的五個點，其中、的連線均過圓心O點，，在M、N兩點處垂直于紙面放置兩根相互平行的長直細導線，兩根導線中分別通有大小相等的電流，已知通電直導線形成的磁場在空間某點處的磁感應強度大小，k為常量，r為該點到導線的距離，I為導線中的電流強度。則下列說法中正確的是（）A．若兩根導線中電流同向，則O點磁感應強度不為零B．若兩根導線中電流同向，則E、F兩點磁感應強度大小相等C．若兩根導線中電流反向，則E、G兩點磁感應強度相同D．無論兩根導線中電流同向還是反向，E、F、G三點的磁感應強度大小不相等16．如圖所示，E、F、G、M、N是在紙面內圓上的五個點，其中EG、MN的連線均過圓心O點，，在M、N兩點處垂直于紙面放置兩根相互平行的長直細導線，兩根導線中分別通有大小相等的電流，已知通電直導線形成的磁場在空間某點處的磁感應強度大小，k為常量，r為該點到導線的距離，I為導線中的電流強度。則下列說法中正確的是（）A．若兩根導線中電流同向，則O點磁感應強度為零B．若兩根導線中電流同向，則E、F兩點磁感應強度相等C．若兩根導線中電流反向，則E、G兩點磁感應強度相等D．無論兩根導線中電流同向還是反向，E、F、G三點的磁感應強度大小都相等

第十三章電磁感應與電磁波初步第2節(jié)磁感應強度磁通量課程標準學習目標了解磁感應強度，會用磁感線描述磁場。知道磁通量1.理解磁感應強度的概念，知道磁感應強度是描述磁場強弱和方向的物理量.2.知道什么是勻強磁場，知道勻強磁場磁感線的特點.3.理解磁通量的概念，會計算磁通量的大?。ㄒ唬┱n前閱讀：1.在利用如圖所示裝置進行“探究影響通電導線受力的因素”的實驗時，我們更換磁性強弱不同的磁體，按實驗步驟完成以下實驗探究：保持I與l不變，按磁性從弱到強改換磁體，觀察懸線擺動的角度變化，發(fā)現磁體磁性越強，懸線擺動的角度越大，表示通電導線受的力越________，力F與Il的比值越________，即B越__________，這表示B能反映磁場的__________．答案大大大強弱2．如圖所示，一矩形線框從abcd位置移動到a′b′c′d′位置的過程中(線框平行于紙面移動，線框與導線相互絕緣)，中間是一條電流向上的通電導線，請思考：(1)導線的左邊磁場的方向向哪？右邊呢？(2)在移動過程中，當線框的一半恰好通過導線時，穿過線框的磁感線條數有何特點？答案(1)導線左邊的磁場方向垂直紙面向外，右邊的磁場方向垂直紙面向里．(2)當線框的一半恰好通過導線時，穿過線框垂直紙面向外的磁感線條數與垂直紙面向里的磁感線條數相同．（二）基礎梳理一、磁感應強度1．電流元：很短一段通電導線中的電流I與導線長度l的乘積Il.2．定義：一段通電直導線垂直放在磁場中所受的力與導線中的電流和導線的長度的乘積的比值，叫作磁感應強度．3．定義式：B＝eq\f(F,Il).4．單位：特斯拉，簡稱特，符號為T.5．磁感應強度是表征磁場強弱的物理量．6．磁感應強度是矢量，它的方向就是該處小磁針靜止時N極所指的方向．【拓展補充】一些磁場的磁感應強度/T二、勻強磁場1．概念：各點的磁感應強度的大小相等、方向相同的磁場．2．磁感線特點：勻強磁場的磁感線是間隔相等的平行直線【即學即練】判斷下列說法的正誤.(1)磁感應強度是矢量，磁感應強度的方向就是磁場的方向．(√)(2)磁感應強度的方向與小磁針在任何情況下N極受力的方向都相同．(√)(3)通電導線在磁場中受到的磁場力為零，則說明該處的磁感應強度為零．(×)(4)磁感應強度的大小與電流成反比，與其受到的磁場力成正比．(×)三、磁通量1．定義：勻強磁場中磁感應強度B和與磁場方向垂直的平面面積S的乘積．即Φ＝BS.2．拓展：磁場與平面不垂直時，這個面在垂直于磁場方向的投影面積S′與磁感應強度B的乘積表示磁通量．3．單位：國際單位是韋伯，簡稱韋，符號是Wb，1Wb＝1_T·m2.4．引申：B＝eq\f(Φ,S)，表示磁感應強度的大小等于穿過垂直磁場方向的單位面積的磁通量．【拓展補充】磁場與平面不垂直時的磁通量如果磁感應強度B不與我們研究的平面垂直，例如圖中的S，那么我們用這個面在垂直于磁感應強度B的方向的投影面積S'與B的乘積表示磁通量。磁感應強度1．磁感應強度的定義式B＝eq\f(F,Il)也適用于非勻強磁場，這時l應很短，Il稱為“電流元”，相當于靜電場中的“試探電荷”．2．磁感應強度是反映磁場強弱的物理量，它是用比值定義法定義的物理量，由磁場自身決定，與是否放入電流元、放入的電流元是否受力及受力大小無關．3．磁感應強度的方向可以有以下幾種表述方式：(1)小磁針靜止時N極所指的方向，即N極受力的方向．(2)小磁針靜止時S極所指的反方向，即S極受力的反方向．(3)磁感應強度的方向就是該點的磁場方向．(4)磁感線的切線方向．【典例精析】例1．下列有關磁感應強度的說法中正確的是()A．磁感應強度是用來表示磁場強弱的物理量B．若有一小段通電導線在磁場某點不受磁場力的作用，則該點的磁感應強度一定為零C．若有一小段長為l、通以電流為I的導線，在磁場中某處受到的磁場力為F，則該處磁感應強度的大小一定是eq\f(F,Il)D．由定義式B＝eq\f(F,Il)可知，電流I越大，導線l越長，某點的磁感應強度就越小答案A解析磁感應強度是用來描述磁場強弱的物理量，故選項A正確；若通電導線的放置方向與磁場方向平行，也不受磁場力的作用，故選項B錯誤；根據磁感應強度的定義，通電導線應為“在磁場中垂直于磁場方向的通電直導線”，故選項C錯誤；在磁場場源穩(wěn)定的情況下，磁場中各點的磁感應強度(包括大小和方向)都是確定的，與電流I、導線長度l無關，故選項D錯誤．例2．勻強磁場中長2cm的通電導線垂直磁場方向，當通過導線的電流為2A時，它受到的磁場力大小為4×10－3N：(1)求磁感應強度B大小；(2)若導線長不變，電流增大為5A，求它受到的磁場力F和該處的磁感應強度B大?。