奥斯特发现了电磁感应现象
【物理】《电与磁》单元测试题(含答案)
【物理】《电与磁》单元测试题(含答案)一、电与磁选择题1．下列有关电和磁的说法正确的是（）A. 奥斯持发现了电流的磁效应B. 磁体周围的磁场既看不见也摸不着，所以是不存在的C. 电动机是根据电磁感应原理制成的D. 电磁铁磁性的强弱只与线圈中电流的大小有关【答案】A【解析】【解答】解：A、奥斯特发现了电流的磁效应，故A正确；B、磁体周围的磁场虽然看不见也摸不着，但的确存在，故B错误；C、电磁感应现象是发电机的制作原理，而电动机的制作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故C错误；D、电磁铁的磁性强弱与电流的强弱和线圈的匝数有关，故D错误．故选A．【分析】（1）奥斯特发现了电流的磁效应；（2）磁场看不见、摸不着但的确存在；（3）电动机工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；（4）电磁铁的磁性强弱与电流的强弱和线圈的匝数有关．2．如图所示，一螺线管的右端放着一颗可自由转动的小磁针，闭合开关S前小磁针处于静止，闭合开关S后，小磁针的N极将（）A. 向左偏转B. 向右偏转C. 仍然静止D. 无法判断【答案】 A【解析】【解答】解：从图可知，电流从螺线管的右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管左端是N 极，右端是S极；由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针N极向左转动．故选A．【分析】首先由安培定则可以判断出螺线管的磁极，则由磁极间的相互作用可得出小磁针静止时的N、S极的指向．3．从物理学角度解释诗句，下列说法与物理知识相符的是（）A. “潭清疑水浅”实际上是一种光的反射现象B. “看山恰似走来迎”中描述的“山”在“走”，是以山为参照物C. “花气袭人知骤暧”说明温度越高分子的无规则运动越剧烈D. “臣心一片磁针石，不指南方不肯休”，诗中磁针指向南方的一端是磁针的N极【答案】C【解析】【解答】解：A、“潭清疑水浅”是由于光的折射产生的一种现象，A不符合题意；B、以诗人乘坐的船为参照物，山与船之间的位置发生了变化，山是运动的，所以会感觉到“看山恰似走来迎”，B不符合题意；C、“花气袭人知骤暖”说明温度越高分子无规则运动越剧烈，C符合题意；D、地球本身是一个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，小磁针在地磁场的作用下，始终指向南北方向，其中，指南的一端磁针的南（S）极，D不符合题意。
法拉第电磁感应定律(2)
电源
B
在电源内把单位正电荷从负极 移到正极的过程中非静电力所作的 功。 设在电源内把正电荷dq从负极移 设在电源内把正电荷 从负极移 到正极的过程中非静电力所作的功dA。 到正极的过程中非静电力所作的功 。
5
dA 电源电动势 ε = dq
单位：伏特。 单位：伏特。
它描写了电源将其它形式能量转变成电能的能力。 它描写了电源将其它形式能量转变成电能的能力。 利用场的观点， 利用场的观点，可以把非静电力的作用看成是一 种非静电力场的作用，并把这种场称为外来场。 E 种非静电力场的作用，并把这种场称为外来场。以K 来表示外来场的强度。 来表示外来场的强度。 外来场对电荷dq的非静电力就是：FK = E K dq 外来场对电荷 的非静电力就是： 的非静电力就是 在电源内,电荷 由负极移到正 在电源内 电荷dq由负极移到正极时非静电力所作的 电荷 由负极移到正极 + + + 功为： 功为：
L
x
11
dϕ m d µ0 LI 0 cos ωt b + vt εi = − =− ln dt dt 2π a + vt v µ0 I 0 L b + vt v − = [ω sin(ωt ) ln − cos ωt 2π a + vt b + vt a + vt dI 匝线圈， 例2：长直螺线管绕有 匝线圈，通有电流I 且 = C ：长直螺线管绕有N匝线圈 dt C为常数且大于零），求感应电动势 为常数且大于零），求感应电动势。 （C为常数且大于零），求感应电动势。
{
8
d(ϕ1 +ϕ2 +ϕ3 +⋯ = − dφ ) ε =− dt dt dφ dϕ 若每匝磁通量相同： 若每匝磁通量相同： = − ε = −N dϕ m dt dt ε = − 2.感应电流 感应电流、 2.感应电流、感应电量 dt εi 1 dϕ m
江苏省扬州市邗江区2023-2024学年高二上学期期中调研测试 物理含答案
