2025人教高中物理同步讲义练习必修三13.2磁感应强度　磁通量（人教版2019必修第三册）（含答案）

2025人教高中物理同步讲义练习必修三13.2磁感应强度磁通量（人教版2019必修第三册）（含答案）第十三章电磁感应与电磁波初步第2节磁感应强度磁通量课程标准学习目标了解磁感应强度，会用磁感线描述磁场。知道磁通量1.理解磁感应强度的概念，知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量.2.知道什么是匀强磁场，知道匀强磁场磁感线的特点.3.理解磁通量的概念，会计算磁通量的大小．（一）课前阅读：1.在利用如图所示装置进行“探究影响通电导线受力的因素”的实验时，我们更换磁性强弱不同的磁体，按实验步骤完成以下实验探究：保持I与l不变，按磁性从弱到强改换磁体，观察悬线摆动的角度变化，发现磁体磁性越强，悬线摆动的角度越大，表示通电导线受的力越________，力F与Il的比值越________，即B越__________，这表示B能反映磁场的__________．2．如图所示，一矩形线框从abcd位置移动到a′b′c′d′位置的过程中(线框平行于纸面移动，线框与导线相互绝缘)，中间是一条电流向上的通电导线，请思考：(1)导线的左边磁场的方向向哪？右边呢？(2)在移动过程中，当线框的一半恰好通过导线时，穿过线框的磁感线条数有何特点？（二）基础梳理一、磁感应强度1．电流元：很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il.2．定义：一段通电直导线放在磁场中所受的力与导线中的电流和导线的长度的的比值，叫作磁感应强度．3．定义式：B＝eq\f(F,Il).4．单位：，简称特，符号为.5．磁感应强度是表征磁场的物理量．6．磁感应强度是矢量，它的方向就是该处小磁针静止时——所指的方向．【拓展补充】一些磁场的磁感应强度/T二、匀强磁场1．概念：各点的磁感应强度的相等、相同的磁场．2．磁感线特点：匀强磁场的磁感线是间隔的平行直线【即学即练】判断下列说法的正误.(1)磁感应强度是矢量，磁感应强度的方向就是磁场的方向．()(2)磁感应强度的方向与小磁针在任何情况下N极受力的方向都相同．()(3)通电导线在磁场中受到的磁场力为零，则说明该处的磁感应强度为零．()(4)磁感应强度的大小与电流成反比，与其受到的磁场力成正比．()三、磁通量1．定义：匀强磁场中和与磁场方向的平面面积S的乘积．即Φ＝BS.2．拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的与磁感应强度B的乘积表示磁通量．3．单位：国际单位是，简称韦，符号是Wb，1Wb＝.4．引申：B＝eq\f(Φ,S)，表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量．【拓展补充】磁场与平面不垂直时的磁通量如果磁感应强度B不与我们研究的平面垂直，例如图中的S，那么我们用这个面在垂直于磁感应强度B的方向的投影面积S'与B的乘积表示磁通量。磁感应强度1．磁感应强度的定义式B＝eq\f(F,Il)也适用于非匀强磁场，这时l应很短，Il称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”．2．磁感应强度是反映磁场强弱的物理量，它是用比值定义法定义的物理量，由磁场自身决定，与是否放入电流元、放入的电流元是否受力及受力大小无关．3．磁感应强度的方向可以有以下几种表述方式：(1)小磁针静止时N极所指的方向，即N极受力的方向．(2)小磁针静止时S极所指的反方向，即S极受力的反方向．(3)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向．(4)磁感线的切线方向．【典例精析】例1．下列有关磁感应强度的说法中正确的是()A．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B．若有一小段通电导线在磁场某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C．若有一小段长为l、通以电流为I的导线，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是eq\f(F,Il)D．由定义式B＝eq\f(F,Il)可知，电流I越大，导线l越长，某点的磁感应强度就越小例2．匀强磁场中长2cm的通电导线垂直磁场方向，当通过导线的电流为2A时，它受到的磁场力大小为4×10－3N：(1)求磁感应强度B大小；(2)若导线长不变，电流增大为5A，求它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B大小．二、磁通量1.磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS.适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．(2)若磁感线与平面不垂直，则Φ＝BScosθ.其中Scosθ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积S1，如图所示．2．磁通量的正、负(1)磁通量是标量，但有正、负，当磁感线从某一面穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时磁通量为负值．(2)若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为Φ1，反向磁通量为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.3．磁通量的变化量(1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS.(B、S相互垂直时)(2)当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S.(B、S相互垂直时)(3)B和S同时变化，ΔΦ＝Φ2－Φ1.4．磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示．若有磁感线沿相反方向穿过同一平面，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)．【典例精析】例3．如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ＝60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S＝0.4m2，匀强磁场磁感应强度B＝0.6T，则：(1)穿过线圈的磁通量Φ为多少？把线圈以cd为轴顺时针转过120°角，则通过线圈磁通量的变化量大小为多少？(2)若θ＝90°，穿过线圈的磁通量为多少？当θ为多大时，穿过线圈的磁通量最大？例4．如图所示，一个闭合线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成30°角，磁感应强度为B，用下述方法中可使穿过线圈的磁通量增加一倍的是()A．把线圈匝数增加一倍B．把线圈面积增加一倍C．把线圈的半径增加一倍D．转动线圈使得轴线与磁场方向平行三、磁感应强度矢量的叠加磁感应强度是矢量，当空间存在几个磁体(或电流)时，每一点的磁场等于各个磁体(或电流)在该点产生磁场的矢量和．磁感应强度叠加时遵循平行四边形定则。【典例精析】例5．研究发现通电长直导线周围的磁场的磁感应强度大小与电流强度成正比，与到导线的距离成反比，即B＝k·eq\f(I,r).如图所示，两根互相垂直的长直导线a、b放置于同一平面内，导线a通以向上的电流，导线b通以向右的电流，a中电流是b中电流的2倍．P、Q是平面内的两点，P点到导线a的距离为r，到导线b的距离为3r；Q点到导线a的距离为2r，到导线b的距离为r.若P点的磁感应强度大小为B，则Q点的磁感应强度()A．大小为eq\f(6,5)B，方向垂直纸面向里B．大小为eq\f(7,6)B，方向垂直纸面向里C．大小为eq\f(6,5)B，方向垂直纸面向外D．大小为eq\f(7,6)B，方向垂直纸面向外1．对关系式B＝eq\f(F,Il)的理解(1)B＝eq\f(F,Il)是磁感应强度的定义式，其成立的条件是通电导线必须垂直于磁场方向放置。(2)当通电导线与磁场方向平行时，通电导线受力为零，所以我们不能根据通电导线受力为零来判定磁感应强度B的大小为零。