第13讲 电磁感应与电磁波初步-2026年1月浙江省物理学业水平考试冲A计划

第13讲 电磁感应与电磁波初步 课 程 标 准 考点 【课程要求】 ◇知道常见仪器的使用，尤其是打点计时器。 ◇知道几个常见实验的操作。 ◇掌握实验数据处理方法。 【学业要求】 ◇会使用基本的力学实验器材获取数据。 ◇能用物理图像描述实验数据。 ◇能根据数据得出实验结论，知道实验存在误差。 ◇能描述科学探究的过程和结果。 磁场磁感线 磁感应强度 电磁感应现象及其应用 电磁波的发现及其应用 能量量子化 考点一 磁场　磁感线 一、电和磁的联系 1．磁极：自然界中的磁体总是存在两个磁极。 2．磁极间的作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 3．电流的磁效应 (1)奥斯特实验：通电导线使小磁针偏转。 (2)实验结论：电流可以产生磁场——发现了电流的磁效应。 二、磁场 1．定义：磁体与磁体之间，磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用，都是通过磁场发生的。 2．基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用。 三、磁感线 1．磁场的方向规定：小磁针静止时N极所指的方向。 2．磁感线：用来形象地描述磁场的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致。 3．磁感线的疏密表示磁场的强弱。 四、安培定则 1．直线电流的磁场：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图甲所示。 2．环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向，如图乙所示。 3．通电螺线管的磁场：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟螺线管电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向，或拇指指向螺线管的N极，如图丙所示。 五、安培分子电流假说 1．分子电流假说：安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流，即分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。 考点二 磁感应强度　磁通量 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．控制变量法探究影响通电导线受力的因素 如图所示，三块相同的蹄形磁铁，并列放在桌上，直导线所在处的磁场认为是均匀的。 (1)保持长度不变，改变电流大小，观察直导线摆动角度大小来比较磁场力大小。 (2)保持电流大小不变，改变磁场中导线长度，通过观察直导线摆动角度大小比较磁场力大小。 (3)实验结论：直导线与磁场垂直时，它受力大小既与导线的长度l成正比，又与导线中的电流I成正比。 3．磁感应强度的大小 在磁场中垂直于磁场方向放置的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度l的乘积Il的比值叫磁感应强度。 4．公式：B＝。 5．单位：国际单位是特斯拉，简称特，国际符号是T,1 T＝1。 二、匀强磁场 1．定义：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：间隔相等的平行直线。 三、磁通量 1．定义：匀强磁场中磁感应强度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B与研究的平面不垂直时，这个面在垂直于磁场B方向的投影面积S′与B的乘积表示磁通量。 3．单位：国际单位制是韦伯，简称韦，符号是Wb,1 Wb＝1 T·m2。 4．引申：B＝，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应强度B又叫磁通密度。 考点三 电磁感应现象及应用 一、划时代的发现 1．电流的磁效应引起的思考：既然电流能够产生磁场，那么，为什么不能用磁体使导线中产生电流呢？ 2．法拉第的探索：经历了长达10年的探索，经历了一次次失败，最终领悟到，“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。 3．电磁感应：由磁产生电的现象。 4．感应电流：由电磁感应产生的电流。 二、产生感应电流的条件 1．探索感应电流产生的条件 (1)实验装置 (2)实验过程 开关和变阻器的状态 线圈B中是否有电流 开关闭合瞬间 有 开关断开瞬间 有 开关闭合时，滑动变阻器不动 无 开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片 有 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。 三、电磁感应现象的应用 1．最早的发电机：法拉第的圆盘发电机。 2．电厂里的发电机、生产和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。 考点四 电磁波的发现及应用 一、电磁场 1．变化的磁场产生电场。 2．变化的电场产生磁场。 3．变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。 二、电磁波 1．麦克斯韦的预言 (1)电磁波的预言：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播形成电磁波。 (2)电磁波可以在真空中传播。 (3)光的电磁理论：光是以波动形式传播的一种电磁振动，电磁波的速度等于光速。 2．赫兹的贡献：赫兹证实了电磁波的存在，证实了麦克斯韦的电磁场理论。 三、电磁波谱 1．电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系：c＝λf。 2．电磁波在真空中的速度：c＝3×108 m/s。 3．电磁波谱的概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，形成电磁波谱。 4．电磁波谱组成 5．各种电磁波的应用 (1)无线电波中的长波、中波、短波用于广播及其他信号的传播。 (2)微波用于卫星通信、电视等信号传输。 (3)红外线用来加热理疗。 (4)可见光让我们看见这个世界，也可用于通信。 (5)紫外线可以消毒。 (6)X射线用于诊断病情。 (7)γ射线可以摧毁病变的细胞。 四、电磁波的能量 1．电磁波具有能量，电磁波是物质存在的一种形式。 2．微波炉加热食物应用了一种电磁波——微波，食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，内能增加，温度升高。 3．光是一种电磁波——传播着的电磁场，光具有能量。 五、电磁波通信 1．电信网、广播电视网和互联网相互渗透、相互兼容，逐步整合成为统一的信息通信网络。 2．以互联网为基础的信息服务都是通过电磁波来传递的。 考点五 能量量子化 一、热辐射 1．热辐射：一切物体都在辐射电磁波。 2．热辐射规律：温度越高，热辐射中波长较短的成分越强。 3．黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。 4．黑体辐射：黑体向外辐射电磁波的现象。 二、能量子 1．普朗克的能量子假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个最小的能量值ε叫作能量子。 2．能量子大小：ε＝hν。 ν是电磁波的频率，h是普朗克常量，h＝6.626 070 15×10－34 J·s。 3．爱因斯坦光子假设：光是由一个个不可分割的能量子组成，这些能量子叫作光子，光子的能量ε＝hν。 三、能级 1．定义：原子量子化的能量值。 2．原子处于能级最低的状态时最稳定，由高能级向低能级跃迁时放出光子。 3．原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量，等于两个能级之差。 4．原子光谱的谱线是一些分立的亮线。 题型一、磁场 磁感线 [例题1] 如图所示，竖直导线通有向上的电流，其附近水平放有一枚小磁针。不考虑地磁场和摩擦力的影响，稳定时小磁针指向正确的是（　　） A． B． C． D． [例题2] 如图所示，两根长直的通电导线M、N，分别通有竖直向上的电流和水平向右的电流，且，直线电流在周围空间产生的磁场与距离的关系为，I为电流，r为周围空间的点到长直导线的距离，k为比例系数。在空间施加一垂直于纸面向里的匀强磁场，当磁感应强度大小为时a点的磁感应强度为0。已知a点到通电导线M、N的距离分别为2r、r，b点到通电导线M、N的距离分别为r、2r。则下列说法正确的是（　　） A．通电导线M在a点的磁感应强度大小为 B．通电导线N在a点的磁感应强度大小为 C．b点的磁感应强度大小为 D．通电导线M、N在b点的磁感应强度大小为 [例题3] 某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示，下列判断正确的是（    ） A． a点的磁感应强度大于b点 B． b点的磁感应强度大于c点 C． c点的磁感应强度大于a点 D． a、b、c点的磁感应强度一样大 题型二、磁感应强度 磁通量 [例题4] 一匝数匝、面积的圆形线圈，放在磁感应强度大小的匀强磁场中，若磁场方向与线圈平面的夹角为，则穿过每匝线圈的磁通量为（　　） A． B． C． D． [例题5] 两根通有相同电流的长直导线垂直于平面固定在、两点，电流方向垂直于平面向里，此时点的磁感应强度为B。若将M点的电流方向变为垂直于平面向外，P点的磁感应强度为，则（　　） A．的大小是B的倍，方向相同 B．的大小是B的倍，方向垂直 C．与B大小相等，方向相同 D．与B大小相等，方向垂直 [例题6] 如图所示，AC是四分之一圆弧，O为圆心，A、C处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向均垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为B的匀强磁场，O处的磁感应强度恰好为零。下列说法正确的是（　　） A．两通电直导线相互排斥 B．A处直导线在O处产生的磁感应强度大小为 C．若将A处直导线中的电流反向、大小不变，则O处的磁感应强度大小变为2B D．若将A处直导线移走，则O处的磁感应强度大小变为 题型三、电磁感应 [例题7] 如图所示，闭合金属圆环固定。下列操作能使圆环产生感应电流的是（　　） A．使条形磁铁静止在圆环上方 B．使条形磁铁静止在圆环中央 C．使条形磁铁静止在圆环下方 D．使条形磁铁快速地穿过圆环 [例题8] 学了电磁感应现象后，某校高一同学满心好奇地玩起了“电流魔法”——他鼓捣出几种奇妙场景，想瞧瞧能不能让电流悄悄“冒出来”。以下是他尝试的几种物理情境，其中线圈或回路中可能产生感应电流的是（　　） A．甲图中O为线圈圆心，导线垂直于线圈平面，增大导线中的电流 B．乙图中条形磁铁向下进入闭合线圈的过程中 C．丙图中矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移过程中 D．丁图中OO'轴与磁场平行，线圈绕OO'轴转动过程中 [例题9] 如图为延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B。线圈A与电源连接，线圈B与滑动变阻器R构成一个闭合电路。闭合或者断开开关S的时候，在弹簧K的弹力与线圈铁芯磁力的共同作用下，衔铁D与触头C（连接工作电路）连接或者分离。线圈A、B均可认为是理想线圈，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S，衔铁D会立即下降 B．闭合开关S瞬间，电路中有向下流过R的电流 C．断开开关S，线圈A中的电流不会立即消失 D．若想断开开关S时，衔铁D与触头C更快分离，可以调大R的阻值 题型四、电磁波 能量量子化 [例题10] 在物理学发展的历程中，许多科学家的科学研究为物理学的建立做出了巨大贡献。下列叙述中不正确的是（    ） A．英国物理学家法拉第于1846年指出：闭合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，并称之为法拉第电磁感应定律 B．牛顿发现了万有引力定律，并进行了“月-地检验”，将万有引力定律推广至自然界所有物体之间 C．美国物理学家密立根最早测定了元电荷e的数值 D．赫兹测出了电磁波在真空中的速度，证实了麦克斯韦电磁场理论 [例题11] 关于下列四幅图的说法中，正确的是（　　） A．图甲中，赫兹引入了能量子这一概念，首次提出了能量量子化的思想 B．图乙中，环形电流周围的磁场分布情况可用左手定则判断 C．图丙中，当线框向右匀速运动时，线框中的磁通量减小，线框中产生感应电流 D．