高三复习之回归课本选修

1．（X2，3）法拉第发现了“磁生电”的现象。他归纳的五类引起感应电流的原因，用后来学过的知识，可以归纳为：只要 ，闭合电路中就有感应电流；也可以根据“这些原因都是与变化和运动相联系”把它们分为感生和 现象。

电磁感应的发现使人们对 的内在联系的认识更加完善，宣告了 作为一门统一学科的诞生。

例：从1822年至1831年的近十年时间里，英国科学家法拉第心系“磁生电”。在他的研究过程中有两个重要环节：（1）敏锐地觉察并提出“磁生电”的闪光思想；（2）通过大量实验，将“磁生电”（产生感应电流）的情况概括为五种：变化着的电流、变化着的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。结合你学过的相关知识，试判断下列说法正确的是

A．环节（1）提出“磁生电”思想是受到了麦克斯韦电磁场理论的启发

B．环节（1）提出“磁生电”思想是为了对已经观察到的“磁生电”现象做出合理解释

C．环节（2）中五种“磁生电”的条件都可以概括为“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”

D．环节（2）中“在磁场中运动的导体”这种情况不符合“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”这一条件

2．（X2，5-7）“探究电磁感应的产生条件”

例：（05年北京）21. 现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断（ ）

A 线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转

B 线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转

C 滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在

D 因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向

例：如图所示，演示用的灵敏电流计与一个螺线管B连接成一个闭合电路。对于这个演示实验，某学生做出如下判断，你认为错误的是 ．．A．电流计指针偏转方向，与是把条形磁铁的N极还是S极插入

螺线管B有关

B．电流计指针偏转方向，与灵敏电流计的电阻大小有关

C．电流计指针偏转角度，与把条形磁铁是快速还是缓慢插入螺线管B有关

D．如果磁铁不动，把螺线管B向磁铁靠近，则灵敏电流计的指针也偏转

例：某学生做电磁感应现象的实验，其连线如图所示，当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是 A．开关位置接错

B．电流表的正、负接线柱接反 C．线圈B的接线柱接反 D．蓄电池的正、负极接反

+ _ A B 3．（X2，7）图4.2－7摇绳发电。设图示情景是在赤道附近，不考虑磁偏角问题。 （1）同学应该沿哪个方向站立时，摇绳发电的效果最好？

（2）若图中男同学在东，女同学在西，当绳摇至最高点和最低时，感应电流最 ？ （3）接（2），若男同学是顺时针摇绳，当绳从最高点向最低点运动过程中，感应电流方向是 。

例：如图所示，几位同学在做“摇绳发电”实验：把一条长导线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合回路。两个同学迅速摇动AB这段“绳”。假设图中情景发生在赤道，地磁场方向与地面平行，由南指向北。图中摇“绳”同学是沿东西站立的，甲同学站在西边，手握导线的A点，乙同学站在东边，手握导线的B点。则下列说法正确的是

A．当“绳”摇到最高点时，“绳”中电流最大 B．当“绳”摇到最低点时，“绳”受到的安培力最大 C．当“绳”向下运动时，“绳”中电流从A流向B D．在摇“绳”过程中，A点电势总是比B点电势高

4．（X2，8）第4题，哪些措施可以使矩形线圈中产生感应电流？

5．（X2，8）第6题：进一步思考线圈B中产生的感应电流情况（感应电流方向？大小？） 6．（X2，9）第7题：注意从两个角度思考该问题——（1）感生、动生电动势大小和方向；（2）磁通量变化

7. （X2，10）楞次定律的实验探究

例：如图8所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁。当磁铁向下运动（但未插入线圈内部）时，线圈中

A．没有感应电流 B．感应电流的方向与图中箭头方向相反 C．感应电流的方向与图中箭头方向相同 D．感应电流的方向不能确定

图8 G S N v

甲

A B 乙

例：某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中，将直流电源、滑动变阻器、线圈A

（有铁芯）、线圈B、灵敏电流计及开关按图9连接成电路。在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏。由此可以判断，在保持开关闭合的状态下

