1.1电磁感应的发现
达标作业(解析版)
1.在物理学发展过程中,许多科学家做出了贡献。下列说法不正确的是()
A.库仑在前人工作的基础上总结出库仑定律
B.美国物理学家密立根利用油滴实验比较准确地测定了电子的电荷量
C.最初是焦耳用实验直接测得的用于计算电热的关系式
D.奥斯特发现了电磁感应现象,并提出了力线的概念,他认为正是通过场(力线)把电作用与磁作用传递到别的电荷或磁体
2.下列现象中,属于电磁感应现象的是
A.小磁针在通电导线附近发生偏转
B.通电线圈在磁场中受磁场作用力转动
C.磁铁吸引小磁针
D.闭合线圈靠近磁铁时产生电流
3.法拉第是英国物理学家、化学家,也是著名的自学成才的科学家,在物理学领域,法拉第有“电学之父”的美誉.下列陈述不符合历史事实的是( )
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
D.法拉第首先发现电流的磁效应
4.关于物理学史,下列说法中正确的是()
A.奥斯特首先发现了电流的热效应
B.法拉第发现了电磁感应现象
C.楞次认为构成磁体的分子内部存在一种环形电流——分子电流
D.洛仑兹发现了电流的磁效应
5.第一个发现电磁感应现象的科学家是:
A.奥斯特 B.库仑 C.法拉第 D.安培
6.如图是一种充电鞋的结构示意图.当人走动时,会驱动磁性转子旋转,使线圈中产生电流,产生的电流进入鞋面上锂聚合物电池.这种充电鞋的工作原理是( )
A.电磁感应现象
B.电流的磁效应
C.磁极间的相互作用
D.通电线圈在磁场中受力转动
7.许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献。下列有关物理学家的贡献,错误的是
A.安培提出了分子电流假说,能够解释一些磁现象
B.法拉第发现电磁感应现象,使人们对电与磁内在联系的认识更加完善
C.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象间的某种联系
D.洛仑兹研究了磁场与电流相互作用,得到了磁场对通电导线的作用力公式
8.首先发现电磁感应现象的物理学家是
A.法拉第 B.库仑 C.牛顿 D.爱因斯坦
9.下列对日常生活中应用的电器设备的物理原理说法正确的是
A.煤气灶电子点火一般是利用感应圈产生高压电火花来完成的
B.家用电饭煲加热食物主要利用了电流的磁效应
C.为了消除静电现象,有金属外壳的家用电器要采用带保护接地的三孔插座
D.电磁炉是应用电磁感应原理进行加热工作的
10.关于物理学史,下列说法中正确的是( )
A.电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的
B.法拉第不仅提出了场的的概念,而且直观地描绘了场的清晰图象
C.安培通过实验发现了电流的磁效应,首次揭示了电与磁的联系
D.楞次通过线圈实验首次发现了磁生电的现象
11.在19世纪20年代之前的漫长为岁月里,电和磁的研究基本都是独立发展的。而在18世纪来期,有一些科学家开始思索不同自然现象之间的联系,其中丹麦物理学家奥斯特指出“物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列,我们将把整个字宙纳在一个体系中。”揭开了人们探究电、磁联系的序幕!
经过多年的实验探究,奥斯特终于在1820年发现了电流的磁效应,震动了整个欧洲大陆科学界!当时欧洲很多科学家在奥斯特实验的启发下,纷纷研究“磁生电”。
(1).法拉第就是其中的一个。他进行了多次的实验,但也并非每次实验都是一帆风顺,下面模拟了在1822年到1831年之间,法拉第进行的几次实验。
请根据所学内容判断,实验中是否能观察到感应电流?如果可以,是在哪一过程中观察到的?
①如图所示,将两个线圈绕在同一个铁环上,其中一个线圈通过一个开关接在电源上,另一个线圈接一个灵敏电流计,接通电路一段时间后,断开电路。
②如图所示,法拉第用一根线把一个铜环固定在到线上并悬挂起来,像一个扭称一样,把条形磁铁的磁极插入环内,等候一段时间后,再把磁极拔出来。
(2).除了法拉第外,同时代的其他科学家也对电磁现象做了有意义的探索.
