第二章 电磁感应 单元作业 -湖北孝感市2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

高中物理 电磁感应 单元作业（答案解析） 应用场景：单元复习 适用地区：湖北省孝感市 | 适用年级：高二 教材版本：人教版·选择性必修第二册·第二章 电磁感应 以下为配套《高中物理 电磁感应 单元作业（原卷）》的参考答案与解析，供教师批阅、讲评及学生自评使用。 一、基础巩固层 （一）概念理解·判断题 第1题 （1）√ （2）× （3）× （4）√ （5）× （6）√。 解析：（1）奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应，正确；（2）穿过闭合回路的磁通量与磁场的强弱及有效面积均有关，错误；（3）闭合回路内磁通量发生变化时才有感应电流，仅“有磁通量”不够，错误；（4）线框不闭合，即使穿过线框的磁通量变化，线框中也没有感应电流，正确；（5）导体棒垂直切割磁感线时，还须电路闭合才一定产生感应电流，错误；（6）只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有电流产生，正确。 （二）楞次定律·感应电流方向判断（多选） 第2题 CD。 解析：根据右手螺旋定则，埋地线圈产生竖直向下的磁场，A错误；汽车进入线圈过程，穿过矩形线圈abcd的磁通量增大且竖直向下，由楞次定律知感应电流方向为adcb，B错误；离开时磁通量减小，感应电流方向为abcd，C正确；进入时感应电流方向为adcb，由左手定则，线圈受到安培力方向与速度方向相反，D正确。 （三）实验·探究影响感应电流方向的因素 第3题 （1）向上拔出；（2）BC。 解析：指针左偏，感应电流从“-”极流入，感应电流在线圈内产生方向向下的磁场，由楞次定律知穿过线圈的磁通量减小，故磁铁向上拔出；增大磁铁运动速度、减小电流计量程（将导线从接线柱G1移接至G0）均可使指针偏角增大，B、C正确。 （四）磁通量与感应电动势的理解 第4题 D。 解析：根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为零，A错误；由法拉第电磁感应定律可知，永磁铁相对线圈上升越快、磁通量变化越快，感应电动势越大，B、C错误；永磁铁相对线圈下降时，由楞次定律可知线圈中感应电流方向为顺时针，D正确。 （五）情境分析·手机无线充电 第5题 A。 解析：手机无线充电技术主要应用了电磁感应原理，A正确；电力输出线圈应接入交变电流才能产生周期性变化磁场，电力接收线圈中才能产生感应电流，故充电板不能接直流电源、输出线圈产生的是交变磁场而非匀强磁场，B、D错误；电磁感应过程中交变电流的频率不改变，电力接收线圈两端输出的也是交变电流，C错误。 二、能力提升层 （一）法拉第电磁感应定律·计算 第6题 D。 解析：由法拉第电磁感应定律，大圆与小圆绕向相反、感应电动势相互叠加，总电动势E＝kS₁＋5kS₂，即k(S₁＋5S₂)，D正确。 （二）涡流·电磁阻尼 第7题 A。 解析：强磁体在铝管中下落，铝管形成涡流、受较大电磁阻力，速度增大后接近匀速，对应图（b）；玻璃管为绝缘体、不产生涡流，磁体一直加速，对应图（c），A正确；玻璃管中磁体速度不断增大，感应电流与电磁阻力不断变化，B错误；忽略空气阻力，图（b）监测时间内磁铁减小的重力势能等于系统增加的焦耳热与磁铁增加的动能之和，C错误；铝管壁上锯一条狭缝后，侧壁仍有涡流阻碍运动，磁体在铝管中下落时间大于在玻璃管中下落时间，D错误。 （三）线框模型 第8题 D。 解析：线框进磁场过程中由楞次定律知电流方向为逆时针，A错误；出磁场过程中线框做加速度减小的减速运动，B错误；进出两过程线框初速度不同（进时速度大、安培力大、焦耳热多），产生的焦耳热不相等，C错误；线框在进和出的两过程中位移均为L，通过导线横截面的电荷量q＝ΔΦ/R相等，D正确。 （四）基础单杆模型（多选） 第9题 AD。 解析：导体棒向右运动，由右手定则可知感应电流方向为b→a，B错误；由左手定则，导体棒受到向左的安培力，随速度减小安培力减小，棒做加速度减小的减速直线运动，A正确；整个过程只有安培力做负功，由动能定理，导体棒克服安培力做的总功等于初动能，C错误；由能量守恒，初动能最终全部转化为回路焦耳热，电阻R与导体棒串联、产热与电阻成正比，故电阻R消耗的总电能为总热量中的R/(R＋r)部分，D正确。 