2020新教材高中物理第十三章电磁感应与电磁波初步素养评价练含解析 人教版必修第三册

2020新教材高中物理第十三章电磁感应与电磁波初步素养评价练含解析 人教版必修第三册

电磁感应与电磁波初步 素养一　物理观念 考点安培定则的应用及磁场叠加 ‎1.安培定则的“因”和“果”判断磁场的方向 原因(电流的方向)‎ 结果(磁场方向)‎ 直线电流的磁场 大拇指 四指 环形电流及通电 螺线管的磁场 四指 大拇指 ‎2.磁场的叠加 ‎(1)磁感应强度是矢量,磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向。‎ ‎(2)多个通电导体产生的磁场叠加时,合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和,叠加时遵循矢量合成法。‎ ‎3.关键词转化 ‎【学业评价】‎ ‎1.(水平2)在实验精度要求不高的情况下,可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度,具体做法是:在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘。导线没有通电时,罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方;当给导线通入电流时,发现罗盘的指针偏转一定角度,根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平分量B=5.0×10-5 T,通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置,如图所示。由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为 (　　)‎ - 5 -‎ A.5.0×10-5 T B.1.0×10-4 T C.8.66×10-5 T D.7.07×10-5 T ‎【解析】选C。由题意作图可得tan60°=得B1=8.66×10-5 T。‎ ‎2.(水平4)如图所示,完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置,甲的圆心为O1,乙的圆心为O2,在两环圆心的连线上有a、b、c三点,其中aO1=O1b=bO2=O2c,此时a点的磁感应强度大小为B1,b点的磁感应强度大小为B2。当把环形电流乙撤去后,c点的磁感应强度大小为 (　　)‎ A.B1-　　　　　　　　 B.B2-‎ C.B2-B1 D.‎ ‎【解析】选A。对于图中单个环形电流,根据安培定则,其在中轴线上的磁场方向均是向左,故c点的磁场方向也是向左的。令aO1=O1b=bO2=O2c=r,设单个环形电流在距离中点r位置的磁感应强度为B0,在距离中点3r位置的磁感应强度为B3,故a点磁感应强度:B1=B0+B3,b点磁感应强度:B2=B0+B0,当撤去环形电流乙后,c点磁感应强度:Bc=B3=B1-,故A正确,B、C、D错误。‎ ‎【补偿训练】‎ - 5 -‎ 如图所示,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,通过L1、L2中的电流相同,L1、L2中的电流方向垂直纸面向里,L3中的电流方向垂直纸面向外,在三根导线与纸面的交点所构成的等边三角形的中心上放有一电流方向垂直纸面向外的通电长直导线,则该导线受到的安培力的方向为 (　　)‎ A.指向L1　　　　　　 B.指向L2‎ C.指向L3 D.背离L3‎ ‎【解析】选C。三根相互平行的固定长直导线电流大小相等,它们在中心处产生的磁感应强度大小均相同,依题意利用安培定则可知L1、L2产生的合磁感应强度方向水平向右与L3产生的磁感应强度方向相同,如图所示,由图可知,最终中心点的合磁感应强度方向水平向右,根据左手定则可知,中心导线所受的安培力方向为指向L3,故A、B、D错误,C正确。‎ 素养二　科学思维 考点对电磁感应现象的理解及判断 ‎1.判断磁通量变化:‎ 变化情形 举例 磁通量变化量 磁场变化 永磁铁靠近或远离线圈、电磁铁(螺线管)内电流发生变化 ΔΦ=ΔB·S 有效 面积 变化 回路面 积变化 闭合线圈的部分导线做切割磁感线运动 ΔΦ=B·ΔS 回路平面与 磁场夹角变化 线圈在磁场中转动 ΔΦ=|Φ2-Φ1|‎ ‎2.利用产生感应的条件判断是否产生感应电流:‎ ‎(1)磁通量是否变化。‎ ‎(2)是否为闭合回路。‎ 二者同时满足才能产生感应电流。‎ - 5 -‎ ‎3.关键词转化:‎ ‎【学业评价】‎ ‎1.(水平2)如图所示,条形磁铁正上方放置一矩形线框,线框平面水平且与条形磁铁平行,则线框由N极端匀速平移到S极端的过程中,线框中的感应电流的情况是 (　　)‎ A.线框中始终无感应电流 B.线框中始终有感应电流 C.线框中开始有感应电流,当线框运动到磁铁中部时无感应电流,过中部后又有感应电流 D.线框中开始无感应电流,当线框运动到磁铁中部时有感应电流,过中部后又无感应电流 ‎【解析】选B。磁通量等于穿过线圈的磁感线的条数。线圈在N极的正上方时,有磁感线穿过线圈。线圈位于磁铁的正中央,左半边线圈中磁感线斜向右上方穿过,右半边线圈磁感线斜向右向下穿过,方向相反,完全抵消,磁通量为零。过了磁铁的正中央后磁通量又不为0,所以磁通量先减小后变大。由上分析可知穿过线圈的磁通量先是向上的减少然后向下的增大,根据电磁感应可判断出线框中开始有感应电流,当线框运动到磁铁中部时磁通量等于0,但是磁通量仍然在变化,仍然有感应电流,过中部后又有感应电流。故选项B正确。‎ ‎2.(水平2)(多选)下图线圈中不能产生感应电流的是 (　　)‎ ‎【解析】选A、C。A线圈在磁场中运动,穿过线圈的磁通量没有变化,所以不会产生感应电流,符合题意,故A正确;B线圈离开磁场时,磁通量减小,故有感应电流产生,不符合题意,故B错误;C线圈与磁场始终平行,‎ - 5 -‎ 穿过线圈的磁通量为零,没有变化,所以不能产生感应电流,符合题意,故C正确;在磁铁向下运动时,穿过线圈的磁通量发生变化,所以线圈中产生感应电流,不符合题意,故D错误;本题选不能产生感应电流,故选A、C。‎ ‎3.(水平4)上海市某中学的几位同学把一条大约10 m长电线的两端连接在一个灵敏电流表的接线柱上,形成闭合导体回路。甲、乙两位同学沿南北方向站立匀速摇动电线时,灵敏电流表的示数I1,两位同学沿东西方向站立匀速摇动电线时,灵敏电流表的示数I2,则 (　　) ‎ A.I1=0,I2≠0　　　　　 B.I1≠0,I2=0‎ C.I1≠0,I2≠0 D.I1=0,I2=0‎ ‎【解析】选C。由于地球的周围存在磁场,且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极,所以当两个同学朝东西方向站立,并迅速摇动电线时,导线就会做切割磁感线运动,灵敏电流表有读数I2≠0。沿南北方向站立匀速摇动电线时,由于北半球的磁场由向下的分量,所以穿过线圈的磁通量发生变化,有感应电流,所以I1≠0,故C正确。‎ - 5 -‎