请根据所学内容判断,下列实验中是否出现电磁感应现象?并用电磁感应现象的规律简单解释实验现象。
①如图所示,安培和德莱里弗将用一根线把一个铜环固定在导线上并悬挂起来,像一个扭称一样,把条形磁铁的磁极移向铜环发现扭称发生了偏转。
②亨利在用实验考察绕有不同长度导线的电磁铁所产生的磁力大小时,发现当断开与通电线圈相连的开关时,会在开关处产生强烈的电火花。如图所示为根据亭利的论文还原的实验仪器图。
12.如图所示是研究电磁感应现象实验所需的器材,请用实线连接一个能产生感应电流的原线圈回路和副线圈回路,并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量,使副线圈回路产生感应电流的三种方式.
13.某磁场的磁感线分布如图所示.将闭合导体圆环从磁场中的M处平移到N处,则通过圆环的磁通量将________(填“变大”“变小”或“不变”);圆环中________(填“能”或“不能”)产生感应电流.
14.如图是“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺导线补充完整______________;
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将原线圈迅速拔出副线圈中,电流计指针将__________(填“向左偏”或“向右偏”),原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,电流计指针将__________(填“向左偏”或“向右偏”);
(3)在灵敏电流计所在的电路中,为电路中提供电流的是__________(填图中仪器的字母)。
参考答案
1.D
【解析】
【详解】
A.库仑在前人工作的基础上总结出库仑定律,选项A正确,不符合题意;
B.美国物理学家密立根利用油滴实验比较准确地测定了电子的电荷量,选项B正确,不符合题意;
C.最初是焦耳用实验直接测得的用于计算电热的关系式,选项C正确,不符合题意;
D.法拉第发现了电磁感应现象,并提出了力线的概念,他认为正是通过场(力线)把电作用与磁作用传递到别的电荷或磁体,选项D错误,符合题意。
2.D
【解析】
【详解】
A.小磁针在通电导线附近发生偏转是通电导线会在周围产生磁场,电流的磁效应,不是电磁感应现象,选项A错误;
B.通电线圈在磁场中受磁场作用力转动是通电导线在磁场中受力问题,不是电磁感应现象,选项B错误;
C.磁铁吸引小磁针是磁体之间的相互作用,不是电磁感应现象,选项C错误;
D.闭合线圈靠近磁铁时产生电流,属于电磁感应现象,选项D正确;
故选D。
3.D
【解析】
【详解】
法拉第首先引入“场”的概念来研究电和磁的现象,选项A正确;法拉第首先引入电场线和磁感线来描述电场和磁场,选项B正确;法拉第首先发现电磁感应现象,选项C正确; 奥斯特首先发现电流的磁效应,选项D错误;此题选择不符合历史事实的选项,故选D.
4.B
【解析】
【详解】
A.焦耳首先发现了电流的热效应,选项A错误;
B.法拉第发现了电磁感应现象,选项B正确;
C.安培认为构成磁体的分子内部存在一种环形电流——分子电流,选项C错误;
D.奥斯特发现了电流的磁效应,选项D错误;
故选B。
5.C
【解析】
【详解】
试题分析:A、奥斯特发现了电流的磁效应;A错误
B、库伦研究得出了电荷间的相互作用:库仑定律;B错误
C、法拉第第一个发现电磁感应现象;C正确
D、安培研究了磁场对电流的作用;D错误
故选C
6.A
【解析】
【详解】
当人走动时,会驱动磁性转子旋转,使线圈中产生电流,该过程为电磁感应现象,与电流的磁效应、电磁之间的相互作用、线圈的受力无关。故A正确,BCD错误。故选A。
7.D
【解析】
【详解】
安培提出了分子电流假说,并很好地解释了一些磁现象,故A说法正确;法拉第发现电磁感应现象,使人们对电与磁内在联系的认识更加完善,故B说法正确;奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象间的某种联系,故C说法正确;安培研究了磁场与电流相互作用,得到了磁场对通电导线的作用力公式,故D说法错误。所以选D。
8.A
【解析】
【详解】
A. 法拉第发现了电磁感应现象,故A正确;
B. 库仑发现了电荷之间的相互作用力的规律,即库仑定律,故B错误;
C. 牛顿的三大定律,因此牛顿对力学的贡献非常大,故C错误;
D. 爱因斯坦的质能方程和量子力学方面有着重大贡献,故D错误.
故选A.