鸢?1)0.1T(2)0.01N0.1T解析(1)該處的磁感應強度B＝eq\f(F,Il)＝eq\f(4×10－3,2×0.02)T＝0.1T.(2)若導線長不變，電流增大為5A，磁感應強度B不變，仍為0.1T，磁場力為：F＝BI′l＝0.1×5×0.02N＝0.01N.二、磁通量1.磁通量的計算(1)公式：Φ＝BS.適用條件：①勻強磁場；②磁感線與平面垂直．(2)若磁感線與平面不垂直，則Φ＝BScosθ.其中Scosθ為面積S在垂直于磁感線方向上的投影面積S1，如圖所示．2．磁通量的正、負(1)磁通量是標量，但有正、負，當磁感線從某一面穿入時，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時磁通量為負值．(2)若磁感線沿相反方向穿過同一平面，且正向磁通量為Φ1，反向磁通量為Φ2，則穿過該平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.3．磁通量的變化量(1)當B不變，有效面積S變化時，ΔΦ＝B·ΔS.(B、S相互垂直時)(2)當B變化，S不變時，ΔΦ＝ΔB·S.(B、S相互垂直時)(3)B和S同時變化，ΔΦ＝Φ2－Φ1.4．磁通量可用穿過某一平面的磁感線條數表示．若有磁感線沿相反方向穿過同一平面，則磁通量等于穿過該平面的磁感線的凈條數(磁通量的代數和)．【典例精析】例3．如圖所示，線圈平面與水平方向夾角θ＝60°，磁感線豎直向下，線圈平面面積S＝0.4m2，勻強磁場磁感應強度B＝0.6T，則：(1)穿過線圈的磁通量Φ為多少？把線圈以cd為軸順時針轉過120°角，則通過線圈磁通量的變化量大小為多少？(2)若θ＝90°，穿過線圈的磁通量為多少？當θ為多大時，穿過線圈的磁通量最大？答案(1)0.12Wb0.36Wb(2)00解析(1)線圈在垂直磁場方向上的投影面積S⊥＝Scos60°＝0.4×eq\f(1,2)m2＝0.2m2穿過線圈的磁通量Φ1＝BS⊥＝0.6×0.2Wb＝0.12Wb.線圈以cd為軸順時針方向轉過120°角后變?yōu)榕c磁場垂直，但由于此時磁感線從線圈平面穿入的方向與原來相反，故此時通過線圈的磁通量Φ2＝－BS＝－0.6×0.4Wb＝－0.24Wb.故ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－0.24Wb－0.12Wb＝－0.36Wb.故磁通量的變化量大小為0.36Wb.(2)當θ＝90°時，線圈在垂直磁場方向上的投影面積S⊥′＝0，由Φ′＝BS⊥′知，此時穿過例4．如圖所示，一個閉合線圈放在勻強磁場中，線圈的軸線與磁場方向成30°角，磁感應強度為B，用下述方法中可使穿過線圈的磁通量增加一倍的是()A．把線圈匝數增加一倍B．把線圈面積增加一倍C．把線圈的半徑增加一倍D．轉動線圈使得軸線與磁場方向平行答案B解析把線圈的匝數增加一倍，穿過線圈的磁感線的條線不變，磁通量不變，故A錯誤；根據Φ＝BSsinθ，把線圈面積增加一倍，可使穿過線圈的磁通量增加一倍，故B正確；把線圈的半徑增加一倍，線圈的面積S＝πR2變?yōu)樵瓉淼?倍，磁通量變?yōu)樵瓉淼?倍，故C錯誤；轉動線圈使得軸線與磁場方向平行，此時線圈平面與磁場垂直，有效面積由Ssin60°變?yōu)镾，磁通量沒有增加一倍，故D錯誤．三、磁感應強度矢量的疊加磁感應強度是矢量，當空間存在幾個磁體(或電流)時，每一點的磁場等于各個磁體(或電流)在該點產生磁場的矢量和．磁感應強度疊加時遵循平行四邊形定則?！镜淅觥坷?．研究發(fā)現通電長直導線周圍的磁場的磁感應強度大小與電流強度成正比，與到導線的距離成反比，即B＝k·eq\f(I,r).如圖所示，兩根互相垂直的長直導線a、b放置于同一平面內，導線a通以向上的電流，導線b通以向右的電流，a中電流是b中電流的2倍．P、Q是平面內的兩點，P點到導線a的距離為r，到導線b的距離為3r；Q點到導線a的距離為2r，到導線b的距離為r.若P點的磁感應強度大小為B，則Q點的磁感應強度()A．大小為eq\f(6,5)B，方向垂直紙面向里B．大小為eq\f(7,6)B，方向垂直紙面向里C．大小為eq\f(6,5)B，方向垂直紙面向外D．大小為eq\f(7,6)B，方向垂直紙面向外答案A解析由題意可知B＝keq\f(I,r)，由安培定則可知a、b兩導線在Q點的磁場方向均垂直紙面向里，則BQ＝keq\f(2I,2r)＋keq\f(I,r)＝eq\f(2kI,r)，由安培定則可知a導線在P點的磁場方向垂直紙面向外，b導線在P1．對關系式B＝eq\f(F,Il)的理解(1)B＝eq\f(F,Il)是磁感應強度的定義式，其成立的條件是通電導線必須垂直于磁場方向放置。(2)當通電導線與磁場方向平行時，通電導線受力為零，所以我們不能根據通電導線受力為零來判定磁感應強度B的大小為零。(3)磁感應強度的定義式也適用于非勻強磁場，這時l應很短，Il稱為“電流元”，相當于靜電場中的“試探電荷”。2．磁感應強度的決定因素磁場在某位置的磁感應強度的大小與方向是客觀存在的，與通過導線的電流大小、導線的長短無關，與導線是否受磁場力以及磁場力的大小也無關。3．磁感應強度B與電場強度E的比較磁感應強度(B)電場強度(E)定義比值定義法B＝eq\f(F,Il)(條件：I⊥B)比值定義法E＝eq\f(F,q)單位TN/C(V/m)物理意義表征磁場的強弱和方向描述電場的強弱和方向方向(矢量)小磁針靜止時N極的指向帶正電的試探電荷的受力方向都是矢量，疊加時遵從平行四邊形定則4．對磁通量的理解(1)磁通量可以看作穿過某平面的磁感線條數，可以根據磁感線的多少判斷磁通量的大小。(2)磁通量是標量，但有方向、分正負，從相反方向穿過同一平面的磁感線將互相抵消。5．對公式Φ＝BS的理解(1)公式成立條件：勻強磁場且B⊥S。(2)面積S指磁場的有效面積。如圖所示，則穿過兩閉合電路的磁通量是相同的，即Φ＝BS2。