習題課新教材、真情境折射出的命題新導向(一)電磁感應現(xiàn)象(選自人教版新教材必修第三冊P114)我們知道，閉合電路的一局部導體在磁場中做切割磁感線的運動時，導體中就會產生感應電流。那么切割磁感線是產生感應電流的唯一方法嗎？還有其他方法嗎？[精要解讀]產生感應電流的條件是：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。[創(chuàng)新訓練]1．(2021·北京海淀期末)(多項選擇)如下圖，將帶鐵芯的線圈A通過滑動變阻器和開關連接到電源上，線圈B的兩端連接到靈敏電流計上，把線圈A放進線圈B的里面。下面幾種情況，靈敏電流計指針可能有偏轉的是()A．閉合開關瞬間B．開關閉合且電路穩(wěn)定后C．開關閉合，拔出線圈A的過程D．開關閉合，將滑動變阻器的滑片P向左滑動的過程解析：選ACD感應電流產生的條件是閉合回路中通過線圈的磁通量發(fā)生變化，閉合開關瞬間有磁通量變化，有感應電流，A正確；開關閉合且電路穩(wěn)定后，電流不再發(fā)生變化，通過線圈B的磁通量無變化，無感應電流，B錯誤；拔出線圈A，那么通過線圈B的磁通量減小，有感應電流，C正確；滑片P滑動，滑動變阻器接入電路的電阻發(fā)生變化，電流發(fā)生變化，線圈A產生的磁場發(fā)生變化，那么通過線圈B的磁通量發(fā)生變化，有感應電流，D正確。了一個模具，模具的側邊界剛好與該條形磁鐵的磁感線重合，如下圖。另取一個柔軟的彈性導體線圈套在模具上方某位置，線圈貼著模具上下移動的過程中，以下說法正確的選項是(地磁場很弱，可以忽略)()A．線圈切割磁感線，線圈中產生感應電流B．線圈緊密套在模具上移動過程中，線圈中沒有感應電流產生C．由于線圈所在處的磁場是不均勻的，故而不能判斷線圈中是否有感應電流產生D．假設線圈平面放置不水平，那么移動過程中會產生感應電流解析：選B根據題述可知，模具的側邊界剛好與該條形磁鐵的磁感線重合，柔軟的彈性導體線圈套在模具上方某位置，線圈貼著模具上下移動的過程中，線圈中磁通量不變，所以線圈緊密套在模具上移動的過程中線圈中沒有感應電流產生，選項B正確，A、C、D錯誤。(二)電磁感應現(xiàn)象的應用(選自人教版新教材必修第三冊P116)1831年圣誕節(jié)前夕，一次科學報告會上，法拉第當眾表演了一個實驗。一個銅盤的軸和銅盤的邊緣分別連在“電流表〞的兩端。法拉第搖動手柄使銅盤在磁極之間旋轉，“電流表〞的指針隨之擺動。這是最早的發(fā)電機(如圖)。當時在場的一位貴婦人取笑地問：“先生，您創(chuàng)造的這個東西有什么用呢？〞法拉第平靜地反問：“夫人，新生的嬰兒又有什么用呢？〞后來，根據電磁感應現(xiàn)象制造的最早的發(fā)電機這個新生的“嬰兒〞，果然成長為電廠里巨大的發(fā)電機這一改變世界面貌的“巨人〞，它開辟了人類社會的電氣化時代。生產、生活中廣泛使用的變壓器、電磁爐等也是根據電磁感應制造的。[精要解讀]1．應用電磁感應現(xiàn)象可以解釋生活中的一些物理現(xiàn)象。2．根據電磁感應現(xiàn)象進行創(chuàng)造創(chuàng)造，讓人類的生活更美好。[創(chuàng)新訓練]1.(2021·河南洛陽一中模擬)如下圖為安檢門原理圖，左邊門框中有一通電線圈，右邊門框中有一接收線圈。工作過程中某段時間通電線圈中存在順時針方向均勻增大的電流(從左向右看)，那么()A．無金屬片通過時，接收線圈中的感應電流方向為順時針B．無金屬片通過時，接收線圈中的感應電流增大C．有金屬片通過時，接收線圈中的感應電流方向為順時針D．