2023—2024学年度第一学期期中考试试题高二物理（答案在最后）全卷满分100分，考试时间75分钟第Ⅰ卷（选择题共40分）一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。
每题只有一个选项最符合题意。
1.有关磁现象和电磁感应现象的下列说法中正确的是（）A.安培发现了电流的磁效应B.奥斯特发现了电磁感应现象C.法拉第发现了产生感应电流的条件D.磁感线是描绘磁场强弱和方向的客观存在曲线2.某智能手机说明书信息如图所示，电池支持低压大电流充电，则该手机（）A.电池的电动势为4.35VB.电池能提供的电能为4000mA hC.待机电流约7.6mAD.电池充满电后以100mA的电流工作时，可连续工作4h3.人造卫星上的太阳能电池由许多片电池板组成。
某电池板不接负载时电压是600μV，接上40Ω的电阻后电流是10μA，下列说法正确的是（）A.该电池板电动势约为400μVB.该电池板内阻约为40ΩC.该电池板输出功率为6.0×10-9WD.该电池板输出效率约为66.7%4.如图所示，“L”型导线abc固定并垂直于磁场放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。
已知ab=l，bc=2l，ab垂直bc。
导线通入恒定电流I时，导线abc受到的安培力大小为（）BIlA.0B.BIlC.2BIlD.25.如图所示，A、B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的，横梁可以绕中间的支点自由转动。
若用磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法正确的是（）A.用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被吸引B.把磁铁远离A环，A环又会被排斥C.磁铁N极接近B环时，B环会被吸引D.磁极接近或者远离B环时，B环保持静止6.如图所示为探究产生感应电流条件的实验电路，以下说法正确的是（）A.电键闭合稳定后，改变滑动变阻器滑片位置，观察到电流计指针不发生偏转B.电键闭合稳定后，保持滑动变阻器滑片位置不变，观察到电流计指针仍发生偏转C.电键闭合稳定后，A线圈从B线圈内拔出的过程，观察到电流计指针发生偏转D.电键断开的瞬间，观察到电流计指针并不发生偏转7.如图所示，纸面内以O点为圆心的圆周卜有M、N、A、B四个点，MN、AB为直径且互相垂直。
电磁感应定律
d i k dt
国际单位制
i
Φ
d i dt
伏特
韦伯
k 1
说明：
d dt
1）负号表示感应电动势的方向，即感应电动势总 是与回路内磁通量随时间变化率的正负相反。 2）若闭合回路由 N 匝密绕线圈串联而成，总电动 势等于各匝线圈所产生的电动势之和。
dΦ d ( NΦ ) dΨ ε N dt dt dt
B
N
维持滑杆运动必须有外 力不断作功，这符合能量守 恒定律。 楞次定律是能量守恒 定律的一种表现。
机械能 焦耳热
F
S
v
此过程为外力克服安培力做功转化为焦耳热。
三、电磁感应定律 当穿过闭合回路所围 面积的磁通量发生变化时， 回路中会产生感应电动势， 且感应电动势正比于磁通 量对时间变化率的负值。
法拉第
英国伟大的物理学家和 化学家。他创造性地提出场 的思想，磁场这一名称是法 拉第最早引入的。他是电磁 理论的创始人之一，于1831 年发现电磁感应现象，后又 相继发现电解定律，物质的 抗磁性和顺磁性，以及光的 偏振面在磁场中的旋转。
Michael Faraday 1791-1867
一、电磁感应现象
0 Ib
I
l
a
v
b
x
例： 在通有电流为 I = I0cosωt 的长直载流导线旁，放 置一矩形回路，如图所示，回路以速度v 水平向右运动， 求：回路中的感应电动势。
μ0 I 解：建立坐标系，电 B= 流I的磁感应强度为： 2πx 如图所示取一窄条带dx，
dx x I
L
dΦ m B dS BdS cos θ ˆ , cos θ 1 B // n μ0 I Ldx dΦ m BdS 2πx Φ m dΦ m
电磁感应现象及应用
13.3 电磁感应现象及应用知识点1：电磁感应现象及应用1、划时代的发现“电生磁”的发现：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。
“磁生电”的发现：1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。
