13.3 电磁感应现象及应用 讲义及课时强化练 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册
2026-08-08
|
2份
|
35页
|
138人阅读
|
3人下载
普通
摘要:
该高中物理讲义以“电磁感应现象及应用”为核心,通过分类梳理与实验归纳构建知识体系。用框架图呈现磁通量变化的三种情况,结合实验归纳感应电流产生条件,清晰展现重难点及内在逻辑。
讲义亮点在于“题型分层训练”设计,如题型1结合交变电流装置、斯特林发电机等实例,培养科学推理与模型建构素养。真题回顾涵盖近年高考题,基础题巩固概念,综合题提升能力,助力学生自主复习,教师可实施精准教学。
内容正文:
13.3电磁感应现象及应用
【题型精讲练】 1
题型1 磁通量变化的几种情况 1
题型2 产生感应电流的条件 电磁感应现象的应用 5
【真题回顾】 10
【题型精讲练】
题型1 磁通量变化的几种情况
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。
【例题精讲】
【例1】(25-26高二下·广东江门·期中)如图所示为演示交变电流产生的装置图,图中线圈逆时针转动,关于这个实验,正确的说法是( )
A.线圈每转动一周,电流方向改变1次
B.图示位置,通过线圈的磁通量为零,其变化率也为零
C.图示位置,线圈再转过,磁通量变化率最大
D.图示位置边中的感应电流方向为
【例2】(多选)(2026·天津北辰·三模)图甲所示的装置是斯特林发电机,其工作原理图可以简化为图乙。已知矩形导线框的匝数为,面积为,处在磁感应强度大小为的匀强磁场中,矩形导线框以角速度绕垂直磁场方向的轴匀速转动,线框与理想变压器原线圈相连。理想变压器原、副线圈的匝数比为,图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点,为定值电阻,为滑动变阻器,交流电压表V1、V2均视为理想电表,不计线框的电阻。下列说法正确的是( )
A.线框从图示位置开始转动时,电流方向发生改变
B.滑动变阻器的滑片向端滑动的过程中,的发热功率减小
C.滑动变阻器的滑片向端滑动的过程中,电压表V2的示数始终为
D.线框从图示位置开始转过的过程中,产生的平均电动势为
【变式训练1】(25-26高二下·广东江门·期中)韦伯和纽曼总结、提出了电磁感应定律,如图是关于该定律的实验,P是由闭合线圈组成的螺线管,把磁铁(下端N极、上端S极)从P正上方,距P上端h处由静止释放,磁铁竖直加速穿过P后落在海绵垫上并停下。若仅增大h,重复原来的操作,磁铁穿过P的过程与原来相比,下列说法正确的是( )
A.穿过线圈中点时磁通量变化率变大
B.通过线圈导线截面的电量将增大
C.线圈中产生的平均感应电动势将增大
D.线圈对磁铁的阻碍作用将变小
【变式训练2】(多选)(26-27高三·全国·一轮复习)如图1,在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R,R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i,i的变化如图2所示,规定从Q到P为电流正方向。导线框R中的感应电动势( )
A.在时为零
B.在时改变方向
C.在时最大,且感应电流沿顺时针方向
D.在时最大,且感应电流沿顺时针方向
【题型强化练】
1.(25-26高二下·广东汕头·开学考试)如图所示,电磁俘能器由动磁铁、定磁铁和若干固定线圈组成,当受到外界激励时,动磁铁围绕定磁铁顺时针旋转,与线圈发生相对运动,线圈中会产生感应电流。若动磁铁在旋转过程中,穿过线圈区域的磁通量方向始终垂直于纸面向里,下列说法正确的是( )
A.如图位置时,线圈1有缩小的趋势
B.如图位置时,线圈2中感应电流方向为顺时针
C.如图位置时,线圈1和2都在阻碍动磁铁的运动
D.动磁铁的磁性越强,线圈中产生的感应电流一定越大
2.(24-25高二下·四川成都·阶段检测)下列说法正确的是( )
A.只要导体切割磁感线就会产生感应电流
B.对于同一个线圈,穿过的磁通量变化越大,产生的感应电动势越大
C.楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现
D.线圈中的电流变化越快,其自感系数就越大
3.(25-26高二下·重庆璧山·期末)如图甲所示为一单匝线圈的简易发电机示意图,发电机与灯泡相连,灯泡两端接有电压表,从图示位置开始计时,该发电机在稳定工作时产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。已知灯泡的电阻为R,电压表为理想电表。下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为U0
B.电动势的表达式为
C.灯泡的功率为
D.t=1×10-2 s时,穿过线圈的磁通量变化率为0
4.(25-26高二下·河北承德·期中)电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电,实现振动能量回收。两对永磁铁随发动机一起上下振动,每对永磁铁间可视为水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小均为,如图甲所示。边长为的正方形线圈竖直固定在减震装置上保持静止。图乙所示时刻磁场分界线刚好在线圈中间,以此时刻为计时起点,永磁铁上下振动,振动方程为,振动过程中磁场分界线未离开线圈,线圈匝数为,电阻为,不计摩擦及其他损耗。下列说法正确的是( )
A.图乙所示时刻穿过线圈的合磁通量为零,感应电动势也为零
B.永磁铁相对线圈上升越快,线圈中的感应电动势越小
C.线圈中产生的感应电动势最大值为
D.线圈在一个周期内产生的热量为
5.(25-26高二下·广西南宁·期中)如图甲所示,圆形线圈静止在水平桌面上,其正上方固定一螺线管,和共轴,中的电流随时间变化的规律如图乙所示,桌面对的支持力为,则下列说法错误的是( )
A.在时刻, B.在时刻,穿过的磁通量不变
C.在时刻,中有感应电流 D.在时刻,有收缩的趋势
6.(多选)(25-26高二下·全国·课后作业)某实验小组探究“影响感应电动势大小的因素”。实验装置如图所示,线圈的两端与电压表相连。分别使线圈距离上管口5 cm、10 cm、15 cm和20 cm。强磁体从长玻璃管上端均由静止下落,加速穿过线圈。对比这四次实验,在强磁体穿过线圈的极短时间内,下列说法正确的是( )
A.线圈内磁通量的变化量相同
B.电压表的示数依次变大
C.强磁体所受磁场力都是先向上后向下
D.高度相同时,电压表的示数与线圈所围面积无关
题型2 产生感应电流的条件 电磁感应现象的应用
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。
(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。
(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,电流表中有电流通过;若开关S一直闭合,当改变滑动变阻器的阻值时,电流表中有电流通过;而开关S一直闭合,滑动变阻器的滑片不动时,电流表中无电流通过。