(3)如果面積S與磁感應強度B的夾角α≠90°，則Φ＝BSsinα，既可將磁感應強度B向著垂直于面積S的方向投影，也可以將面積S向著垂直于磁感應強度B的方向投影。當B∥S時，Φ＝0。6．磁通量的變化ΔΦ(1)只有B改變時ΔΦ＝ΔBSsinα(2)只有S改變時ΔΦ＝ΔSBsinα(3)只有α改變時ΔΦ＝BS(sinα2－sinα1)(4)如果B、S、α中兩者或三者都改變時，就需要通用公式ΔΦ＝Φ2－Φ1進行計算。一、單選題1．磁場中某處磁感應強度的大小，由可知（）A．B隨的乘積的增大而減小B．B隨的增大而增大C．B與成正比，與是成反比D．B與及無關，由的比值確定【答案】D【解析】磁場中某處磁感應強度的大小B，是由磁場本身決定的，與及無關，由的比值確定。故選D。2．宇宙中“破壞力”最強的天體“磁星”，危險程度不亞于黑洞，其磁感應強度相當于地球磁場的1000萬億倍，下列有關磁星的磁場說法正確的是（）A．磁場只存在于“磁星”外部，而“磁星”內部不存在磁場B．“磁星”表面的磁場強，磁感線密集，故磁感線可能相交C．“磁星”表面某點靜止一小磁針，其極指向該點磁場方向D．在“磁星”表面有一個線圈，穿過該線圈的磁通量不可能為零【答案】C【解析】A．因為磁感線是閉合的曲線，所以磁場既存在于“磁星”外部，也存在于“磁星”內部，故A錯誤；B．因為磁感線上某點的切線方向表示該點的磁場方向，所以磁感線不可能相交，故B錯誤；C．小磁針靜止時極所指的方向為該點的磁場方向，故C正確；D．在“磁星”表面有一個線圈，若該線圈與該處磁場方向平行，則穿過該線圈的磁通量為零，故D錯誤。故選C。3．安裝適當的軟件后，利用智能手機中的磁傳感器可以測量磁感應強度B。如圖，在手機上建立直角坐標系，手機顯示屏所在平面為xOy面。某同學在武漢某地對地磁場進行了一次測量，測量時手機平放在水平桌面使z軸正向保持豎直向上。根據題圖中測量結果可推知（

）A．測量時y軸正向指向北方B．測量時y軸正向指向西方C．武漢該地的地磁場小于50μTD．武漢該地的磁傾角（磁場與水平方向的夾角）大于45°【答案】D【解析】AB．武漢處于北半球，地磁場的分量一個沿水平方向向北，一個豎直向下指向地面，根據題圖中測量結果可知，x軸磁場分量為負值，說明x軸正方向指向南方，則y軸正方向指向東方，故AB錯誤；C．武漢該地的地磁場為故C錯誤；D．武漢該地的磁傾角（磁場與水平方向的夾角）正切值為θ大于45°，故D正確。故選D。4．在同一平面內有互相絕緣的三根無限長直導線ab、cd、ef圍成一個等邊三角形，三根導線通過的電流大小相等，方向如圖所示。O點為等邊三角形的中心，M、N兩點分別為O點關于導線ab、cd的對稱點。已知O點的磁感應強度大小為，M點的磁感應強度大小為，則下列選項正確的是（）A．大于B．M點磁場方向垂直紙面向內C．N點磁感應強度與O點大小相同D．若僅撤去導線ef，則M點的磁感應強度大小為【答案】C【解析】AB．設三個電流在O點產生的磁感應強度均為B，cd、ef在M點產生的磁感應強度為B，根據安培定則可知，ab、cd在O點的磁場反向，ef在O點的磁場垂直紙面向外；三個電流在M處的磁場均垂直紙面向外，則，則小于，AB錯誤；C．ab、cd在N點的磁場垂直紙面向內，ef在N點的磁場垂直紙面向外，則N點磁感應強度為則N點磁感應強度與O點大小相同，C正確；D．撤去導線ef，ab、cd在M點的磁場均垂直紙面向外，則M點的磁感應強度大小為又得D錯誤。故選C。5．如圖所示，兩通電長直導線垂直紙面放置，I1=I2，方向相反。在紙面上有O、a、b、c、d五個點，O、a、b在導線橫截面的連線上，c、d在導線橫截面連線的垂直平分線上，其中O點離兩導線的距離相等，c、d點關于O點對稱，a、b點也關于O點對稱，則下列說法正確的是（）A．O點的磁感應強度的大小為零B．a點與b點的磁感應強度大小相等、方向相同C．c點與d點的磁感應強度大小相等、方向相反D．a點的磁感應強度一定大于O點的磁感應強度【答案】B【解析】A．根據安培定則，左、右導線在O點產生的磁感應強度方向都豎直向下，所以O點的合磁感應強度不等于零，故A錯誤；B．根據安培定則，左邊導線、右邊導線在a點的磁感應強度方向分別向上、向下，但是左邊導線離a點近，產生的磁感應強度大，合磁場向上；左邊導線、右邊導線在b點的磁感應強度的方向分別為向下、向上，但是，右邊導線離b點近，產生的磁感應強度大，合磁場方向上，所以a、b兩點的磁感應強度方向相同，都向上，由場強疊加可知，a、b兩點場強大小相等，故B正確；C．根據安培定則，左、右導線在c點產生的磁感應強度方向分別為右下、左下，且大小相等，合磁感應強度方向豎直向下，左、右導線在d點產生的磁感應強度方向分別為左下、右下，且大小相等，合磁感應強度方向豎直向下，根據對稱性，在c、d兩點的合磁感應強度大小相等，所以，c、d兩點的磁感應強度大小相等，方向相同，故C錯誤；D．距離導線越近，磁感應強度越強，O、a距導線距離不確定，兩點的磁感應強度大小不確定，故D錯誤。故選B。6．如圖所示，完全相同的甲、乙兩個環(huán)形電流同軸平行放置，甲的圓心為，乙的圓心為，在兩環(huán)圓心的連線上有a、b、c三點，其中，此時a點的磁感應強度大小為，b點的磁感應強度大小為。當把環(huán)形電流甲撤去后，a點的磁感應強度大小為（