电磁感应：法拉第把由他发现的磁生电的现象叫做电磁感应。
感应电流：由电磁感应现象产生的电流。
2、产生感应电流的条件实验：探究感应电流产生的条件。
实验实验过程实验图例实验结论实验一导体棒AB做切割磁感线运动时，线路中有电流产生；当导体棒AB顺着磁感线运动时，线路中无电流产生。
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。
实验二当条形磁体插入或拔出线圈时，线圈中有电流产生；当条形磁体在线圈中静止不动时，线圈中无电流产生。
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；当开关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；当开关S一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中无电流通过。
开关闭合、断开或滑动变阻器的滑动触头移动时，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。
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。
不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然会产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，且穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。
磁通量的变化大致可分为以下几种情况：磁通量变化情况磁感应强度B不变，有效面积S发生变化面积S不变，磁感应强度B 发生变化磁感应强度B和面积S都不变，它们之间的夹角发生变化面积S变化，磁感应强度B 也变化电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件，二者缺一不可。
电磁感应现象
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二、产生感应电流的条件 实验探究感应电流产生的条件 (1)利用蹄形磁铁的磁场 如图 3-1-1 所示，将导体 ab 和电流表连接组成闭合电路．
电磁感应现象
【典例 1】 下列现象中，属于电磁感应现象的是( A．小磁针在通电导线附近发生偏转 B．通电线圈在磁场中转动 C．因闭合线圈在磁场中运动而产生电流 D．磁铁吸引小磁针 )．
解析 电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈 在磁场中转动及受磁场力的作用，反映了磁场力的性质．所以 A、B、D 不是电磁感应现象，C 是电磁感应现象． 答案 C
4．如图 3-1-8 所示，两个线圈分别绕在一个铁环上，线圈 A 接 直流电源，线圈 B 接灵敏电流表，下列哪种情况不可能使线圈 B 中产生感应电流( )．
A．将开关 S 接通或断开的瞬间 B．开关 S 接通一段时间之后 C．开关 S 接通后，改变变阻器滑片的位置时 D．拿走铁环，再做这个实验，开关 S 接通或断开的瞬间
解析
产生感应电流有两个必要条件Fra bibliotek一是闭合电路，二是回路中磁通量发生变化，二 者缺一不可．导体相对磁场运动或导体做切 割磁感线运动时，不一定组成闭合电路，故 A、B 错误． 即使是闭合回路做切割磁感线运动，回路中磁通量也不一定发 生变化，如右图所示，闭合导体虽然切割磁感线，但回路中磁 通量始终未变，故无感应电流产生，C 错误． 答案 D
感应电流有无的判断 1．通电直导线穿过闭合线圈 L，如图 3-1-6 所示，则( A．当电流 I 增大时，线圈 L 中有感应电流 B．当 L 左右平动时，L 中有感应电流 C．当 L 上下平动时，L 中有感应电流 D．以上各种情况都不会产生感应电流 )．
电磁感应现象的发现感应电流产生的条件
答案 (1)1.256×10－4 Wb 1.256×10－4 Wb (2)8.4×10－6 Wb 借题发挥 磁通量是指穿过某一面积的磁感线的条数，与线圈匝数无关．若线圈所围面 积大于磁场面积，则以磁场区域面积为准．本题中B线圈与A线圈中的磁通量始终一样，故它们 的改变量也一样．
20
【变式1】面积为S的矩形线框abcd处在磁感应强度为B的均强磁场中，磁场方向与线框 面成θ角，如图1－1、2－9所示，当线框以ab为轴顺时针转90°时，穿过abcd面的磁通量的变化 量ΔΦ＝________.
