[体系构建]
[核心速填]
1．电磁感应现象
(1)法拉第首先发现了电磁感应现象．
(2)产生感应电流的条件是闭合回路磁通量发生变化．
2．法拉第电磁感应定律
(1)感应电动势与磁通量的变化率成正比．
(2)感应电动势的大小公式：E＝n．
(3)变压器的构造：原线圈、副线圈、闭合铁芯；
变压器的规律：＝，＝．
3．电磁场
(1)麦克斯韦电磁场理论：变化的电场产生磁场；变化的磁场产生电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场，不均匀变化的磁场产生变化的电场，变化的电场和磁场由近及远地向周围传播形成电磁波．
(2)赫兹通过实验验证了电磁波的存在，电磁波的传播速度与光速相等．
法拉第电磁感应定律
1.感应电动势
回路有电流必须有电源，电源产生电动势．
电磁感应中相当于电源的那部分产生的电动势叫感应电动势，其余部分可等效为负载，利用学过的电路知识处理问题．
产生感应电流的本质是因为产生了感应电动势，与电路是否闭合没有关系，若电路不闭合，仍有感应电动势而没有感应电流．
2．法拉第电磁感应定律
电路中感应电动势的大小跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比．
3．磁通量变化快慢的描述方法
在相同的时间内磁通量的变化越大，磁通量的变化越快；如果有相同的磁通量的变化，时间越短，磁通量的变化越快．
【例1】 如图所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方体abcd之外，匀强磁场局限在正方体区域内且垂直穿过正方体，当磁感应强度以均匀变化时，线圈中产生的感应电动势大小为( )
A．πr2 B．L2
C．nπr2 D．nL2
D [磁场的有效面积S＝L2，根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势大小E＝n＝nL2，选项D正确．]
[一语通关]
(1)若是磁场发生变化而产生的感应电动势，公式E＝n常写成E＝n·S，是磁场的变化率，S是垂直磁场的有效面积．
(2)若是面积变化产生的感应电动势，公式E＝n常写成E＝n·B，其中是线圈面积的变化率，B是垂直线圈的磁感应强度．
1．如图所示，两条平行金属导轨ab、cd置于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，两导轨间的距离l＝0.6 m．金属杆MN沿两条导轨向右匀速滑动，速度v＝10 m/s，产生的感应电动势为3 V．由此可知，磁场的磁感应强度B＝________T.
[解析] 金属杆MN产生的感应电动势E＝＝＝＝Blv，则B＝＝ T＝0.5 T.
[答案] 0.5
理想变压器
1.变压器是把交流电压升高或降低的装置，其基本构造是由原线圈、副线圈和闭合铁芯构成，原线圈和副线圈分别绕在同一个闭合铁芯上．
2．工作原理：变压器是通过电磁感应来改变交流电压的，原线圈n1接交流电源，由于电流的变化，在闭合铁芯中产生变化的磁通量，磁通量也通过了副线圈，根据法拉第电磁感应定律，便在副线圈n2中产生感应电动势，如果输出电压高于输入电压，为升压变压器；如果输出电压低于输入电压，为降压变压器．
3．理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.
电压关系：＝.
由于理想变压器的结构一定，n1、n2均为定值，所以输出电压U2由输入电压U1决定，与负载电阻的大小无关，U1增大，U2也增大；U1减小，U2也减小．
4．变压器不改变交变电流的频率．
5．理想变压器中P入＝P出，而原线圈的输入功率决定于输出功率．
【例2】 (多选)如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开，当开关S接通时，以下说法正确的是( )
A．副线圈两端M、N的输出电压减小
B．副线圈输电线等效电阻R上的电压增大
C．通过灯泡L1的电流减小
D．通过电流表A 的电流增大
BCD [副线圈两端电压U2＝U1，电源电压不变，则U2不变，M、N两端电压不变，故A错误．开关S闭合，L2与L1并联，使副线圈的负载电阻的阻值变小，M、N间的输出电压不变，副线圈中的总电流I2增大，电阻R上的电压降UR＝I2R亦增大，灯泡L1两端的电压减小，L1中的电流减小，B、C正确．由I2增大，导致原线圈中电流I1相应增大，故D正确．]
[一语通关]
理想变压器原线圈电压U1决定副线圈电压U2；副线圈电流I2决定原线圈电流I1，副线圈输出功率P2决定原线圈输入功率P1.