）A． B． C． D．【答案】B【解析】甲乙兩環(huán)在b點產生的磁感應強度大小相等，方向相同，而b點的磁感應強度大小為B2，因此兩環(huán)在b點產生的磁感應強度均為，甲環(huán)在a點和b點產生的磁感應強度大小相等，方向相同，故甲環(huán)在a點產生的磁感應強度為而a點的磁感應強度大小為B1，因此乙環(huán)在a點產生的磁感應強度為。故選B。7．如圖所示，a、b是兩個同平面、同心放置的金屬圓環(huán)，條形磁鐵穿過圓環(huán)中心且與兩環(huán)平面垂直，則穿過兩圓環(huán)的磁通量、的大小關系為（??）A． B．C． D．不能比較【答案】A【解析】條形磁鐵磁場的磁感線的分布特點是：①磁鐵內、外磁感線的條數相同；②磁鐵內、外磁感線的方向相反；③磁鐵外部磁感線的分布是兩端密、中間疏。兩個同心放置的同平面的金屬圓環(huán)與條形磁鐵垂直且條形磁鐵在圓環(huán)內時，通過圓環(huán)的磁感線的俯視圖如圖所示穿過圓環(huán)的磁通量由于兩圓環(huán)面積兩圓環(huán)的相同，而所以穿過兩圓環(huán)的磁通量故選A。8．以MN為直徑、O為圓心的半圓弧上有M、N、P三點，如圖所示，其中，在M、N兩處各放置一條通有等大電流的長直導線，導線垂直穿過半圓弧面，方向如圖，這時O點的磁感應強度大小為B1，已知通電長直導線在其周圍空間某點產生的磁感應強度，其中I表示電流，r表示該點到導線的距離，k為常數。若將M處的通電長直導線平行移至P處，這時O點的磁感應強度大小為B2，則B2與B1之比為（）A．3：1 B．：2 C．1：1 D．1：2【答案】B【解析】根據題意，由安培定則可知，M、N處的通電導線在O點產生的磁感應強度方向均為豎直向下，則大小均為，當M處導線平行移至P點時，由安培定則可知，P、N處的通電導線在O點產生的磁感應強度方向，如圖所示由幾何關系可得，O點合磁感應強度大小為則B2與B1之比為。故選B。二、多選題9．如圖所示，三角形線框ABC與長直導線MN彼此絕緣，AB∥MN，且線框被導線分成面積相等的兩部分，當導線中通有由N到M的恒定電流I時，下列說法正確的是（）A．穿過三角形線框的磁通量為0B．穿過三角形線框的磁通量一定不為0C．穿過三角形線框的磁通量可能為0D．導線MN向左移動少許，穿過三角形線框的磁通量可能為0【答案】BD【解析】根據安培定則可知穿過線框右側的磁場向里、穿過左側的磁場向外．由于距離導線越近，磁感強度越大，距離導線越遠，磁感強度越小，根據磁通量概念可知穿過左側部分的磁通量大于右側的，則穿過線框的磁通量不為0，導線MN向左移動少許可能使兩側的磁通量等大而反向、合磁通量為0。故選BD。10．六根相互絕緣的導線，在同一平面內組成四個相同的正方形，導線中通以大小相等的電流，方向如圖所示，在這四個正方形區(qū)域中，磁通量為零的區(qū)域是（）A．Ⅰ B．Ⅲ C．Ⅱ D．Ⅳ【答案】CD【解析】以點代表磁場指向紙外，叉代表磁場指向紙內，根據安培定則分析可知，各導線在四個區(qū)域產生的磁場方向如下表所示。根據磁場的疊加可知，區(qū)域Ⅱ與區(qū)域Ⅳ點與叉相同，合磁感應強度都是零，故AB錯誤，CD正確。故選CD。導線區(qū)域Ⅰ區(qū)域Ⅱ區(qū)域Ⅲ區(qū)域Ⅳ6點、點點點點、點5叉點點叉4叉叉、叉叉、叉叉3點、點點、點點點2叉叉點點1叉叉叉、叉叉、叉11．關于磁感應強度的方向，下列說法正確的是（）A．磁感應強度的方向就是磁場的方向B．磁感應強度的方向就是小磁針靜止時N極的指向C．磁感應強度的方向就是垂直于磁場放置的通電直導線的受力方向D．磁感應強度的方向就是小磁針的受力方向【答案】AB【解析】ABD．磁感應強度的方向就是磁場的方向，規(guī)定為小磁針靜止時N極所指的方向，也是小磁針N極的受力方向，故AB正確，D錯誤；C．垂直于磁場放置的通電直導線的受力方向與磁感應強度的方向垂直，故C錯誤。故選AB。12．將一小段通電直導線垂直于磁場方向放入一個勻強磁場中，圖中能正確反映各量間關系的是（）A． B．C． D．【答案】BC【解析】BD．勻強磁場中各點的磁感應強度不隨F或IL的變化而變化，選項B正確，選項D錯誤。AC．由于導線垂直于磁場，故B=即F=ILB可見F與IL成正比，選項A錯誤，選項C正確。故選BC。13．如圖所示，線圈面積S，線圈平面與磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直，則關于穿過線圈的磁通量，以下說法正確的是（）A．則此時穿過線圈的磁通量為BSB．若線圈繞轉過60°角時，穿過線圈的磁通量為C．若從初位置轉過90°角時，穿過線圈的磁通量為BSD．若從初位置轉過180°角時，穿過線圈的磁通量變化量大小為2BS【答案】AD【解析】A．此時線圈與磁場方向垂直，則穿過線圈的磁通量為BS，選項A正確；B．若線圈繞轉過60°角時，穿過線圈的磁通量為選項B錯誤；C．若從初位置轉過90°角時，線圈平面與磁場平行，則穿過線圈的磁通量為零，選項C錯誤；D．若從初位置轉過180°角時，穿過線圈的磁通量變化量大小為選項D正確。故選AD。14．如圖所示為電流天平原理示意圖，天平的右臂下面掛有一個矩形線圈，線圈匝數為N，水平邊長為L，線圈的下部處在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面.現用其來測量勻強磁場的磁感應強度.當線圈中通有電流I（方向如圖）時，在天平左、右兩邊加上質量分別為、的砝碼，天平平衡。當電流反向（大小不變）時，左邊再加上質量為m的砝碼后，天平重新平衡，已知重力加速度為g。由此可知（）A．磁感應強度的方向垂直紙面向里B．磁感應強度大小為C．磁感應強度大小為D．以上結果都不對【答案】BC【解析】若磁感應強度B的方向垂直紙面向里，開始線圈所受安培力的方向向向下，電流方向相反，則安培力方向反向，變?yōu)樨Q直向上，相當于右邊少了兩倍的安培力大小，所以右邊應加砝碼；若磁感應強度B的方向垂直紙面向外，開始線圈所受安培力的方向向向上，電流方向相反，則安培力方向反向，變?yōu)樨Q直向下，相當于右邊多了兩倍的安培力大小，需要在左邊加砝碼，有托盤的質量為左面加上質量為m的鉤碼后解得，所以故選BC。15．如圖所示，E、F、G、M、N是在紙面內圓上的五個點，其中、的連線均過圓心O點，，在M、N兩點處垂直于紙面放置兩根相互平行的長直細導線，兩根導線中分別通有大小相等的電流，已知通電直導線形成的磁場在空間某點處的磁感應強度大小，k為常量，r為該點到導線的距離，I為導線中的電流強度。