图 1－1、2－6
图 1－1、2－7
17
【典例1】有一个垂直纸面向里的匀强磁场，如图1－1、2－8所示，磁感应强度B＝0.8 T， 磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1 cm.现在纸面内先后放上圆线圈，圆心均在O处，A 线圈半径为1 cm，10匝；B线圈半径为2 cm，1匝；C线圈半径为0.5 cm，1匝．问：
1
1 电磁感应现象的发现 2 感应电流产生的条件
2
1．了解电磁感应现象的发现过程，知道电和磁的联系． 2．通过实验探究归纳感应电流的产生条件．(重点) 3．能运用感应电流的产生条件判断回路中是否有感应电流产生．(重点＋难点) 4．体会科学家对待科学的严谨态度和非凡意志力.
3
一、奥斯特实验的启迪 1．电流的磁效应 1820 年，丹麦物理学家奥斯特 发现载流导线能使小磁针发生 偏转，我们把这种现象称为电流的磁效应． 2．意义 电流磁效应的发现证实了 电和磁 存在着必然的联系，突破了 人类对电与磁认识的局限性，掀起了一场研究电与磁关系的革命．
27
【典例3】如图1－1、2－12所示，把一条大约10 m长电线的两端连在一个灵敏电流表的 两个接线柱上，形成闭合电路．两个同学迅速摇动这条电线，可以发电吗？简述你的理由．
文科物理-电磁感应定律
电磁感应定律奥斯特的发现和有关电流磁效应的研究成果，促使科学家开始设法寻找其逆效应。
在英国科学界也普遍认为，作用总应伴随反作用。
奥斯特的发现是“电生磁”，其逆效应是“磁生电”。
1821年，英国《哲学年鉴》杂志主编邀请著名化学家戴维撰写一篇文章，综合评述奥斯特电流磁效应发现以来的电磁学发展概况，戴维将这一工作交给了他当时的助手法拉第，这大大激起了法拉第研究电磁学的兴趣和热情，促使他将研究方向从化学研究转向了物理中的电磁学研究。
在迄今的科学史上，法拉第以他准确和可靠的一系列重大发现和技术发明而著称于世，他把一生献给科学，被誉为“实验家之王”和“自然哲学家”。
一、电磁感应现象的发现法拉第和奥斯特深信“各种自然力的统一性”，并追求这种统一，这是法拉第进行科学研究的哲学思想基础。
1831年8月，法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接电流表，他发现，当线圈A的电路接通或断开的瞬间，线圈B中产生瞬时电流。
法拉第发现，铁环并不是必须的。
拿走铁环，再做这个实验，上述现象仍然发生。
只是线圈B中的电流弱些。
为了透彻研究电磁感应现象，法拉第做了许多实验。
1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交的一个报告中，把这种现象定名为“电磁感应现象”，并概括了可以产生感应电流的五种类型：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。
法拉第之所以能够取得这一卓越成就，是同他关于各种自然力的统一和转化的思想密切相关的。
正是这种对于自然界各种现象普遍联系的坚强信念，支持着法拉第始终不渝地为从实验上证实磁向电的转化而探索不已。
这一发现进一步揭示了电与磁的内在联系，为建立完整的电磁理论奠定了坚实的基础。
二、磁感线和场的概念（一）磁感线假设把小磁针放在磁铁的磁场中，小磁针受磁场的作用，静止时它的两极指向确定的方向。
在磁场中的不同点，小磁针静止时指的方向不一定相同。
这个事实说明，磁场是有方向性的，我们约定，在磁场中的任意一点，小磁针N极的受力方向，为那一点的磁场方向。
电磁感应现象和法拉第定律
Ii
1 R
dΦ dt
t t2 t1 时间内，流过回路的电荷
q
t2 Idt 1
t1
R
Φ2 dΦ
Φ1
1 R
(Φ1
Φ2 )
5
楞次定律
闭合的导线回路中所 出现的感应电流，总是力 图阻止穿过导体回路的磁 通量的改变，亦即使它自 己所激发的磁场反抗任何 引发电磁感应的原因（反 抗相对运动、磁场变化或 线圈变形等）.