三、拓展实践层 （一）电磁感应综合计算·电路与能量 第10题 （1）0.06 A，方向从N到M；（2）8.0×10⁻⁷ J；（3）4.0×10⁻⁵ C。 解析：分阶段依据法拉第电磁感应定律计算感应电动势，再由闭合电路欧姆定律求电流；依据楞次定律判断方向；焦耳热由焦耳定律、电荷量由电流时间积分求解。（1）0～2×10⁻³ s内电流方向自下而上（从N到M）；（2）2×10⁻³～4×10⁻³ s内电阻R上产生热量8.0×10⁻⁷ J；（3）2×10⁻³～4×10⁻³ s内通过电阻R的电荷量4.0×10⁻⁵ C。 （二）探究方案·测量磁感应强度 第11题 （1）B＝2πr₀R₀I₁t₀/ΔΦ（由平均电流与磁通量变化求解）；（2）B＝I₂R₀/(2παr)；（3）B＝√(2πFR₀t₀/π)。 解析：（1）圆环平面翻转180°，磁通量变化量ΔΦ＝2B·πr₀²，由法拉第电磁感应定律与电阻R＝2πr₀R₀，结合平均电流I₁求解B；（2）圆环半径r随时间减小，由法拉第电磁感应定律取磁通量变化率并结合电流定值I₂求解B；（3）在恒力F作用下导线端移动，拉力做功转化为回路焦耳热，由能量关系并结合电阻公式求解B。具体推导见原题解析。 （三）家庭小实验·自制电磁感应装置 第12题 磁铁插入、拔出线圈时，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，灵敏电流计指针偏转（或用耳机可听到“咔咔”声）；磁铁静止在线圈中时，穿过线圈的磁通量不变，观察不到感应电流。 解析：依据“穿过闭合回路的磁通量发生变化时产生感应电流”。磁铁相对线圈运动使磁通量变化，故产生感应电流；磁铁静止在线圈中时磁通量不变，故无感应电流。实验时注意漆包线两端与电流计（或耳机）连接成闭合回路，操作过程中避免导线交叉短路。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理 电磁感应 单元作业（原卷） 应用场景：单元复习 适用地区：湖北省孝感市 | 适用年级：高二 教材版本：人教版·选择性必修第二册·第二章 电磁感应 作业类型：单元作业（分层：基础巩固 / 能力提升 / 拓展实践） 建议用时：书面作业约 30 分钟；拓展实践任务（选做）约 25 分钟 温馨提示：分层作业由易到难，体现能力进阶。基础巩固层（第1—5题）为必做，能力提升层（第6—9题）为必做，拓展实践层（第10—12题）为选做。书写规范，推理过程完整。 一、基础巩固层（必做） （一）概念理解·判断题 第1题 判断下列说法的正误并和同学交流（正确的打“√”，错误的打“×”）： （1）奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应。（ ） （2）穿过闭合回路的磁通量只与磁场的强弱有关。（ ） （3）只要闭合回路内有磁通量，闭合回路中就有感应电流。（ ） （4）线框不闭合，即使穿过线框的磁通量变化，线框中也没有感应电流。（ ） （5）导体棒切割磁感线不一定产生感应电流，但若垂直切割，则一定产生感应电流。（ ） （6）不论用什么方法，只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有电流产生。（ ） （二）楞次定律·感应电流方向判断（多选） （新情境）第2题 汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈通上顺时针（俯视）方向电流，当汽车经过线圈时（ ） A. 线圈产生的磁场方向竖直向上 B. 汽车进入线圈过程产生感应电流方向为abcd C. 汽车离开线圈过程产生感应电流方向为abcd D. 汽车进入线圈过程受到的安培力方向与速度方向相反 （三）实验·探究影响感应电流方向的因素 （探究）第3题 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，当电流从“-”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏；从“+”或“−”接线柱流入，指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，则： （1）此时磁铁的运动状态是________（选填“向上拔出”“静止”或“向下插入”）； （2）只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是________（多选）。 A. 磁铁静止，向上移动线圈 B. 