9.AD
【解析】
【详解】
A.煤气灶电子点火一般是利用感应圈产生高压电火花来完成的,故A正确;
B.家用电饭煲加热食物主要利用了电流的热效应,故B错误;
C.为了防止有金属外壳的用电器的外壳带电,危及人身安全,必须把地线与大地相连,故有金属外壳的家用电器一定要采用带保护接地的三孔插座,不是为了消除静电感应,故C错误;
D.电磁灶里面的线圈中变化的电流,产生变化的磁场,从而形成涡流,根据电流的热效应进行加热,故D正确;
故选AD。
10.AB
【解析】
【详解】
A、电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的,他发现实验中所有被测量的油滴微粒的带电量均为一个最小电荷单元的整数倍,这个最小单元为元电荷,电荷量为,故A正确;
B、法拉第不仅提出了场的概念,并引入了电场线、磁场线来描述电场和磁场,故B正确;
C、奥斯特发现了电流的磁效应,C错误;
D、法拉第通过线圈实验首次发现了磁生电的现象,D错误。
故选AB。
【点睛】
本题考查物理学史,是常识性问题,对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆,这也是考试内容之一。
11.(1)两种情况下都能发生电磁感应现象;其中①是在断开电源的瞬间;②是在条形磁铁的磁极插入圆环的瞬间;
(2)①中发生了电磁感应现象;当条形磁铁的磁极移向铜环时,穿过铜环的磁通量发生变化,于是在铜环中产生感应电流,电流周围产生磁场,与磁铁相互作用而使线圈发生偏转;②中叶发生了电磁感应现象;当断开与通电线圈相连的开关时,通过线圈的电流突然减小,则磁通量减小,于是在线圈中要产生很强的自感电动势阻碍电流的减小,从而产生了电火花。
【解析】
【详解】
(1)两种情况下都能发生电磁感应现象;其中①是在断开电源的瞬间;②是在条形磁铁的磁极插入圆环的瞬间;
(2)①中发生了电磁感应现象;当条形磁铁的磁极移向铜环时,穿过铜环的磁通量发生变化,于是在铜环中产生感应电流,电流周围产生磁场,与磁铁相互作用而使线圈发生偏转;②中叶发生了电磁感应现象;当断开与通电线圈相连的开关时,通过线圈的电流突然减小,则磁通量减小,于是在线圈中要产生很强的自感电动势阻碍电流的减小,从而产生了电火花。
12.①合上(或断开)开关瞬间;②将原线圈插入副线圈或从副线圈中取出;③将原线圈放到副线圈中,移动滑动变阻器的滑动片.
【解析】
【分析】
研究电磁感应现象实验时,通过理论分析与多种因素有关,因此通过控制变量的思想来研究问题,从而带来方便。
【详解】
用实线连接一个能产生感应电流的原线圈回路和副线圈回路,如下图所示:
在实验中改变副线圈回路磁通量,使副线圈回路产生感应电流的三种方式:
(1)合上(或断开)开关瞬间;
(2)将原线圈插入副线圈或从副线圈中取出;
(3)将原线圈放到副线圈中,移动滑动变阻器的滑动片.
13.变小 能
【解析】
【详解】
[1]由图可知,穿过圆环的磁感线条数减小,则通过圆环的磁通量将变小;
[2]因为穿过闭合导体圆环的磁通量变小,所以圆环中能产生感应电流。
14. 向左偏 向右偏 B
【解析】
【分析】
探究电磁感应现象实验电路分两部分,电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路,灵敏电流计与副线圈组成另一个闭合电路,根据题意确定电流计指针偏转方向与磁通量变化的关系,然后根据磁通量的变化判断电流计指针偏转方向。
【详解】
第一空.将线圈B和电流计串联形成一个回路,将电键、滑动变阻器、电压、线圈A串联而成另一个回路即可,实物图如下所示:
;
第二空.如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,说明穿过线圈的磁通量增加,电流计指针向右偏,合上开关后,将原线圈迅速从副线圈拔出时,穿过线圈的磁通量减少,电流计指针将向左偏;
第三空.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,穿过线圈的磁通量增大,电流计指针将向右偏;
第四空.在灵敏电流计所在的电路中,为电路中提供电流的是线圈B。
【点睛】
本题主要对电磁感应现象进行研究,属于一般题型。