o
iR
19
有效值
P 1 T I 2(t)Rdt P 1 T U 2 (t) / Rdt
T0
T0
P
I
2 有效
R
P
U
2 有效
/
R
20
发电机输出的瞬时功率为
P(t)
I
2
R
RI
2 m
sin
2
t
平均输出功率就是一个周期内输出的瞬时功率之平均值：
P 1 T
T 0
P(t)dt
1 2
I
2 m
R
P
I
2 有效
35
感生电场和静电场的对比
E静 和 Ek 均对电荷有力的作用.
静电场是保守场 L E静 dl 0
感生电场是非保守场
L
Ek
dl
dΦ dt
0
静电场由电荷产生；感生电场是由变化的磁 场产生 .
36
半径为 R 的圆柱形空间内充满与轴平行的磁场 B， B 随时间 t 变化 B = kt，圆柱形之外 B = 0，求圆 柱形空间外的电场分布。
13
例2 一导线矩形框的平面与磁感强度为 B 的均
匀磁场相垂直.在此矩形框上,有一质量为 m长为 l 的
电磁感应的发现历程
麦克斯韦通过数学方法将电磁感应现象进行了统一描述，将电场、磁场和电荷分布之间的关系进行了系统化。这一理论框架为后来的电磁波研究奠定了基础。
03
电磁感应的应用
交流电机的发明是电磁感应理论的重要应用，它实现了电能与机械能的相互转换，为现代工业、交通和日常生活提供了动力。
总结词
19世纪中叶，科学家们发现了电磁感应现象，即变化的磁场会在其周围产生电场。基于这一原理，交流电机应运而生。交流电机内部有两个磁场，一个固定磁场，一个旋转磁场。当交流电通过定子绕组时，产生变化的磁场，该磁场与转子绕组中的磁场相互作用，从而驱动转子旋转。交流电机的发明极大地推动了工业自动化和现代化进程，成为现代工业不可或缺的重要设备。
超导体的研究与应用
05
电磁感应的未来发展
利用量子力学原理进行信息处理的新型计算机，具有超强的计算能力和数据处理能力，有望解决传统计算机无法处理的复杂问题。
在密码学、化学模拟、优化问题等领域具有广泛的应用前景，为人工智能、大数据等领域提供强大的计算支持。
量子计算机的研究
量子计算机的应用
量子计算机
新能源技术的应用
在电力、交通、建筑等领域得到广泛应用，有助于减少化石能源的消耗和温室气体的排放，促进可持续发展。
新能源技术
新能源技术的研究与应用
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变压器的应用
无线电通讯的发展
总结词：无线电通讯的发展是电磁感应理论在信息传输领域的重要应用，它实现了远距离信息的快速传递。
04
电磁感应在现代科技中的应用
磁悬浮列车是一种利用磁感应原理实现列车悬浮和导向的交通工具。通过强大的电磁场产生斥力，使列车与轨道之间保持一定的间隙，从而实现列车的高速无接触运行。
法拉第的电磁学研究
法拉第的电磁学研究李佳41111072物理1102法拉第（Miched Faraday,1791-1867）是19世纪电磁学领域最伟大的实验物理学家。
他没有受过系统的正规教育，而是通过刻苦自学成才。
他通过实验研究发现了电磁旋转现象和电磁感应现象，用力线概念描述电磁作用，这些工作为麦克斯韦建立电磁场理论铺平了道路。
一、电磁偏转现象的发现奥斯特发现电流磁效应的消息传到英国后，法拉第开始关注电磁学的进展情况，并进行了一系列实验研究工作，由此导致他发现电磁旋转现象等重要成果。
法拉第关于电磁旋转现象的研究可以分为三个阶段。
1821年9月3日至10日，法拉第进行第一阶段的实验研究，发现了电磁旋转现象并进行了一些相关研究；同年12月21日至25日，他对地磁和电流之间的作用进行了研究；在1823年1月23日至28日，他做了一些判决性实验，对电磁旋转中的一些特殊现象做了进一步的研究。
1821年9月3日，法拉第将一段导线与伏打电堆连接，是其中有电流通过，然后将小磁针方在导线周围不同的位置，发现在导线周围存在4个位置，小磁针的一极在两个位置受到导线的吸引，两个位置受到导线的排斥。
因此他认为，磁极与通电导线之间的作用力并不是直线式的吸引力和排斥力，而是圆周力。
9月4日，他设置了简单装置。
关于磁体围绕导线转动的装置，法拉第在日记中写到：“将磁体的一极利用铂块坠入到水银面以下，只留下另外一极露出水银面，连接导线使得导线一端进入磁极附近的水银里”。
通电后磁体的一极即围绕导线的一端旋转。
至此，法拉第完成了电磁学转现象的发现。