(3)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时l应很短，Il称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”。2．磁感应强度的决定因素磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小、导线的长短无关，与导线是否受磁场力以及磁场力的大小也无关。3．磁感应强度B与电场强度E的比较磁感应强度(B)电场强度(E)定义比值定义法B＝eq\f(F,Il)(条件：I⊥B)比值定义法E＝eq\f(F,q)单位TN/C(V/m)物理意义表征磁场的强弱和方向描述电场的强弱和方向方向(矢量)小磁针静止时N极的指向带正电的试探电荷的受力方向都是矢量，叠加时遵从平行四边形定则4．对磁通量的理解(1)磁通量可以看作穿过某平面的磁感线条数，可以根据磁感线的多少判断磁通量的大小。(2)磁通量是标量，但有方向、分正负，从相反方向穿过同一平面的磁感线将互相抵消。5．对公式Φ＝BS的理解(1)公式成立条件：匀强磁场且B⊥S。(2)面积S指磁场的有效面积。如图所示，则穿过两闭合电路的磁通量是相同的，即Φ＝BS2。(3)如果面积S与磁感应强度B的夹角α≠90°，则Φ＝BSsinα，既可将磁感应强度B向着垂直于面积S的方向投影，也可以将面积S向着垂直于磁感应强度B的方向投影。当B∥S时，Φ＝0。6．磁通量的变化ΔΦ(1)只有B改变时ΔΦ＝ΔBSsinα(2)只有S改变时ΔΦ＝ΔSBsinα(3)只有α改变时ΔΦ＝BS(sinα2－sinα1)(4)如果B、S、α中两者或三者都改变时，就需要通用公式ΔΦ＝Φ2－Φ1进行计算。一、单选题1．磁场中某处磁感应强度的大小，由可知（）A．B随的乘积的增大而减小B．B随的增大而增大C．B与成正比，与是成反比D．B与及无关，由的比值确定2．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，下列有关磁星的磁场说法正确的是（）A．磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场B．“磁星”表面的磁场强，磁感线密集，故磁感线可能相交C．“磁星”表面某点静止一小磁针，其极指向该点磁场方向D．在“磁星”表面有一个线圈，穿过该线圈的磁通量不可能为零3．安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在武汉某地对地磁场进行了一次测量，测量时手机平放在水平桌面使z轴正向保持竖直向上。根据题图中测量结果可推知（

）A．测量时y轴正向指向北方B．测量时y轴正向指向西方C．武汉该地的地磁场小于50μTD．武汉该地的磁倾角（磁场与水平方向的夹角）大于45°4．在同一平面内有互相绝缘的三根无限长直导线ab、cd、ef围成一个等边三角形，三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示。O点为等边三角形的中心，M、N两点分别为O点关于导线ab、cd的对称点。已知O点的磁感应强度大小为，M点的磁感应强度大小为，则下列选项正确的是（）A．大于B．M点磁场方向垂直纸面向内C．N点磁感应强度与O点大小相同D．若仅撤去导线ef，则M点的磁感应强度大小为5．如图所示，两通电长直导线垂直纸面放置，I1=I2，方向相反。在纸面上有O、a、b、c、d五个点，O、a、b在导线横截面的连线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上，其中O点离两导线的距离相等，c、d点关于O点对称，a、b点也关于O点对称，则下列说法正确的是（）A．O点的磁感应强度的大小为零B．a点与b点的磁感应强度大小相等、方向相同C．c点与d点的磁感应强度大小相等、方向相反D．a点的磁感应强度一定大于O点的磁感应强度6．如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为，乙的圆心为，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中，此时a点的磁感应强度大小为，b点的磁感应强度大小为。当把环形电流甲撤去后，a点的磁感应强度大小为（

）A． B． C． D．7．如图所示，a、b是两个同平面、同心放置的金属圆环，条形磁铁穿过圆环中心且与两环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量、的大小关系为（  ）A． B．C． D．不能比较8．以MN为直径、O为圆心的半圆弧上有M、N、P三点，如图所示，其中，在M、N两处各放置一条通有等大电流的长直导线，导线垂直穿过半圆弧面，方向如图，这时O点的磁感应强度大小为B1，已知通电长直导线在其周围空间某点产生的磁感应强度，其中I表示电流，r表示该点到导线的距离，k为常数。若将M处的通电长直导线平行移至P处，这时O点的磁感应强度大小为B2，则B2与B1之比为（）A．3：1 B．：2 C．1：1 D．1：2二、多选题9．如图所示，三角形线框ABC与长直导线MN彼此绝缘，AB∥MN，且线框被导线分成面积相等的两部分，当导线中通有由N到M的恒定电流I时，下列说法正确的是（）A．穿过三角形线框的磁通量为0B．穿过三角形线框的磁通量一定不为0C．穿过三角形线框的磁通量可能为0D．导线MN向左移动少许，穿过三角形线框的磁通量可能为010．六根相互绝缘的导线，在同一平面内组成四个相同的正方形，导线中通以大小相等的电流，方向如图所示，在这四个正方形区域中，磁通量为零的区域是（）A．Ⅰ B．Ⅲ C．Ⅱ D．Ⅳ11．关于磁感应强度的方向，下列说法正确的是（）A．磁感应强度的方向就是磁场的方向B．磁感应强度的方向就是小磁针静止时N极的指向C．磁感应强度的方向就是垂直于磁场放置的通电直导线的受力方向D．磁感应强度的方向就是小磁针的受力方向12．将一小段通电直导线垂直于磁场方向放入一个匀强磁场中，图中能正确反映各量间关系的是（）A． B．C． D．13．如图所示，线圈面积S，线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则关于穿过线圈的磁通量，以下说法正确的是（）A．则此时穿过线圈的磁通量为BSB．若线圈绕转过60°角时，穿过线圈的磁通量为C．若从初位置转过90°角时，穿过线圈的磁通量为BSD．若从初位置转过180°角时，穿过线圈的磁通量变化量大小为2BS14．如图所示为电流天平原理示意图，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，线圈匝数为N，水平边长为L，线圈的下部处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面.现用其来测量匀强磁场的磁感应强度.当线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量分别为、的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，左边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，已知重力加速度为g。由此可知（）A．磁感应强度的方向垂直纸面向里B．磁感应强度大小为C．磁感应强度大小为D．以上结果都不对15．如图所示，E、F、G、M、N是在纸面内圆上的五个点，其中、的连线均过圆心O点，，在M、N两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线，两根导线中分别通有大小相等的电流，已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小，k为常量，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流强度。则下列说法中正确的是（）A．若两根导线中电流同向，则O点磁感应强度不为零B．若两根导线中电流同向，则E、F两点磁感应强度大小相等C．若两根导线中电流反向，则E、G两点磁感应强度相同D．无论两根导线中电流同向还是反向，E、F、G三点的磁感应强度大小不相等16．如图所示，E、F、G、M、N是在纸面内圆上的五个点，其中EG、MN的连线均过圆心O点，，在M、N两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线，两根导线中分别通有大小相等的电流，已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小，k为常量，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流强度。则下列说法中正确的是（）A．若两根导线中电流同向，则O点磁感应强度为零B．若两根导线中电流同向，则E、F两点磁感应强度相等C．若两根导线中电流反向，则E、G两点磁感应强度相等D．无论两根导线中电流同向还是反向，E、F、G三点的磁感应强度大小都相等