图丁中，频率越大的电磁波在真空中的传播速度越大 [例题12] 现在市场上常用来激光打标的是355nm紫外纳秒固体激光器，该激光器单光子能量高，能直接打断某种材料的分子键，使之从材料表面脱离。据此判断，打断该材料分子键需要的能量约为（取普朗克常量，真空光速）（    ）    A． B． C． D． 1. 物理学发展源于生活，沉于理论，归于实验，下列关于物理学史的说法正确的是（　　） A．赫兹首先发现了电磁感应现象 B．安培最早通过实验证实了电磁波的存在 C．麦克斯韦认为变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 D．法拉第在分析了许多实验事实后提出，感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 2. 如图，在等边三角形的顶点、上分别放置垂直纸面的通电直导线，两导线中电流大小相等、方向垂直纸面向里，关于顶点处的磁感应强度方向，以下描述正确的是（　　） A． B． C． D． 3. 如图，竖直平面内有一扇形导线框M，圆心为O，半径为R，过圆心O的水平面下方有垂直导线框平面的足够大的匀强磁场。现使线框M从图示位置开始运动，则在下列运动过程中，M中有感应电流产生的是（　　） A．向上平移R B．向下平移R C．向右平移R D．向左平移R 4. 如图所示，虚线方框内有垂直纸面向里的匀强磁场，闭合线圈在由位置1穿过虚线框到达位置3的过程中，能产生感应电流的是（　　） A．从位置1加速到达磁场前 B．在磁场内匀速运动时 C．在磁场内加速运动时 D．减速通过磁场右边界时 5. 一边长为d的n匝正方形线框内部有直径为d的圆形匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，则穿过线框的磁通量为（　　） A． B． C． D． 6. 如图所示，在水平面边长的正方形区域内，有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。现有一长方形线框可绕轴在竖直面内转动，，线框与水平方向的夹角为。下列说法正确的是（　　） A．当时，穿过线框的磁通量为0Wb B．当时，穿过线框的磁通量为1Wb C．当时，穿过线框的磁通量为Wb D．当时，穿过线框的磁通量为2Wb 7. 安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说， 电子绕原子核运动可等效为一环形电流。如图为一分子电流模型，电量为e的电子以角速度ω绕原子核沿顺时针方向在水平面内做匀速圆周运动，则该环形电流的大小和磁场的方向为 （　　） A． ，竖直向下 B．，竖直向上 C．，竖直向下 D．，竖直向上 8. 下列四幅图中，闭合导线框均在足够大的匀强磁场中运动，其中能产生感应电流的是（　　） A．甲图中线框绕与磁感线垂直的轴线转动 B．乙图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动 C．丙图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动 D．丁图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中斜向下运动 9. 某中学物理兴趣小组将一金属圆环竖直放置，在圆环的中心放置一小磁针，圆环未通电时，小磁针在圆环平面内，如图所示。现使圆环通以电流时，小磁针转动稳定后N极北偏东，当圆环通以电流I时，小磁针转动稳定后N极北偏东。已知通电圆环电流在圆环中心激发的磁场的磁感应强度强弱与电流大小成正比，则电流I的方向和大小分别为（　　） A．从西向东看，逆时针方向， B．从西向东看，顺时针方向， C．从西向东看，顺时针方向， D．从西向东看，逆时针方向， 10. 如图所示，竖直面内一长直导线a，通有方向向上的恒定电流，紧靠导线左侧有一金属圆环b。现使圆环b以导线a为轴旋转半周，则在b旋转过程中下列说法正确的是（　　） A．穿过金属圆环b的磁通量为零 B．穿过金属圆环b的磁通量不变 C．金属圆环b中有感应电流产生 D．金属圆环b受安培力作用 11. 如图（a）甲所示，虚线内为一圆形区域，该区域处于平面内，圆心为O；无限长通电直导线（图中未画出）垂直平面固定放置，另一无限长通电直导线（电流方向未画出）垂直平面从轴上的点沿虚线按逆时针方向移动，导线与圆心的连线与正半轴夹角为从0缓慢增大到的过程中，点处磁感应强度的分量和随的变化图像如图（b）和图（c）所示。规定沿坐标轴正方向为磁感应强度的正方向，下列说法正确的是（　　） A．导线a的电流方向一定与导线b相反 B．导线a可能位于第四象限角平分线上 C．导线移动过程中，处磁感应强度先增大后减小 D．导线移动过程中，处磁感应强度最小值为0 12. 如图是贵铜公路上安装的一种测速“电子眼”。在“电子眼”前方路面下间隔一段距离埋设两个通电线圈，当车辆通过线圈上方的道路时，会引起线圈中电流的变化，系统根据两次电流变化的时间及线圈之间的距离，对超速车辆进行抓拍。下列判断正确的是（　　） A．汽车经过线圈不会产生感应电流 B．线圈中的电流是由于汽车通过线圈时发生电磁感应引起的 C．“电子眼”测量的是经过两个线圈的平均速度 D．如果某个线圈出现故障，没有电流，“电子眼”还可以正常工作 13. 某物理兴趣小组为研究通电导线周围的磁场，他们将一根很长的直导线，竖直穿过水平桌面上O点处的小孔并固定，然后在导线中通以恒定电流，以O点为原点，某一水平方向为x轴建立坐标系，再将一个灵敏的小磁针放在x轴上不同的位置，小磁针静止时N极指向与x轴正向的夹角为θ，图1为其俯视图。图2为实验得到的sinθ与位置x之间的关系曲线。已知该区域地磁场水平分量大小为B0。下列说法正确的是（　　） A．导线中电流方向为竖直向下 B．此处地磁场方向与x轴垂直 C．通电导线在x0处产生的磁感应强度大小为 D．x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0 14. 如图所示，我国的探月卫星在进入地月转移轨道时，由于卫星姿势的改变，卫星中一边长为，匝数为10匝的正方形导线框，由水平方向转至竖直方向，此处磁场磁感应强度，方向如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．在水平位置时，穿过线框的磁通量的大小为 B．在竖直位置时，穿过线框的磁通量的大小为 C．该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是 D．