1、素养提升练素养一物理观念考点电磁感应现象1.产生感应电流的条件:只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回路中就有感应电流产生。2.引起磁通量变化的几种情况(1)闭合电路导线围成的面积不变,但闭合电路处的磁感应强度大小发生变化。(2)磁感应强度不变,闭合电路导线围成的面积发生变化。(3)线圈平面与磁场方向的夹角发生变化。3.电磁感应现象的关键词转化学业评价1.(水平2)关于感应电流产生的条件,以下说法正确的是()A.只要闭合导体回路内有磁通量,闭合导体回路中就一定会有感应电流B.穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定会有感应电流产生C.线圈不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发生变化也
2、不会有感应电流产生D.只要导体回路的一部分做切割磁感线运动,电路中就一定会有感应电流产生【解析】选C。感应电流产生的条件有两个,一是导体回路一定要闭合,二是穿过导体回路的磁通量要发生变化,而不是有磁通量就行了,所以选项A错误;选项B中,螺线管不闭合时,无感应电流产生,故B错误;选项D中导体回路不闭合时,或虽然闭合,但通过导体回路的磁通量不发生变化时,都无感应电流产生,故D错误;C项说法正确。2.(水平4)(多选)在空间某处存在一变化的磁场,则()A.在磁场中放一闭合线圈,线圈中一定会产生感应电流B.在磁场中放一闭合线圈,线圈中不一定产生感应电流C.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围一定不会
3、产生电场D.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围一定会产生电场【解析】选B、D。根据感应电流的产生条件,只有穿过闭合线圈的磁通量发生变化,线圈中才产生感应电流,A错误,B正确;变化的磁场产生感生电场,与是否存在闭合线圈无关,C错误,D正确。【补偿训练】如图所示,有一个100匝的线圈,其横截面是边长为L=0.20 m的正方形,放在磁感应强度B=0.50 T的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直。(1)若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变),则在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少?(2)若将这个线圈翻转180,则穿过线圈的磁通量改变了多少?【解析】(1)线圈横截面为正方形时的
4、面积:S1=L2=0.202 m2=4.010-2 m2。穿过线圈的磁通量:1=BS1=0.504.010-2 Wb=2.010-2 Wb。横截面形状为圆形时,其半径r=。横截面面积大小S2= m2。穿过线圈的磁通量:2=BS2=0.50 Wb2.5510-2 Wb。所以,磁通量的变化量:1=2-1(2.55-2.0)10-2 Wb=5.510-3 Wb。(2)设初始时磁通量为正,则翻转180后磁通量为负3=-12=3-1=-4.010-2 Wb即磁通量的变化量为410-2 Wb。答案:(1)5.510-3 Wb(2)410-2 Wb素养二科学思维考点1对磁感应强度B=的认识与应用1.适用条件
5、:通电导线垂直磁场放置。适用于任何磁场,在非匀强磁场中IL为电流元相当于电场中的“试探电荷”。2.B与F和IL的关系:磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的,与通过导线的电流大小、导线的长短无关,即使不放入载流导线,磁感应强度也照样存在,故不能说“B与F成正比”或“B与IL成反比”。3.磁感应强度的方向:小磁针静止时N极所指的方向,或小磁针静止时S极所指的反方向。4.磁感应强度的关键词转化学业评价1.(水平2)对磁感应强度的定义式B=的理解,下列说法正确的是()A.磁感应强度B跟安培力F成正比,跟电流强度I和导线长度L的乘积成反比B.公式表明,磁感应强度B的方向与通电导线所受安培力F
6、的方向相同C.磁感应强度B是由磁场本身决定的,不随F,I及L的变化而变化D.如果通电导体在磁场中某处受到的安培力F等于零,则该处的磁感应强度也等于零【解析】选C。磁感应强度的定义式B=只是比值定义,但磁感应强度B是由磁场本身决定的,不随F,I及L的变化而变化,故A错误,C正确;实验探究可以发现磁感应强度B的方向与通电导体所受力F的方向垂直,B错误;当导体与磁场平行时,受到的安培力F=0,但该处的磁感应强度并不等于0,D错误。2.(水平4)在磁场中某一点,已经测出一段0.5 cm长的导线中通入0.01 A电流时,受到的安培力为5.010-6 N,则下列说法正确的是()A.该点磁感应强度大小一定是