第十三章电磁感应与电磁波初步第2节磁感应强度磁通量课程标准学习目标了解磁感应强度，会用磁感线描述磁场。知道磁通量1.理解磁感应强度的概念，知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量.2.知道什么是匀强磁场，知道匀强磁场磁感线的特点.3.理解磁通量的概念，会计算磁通量的大小．（一）课前阅读：1.在利用如图所示装置进行“探究影响通电导线受力的因素”的实验时，我们更换磁性强弱不同的磁体，按实验步骤完成以下实验探究：保持I与l不变，按磁性从弱到强改换磁体，观察悬线摆动的角度变化，发现磁体磁性越强，悬线摆动的角度越大，表示通电导线受的力越________，力F与Il的比值越________，即B越__________，这表示B能反映磁场的__________．答案大大大强弱2．如图所示，一矩形线框从abcd位置移动到a′b′c′d′位置的过程中(线框平行于纸面移动，线框与导线相互绝缘)，中间是一条电流向上的通电导线，请思考：(1)导线的左边磁场的方向向哪？右边呢？(2)在移动过程中，当线框的一半恰好通过导线时，穿过线框的磁感线条数有何特点？答案(1)导线左边的磁场方向垂直纸面向外，右边的磁场方向垂直纸面向里．(2)当线框的一半恰好通过导线时，穿过线框垂直纸面向外的磁感线条数与垂直纸面向里的磁感线条数相同．（二）基础梳理一、磁感应强度1．电流元：很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il.2．定义：一段通电直导线垂直放在磁场中所受的力与导线中的电流和导线的长度的乘积的比值，叫作磁感应强度．3．定义式：B＝eq\f(F,Il).4．单位：特斯拉，简称特，符号为T.5．磁感应强度是表征磁场强弱的物理量．6．磁感应强度是矢量，它的方向就是该处小磁针静止时N极所指的方向．【拓展补充】一些磁场的磁感应强度/T二、匀强磁场1．概念：各点的磁感应强度的大小相等、方向相同的磁场．2．磁感线特点：匀强磁场的磁感线是间隔相等的平行直线【即学即练】判断下列说法的正误.(1)磁感应强度是矢量，磁感应强度的方向就是磁场的方向．(√)(2)磁感应强度的方向与小磁针在任何情况下N极受力的方向都相同．(√)(3)通电导线在磁场中受到的磁场力为零，则说明该处的磁感应强度为零．(×)(4)磁感应强度的大小与电流成反比，与其受到的磁场力成正比．(×)三、磁通量1．定义：匀强磁场中磁感应强度B和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积．即Φ＝BS.2．拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的投影面积S′与磁感应强度B的乘积表示磁通量．3．单位：国际单位是韦伯，简称韦，符号是Wb，1Wb＝1_T·m2.4．引申：B＝eq\f(Φ,S)，表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量．【拓展补充】磁场与平面不垂直时的磁通量如果磁感应强度B不与我们研究的平面垂直，例如图中的S，那么我们用这个面在垂直于磁感应强度B的方向的投影面积S'与B的乘积表示磁通量。磁感应强度1．磁感应强度的定义式B＝eq\f(F,Il)也适用于非匀强磁场，这时l应很短，Il称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”．2．磁感应强度是反映磁场强弱的物理量，它是用比值定义法定义的物理量，由磁场自身决定，与是否放入电流元、放入的电流元是否受力及受力大小无关．3．磁感应强度的方向可以有以下几种表述方式：(1)小磁针静止时N极所指的方向，即N极受力的方向．(2)小磁针静止时S极所指的反方向，即S极受力的反方向．(3)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向．(4)磁感线的切线方向．【典例精析】例1．下列有关磁感应强度的说法中正确的是()A．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B．若有一小段通电导线在磁场某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C．若有一小段长为l、通以电流为I的导线，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是eq\f(F,Il)D．由定义式B＝eq\f(F,Il)可知，电流I越大，导线l越长，某点的磁感应强度就越小答案A解析磁感应强度是用来描述磁场强弱的物理量，故选项A正确；若通电导线的放置方向与磁场方向平行，也不受磁场力的作用，故选项B错误；根据磁感应强度的定义，通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线”，故选项C错误；在磁场场源稳定的情况下，磁场中各点的磁感应强度(包括大小和方向)都是确定的，与电流I、导线长度l无关，故选项D错误．例2．匀强磁场中长2cm的通电导线垂直磁场方向，当通过导线的电流为2A时，它受到的磁场力大小为4×10－3N：(1)求磁感应强度B大小；(2)若导线长不变，电流增大为5A，求它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B大小．答案(1)0.1T(2)0.01N0.1T解析(1)该处的磁感应强度B＝eq\f(F,Il)＝eq\f(4×10－3,2×0.02)T＝0.1T.(2)若导线长不变，电流增大为5A，磁感应强度B不变，仍为0.1T，磁场力为：F＝BI′l＝0.1×5×0.02N＝0.01N.二、磁通量1.磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS.适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．(2)若磁感线与平面不垂直，则Φ＝BScosθ.其中Scosθ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积S1，如图所示．2．磁通量的正、负(1)磁通量是标量，但有正、负，当磁感线从某一面穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时磁通量为负值．(2)若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为Φ1，反向磁通量为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.3．磁通量的变化量(1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS.(B、S相互垂直时)(2)当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S.(B、S相互垂直时)(3)B和S同时变化，ΔΦ＝Φ2－Φ1.4．磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示．若有磁感线沿相反方向穿过同一平面，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)．【典例精析】例3．如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ＝60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S＝0.4m2，匀强磁场磁感应强度B＝0.6T，则：(1)穿过线圈的磁通量Φ为多少？把线圈以cd为轴顺时针转过120°角，则通过线圈磁通量的变化量大小为多少？