该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是 15. 中国作为文明古国，其四大发明——造纸术、印刷术、火药、指南针影响深远。东汉时期思想家王充在《论衡》一书中有关于“司南之杓，投之于地，其柢（即勺柄）指南”的记载。如图所示的司南是用天然磁铁矿石琢成的一个勺形物体，放在一个刻着方位的光滑方盘上。下列说法正确的是（　　） A．“司南之杓”可以用铜为材料制作 B．“柢”相当于磁体的S极 C．地球的磁场是人为想象出来的 D．“柢”能够指南是因为方盘对它施加了向南的力 16. 如图所示，面积为S的单匝闭合线圈abcd水平放置，与匀强磁场B的夹角（磁场方向与ad边在纸面内）。现将线圈以ab边为轴顺时针转动，则下列说法正确的是（　　） A．该过程线圈的磁通量变化量为零 B．该过程线圈的磁通量变化量大小为 C．该过程线圈的磁通量变化量大小为BS D．该过程线圈中没有感应电流产生 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第13讲 电磁感应与电磁波初步 课 程 标 准 考点 【课程要求】 ◇知道常见仪器的使用，尤其是打点计时器。 ◇知道几个常见实验的操作。 ◇掌握实验数据处理方法。 【学业要求】 ◇会使用基本的力学实验器材获取数据。 ◇能用物理图像描述实验数据。 ◇能根据数据得出实验结论，知道实验存在误差。 ◇能描述科学探究的过程和结果。 磁场磁感线 磁感应强度 电磁感应现象及其应用 电磁波的发现及其应用 能量量子化 考点一 磁场　磁感线 一、电和磁的联系 1．磁极：自然界中的磁体总是存在两个磁极。 2．磁极间的作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 3．电流的磁效应 (1)奥斯特实验：通电导线使小磁针偏转。 (2)实验结论：电流可以产生磁场——发现了电流的磁效应。 二、磁场 1．定义：磁体与磁体之间，磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用，都是通过磁场发生的。 2．基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用。 三、磁感线 1．磁场的方向规定：小磁针静止时N极所指的方向。 2．磁感线：用来形象地描述磁场的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致。 3．磁感线的疏密表示磁场的强弱。 四、安培定则 1．直线电流的磁场：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图甲所示。 2．环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向，如图乙所示。 3．通电螺线管的磁场：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟螺线管电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向，或拇指指向螺线管的N极，如图丙所示。 五、安培分子电流假说 1．分子电流假说：安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流，即分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。 考点二 磁感应强度　磁通量 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．控制变量法探究影响通电导线受力的因素 如图所示，三块相同的蹄形磁铁，并列放在桌上，直导线所在处的磁场认为是均匀的。 (1)保持长度不变，改变电流大小，观察直导线摆动角度大小来比较磁场力大小。 (2)保持电流大小不变，改变磁场中导线长度，通过观察直导线摆动角度大小比较磁场力大小。 (3)实验结论：直导线与磁场垂直时，它受力大小既与导线的长度l成正比，又与导线中的电流I成正比。 3．磁感应强度的大小 在磁场中垂直于磁场方向放置的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度l的乘积Il的比值叫磁感应强度。 4．公式：B＝。 5．单位：国际单位是特斯拉，简称特，国际符号是T,1 T＝1。 二、匀强磁场 1．定义：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：间隔相等的平行直线。 三、磁通量 1．定义：匀强磁场中磁感应强度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B与研究的平面不垂直时，这个面在垂直于磁场B方向的投影面积S′与B的乘积表示磁通量。 3．单位：国际单位制是韦伯，简称韦，符号是Wb,1 Wb＝1 T·m2。 4．引申：B＝，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应强度B又叫磁通密度。 考点三 电磁感应现象及应用 一、划时代的发现 1．电流的磁效应引起的思考：既然电流能够产生磁场，那么，为什么不能用磁体使导线中产生电流呢？ 2．法拉第的探索：经历了长达10年的探索，经历了一次次失败，最终领悟到，“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。 3．电磁感应：由磁产生电的现象。 4．感应电流：由电磁感应产生的电流。 二、产生感应电流的条件 1．探索感应电流产生的条件 (1)实验装置 (2)实验过程 开关和变阻器的状态 线圈B中是否有电流 开关闭合瞬间 有 开关断开瞬间 有 开关闭合时，滑动变阻器不动 无 开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片 有 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。 三、电磁感应现象的应用 1．最早的发电机：法拉第的圆盘发电机。 2．电厂里的发电机、生产和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。 考点四 电磁波的发现及应用 一、电磁场 1．变化的磁场产生电场。 2．变化的电场产生磁场。 3．变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。 