則下列說法中正確的是（）A．若兩根導線中電流同向，則O點磁感應強度不為零B．若兩根導線中電流同向，則E、F兩點磁感應強度大小相等C．若兩根導線中電流反向，則E、G兩點磁感應強度相同D．無論兩根導線中電流同向還是反向，E、F、G三點的磁感應強度大小不相等【答案】BC【解析】AB．若兩根導線中電流均向內，由安培定則可知，它們在O點磁感應強度恰好等大、反向，故O點合磁感應強度為零，同理可知，E、F兩點磁感應強度如圖所示，故E、F兩點的合磁感應強度大小相等，方向不同，故A錯誤；B正確；C．設中電流向內N中電流向外分別在E、G的磁感應強度如圖所示，可知E、G兩點的合磁感應強度相等，故C正確；D．若M、N中電流均向內，分別在E、G的磁感應強度如圖所?？芍狤、G兩點的合磁感應強度大小相等，方向不同，以此類推，可知無論兩根導線中電流同向還是反向，E、F、G三點的磁感應強度大小都相等，故D錯誤。故選BC。16．如圖所示，E、F、G、M、N是在紙面內圓上的五個點，其中EG、MN的連線均過圓心O點，，在M、N兩點處垂直于紙面放置兩根相互平行的長直細導線，兩根導線中分別通有大小相等的電流，已知通電直導線形成的磁場在空間某點處的磁感應強度大小，k為常量，r為該點到導線的距離，I為導線中的電流強度。則下列說法中正確的是（）A．若兩根導線中電流同向，則O點磁感應強度為零B．若兩根導線中電流同向，則E、F兩點磁感應強度相等C．若兩根導線中電流反向，則E、G兩點磁感應強度相等D．無論兩根導線中電流同向還是反向，E、F、G三點的磁感應強度大小都相等【答案】ACD【解析】AB．若兩根導線中電流均向內，由安培定則可知，它們在O點磁感應強度恰好等大、反向，故O點合磁感應強度為零，同理可知，E、F兩點磁感應強度如圖所示故E、F兩點的合磁感應強度大小相等，方向不同，A正確，B錯誤；C．設M中電流向內、N中電流向外，分別在E、G的磁感應強度如圖所示，可知E、G兩點的合磁感應強度相等，C正確；D．若M、N中電流均向內，分別在E、G的磁感應強度如圖所示可知E、G兩點的合磁感應強度大小相等，方向不同，以此類推，可知無論兩根導線中電流同向還是反向，E、F、G三點的磁感應強度大小都相等，D正確。故選ACD。

第十三章電磁感應與電磁波初步第3節(jié)電磁感應現象及應用課程標準學習目標了解電磁感應現象，了解產生感應電流的條件。知道電磁感應現象的應用及其對現代社會的影響。1.知道什么是電磁感應現象.2.通過實驗探究感應電流產生的條件.3.了解電磁感應現象的應用．（一）課前閱讀：1．實驗：探究感應電流產生的條件(1)實驗一：如圖所示，導體棒AB做切割磁感線運動時，線路中電流產生，而導體棒AB順著磁感線運動時，線路中電流產生．(均選填“有”或“無”)(2)實驗二：如圖所示，當條形磁體插入或拔出線圈時，線圈中電流產生，但條形磁體在線圈中靜止不動時，線圈中電流產生．(均選填“有”或“無”)(3)實驗三：如圖所示，將小線圈A插入大線圈B中不動，當開關S閉合或斷開時，電流表中電流通過；若開關S一直閉合，當改變滑動變阻器的阻值時，電流表中電流通過；而開關S一直閉合，滑動變阻器的滑動觸頭不動時，電流表中電流通過．(均選填“有”或“無”)(4)歸納總結：實驗一：導體棒做切割磁感線運動，回路的有效面積發(fā)生變化，從而引起了磁通量的變化，產生了感應電流．實驗二：磁體插入或拔出線圈時，線圈中的磁場發(fā)生變化，從而引起了磁通量的變化，產生了感應電流．實驗三：開關閉合、斷開或滑動變阻器的滑動觸頭移動時，小線圈A中電流變化，從而引起穿過大線圈B的磁通量變化，產生了感應電流．三個實驗共同特點是：產生感應電流時閉合回路的磁通量都發(fā)生了變化．（二）基礎梳理一、劃時代的發(fā)現1．“電生磁”的發(fā)現：1820年，發(fā)現了電流的磁效應．2．“磁生電”的發(fā)現1831年，發(fā)現了電磁感應現象．3．電磁感應：法拉第把他發(fā)現的磁生電的現象叫作電磁感應，產生的電流叫作．【拓展補充】如圖所示，條形磁體A沿豎直方向插入線圈B的過程中，電流表G的指針(選填“不偏轉”或“偏轉”)；若條形磁體A在線圈B中保持不動，電流表G的指針(選填“不偏轉”或“偏轉”)．二、產生感應電流的條件1．實驗：探究感應電流產生的條件探究一：如圖甲實驗中，讓導體棒在磁場中保持相對靜止時或者平行于磁場運動時，無論磁場多強，閉合回路中都電流，當導體ab做運動時，閉合回路中有電流產生．探究二：如圖乙，當線圈A的電流不變時，線圈B所在的回路中——電流產生；當線圈A的電流時，線圈B所在回路中就有了電流．2．產生感應電流的條件：當穿過閉合導體回路的時，閉合導體回路中就產生感應電流．【即學即練】判斷下列說法的正誤.(1)只要閉合電路內有磁通量，閉合電路中就有感應電流產生．()(2)穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化時，線圈內部就一定有感應電流產生．()(3)閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動時，電路中會產生感應電流．()(4)不論電路是否閉合，只要電路中磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應電流．()三、電磁感應現象的應用生產、生活中廣泛使用的變壓器、等都是根據電磁感應制造的．【拓展補充】法拉第用過的線圈法拉第對科學的熱愛以及對科學研究持之以恒、堅韌不拔的態(tài)度是他獲得巨大成就的重要原因之一。磁通量的變化磁通量的變化大致可分為以下幾種情況：(1)磁感應強度B不變，有效面積S發(fā)生變化．如圖(a)所示．(2)面積S不變，磁感應強度B發(fā)生變化．如圖(b)所示．(3)磁感應強度B和面積S都不變，它們之間的夾角發(fā)生變化．如圖(c)所示．【典例精析】例1．