1821年10月，法拉第在《科学季刊》上发表了《论某些新的电磁运动兼论磁学的理论》一文，其中描述了自己的这一发现。
同年12月21日至25日，法拉第对通电导线在地磁作用下的运动现象进行实验研究。
通过实验，他成功地使通电导线在地磁作用下进行了旋转运动。
二、电磁感应现象的发现电磁转动效应实验的成功，大大鼓舞了法拉第在这一领域里继续进行深入探索的信心，并引导他同样想到奥斯特发现的逆效应是否存在的问题。
经典电磁场理论的建立
（1） 式中是被感电流的线元，积分沿被感电流回路进行，而矢量A定义为：
（2） 式中A是一个电流的位置函数，纽曼称之为电动力学势。
2、麦克斯韦的电磁场理论
19世纪最伟大的理论物理学家，经典电磁场论的奠基人麦克斯韦， 于1854年在英国剑桥大学毕业。起初，他研究的领域是关于色散理论； 在开尔文勋爵的影响下，麦克斯韦进入了电磁学领域，开始从事电磁场 的理论研究工作；他首先认真地通读了法拉第的三卷论文集《电学的实 验研究》，麦克斯韦继承了法拉第彻底的近距作用思想，坚定了以近距 作用的场观念来研究电磁现象的信念，并大量阅读了开尔文勋爵的工 作，以及高斯（Gauss）、格林（Green）、泊松（Poisson）、斯托克斯 （Stokes）等人的有关论述，领会了类比研究的方法，掌握了当时已有 的数学工具。对于当时已经建立的以安培、纽曼、韦伯为代表的大陆派 超距作用电磁理论，麦克斯韦一方面给予应有的肯定，同时也深刻地洞
察了其中的内在矛盾和困难。从1855年到1865年，麦克斯韦终于建立起 完整的电磁场理论，完成了毕生最重要的贡献。麦克斯韦建立电磁场理 论的工作集中反映在他的三篇著名电磁学论文中，即1855～1856年的 《论法拉第力线》，1861～1862年的《论物理力线》，以及1865年的 《电磁场的动力学理论》。
1846年，韦伯在安培定律的基础上提出了所谓的韦伯电作用定律， 为了建立超距作用的统一电磁理论，韦伯认为，运动电荷之间除了库仑 力外，还存在着由于电荷运动而产生的另一类相互作用力，后人称之为 韦伯力。韦伯根据原始的安培公式，导出两运动电荷与之间的相互作用 力为：
大学物理 第九章 电磁感应 电磁场理论的基本概念
选择绕行方向如右图所示：
b v
o 0 I x bdr 2r 0 Ib x a dr 0 Ib x a x r 2 ln x 2
x
0 Ivab d m d m dx 方向 动 dt dx dt 2x( x a )
v
19
V a I d a d ω b c b cV
三、法拉第电磁感应定律的使用方法 1、规定任一绕行方向为回路的正方向。由右手螺旋 法则确定回路的正法线方向 en 。 d 正法线方向 2、计算 SB dS 及 dt en 3、由 d 之值确定 i 的方向 dt S d L
i
d dt 0, i 0, i的方向与绕行方向相同 d 0, 0, 的方向与绕行方向相反 i i dt
L
解二： 构成扇形闭合回路
AOCA
B
L
A
1 2 m B dS BS AOCA B L 2
o
C
d m 1 1 2 d BL BL2 dt 2 dt 2
沿OACO
由楞次定律:
A
o
17
例2. 如图所示，一矩形导线框在无限长载流导线I 的场中向右运 动，t时刻如图所示，求其动生电动势。
E涡 dl 0
法拉第电磁感应定律推广为
d E涡 dl L 22 dt
静电荷激发电场 E dl 0 保守力场（无旋场） 电场 d 变化磁场激发电场 E涡 dl dt
d 产生的原因不同。 E涡 dl 涡旋电场 dt 静电场 的区别 电力线不同。 E dl 0 环流不同
电磁感应
H ab N / I
H nI N I l
B H N I
l
m
B
dS
BS
NI
S
S
l
N 2 I
m N l S
L
m I
N 2
l2
lS
n2V
L n2V
32
例: 求一无限长同轴传输线单位长度的自感. 已知：R1 、R2
解:
H I
B I
R1
2r
2r
d
B dS
Il
dr
2r
Il R2 dr Il ln( R2 )
电子得到加速的时间最 长只是交流电流周期T的 四分之一
原理： 电磁铁线圈中交变电流，产生交变磁场 交变磁场又在真空室内激发涡旋电场
27
三、涡电流
金属导体块处在变化的磁场中或在非匀强磁场中切割，就会在导体块内形成自成 回路的电流，这种电流就叫涡电流。