图9

A．当线圈A拔出时，灵敏电流计的指针向左偏 B．当线圈A中的铁芯拔出时，灵敏电流计的指针向右偏 C．当滑动变阻器的滑片匀速滑动时，灵敏电流计的指针不偏转 D．当滑动变阻器的滑片向N端滑动时，灵敏电流计的指针向右偏 例：（12北京）19．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动，对比老师演示的实验，

下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是 A．线圈接在了直流电源上 B．电源电压过高

C．所选线圈的匝数过多 D．所用套环的材料与老师的不同 例：插有铁芯的线圈（电阻不能忽略）直立在水平桌面上，铁芯上套一铝环，线圈与电源、开关相连。以下说法中正确的是

A．闭合开关的瞬间铝环跳起，开关闭合后再断开的瞬间铝环又跳起 B．闭合开关的瞬间铝环不跳起，开关闭合后再断开的瞬间铝环也不跳起 C．闭合开关的瞬间铝环不跳起，开关闭合后再断开的瞬间铝环跳起 D．闭合开关的瞬间铝环跳起，开关闭合后再断开的瞬间铝环不跳起 8．（X2，13）第1题：超导体中的感应电流。

9.（X2，13）第5题：

例：右图中有A、B两个线圈。线圈B连接一电阻R，要使流过电阻R的电流大小恒定，且方向由c点流经电阻R到d点。设线圈A中电流i从a点流入线圈的方向为正方向，则线圈A中的电流随时间变化的图象是

i i i i A B 10．（X2，14）第6题：进一步思考：当磁铁N极移近B环时，B环中缺口处电势高的一端是 （填上端或下端） O O O t t t O t a b c R d 例：老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中B 心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们A D C 看到的现象是

A．磁铁插向左环，横杆发生转动 B．磁铁插向右环，横杆发生转动

C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动

D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动

11．（X2，14）第7题：转动切割磁感线问题。（1）结合图4.3－14通过R的电流方向 ；（2）设匀强磁场磁感应强度为B，圆盘半径为r，角速度为ω，外电阻为R，求电路中的感应电流强度大小。

例：法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机。铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各有一个铜电刷与其紧贴，用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路。转动摇柄，使圆盘如图示方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，圆盘半径为l，圆盘匀速转动的角速度为ω。下列说法正确的是（ ）

1A．圆盘产生的电动势为Bl2，流过电阻R 的电流方向为从b到a

21B．圆盘产生的电动势为Bl2，流过电阻R 的电流方向为从a到b

2C．圆盘产生的电动势为Bl2，流过电阻R 的电流方向为从b到a D．圆盘产生的电动势为Bl2，流过电阻R 的电流方向为从a到b 例：法拉第发现了电磁感应现象之后，又发明了世界上第一台发电机──法拉第圆盘发电机，揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕。法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B，两电刷与灵敏电流计相连。当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，则（ ） A．电刷A的电势高于电刷B的电势

B．若仅减小电刷A、B之间的距离，灵敏电流计的示数将变大 C．若仅提高金属盘转速，灵敏电流计的示数将变大

D．若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数将变大

12．（X2，15）反电动势。图4.4-3，线圈接通电源后，在安培力作用下开始转动。

（1）为什么线圈是按照图中方向转动？

（2）请标出图示时刻AB、CD边由于切割产生的感应电动势方向，它是加强了电源产生（3）设线圈内阻为R，匝数为N，电源电动势为E，电源内阻为r，线圈转到图示位置（4）线圈的最大角速度？

图

B A G 的电流，还是削弱了它？（从这个角度理解反电动势的概念）

时的角速度为ω，求此时的感应电流的大小？求此时AB边受到的安培力大小？ 13．（X2，17）第3题：航天发电。进一步思考，由题意，缆绳中的电动势方向？ 14．（X2，18）第6题：