如圖所示，在條形磁體外面套著一圓環(huán)，當圓環(huán)由磁體N極向下平移到磁體S極的過程中，圓環(huán)所在處的磁感應強度和穿過圓環(huán)的磁通量變化的情況是()A．磁感應強度和磁通量都逐漸增大B．磁感應強度和磁通量都逐漸減小C．磁感應強度先減弱后增強，磁通量先增大后減小D．磁感應強度先增強后減弱，磁通量先減小后增大例2．如圖所示，通電直導線右邊有一個矩形線框，線框平面與直導線共面，若使線框逐漸遠離(平動)通電導線，則穿過線框的磁通量將()A．逐漸增大 B．逐漸減小C．保持不變 D．不能確定二、感應電流產生條件的理解不論什么情況，只要滿足電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個條件，就必然會產生感應電流；反之，只要產生了感應電流，那么電路一定是閉合的，且穿過該電路的磁通量也一定發(fā)生了變化．【典例精析】例3．(多選)如圖所示，下列情況能產生感應電流的是()A．如圖甲所示，導體棒AB順著磁感線運動B．如圖乙所示，條形磁體插入或抽出線圈C．如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關S一直閉合D．如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關S一直閉合，改變滑動變阻器接入電路的阻值例4．(多選)下圖中能產生感應電流的是()1．閉合回路面積S的變化引起磁通量的變化如圖所示，導體做切割磁感線運動使面積發(fā)生變化而改變了穿過回路的磁通量。2．磁感應強度的變化引起磁通量的變化圖甲是通過磁極的運動改變穿過回路的磁通量；圖乙是通過改變原線圈中的電流從而改變磁場的強弱，進而改變穿過回路的磁通量。3．磁場和閉合線圈的夾角發(fā)生變化，從而引起磁通量發(fā)生變化如圖所示，閉合線圈在勻強磁場中繞軸OO′轉動的過程。實驗1閉合電路的部分導體切割磁感線如圖所示，導體棒左右平動、前后平動、上下平動，觀察電流表的指針，觀察是否有感應電流產生。實驗2向線圈中插入磁鐵，把磁鐵從線圈中拔出如圖所示，把磁鐵的某一個磁極向線圈中插入，或從線圈中抽出，或靜止地放在線圈中。觀察電流表的指針是否偏轉。實驗3模擬法拉第的實驗如圖所示，線圈A通過滑動變阻器和開關連接到電源上，線圈B的兩端與電流表連接，把線圈A裝在線圈B的里面。開關閉合瞬間；開關斷開瞬間；開關閉合時，滑動變阻器滑片不動；開關閉合時，迅速移動滑動變阻器的滑片。觀察線圈B中是否有電流產生。結論不論用什么方法，不論何種原因，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應電流產生。一、單選題1．探雷器是探測地雷的儀器。手持探雷器的長柄線圈在地面掃過，線圈中有變化的電流，如果地下埋著金屬殼的地雷或有較大金屬零件的地雷，探測器就會報警。這種儀器的工作原理是利用（

）A．靜電屏蔽 B．靜電感應 C．電磁感應 D．電流的磁效應2．1820年丹麥物理學家奧斯特發(fā)現了電流的磁效應，首次揭示了電與磁的聯系。某興趣小組也做了類似實驗，他們將一可自由轉動的小磁針靜置于水平桌面上，將另一直導線水平放置在靠近小磁針正上方的位置，忽略磁偏轉角的影響，以下說法中正確的是（

）A．將導線沿南北方向放置并通入恒定電流，小磁針一定會發(fā)生轉動B．將導線沿東西方向放置并通入恒定電流，小磁針一定會發(fā)生轉動C．將導線沿南北方向放置并通入恒定電流，增大導線與小磁針之間的距離，小磁針轉動的角度會隨之增大D．把導線沿南北方向放置并通入恒定電流，增大電流，小磁針轉動的角度會隨之減小3．在科學研究的道路上經常會出現令人惋惜的遺憾。例如，1825年瑞士年輕物理學家科拉頓一個人在研究電磁現象時，實驗裝置如圖所示，為避免磁鐵的磁場對小磁針產生影響，他把實驗裝置放在兩個房間，在右邊房間里把磁鐵反復插入線圈，然后跑到左邊房間里觀察，結果沒有看到小磁針偏轉。下列說法中正確的是（）A．該實驗線圈中肯定沒有電流產生B．通電導線周圍產生磁場的現象叫電磁感應現象C．科拉頓沒看到小磁針偏轉，是因為當他跑到另一個房間時，電磁感應過程已經結束D．科拉頓沒看到小磁針偏轉，是因為該實驗中的磁鐵磁性太弱4．如圖所示，A中線圈有一小缺口，條形磁鐵勻速穿過線圈；B中勻強磁場區(qū)域足夠大，v1>v2；C中通電導線位于水平放置的閉合線圈某一直徑的正上方；D中閉合線圈在無限大勻強磁場中加速運動。其中能產生感應電流的是（）A． B．C． D．5．如圖所示，在垂直于紙面向里的勻強磁場中（范圍足夠大），有一個矩形線圈abcd，線圈平面與磁場垂直，O1O2和O3O4都是線圈的對稱軸，應使線圈怎樣運動才能使其中產生感應電流（）A．向左平動 B．向右平動C．繞O1O2轉動 D．向上或向下平動6．如圖甲所示，單匝矩形線圈abcd垂直固定在勻強磁場中、規(guī)定垂直紙面向里為磁感應強度的正方向，磁感應強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。以順時針方向為電流正方向，以向右方向為安培力正方向，下列關于bc段導線中的感應電流i和受到的安培力F隨時間變化的圖像正確的是（）A． B．C． D．二、多選題7．實驗裝置如圖所示，在鐵芯F上繞著兩個線圈A、B。如果線圈A中的電流i和時間t的關系如下圖所示，在這段時間內，A、B、C、D四種情況中，在線圈B中觀察到感應電流的是（）A． B．C． D．8．如下各圖所示，矩形線框在磁場內做的各種運動中，能夠產生感應電流的是（）A． B．C． D．9．下列各圖所描述的物理情境中，能產生感應電流的是（）A．開關S閉合穩(wěn)定后，線圈N中B．磁鐵向鋁環(huán)A靠近，鋁環(huán)A中C．金屬框從A向B運動，金屬框中D．銅盤在磁場中按圖示方向轉動，電阻R中10．