应用： 涡电流(涡流)的热效应
——高频感应加热炉 ——变压器铁芯用
解：方法一 取微元
d
i
(
B)
d
l
d i Bdl Bldl
L
i
d i
Bldl
0
i
1 2
BL2
电动势的方向:A→0
0
dl A
16
方法二 作辅助线，形成闭合回路OACO
m B dS BdS
S
S
BSOACO 1 BL2
2
i
d
dt
1 BL2 d
2 dt
1 BL2
2
符号表示方向沿AOCA
24
例：半径为R的圆柱形空间内分布有均匀磁场，方向垂直于纸面向里，磁场
经典电磁场理论的建立
经典电磁场理论的建立1820年4月，奥斯特发现了电流的磁效应，这标志着电磁学的开始。
法国数学家安培，借助于库仑定律与万有引力定律的惊人相似性，便把引力领域的超距论思想移接到电磁领域中来，并于1820～1827年创立了大陆派超距论电动力学体系。
1831年，法拉第发现电磁感应定律，对超距论电动力学提出了第一次挑战；安培运用自己建立的超距论电动力学对法拉第电磁感应现象解释时，显得力不从心。
1837～1838年，法拉第又初步提出场的概念，接着于1851年提出了电磁场论的思想。
1845～1846年，德国物理学家纽曼（F ．E ．Neumann ，1798～1895）和韦伯（W ．Weber ，1804～1890）发展了安培电动力学体系，并成功地解释了电磁感应现象。
1861～1865年，英国物理学家麦克斯韦（J ．C ．Maxwell ，1831～1879）提出电位移和位移电流的概念，对超距论电动力学提出了第二次挑战，并从理论上预言电磁波的存在，建立了著名的麦克斯韦方程组。
德国实验物理学家赫兹（H ．Hertz ，），于1886～1888年证实了麦克斯韦预言的所有方面，从而彻底否定电磁超距论思想，导致了无线电的诞生，开辟了电磁波通讯的新纪元。
1、大陆派超距作用电磁理论法国物理学家安培仿照力学的理论结构，建立电磁超距有心力作用理论，他把自己的理论取名为“电动力学”。
安培的电动力学解释当时所知道的一切电磁现象的确十分出色；但在运用于解释1831年法拉第发现的电磁感应现象时却遇到了麻烦。
1845年，德国的纽曼发展了安培电动力学的超距有心力思想，并成功地解释了电磁感应定律。
纽曼考虑了两个载流线圈的情况，他把其中一个叫施感线圈，另一个叫被感线圈。
当施感电流线圈运动时，两个线圈的相互作用将发生变化，他假设被感线圈中的感应电动势与两线圈相互作用能的变化率成正比，并根据楞次定律而加上一个负号，于是：⎰⋅∂∂-=l d tA ε （1） 式中dl 是被感电流的线元，积分沿被感电流回路l 进行，而矢量A 定义为：⎰''=rl d i A （2） 式中A 是一个电流的位置函数，纽曼称之为电动力学势。
高考物理物理学史知识点经典测试题附答案(3)
高考物理物理学史知识点经典测试题附答案(3)一、选择题1．关于物理学家做出的贡献，下列说法正确的是（）A．奥斯特发现了电磁感应现象B．韦伯发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系C．洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律D．安培观察到通电螺旋管和条形磁铁的磁场很相似，提出了分子电流假说2．人类在对自然界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。
下列关于科学家和其实验的说法中正确的是A．伽利略通过“斜面实验”，证明了“力是维持物体运动的原因”B．牛顿通过实验证明了惯性定律的正确性C．密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值D．奥斯特通过实验证明了电流周围存在磁场，并由此得出了电磁感应定律3．下列说法正确的是()A．开普勒行星运动定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕行星的运动B．牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值C．万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律D．地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是相同的4．在人类对微观世界的探索中科学实验起到了非常重要的作用。