(4)归纳总结:
实验一中: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。
实验二中: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。
实验三中:开关闭合、断开或滑动变阻器的滑片移动时,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。
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。
3.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。
4.判断有无感应电流时必须明确的关键点
(1)观察导体回路是否闭合;
(2)判断穿过回路的磁通量是否发生变化。
5.判断有无感应电流的方法和注意事项
(1)能否产生感应电流,取决于穿过闭合导体回路的磁通量是否发生变化,而不是磁通量的大小。
(2)闭合回路的部分导体做切割磁感线运动是引起回路磁通量变化的具体形式之一。但闭合回路的部分导体做切割磁感线运动时,不一定总会引起闭合回路的磁通量变化。如图所示,矩形线框abcd在范围足够大的匀强磁场中,在垂直磁场的平面内向右平动,虽然ad、bc边都切割磁感线,但磁场穿过回路abcd的磁通量没有变化,因而没有产生感应电流。
(3)可充分利用磁感线进行定性判断,即通过观察穿过闭合导体回路的磁感线的条数是否变化判断某过程中磁通量是否变化。
(4)对于立体图的磁通量变化情况,要先转化为平面图,再分析磁感线的分布及变化情况。
【例题精讲】
【例1】(25-26高三上·广东广州·期末)高压直流输电中,两条输电线 M、N 等高平行排列,导线中通有等大、反向的电流。将一金属圆环置于垂直两输电线所在的平面内,其圆心位于 MN 连线中点 O,与 MN 的中垂线交于 a、b 两点,与 MN 连线交于 c、d。不计圆环对磁场的影响,则( )
A.O 点磁感应强度为零
B.a、b 两点的磁感应强度方向相反
C.c、d 两点的磁感应强度方向相同
D.若圆环垂直纸面向外移动稍许,圆环内将产生感应电流
【例2】(多选)(25-26高二下·甘肃定西·期末)金属圆环水平放置于方向竖直向下的匀强磁场中,下列情况能使圆环中产生感应电流的是( )
A.圆环以直径为轴在竖直面内转动
B.圆环在磁场中向上平动
C.圆环在磁场中向右平动
D.增大磁场的磁感应强度
【变式训练1】(25-26高一下·贵州黔东南·期末)如图所示,矩形线圈位于通电长直导线附近,线圈与导线在同一平面内,线圈的两条边与导线平行,导线中通有恒定电流,线圈以速度向右远离直导线。下列说法中正确的是( )
A.线圈的面积不变,因此线圈不会产生感应电流
B.线圈的磁通量减小,因此线圈会产生感应电流
C.只有足够大,线圈才会产生感应电流
D.只有足够大,线圈才会产生感应电流
【变式训练2】(多选)(25-26高二上·河南·阶段检测)长直导线通有如图所示的恒定电流,线框与长直导线共面,处于I位置,图中的II位置关于导线左右对称。则( )
A.长直导线右侧的磁场方向垂直纸面向里
B.线框从I位置匀速平移到Ⅱ位置过程中,在线框中会产生感应电流
C.线框固定在Ⅱ位置,通电导线电流变大,在线框中会产生感应电流
D.线框从I位置平移到关于长直导线对称的III位置,磁通量变化量为零
【题型强化练】
1.(24-25高三上·安徽阜阳·阶段检测)下列情况中能产生感应电流的是( )
A.甲图中,匀强磁场中平行导轨上两根导体棒以相同的速率反向运动
B.乙图中,匀强磁场中导体框以一定的加速度水平向右加速运动
C.丙图中,水平放置的环形导线的正上方有与其所在平面平行的长直导线,长直导线中通入逐渐增大的电流
D.丁图中,固定在平板小车上的条形磁铁与环形导线随小车水平向右运动
2.(25-26高二上·广东·期中)某实验装置如图所示,在铁芯P上绕着两个线圈甲和乙。如果线圈甲中电流i与时间t的关系有图所示的A、B、C、D四种情况,那么在这段时间内,哪种情况无法观察到线圈乙中有感应电流( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高一下·河北唐山·期末)如图,绝缘水平面上四根完全相同、足够长的光滑金属杆围成正方形,彼此接触良好,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中。若四根金属杆均沿垂直杆的方向同时匀速运动,速度大小为,则一定能使回路产生感应电流的是( )
A. B.
C. D.
4.(25-26高一下·河北·期末)如图甲所示,矩形线圈位于通电长直导线附近,线圈与导线在同一平面内,线圈的边与导线平行。导线中电流与时间的关系如图乙所示,在这段时间内,线圈中不一定产生感应电流的操作是( )
A.线框沿导线向下做匀速运动 B.线框水平向右远离导线
C.线框水平向左靠近导线 D.线框以直导线为轴转动
5.(25-26高二下·上海浦东新·期中)法拉第最早使用如图装置研究电磁感应现象。将甲、乙两个线圈绕在同一个闭合铁环上,甲的两端与直流电源连接,乙的两端与灵敏电流表连接。电路连接完好,但电流表的指针没有偏转,其主要原因是( )
A.甲中电流较小,产生磁场较弱 B.甲中电流恒定,不会产生磁场
C.甲中电流恒定,产生稳恒磁场 D.乙线圈匝数较少,产生的感应电流微弱
6.(多选)(2026·云南昆明·二模)如图甲所示,金属导线制成的光滑半圆弧导轨固定在竖直面内,匀强磁场垂直纸面向里,金属棒M放置在圆弧导轨上,由静止开始向下运动。如图乙所示,金属制成的光滑“L”形导轨两部分分别水平和竖直固定放置,匀强磁场垂直纸面向外,金属棒N先紧贴竖直导轨放置,底端受到轻微的扰动由静止开始向右运动,直至完全落在水平导轨上。两根金属棒始终不脱离轨道,则( )
A.M在运动过程中会产生感应电流
B.M在运动过程中,机械能守恒
C.N在运动过程中,感应电流的方向会发生改变
D.N在运动过程中,所受的安培力方向恒定
【真题回顾】
1.(2026•江苏)旅客在网上购买高铁票后,可使用二代身份证在自动检票闸机上刷身份证进出站。当身份证进入刷卡机感应范围后,刷卡机会向身份证发射高频电磁波,下列说法正确的是( )
A.身份证放在刷卡机上不动不会产生感应电流
B.身份证放在刷卡机上不动就会产生感应电流
C.身份证快速靠近刷卡机感应电流会变大
D.身份证快速远离刷卡机感应电流会变大
2.(2025•北京)下列图示情况,金属圆环中不能产生感应电流的是( )
A.图(a)中,圆环在匀强磁场中向左平移
B.图(b)中,圆环在匀强磁场中绕轴转动
C.图(c)中,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移
D.图(d)中,圆环向条形磁铁N极平移
3.(2025•河南)如图,一金属薄片在力F作用下自左向右从两磁极之间通过。当金属薄片中心运动到N极的正下方时,沿N极到S极的方向看,下列图中能够正确描述金属薄片内涡电流绕行方向的是( )
A.