15．（X2，19）什么是感生电场？感生电场的方向如何判断？ 16．（X2，19）例题（电子感应加速器）回答题中问题

例：电子感应加速器的基本原理如图所示。在上、下两个电磁铁形成的异名磁极之间有一个环形真空室。图甲为侧视图，图乙为真空室的俯视图。电磁铁中通以交变电流，使两极间的磁场周期性变化，从而在真空室内产生感生电场，将电子从电子右端注入真空室，电子在感生电场的作用下被加速，同时在洛伦兹力的作用下，在真空室中沿逆时针方向（图乙中箭头方向）做圆周运动。由于感生电场的周期性变化使电子只能在某段时间内被加速，但由于电子的质量很小，故在极短时间内被加速的电子可在真空室内回旋数10万以至数百万次，并获得很高的能量。若磁场的磁感应强度B（图乙中垂直纸面向外为正）随时间变化的关系如图丙所示，不考虑电子质量的变化，则下列说法中正确的是 A．电子在真空室中做匀速圆周运动 B．电子在运动时的加速度始终指向圆心

T4内按图乙中逆时针方向做圆周运动且被加速

TD．在丙图所示的第一个周期中，电子在0~和

4C．在丙图所示的第一个周期中，电子只能在0~

3T~T内均能按图乙中逆时针方向做圆周运动4且被加速

例：如图所示，在圆柱形区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小B随时间t的变化关系为B＝B0+kt，其中B0、k为正的常数。在此区域的水平面内固定一个半径为r的圆环形内壁光滑的细玻璃管，将一电荷量为q的带正电小球在管内由静止释放，不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场，则下列说法正确的是

B q A．从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为2qkπr B．从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为2qkπr C．从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为qkπr2 D．从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为qkπr2

17．（X2，20）思考与讨论（动生电动势的实质）。

18．（X2，20）第1题：估算飞机机翼尖的电势差。

例：地磁场磁感线在北半球的竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼未端处的电势为U1，右方机翼未端处的电势为U2

A．若飞机从西往东飞，U1比U2高 B．若飞机从东往西飞，U2比U1高 C．若飞机从南往北飞，U1比U2高 D．若飞机从北往南飞，U2比U1高

19．（X2，22－23）（1）了解互感现象、自感现象；（2）图4.6-2，定性画出通过A1的电流

随时间变化关系；（3）结合图4.6-4，回答下面的“思考与讨论” 例：（10北京）19.在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I。然后，断开S。若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图像是

例：（11北京）19．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显着的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡末闪亮的原因是

A．电源的内阻较大 B．小灯泡电阻偏大 C．线圈电阻偏大 D．线圈的自感系数较大

例：在研究自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡

a、b

分别与自感系数很大的自感线圈L和定值电阻R组成如图所示的电路（自感线圈的直流电阻与定值电阻R的阻值相等），闭合开关S达到稳定后两灯均可以正常发光。关于这个实验，下面的说法中正确的是 （ ）

A. 闭合开关的瞬间，通过a灯和 b灯的电流相等 B. 闭合开关后， a灯先亮，b灯后亮

C. 闭合开关，待电路稳定后断开开关，a、b两灯同时熄灭 D. 闭合开关，待电路稳定后断开开关，b灯先熄灭，a灯后熄灭 例：如图所示的电路可以用来“研究电磁感应现象”。干电池、开关、线圈A、滑动变阻器串联成一个电路，电流计、线圈B串联成另一个电路。线圈A、B套在同一个闭合铁芯上，且它们的匝数足够多。从开关闭合时开始计时，流经电流计的电流大小i随时间t变化的图象是

i i i i A B a b L E 图

R S 例：如图所示，线圈L与小灯泡A并联后接到电源上。先闭合开关S，稳定后，通过线圈的电流为I1，通过小灯泡的电流为I2。断开开关S，发现小灯泡闪亮一下再熄灭。则下列说法O 正确的是t O t O t O t L I1 A A

