物理·选修1－1(粤教版)
第一节 电磁感应现象的发现
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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：D
2．科学家法拉第对电磁学的发展作出了重大贡献，下列陈述中不符合历史实事的是( )
A．法拉第首先引入“场”的概念来研究电和磁的现象
B．法拉第首先引入电场线和磁感线来描述电场和磁场
C．法拉第首先发现电磁感应现象并给出了电磁感应定律
D．法拉第首先发现了电流的磁效应现象
解析：奥斯特首先发现了电流的磁效应现象．
答案：D
3．利用图的实验装置，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：A
4．如图，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：B
5．(多选)如图所示，线圈abcd横穿过磁场区域B时，以下所指的哪种情况下，线圈中有感应电流产生？( )
A．线圈进入磁场的过程中
B．线圈在磁场中平动
C．线圈离开磁场的过程中
D．线圈进入磁场后在它所在的平面内绕a点旋转
解析：产生感应电流的条件是闭合电路中磁通量发生变化，线圈进入或离开磁场的过程，磁通量发生了变化，所以有感应电流，选AC.
答案：AC
6．闭合电路的一部分导体ab处于匀强磁场中，如图中各种情况下导体都在纸面内运动，那么下列判断中正确的是( )
A．都会产生感应电流
B．都不会产生感应电流
C．甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流
D．甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流
解析：乙、丁导线没有切割磁感线，不会产生感应电流．
答案：D
7．(多选)如下图所示，条形磁铁以某一速度向螺线管靠近，下列结论正确的是( )
A．螺线管中不产生感应电流
B．螺线管中产生感应电流
C．穿过螺线管的磁通量保持不变
D．穿过螺线管的磁通量不断增加
答案：BD
自学成才的电学大师
在近代物理学史上，要列出作出重大贡献的物理学家的名字来，真是数不胜数了，但像法拉第这样在电磁学领域作出如此重大贡献的科学家却并不多．可你知道吗，这样一位电学大师竟然只上了两年的小学就退出了学校的门槛．
法拉第，1791年9月2日出生于英国伦敦附近的一个贫穷铁匠家里，小法拉第的诞生给他当铁匠的父亲带来的欢乐远不如他所带来的忧虑多．他的诞生意味着又多了一张吃饭的嘴巴，本来已为全家温饱操够了心的父亲脸上愁云更浓了．
小法拉第5岁那年，父亲送他去附近学校上小学．学校老师本来就是个势利的小人，对穷得叮当响的小法拉第只有白眼相加，加之小法拉第小时候讲话有点结巴更常遭到老师的鞭打．在小学二年级时，小法拉第实在忍无可忍，一气之下离开了学校，从此再也没有走进校门．回家后，小法拉第就开始帮助父亲干些杂活，帮母亲照看小妹妹．他几乎没有从学校学到什么知识，用他自己的话讲，他在学校只学到一点点“读、写、算的启蒙教育”．
之后，他们家搬到伦敦去住．可家庭的变迁并没有给全家带来好运，全家仍过着缺吃少穿的日子．每周，母亲只分给法拉第一条面包．为了避免挨饿，法拉第把一条面包分成14小块，每天吃两小块，过着不饥不饱的生活.12岁那年，父亲把他送到一家订书铺去当学徒，从此法拉第开始在书的海洋中寻求知识了．他利用一切空余时间如饥似渴地读书，凡是能拿到手的书，他都认真阅读，尤其酷爱科学书籍．七年的徒工，使他比别人七年学校所学到的知识还要多．
这以后，法拉第遇到了当时的著名化学家戴维．在他的引导与帮助下，法拉第一步步迈进了科学的殿堂，终于发现了电磁感应定律、法拉第电磁感应定律等许多电学规律，成为近代物理学上的一颗灿烂的明珠．
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第二节 电磁感应定律的建立
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1．首先发现电磁感应规律的科学家是( )
A．法拉第 B．奥斯特
C．赫兹 D．麦克斯韦
答案：A
2．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.＝0时，E可能不等于零
C．Φ很大时，ΔΦ一定很大
D.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；＝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；很大时，有可能是因为Δt很小，不一定ΔΦ很大．
答案：A
3．将一磁铁缓慢或者迅速地插到闭合线圈中的相同位置处，不发生变化的物理量是( )
A．磁通量的变化率
B．感应电动势的大小
C．磁通量的变化量
D．感应电流的大小
解析：一条形磁铁插入同一个闭合线圈，闭合线圈中磁通量的变化量相同，第一次快插所用的时间少，磁通量变化快，磁通量的变化率大，所以产生的感应电动势大，感应电流也大，因此A、B、D选项错误，C选项正确．
答案：C
4．下面说法正确的是( )
A．线圈中的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势就越大
B．线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势就越大
C．线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势就越大
D．线圈放在磁场越强的地方，线圈中产生的感应电动势就越大
解析：由法拉第电磁感应定律知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量的大小和变化量无关，选B.
