6.5 电磁感应及其应用 同步作业 -2025-2026学年高二上学期（中职）物理高教版(2021)机械建筑类

主题六 电与磁及其应用 第五节 电磁感应及其应用同步作业 一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一项符合题目要求） 1. 下列关于电磁感应现象的说法，正确的是（ ） A. 电磁感应现象是奥斯特首先发现的 B. 电磁感应现象是指电流产生磁场的现象 C. 电磁感应现象中，机械能可以转化为电能 D. 建筑中的照明电路，其供电原理与电磁感应无关 2. 产生感应电流的必要条件是（ ） A. 导体在磁场中运动 B. 导体在磁场中做切割磁场线运动 C. 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁场线运动 D. 闭合电路的导体在磁场中静止 3. 建筑施工中使用的柴油发电机，其发电原理是利用了（ ） A. 电流的磁效应 B. 电磁感应现象 C. 磁场对电流的作用 D. 磁极间的相互作用 4. 用右手定则判断感应电流的方向时，下列操作规范的是（ ） A. 让磁场线从掌心进入，拇指指向导体运动方向 B. 让磁场线从手背进入，拇指指向感应电流方向 C. 让磁场线从掌心进入，四指指向导体运动方向 D. 让磁场线从手背进入，四指指向感应电流方向 5. 下列场景中，能产生感应电流的是（ ） A. 闭合电路的一段导线在匀强磁场中平行于磁场线运动 B. 断开电路的一段导线在磁场中做切割磁场线运动 C. 闭合电路的一段导线在磁场中垂直于磁场线运动 D. 闭合电路的导线在磁场中静止不动 6. 关于法拉第电磁感应定律，下列说法正确的是（ ） A. 感应电动势的大小与磁通量的变化量成正比 B. 感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比 C. 磁通量越大，感应电动势一定越大 D. 该定律仅适用于导体切割磁场线产生感应电流的情况 7. 某闭合电路的一部分导体在匀强磁场中做切割磁场线运动，若仅将导体运动速度增大为原来的2倍，其他条件不变，感应电动势将（ ） A. 增大为原来的2倍 B. 减小为原来的1/2 C. 保持不变 D. 增大为原来的4倍 8. 建筑电气中的变压器，其工作原理是利用了（ ） A. 电流的热效应 B. 电磁感应现象 C. 磁场对电流的作用 D. 静电感应现象 9. 下列关于感应电流方向的说法，正确的是（ ） A. 感应电流的方向只与磁场方向有关 B. 感应电流的方向只与导体运动方向有关 C. 感应电流的方向与磁场方向、导体运动方向都有关 D. 感应电流的方向与磁场方向、导体运动方向都无关 10. 匀强磁场中，闭合电路的一部分导体垂直切割磁场线，若导体长度增大为原来的3倍，运动速度增大为原来的2倍，磁感应强度不变，感应电动势将（ ） A. 增大为原来的5倍 B. 增大为原来的6倍 C. 增大为原来的3倍 D. 增大为原来的2倍 11. 机械加工中的感应加热设备，其核心工作原理是利用了（ ） A. 电磁感应产生的涡流发热 B. 电流的磁效应 C. 磁场对电流的安培力 D. 静电感应现象 12. 下列设备中，不是利用电磁感应现象工作的是（ ） A. 交流发电机 B. 动圈式话筒 C. 电磁继电器 D. 变压器 二、填空题（本题共6小题，每空2分，共24分） 13. 电磁感应现象是指__________电路的一部分导体在__________中做切割__________运动时，导体中产生电流的现象，这种电流叫做__________。 14. 右手定则的内容：伸开右手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让__________从掌心进入，并使拇指指向__________的方向，这时四指所指的方向就是__________的方向。 15. 法拉第电磁感应定律指出：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的__________的__________成正比；感应电动势的符号为__________，单位是__________（V）。 16. 导体切割磁场线产生的感应电动势大小的计算公式为__________（导体垂直切割时），其中B表示__________，L表示导体的__________，v表示导体切割磁场线的__________。 17. 建筑中的变压器由原线圈、副线圈和铁芯组成，原线圈通入交变电流后，铁芯中产生变化的__________，穿过副线圈的磁通量发生变化，从而在副线圈中产生__________，实现电能的传递。 18. 机械制动系统中的电磁感应制动，是利用导体在磁场中运动产生__________，感应电流在磁场中受到__________，该力方向与导体运动方向相反，从而产生制动效果，其能量转化是__________转化为电能再转化为内能。 三、简答题（本题共2小题，每小题8分，共16分） 19. 结合机械建筑专业知识，画出“闭合电路的一部分导体垂直切割匀强磁场线”的示意图（标注磁场方向、导体运动方向、感应电流方向），并简述右手定则的具体应用步骤；说明感应电动势与导体运动速度的关系。 