B.
C.
D.
4.(2024•湖北)《梦溪笔谈》中记录了一次罕见的雷击事件:房屋被雷击后,屋内的银饰、宝刀等金属熔化了,但是漆器、刀鞘等非金属却完好(原文为:有一木格,其中杂贮诸器,其漆器银扣者,银悉熔流在地,漆器曾不焦灼。有一宝刀,极坚钢,就刀室中熔为汁,而室亦俨然)。导致金属熔化而非金属完好的原因可能为( )
A.摩擦 B.声波 C.涡流 D.光照
5.(2024•北京)电荷量Q、电压U、电流I和磁通量Φ是电磁学中重要的物理量,其中特定的两个物理量之比可用来描述电容器、电阻、电感三种电磁学元件的属性,如图所示。类似地,上世纪七十年代有科学家预言Φ和Q之比可能也是一种电磁学元件的属性,并将此元件命名为“忆阻器”,近年来实验室已研制出了多种类型的“忆阻器”。由于“忆阻器”对电阻的记忆特性,其在信息存储、人工智能等领域具有广阔的应用前景。下列说法错误的是( )
A.QU的单位和ΦI的单位不同
B.在国际单位制中,图中所定义的M的单位是欧姆
C.可以用来描述物体的导电性质
D.根据图中电感L的定义和法拉第电磁感应定律可以推导出自感电动势的表达式
6.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)下列处于匀强磁场的导体回路中能产生交变电流的是( )
A.甲图中绕轴匀速转动的导体环
B.乙图中绕轴匀速转动的导体框
C.丙图中在固定导轨上匀速运动的导体棒所在回路
D.丁图中匀速运动的导体框
7.(2024·北京·高考真题)如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是( )
A.闭合开关瞬间,线圈M和线圈P相互吸引
B.闭合开关,达到稳定后,电流表的示数为0
C.断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到b
D.断开开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场方向向左
8.(多选)(2022·湖北·高考真题)近年来,基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用,其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝,接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下,穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%,忽略其它损耗,下列说法正确的是( )
A.接收线圈的输出电压约为8 V
B.接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1
C.发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同
D.穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$
13.3电磁感应现象及应用
【题型精讲练】 1
题型1 磁通量变化的几种情况 1
题型2 产生感应电流的条件 电磁感应现象的应用 9
【真题回顾】 17
【题型精讲练】
题型1 磁通量变化的几种情况
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。
【例题精讲】
【例1】(25-26高二下·广东江门·期中)如图所示为演示交变电流产生的装置图,图中线圈逆时针转动,关于这个实验,正确的说法是( )
A.线圈每转动一周,电流方向改变1次
B.图示位置,通过线圈的磁通量为零,其变化率也为零
C.图示位置,线圈再转过,磁通量变化率最大
D.图示位置边中的感应电流方向为
【答案】D
【详解】A.线圈在磁场中转动产生交变电流,线圈每经过一次中性面,感应电流方向改变一次。线圈转动一周,两次经过中性面,所以电流方向改变2次,故A错误;
B.图示位置线圈平面与磁感线平行,通过线圈的磁通量 。此时 边和 边垂直切割磁感线,根据法拉第电磁感应定律
可知磁通量的变化率 最大,感应电动势最大,故B错误;
C.图示位置线圈再转过 ,线圈平面与磁感线垂直(处于中性面),此时磁通量 最大,但 边和 边不切割磁感线,感应电动势为零,即磁通量变化率 ,故C错误;
D.磁场方向竖直向下,线圈逆时针转动,图示位置 边向右运动切割磁感线。根据右手定则,磁感线穿过手心,大拇指指向运动方向(向右),四指指向感应电流方向,可知 边中感应电流方向为 ,故D正确。
故选D。
【例2】(多选)(2026·天津北辰·三模)图甲所示的装置是斯特林发电机,其工作原理图可以简化为图乙。已知矩形导线框的匝数为,面积为,处在磁感应强度大小为的匀强磁场中,矩形导线框以角速度绕垂直磁场方向的轴匀速转动,线框与理想变压器原线圈相连。理想变压器原、副线圈的匝数比为,图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点,为定值电阻,为滑动变阻器,交流电压表V1、V2均视为理想电表,不计线框的电阻。下列说法正确的是( )
A.线框从图示位置开始转动时,电流方向发生改变
B.滑动变阻器的滑片向端滑动的过程中,的发热功率减小
C.滑动变阻器的滑片向端滑动的过程中,电压表V2的示数始终为
D.线框从图示位置开始转过的过程中,产生的平均电动势为
【答案】BD
【详解】A.交变电流的电流方向仅在经过中性面时发生改变,线框转动时处于线框平面与磁感线平行的峰值位置,电流方向不变,A错误;
B.滑动变阻器滑片向端滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,副线圈总负载电阻增大。由理想变压器电压规律可知副线圈输出电压恒定,故副线圈电流减小,的发热功率减小,B正确;
C.电压表测量的是交变电压的有效值,副线圈电压有效值,C错误;
D.由法拉第电磁感应定律,平均电动势
转过过程中磁通量变化量大小
所用时间
代入得,D正确。
故选BD。