增大（1）中磁铁运动速度 C. 将导线从接线柱G1移接至接线柱G0 D. 将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外 （四）磁通量与感应电动势的理解 （新情境）第4题 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能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈，下列说法正确的是（ ） A. 穿过线圈的磁通量为BL² B. 永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大 C. 永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小 D. 永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向 （五）情境分析·手机无线充电 （新情境）第5题 随着科技的进步，手机无线充电技术得到飞速发展，其原理如图所示，手机内部有一电力接收线圈，手机下方为充电板，内部有一电力输出线圈，下列说法正确的是（ ） A. 无线充电技术主要应用了电磁感应原理 B. 该充电板可以接在直流电源上使用 C. 电力接收线圈两端输出的是恒定电流 D. 电力输出线圈中，电流产生的是匀强磁场 二、能力提升层（必做） （一）法拉第电磁感应定律·计算 第6题 将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为S₁，小圆面积均为S₂，垂直线圈平面方向有一随时间t变化的磁场，磁感应强度大小B＝B₀＋kt（B₀和k均为常量），则线圈中总的感应电动势大小为（ ） A. kS₁ B. 5kS₂ C. k(S₁－5S₂) D. k(S₁＋5S₂) （二）涡流·电磁阻尼 （新情境）第7题 小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图（a）所示缠绕方式将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通，两管皆竖直放置，将一个小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端，实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（ ） A. 图（c）是用玻璃管获得的图像 B. 磁铁在玻璃管中下落所受的电磁阻力始终保持不变 C. 忽略空气阻力，在图（b）监测时间内，磁铁减小的重力势能等于系统增加的焦耳热 D. 如果在铝管壁上从上往下锯一条狭缝，磁铁在铝管中下落时间与在玻璃管中下落时间相同 （三）线框模型 第8题 如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（ ） A. 线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向 B. 线框出磁场的过程中做匀减速直线运动 C. 线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等 D. 线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等 （四）基础单杆模型（多选） 第9题 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U形导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上，不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度v₀开始运动，最终停在导体框上。在此过程中，下列说法正确的是（ ） A. 导体棒做加速度减小的减速直线运动 B. 导体棒中感应电流的方向为b→a C. 导体棒克服安培力做的总功小于 D. 电阻R消耗的总电能为 三、拓展实践层（选做） （一）电磁感应综合计算·电路与能量 （新情境）第10题 门禁卡工作原理如下：把门禁卡靠近读卡器时，读卡器发射变化的磁场，门禁卡内部的线圈会产生一个微小的感应电流，将卡内存储的编码信息发送回读卡器，读卡器识别信息后发送一个“开门”指令给电锁，即可开门。