20. 建筑施工现场的柴油发电机是重要的应急供电设备，结合电磁感应现象，解释发电机的工作原理，并说明其工作过程中的能量转化情况；简述发电机在建筑施工中的主要应用场景。 四、综合应用题（本题共2小题，第21题10分，第22题14分，共24分） 21. 匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T，方向垂直纸面向里，闭合电路的一部分导体长度L=0.4m，垂直于磁场方向以v=2m/s的速度做切割磁场线运动，导体的电阻R=1Ω，回答下列问题： （1）求导体中产生的感应电动势大小； （2）求导体中感应电流的大小； （3）若导体运动速度增大为原来的3倍，其他条件不变，感应电流将变为多少？ 22. 结合电磁感应及其应用的知识和机械建筑专业应用，回答下列问题： （1）某建筑用交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，磁感应强度B=0.8T，线圈匝数N=100匝，线圈面积S=0.05m²，转动角速度ω=10rad/s，求线圈产生的感应电动势最大值（提示：Eₘ=NBSω）； （2）机械感应制动中，一根长度为1.2m的导体棒在匀强磁场中垂直切割磁场线，磁感应强度B=0.6T，运动速度v=5m/s，求导体棒产生的感应电动势大小；若导体棒接入闭合电路，总电阻R=3Ω，求感应电流的大小； （3）建筑中的变压器，原线圈匝数n₁=2200匝，接在220V的交流电源上，副线圈匝数n₂=110匝，求副线圈输出的电压（提示：U₁/U₂=n₁/n₂，忽略能量损失）； （4）机械加工中，为什么感应加热设备能快速加热金属工件？结合电磁感应的知识解释其原理，并说明该设备在机械除锈、焊接中的应用优势。 参考答案 一、选择题（每小题3分，共36分） 1. C 2. C 3. B 4. A 5. C 6. B 7. A 8. B 9. C 10. B 11. A 12. C 二、填空题（每空2分，共24分） 13. 闭合；磁场；磁场线；感应电流 14. 磁场线；导体运动；感应电流 15. 磁通量；变化率；E；伏特 16. E=BLv；磁感应强度；有效长度；速度 17. 磁场；感应电动势（或感应电流） 18. 感应电流；安培力；机械能 三、简答题（每小题8分，共16分） 19. 示意图描述：画垂直纸面向外的匀强磁场线（标注B），闭合电路的一部分导体（标注L）水平放置在磁场中，导体运动方向水平向右（标注v），根据右手定则，感应电流方向竖直向上（标注I）；磁场线垂直穿过掌心，拇指指向运动方向，四指指向电流方向。 右手定则应用步骤：第一步，伸开右手，使拇指与其余四指垂直且共面；第二步，让磁场线从掌心垂直进入，确保磁场方向与掌心垂直；第三步，使拇指指向导体切割磁场线的运动方向；第四步，此时四指弯曲的方向即为导体中感应电流的方向。 感应电动势与速度的关系：在匀强磁场中，当导体垂直切割磁场线时，感应电动势E与导体运动速度v成正比（E=BLv），速度越大，单位时间内导体切割的磁场线条数越多，磁通量变化率越大，感应电动势越大。 20. 工作原理：柴油发电机的核心是定子（产生匀强磁场）和转子（闭合线圈），柴油机带动转子线圈在定子磁场中匀速转动，线圈的两边做切割磁场线运动，穿过线圈的磁通量发生周期性变化，根据电磁感应现象，线圈中会产生交变的感应电流，通过导线输出电能。 能量转化情况：柴油机燃烧柴油，将化学能转化为机械能，带动线圈转动；线圈在磁场中运动产生感应电流，将机械能转化为电能，最终实现“化学能→机械能→电能”的转化。 主要应用场景：①建筑施工中突发停电时，为塔吊、搅拌机、电焊机等大型机械供电；②为施工现场的照明设备、安全监控系统提供应急电源；③在偏远地区无电网覆盖的建筑工程中，作为主要供电设备。 四、综合应用题（共24分） 21. （1）感应电动势E=BLv=0.5T×0.4m×2m/s=0.4V （2）感应电流I=E/R=0.4V/1Ω=0.4A （3）速度增大为3倍后，v'=3×2m/s=6m/s 感应电动势E'=BLv'=0.5T×0.4m×6m/s=1.2V 感应电流I'=E'/R=1.2V/1Ω=1.2A 答：（1）0.4V；（2）0.4A；（3）1.2A。 22. （1）感应电动势最大值Eₘ=NBSω=100×0.8T×0.05m²×10rad/s=40V （2）感应电动势E=BLv=0.6T×1.2m×5m/s=3.6V 感应电流I=E/R=3.6V/3Ω=1.2A （3）由U₁/U₂=n₁/n₂得，U₂=U₁n₂/n₁=220V×110匝/2200匝=11V （4）工作原理：感应加热设备的线圈通入交变电流，产生周期性变化的磁场，金属工件处于该磁场中，穿过工件的磁通量快速变化，工件内部产生闭合的感应电流（涡流）；涡流在工件电阻的作用下产生大量焦耳热，使工件温度快速升高。 应用优势：①加热速度快，能在短时间内达到加工温度，提高机械除锈、焊接的效率；②加热均匀，涡流遍布工件内部，避免局部过热导致工件变形；③节能环保，热量直接产生于工件内部，能量损耗小；④无需接触工件，可实现远距离加热，适用于复杂形状工件的加工。 答：（1）40V；（2）3.6V，1.2A；（3）11V；（4）原理与优势见解析。 学科网（北京）股份有限公司 $