【变式训练1】(25-26高二下·广东江门·期中)韦伯和纽曼总结、提出了电磁感应定律,如图是关于该定律的实验,P是由闭合线圈组成的螺线管,把磁铁(下端N极、上端S极)从P正上方,距P上端h处由静止释放,磁铁竖直加速穿过P后落在海绵垫上并停下。若仅增大h,重复原来的操作,磁铁穿过P的过程与原来相比,下列说法正确的是( )
A.穿过线圈中点时磁通量变化率变大
B.通过线圈导线截面的电量将增大
C.线圈中产生的平均感应电动势将增大
D.线圈对磁铁的阻碍作用将变小
【答案】C
【详解】A.磁铁穿过线圈中点时,线圈中的磁通量最大,磁通量随位置变化的图像在该处斜率为零,因此磁通量变化率为零,与释放高度无关,故A错误。
B.设线圈匝数为、电阻为,由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得
磁铁沿相同路径穿过线圈时,总磁通量变化量不变,因此通过导线截面的电量不变,故B错误。
C.仅增大,磁铁到达线圈上端时的速度更大,穿过线圈的时间更短。由法拉第电磁感应定律得
总磁通量变化量不变,所以线圈中产生的平均感应电动势增大,故C正确。
D.磁铁在相同位置的速度更大,磁通量变化率更大,产生的感应电动势和感应电流更大。根据楞次定律,感应电流的磁场对磁铁运动的阻碍作用增强,故D错误。
故选C。
【变式训练2】(多选)(26-27高三·全国·一轮复习)如图1,在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R,R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i,i的变化如图2所示,规定从Q到P为电流正方向。导线框R中的感应电动势( )
A.在时为零
B.在时改变方向
C.在时最大,且感应电流沿顺时针方向
D.在时最大,且感应电流沿顺时针方向
【答案】AC
【详解】AB.导线框的位置固定,长直导线在处产生的磁感应强度与电流成正比,故穿过导线框的磁通量与成正比,感应电动势的大小与图像的变化率大小成正比。时图线斜率为零,感应电动势为零;感应电动势在图线斜率变号时改变方向,即在和时改变方向,故A正确,B错误。
CD.和时图线斜率的绝对值最大,故感应电动势大小最大。时,长直导线电流由正值减小到零,导线框处垂直纸面向里的磁场减弱,根据楞次定律,感应电流的磁场方向垂直纸面向里,故感应电流沿顺时针方向;时,长直导线电流由负值增大到零,导线框处垂直纸面向外的磁场减弱,感应电流的磁场方向垂直纸面向外,故感应电流沿逆时针方向,故C正确,D错误。
故选AC。
【题型强化练】
1.(25-26高二下·广东汕头·开学考试)如图所示,电磁俘能器由动磁铁、定磁铁和若干固定线圈组成,当受到外界激励时,动磁铁围绕定磁铁顺时针旋转,与线圈发生相对运动,线圈中会产生感应电流。若动磁铁在旋转过程中,穿过线圈区域的磁通量方向始终垂直于纸面向里,下列说法正确的是( )
A.如图位置时,线圈1有缩小的趋势
B.如图位置时,线圈2中感应电流方向为顺时针
C.如图位置时,线圈1和2都在阻碍动磁铁的运动
D.动磁铁的磁性越强,线圈中产生的感应电流一定越大
【答案】C
【详解】A.动磁铁顺时针转动时,正在离开线圈1,穿过线圈1且方向向里的磁通量减小。根据楞次定律,线圈1有扩大的趋势,以阻碍磁通量减小,故A错误;
B.动磁铁正在进入线圈2,穿过线圈2且方向向里的磁通量增大,感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外。由右手螺旋定则可知,从纸面正面看,感应电流方向为逆时针,故B错误;
C.动磁铁远离线圈1时,线圈1对动磁铁产生吸引作用;动磁铁靠近线圈2时,线圈2对动磁铁产生排斥作用。两线圈都阻碍动磁铁的运动,故C正确;
D.设线圈电路总电阻为,感应电流大小为,由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得
感应电流大小由磁通量的变化率和电路总电阻共同决定,磁性强弱不能单独决定感应电流大小,故D错误。
故选C。
2.(24-25高二下·四川成都·阶段检测)下列说法正确的是( )
A.只要导体切割磁感线就会产生感应电流
B.对于同一个线圈,穿过的磁通量变化越大,产生的感应电动势越大
C.楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现
D.线圈中的电流变化越快,其自感系数就越大
【答案】C
【详解】A.感应电流产生的条件是闭合回路+回路磁通量发生变化,若电路不闭合,导体切割磁感线仅能产生感应电动势,不会产生感应电流,故A错误;
B.根据法拉第电磁感应定律,感应电动势与磁通量的变化率成正比,与磁通量变化量无直接关系,若磁通量变化量很大但对应时间很长,感应电动势也会很小,故B错误;
C.楞次定律指出感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化,该过程需要克服安培力做功,将其他形式的能转化为电能,是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现,故C正确;
D.自感系数是线圈的固有属性,仅由线圈的匝数、尺寸、形状、有无铁芯等自身因素决定,与电流变化快慢无关,故D错误。
故选C。
3.(25-26高二下·重庆璧山·期末)如图甲所示为一单匝线圈的简易发电机示意图,发电机与灯泡相连,灯泡两端接有电压表,从图示位置开始计时,该发电机在稳定工作时产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。已知灯泡的电阻为R,电压表为理想电表。下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为U0
B.电动势的表达式为
C.灯泡的功率为
D.t=1×10-2 s时,穿过线圈的磁通量变化率为0
【答案】D
【详解】A.电压表测量交变电压的有效值,正弦式交变电压的有效值为,故A错误;
B.由图可知周期为
角速度为=
电动势的最大值为,故瞬时值表达式为,故B错误;
C.正弦式交变电压的有效值为
灯泡的功率为,故C错误;
D.由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势的大小反映磁通量的变化率。当时,电动势为零,故穿过线圈的磁通量变化率为零,故D正确。