(2)若θ＝90°，穿过线圈的磁通量为多少？当θ为多大时，穿过线圈的磁通量最大？答案(1)0.12Wb0.36Wb(2)00解析(1)线圈在垂直磁场方向上的投影面积S⊥＝Scos60°＝0.4×eq\f(1,2)m2＝0.2m2穿过线圈的磁通量Φ1＝BS⊥＝0.6×0.2Wb＝0.12Wb.线圈以cd为轴顺时针方向转过120°角后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量Φ2＝－BS＝－0.6×0.4Wb＝－0.24Wb.故ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－0.24Wb－0.12Wb＝－0.36Wb.故磁通量的变化量大小为0.36Wb.(2)当θ＝90°时，线圈在垂直磁场方向上的投影面积S⊥′＝0，由Φ′＝BS⊥′知，此时穿过例4．如图所示，一个闭合线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成30°角，磁感应强度为B，用下述方法中可使穿过线圈的磁通量增加一倍的是()A．把线圈匝数增加一倍B．把线圈面积增加一倍C．把线圈的半径增加一倍D．转动线圈使得轴线与磁场方向平行答案B解析把线圈的匝数增加一倍，穿过线圈的磁感线的条线不变，磁通量不变，故A错误；根据Φ＝BSsinθ，把线圈面积增加一倍，可使穿过线圈的磁通量增加一倍，故B正确；把线圈的半径增加一倍，线圈的面积S＝πR2变为原来的4倍，磁通量变为原来的4倍，故C错误；转动线圈使得轴线与磁场方向平行，此时线圈平面与磁场垂直，有效面积由Ssin60°变为S，磁通量没有增加一倍，故D错误．三、磁感应强度矢量的叠加磁感应强度是矢量，当空间存在几个磁体(或电流)时，每一点的磁场等于各个磁体(或电流)在该点产生磁场的矢量和．磁感应强度叠加时遵循平行四边形定则。【典例精析】例5．研究发现通电长直导线周围的磁场的磁感应强度大小与电流强度成正比，与到导线的距离成反比，即B＝k·eq\f(I,r).如图所示，两根互相垂直的长直导线a、b放置于同一平面内，导线a通以向上的电流，导线b通以向右的电流，a中电流是b中电流的2倍．P、Q是平面内的两点，P点到导线a的距离为r，到导线b的距离为3r；Q点到导线a的距离为2r，到导线b的距离为r.若P点的磁感应强度大小为B，则Q点的磁感应强度()A．大小为eq\f(6,5)B，方向垂直纸面向里B．大小为eq\f(7,6)B，方向垂直纸面向里C．大小为eq\f(6,5)B，方向垂直纸面向外D．大小为eq\f(7,6)B，方向垂直纸面向外答案A解析由题意可知B＝keq\f(I,r)，由安培定则可知a、b两导线在Q点的磁场方向均垂直纸面向里，则BQ＝keq\f(2I,2r)＋keq\f(I,r)＝eq\f(2kI,r)，由安培定则可知a导线在P点的磁场方向垂直纸面向外，b导线在P1．对关系式B＝eq\f(F,Il)的理解(1)B＝eq\f(F,Il)是磁感应强度的定义式，其成立的条件是通电导线必须垂直于磁场方向放置。(2)当通电导线与磁场方向平行时，通电导线受力为零，所以我们不能根据通电导线受力为零来判定磁感应强度B的大小为零。(3)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时l应很短，Il称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”。2．磁感应强度的决定因素磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小、导线的长短无关，与导线是否受磁场力以及磁场力的大小也无关。3．磁感应强度B与电场强度E的比较磁感应强度(B)电场强度(E)定义比值定义法B＝eq\f(F,Il)(条件：I⊥B)比值定义法E＝eq\f(F,q)单位TN/C(V/m)物理意义表征磁场的强弱和方向描述电场的强弱和方向方向(矢量)小磁针静止时N极的指向带正电的试探电荷的受力方向都是矢量，叠加时遵从平行四边形定则4．对磁通量的理解(1)磁通量可以看作穿过某平面的磁感线条数，可以根据磁感线的多少判断磁通量的大小。(2)磁通量是标量，但有方向、分正负，从相反方向穿过同一平面的磁感线将互相抵消。5．对公式Φ＝BS的理解(1)公式成立条件：匀强磁场且B⊥S。(2)面积S指磁场的有效面积。如图所示，则穿过两闭合电路的磁通量是相同的，即Φ＝BS2。(3)如果面积S与磁感应强度B的夹角α≠90°，则Φ＝BSsinα，既可将磁感应强度B向着垂直于面积S的方向投影，也可以将面积S向着垂直于磁感应强度B的方向投影。当B∥S时，Φ＝0。6．磁通量的变化ΔΦ(1)只有B改变时ΔΦ＝ΔBSsinα(2)只有S改变时ΔΦ＝ΔSBsinα(3)只有α改变时ΔΦ＝BS(sinα2－sinα1)(4)如果B、S、α中两者或三者都改变时，就需要通用公式ΔΦ＝Φ2－Φ1进行计算。一、单选题1．磁场中某处磁感应强度的大小，由可知（）A．B随的乘积的增大而减小B．B随的增大而增大C．B与成正比，与是成反比D．B与及无关，由的比值确定【答案】D【解析】磁场中某处磁感应强度的大小B，是由磁场本身决定的，与及无关，由的比值确定。故选D。2．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，下列有关磁星的磁场说法正确的是（）A．磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场B．“磁星”表面的磁场强，磁感线密集，故磁感线可能相交C．“磁星”表面某点静止一小磁针，其极指向该点磁场方向D．在“磁星”表面有一个线圈，穿过该线圈的磁通量不可能为零【答案】C【解析】A．因为磁感线是闭合的曲线，所以磁场既存在于“磁星”外部，也存在于“磁星”内部，故A错误；B．因为磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向，所以磁感线不可能相交，故B错误；C．小磁针静止时极所指的方向为该点的磁场方向，故C正确；D．在“磁星”表面有一个线圈，若该线圈与该处磁场方向平行，则穿过该线圈的磁通量为零，故D错误。故选C。3．安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在武汉某地对地磁场进行了一次测量，测量时手机平放在水平桌面使z轴正向保持竖直向上。根据题图中测量结果可推知（

）A．测量时y轴正向指向北方B．测量时y轴正向指向西方C．武汉该地的地磁场小于50μTD．武汉该地的磁倾角（磁场与水平方向的夹角）大于45°【答案】D【解析】AB．武汉处于北半球，地磁场的分量一个沿水平方向向北，一个竖直向下指向地面，根据题图中测量结果可知，x轴磁场分量为负值，说明x轴正方向指向南方，则y轴正方向指向东方，故AB错误；C．武汉该地的地磁场为故C错误；D．武汉该地的磁倾角（磁场与水平方向的夹角）正切值为θ大于45°，故D正确。故选D。4．在同一平面内有互相绝缘的三根无限长直导线ab、cd、ef围成一个等边三角形，三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示。O点为等边三角形的中心，M、N两点分别为O点关于导线ab、cd的对称点。已知O点的磁感应强度大小为，M点的磁感应强度大小为，则下列选项正确的是（）A．大于B．M点磁场方向垂直纸面向内C．N点磁感应强度与O点大小相同D．若仅撤去导线ef，则M点的磁感应强度大小为【答案】C【解析】AB．设三个电流在O点产生的磁感应强度均为B，cd、ef在M点产生的磁感应强度为B，根据安培定则可知，ab、cd在O点的磁场反向，ef在O点的磁场垂直纸面向外；三个电流在M处的磁场均垂直纸面向外，则，则小于，AB错误；C．ab、cd在N点的磁场垂直纸面向内，ef在N点的磁场垂直纸面向外，则N点磁感应强度为则N点磁感应强度与O点大小相同，C正确；D．撤去导线ef，ab、cd在M点的磁场均垂直纸面向外，则M点的磁感应强度大小为又得D错误。故选C。5．如图所示，两通电长直导线垂直纸面放置，I1=I2，方向相反。在纸面上有O、a、b、c、d五个点，O、a、b在导线横截面的连线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上，其中O点离两导线的距离相等，c、d点关于O点对称，a、b点也关于O点对称，则下列说法正确的是（）A．O点的磁感应强度的大小为零B．a点与b点的磁感应强度大小相等、方向相同C．c点与d点的磁感应强度大小相等、方向相反D．a点的磁感应强度一定大于O点的磁感应强度【答案】B【解析】A．根据安培定则，左、右导线在O点产生的磁感应强度方向都竖直向下，所以O点的合磁感应强度不等于零，故A错误；B．根据安培定则，左边导线、右边导线在a点的磁感应强度方向分别向上、向下，但是左边导线离a点近，产生的磁感应强度大，合磁场向上；左边导线、右边导线在b点的磁感应强度的方向分别为向下、向上，但是，右边导线离b点近，产生的磁感应强度大，合磁场方向上，所以a、b两点的磁感应强度方向相同，都向上，由场强叠加可知，a、b两点场强大小相等，故B正确；C．根据安培定则，左、右导线在c点产生的磁感应强度方向分别为右下、左下，且大小相等，合磁感应强度方向竖直向下，左、右导线在d点产生的磁感应强度方向分别为左下、右下，且大小相等，合磁感应强度方向竖直向下，根据对称性，在c、d两点的合磁感应强度大小相等，所以，c、d两点的磁感应强度大小相等，方向相同，故C错误；D．距离导线越近，磁感应强度越强，O、a距导线距离不确定，两点的磁感应强度大小不确定，故D错误。故选B。6．如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为，乙的圆心为，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中，此时a点的磁感应强度大小为，b点的磁感应强度大小为。当把环形电流甲撤去后，a点的磁感应强度大小为（

）A． B． C． D．【答案】B【解析】甲乙两环在b点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，而b点的磁感应强度大小为B2，因此两环在b点产生的磁感应强度均为，甲环在a点和b点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，故甲环在a点产生的磁感应强度为而a点的磁感应强度大小为B1，因此乙环在a点产生的磁感应强度为。故选B。7．如图所示，a、b是两个同平面、同心放置的金属圆环，条形磁铁穿过圆环中心且与两环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量、的大小关系为（  ）A． B．C． D．不能比较【答案】A【解析】条形磁铁磁场的磁感线的分布特点是：①磁铁内、外磁感线的条数相同；②磁铁内、外磁感线的方向相反；③磁铁外部磁感线的分布是两端密、中间疏。两个同心放置的同平面的金属圆环与条形磁铁垂直且条形磁铁在圆环内时，通过圆环的磁感线的俯视图如图所示穿过圆环的磁通量由于两圆环面积两圆环的相同，而所以穿过两圆环的磁通量故选A。8．以MN为直径、O为圆心的半圆弧上有M、N、P三点，如图所示，其中，在M、N两处各放置一条通有等大电流的长直导线，导线垂直穿过半圆弧面，方向如图，这时O点的磁感应强度大小为B1，已知通电长直导线在其周围空间某点产生的磁感应强度，其中I表示电流，r表示该点到导线的距离，k为常数。若将M处的通电长直导线平行移至P处，这时O点的磁感应强度大小为B2，则B2与B1之比为（）A．3：1 B．：2 C．1：1 D．1：2【答案】B【解析】根据题意，由安培定则可知，M、N处的通电导线在O点产生的磁感应强度方向均为竖直向下，则大小均为，当M处导线平行移至P点时，由安培定则可知，P、N处的通电导线在O点产生的磁感应强度方向，如图所示由几何关系可得，O点合磁感应强度大小为则B2与B1之比为。故选B。二、多选题9．如图所示，三角形线框ABC与长直导线MN彼此绝缘，AB∥MN，且线框被导线分成面积相等的两部分，当导线中通有由N到M的恒定电流I时，下列说法正确的是（）A．穿过三角形线框的磁通量为0B．穿过三角形线框的磁通量一定不为0C．穿过三角形线框的磁通量可能为0D．导线MN向左移动少许，穿过三角形线框的磁通量可能为0【答案】BD【解析】根据安培定则可知穿过线框右侧的磁场向里、穿过左侧的磁场向外．由于距离导线越近，磁感强度越大，距离导线越远，磁感强度越小，根据磁通量概念可知穿过左侧部分的磁通量大于右侧的，则穿过线框的磁通量不为0，导线MN向左移动少许可能使两侧的磁通量等大而反向、合磁通量为0。故选BD。10．六根相互绝缘的导线，在同一平面内组成四个相同的正方形，导线中通以大小相等的电流，方向如图所示，在这四个正方形区域中，磁通量为零的区域是（）A．Ⅰ B．Ⅲ C．Ⅱ D．Ⅳ【答案】CD【解析】以点代表磁场指向纸外，叉代表磁场指向纸内，根据安培定则分析可知，各导线在四个区域产生的磁场方向如下表所示。根据磁场的叠加可知，区域Ⅱ与区域Ⅳ点与叉相同，合磁感应强度都是零，故AB错误，CD正确。故选CD。导线区域Ⅰ区域Ⅱ区域Ⅲ区域Ⅳ6点、点点点点、点5叉点点叉4叉叉、叉叉、叉叉3点、点点、点点点2叉叉点点1叉叉叉、叉叉、叉11．关于磁感应强度的方向，下列说法正确的是（）A．磁感应强度的方向就是磁场的方向B．磁感应强度的方向就是小磁针静止时N极的指向C．磁感应强度的方向就是垂直于磁场放置的通电直导线的受力方向D．磁感应强度的方向就是小磁针的受力方向【答案】AB【解析】ABD．磁感应强度的方向就是磁场的方向，规定为小磁针静止时N极所指的方向，也是小磁针N极的受力方向，故AB正确，D错误；C．垂直于磁场放置的通电直导线的受力方向与磁感应强度的方向垂直，故C错误。故选AB。12．将一小段通电直导线垂直于磁场方向放入一个匀强磁场中，图中能正确反映各量间关系的是（）A． B．C． D．【答案】BC【解析】BD．匀强磁场中各点的磁感应强度不随F或IL的变化而变化，选项B正确，选项D错误。AC．由于导线垂直于磁场，故B=即F=ILB可见F与IL成正比，选项A错误，选项C正确。故选BC。13．如图所示，线圈面积S，线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则关于穿过线圈的磁通量，以下说法正确的是（）A．则此时穿过线圈的磁通量为BSB．若线圈绕转过60°角时，穿过线圈的磁通量为C．若从初位置转过90°角时，穿过线圈的磁通量为BSD．若从初位置转过180°角时，穿过线圈的磁通量变化量大小为2BS【答案】AD【解析】A．此时线圈与磁场方向垂直，则穿过线圈的磁通量为BS，选项A正确；B．若线圈绕转过60°角时，穿过线圈的磁通量为选项B错误；C．若从初位置转过90°角时，线圈平面与磁场平行，则穿过线圈的磁通量为零，选项C错误；D．若从初位置转过180°角时，穿过线圈的磁通量变化量大小为选项D正确。故选AD。14．如图所示为电流天平原理示意图，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，线圈匝数为N，水平边长为L，线圈的下部处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面.现用其来测量匀强磁场的磁感应强度.当线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量分别为、的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，左边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，已知重力加速度为g。由此可知（）A．磁感应强度的方向垂直纸面向里B．磁感应强度大小为C．磁感应强度大小为D．以上结果都不对【答案】BC【解析】若磁感应强度B的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以右边应加砝码；若磁感应强度B的方向垂直纸面向外，开始线圈所受安培力的方向向向上，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向下，相当于右边多了两倍的安培力大小，需要在左边加砝码，有托盘的质量为左面加上质量为m的钩码后解得，所以故选BC。15．如图所示，E、F、G、M、N是在纸面内圆上的五个点，其中、的连线均过圆心O点，，在M、N两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线，两根导线中分别通有大小相等的电流，已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小，k为常量，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流强度。则下列说法中正确的是（）A．若两根导线中电流同向，则O点磁感应强度不为零B．