已知门禁卡内置一正方形线圈，其匝数为n＝100匝，边长a＝2 cm，外接电阻的阻值R＝1 Ω，线圈自身电阻r＝1 Ω，当门禁卡靠近读卡器时，读卡器在线圈处产生的变化磁场如图（丙）所示，设垂直纸面向里为正方向，磁场方向与线圈平面垂直。求： （1）0～2×10⁻³ s时间内，通过电阻R的电流的大小和方向； （2）2×10⁻³～4×10⁻³ s时间内，电阻R上产生的热量Q； （3）2×10⁻³～4×10⁻³ s时间内，通过电阻R的电荷量q。 （二）探究方案·测量磁感应强度 （探究）第11题 用匀质柔软导线绕制成半径为r₀的圆环，将其置于磁感应强度恒定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面，导线单位长度的电阻为R₀。某同学分别设计了下列方案测量磁感应强度的大小。 （1）方案一：在t₀时间内使圆环平面翻转180°，通过实验测得流过圆环的平均电流大小为I₁，求磁感应强度的大小B； （2）方案二：设法使圆环半径随时间的变化规律为r＝r₀－αt（α为大于零的常量），用电流传感器（内阻忽略不计）测得流过圆环的电流大小几乎为定值I₂，求磁感应强度的大小B； （3）方案三：保持导线的一端P点固定，在导线的另一端点A施加始终沿导线方向的恒定拉力F，使线圈半径逐渐缩小，经过时间t₀圆环完全消失。该过程中导线相交处保持良好的电接触，不计导线质量及导线间摩擦，求磁感应强度的大小B。 （三）家庭小实验·自制电磁感应装置 （原创·探究）第12题 利用漆包线、磁铁、灵敏电流计（或耳机替代）自制简易电磁感应装置。任务要求：记录操作过程，观察磁铁插入、拔出线圈时的现象并拍照记录，写一段简短实验小结；思考磁铁静止在线圈中能否观察到电流。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理单元作业设计方案 （人教版高中物理选择性必修第二册《电磁感应》） 一、基本信息 项目 内容 项目 内容 学科 高中物理 教材版本 人教版（选择性必修第二册） 单元名称 电磁感应 适用年级 高二 作业设计人 黄华玲 单位 湖北省孝感高级中学 作业时长预估 书面作业约 30分钟；拓展实践任务（选做）约 25 分钟 二、单元作业设计依据 （一）课标依据 依据《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》相关要求：通过实验了解电磁感应现象，理解产生感应电流的条件；掌握楞次定律与法拉第电磁感应定律，能运用电磁感应知识解释生活生产中的相关现象；体会电磁感应的发现对人类文明与科技进步的贡献。 （二）单元教学目标 认识电磁感应现象，理解并掌握产生感应电流的条件； 理解楞次定律与法拉第电磁感应定律，能判断感应电流方向、计算感应电动势； 掌握电磁感应中的电路、图像及常见模型（单杆、双杆、线框）的分析方法； 认识自感、涡流、电磁阻尼与电磁驱动等应用，能联系生活生产情境解释物理规律。 （三）学情分析 1. 已有知识基础：学生已掌握电流的磁效应、磁通量、磁感线等基本概念，具备闭合电路欧姆定律、受力分析、能量守恒等基础，初步具备运用楞次定律与法拉第电磁感应定律解题的能力。 2. 认知障碍与典型错误：学生易混淆“磁通量变化”与“磁通量大小”“磁通量变化率”，误认为磁通量大或只要有磁场就一定有感应电流、电流一定大；对感应电流方向、电势高低的判断易出错；面对单杆、双杆、线框等综合模型时，提取物理模型、选择力学观点（牛二/动量/能量）的能力较弱。 3. 认知特点：高二学生具备较强抽象思维与推理能力，但对多过程、多模型综合问题仍需分阶段引导；对汽车测速、电磁俘能、门禁卡、高速列车制动等真实情境兴趣较高，适合以情境化任务驱动学习。 三、单元作业目标 1. 物理观念：能准确说出感应电流产生的条件，理解磁通量及其变化的含义，建立电磁感应的相互作用观念； 2. 科学思维：能运用楞次定律判断感应电流方向，运用法拉第电磁感应定律计算感应电动势，在真实情境中建构单杆、双杆、线框等物理模型进行推理； 3. 科学探究：能分析“探究影响感应电流方向的因素”实验及测量磁感应强度的探究方案，体会实验设计、证据收集与结论归纳的方法； 4. 科学态度与责任：能运用电磁感应知识解释汽车测速、电磁俘能、门禁卡、列车制动等生活生产应用，体会科学技术的价值。 四、单元作业整体设计思路 分层设计：按基础巩固、能力提升、拓展实践三个层次设置 12 道题，兼顾全体学生与学有余力学生； 作业类型：采用判断题、选择、实验探究、综合计算相结合，覆盖电磁感应全部核心考点与典型模型； 设计原则：以真实情境为载体，减少机械刷题；针对学生典型前概念误区设计辨析题；贯彻教—学—评一体化，注重作业的诊断与反馈功能。 