故选D。
4.(25-26高二下·河北承德·期中)电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电,实现振动能量回收。两对永磁铁随发动机一起上下振动,每对永磁铁间可视为水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小均为,如图甲所示。边长为的正方形线圈竖直固定在减震装置上保持静止。图乙所示时刻磁场分界线刚好在线圈中间,以此时刻为计时起点,永磁铁上下振动,振动方程为,振动过程中磁场分界线未离开线圈,线圈匝数为,电阻为,不计摩擦及其他损耗。下列说法正确的是( )
A.图乙所示时刻穿过线圈的合磁通量为零,感应电动势也为零
B.永磁铁相对线圈上升越快,线圈中的感应电动势越小
C.线圈中产生的感应电动势最大值为
D.线圈在一个周期内产生的热量为
【答案】D
【详解】A.图乙时刻,线圈上半部分磁场向外、下半部分向里,面积均为,合磁通量
又永磁铁上下振动,振动方程为
永磁铁位移随时间按正弦函数规律变化,可得永磁铁做简谐运动,图乙所示时刻为平衡位置,此时永磁铁速率最大。
简谐运动的速度公式
可得最大速率为
图乙所示时刻后,永磁体向上振动,线圈向下切割磁场,根据左手定则,线圈上边缘产生的感应电流从左向右,动生感应电动势
线圈下边缘产生的感应电流从右向左,动生感应电动势
由于感应电流方向一致,上下边缘感应电动势叠加得,故A错误;
B.振动过程中磁场分界线未离开线圈,根据左手定则,在永磁铁振动过程中,线圈上下边缘切割磁感线产生的感应电流方向一致,上下边缘感应电动势叠加得
永磁铁相对线圈上升越快,线圈中的感应电动势越大,故B错误;
C.由B选项分析得,在图乙所示时刻线圈感应电动势最大
又振动过程中磁场分界线未离开线圈,永磁铁偏离平衡位置的最大距离最多为
所以
故C错误;
D.由B选项分析得
可得产生的感应电流为交变电流。
交变电动势有效值
根据焦耳定律得,线圈在一个周期内产生的热量为
根据简谐运动的周期与圆频率的关系得
联立得,故D正确。
故选D。
5.(25-26高二下·广西南宁·期中)如图甲所示,圆形线圈静止在水平桌面上,其正上方固定一螺线管,和共轴,中的电流随时间变化的规律如图乙所示,桌面对的支持力为,则下列说法错误的是( )
A.在时刻, B.在时刻,穿过的磁通量不变
C.在时刻,中有感应电流 D.在时刻,有收缩的趋势
【答案】D
【详解】A.在时刻,螺线管中电流增大,穿过线圈的磁通量增大;根据楞次定律,会阻碍磁通量增加,受到向下的排斥力,因此桌面对的支持力,故A正确,不符合题意;
B.在时刻,中电流恒定,产生的磁场不变,因此穿过的磁通量不变,故B正确,不符合题意;
C.在时刻,虽然螺线管中的电流,但电流的变化率不为0,产生的磁场变化,穿过的磁通量变化,因此中会产生感应电流,故C正确,不符合题意;
D.在时刻,中电流恒定,产生的磁场不变,穿过的磁通量不变,因此中无感应电流,不受安培力,没有收缩趋势,故D错误,符合题意。
故选D。
6.(多选)(25-26高二下·全国·课后作业)某实验小组探究“影响感应电动势大小的因素”。实验装置如图所示,线圈的两端与电压表相连。分别使线圈距离上管口5 cm、10 cm、15 cm和20 cm。强磁体从长玻璃管上端均由静止下落,加速穿过线圈。对比这四次实验,在强磁体穿过线圈的极短时间内,下列说法正确的是( )
A.线圈内磁通量的变化量相同
B.电压表的示数依次变大
C.强磁体所受磁场力都是先向上后向下
D.高度相同时,电压表的示数与线圈所围面积无关
【答案】AB
【详解】AD.线圈内磁通量的变化量与强磁体的磁感应强度和线圈面积有关,可知四次实验线圈内磁通量的变化量相同,产生的感应电动势大小与线圈所围面积有关,A正确,D错误;
B.线圈距离上管口越远,强磁体穿过线圈时的速度越大,引起的磁通量的变化率越大,则产生的感应电动势越大,电压表示数越大,B正确;
C.由于强磁体一直向下落,由楞次定律的推论“来拒去留”可知,强磁体所受磁场力一直向上,C错误。
故选AB。
题型2 产生感应电流的条件 电磁感应现象的应用
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,线路中有电流产生,而导体棒AB顺着磁感线运动时,线路中无电流产生。
(2)实验二:如图所示,当条形磁体插入或拔出线圈时,线圈中有电流产生,但条形磁体在线圈中静止不动时,线圈中无电流产生。
(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,电流表中有电流通过;若开关S一直闭合,当改变滑动变阻器的阻值时,电流表中有电流通过;而开关S一直闭合,滑动变阻器的滑片不动时,电流表中无电流通过。
(4)归纳总结:
实验一中: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。
实验二中: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。
实验三中:开关闭合、断开或滑动变阻器的滑片移动时,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。
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。
3.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。
4.判断有无感应电流时必须明确的关键点
(1)观察导体回路是否闭合;
(2)判断穿过回路的磁通量是否发生变化。
5.判断有无感应电流的方法和注意事项
(1)能否产生感应电流,取决于穿过闭合导体回路的磁通量是否发生变化,而不是磁通量的大小。
(2)闭合回路的部分导体做切割磁感线运动是引起回路磁通量变化的具体形式之一。但闭合回路的部分导体做切割磁感线运动时,不一定总会引起闭合回路的磁通量变化。如图所示,矩形线框abcd在范围足够大的匀强磁场中,在垂直磁场的平面内向右平动,虽然ad、bc边都切割磁感线,但磁场穿过回路abcd的磁通量没有变化,因而没有产生感应电流。