二、电磁波 1．麦克斯韦的预言 (1)电磁波的预言：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播形成电磁波。 (2)电磁波可以在真空中传播。 (3)光的电磁理论：光是以波动形式传播的一种电磁振动，电磁波的速度等于光速。 2．赫兹的贡献：赫兹证实了电磁波的存在，证实了麦克斯韦的电磁场理论。 三、电磁波谱 1．电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系：c＝λf。 2．电磁波在真空中的速度：c＝3×108 m/s。 3．电磁波谱的概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，形成电磁波谱。 4．电磁波谱组成 5．各种电磁波的应用 (1)无线电波中的长波、中波、短波用于广播及其他信号的传播。 (2)微波用于卫星通信、电视等信号传输。 (3)红外线用来加热理疗。 (4)可见光让我们看见这个世界，也可用于通信。 (5)紫外线可以消毒。 (6)X射线用于诊断病情。 (7)γ射线可以摧毁病变的细胞。 四、电磁波的能量 1．电磁波具有能量，电磁波是物质存在的一种形式。 2．微波炉加热食物应用了一种电磁波——微波，食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，内能增加，温度升高。 3．光是一种电磁波——传播着的电磁场，光具有能量。 五、电磁波通信 1．电信网、广播电视网和互联网相互渗透、相互兼容，逐步整合成为统一的信息通信网络。 2．以互联网为基础的信息服务都是通过电磁波来传递的。 考点五 能量量子化 一、热辐射 1．热辐射：一切物体都在辐射电磁波。 2．热辐射规律：温度越高，热辐射中波长较短的成分越强。 3．黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。 4．黑体辐射：黑体向外辐射电磁波的现象。 二、能量子 1．普朗克的能量子假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个最小的能量值ε叫作能量子。 2．能量子大小：ε＝hν。 ν是电磁波的频率，h是普朗克常量，h＝6.626 070 15×10－34 J·s。 3．爱因斯坦光子假设：光是由一个个不可分割的能量子组成，这些能量子叫作光子，光子的能量ε＝hν。 三、能级 1．定义：原子量子化的能量值。 2．原子处于能级最低的状态时最稳定，由高能级向低能级跃迁时放出光子。 3．原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量，等于两个能级之差。 4．原子光谱的谱线是一些分立的亮线。 题型一、磁场 磁感线 [例题1] 如图所示，竖直导线通有向上的电流，其附近水平放有一枚小磁针。不考虑地磁场和摩擦力的影响，稳定时小磁针指向正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】竖直导线通有向上的电流，根据右手螺旋定则可知，磁场方向为逆时针方向；则稳定时图中小磁针的N极应沿着所在位置的切线方向指向外。 故选A。 [例题2] 如图所示，两根长直的通电导线M、N，分别通有竖直向上的电流和水平向右的电流，且，直线电流在周围空间产生的磁场与距离的关系为，I为电流，r为周围空间的点到长直导线的距离，k为比例系数。在空间施加一垂直于纸面向里的匀强磁场，当磁感应强度大小为时a点的磁感应强度为0。已知a点到通电导线M、N的距离分别为2r、r，b点到通电导线M、N的距离分别为r、2r。则下列说法正确的是（　　） A．通电导线M在a点的磁感应强度大小为 B．通电导线N在a点的磁感应强度大小为 C．b点的磁感应强度大小为 D．通电导线M、N在b点的磁感应强度大小为 【答案】C 【详解】A．规定垂直纸面向外为正方向，由安培定则可知通电导线在点产生的磁场垂直纸面向里，通电导线在点产生的磁场垂直纸面向外，对点有 解得 通电导线在点的磁感应强度大小为，故A错误； B．通电导线在点的磁感应强度大小为，故B错误； C．由安培定则可知通电导线在点产生的磁场均垂直纸面向里，点的磁感应强度大小为，故C正确； D．同理可知，通电导线在点的磁感应强度大小为，故D错误。 故选C。 [例题3] 某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示，下列判断正确的是（    ） A． a点的磁感应强度大于b点 B． b点的磁感应强度大于c点 C． c点的磁感应强度大于a点 D． a、b、c点的磁感应强度一样大 【答案】B 【详解】磁感线越密集的地方磁感线强度越大，故可知。 故选B。 题型二、磁感应强度 磁通量 [例题4] 一匝数匝、面积的圆形线圈，放在磁感应强度大小的匀强磁场中，若磁场方向与线圈平面的夹角为，则穿过每匝线圈的磁通量为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】穿过线圈的磁通量大小与线圈匝数无关，根据磁通量公式有 解得 故选B。 [例题5] 两根通有相同电流的长直导线垂直于平面固定在、两点，电流方向垂直于平面向里，此时点的磁感应强度为B。若将M点的电流方向变为垂直于平面向外，P点的磁感应强度为，则（　　） A．的大小是B的倍，方向相同 B．的大小是B的倍，方向垂直 C．与B大小相等，方向相同 D．与B大小相等，方向垂直 【答案】D 【详解】如图所示 根据安培定则可知，当M点的电流方向垂直于纸面向里时，P点的磁感应强度沿x轴正方向，由矢量的叠加原理，可知大小等于每根导线在P点产生磁场磁感应强度大小的倍；当M点的电流方向垂直于纸面向外时，P点的磁感应强度沿y轴正方向，大小与B相等。 故选D。 [例题6] 如图所示，AC是四分之一圆弧，O为圆心，A、C处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向均垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为B的匀强磁场，O处的磁感应强度恰好为零。下列说法正确的是（　　） A．两通电直导线相互排斥 B．A处直导线在O处产生的磁感应强度大小为 C．若将A处直导线中的电流反向、大小不变，则O处的磁感应强度大小变为2B D．若将A处直导线移走，则O处的磁感应强度大小变为 【答案】D 【详解】A．同向通电直导线相互吸引，选项A错误； B．A处直导线在O处产生的磁感应强度大小为B1，则C处直导线在O处产生的磁感应强度大小为，根据矢量的叠加 解得，选项B错误； C．若将A处直导线中的电流反向、大小不变，则O处的磁感应强度大小为，选项C错误； D．若将A处直导线移走，则O处的磁感应强度大小为，选项D正确。 故选D。 题型三、电磁感应 [例题7] 如图所示，闭合金属圆环固定。下列操作能使圆环产生感应电流的是（　　） A．使条形磁铁静止在圆环上方 B．使条形磁铁静止在圆环中央 C．使条形磁铁静止在圆环下方 D．使条形磁铁快速地穿过圆环 【答案】D 【详解】A．使条形磁铁静止在圆环上方，穿过圆环的磁通量保持不变，不会使圆环产生感应电流，故A错误； B．使条形磁铁静止在圆环中央，穿过圆环的磁通量保持不变，不会使圆环产生感应电流，故B错误； C．使条形磁铁静止在圆环下方，穿过圆环的磁通量保持不变，不会使圆环产生感应电流，故C错误； D．使条形磁铁快速地穿过圆环，穿过圆环的磁通量发生变化，会使圆环产生感应电流，故D正确。 故选D。 [例题8] 学了电磁感应现象后，某校高一同学满心好奇地玩起了“电流魔法”——他鼓捣出几种奇妙场景，想瞧瞧能不能让电流悄悄“冒出来”。以下是他尝试的几种物理情境，其中线圈或回路中可能产生感应电流的是（　　） A．甲图中O为线圈圆心，导线垂直于线圈平面，增大导线中的电流 B．乙图中条形磁铁向下进入闭合线圈的过程中 C．丙图中矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移过程中 D．丁图中OO'轴与磁场平行，线圈绕OO'轴转动过程中 【答案】B 【详解】A．甲图中，导线垂直于线圈平面，导线中的电流产生的磁场是以导线为中心的同心圆，此时穿过线圈的磁通量为0，增大导线中的电流，磁感应强度增大，但磁场方向仍与线圈平面平行，磁通量始终为0，没有变化，则不会产生感应电流，故A错误； B．乙图中，条形磁铁向下进入闭合线圈的过程中，穿过线圈的磁通量增大，闭合回路磁通量发生变化，满足感应电流产生条件，则线圈会产生感应电流，故B正确； C．丙图中，矩形导电线圈平面垂直于磁场方向，线圈向右平移过程中，磁通量不变，则线圈不会产生感应电流，故C错误； D．丁图中，OO'轴与磁场平行，线圈绕OO'轴转动过程中，通过线圈的磁通量始终为0，没有变化，则线圈不会产生感应电流，故D错误。 故选B。 [例题9] 如图为延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B。线圈A与电源连接，线圈B与滑动变阻器R构成一个闭合电路。闭合或者断开开关S的时候，在弹簧K的弹力与线圈铁芯磁力的共同作用下，衔铁D与触头C（连接工作电路）连接或者分离。线圈A、B均可认为是理想线圈，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S，衔铁D会立即下降 B．闭合开关S瞬间，电路中有向下流过R的电流 C．断开开关S，线圈A中的电流不会立即消失 D．若想断开开关S时，衔铁D与触头C更快分离，可以调大R的阻值 【答案】D 【详解】AB．由题意可知，闭合开关S瞬间，线圈A中产生磁场，铁芯对衔铁有磁场力作用，衔铁D由于受到弹簧K的拉力作用和自身惯性，不会立即下降，穿过线圈B向下的磁通量增加，根据楞次定律的增反减同，可知线圈B所在电路中有向上流过R的电流，故AB错误； CD．断开开关S，线圈A中的电流会立即消失，铁芯中的磁场迅速减小，根据楞次定律可知，线圈B中会产生阻碍磁通量减小的感应电流，继而令铁芯和衔铁不会立即分离，若调大R的阻值，会使感应电流减小，铁芯上的磁性变弱，导致断开开关S时，衔铁D与触头C更快分离，故C错误，D正确。 故选D。 题型四、电磁波 能量量子化 [例题10] 在物理学发展的历程中，许多科学家的科学研究为物理学的建立做出了巨大贡献。下列叙述中不正确的是（    ） A．英国物理学家法拉第于1846年指出：闭合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，并称之为法拉第电磁感应定律 B．牛顿发现了万有引力定律，并进行了“月-地检验”，将万有引力定律推广至自然界所有物体之间 C．美国物理学家密立根最早测定了元电荷e的数值 D．赫兹测出了电磁波在真空中的速度，证实了麦克斯韦电磁场理论 【答案】A 【详解】A．韦伯和纽曼提出了法拉第电磁感应定律，故A错误； B．牛顿发现了万有引力定律，并进行了“月-地检验”，将万有引力定律推广至自然界所有物体之间，故B正确； C．美国物理学家密立根通过油滴实验最早测定了元电荷e的数值，故C正确； D．赫兹测出了电磁波在真空中的速度，证实了麦克斯韦电磁场理论，故D正确； 本题选择错误选项，故选A。 [例题11] 关于下列四幅图的说法中，正确的是（　　） A．图甲中，赫兹引入了能量子这一概念，首次提出了能量量子化的思想 B．图乙中，环形电流周围的磁场分布情况可用左手定则判断 C．图丙中，当线框向右匀速运动时，线框中的磁通量减小，线框中产生感应电流 D．图丁中，频率越大的电磁波在真空中的传播速度越大 【答案】C 【详解】A．图甲中，普朗克引入了能量子这一概念，首次提出了能量量子化的思想，故A错误； B．图乙中，环形电流周围的磁场分布情况可用安培定则判断，左手定则是用来判断安培力和洛伦兹力的，故B错误； C．根据法拉第电磁感应定律可知，图丙中，当线框向右匀速运动时，线框中的磁通量减小，线框中产生感应电流，故C正确； D．图丁中，电磁波在真空中的传播速度相同，都等于光速，与电磁波的频率无关，故D错误。 故选C。 [例题12] 现在市场上常用来激光打标的是355nm紫外纳秒固体激光器，该激光器单光子能量高，能直接打断某种材料的分子键，使之从材料表面脱离。据此判断，打断该材料分子键需要的能量约为（取普朗克常量，真空光速）（    ）    A． B． C． D． 【答案】B 【详解】打断该材料分子键需要的能量为该激光器单光子能量，则该激光的光子能量为 解得 故选B。 1. 物理学发展源于生活，沉于理论，归于实验，下列关于物理学史的说法正确的是（　　） A．赫兹首先发现了电磁感应现象 B．安培最早通过实验证实了电磁波的存在 C．麦克斯韦认为变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 D．法拉第在分析了许多实验事实后提出，感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 【答案】C 【详解】A．电磁感应现象由法拉第首先发现，赫兹的主要贡献是证实电磁波的存在，故A错误； B．