A．I1 < I2 B．I1 = I2

B C

D

I2 S C．断开开关前后，通过小灯泡的电流方向不变

D．断开开关前后，通过线圈的电流方向不变

例：某学生设计了一个验证法拉第电磁感应定律的实验，实验装置如图甲所示。在大线圈Ⅰ中放置一个小线圈Ⅱ，大线圈Ⅰ与多功能电源连接。多功能电源输入到大线圈Ⅰ的电流i1的周期为T，且按图乙所示的规律变化，电流i1将在大线圈Ⅰ的内部产生变化的磁场，该磁场磁感应强度B与线圈中电流i的关系为B=ki1（其中k为常数）。小线圈Ⅱ与电流传感器连接，并可通过计算机处理数据后绘制出小线圈Ⅱ中感应电流i2随时间t变化的图象。若仅将多功能电源输出电流变化的频率适当增大，则图丙所示各图象中可能正确反映i2-t图象变化的是（图丙中分别以实线和虚线表示调整前、后的i2-t图象） （ ）

例：在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1 和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一

0 0 0 个滑动变阻器R 。闭合开关S后，调整t R ，使L1 和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的t 0 t t i2 i2 i2 i2 电流均为I 。然后，断开S 。若t 时刻再闭合S，则在t 前后的一小段时间内，正确反映流T T T T 过L1的电流 i2 随时间t 变化的图像是 C A i1、流过L2的电流B

D

丙

A． B． C． D．

例：图6是用电流传感器（电流传感器相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，电源的电动势为E，内阻为r，自感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻值大于灯泡D的阻值，在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开开关S。在图7所示的图象中，可能正确表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的是

i i i i 20．（X2，24）图4.6-6中产生电火花的原因？

O t1 t A O t1 t B O t1 t C O t1 t D 图7

如何避免？

21．（X2，24）了解自感系数L的单位 ； 如右图的绕线方式有什么好处？

22．（X2，25）第1题（延时继电器）

例：如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通。当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放。则

A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 C．如果断开B线圈的电键S2，无延时作用

S1 D F A S2 C B D．如果断开B线圈的电键S2，延时将变长 23．（X2，26）（1）图4.7-1，涡流的产生；

（2）图4.7-2，真空冶炼炉。注意电源的特点和真空冶炼的好处 （3）图4.7-3，减小涡流的方法

（4）探雷器、安检门探测人身携带的金属制品的原理

24．（X2，27）知道电磁阻尼；结合图4.7－6说明

25．（X2，27－28）知道电磁驱动；结合图4.7－8说明铝框如何运动？ 例：如图2所示，一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间，铝框可以绕竖直的转轴自由转动。转动手柄使磁铁绕竖直的转轴旋转，观察到铝框会随之转动。对这个实验现象的描述和解释，下列说法中正确的是 A．铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的 B．铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢总是一致的

C．铝框转动到其平面与磁场方向垂直的位置时，铝框中的感应电流最大 D．铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时，铝框两个竖直边受到的磁场力均为零

26. （X2，28-29）问题与练习1、2、3、5

例：如图所示，一根空心铝管竖直放置，把一枚小圆柱形的永磁体从铝管上端由静止

释放，经过一段时间后，永磁体穿出铝管下端口。假设永磁体在铝管内下落过程中始终沿着铝管的轴线运动，不与铝管内壁接触，且无翻转。忽略空气阻力，则下列说法中正确的是

A．若仅增强永磁体的磁性，则其穿出铝管时的速度变小 B．若仅增强永磁体的磁性，则其穿过铝管的时间缩短

C．若仅增强永磁体的磁性，则其穿过铝管的过程中产生的焦耳热减少 D．在永磁体穿过铝管的过程中，其动能的增加量等于重力势能的减少量

例：如图所示，铝质的圆筒形管竖直立在水平桌面上，一条形磁铁从铝管的正上方由静止开

始下落，然后从管内下落到水平桌面上。已知磁铁下落过程中不与管壁接触，不计空气阻力，下列判断正确的是

A．磁铁在整个下落过程中机械能守恒

B．磁铁在整个下落过程中动能的增加量小于重力势能的减少量 C．磁铁在整个下落过程中做自由落体运动

D．磁铁在整个下落过程中，铝管对桌面的压力小于铝管的重力

例：物理课上，老师做了一个“电磁阻尼”实验：如图所示，弹簧上端固定，下端

悬挂一个磁铁，将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来；如果在磁铁下方放一个固定的铝质圆环，使磁极上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来。某同学另找器材再探究此实验。他安装好器材，经反复

