专题六 磁场与电磁感应（讲义） 山东省春季高考《电工电子技术与技能》（高教版）考纲讲练测

编写说明：本套资料严格依据山东省（春季高考）设备维修类专业考试标准及《电工电子技术与技能》编写，围绕“考点解读—思维导图—知识梳理—背诵—常考题—高考模拟—课堂练习—课堂小结”组织内容。题目范围不超出考纲，讲解突出中职学生的识记、辨析、计算和综合应用能力。 山东省设备维修类 《电工电子技术与技能》考纲讲练测 专题六 磁场与电磁感应 讲义 [环节1 考点解读] 一、考纲再现 了解磁场、磁感线、磁感应强度、磁通和安培力的基本概念，掌握安培定则和左手定则的使用。 了解电磁感应现象和法拉第电磁感应定律，理解产生感应电动势的条件。 理解楞次定律和右手定则，能判断感应电流或感应电动势方向。 了解磁路、主磁通和漏磁通的概念，了解铁磁性物质的磁化、磁滞及软磁、硬磁、矩磁材料的用途。 二、微目标拆解 能用磁感线疏密描述磁场强弱，并正确判断直导线、螺线管周围磁场方向。 能用Φ=BA和F=BIL sinθ进行简单磁通、安培力计算。 能根据磁通量是否变化判断是否产生感应电动势，并用楞次定律或右手定则判断方向。 能区分磁路、主磁通、漏磁通及三类铁磁材料的典型应用。 三、考情提示 选择题和填空题常考概念、单位、定则方向和公式适用条件；判断题常设置“磁通变化”“楞次定律阻碍对象”等易混表述。 综合题通常结合F=BIL sinθ、E=NΔΦ/Δt或电磁炉、变压器铁心等情境，要求列式、判断方向并说明理由。 易错点包括把磁场方向与电流方向混淆、把‘阻碍磁通变化’误读为‘阻碍磁通本身’，以及忽略角度和单位换算。 [环节2 思维导图] [环节3 知识梳理] 知识点1 磁场、磁感线与磁感应强度 【知识再现】教材第2章2.1指出：磁铁或电流（运动电荷）周围存在磁场。磁感线是用来形象描绘磁场分布的曲线，曲线上任一点的切线方向表示该点磁场方向，磁感线越密处磁场越强。磁感应强度B是描述磁场强弱和方向的矢量，单位为特斯拉（T）。 【讲解】判断磁场方向时看磁感线切线或小磁针N极指向；判断强弱时比较同一尺度内磁感线的疏密。电流周围的磁场方向可用安培定则（右手螺旋定则）确定。各点B大小和方向均相同的磁场称为匀强磁场。 图6-1 通电直导线在磁场中受力（教材图2.7） 【易错提醒】磁感线不是实际存在的导线，不能把磁感线方向误认为电流方向；磁感线在磁体外部由N极指向S极。 1. 关于磁感线，下列说法正确的是（ ）。 A. 磁感线是真实存在的曲线 B. 磁感线越密处磁场越弱 C. 磁感线的切线方向表示磁场方向 D. 磁感线可以相交 【答案】C 【解析】磁感线是描述磁场的假想曲线，切线方向表示磁场方向，疏密表示强弱，磁感线不能相交。 2. 直导线中电流方向向上，用右手握住导线，弯曲四指所指方向表示（ ）。 A. 电流方向 B. 磁感线环绕方向 C. 安培力方向 D. 导线运动方向 【答案】B 【解析】安培定则规定拇指指向电流，四指弯曲方向为磁感线方向。 知识点2 磁通量与安培力 【知识再现】教材第2章2.1给出：匀强磁场中，垂直于磁场的面积A内的磁通量Φ=BA，单位为韦伯（Wb）；磁场对通电导线的作用力称为安培力，其大小F=BIL sinθ，其中θ为电流方向与磁场方向的夹角。 【讲解】计算磁通量时先统一B和A的单位，题目未特别说明时按导线环面垂直于磁场使用Φ=BA。计算安培力时注意角度：导线与磁场垂直时sin90°=1，平行时sin0°=0；方向用左手定则判断。 【易错提醒】安培力公式中的θ是电流方向与磁场方向夹角，不是导线与纸面的夹角；面积应换算为m²。 