五、单元作业内容 （一）基础巩固层（必做，预估 15 分钟） 第1题 （概念理解·判断题）判断下列说法的正误并和同学交流（正确的打“√”，错误的打“×”）： （1）奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应。（ ） （2）穿过闭合回路的磁通量只与磁场的强弱有关。（ ） （3）只要闭合回路内有磁通量，闭合回路中就有感应电流。（ ） （4）线框不闭合，即使穿过线框的磁通量变化，线框中也没有感应电流。（ ） （5）导体棒切割磁感线不一定产生感应电流，但若垂直切割，则一定产生感应电流。（ ） （6）不论用什么方法，只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有电流产生。（ ） 第2题 （楞次定律·感应电流方向判断·多选）汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈通上顺时针（俯视）方向电流，当汽车经过线圈时（ ） A. 线圈产生的磁场方向竖直向上 B. 汽车进入线圈过程产生感应电流方向为abcd C. 汽车离开线圈过程产生感应电流方向为abcd D. 汽车进入线圈过程受到的安培力方向与速度方向相反 第3题 （实验·探究影响感应电流方向的因素）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，当电流从“-”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏；从“+”或“−”接线柱流入，指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，则： （1）此时磁铁的运动状态是________（选填“向上拔出”“静止”或“向下插入”）； （2）只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是________（多选）。 A. 磁铁静止，向上移动线圈 B. 增大（1）中磁铁运动速度 C. 将导线从接线柱G1移接至接线柱G0 D. 将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外 第4题 （磁通量与感应电动势的理解）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能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈，下列说法正确的是（ ） A. 穿过线圈的磁通量为BL² B. 永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大 C. 永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小 D. 永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向 第5题 （情境分析·手机无线充电）随着科技的进步，手机无线充电技术得到飞速发展，其原理如图所示，手机内部有一电力接收线圈，手机下方为充电板，内部有一电力输出线圈，下列说法正确的是（ ） A. 无线充电技术主要应用了电磁感应原理 B. 该充电板可以接在直流电源上使用 C. 电力接收线圈两端输出的是恒定电流 D. 电力输出线圈中，电流产生的是匀强磁场 （二）能力提升层（必做，预估 15 分钟） 第6题 （法拉第电磁感应定律·计算）将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为S₁，小圆面积均为S₂，垂直线圈平面方向有一随时间t变化的磁场，磁感应强度大小B＝B₀＋kt（B₀和k均为常量），则线圈中总的感应电动势大小为（ ） A. kS₁ B. 5kS₂ C. k(S₁－5S₂) D. k(S₁＋5S₂) 第7题 （涡流·电磁阻尼）小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图（a）所示缠绕方式将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通，两管皆竖直放置，将一个小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端，实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（ ） A. 