赫兹通过实验首次证实了电磁波的存在，安培的研究集中在电流的磁效应，故B错误； C．麦克斯韦电磁场理论指出变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，故C正确； D．感应电流的方向由楞次定律描述，而法拉第提出的是电磁感应现象及定量规律，故D错误。 故选C。 2. 如图，在等边三角形的顶点、上分别放置垂直纸面的通电直导线，两导线中电流大小相等、方向垂直纸面向里，关于顶点处的磁感应强度方向，以下描述正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由题意，根据右手螺旋定则，b电流产生的磁场垂直于ba偏向右下方，c电流产生的磁场垂直于ca偏向右上方，根据平行四边形定则，则合场强的方向水平向右，与bc边平行，故选B。 3. 如图，竖直平面内有一扇形导线框M，圆心为O，半径为R，过圆心O的水平面下方有垂直导线框平面的足够大的匀强磁场。现使线框M从图示位置开始运动，则在下列运动过程中，M中有感应电流产生的是（　　） A．向上平移R B．向下平移R C．向右平移R D．向左平移R 【答案】A 【详解】根据电磁感应原理可知，只有穿过线框中的磁通量发生改变时，才能产生感应电流，因此要使线框中的磁通量发生改变。当线框向下平移R、向右平移R和向左平移R时，线框M中磁通量没有发生改变，则不会产生感应电流；而当线框向上平移R时，线框M中的磁通量逐渐减小，则会产生感应电流。 故选A。 4. 如图所示，虚线方框内有垂直纸面向里的匀强磁场，闭合线圈在由位置1穿过虚线框到达位置3的过程中，能产生感应电流的是（　　） A．从位置1加速到达磁场前 B．在磁场内匀速运动时 C．在磁场内加速运动时 D．减速通过磁场右边界时 【答案】D 【详解】A．从位置1加速到达磁场前，线框的磁通量一直为零，保持不变，则线框中不会产生感应电流，故A错误； BC．在磁场内匀速运动或加速运动时，线框的磁通量保持不变，线框不会产生感应电流，故BC错误； D．减速通过磁场右边界时，线框中的磁通量逐渐减小，故线框中会产生感应电流，故D正确。 故选D。 5. 一边长为d的n匝正方形线框内部有直径为d的圆形匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，则穿过线框的磁通量为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据磁通量的定义可知穿过线框的磁通量为 故选A。 6. 如图所示，在水平面边长的正方形区域内，有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。现有一长方形线框可绕轴在竖直面内转动，，线框与水平方向的夹角为。下列说法正确的是（　　） A．当时，穿过线框的磁通量为0Wb B．当时，穿过线框的磁通量为1Wb C．当时，穿过线框的磁通量为Wb D．当时，穿过线框的磁通量为2Wb 【答案】B 【详解】A．由于磁场仅仅分布在区域内，根据磁通量的定义可知，当时，穿过线框的磁通量为，故A错误； B．根据磁通量的定义可知，当时，线框在水面上的投影面积大于正方形的面积，则穿过线框的磁通量为，故B正确； C．根据磁通量的定义可知，当时，线框在水面上的投影面积等于正方形的面积，则穿过线框的磁通量为，故C错误； D．根据磁通量的定义可知，当时，线框平面与磁场方向平行，则穿过线框的磁通量为，故D错误。 故选B。 7. 安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说， 电子绕原子核运动可等效为一环形电流。如图为一分子电流模型，电量为e的电子以角速度ω绕原子核沿顺时针方向在水平面内做匀速圆周运动，则该环形电流的大小和磁场的方向为 （　　） A． ，竖直向下 B．，竖直向上 C．，竖直向下 D．，竖直向上 【答案】B 【详解】电子圆周运动的周期 根据电流的定义可得环形电流的大小为 由于电子绕核顺时针运动，故电流方向为逆时针方向，根据安培定则可知，磁场方向竖直向上。 故选B。 8. 下列四幅图中，闭合导线框均在足够大的匀强磁场中运动，其中能产生感应电流的是（　　） A．甲图中线框绕与磁感线垂直的轴线转动 B．乙图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动 C．丙图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动 D．丁图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中斜向下运动 【答案】A 【详解】A．甲图中线框绕与磁感线垂直的轴线转动，穿过导线框的磁通量发生变化，导线框能产生感应电流，故A正确； B．乙图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动，穿过导线框的磁通量保持不变，导线框不能产生感应电流，故B错误； C．丙图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动，穿过导线框的磁通量保持不变，导线框不能产生感应电流，故C错误； D．丁图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中斜向下运动，穿过导线框的磁通量保持不变，导线框不能产生感应电流，故D错误。 故选A。 9. 某中学物理兴趣小组将一金属圆环竖直放置，在圆环的中心放置一小磁针，圆环未通电时，小磁针在圆环平面内，如图所示。现使圆环通以电流时，小磁针转动稳定后N极北偏东，当圆环通以电流I时，小磁针转动稳定后N极北偏东。已知通电圆环电流在圆环中心激发的磁场的磁感应强度强弱与电流大小成正比，则电流I的方向和大小分别为（　　） A．从西向东看，逆时针方向， B．从西向东看，顺时针方向， C．从西向东看，顺时针方向， D．从西向东看，逆时针方向， 【答案】C 【详解】设小磁针所在位置的地磁场的大小为，方向向北，圆环通以电流时，小磁针转动稳定后N极北偏东，所以此时圆环产生的磁场向东，大小为 当圆环通以电流I时，小磁针转动稳定后N极北偏东，则此时圆环产生的磁场向东，大小为 又因为通电圆环电流在圆环中心激发的磁场的磁感应强度强弱与电流大小成正比，则 所以 根据安培定则可知，电流的方向为从西向东看，顺时针方向。 故选C。 10. 如图所示，竖直面内一长直导线a，通有方向向上的恒定电流，紧靠导线左侧有一金属圆环b。现使圆环b以导线a为轴旋转半周，则在b旋转过程中下列说法正确的是（　　） A．穿过金属圆环b的磁通量为零 B．穿过金属圆环b的磁通量不变 C．金属圆环b中有感应电流产生 D．金属圆环b受安培力作用 【答案】B 【详解】AB．根据安培定则，长直导线a通有向上的恒定电流，其产生的磁场是以导线为圆心的同心圆，故穿过金属圆环b的磁通量不变，故A错误，B正确； CD．由于穿过金属圆环b的磁通量不变，故无感应电流产生，金属圆环b不受安培力作用，故CD错误。 故选B。 11. 如图（a）甲所示，虚线内为一圆形区域，该区域处于平面内，圆心为O；无限长通电直导线（图中未画出）垂直平面固定放置，另一无限长通电直导线（电流方向未画出）垂直平面从轴上的点沿虚线按逆时针方向移动，导线与圆心的连线与正半轴夹角为从0缓慢增大到的过程中，点处磁感应强度的分量和随的变化图像如图（b）和图（c）所示。规定沿坐标轴正方向为磁感应强度的正方向，下列说法正确的是（　　） A．导线a的电流方向一定与导线b相反 B．导线a可能位于第四象限角平分线上 C．导线移动过程中，处磁感应强度先增大后减小 D．导线移动过程中，处磁感应强度最小值为0 【答案】B 【详解】B．因为时b导线产生场强没有x轴方向分量，因此x轴方向的场强分量为a导线在x轴的分量，同理时b导线无y轴方向场强分量，y轴场强分量为a导线在y轴的分量，即 可知a棒可能位于第四象限角平分线上，电流方向垂直纸面向里，或位于第二象限角平分线上，电流方向垂直纸面向外，故B正确； A．由时， 则导线中电流方向垂直纸面向里，故电流方向可能相同或相反，故A错误； CD．导线移动过程中，与的夹角从到间变化，则点处磁感应强度先减小后增大，且最小值不为0，C错误，D错误。 故选B。 12. 如图是贵铜公路上安装的一种测速“电子眼”。在“电子眼”前方路面下间隔一段距离埋设两个通电线圈，当车辆通过线圈上方的道路时，会引起线圈中电流的变化，系统根据两次电流变化的时间及线圈之间的距离，对超速车辆进行抓拍。下列判断正确的是（　　） A．汽车经过线圈不会产生感应电流 B．线圈中的电流是由于汽车通过线圈时发生电磁感应引起的 C．“电子眼”测量的是经过两个线圈的平均速度 D．如果某个线圈出现故障，没有电流，“电子眼”还可以正常工作 【答案】C 【详解】A．在“电子眼”前方路面下间隔一段距离埋设的是“通电线圈”，汽车上大部分是金属，当汽车通过线圈时会引起通电线圈的磁通量变化，从而产生电磁感应现象，产生感应电电流，故A错误； B．线圈本身就是通电线圈，线圈中的电流并不是由于汽车通过线圈时发生电磁感应引起的，汽车通过时产生的电磁感应现象只是引起线圈中电流发生变化，故B错误； C．测量的是经过两个线圈的平均速度，故C正确； D．如果某个线圈出现故障，没有电流，就会无计时起点或终点，无法计时，电子眼不能正常工作，故D错误。 故选C。 13. 某物理兴趣小组为研究通电导线周围的磁场，他们将一根很长的直导线，竖直穿过水平桌面上O点处的小孔并固定，然后在导线中通以恒定电流，以O点为原点，某一水平方向为x轴建立坐标系，再将一个灵敏的小磁针放在x轴上不同的位置，小磁针静止时N极指向与x轴正向的夹角为θ，图1为其俯视图。图2为实验得到的sinθ与位置x之间的关系曲线。已知该区域地磁场水平分量大小为B0。下列说法正确的是（　　） A．导线中电流方向为竖直向下 B．此处地磁场方向与x轴垂直 C．通电导线在x0处产生的磁感应强度大小为 D．x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0 【答案】C 【详解】ACD．由图2可知，当时，知 解得 小磁针静止时N极的指向为合磁场的方向，设通电导线在处产生磁感应大小为，该区域地磁场水平分量大小为B0，如图所示 由数学关系知 解得 x0处合磁场的磁感应强度大小为 解得 根据安培定则，由小磁针的偏转情况可判断，导线中电流方向为竖直向上，故AD错误，C正确； B．由图1可知，小磁针放在x轴上，小磁针静止时N极指向与x轴正向的夹角为θ，说明地磁场与x轴不垂直，故B错误。 故选C。 14. 如图所示，我国的探月卫星在进入地月转移轨道时，由于卫星姿势的改变，卫星中一边长为，匝数为10匝的正方形导线框，由水平方向转至竖直方向，此处磁场磁感应强度，方向如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．在水平位置时，穿过线框的磁通量的大小为 B．在竖直位置时，穿过线框的磁通量的大小为 C．该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是 D．该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是 【答案】B 【详解】在水平位置时穿过线框的磁通量为 在竖直位置时穿过线框的磁通量的大小为 磁通量的变化量的大小为 故选B。 15. 中国作为文明古国，其四大发明——造纸术、印刷术、火药、指南针影响深远。东汉时期思想家王充在《论衡》一书中有关于“司南之杓，投之于地，其柢（即勺柄）指南”的记载。如图所示的司南是用天然磁铁矿石琢成的一个勺形物体，放在一个刻着方位的光滑方盘上。下列说法正确的是（　　） A．“司南之杓”可以用铜为材料制作 B．“柢”相当于磁体的S极 C．地球的磁场是人为想象出来的 D．“柢”能够指南是因为方盘对它施加了向南的力 【答案】B 【详解】A．铜不能被磁化，“司南之杓”不可以用铜为材料制作，故A错误； B．地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，其实质是一块磁铁，在地磁场的作用下，静止时其勺柄指向南方，即指向地磁的北极，根据地磁场的特点可知，“柢”相当于磁体的S极，故正确； C．地球的磁场是真实存在的，故C错误； D．柢能够指南是因为受到地磁场的作用力，故D错误。 故选B。 16. 如图所示，面积为S的单匝闭合线圈abcd水平放置，与匀强磁场B的夹角（磁场方向与ad边在纸面内）。现将线圈以ab边为轴顺时针转动，则下列说法正确的是（　　） A．该过程线圈的磁通量变化量为零 B．该过程线圈的磁通量变化量大小为 C．该过程线圈的磁通量变化量大小为BS D．该过程线圈中没有感应电流产生 【答案】B 【详解】ABC．两次情况下磁感线穿过线圈的面不同，设初位置时穿过线圈的磁通量为正，则初位置时磁通量为 转过90°，到达末位置时磁通量为 该过程线圈的磁通量变化量大小为 故AC错误，B正确； D．该过程磁通量发生变化，故有感应电流产生，故D错误。 故选B。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$