如圖所示線圈abcd在足夠大磁場區(qū)域ABCD中，下列哪種情況下線圈中有感應電流產生（）A．把線圈變成圓形（周長不變）B．使線圈在磁場中加速平移C．使磁場增強或減弱D．使線圈以過ab的直線為軸旋轉11．某學生做觀察電磁感應現象的實驗時，將電流表、線圈A和B、蓄電池、開關用導線連接成如圖所示的實驗電路，閉合開關，下列說法正確的是（）A．線圈A插入線圈B的過程中，有感應電流B．線圈A從線圈B中拔出過程中，有感應電流C．線圈A停在線圈B中，有感應電流D．線圈A拔出線圈B的過程中，無感應電流12．某學校操場上有如圖所示的運動器械，兩根長金屬鏈條將一根金屬棒ab懸掛在固定的金屬架上。靜止時ab水平且沿東西方向。已知當地的地磁場方向自南向北斜向下與豎直方向成45°?，F讓ab隨鏈條蕩起來，與豎直方向最大偏角為45°，則下列說法正確的是（）A．當ab棒自南向北經過最低點時，回路中無感應電流B．當鏈條與豎直方向成45°時，回路中感應電流為零C．當ab棒自南向北經過最低點時，回路中有感應電流D．在ab棒運動過程中，不斷有磁場能轉化為機械能

第十三章電磁感應與電磁波初步第3節(jié)電磁感應現象及應用課程標準學習目標了解電磁感應現象，了解產生感應電流的條件。知道電磁感應現象的應用及其對現代社會的影響。1.知道什么是電磁感應現象.2.通過實驗探究感應電流產生的條件.3.了解電磁感應現象的應用．（一）課前閱讀：1．實驗：探究感應電流產生的條件(1)實驗一：如圖所示，導體棒AB做切割磁感線運動時，線路中電流產生，而導體棒AB順著磁感線運動時，線路中電流產生．(均選填“有”或“無”)(2)實驗二：如圖所示，當條形磁體插入或拔出線圈時，線圈中電流產生，但條形磁體在線圈中靜止不動時，線圈中電流產生．(均選填“有”或“無”)(3)實驗三：如圖所示，將小線圈A插入大線圈B中不動，當開關S閉合或斷開時，電流表中電流通過；若開關S一直閉合，當改變滑動變阻器的阻值時，電流表中電流通過；而開關S一直閉合，滑動變阻器的滑動觸頭不動時，電流表中電流通過．(均選填“有”或“無”)(4)歸納總結：實驗一：導體棒做切割磁感線運動，回路的有效面積發(fā)生變化，從而引起了磁通量的變化，產生了感應電流．實驗二：磁體插入或拔出線圈時，線圈中的磁場發(fā)生變化，從而引起了磁通量的變化，產生了感應電流．實驗三：開關閉合、斷開或滑動變阻器的滑動觸頭移動時，小線圈A中電流變化，從而引起穿過大線圈B的磁通量變化，產生了感應電流．三個實驗共同特點是：產生感應電流時閉合回路的磁通量都發(fā)生了變化．答案(1)有無(2)有無(3)有有無（二）基礎梳理一、劃時代的發(fā)現1．“電生磁”的發(fā)現：1820年，奧斯特發(fā)現了電流的磁效應．2．“磁生電”的發(fā)現1831年，法拉第發(fā)現了電磁感應現象．3．電磁感應：法拉第把他發(fā)現的磁生電的現象叫作電磁感應，產生的電流叫作感應電流．【拓展補充】如圖所示，條形磁體A沿豎直方向插入線圈B的過程中，電流表G的指針(選填“不偏轉”或“偏轉”)；若條形磁體A在線圈B中保持不動，電流表G的指針(選填“不偏轉”或“偏轉”)．答案偏轉不偏轉二、產生感應電流的條件1．實驗：探究感應電流產生的條件探究一：如圖甲實驗中，讓導體棒在磁場中保持相對靜止時或者平行于磁場運動時，無論磁場多強，閉合回路中都沒有電流，當導體ab做切割磁感線運動時，閉合回路中有電流產生．探究二：如圖乙，當線圈A的電流不變時，線圈B所在的回路中沒有電流產生；當線圈A的電流變化時，線圈B所在回路中就有了電流．2．產生感應電流的條件：當穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉合導體回路中就產生感應電流．【即學即練】判斷下列說法的正誤.(1)只要閉合電路內有磁通量，閉合電路中就有感應電流產生．(×)(2)穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化時，線圈內部就一定有感應電流產生．(√)(3)閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動時，電路中會產生感應電流．(√)(4)不論電路是否閉合，只要電路中磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應電流．(×)三、電磁感應現象的應用生產、生活中廣泛使用的變壓器、電磁爐等都是根據電磁感應制造的．【拓展補充】法拉第用過的線圈法拉第對科學的熱愛以及對科學研究持之以恒、堅韌不拔的態(tài)度是他獲得巨大成就的重要原因之一。磁通量的變化磁通量的變化大致可分為以下幾種情況：(1)磁感應強度B不變，有效面積S發(fā)生變化．如圖(a)所示．(2)面積S不變，磁感應強度B發(fā)生變化．如圖(b)所示．(3)磁感應強度B和面積S都不變，它們之間的夾角發(fā)生變化．如圖(c)所示．【典例精析】例1．如圖所示，在條形磁體外面套著一圓環(huán)，當圓環(huán)由磁體N極向下平移到磁體S極的過程中，圓環(huán)所在處的磁感應強度和穿過圓環(huán)的磁通量變化的情況是()A．磁感應強度和磁通量都逐漸增大B．磁感應強度和磁通量都逐漸減小C．磁感應強度先減弱后增強，磁通量先增大后減小D．磁感應強度先增強后減弱，磁通量先減小后增大答案C解析當圓環(huán)由磁體N極向下平移到磁體S極的過程中，磁感應強度先減弱后增強；磁鐵內部磁感線與外部磁感線的總數相等，所以穿過圓環(huán)的磁感線條數一定是內部大于外部，則外部磁感線條數越多，總磁通量越小，所以穿過圓環(huán)的磁通量先增大后減小．故選C.例2．如圖所示，通電直導線右邊有一個矩形線框，線框平面與直導線共面，若使線框逐漸遠離(平動)通電導線，則穿過線框的磁通量將()A．逐漸增大 B．逐漸減小C．保持不變 D．不能確定答案B解析線框遠離導線時，穿過線框的磁感應強度減小，線框的面積不變，所以穿過線框的磁通量減小．故選B.二、感應電流產生條件的理解不論什么情況，只要滿足電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個條件，就必然會產生感應電流；反之，只要產生了感應電流，那么電路一定是閉合的，且穿過該電路的磁通量也一定發(fā)生了變化．【典例精析】例3．(多選)如圖所示，下列情況能產生感應電流的是()A．如圖甲所示，導體棒AB順著磁感線運動B．如圖乙所示，條形磁體插入或抽出線圈C．如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關S一直閉合D．如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動，開關S一直閉合，改變滑動變阻器接入電路的阻值答案BD解析導體棒順著磁感線運動，沒有切割磁感線，穿過閉合電路的磁通量沒有發(fā)生變化，無感應電流，故選項A錯誤；條形磁體插入線圈時線圈中的磁通量增加，抽出線圈時線圈中的磁通量減少，都產生感應電流，故選項B正確；開關S一直閉合，回路中為恒定電流，螺線管A產生的磁場穩(wěn)定，螺線管B中的磁通量無變化，線圈中不產生感應電流，故選項C錯誤；開關S一直閉合，滑動變阻器接入電路的阻值變化，回路中的電流變化，螺線管A產生的磁場發(fā)生變化，螺線管B中磁通量發(fā)生變化，產生感應電流，故選項D正確．例4．(多選)下圖中能產生感應電流的是()答案BD解析A選項中，電路沒有閉合，無感應電流；B選項中，面積增大，通過閉合電路的磁通量增大，有感應電流；C選項中，穿過圓環(huán)的磁感線相互抵消，磁通量恒為零，無感應電流；D選項中，穿過閉合電路的磁通量減小，有感應電流．1．閉合回路面積S的變化引起磁通量的變化如圖所示，導體做切割磁感線運動使面積發(fā)生變化而改變了穿過回路的磁通量。2．磁感應強度的變化引起磁通量的變化圖甲是通過磁極的運動改變穿過回路的磁通量；圖乙是通過改變原線圈中的電流從而改變磁場的強弱，進而改變穿過回路的磁通量。3．磁場和閉合線圈的夾角發(fā)生變化，從而引起磁通量發(fā)生變化如圖所示，閉合線圈在勻強磁場中繞軸OO′轉動的過程。實驗1閉合電路的部分導體切割磁感線如圖所示，導體棒左右平動、前后平動、上下平動，觀察電流表的指針，觀察是否有感應電流產生。實驗2向線圈中插入磁鐵，把磁鐵從線圈中拔出如圖所示，把磁鐵的某一個磁極向線圈中插入，或從線圈中抽出，或靜止地放在線圈中。觀察電流表的指針是否偏轉。實驗3模擬法拉第的實驗如圖所示，線圈A通過滑動變阻器和開關連接到電源上，線圈B的兩端與電流表連接，把線圈A裝在線圈B的里面。開關閉合瞬間；開關斷開瞬間；開關閉合時，滑動變阻器滑片不動；開關閉合時，迅速移動滑動變阻器的滑片。觀察線圈B中是否有電流產生。結論不論用什么方法，不論何種原因，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應電流產生。一、單選題1．探雷器是探測地雷的儀器。手持探雷器的長柄線圈在地面掃過，線圈中有變化的電流，如果地下埋著金屬殼的地雷或有較大金屬零件的地雷，探測器就會報警。這種儀器的工作原理是利用（

）A．靜電屏蔽 B．靜電感應 C．電磁感應 D．電流的磁效應【答案】C【解析】線圈產生的磁場在通過導體時，導體會產生電流，從而產生磁場，反過來影響線圈磁通量，從而影響電流的大小，這種現象稱為電磁感應，故C項正確，ABD錯誤。故選C。2．1820年丹麥物理學家奧斯特發(fā)現了電流的磁效應，首次揭示了電與磁的聯系。某興趣小組也做了類似實驗，他們將一可自由轉動的小磁針靜置于水平桌面上，將另一直導線水平放置在靠近小磁針正上方的位置，忽略磁偏轉角的影響，以下說法中正確的是（

）A．將導線沿南北方向放置并通入恒定電流，小磁針一定會發(fā)生轉動B．將導線沿東西方向放置并通入恒定電流，小磁針一定會發(fā)生轉動C．將導線沿南北方向放置并通入恒定電流，增大導線與小磁針之間的距離，小磁針轉動的角度會隨之增大D．把導線沿南北方向放置并通入恒定電流，增大電流，小磁針轉動的角度會隨之減小【答案】A【解析】A．將導線沿南北方向放置并通入恒定電流時，小磁針所在位置的磁場方向沿東向西，所以小磁針一定會轉動，故A項正確。B．將導線沿東西方向放置并通入恒定電流，磁場方向與地磁場方向可能相同，所以小磁針不一定會發(fā)生轉動，故B項錯誤。C．將導線沿南北方向放置并通入恒定電流，增大導線與小磁針之間的距離，小磁針處的磁場強度減小，所以轉動的角度會隨之減小，故C項錯誤。D．把導線沿南北方向放置并通入恒定電流，增大電流，磁場變強，所以小磁針轉動的角度會隨之增大，故D項錯誤。故選A。3．在科學研究的道路上經常會出現令人惋惜的遺憾。例如，1825年瑞士年輕物理學家科拉頓一個人在研究電磁現象時，實驗裝置如圖所示，為避免磁鐵的磁場對小磁針產生影響，他把實驗裝置放在兩個房間，在右邊房間里把磁鐵反復插入線圈，然后跑到左邊房間里觀察，結果沒有看到小磁針偏轉。下列說法中正確的是（）A．該實驗線圈中肯定沒有電流產生B．通電導線周圍產生磁場的現象叫電磁感應現象C．科拉頓沒看到小磁針偏轉，是因為當他跑到另一個房間時，電磁感應過程已經結束D．科拉頓沒看到小磁針偏轉，是因為該實驗中的磁鐵磁性太弱【答案】C【解析】B．通電導線周圍產生磁場的現象叫電流的磁效應。B錯誤；ACD．將磁鐵插入線圈的過程中，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中產生感應電流；電流周圍存在磁場，故小磁針會發(fā)生轉動。但當科拉頓跑到另一個房間時，電磁感應過程已經結束，此時穿過線圈的磁通量不變，線圈中沒有感應電流，所以小磁針不偏轉，C正確，