(3)可充分利用磁感线进行定性判断,即通过观察穿过闭合导体回路的磁感线的条数是否变化判断某过程中磁通量是否变化。
(4)对于立体图的磁通量变化情况,要先转化为平面图,再分析磁感线的分布及变化情况。
【例题精讲】
【例1】(25-26高三上·广东广州·期末)高压直流输电中,两条输电线 M、N 等高平行排列,导线中通有等大、反向的电流。将一金属圆环置于垂直两输电线所在的平面内,其圆心位于 MN 连线中点 O,与 MN 的中垂线交于 a、b 两点,与 MN 连线交于 c、d。不计圆环对磁场的影响,则( )
A.O 点磁感应强度为零
B.a、b 两点的磁感应强度方向相反
C.c、d 两点的磁感应强度方向相同
D.若圆环垂直纸面向外移动稍许,圆环内将产生感应电流
【答案】C
【详解】A.反向平行通电导线,点处两根导线产生的磁场方向相同,磁场叠加,,故A错误;
B.根据安培定则,中垂线上、两点磁场方向完全相同,沿圆环平面向下,故B错误;
C.、两点分别位于两根导线两侧,两处磁场叠加后方向一致,沿圆环平面向下,故C正确;
D.圆环初始位置总磁通量始终为,垂直纸面向外移动时,圆环内合磁通量仍为,磁通量无变化,无感应电流,故D错误。
故选C。
【例2】(多选)(25-26高二下·甘肃定西·期末)金属圆环水平放置于方向竖直向下的匀强磁场中,下列情况能使圆环中产生感应电流的是( )
A.圆环以直径为轴在竖直面内转动
B.圆环在磁场中向上平动
C.圆环在磁场中向右平动
D.增大磁场的磁感应强度
【答案】AD
【详解】A.感应电流产生的条件是闭合回路的磁通量(为回路垂直于磁场的有效面积)发生变化。圆环以直径为轴在竖直面内转动时,圆环平面与磁场的夹角不断变化,随转动改变,磁通量发生变化,会产生感应电流,故A正确;
B.匀强磁场中圆环向上平动,磁感应强度、有效面积均不变,磁通量不变,无感应电流,故B错误;
C.匀强磁场中圆环向右平动,磁感应强度、有效面积均不变,磁通量不变,无感应电流,故C错误;
D.增大磁感应强度,有效面积不变,磁通量增大,会产生感应电流,故D正确。
故选AD。
【变式训练1】(25-26高一下·贵州黔东南·期末)如图所示,矩形线圈位于通电长直导线附近,线圈与导线在同一平面内,线圈的两条边与导线平行,导线中通有恒定电流,线圈以速度向右远离直导线。下列说法中正确的是( )
A.线圈的面积不变,因此线圈不会产生感应电流
B.线圈的磁通量减小,因此线圈会产生感应电流
C.只有足够大,线圈才会产生感应电流
D.只有足够大,线圈才会产生感应电流
【答案】B
【详解】AB.通电直导线产生的磁场离导线越远,磁感应强度越小。当线圈向右远离直导线时,虽然线圈自身面积不变,但穿过线圈的总磁通量随磁感应强度减小而降低,因此线圈会产生感应电流,故A错误,B正确;
CD.只要线圈远离导线,磁通量就会减小,和速度v的大小无关,v再小也会有磁通量的变化,产生感应电流;只要导线通有不为零的恒定电流,线圈远离时磁通量就会变化,不需要电流I足够大,故CD错误。
故选B。
【变式训练2】(多选)(25-26高二上·河南·阶段检测)长直导线通有如图所示的恒定电流,线框与长直导线共面,处于I位置,图中的II位置关于导线左右对称。则( )
A.长直导线右侧的磁场方向垂直纸面向里
B.线框从I位置匀速平移到Ⅱ位置过程中,在线框中会产生感应电流
C.线框固定在Ⅱ位置,通电导线电流变大,在线框中会产生感应电流
D.线框从I位置平移到关于长直导线对称的III位置,磁通量变化量为零
【答案】AB
【详解】A.根据安培定则可知,长直导线右侧的磁场方向垂直纸面向里,故A正确;
B.线框在I位置时磁通量向外,到II位置时磁通量为零,则若线框从I位置匀速平移到II位置过程中,穿过线圈的磁通量发生变化,则在线框中会产生感应电流,故B正确;
C.线圈在II位置时磁通量为零,若线框固定在II位置,通电导线电流变大,磁通量也一直为零,则在线框中不会产生感应电流,故C错误;
D.线框在I位置时磁通量向外,到III位置时磁通量向里,若线框从I位置平移到关于长直导线对称的III位置,则磁通量变化量不为零,故D错误。
故选AB。
【题型强化练】
1.(24-25高三上·安徽阜阳·阶段检测)下列情况中能产生感应电流的是( )
A.甲图中,匀强磁场中平行导轨上两根导体棒以相同的速率反向运动
B.乙图中,匀强磁场中导体框以一定的加速度水平向右加速运动
C.丙图中,水平放置的环形导线的正上方有与其所在平面平行的长直导线,长直导线中通入逐渐增大的电流
D.丁图中,固定在平板小车上的条形磁铁与环形导线随小车水平向右运动
【答案】A
【详解】A.甲图中两根导体棒以一定的速度向相反方向运动,穿过闭合回路的磁通量增大,可以产生感应电流,故A正确;
B.乙图中,匀强磁场中导体框以一定的加速度水平向右加速运动,穿过线框的磁通量不变,不会产生感应电流,故B错误;
C.根据通电直导线周围磁场的分布规律以及对称性可知,环形导线框中的磁通量始终为零,不能产生感应电流,故C错误;
D.丁图中,固定在平板小车上的条形磁铁与环形导线随小车水平向右运动,穿过环形导线的磁通量不变,不会产生感应电流,故D错误。
故选A。
2.(25-26高二上·广东·期中)某实验装置如图所示,在铁芯P上绕着两个线圈甲和乙。如果线圈甲中电流i与时间t的关系有图所示的A、B、C、D四种情况,那么在这段时间内,哪种情况无法观察到线圈乙中有感应电流( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.由图A可知,线圈甲中的电流恒定不变,产生的磁场恒定,穿过线圈乙的磁通量不发生变化,根据法拉第电磁感应定律,线圈乙中不产生感应电流,故A正确;
B.由图B可知,线圈甲中的电流随时间均匀增加,产生的磁场均匀增强,穿过线圈乙的磁通量均匀增加,线圈乙中产生恒定的感应电流,故B错误;
C.由图C可知,线圈甲中的电流随时间均匀减小,产生的磁场均匀减弱,穿过线圈乙的磁通量均匀减小,线圈乙中产生恒定的感应电流,故C错误;
D.由图D可知,线圈甲中的电流随时间做非线性变化,产生的磁场发生变化,穿过线圈乙的磁通量发生变化,线圈乙中产生感应电流,故D错误。
故选A。