永磁体空心铝管图2

实验后发现：磁铁下方放置圆环，并没有对磁铁的振动产生影响，对比老师演示的实验，其原因可能是 A．弹簧的劲度系数太小 C．磁铁的磁性太强

B．磁铁的质量太小

D．圆环的材料与老师用的不同

27．（X2，32）图5.1－3。推导交流电的瞬时感应电动势表达式。 28．（X2，35）思考与讨论（求有效值）

29．（X2，37-38）两个演示实验，图5.3-1的两个实验说明线圈 ；图5.3-4的两个实验说明电容器 ；图5.3－3在电路中R2两端的直流电压与R1两端的直流电压 ；R2两端的交流电压比R1两端的 ；低频扼流圈与高频扼流圈的自感系数不同，前者自感系数更 ，对直流的阻碍作用较 ，可以用来 ；后者自感系数更 ，对直流的阻碍作用较 ，可以用来 。

30．（X2，39）第1题（电阻、线圈、电容器对交流电路的影响）

31．（X2，43）电压互感器，电流互感器。两种互感器的原副线圈匝数的关系，为什么这样？P43页“科学漫步”中的问题：电流互感器的效率是100%的意义是：能量不损失，即它是理想变压器。

例：如图所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是 220 V和 10 A。已知甲图中

原、副线圈匝数比为 100 : 1，乙图中原副线圈匝数比为1 : 10，则 A．甲图中的电表是电压表，输电电压为 2200 V B．甲图中的电表是电流表，输电电流是 100 A C．乙图中的电表是电压表，输电电压为 22000 V D．乙图中的电表是电流表，输电电流是 100 A 32．（X2，43）图5.4－8，钳式电流表原理。

33．（X2，43）第5题（可以用来解释为什么夏天傍晚用电高峰时，用电器两端电压不足，不能正常工作）

34．（X2，45）思考与讨论的问题。其中第1问，可以进一步问能否用U2/r来计算？ 35．（X2，47）科学漫步，简单了解一下直流输电和超导输电。直流输电可以减小线路的电感、电容产生的影响，而且可以解决不同发电机的同步问题；超导输电最大的优点在于 。

36．（X2，50）第2题（输电线损失功率问题）

37．（X2，51～63）了解常见传感器的原理。（图6.1-2、图6.1-4、图6.1-7） 38．（X2，）电容式传感器的简单原理

39．（X2，55）霍尔元件。

动片

固定电极

电介质

电容器极板

金属芯线

（1）霍尔电压的推导；（2可动电极）若载流子是正电荷或负电荷，试判

导电液体

电介质板

被测物体

待测压力

定片 断M、N两点的电势高低；

40．（X2，55）练习1（电感传感器） 41．（X2，59）实验：测量光照强度 42．（X2，61）第2题（加速度计）

例：钱学森被誉为中国导弹之父，“导弹”这个词也是他的创作。导弹制导方式很多，惯性制导系统是其中的一种，该系统的重要元件之一是加速度计，如图所示。沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的绝缘滑块，分别与劲度系数均为k的轻弹簧相连，两弹簧另一端与固定壁相连。当弹簧为原长时，固定在滑块上的滑片停在滑动变阻器（电阻

总长为L）正，M、N两端输入电压为U0，输出电压UPQ=0。系统加速时滑块移动，滑片随之在变阻器上自由滑动，UPQ相应改变，然后通过控制系统进行制导。设某段时间导弹沿水平方向运动，滑片向右移动，UPQ=1U0，则这段时间导弹的加速度（ ）

3A．方向向右，大小为

kLkL B．方向向左，大小为 3m3m2kL2kL D．方向向左，大小为 3m3mC．方向向右，大小为