图（c）是用玻璃管获得的图像 B. 磁铁在玻璃管中下落所受的电磁阻力始终保持不变 C. 忽略空气阻力，在图（b）监测时间内，磁铁减小的重力势能等于系统增加的焦耳热 D. 如果在铝管壁上从上往下锯一条狭缝，磁铁在铝管中下落时间与在玻璃管中下落时间相同 第8题 （线框模型）如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（ ） A. 线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向 B. 线框出磁场的过程中做匀减速直线运动 C. 线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等 D. 线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等 第9题 （基础单杆模型·多选）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U形导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上，不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度v₀开始运动，最终停在导体框上。在此过程中，下列说法正确的是（ ） A. 导体棒做加速度减小的减速直线运动 B. 导体棒中感应电流的方向为b→a C. 导体棒克服安培力做的总功小于 D. 电阻R消耗的总电能为 （三）拓展实践层（选做，预估 25 分钟） 第10题 （电磁感应综合计算·电路与能量）门禁卡工作原理如下：把门禁卡靠近读卡器时，读卡器发射变化的磁场，门禁卡内部的线圈会产生一个微小的感应电流，将卡内存储的编码信息发送回读卡器，读卡器识别信息后发送一个“开门”指令给电锁，即可开门。已知门禁卡内置一正方形线圈，其匝数为n＝100匝，边长a＝2 cm，外接电阻的阻值R＝1 Ω，线圈自身电阻r＝1 Ω，当门禁卡靠近读卡器时，读卡器在线圈处产生的变化磁场如图（丙）所示，设垂直纸面向里为正方向，磁场方向与线圈平面垂直。求： （1）0～2×10⁻³ s时间内，通过电阻R的电流的大小和方向； （2）2×10⁻³～4×10⁻³ s时间内，电阻R上产生的热量Q； （3）2×10⁻³～4×10⁻³ s时间内，通过电阻R的电荷量q。 第11题 （探究方案·测量磁感应强度）用匀质柔软导线绕制成半径为r₀的圆环，将其置于磁感应强度恒定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面，导线单位长度的电阻为R₀。某同学分别设计了下列方案测量磁感应强度的大小。 （1）方案一：在t₀时间内使圆环平面翻转180°，通过实验测得流过圆环的平均电流大小为I₁，求磁感应强度的大小B； （2）方案二：设法使圆环半径随时间的变化规律为r＝r₀－αt（α为大于零的常量），用电流传感器（内阻忽略不计）测得流过圆环的电流大小几乎为定值I₂，求磁感应强度的大小B； （3）方案三：保持导线的一端P点固定，在导线的另一端点A施加始终沿导线方向的恒定拉力F，使线圈半径逐渐缩小，经过时间t₀圆环完全消失。该过程中导线相交处保持良好的电接触，不计导线质量及导线间摩擦，求磁感应强度的大小B。 第12题 （家庭小实验·自制电磁感应装置）利用漆包线、磁铁、灵敏电流计（或耳机替代）自制简易电磁感应装置。任务要求：记录操作过程，观察磁铁插入、拔出线圈时的现象并拍照记录，写一段简短实验小结；思考磁铁静止在线圈中能否观察到电流。 六、参考答案与提示 （一）基础巩固层 第1题 （1）√ （2）× （3）× （4）√ （5）× （6）√。（1）奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应，正确；（2）穿过闭合回路的磁通量与磁场的强弱及有效面积均有关，错误；（3）闭合回路内磁通量发生变化时才有感应电流，仅“有磁通量”不够，错误；（4）线框不闭合，即使穿过线框的磁通量变化，线框中也没有感应电流，正确；（5）导体棒垂直切割磁感线时，还须电路闭合才一定产生感应电流，错误；（6）只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有电流产生，正确。 第2题 CD（多选）。根据右手螺旋定则，埋地线圈产生竖直向下的磁场，A错误；汽车进入线圈过程，穿过矩形线圈abcd的磁通量增大且竖直向下，由楞次定律知感应电流方向为adcb，B错误；离开时磁通量减小，感应电流方向为abcd，C正确；进入时感应电流方向为adcb，由左手定则，线圈受到安培力方向与速度方向相反，D正确。 第3题 （1）向上拔出；（2）BC。指针左偏，感应电流从“-”极流入，感应电流在线圈内产生方向向下的磁场，由楞次定律知穿过线圈的磁通量减小，故磁铁向上拔出；增大磁铁运动速度、减小电流计量程（将导线从接线柱G1移接至G0）均可使指针偏角增大，B、C正确。 第4题 D。根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为零，A错误；由法拉第电磁感应定律可知，永磁铁相对线圈上升越快、磁通量变化越快，感应电动势越大，B、C错误；永磁铁相对线圈下降时，由楞次定律可知线圈中感应电流方向为顺时针，D正确。 第5题 A。手机无线充电技术主要应用了电磁感应原理，A正确；电力输出线圈应接入交变电流才能产生周期性变化磁场，电力接收线圈中才能产生感应电流，故充电板不能接直流电源、输出线圈产生的是交变磁场而非匀强磁场，B、D错误；电磁感应过程中交变电流的频率不改变，电力接收线圈两端输出的也是交变电流，C错误。 （二）能力提升层 第6题 D。由法拉第电磁感应定律，大圆与小圆绕向相反、感应电动势相互叠加，总电动势E＝kS₁＋5kS₂，即k(S₁＋5S₂)，D正确。 第7题 A。强磁体在铝管中下落，铝管形成涡流、受较大电磁阻力，速度增大后接近匀速，对应图（b）；玻璃管为绝缘体、不产生涡流，磁体一直加速，对应图（c），A正确；玻璃管中磁体速度不断增大，感应电流与电磁阻力不断变化，B错误；忽略空气阻力，图（b）监测时间内磁铁减小的重力势能等于系统增加的焦耳热与磁铁增加的动能之和，C错误；铝管壁上锯一条狭缝后，侧壁仍有涡流阻碍运动，磁体在铝管中下落时间大于在玻璃管中下落时间，D错误。 第8题 D。线框进磁场过程中由楞次定律知电流方向为逆时针，A错误；出磁场过程中线框做加速度减小的减速运动，B错误；进出两过程线框初速度不同（进时速度大、安培力大、焦耳热多），产生的焦耳热不相等，C错误；线框在进和出的两过程中位移均为L，通过导线横截面的电荷量q＝ΔΦ/R相等，D正确。 第9题 AD（多选）。导体棒向右运动，由右手定则可知感应电流方向为b→a，B错误；由左手定则，导体棒受到向左的安培力，随速度减小安培力减小，棒做加速度减小的减速直线运动，A正确；整个过程只有安培力做负功，由动能定理，导体棒克服安培力做的总功等于初动能，C错误；由能量守恒，初动能最终全部转化为回路焦耳热，电阻R与导体棒串联、产热与电阻成正比，故电阻R消耗的总电能为总热量中的R/(R＋r)部分，D正确。 （三）拓展实践层 第10题 （1）0.06 A，方向从N到M；（2）8.0×10⁻⁷ J；（3）4.0×10⁻⁵ C。依据法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律分阶段求解。 第11题 （1）B＝2πr₀R₀I₁t₀/ΔΦ（由平均电流与磁通量变化求解）；（2）B＝I₂R₀/(2παr)；（3）B＝√(2πFR₀t₀/π)。具体推导见原题解析。 第12题 磁铁插入、拔出线圈时，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，灵敏电流计指针偏转（或用耳机可听到“咔咔”声）；磁铁静止在线圈中时，穿过线圈的磁通量不变，观察不到感应电流。 七、作业评价方案 （一）评价总体思路 本单元作业坚持教—学—评一体化理念，将评价贯穿单元作业全过程，采用多元主体评价、等级评价结合质性评语的方式，重在诊断学生核心素养达成情况，而非简单评判对错。评价主体包含学生自评、小组互评、教师评价，评价维度对标物理学科四大核心素养，按照基础巩固、能力提升、拓展实践三层作业设置差异化评价标准。 （二）评价维度说明 1. 物理观念：考查学生对磁通量、感应电流产生条件、楞次定律、法拉第电磁感应定律等核心概念与规律的理解，能否区分磁通量、磁通量变化与磁通量变化率。 2. 科学思维：考查学生在真实情境中建构单杆、双杆、线框等物理模型的能力，能否运用楞次定律判断方向、运用法拉第定律计算电动势，并合理选用牛二、动量、能量等力学观点。 3. 科学探究：针对实验与探究类选做任务，评价学生实验设计、数据分析、证据归纳与结论表述的能力。 4. 科学态度与责任：关注作业书写规范性、答题严谨性，考查学生能否运用电磁感应知识解释汽车测速、电磁俘能、门禁卡、列车制动等生活生产应用。 （三）评价实施流程 1. 学生自评：学生完成单元作业后，对照评价量表，自主判断各板块完成等级，标记自己的疑问点与知识薄弱处。 2. 小组互评：小组内部交流综合计算题与探究任务，互相检查推理逻辑、计算过程与实验方案，交换意见，给出互评等级。 3. 教师评价：教师批阅作业，结合自评、互评结果，给出教师评价等级，并针对性撰写简短质性评语；统计高频错题，梳理共性认知障碍。 4. 综合等级确定：结合三层作业的评价结果，综合确定本单元作业最终等级；拓展实践层为选做任务，不计入综合等级硬性判定，仅作为素养发展的参考依据。 （四）评价结果应用 1. 学情诊断：利用作业诊断记录表统计各题错误类型、错误人数，提炼学生典型前概念，定位单元学习难点。 2. 分层补救：综合等级为C的学生，进行核心概念补差辅导；等级为A的学生，提供拓展探究任务，实现因材施教。 3. 教学改进：根据作业反馈，调整单元复习课教学设计，针对性突破学生共性误区；同时反思本单元教学，优化下一轮单元教学与作业设计。 4. 评价边界：单元作业评价结果不作为学生学业评价的唯一依据，结合课堂探究、小组展示等过程表现综合评价学生素养水平。 （五）评价量表 表1 单元作业整体评价总表 评价维度 对应作业板块 评价要点 权重 自评 互评 师评 物理观念 基础巩固层 理解磁通量及感应电流产生条件；能辨析“磁通量变化”与“磁通量大小、变化率”；正确判断感应电流方向 40% 科学思维 能力提升层 能在真实情境中建构单杆、双杆、线框模型；运用楞次定律与法拉第定律推理计算，规范表述 35% 科学探究 拓展实践层（选做） 能分析实验探究方案，进行数据与证据分析，规范表述结论 20% 科学态度与责任 全作业 书写规范；能联系汽车测速、门禁卡、列车制动等生活应用解释物理规律 5% 表2 分层作业分项评价细则 作业分层 评价等级 评价细则 基础巩固层（必做） A优秀 概念判断、选择作答全部正确；方向判断与理由表述严谨，无明显前概念错误，书写规范。 B合格 存在1～2处小错误；基本理解核心概念；判断或理由表述不够完整，但关键结论正确。 C待改进 概念理解存在明显误区；混淆磁通量、磁通量变化与变化率；方向判断错误较多。 能力提升层（必做） A优秀 能正确建构物理模型；运用楞次定律与法拉第定律推理计算准确；力学观点选用得当，逻辑严谨。 B合格 能得出正确结论，但推导或理由描述不完整；模型建构存在小疏漏。 C待改进 无法识别物理模型；电磁学规律运用错误；存在顽固前概念误区。 拓展实践层（选做） A优秀 能完整分析探究方案，正确分阶段求解；证据与结论表述规范，有自己的思考。 B合格 能完成主要步骤，但过程或分析不够完整；结论基本正确。 C待改进 未能完成或分析方向错误，结论与物理规律不符。 （六）作业诊断记录表 表3 作业诊断记录表 题号 错误类型（前概念/模型建构/计算/表达） 错误学生占比 对应的认知障碍 补救教学策略 八、作业使用反思 （一）设计亮点 1. 分层设计，兼顾基础巩固、能力提升与拓展探究，适应不同层次学生； 2. 12道题覆盖电磁感应全部核心考点与典型模型（楞次定律、法拉第定律、自感涡流、电路图像、单杆双杆线框）； 3. 大量采用汽车测速、电磁俘能、手机无线充电、门禁卡、列车制动等真实情境，对接新高考情境化命题方向； 4. 设置实验探究与测量方案等实践任务，跳出纸笔刷题。 （二）预估问题 第4、6、7、8、9、10、11题涉及图像与公式，部分学生建模与分阶段求解能力不足；部分题目依赖示意图，需配合原图使用；拓展实践题计算量较大，故设置为选做。 （三）改进设想 可在课堂借助DIS实验、仿真动画辅助，帮助学生直观理解磁通量变化与模型过程；作业批改后整理典型错题，在单元复习课开展针对性讲评；结合学生学习情况，适当调整分层题量与难度配比。 九、参考文献 [1] 中华人民共和国教育部. 普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）[S]. 北京：人民教育出版社，2020. [2] 人民教育出版社课程教材研究所物理课程教材研究开发中心. 普通高中教科书·物理（选择性必修第二册）[M]. 北京：人民教育出版社. 1 学科网（北京）股份有限公司 $