3. 面积A=0.20 m²的线圈垂直置于B=0.50 T的匀强磁场中，穿过线圈的磁通量为（ ）。 A. 0.10 Wb B. 0.25 Wb C. 0.40 Wb D. 2.50 Wb 【答案】A 【解析】Φ=BA=0.50×0.20=0.10 Wb。 【公式】 4. B=0.20 T的匀强磁场中，长0.30 m的直导线通有5 A电流，电流方向与磁场成30°，导线所受安培力为（ ）。 A. 0.05 N B. 0.15 N C. 0.30 N D. 1.50 N 【答案】B 【解析】F=BIL sinθ=0.20×5×0.30×sin30°=0.15 N。 【公式】 知识点3 电磁感应与法拉第定律 【知识再现】教材第2章2.2指出：当穿过某一闭合导体回路所围面积内的磁通量发生变化时，回路中产生电流，这种现象称为电磁感应，产生的电流称为感应电流。感应电动势的大小与线圈匝数及磁通量变化率有关，E=NΔΦ/Δt。 【讲解】产生感应电动势的关键是‘闭合回路’和‘磁通量变化’两个条件。改变磁场强弱、线圈面积、线圈与磁场的相对位置或回路运动状态，都可能改变磁通量；若磁通量不变，即使处在磁场中也不产生感应电动势。 图6-2 磁铁插入或拔出线圈时电流表指针偏转（教材图2.10） 【易错提醒】‘有磁场’不等于‘有电磁感应’，必须有磁通量变化；开路时可有感应电动势，但没有持续的感应电流。 5. 下列情况中能在闭合线圈中产生感应电流的是（ ）。 A. 线圈静止在恒定匀强磁场中 B. 线圈在磁场中静止但磁场增强 C. 线圈静止且磁场恒定 D. 线圈和磁场均不变化 【答案】B 【解析】磁场增强会使穿过线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电流。 6. 100匝线圈中的磁通量在20 ms内由2 mWb增加到10 mWb，平均感应电动势为（ ）。 A. 0.04 V B. 0.4 V C. 4 V D. 40 V 【答案】D 【解析】E=NΔΦ/Δt=100×(8×10^-3)/0.020=40 V。 【公式】 知识点4 楞次定律与右手定则 【知识再现】教材第2章2.2给出楞次定律：闭合电路中产生的感应电流，它所产生的磁场总是阻碍原电路中磁通的变化。右手定则是楞次定律在导线切割磁感线情况下的简便形式，用于判断感应电流方向。 【讲解】应用楞次定律先判断原磁通量是增加还是减少，再确定感应磁场方向：原磁通增加时，感应磁场与原磁场相反；原磁通减少时，感应磁场与原磁场同向。右手定则中拇指指向导体运动方向，磁感线垂直穿入手心，四指方向即感应电流方向。 图6-3 楞次定律：磁铁N极插入线圈（教材图2.11） 图6-4 导体切割磁感线产生感应电流（教材图2.13） 【易错提醒】楞次定律阻碍的是磁通量的变化，不是阻止磁通量本身；判断‘插入’与‘拔出’时结论相反。 7. 条形磁铁N极插入闭合线圈时，线圈中感应电流产生的磁场方向应（ ）。 A. 与原磁场方向相同，以促进磁通增加 B. 与原磁场方向相反，以阻碍磁通增加 C. 始终为零 D. 方向无法确定 【答案】B 【解析】N极插入使原磁通量增加，感应磁场应阻碍这种增加，方向与原磁场相反。 8. 右手定则可用来判断导体切割磁感线时的（ ）。 A. 安培力大小 B. 感应电流方向 C. 电阻大小 D. 磁通量大小 【答案】B 【解析】右手定则用于判断切割磁感线产生的感应电流方向。 知识点5 磁路与铁磁性物质 【知识再现】教材第2章2.3—2.4指出：由铁磁材料构成、使磁通集中通过的回路称为磁路，经过铁心的磁通称主磁通，少量不经过铁心的磁通称漏磁通。