3.(25-26高一下·河北唐山·期末)如图,绝缘水平面上四根完全相同、足够长的光滑金属杆围成正方形,彼此接触良好,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中。若四根金属杆均沿垂直杆的方向同时匀速运动,速度大小为,则一定能使回路产生感应电流的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化。在匀强磁场中,磁通量,由于磁感应强度不变,只要回路面积发生变化,磁通量就会变化,从而产生感应电流。上杆向上、下杆向下、左杆向左、右杆向右运动,四根杆均向正方形外侧运动,回路面积增大,磁通量增大,产生感应电流,故A正确;
B.上杆和下杆均向下运动,速度相同;左杆和右杆均向右运动,速度相同。回路整体向右下方平移,面积不变,磁通量不变,不产生感应电流,故B错误;
C.上杆和下杆均向上运动,速度相同;左杆和右杆均向左运动,速度相同。回路整体向左上方平移,面积不变,磁通量不变,不产生感应电流,故C错误;
D.上杆和下杆均向下运动,速度相同;左杆和右杆均向左运动,速度相同。回路整体向左下方平移,面积不变,磁通量不变,不产生感应电流,故D错误。
故选A。
4.(25-26高一下·河北·期末)如图甲所示,矩形线圈位于通电长直导线附近,线圈与导线在同一平面内,线圈的边与导线平行。导线中电流与时间的关系如图乙所示,在这段时间内,线圈中不一定产生感应电流的操作是( )
A.线框沿导线向下做匀速运动 B.线框水平向右远离导线
C.线框水平向左靠近导线 D.线框以直导线为轴转动
【答案】C
【详解】AD.在内导线中电流减小,长直导线周围磁感应强度随电流减小而减小。线框沿导线向下匀速运动或以直导线为轴转动时,线框各处到导线的距离不变,线框面与磁场方向的相对关系不变,穿过线框的磁通量随电流减小而减小,能产生感应电流,故AD不符合题意;
B.线框水平向右远离导线时,到导线的距离增大,导线电流减小和距离增大都会使穿过线框的磁通量减小,能产生感应电流,故B不符合题意;
C.线框水平向左靠近导线时,到导线的距离减小会使磁通量增大,而导线电流减小会使磁通量减小,两种影响可能相互抵消,磁通量可能不变,可能不产生感应电流,C符合题意。
故选C。
5.(25-26高二下·上海浦东新·期中)法拉第最早使用如图装置研究电磁感应现象。将甲、乙两个线圈绕在同一个闭合铁环上,甲的两端与直流电源连接,乙的两端与灵敏电流表连接。电路连接完好,但电流表的指针没有偏转,其主要原因是( )
A.甲中电流较小,产生磁场较弱 B.甲中电流恒定,不会产生磁场
C.甲中电流恒定,产生稳恒磁场 D.乙线圈匝数较少,产生的感应电流微弱
【答案】C
【详解】A.产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化,与磁场的强弱无直接关系。只要磁通量发生变化,即使磁场较弱,灵敏电流表指针也会偏转,故A错误;
B.根据电流的磁效应,任何电流(包括恒定电流)周围都会产生磁场,故B错误;
C.甲线圈与直流电源连接,电路中电流恒定。根据电流的磁效应,恒定电流在铁环中产生稳恒磁场,穿过乙线圈的磁通量保持不变,乙线圈中不产生感应电动势,也就没有感应电流,电流表指针不偏转,故C正确;
D.若穿过乙线圈的磁通量发生变化,即使乙线圈匝数较少,产生的感应电流较弱,灵敏电流表的指针也会发生偏转。指针不偏转的根本原因是没有产生感应电流,而非电流微弱,故D错误。
故选C。
6.(多选)(2026·云南昆明·二模)如图甲所示,金属导线制成的光滑半圆弧导轨固定在竖直面内,匀强磁场垂直纸面向里,金属棒M放置在圆弧导轨上,由静止开始向下运动。如图乙所示,金属制成的光滑“L”形导轨两部分分别水平和竖直固定放置,匀强磁场垂直纸面向外,金属棒N先紧贴竖直导轨放置,底端受到轻微的扰动由静止开始向右运动,直至完全落在水平导轨上。两根金属棒始终不脱离轨道,则( )
A.M在运动过程中会产生感应电流
B.M在运动过程中,机械能守恒
C.N在运动过程中,感应电流的方向会发生改变
D.N在运动过程中,所受的安培力方向恒定
【答案】BC
【详解】AB.根据几何关系,可知M在运动过程中与圆弧组成的回路的面积不变,磁通量不变,不会产生感应电流,机械能守恒,故A错误,B正确;
C.根据几何关系,可知N在运动的过程中,N与“L”形导轨构成的回路的面积先增大后减小,磁通量先增大后减小,根据楞次定律及安培定则,回路中的电流先顺时针后逆时针,感应电流的方向会改变,故C正确;
D.根据左手定则可知,金属棒N受到的安培力始终与N垂直,方向改变,故D错误。
故选BC。
【真题回顾】
1.(2026•江苏)旅客在网上购买高铁票后,可使用二代身份证在自动检票闸机上刷身份证进出站。当身份证进入刷卡机感应范围后,刷卡机会向身份证发射高频电磁波,下列说法正确的是( )
A.身份证放在刷卡机上不动不会产生感应电流
B.身份证放在刷卡机上不动就会产生感应电流
C.身份证快速靠近刷卡机感应电流会变大
D.身份证快速远离刷卡机感应电流会变大
【答案】B
【详解】A.刷卡机发射高频电磁波产生交变磁场,穿过身份证内线圈的磁通量随时间周期性变化,即使身份证静止不动也会产生感应电流,故A错误;
B.高频电磁波产生的交变磁场穿过身份证内的线圈,磁通量持续发生变化,根据法拉第电磁感应定律,线圈中会产生感应电流,故B正确;
CD.刷卡机发射的电磁波是高频交变电磁场,身份证线圈中感应电流主要由场源本身的周期性变化产生,与身份证是否运动关系不大,无论身份证快速远离或者是靠近刷卡机,在身份证中产生的感应电流不变,故CD错误。
故选:B。
2.(2025•北京)下列图示情况,金属圆环中不能产生感应电流的是( )
A.图(a)中,圆环在匀强磁场中向左平移
B.图(b)中,圆环在匀强磁场中绕轴转动
C.图(c)中,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移
D.图(d)中,圆环向条形磁铁N极平移
【答案】A
【详解】当闭合电路磁通量发生变化时,回路中会产生感应电流。
A、图(a)中,圆环在匀强磁场中向左平移,磁通量不变,不会产生感应电流,符合题意,故A正确;
B、图(b)中,圆环在匀强磁场中绕轴转动,磁通量变化,会产生感应电流,不符合题意,故B错误;