答案：B
5．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．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大
答案：D
6．将一条形磁铁分两次插入同一闭合线圈中，两次插入的时间之比为2∶1，则两次( )
A．产生的感应电动势之比为2∶1
B．产生的电动势之比为1∶2
C．产生的电动势之比为1∶1
D．无法确定
答案：B
7．穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少2 Wb，则( )
A．线圈中感应电动势每秒钟增加2 V
B．线圈中感应电动势每秒钟减少2 V
C．线圈中无感应电动势
D．线圈中感应电动势保持不变
解析：穿过该单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2 Wb，则磁通量的变化率是恒定的，线圈中产生的感应电动势大小不变，D选项正确．
答案：D
磁 生 电
法拉第最出色的工作是电磁感应的发现和场的概念的提出.1821年，他在读过奥斯特关于电流磁效应的论文后，被这一新的学科领域深深吸引．他刚刚迈入这个领域，就取得重大成果——发现通电流的导线能绕磁铁旋转，从而跻身著名电学家的行列．因受苏格兰传统科学研究方法影响，通过奥斯特实验，他认为电与磁是一对和谐的对称现象．既然电能生磁，他坚信磁亦能生电．经过10年探索，历经多次失败后，1831年8月26日终于获得成功．这次实验因为是用伏打电池在给一组线圈通电(或断电)的瞬间，在另一组线圈获得的感生电流，他称之为“伏打电感应”．尔后，同年10月17日完成了在磁体与闭合线圈相对运动时在闭合线圈中激发电流的实验，他称之为“磁电感应”．经过大量实验后，他终于实现了“磁生电”的夙愿，宣告了电气时代的到来．
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第三节 电磁感应现象的应用
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1．(多选)比较理想变压器的原线圈和副线圈，其中相同的物理量有( )
A．电压 B．电流
C．电功率 D．磁通量的变化率
答案：CD
2．利用变压器不可能做到的是( )
A．增大电流 B．升高电压
C．减小电压 D．增大功率
答案：D
3．下列说法中错误的是( )
A．变压器也可能改变恒定电压
B．变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成
C．变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流
D．变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源作用
答案：A
4．理想变压器的原线圈接220 V交流电，其原副线圈的匝数比为10∶1，则副线圈的输出电压为( )
A．220 V B．22 V
C．2 200 V D．以上都不对
答案：B
5．一理想变压器原、副线圈匝数之比为2∶1，则原、副线圈的( )
A．电压之比为2∶1
B．电流之比为2∶1
C．功率比为2∶1
D．通过每匝线圈的磁通量比为2∶1
解析：电压比：＝＝；电流比为＝＝；功率比为1∶1；通过每匝线圈的磁通量之比为1∶1.
答案：A
6．用一理想变压器向一负载电阻R供电，如下图所示．当增大负载电阻R时，原线圈中的电流I1和副线圈中的电流I2之间的关系是( )
A．I2增大，I1也增大
B．I2增大，I1却减小
C．I2减小，I1也减小
D．I2减小，I1却增大
答案：C
7．如图所示，灯泡L1和L2的规格完全相同，原线圈匝数比副线圈匝数多，下列判断中正确的是( )
A．变压器工作时，两灯有可能同时正常发光
B．L2正常工作时，L1比L2暗
C．L2正常工作时，L1可能已烧毁
D．L1正常工作时，L2可能已烧毁
解析：由变压的工作原理可知，原线圈与副线圈电流之比等于它们匝数的反比，当L2正常工作时，L1的电流要小于L2的电流，所以L1比L2暗，选B.
答案：B
8．在对称的铁芯上绕有两个线圈．如图所示．当线圈1接入交流电时，线圈2上电压U2＝13.2 V；当线圈2接入同一交流电时，线圈1上电压U1＝120 V．则两个线圈的匝数比为( )
A．3∶1 B．1∶3
C．120∶13.2 D．13.2∶120
解析：设线圈1和线圈2的匝数分别为n1、n2，交流电的电压为U，则当线圈1接交流电U时，U2＝U，当副线圈2接交流电U时，U1＝U，可解得n1∶n2＝3∶1，选A.
答案：A
影片中的声音是如何记录的？
我们大家看电影时，会觉得演员的动作和对白非常连贯，就如真实情景差不多．但你若看外国产的配音电影，有时却能看到动作与声音不协调的现象，演员的嘴早已不动了，声音却还没断，这是什么原因呢？
通常电影影片中的声音是同动作一起记录在影片上的，电影中的音乐、对白及音响效果，是现代电影艺术不可分割的组成部分．声音首先通过话筒变为电信号．声音传进话筒，推动话筒中的膜片的振动，与膜片相连的动圈也随着振动；动圈是放在永久磁铁的圆形空隙中的．由于电磁感应，在磁场中来回运动的动圈就会感应出电流来．声音越响，膜片和动圈振动也越大，感应出的电流就越强；声音频率发生变化时，膜片和动圈振荡频率也随着变化，动圈上就会感应出与振动频率一致的电流信号来．这样，声音高低及频率的变化，就会表现为感应电流信号变化．
微弱的感应电流经过放大器放大，再流过一个白炽灯泡．随着电流的变化，灯泡亮度也发生变化：电流强，灯就亮，电流弱，灯泡就暗，这样就把声音信号经过电信号中转变成了光信号了．这时用一个聚光透镜把灯光聚焦后投射到电影底片上，随着胶片不断移动，使胶片能在拍摄演员动作的同时而感光．声音强，灯光亮，感光也就多；声音弱，灯光暗，感光就少．这些电影胶片经显影定影后，就成为电影的声带底片．再用这底片印成声带的正片．
还音时，只需在声带正片上投射一束强度不变的光线，当这束光线透过胶片边缘那深浅不同或宽度不同的白道(声带)时，就变成了强度不断变化的光线．时明时暗的光线，经过光电管就变为时强时弱的电流信号，这电流信号经过放大后，送进扬声器就播放出声音来了．
这种光学录音法要比磁录音麻烦，所以现在大都采用在拍摄电影时，先用磁录音方法录下各种声音．当影片拍完，洗印电影时，再用光录音法把磁带上的声音转录在电影胶片上．
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第四节 麦克斯韦电磁场理论
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1．根据麦克斯韦电磁场理论，以下说法正确的是( )
A．磁场周围一定产生电场，电场周围一定产生磁场
B．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场
C．周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场，周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场
D．磁场和电场共同存在的空间一定是电磁场
答案：C
2．关于电磁场和电磁波的正确说法是( )
A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁波
B．电磁场由发生的区域向远处传播形成电磁波
C．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
D．电磁波是一种波，声波也是一种波，理论上它们是同种性质的波
解析：电磁场由发生的区域向远处的传播形成电磁波．
答案：B
3．电磁场理论预言了电磁波的存在．建立电磁场理论的科学家是( )
A．法拉第 B．麦克斯韦
C．奥斯特 D．安培
解析：最先建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦．
答案：B
4．1888年，用实验证实电磁波的存在，使人们认识物质存在的另一种形式，这位物理学家是( )
A．赫兹 B．奥斯特
C．麦克斯韦 D．法拉第
答案：A
5．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是( )
A．电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波
B．在电场的周围总能产生磁场，在磁场的周围总能产生电场
C．电磁波是一种物质，只能在真空中传播
D．电磁波传播的速度总是3.0×108 m/s
解析：根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场(或磁场)产生磁场(或电场)，变化的电磁场由发生区域向远处传播就形成电磁波，电磁波在真空中传播速度最大，选A.
答案：A
6．下面关于麦克斯韦电磁场理论的说法中正确的是( )
A．均匀变化的电场将产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场将产生均匀变化的电场
B．均匀变化的电场将产生稳定的磁场，均匀变化的磁场将产生稳定的电场
C．周期性变化的电场将产生不同频率周期性变化的磁场，周期性变化的磁场将产生不同频率周期性变化的电场
D．均匀变化的电场和磁场互相激发，将产生由近及远传播的电磁波
解析：根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场(或磁场)产生磁场(或电场)，均匀变化的电场(或磁场)产生不变的磁场(或电场)，周期性变化的电场(或磁场)产生同频率的周期性变化的磁场(或电场)．变化的电磁场由发生区域向远处传播就形成电磁波，选B.
答案：B
7．以下有关在真空中传播的电磁波的说法正确的是( )
A．频率越大，传播的速度越大
B．频率不同，传播的速度相同
C．频率越大，其波长越大
D．频率不同，传播速度也不同
答案：B
读者看到上面这一组方程一定想知道它是干什么用的，这些奇形怪状的符号足够让整个物理学界大吃一惊了，因为它概括了整个电磁学的一切现象！难怪当初玻尔兹曼在提到这些方程时引用了歌德的话：“写出这些符号的是上帝吗？”
其实这正是麦克斯韦(生于1831年11月13日)在1864年建立的一组描述电磁场理论的一组方程式(最初，麦克斯韦写成八个方程式，人们把那八个方程式加以概括，合并后剩下这四个)，它揭示了一切电磁现象，是电磁学研究的基础，每一位从事电磁研究的人都必须熟记这一组方程式．我们改写一下，还可以看到它所具有的完美对称性：
变化的电场?变化的磁场 (5)
变化的磁场?变化的电场 (6)
电场?激发电场的电荷 (7)
磁场?激发磁场的磁荷 (8)
这里我们已看到了电生磁、磁生电的过程：方程(5)告诉人们，变化的电场可以产生变化的磁场；方程(6)又告诉人们，变化的磁场又能在周围空间激发变化的电场．它反映了电场与磁场之间的相互转换过程，所以电流能产生磁效应，而变化的电场又能感应出电流(电磁感应)来，这正是麦克斯韦理论的必然结果．方程(7)和方程(8)，分别是电荷激发电场与磁荷激发磁场的机制．不过到目前为止，人们还没有在自然界中发现单磁荷的存在，所以方程(8)右边只能取零，这可以说是整个优美对称性中的破缺．科学家们正在自然界中寻找单磁荷——磁单极子，据说已取得了一定的进展．另外，根据这组方程，麦克斯韦还得出，变化的电磁场在空间中要形成电磁波，光就是一种电磁波，电磁波在真空中是以光速传播的.1888年，物理学家赫兹终于用实验证明电磁波的存在，从而证明麦克斯韦电磁场理论的正确性．