若两根导线中电流同向，则E、F两点磁感应强度大小相等C．若两根导线中电流反向，则E、G两点磁感应强度相同D．无论两根导线中电流同向还是反向，E、F、G三点的磁感应强度大小不相等【答案】BC【解析】AB．若两根导线中电流均向内，由安培定则可知，它们在O点磁感应强度恰好等大、反向，故O点合磁感应强度为零，同理可知，E、F两点磁感应强度如图所示，故E、F两点的合磁感应强度大小相等，方向不同，故A错误；B正确；C．设中电流向内N中电流向外分别在E、G的磁感应强度如图所示，可知E、G两点的合磁感应强度相等，故C正确；D．若M、N中电流均向内，分别在E、G的磁感应强度如图所。可知E、G两点的合磁感应强度大小相等，方向不同，以此类推，可知无论两根导线中电流同向还是反向，E、F、G三点的磁感应强度大小都相等，故D错误。故选BC。16．如图所示，E、F、G、M、N是在纸面内圆上的五个点，其中EG、MN的连线均过圆心O点，，在M、N两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线，两根导线中分别通有大小相等的电流，已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小，k为常量，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流强度。则下列说法中正确的是（）A．若两根导线中电流同向，则O点磁感应强度为零B．若两根导线中电流同向，则E、F两点磁感应强度相等C．若两根导线中电流反向，则E、G两点磁感应强度相等D．无论两根导线中电流同向还是反向，E、F、G三点的磁感应强度大小都相等【答案】ACD【解析】AB．若两根导线中电流均向内，由安培定则可知，它们在O点磁感应强度恰好等大、反向，故O点合磁感应强度为零，同理可知，E、F两点磁感应强度如图所示故E、F两点的合磁感应强度大小相等，方向不同，A正确，B错误；C．设M中电流向内、N中电流向外，分别在E、G的磁感应强度如图所示，可知E、G两点的合磁感应强度相等，C正确；D．若M、N中电流均向内，分别在E、G的磁感应强度如图所示可知E、G两点的合磁感应强度大小相等，方向不同，以此类推，可知无论两根导线中电流同向还是反向，E、F、G三点的磁感应强度大小都相等，D正确。故选ACD。

第十三章电磁感应与电磁波初步第3节电磁感应现象及应用课程标准学习目标了解电磁感应现象，了解产生感应电流的条件。知道电磁感应现象的应用及其对现代社会的影响。1.知道什么是电磁感应现象.2.通过实验探究感应电流产生的条件.3.了解电磁感应现象的应用．（一）课前阅读：1．实验：探究感应电流产生的条件(1)实验一：如图所示，导体棒AB做切割磁感线运动时，线路中电流产生，而导体棒AB顺着磁感线运动时，线路中电流产生．(均选填“有”或“无”)(2)实验二：如图所示，当条形磁体插入或拔出线圈时，线圈中电流产生，但条形磁体在线圈中静止不动时，线圈中电流产生．(均选填“有”或“无”)(3)实验三：如图所示，将小线圈A插入大线圈B中不动，当开关S闭合或断开时，电流表中电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中电流通过；而开关S一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中电流通过．(均选填“有”或“无”)(4)归纳总结：实验一：导体棒做切割磁感线运动，回路的有效面积发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流．实验二：磁体插入或拔出线圈时，线圈中的磁场发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流．实验三：开关闭合、断开或滑动变阻器的滑动触头移动时，小线圈A中电流变化，从而引起穿过大线圈B的磁通量变化，产生了感应电流．三个实验共同特点是：产生感应电流时闭合回路的磁通量都发生了变化．（二）基础梳理一、划时代的发现1．“电生磁”的发现：1820年，发现了电流的磁效应．2．“磁生电”的发现1831年，发现了电磁感应现象．3．电磁感应：法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作．【拓展补充】如图所示，条形磁体A沿竖直方向插入线圈B的过程中，电流表G的指针(选填“不偏转”或“偏转”)；若条形磁体A在线圈B中保持不动，电流表G的指针(选填“不偏转”或“偏转”)．二、产生感应电流的条件1．实验：探究感应电流产生的条件探究一：如图甲实验中，让导体棒在磁场中保持相对静止时或者平行于磁场运动时，无论磁场多强，闭合回路中都电流，当导体ab做运动时，闭合回路中有电流产生．探究二：如图乙，当线圈A的电流不变时，线圈B所在的回路中——电流产生；当线圈A的电流时，线圈B所在回路中就有了电流．2．产生感应电流的条件：当穿过闭合导体回路的时，闭合导体回路中就产生感应电流．【即学即练】判断下列说法的正误.(1)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生．()(2)穿过闭合线圈的磁通量发生变化时，线圈内部就一定有感应电流产生．()(3)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流．()(4)不论电路是否闭合，只要电路中磁通量发生变化，电路中就有感应电流．()三、电磁感应现象的应用生产、生活中广泛使用的变压器、等都是根据电磁感应制造的．【拓展补充】法拉第用过的线圈法拉第对科学的热爱以及对科学研究持之以恒、坚韧不拔的态度是他获得巨大成就的重要原因之一。磁通量的变化磁通量的变化大致可分为以下几种情况：(1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化．如图(a)所示．(2)面积S不变，磁感应强度B发生变化．如图(b)所示．(3)磁感应强度B和面积S都不变，它们之间的夹角发生变化．如图(c)所示．【典例精析】例1．如图所示，在条形磁体外面套着一圆环，当圆环由磁体N极向下平移到磁体S极的过程中，圆环所在处的磁感应强度和穿过圆环的磁通量变化的情况是()A．磁感应强度和磁通量都逐渐增大B．磁感应强度和磁通量都逐渐减小C．磁感应强度先减弱后增强，磁通量先增大后减小D．磁感应强度先增强后减弱，磁通量先减小后增大例2．如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将()A．逐渐增大 B．逐渐减小C．保持不变 D．不能确定二、感应电流产生条件的理解不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然会产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，且穿过该电路的磁通量也一定发生了变化．【典例精析】例3．(多选)如图所示，下列情况能产生感应电流的是()A．如图甲所示，导体棒AB顺着磁感线运动B．如图乙所示，条形磁体插入或抽出线圈C．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直闭合D．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直闭合，改变滑动变阻器接入电路的阻值例4．(多选)下图中能产生感应电流的是()1．闭合回路面积S的变化引起磁通量的变化如图所示，导体做切割磁感线运动使面积发生变化而改变了穿过回路的磁通量。2．磁感应强度的变化引起磁通量的变化图甲是通过磁极的运动改变穿过回路的磁通量；图乙是通过改变原线圈中的电流从而改变磁场的强弱，进而改变穿过回路的磁通量。3．磁场和闭合线圈的夹角发生变化，从而引起磁通量发生变化如图所示，闭合线圈在匀强磁场中绕轴OO′转动的过程。实验1闭合电路的部分导体切割磁感线如图所示，导体棒左右平动、前后平动、上下平动，观察电流表的指针，观察是否有感应电流产生。实验2向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出如图所示，把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，或从线圈中抽出，或静止地放在线圈中。观察电流表的指针是否偏转。实验3模拟法拉第的实验如图所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面。开关闭合瞬间；开关断开瞬间；开关闭合时，滑动变阻器滑片不动；开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片。观察线圈B中是否有电流产生。结论不论用什么方法，不论何种原因，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。一、单选题1．探雷器是探测地雷的仪器。手持探雷器的长柄线圈在地面扫过，线圈中有变化的电流，如果地下埋着金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷，探测器就会报警。这种仪器的工作原理是利用（

）A．静电屏蔽 B．静电感应 C．电磁感应 D．电流的磁效应2．1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系。某兴趣小组也做了类似实验，他们将一可自由转动的小磁针静置于水平桌面上，将另一直导线水平放置在靠近小磁针正上方的位置，忽略磁偏转角的影响，以下说法中正确的是（

）A．将导线沿南北方向放置并通入恒定电流，小磁针一定会发生转动B．将导线沿东西方向放置并通入恒定电流，小磁针一定会发生转动C．将导线沿南北方向放置并通入恒定电流，增大导线与小磁针之间的距离，小磁针转动的角度会随之增大D．把导线沿南北方向放置并通入恒定电流，增大电流，小磁针转动的角度会随之减小3．在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾。例如，1825年瑞士年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，实验装置如图所示，为避免磁铁的磁场对小磁针产生影响，他把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插入线圈，然后跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。下列说法中正确的是（）A．该实验线圈中肯定没有电流产生B．通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象C．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为当他跑到另一个房间时，电磁感应过程已经结束D．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为该实验中的磁铁磁性太弱4．如图所示，A中线圈有一小缺口，条形磁铁匀速穿过线圈；B中匀强磁场区域足够大，v1>v2；C中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方；D中闭合线圈在无限大匀强磁场中加速运动。其中能产生感应电流的是（）A． B．C． D．5．如图所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中（范围足够大），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．向右平动C．绕O1O2转动 D．向上或向下平动6．如图甲所示，单匝矩形线圈abcd垂直固定在匀强磁场中、规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。以顺时针方向为电流正方向，以向右方向为安培力正方向，下列关于bc段导线中的感应电流i和受到的安培力F随时间变化的图像正确的是（）A． B．C． D．二、多选题7．实验装置如图所示，在铁芯F上绕着两个线圈A、B。如果线圈A中的电流i和时间t的关系如下图所示，在这段时间内，A、B、C、D四种情况中，在线圈B中观察到感应电流的是（）A． B．C． D．8．如下各图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是（）A． B．C． D．9．下列各图所描述的物理情境中，能产生感应电流的是（）A．开关S闭合稳定后，线圈N中B．磁铁向铝环A靠近，铝环A中C．金属框从A向B运动，金属框中D．铜盘在磁场中按图示方向转动，电阻R中10．如图所示线圈abcd在足够大磁场区域ABCD中，下列哪种情况下线圈中有感应电流产生（）A．把线圈变成圆形（周长不变）B．使线圈在磁场中加速平移C．使磁场增强或减弱D．使线圈以过ab的直线为轴旋转11．某学生做观察电磁感应现象的实验时，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路，闭合开关，下列说法正确的是（）A．线圈A插入线圈B的过程中，有感应电流B．线圈A从线圈B中拔出过程中，有感应电流C．线圈A停在线圈B中，有感应电流D．线圈A拔出线圈B的过程中，无感应电流12．某学校操场上有如图所示的运动器械，两根长金属链条将一根金属棒ab悬挂在固定的金属架上。静止时ab水平且沿东西方向。已知当地的地磁场方向自南向北斜向下与竖直方向成45°。现让ab随链条荡起来，与竖直方向最大偏角为45°，则下列说法正确的是（）A．当ab棒自南向北经过最低点时，回路中无感应电流B．当链条与竖直方向成45°时，回路中感应电流为零C．当ab棒自南向北经过最低点时，回路中有感应电流D．在ab棒运动过程中，不断有磁场能转化为机械能

第十三章电磁感应与电磁波初步第3节电磁感应现象及应用课程标准学习目标了解电磁感应现象，了解产生感应电流的条件。知道电磁感应现象的应用及其对现代社会的影响。1.知道什么是电磁感应现象.2.通过实验探究感应电流产生的条件.3.了解电磁感应现象的应用．（一）课前阅读：1．实验：探究感应电流产生的条件(1)实验一：如图所示，导体棒AB做切割磁感线运动时，线路中电流产生，而导体棒AB顺着磁感线运动时，线路中电流产生．(均选填“有”或“无”)(2)实验二：如图所示，当条形磁体插入或拔出线圈时，线圈中电流产生，但条形磁体在线圈中静止不动时，线圈中电流产生．(均选填“有”或“无”)(3)实验三：如图所示，将小线圈A插入大线圈B中不动，当开关S闭合或断开时，电流表中电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中电流通过；而开关S一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中电流通过．(均选填“有”或“无”)(4)归纳总结：实验一：导体棒做切割磁感线运动，回路的有效面积发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流．实验二：磁体插入或拔出线圈时，线圈中的磁场发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流．实验三：开关闭合、断开或滑动变阻器的滑动触头移动时，小线圈A中电流变化，从而引起穿过大线圈B的磁通量变化，产生了感应电流．三个实验共同特点是：产生感应电流时闭合回路的磁通量都发生了变化．答案(1)有无(2)有无(3)有有无（二）基础梳理一、划时代的发现1．“电生磁”的发现：1820年，奥斯特发现了电流的磁效应．2．“磁生电”的发现1831年，法拉第发现了电磁感应现象．3．电磁感应：法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流．【拓展补充】如图所示，条形磁体A沿竖直方向插入线圈B的过程中，电流表G的指针(选填“不偏转”或“偏转”)；若条形磁体A在线圈B中保持不动，电流表G的指针(选填“不偏转”或“偏转”)．答案偏转不偏转二、产生感应电流的条件1．实验：探究感应电流产生的条件探究一：如图甲实验中，让导体棒在磁场中保持相对静止时或者平行于磁场运动时，无论磁场多强，闭合回路中都没有电流，当导体ab做切割磁感线运动时，闭合回路中有电流产生．探究二：如图乙，当线圈A的电流不变时，线圈B所在的回路中没有电流产生；当线圈A的电流变化时，线圈B所在回路中就有了电流．2．产生感应电流的条件：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流．【即学即练】判断下列说法的正误.(1)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生．(×)(2)穿过闭合线圈的磁通量发生变化时，线圈内部就一定有感应电流产生．(√)(3)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流．