下列说法符合史实的是A．密立根通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（Po）和镭（Ra）两种新元素D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子5．下列说法中正确的是（）A．奥斯特发现了电磁感应现象B．牛顿通过理想斜面实验得出了维持运动不需要力的结论C．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱现象，推动了量子理论的发展D．光照在金属板上时，金属能否发生光电效应现象与入射光的强度有关．6．下列说法错误的是（）A．奥斯特提出“分子电流”假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动电荷产生B．安培提出“分子电流”假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动电荷产生C．根据“分子电流”假说，磁铁受到强烈振动时磁性会减弱D．根据“分子电流”假说，磁铁在高温条件下磁性会减弱7．物理学推动了科学技术的创新和革命，促进了人类文明的进步，关于物理学发展过程的认识，下列说法中正确的是A．牛顿应用“理想斜面实验”推翻亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的观点B．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的C．牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律D．英国科学家法拉第心系“磁生电”思想是受到了安培发现电流的磁效应的启发8．自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。
粤教版高中物理必修第三册第6章第3节电磁感应现象学案
第三节电磁感应现象学习任务1．知道电磁感应现象及产生感应电流的条件，能解释与电磁感应相关的现象。
2．理解产生感应电流的条件，能处理相关的问题。
3．通过实验探究产生感应电流的条件，学会归纳总结法，体会电磁技术应用对人类生活和社会发展带来的影响。
知识点一电磁感应现象的发现1．“电生磁”：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。
2．“磁生电”：(1)1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。
产生的电流叫作感应电流。
(2)法拉第把引起感应电流的原因概括为五类：①变化的电流；②变化的磁场；③运动的恒定电流；④运动的磁铁；⑤在磁场中运动的导体。
知识点二产生感应电流的条件只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生。
电磁感应只指“磁生电”，不指“电生磁”。
思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生。
(×)(2)闭合电路的部分导体在磁场中运动就会产生感应电流。
(×)(3)闭合线圈和磁场发生相对运动时，一定能产生感应电流。
(×)(4)穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流。
(√)知识点三电磁感应的应用1．汽车防抱死制动系统(ABS)(1)组成：ABS由轮速传感器、电子控制模块和电磁阀三个部分组成，其中轮速传感器是利用电磁感应现象来测量车轮的转速。
(2)原理：①如图所示，铁质齿轮P与车轮同步转动，它的右侧有一个绕着线圈的磁铁，当每个轮齿在接近和离开磁铁时，穿过线圈的磁通量会发生变化，线圈中出现感应电流。
②随着各个轮齿的运动，磁通量的变化会使线圈中产生相应的感应电流。
③电流由电流检测器D检测，并送到电子控制模块以控制电磁阀，为制动器提供合适的制动力，有效避免了汽车后轮侧滑的现象。
2．无线充电技术(1)概念：无线充电，又称非接触式感应充电，是利用供电设备直接将电能传送给用电器的技术。