2．一台理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝20∶1，原线圈接入220 V的交流电压，副线圈向一电阻为110 Ω的用电器供电，则副线圈中的电流为( )
A．2 A B．0.1 A
C．0.5 A D．0.005 A
B [由于＝，故U2＝U1＝×220 V＝11 V，故副线圈电流I2＝＝0.1 A，B对．]
课件22张PPT。第二章 电磁感应与电磁场章末复习课234闭合回路磁通量发生变化法拉第5磁通量的变化率副线圈闭合铁芯6光速磁场电场变化的磁场变化的电场变化的电场和磁场由近及远地向周围传播赫兹78法拉第电磁感应定律 91011121314理想变压器 15161718192021点击右图进入…Thank you for watching !章末综合测评(二) 电磁感应与电磁场
(时间：90分钟 分值：100分)
一、选择题(本题共12小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～12题有多项符合题目要求，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1．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
B [只要穿过闭合电路的磁通量发生变化就会产生感应电流，电流表的指针就会偏转．]
2．关于变压器，下列说法正确的是( )
A．变压器是根据电磁感应的原理制成的
B．变压器的原线圈匝数一定比副线圈的多
C．变压器只能改变直流电的电压
D．变压器只能有一个原线圈和一个副线圈
A [变压器是根据电磁感应的原理制成的，故A对；变压器只能改变交流电的电压，故C错；变压器原、副线圈匝数的多少，根据实际需要而定，而且副线圈可以有多个，故B、D错．]
3．根据麦克斯韦电磁理论，如下说法正确的是( )
A．变化的电场一定产生变化的磁场
B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场
C．稳定的电场一定产生稳定的磁场
D．振荡交变的电场一定产生同频率的振荡交变的磁场
D [均匀变化的电场(磁场)产生恒定的磁场(电场)，不均匀变化的电场(磁场)产生变化的磁场(电场)，振荡交变的电场产生同频率的振荡交变的磁场，故D正确．]
4．关于电磁波，下列说法正确的是( )
A．所有电磁波的频率相同
B．电磁波只能在真空中传播
C．电磁波在任何介质中的传播速度相同
D．电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s
D [电磁波的频率不一定相同，就是无线电电磁波也有很多频道和频率，A错误；电磁波既能在真空中传播，又能在介质中传播，B错误；不同频率的电磁波在不同的介质中的传播速度不相同，C错误；电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s，D正确．]
5．A、B两个闭合电路，穿过A电路的磁通量由0增加到3×103 Wb，穿过B电路的磁通量由5×103 Wb增加到6×103 Wb，则两个电路中产生的感应电动势EA和EB的关系是( )
A．EA>EB B．EA＝EB
C．EAD [根据法拉第电磁感应定律可知，电路中感应电动势(E)的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，因只知道磁通量的变化量不知道所用的时间，所以不能确定EA和EB的关系，故D正确．]
6．如图所示，线圈、滑动变阻器和电源组成图示回路，A为线圈下方一闭合线圈，线圈A中不能产生感应电流的操作是( )
A．S接通瞬间
B．滑动变阻器触头P左移
C．线圈A水平移动
D．滑动变阻器触头P在最左端不动
D [感应电流的产生条件是闭合回路中磁通量发生变化，故可判定D项不能产生感应电流．]
7．理想变压器的原、副线圈的匝数之比为4∶1，在原线圈上加上U＝200 V的交流电压，在副线圈上接交流电压表，其示数为( )
A．0 B．50 V
C．200 V D．800 V
B [理想变压器中＝，则U2＝U1＝×200 V＝50 V，故B对．]
8．在电磁学的发展过程中，许多科学家作出了贡献．下列说法正确的是( )
A．奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了电磁感应现象
B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在
C．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律
AC [赫兹用实验证实了电磁波的存在，B错误；安培发现了磁场对电流的作用规律，洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，D错误．]
9．发电机的转子在匀速转动过程中，下列物理量发生改变的有( )
A．穿过线圈的磁通量
B．线圈中产生的感应电动势
C．闭合回路中的电流
D．闭合回路中电流变化的周期
ABC [发电机的转子在匀速转动过程中，线圈转动的周期是固定的，闭合回路中电流变化的周期也是固定的，但穿过线圈的磁通量、线圈产生的感应电动势和感应电流都是随时间做周期性变化的，故A、B、C正确，D错误．]
10．带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面内，则( )
A．只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流产生
B．圆环不管怎样转动，小线圈内都没有感应电流产生
C．圆环在做变速转动时，小线圈内一定有感应电流产生
D．圆环做匀速转动时，小线圈内没有感应电流产生
CD [带负电的小圆环转动形成环形电流，环形电流产生磁场，若匀速转动环形电流是恒定的，产生的磁场是不变的，就不会使同平面内的小线圈产生感应电流．若变速转动，产生的电流是变化的，产生的磁场是变化的，穿过小线圈的磁通量就是变化的，有感应电流产生．]
11．如图是电磁铁工作原理的示意图，由线圈、电源、开关和滑动变阻器等器材组成，P为滑动变阻器的滑片，闭合S，铁钉被吸附起来．下列分析不正确的是( )
A．增加线圈匝数，被吸附的铁钉减少
B．调换电源正负极，铁钉不能被吸附
C．P向a端移动，被吸附的铁钉增多
D．P向b端移动，被吸附的铁钉增多
ABD [增加线圈的匝数，滑动头P向a端移动时，线圈的磁性越强，被吸附的铁钉增多，故A、D错误，C正确；调换电源正负极，改变了线圈下端磁极的极性，但不改变线圈下端磁性的强弱，故吸附的铁钉数量不变，故B错误．]
12．如图所示，利用一理想变压器给一个电灯供电，在其他条件不变时，若增加副线圈的匝数，则( )
A．灯亮度减小 B．电流表示数增大
C．电压表示数增大 D．变压器的输入功率不变
BC [若增加副线圈的匝数，副线圈电压升高，电压表的示数增大，电灯的亮度增加，输出电流增加，输入电流也随输出电流的增大而增大，所以A错误，B、C正确．变压器的输入功率增加，D错误．]
二、非选择题(本题共6小题，共52分)
13．(6分)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转动轴垂直于磁场，若线圈所围面积的磁通量随时间变化规律如图所示，则线圈中D时刻的感应电动势为________，线圈中O至D时刻内平均感应电动势为________．
[解析] 根据法拉第电磁感应定律E＝，而D时刻曲线的斜率为零，则感应电动势为零．
0时刻Φ1＝0，D时刻Φ2＝4×10－3 Wb，则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝4×10－3 Wb，经历的时间Δt＝0.005 s，所以平均感应电动势E＝V＝0.8 V.
[答案] 0 0.8 V
14．(6分)有时候，可用扬声器代替话筒，如图所示．人对着扬声器锥形纸盒说话，声音使与纸盒相连的线圈在________，从而产生随着声音的变化而变化的电流，这种产生电流的现象在物理学上称为________现象．
代替话筒的扬声器
[解析] 人对着扬声器的锥形纸盒说话，声音使与纸盒相连的线圈的磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流．
[答案] 磁场中运动 电磁感应
15．(8分)收音机中的变压器，原线圈有1 210匝，接在220 V的交流电源上．要得到5 V、6.3 V和350 V三种输出电压，三个副线圈的匝数各是多少？
[解析] 根据变压比公式可得n副＝·n原，
5 V绕组匝数n1＝·n原＝×1 210匝≈28匝，
6．3 V绕组匝数n2＝·n原＝×1 210匝≈35匝，
350 V绕组匝数n3＝·n原＝×1 210匝＝1 925匝．
[答案] 28匝 35匝 1 925匝
16．(10分)如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝1 000，线圈面积S＝200 cm2，线圈的电阻r＝1 Ω，线圈外接一个阻值R＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的磁场中，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，求：
甲 乙
(1)前4 s内的感应电动势的大小；
(2)前5 s内的感应电动势的大小．
[解析] (1)前4 s内磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1＝S(B2－B1)＝200×10－4×(0.4－0.2)Wb＝4×10－3 Wb
由法拉第电磁感应定律得
E＝n＝1 000×V＝1 V.
(2)前5 s内磁通量的变化ΔΦ′＝Φ2′－Φ1′＝S(B2′－B1′)＝200×10－4×(0.2－0.2)Wb＝0.
由法拉第电磁感应定律E′＝n＝0.
[答案] (1)1 V (2)0
17．(10分)如图所示，矩形线圈abcd绕OO′轴在B＝0.2 T 的匀强磁场中以n＝4 r/s的转速转动，已知ab＝20 cm，
bc＝40 cm，线圈共有50 匝，当线圈从如图所示位置开始转动，一直转过90°的过程中，回答下面三个问题：
(1)磁通量的变化量是多少？
(2)磁通量的平均变化率为多少？
(3)线圈中产生的平均感应电动势是多大？
[解析] (1)S＝ab·bc＝20×40 cm2＝800 cm2＝8×10－2 m2
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BS－0＝0.2×8×10－2 Wb＝1.6×10－2 Wb.
(2)Δt＝T＝·＝× s＝ s
＝＝0.256 Wb/s.
(3)E＝n＝50×0.256 V＝12.8 V.
[答案] (1)1.6×10－2 Wb (2)0.256 Wb/s
(3)12.8 V
18．(12分)磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统．磁悬浮技术利用电磁力将整个列车车厢托起，摆脱了讨厌的摩擦力和令人不快的铿锵声，实现与地面无接触、无燃料的快速“飞行”. 下图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环，将超导圆环水平放在磁铁A的上方，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁的上方．
(1)请简要说明产生磁悬浮现象的原因．
(2)磁悬浮列车能达到如此高的速度的原因是什么？
(3)在实际情况中，磁悬浮列车要进一步提升速度，困难很大，说说制约磁悬浮列车进一步提升速度的原因．
[解析] (1)线圈B下降，穿过线圈的磁通量发生变化，B中产生感应电流．由于超导线圈的电阻极小，故电流极大而且几乎不会减小，使列车受到向上的安培力，与重力平衡，处于悬浮状态．
(2)由于列车处于悬浮，几乎没有摩擦阻力．
(3)空气阻力是制约列车进一步提速的重要因素，空气阻力随速度的增大而增大．
[答案] 见解析