(√)(4)不论电路是否闭合，只要电路中磁通量发生变化，电路中就有感应电流．(×)三、电磁感应现象的应用生产、生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据电磁感应制造的．【拓展补充】法拉第用过的线圈法拉第对科学的热爱以及对科学研究持之以恒、坚韧不拔的态度是他获得巨大成就的重要原因之一。磁通量的变化磁通量的变化大致可分为以下几种情况：(1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化．如图(a)所示．(2)面积S不变，磁感应强度B发生变化．如图(b)所示．(3)磁感应强度B和面积S都不变，它们之间的夹角发生变化．如图(c)所示．【典例精析】例1．如图所示，在条形磁体外面套着一圆环，当圆环由磁体N极向下平移到磁体S极的过程中，圆环所在处的磁感应强度和穿过圆环的磁通量变化的情况是()A．磁感应强度和磁通量都逐渐增大B．磁感应强度和磁通量都逐渐减小C．磁感应强度先减弱后增强，磁通量先增大后减小D．磁感应强度先增强后减弱，磁通量先减小后增大答案C解析当圆环由磁体N极向下平移到磁体S极的过程中，磁感应强度先减弱后增强；磁铁内部磁感线与外部磁感线的总数相等，所以穿过圆环的磁感线条数一定是内部大于外部，则外部磁感线条数越多，总磁通量越小，所以穿过圆环的磁通量先增大后减小．故选C.例2．如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将()A．逐渐增大 B．逐渐减小C．保持不变 D．不能确定答案B解析线框远离导线时，穿过线框的磁感应强度减小，线框的面积不变，所以穿过线框的磁通量减小．故选B.二、感应电流产生条件的理解不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然会产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，且穿过该电路的磁通量也一定发生了变化．【典例精析】例3．(多选)如图所示，下列情况能产生感应电流的是()A．如图甲所示，导体棒AB顺着磁感线运动B．如图乙所示，条形磁体插入或抽出线圈C．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直闭合D．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直闭合，改变滑动变阻器接入电路的阻值答案BD解析导体棒顺着磁感线运动，没有切割磁感线，穿过闭合电路的磁通量没有发生变化，无感应电流，故选项A错误；条形磁体插入线圈时线圈中的磁通量增加，抽出线圈时线圈中的磁通量减少，都产生感应电流，故选项B正确；开关S一直闭合，回路中为恒定电流，螺线管A产生的磁场稳定，螺线管B中的磁通量无变化，线圈中不产生感应电流，故选项C错误；开关S一直闭合，滑动变阻器接入电路的阻值变化，回路中的电流变化，螺线管A产生的磁场发生变化，螺线管B中磁通量发生变化，产生感应电流，故选项D正确．例4．(多选)下图中能产生感应电流的是()答案BD解析A选项中，电路没有闭合，无感应电流；B选项中，面积增大，通过闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C选项中，穿过圆环的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，无感应电流；D选项中，穿过闭合电路的磁通量减小，有感应电流．1．闭合回路面积S的变化引起磁通量的变化如图所示，导体做切割磁感线运动使面积发生变化而改变了穿过回路的磁通量。2．磁感应强度的变化引起磁通量的变化图甲是通过磁极的运动改变穿过回路的磁通量；图乙是通过改变原线圈中的电流从而改变磁场的强弱，进而改变穿过回路的磁通量。3．磁场和闭合线圈的夹角发生变化，从而引起磁通量发生变化如图所示，闭合线圈在匀强磁场中绕轴OO′转动的过程。实验1闭合电路的部分导体切割磁感线如图所示，导体棒左右平动、前后平动、上下平动，观察电流表的指针，观察是否有感应电流产生。实验2向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出如图所示，把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，或从线圈中抽出，或静止地放在线圈中。观察电流表的指针是否偏转。实验3模拟法拉第的实验如图所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面。开关闭合瞬间；开关断开瞬间；开关闭合时，滑动变阻器滑片不动；开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片。观察线圈B中是否有电流产生。结论不论用什么方法，不论何种原因，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。一、单选题1．探雷器是探测地雷的仪器。手持探雷器的长柄线圈在地面扫过，线圈中有变化的电流，如果地下埋着金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷，探测器就会报警。这种仪器的工作原理是利用（

）A．静电屏蔽 B．静电感应 C．电磁感应 D．电流的磁效应【答案】C【解析】线圈产生的磁场在通过导体时，导体会产生电流，从而产生磁场，反过来影响线圈磁通量，从而影响电流的大小，这种现象称为电磁感应，故C项正确，ABD错误。故选C。2．1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系。某兴趣小组也做了类似实验，他们将一可自由转动的小磁针静置于水平桌面上，将另一直导线水平放置在靠近小磁针正上方的位置，忽略磁偏转角的影响，以下说法中正确的是（

）A．将导线沿南北方向放置并通入恒定电流，小磁针一定会发生转动B．将导线沿东西方向放置并通入恒定电流，小磁针一定会发生转动C．将导线沿南北方向放置并通入恒定电流，增大导线与小磁针之间的距离，小磁针转动的角度会随之增大D．把导线沿南北方向放置并通入恒定电流，增大电流，小磁针转动的角度会随之减小【答案】A【解析】A．将导线沿南北方向放置并通入恒定电流时，小磁针所在位置的磁场方向沿东向西，所以小磁针一定会转动，故A项正确。B．将导线沿东西方向放置并通入恒定电流，磁场方向与地磁场方向可能相同，所以小磁针不一定会发生转动，故B项错误。C．将导线沿南北方向放置并通入恒定电流，增大导线与小磁针之间的距离，小磁针处的磁场强度减小，所以转动的角度会随之减小，故C项错误。D．把导线沿南北方向放置并通入恒定电流，增大电流，磁场变强，所以小磁针转动的角度会随之增大，故D项错误。故选A。3．在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾。例如，1825年瑞士年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，实验装置如图所示，为避免磁铁的磁场对小磁针产生影响，他把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插入线圈，然后跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。下列说法中正确的是（）A．该实验线圈中肯定没有电流产生B．通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象C．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为当他跑到另一个房间时，电磁感应过程已经结束D．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为该实验中的磁铁磁性太弱【答案】C【解析】B．通电导线周围产生磁场的现象叫电流的磁效应。B错误；ACD．将磁铁插入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流；电流周围存在磁场，故小磁针会发生转动。但当科拉顿跑到另一个房间时，电磁感应过程已经结束，此时穿过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流，所以小磁针不偏转，C正确，