7、0.1 TB.该点磁感应强度大小一定不大于0.1 TC.该点磁感应强度大小一定不小于0.1 TD.该点磁感应强度的方向即为导线所受安培力的方向【解析】选C。由于导线放置情况不明,因此磁感应强度的最小值Bmin= T=0.1 T,而磁感应强度的方向与安培力方向垂直,则C正确,A、B、D错误。【补偿训练】(多选)下列说法正确的是()A.通过某平面的磁感线条数为零,则此平面处的磁感应强度一定为零B.空间各点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向C.平行放置的两条形磁铁异名磁极间的磁场为匀强磁场D.磁感应强度为零,则通过放在该处的某平面的磁感线条数一定为零【解析】选B、D。磁感应强度反映磁场的强弱和方向,
8、它的方向就是该处磁场的方向,故选项B正确;磁感应强度为零,放在该处的某平面一定无磁感线穿过,故选项D正确;穿过某一平面的磁感线的条数除与磁场强弱有关之外,还与平面的放置情况有关,若某平面无磁感线穿过,可能磁场很强,只是平面平行于磁场放置导致磁感线穿过该平面的条数为零,所以选项A错误;平行放置的两条形磁铁异名磁极间的磁场不一定是匀强磁场,近距离平行放置的两异名磁极间其中间部分的磁场可认为是匀强磁场,选项C错误。考点2安培定则的应用1.安培定则描述了电流方向与磁场方向之间的关系,应用它可以判断直线电流、环形电流及通电螺线管周围磁感线的分布及方向,在应用时,应注意分清“因”和“果”:(1)直线电流的
9、磁场:拇指指向“原因”即电流方向;四指指向“结果”即磁感线的环绕方向。(2)环形电流的磁场:四指指向“原因”即电流方向;拇指指向“结果”即中心轴线的磁感线方向。(3)通电螺线管的磁场:四指指向“原因”即电流方向;拇指指向“结果”即螺线管内部沿中心轴线的磁感线方向,亦即指向螺线管的N极。2.一个其他形状的电流(如矩形、三角形等)的磁场,从整体效果上可等效为环形电流的磁场,采用安培定则判定,也可以分成几段直线电流判定,然后利用磁场叠加思想处理。3.磁场的叠加:磁感应强度是矢量,合成时遵从平行四边形定则。4.安培定则应用的关键词转化 学业评价1.(水平2)如图所示,电流从A点分两路通过对称的环形分路
10、汇合于B点,在环形分路的中心处的磁感应强度()A.垂直于环形分路所在平面,且指向纸内B.垂直于环形分路所在平面,且指向纸外C.在环形分路所在的平面内,且指向A点D.为零【解析】选D。环形分路ACB与环形分路ADB关于环形分路的中心对称,对两分路分别应用安培定则可判断两分路在中心处产生的磁场相互抵消,故中心处的磁感应强度为零。则D正确,A、B、C错误。2.(水平4)(多选)有两根长直导线a、b互相平行放置,如图所示为垂直于导线的横截面图。在如图所示的平面内,O点为两根导线连线的中点,M、N为两导线连线段的中垂线上的两点,与O点的距离相等,aM与MN夹角为。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电
11、流I,单根导线中的电流在M处产生的磁感应强度为B0。则关于线段MN上各点的磁感应强度,下列说法中正确的是() A.M点和N点的磁感应强度方向一定相反B.M点和N点的磁感应强度大小均为2B0cos C.M点和N点的磁感应强度大小均为2B0sin D.在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零【解析】选A、B。作出两根导线在M、N处产生的磁感应强度的示意图,并根据平行四边形定则求出合磁场,如图所示,则MN两点的磁感应强度B大小相等,B=2B0cos ,方向相反,选项A、B均正确,C错误;在线段MN的中点O处,合磁感应强度的矢量和为零,选项D错误。【补偿训练】如图所示,三根长直导线A、B和C垂直纸面并
12、固定于等腰直角三角形的三个顶点上,三根导线均通有方向垂直纸面向里的电流I时,AC的中点O处磁感应强度的大小为B0。若使A中的电流反向其他条件不变,则O点处磁感应强度的大小变为()A.0B.B0C.B0D.B0【解析】选C。当三导线中均通有垂直纸面向里的电流I时,A、C中点O磁感应强度为B0,用右手螺旋定则判断通电直导线A与通电直导线C在O点的合磁场为零,则通电直导线B在O点产生的磁场方向沿着AC,由A指向C,磁感应强度为B0,如果使A中的电流反向其他条件不变,则通电直导线A与通电直导线C在O点的合磁场大小为2B0,方向垂直AC向上;依据矢量的合成法则,则三根通电直导线在O点共同产生的磁场大小为:B合=B0,故A、B、D错误,C正确。5