铁磁材料内部有磁畴，能在外磁场作用下磁化；按磁滞回线和用途可分为软磁材料、硬磁材料和矩磁材料。 【讲解】软磁材料易磁化、易退磁、磁滞损耗小，常作电机和变压器铁心；硬磁材料剩磁大，常作永久磁铁；矩磁材料去掉外磁场后仍能保持接近饱和状态，常用于记忆元件。交流铁心采用硅钢片叠装，可增大电阻、减小涡流损耗。 图6-5 软磁材料磁滞回线（教材图2.19a） 图6-6 电磁炉利用交变磁场在锅底产生涡流（教材图2.21） 【易错提醒】软磁与硬磁的用途不要混淆；磁滞回线包围面积越大，单位体积磁滞损耗通常越大。 9. 变压器铁心通常选用软磁材料，主要因为软磁材料（ ）。 A. 剩磁大且不易退磁 B. 磁滞损耗小且易磁化、退磁 C. 磁滞回线呈矩形 D. 只能在直流下工作 【答案】B 【解析】软磁材料磁导率高、易磁化和退磁、磁滞损耗小，适合交变磁场中的铁心。 10. 电磁炉工作时，锅底金属中产生的电流主要是（ ）。 A. 泄漏电流 B. 涡流 C. 静电电流 D. 短路电流 【答案】B 【解析】线圈的交变磁场在锅底导体中感应出环流，称为涡流并产生热量。 [环节4 背诵环节] 背诵条目（先遮盖答案背诵，再逐条核对） 1. 磁感线的切线方向和疏密分别表示什么？ 【答案】切线方向表示磁场方向，疏密表示磁场强弱。 2. 磁通量和安培力的常用公式是什么？ 【答案】垂直情况下Φ=BA；安培力F=BIL sinθ。 3. 产生电磁感应的条件是什么？ 【答案】闭合导体回路中磁通量发生变化。 4. 楞次定律的核心表述是什么？ 【答案】感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化。 5. 软磁、硬磁、矩磁材料分别有什么特点和用途？ 【答案】软磁易磁化退磁、损耗小，用于铁心；硬磁剩磁大，用于永久磁铁；矩磁有记忆特性，用于存储器磁芯。 [环节5 常考题（中档题）] 1. 磁通量的单位是（ ）。 A. T B. Wb C. N D. A 【答案】B 【解析】磁通量Φ的单位是韦伯，符号Wb。 2. 只要导体处在磁场中，导体内就一定产生感应电动势。 【答案】× 【解析】还必须有穿过回路的磁通量变化。 [环节6 高考模拟题] 以下题目按山东省职教高考常见命题方式编制，用于训练“关键词定位—概念对应—情境应用”。 1. 矩形线框面积为0.04 m²，垂直放入B=0.8 T的匀强磁场后，线框在0.10 s内完全移出磁场。判断线框中是否产生感应电流，填“有”或“无”：________。 【答案】有 【解析】线框移出过程中，穿过闭合线框的磁通量由BA变为0，发生变化，因此产生感应电流。 [环节7 课堂练习] 课堂练习建议用时15—25分钟。先独立作答，再核对答案与解析。 1. 一根长0.25 m的直导线垂直放在B=0.40 T的匀强磁场中，通以3 A电流。求安培力大小。 【答案】F=0.30 N。 【解析】导线与磁场垂直，sin90°=1，F=BIL=0.40×3×0.25=0.30 N。 【公式】 [环节8 课堂小结] 复习建议：复习建议：先记住‘磁场方向看切线、磁场强弱看疏密、感应产生看磁通变化’三句判断语。 磁通量Φ=BA，安培力F=BIL sinθ，计算时先检查单位和夹角。 楞次定律判断感应方向，右手定则处理导体切割磁感线的特殊情形。 软磁用于交变铁心，硬磁用于永久磁铁，矩磁用于记忆元件；叠片铁心可减小涡流损耗。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $