广东学业水平测试物理冲A学案 第7章7.5　电磁感应定律 Word版含答案

磁通量、电磁感应现象、电磁感应定律、麦克斯韦电磁场理论
[基础知识填充]
1．法拉第于1831年总结出：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生．这种由于磁通量的变化而产生电流的现象叫做电磁感应现象，所产生的电流叫做感应电流．
2．产生电磁感应现象的条件
(1)无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势．产生感应电动势的那部分导体相当于电源．
(2)电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流．
3．描述电源将其他形式的能量转换成电能的本领的物理量，称为电源的电动势．电动势的符号是E.它的单位与电压的单位相同，是V.在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势．在其他条件不变的情况下，感应电动势的大小决定了电路中感应电流的大小．
4．法拉第电磁感应定律
电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比．E＝n，其中n是指线圈的匝数．
5．磁通量Φ、磁通量变化量ΔΦ、磁通量变化率的比较
(1)磁通量Φ是状态量，是闭合回路在某时刻(某位置)穿过回路的磁感线的条数，当磁场与回路平面垂直时，Φ＝BS.
(2)磁通量变化量ΔΦ是过程量，是表示回路从某一时刻变化到另一时刻的磁通量的变化量，即ΔΦ＝Φ2－Φ1.磁通量变化率是表示磁通量的变化快慢，即单位时间内磁通量的变化，又称磁通量的变化率．Φ大或ΔΦ大，都不能说明就大．反过来大时，Φ和ΔΦ也不一定就大．
6．变压器是把交流的电压升高或降低的装置，它是根据电磁感应原理制成的，与电源连接的称为原线圈，与用户连接的称为副线圈，理想变压器的输入功率和副线圈的输出功率相等．
7．变压器的原线圈和副线圈的路端电压之比等于线圈的匝数比．当变压器为升压变压器时，匝数特点：n副>n原；当变压器为降压变压器时，原副线圈的匝数关系：n副8．交流发电机的原理是电磁感应．
9．德国物理学家赫兹用赫兹振子实验，直接验证了电磁波的存在，他还借助类比实验，证明了电磁波与光一样，具有反射、折射、干涉和衍射等波动特征，证实了光是一种电磁波．
10．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和变化的磁场相互联系，形成一个不可分割的统一体即电磁场．注意：均匀变化的电场(磁场)在周围空间产生稳定的磁场(电场)，非均匀变化的电场(磁场)在周围空间产生变化的磁场(电场)．
[学考真题对练]
1．(2019·广东学业水平考试)如图所示，矩形线圈MNPQ处于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，PQ边刚好处于磁场右边界．则当线圈做下列运动时，通过线圈的磁通量会发生变化的是(　　)
A．线圈向右平移且MN边未离开磁场
B．线圈向左平移且MN边未离开磁场
C．线圈向上平移且MQ边未离开磁场
D．线圈向下平移且NP边未离开磁场
答案：A
2.(2019·广东学业水平考试)如图所示，N、S两极间的磁场可视为匀强磁场，将一矩形闭合金属线框垂直于磁场方向放置在该磁场中．下列情况线框中能出现感应电流的是(　　)
A．线框绕图中竖直轴aa′旋转
B．线框绕图中水平轴bb′旋转
C．线框沿竖直方向向上平移
D．线框沿竖直方向向下平移
答案：B
3．(2018·广东学业水平考试)下面是电场随时间变化的图象，能发射电磁波的电场图象是 (　　)
A　　　　　B　　　　 C　　　　　D
D　[周期性变化的电场才能产生周期性变化的磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，振荡的电场产生同频率振荡的磁场，故只有选项D正确．]
4．(2018·广东学业水平考试)变压器铁芯中的叠片间要互相绝缘是为了 (　　)
A．增大电压 B．增大涡流
C．减小涡流 D．增大自感
C　[变压器铁芯中的叠片间要互相绝缘是为了减小涡流从而减少电能的损失．]
5．(2018·广东学业水平考试)在探究电磁感应现象的实验中，用导线将螺线管与灵敏电流计相连，构成闭合电路，如图所示．在下列情况中，灵敏电流针指针不会发生偏转的是 (　　)
A．磁铁放在螺线管里不动
B．螺线管不动，将磁铁从螺线管中抽出
C．螺线管不动，将磁铁向螺线管中插入
D．磁铁不动，将螺线管上下移动
A　[产生感应电流的条件是：闭合电路的磁通量变化，所以A选项符合题目要求．]
6．(2018·广东学业水平考试)理想变压器的原、副线圈的匝数比为1∶10，当这台变压器的原线圈接入电压为220 V的交流电时，副线圈两端的电压为 (　　)
A．0 B．22 V
C．220 V D．2 200 V
D　[由变压器的电压比可知：＝?＝?U2＝2200 V．]
7．(2018·广东学业水平考试)如图所示，面积为S的线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，线圈一半在磁场中，则穿过该线圈的磁通量为(　　)
A．0 B.BS
C．BS D．2BS
B　[当线圈平面与磁场方向垂直时，磁通量Φ＝BS.]
8．(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图所示，则能够在线圈中产生感应电动势的是(　　)
C　[线圈中产生感应电动势的条件是线圈做切割磁感线运动，由图可知，C正确．]
(2017·广东学业水平考试)如图所示，竖直长直导线通以恒定电流I，一闭合线圈MNPQ与导线在同一平面内，当线圈从图示位置向右逐渐远离导线时，穿过线圈的磁通量将(　　)
A．变小
B．变大
C．不变
D．先变大，后变小
A　[导线产生的磁场离导线越远，磁场越弱，线圈从图示位置向右逐渐远离导线时，穿过线圈的磁通量变小，A正确．]
(2016·广东学业水平考试)一个闭合线圈置于磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，则(　　)
A．穿过线圈的磁通量越小，线圈中产生的感应电动势越小
B．穿过线圈的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势越大
C．穿过线圈的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大
D．穿过线圈的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势越大
C　[ 磁通量的大小与磁通量的变化量、变化率是三个没有因果关系的物理量，A、B、D错误．由法拉第电磁感应定律可知，C正确．]
9．(2016·广东学业水平考试)关于电磁理论，下列描述正确的是(　　)
A．电磁场不是一种物质
B．静止的电荷能够在周围空间产生稳定的磁场
C．稳定的磁场能够在周围空间产生稳定的电场
D．变化的电场和变化的磁场互相激发，由近及远传播形成电磁波
D　[电磁场是一种特殊的物质，A错误．静止的电荷在周围只能产生电场，B错误．变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，C错误．]
1.对磁通量的理解
(1)磁通量单位是韦伯(Wb)，是标量．
(2)磁通量与磁感应强度B、线圈平面面积S、线圈平面与磁感线夹角都有关．
(3)磁感线平行平面时，磁通量为零．
(4)磁通量可以形象地理解为“穿过磁场中某一面积的磁感线条数”．
2．产生感应电流的条件；①闭合电路(或线圈)；②磁通量(磁感线条数)变化．
3．根据磁通量的定义式Φ＝BS，引起磁通量变化的类型有：
(1)闭合回路面积不变，由于磁场变化而引起闭合回路的磁通量的变化．
(2)磁场不变，由于闭合回路的面积S发生变化而引起磁通量的变化．
(3)磁场、闭合回路面积都发生变化时，也可引起穿过闭合电路的磁通量的变化．
总之，穿过闭合电路的磁感线条数发生变化时，磁通量就发生了变化．
4．感应电动势大小的计算
(1)磁通量变化时：E＝(单匝线圈)；E＝n(n匝线圈)．
(2)导体垂直切割磁感线时：E＝BLv.
5．对麦克斯韦电磁场理论的理解
(1)变化的磁场产生电场．
磁场
(2)变化的电场产生磁场．
电场
[最新模拟快练]
1．(2018·揭阳学考模拟)首先发现电流磁效应的科学家是(　　)
A．牛顿 B．奥斯特
C．库仑 D．伽利略
答案：B
2.(2019·惠州学测模拟)如图所示， A、B为两个同心圆环，一有界匀强磁场垂直穿过A环，其边界恰好与A环重合，若A环面磁通量为Φ1，B环面磁通量为Φ2，则(　　)
A．Φ1<Φ2 B．Φ1＝Φ2
C．Φ1>Φ2 D．Φ2＝0
答案：B
3．(2018·梅州学考模拟)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
答案：D
4.如图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2是线圈的对称轴，能使线圈中的磁通量发生变化的运动是(　　)
A．向左或向右平动
B．向上或向下平动
C．绕O1O2转动
D．平行于纸面向里运动
答案：C
5．(2019·潮州学测模拟)如图所示，在范围足够大、垂直纸面向里的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2和O3O4都是线圈的对称轴，应使线圈怎样运动才能使其中产生感应电流(　　)
A．向左平动
B．平行于纸面向上或向下平动
C．向右平动
D．绕O1O2或O3O4转动
答案：D
6．(2018·揭阳学考模拟)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 V　　　D．10 V
答案：D
7．(2018·河源学考模拟)下图中，可以将电压降低供给电灯的变压器是(　　)
答案：B
8．(2019·梅州学测模拟)(多选)如图所示为探究产生电磁感应现象条件的实验装置，下列情况中能引起电流计指针转动的是(　　)
A．闭合开关瞬间
B．断开开关瞬间
C．闭合开关后拔出铁芯瞬间
D．断开开关使变阻器的滑动头向右移动
答案：ABC