C、图(c)中,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移,磁通量减小,会产生感应电流,不符合题意,故C错误;
D、图(d)中,圆环向条形磁铁N极平移,磁通量变化,会产生感应电流,不符合题意,故D错误。
故选:A。
3.(2025•河南)如图,一金属薄片在力F作用下自左向右从两磁极之间通过。当金属薄片中心运动到N极的正下方时,沿N极到S极的方向看,下列图中能够正确描述金属薄片内涡电流绕行方向的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】根据图像可知磁场方向向下。
从开始到金属薄片中心运动到N极的正下方时,右半部分磁场向下减小、左边部分磁场向下增加,沿N极到S极的方向看,根据楞次定律可知:右半部分涡流沿顺时针方向、左边部分涡流沿逆时针方向,故C正确、ABD错误。
故选:C。
4.(2024•湖北)《梦溪笔谈》中记录了一次罕见的雷击事件:房屋被雷击后,屋内的银饰、宝刀等金属熔化了,但是漆器、刀鞘等非金属却完好(原文为:有一木格,其中杂贮诸器,其漆器银扣者,银悉熔流在地,漆器曾不焦灼。有一宝刀,极坚钢,就刀室中熔为汁,而室亦俨然)。导致金属熔化而非金属完好的原因可能为( )
A.摩擦 B.声波 C.涡流 D.光照
【答案】C
【详解】在雷击事件中金属和非金属都经历了摩擦,声波和光照的影响,而金属能够因电磁感应产生涡流非金属不能,因此可能原因为涡流,故C正确,ABD错误。
故选:C。
5.(2024•北京)电荷量Q、电压U、电流I和磁通量Φ是电磁学中重要的物理量,其中特定的两个物理量之比可用来描述电容器、电阻、电感三种电磁学元件的属性,如图所示。类似地,上世纪七十年代有科学家预言Φ和Q之比可能也是一种电磁学元件的属性,并将此元件命名为“忆阻器”,近年来实验室已研制出了多种类型的“忆阻器”。由于“忆阻器”对电阻的记忆特性,其在信息存储、人工智能等领域具有广阔的应用前景。下列说法错误的是( )
A.QU的单位和ΦI的单位不同
B.在国际单位制中,图中所定义的M的单位是欧姆
C.可以用来描述物体的导电性质
D.根据图中电感L的定义和法拉第电磁感应定律可以推导出自感电动势的表达式
【答案】A
【详解】A、由法拉第电磁感应定律:,可知Φ的单位为V•s,所以ΦI的单位为V•A•s。由Q=It,可知Q的单位为A•s,则QU的单位相同为V•A•s,可见QU的单位和ΦI的单位是相同的,故A错误;
B、图中M的定义式为:,那么M的单位为:,电阻的单位也是V/A,因此在国际单位制中,图中M的单位为欧姆,故B正确;
C、由欧姆定律可得:,当导体的两端电压U不变时,通过的电流越大,导体的电阻越小,说明物体导电能力越大,因此可以用来描述物体的导电性质,C正确;
D、根据电感的定义式:,法拉第电磁感应定律:,联立解得:,故D正确。
本题选择说法错误的,故选:A。
6.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)下列处于匀强磁场的导体回路中能产生交变电流的是( )
A.甲图中绕轴匀速转动的导体环
B.乙图中绕轴匀速转动的导体框
C.丙图中在固定导轨上匀速运动的导体棒所在回路
D.丁图中匀速运动的导体框
【答案】B
【详解】A.甲:导体环绕轴匀速转动,磁通量不改变,不产生交变电流,故A错误;
B.乙:导体框绕轴匀速转动,,周期性变化,产生交变电流,故B正确;
C.丙:导体棒匀速运动,感应电动势,电流恒定,故C错误;
D.丁:导体框匀速运动,不变,无感应电流,故D错误。
故选B。
7.(2024·北京·高考真题)如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是( )
A.闭合开关瞬间,线圈M和线圈P相互吸引
B.闭合开关,达到稳定后,电流表的示数为0
C.断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到b
D.断开开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场方向向左
【答案】B
【详解】A.闭合开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反,由楞次定律可知,二者相互排斥,故A错误;
B.闭合开关,达到稳定后,通过线圈P的磁通量保持不变,则感应电流为零,电流表的示数为零,故B正确;
CD.断开开关瞬间,通过线圈P的磁场方向向右,磁通量减小,由楞次定律可知感应电流的磁场方向向右,因此流过电流表的感应电流方向由b到a,故CD错误。
故选B。
8.(多选)(2022·湖北·高考真题)近年来,基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用,其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝,接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下,穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%,忽略其它损耗,下列说法正确的是( )
A.接收线圈的输出电压约为8 V
B.接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1
C.发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同
D.穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同
【答案】AC
【详解】A.根据
可得接收线圈的输出电压约为U2=8V;
B.由于存在磁漏现象,电流比不再与匝数成反比,故B错误;
C.变压器是不改变其交变电流的频率的,故C正确;
D.由于穿过发射线圈的磁通量与穿过接收线圈的磁通量大小不相同,所以穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的不相同,故D错误。
故选AC。
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。