有金屬片通過時，接收線圈中的感應電流大小發(fā)生變化解析：選D當左側線圈中通有不斷增大的順時針方向的電流時，可知穿過右側線圈的磁通量向右，且增大，根據楞次定律，右側線圈中產生逆時針方向的電流，即使有金屬片通過時，接收線圈中的感應電流方向仍然為逆時針，故A、C錯誤；通電線圈中存在順時針方向均勻增大的電流，那么通電線圈中的磁通量均勻增大，所以穿過右側線圈中的磁通量均勻增大，那么磁通量的變化率是定值，由法拉第電磁感應定律可知，接收線圈中的感應電流不變，故B錯誤；有金屬片通過時，穿過金屬片中的磁通量發(fā)生變化，金屬片中也會產生感應電流，感應電流的方向與接收線圈中的感應電流的方向相同，所以也會將該空間中的磁場的變化削弱一些，引起接收線圈中的感應電流大小發(fā)生變化，故D正確。2．(2021·佛山質檢)如下圖為一個簡易的電磁彈射玩具。線圈、鐵芯組合充當炮筒，硬幣充當子彈?，F(xiàn)將一個金屬硬幣放在鐵芯上(金屬硬幣半徑略大于鐵芯半徑)，電容器剛開始時處于無電狀態(tài)，那么以下說法正確的選項是()A．要將硬幣射出，可直接將開關撥到2B．當開關撥向1時，電路中有短暫電流出現(xiàn)，且電容器上極板帶負電C．開關由1撥向2的瞬間，鐵芯中的磁通量減小D．開關由1撥向2的瞬間，硬幣中會產生向上的感應磁場解析：選D電容器剛開始時處于無電狀態(tài)，直接將開關撥到2，那么不能將硬幣射出，選項A錯誤；當開關撥向1時，電容器充電，電路中有短暫電流出現(xiàn)，電容器上極板帶正電，選項B錯誤；當開關由1撥向2瞬間，電容器放電，鐵芯中產生向下增大的磁場，根據楞次定律，那么硬幣中會產生向上的感應磁場，選項C錯誤，D正確。(一)磁場中的“剎車〞問題eq\a\vs4\al([命題新視野])閉合電路或某些金屬體在磁場中運動時，會發(fā)生電磁感應現(xiàn)象，感應電流的磁場會產生阻礙磁場與導體間相對運動的現(xiàn)象。[創(chuàng)新訓練]1.(多項選擇)如下圖是研究性學習小組的同學設計的防止電梯墜落的應急平安裝置，在電梯轎廂上安裝永久磁鐵，電梯的井壁上鋪設線圈，能在電梯突然墜落時減小對人員的傷害。關于該裝置，以下說法正確的選項是()A．當電梯突然墜落時，該平安裝置可起到阻礙電梯下落的作用B．當電梯突然墜落時，該平安裝置可使電梯停在空中C．當電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時，閉合線圈A、B中電流方向相同D．當電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落解析：選AD假設電梯突然墜落，線圈內的磁感應強度發(fā)生變化，將在線圈中產生感應電流，感應電流會阻礙磁鐵的相對運動，可起到應急避險作用，故A正確；感應電流會阻礙磁鐵的相對運動，但不能阻止磁鐵的運動，故B錯誤；當電梯墜落至題圖位置時，閉合線圈A中向上的磁場減弱，感應電流的方向從上向下看是逆時針方向，線圈B中向上的磁場增強，感應電流的方向從上向下看是順時針方向，可知線圈A與線圈B中感應電流的方向相反，故C錯誤；結合A選項的分析可知，當電梯墜落至題圖位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落，故D正確。2．(2021·江門調研)如下圖為游樂場中過山車的“磁力剎車裝置〞。在過山車兩側安裝銅片，停車區(qū)的軌道兩側安裝強力磁鐵，當過山車進入停車區(qū)時，銅片與強力磁鐵的相互作用使過山車能很快地停下，以下說法中錯誤的選項是()A．過山車進入停車區(qū)時其動能轉化成電能B．過山車進入停車區(qū)的過程中兩側的銅片中會產生感應電流C．把銅片換成有機玻璃片，也能到達相同的剎車效果D．過山車進入停車區(qū)的過程中銅片受到的安培力使過山車減速解析：選C磁力剎車制動器是由一個或兩個磁力很強的磁鐵長條組成，當金屬片(通常是銅或銅鋁合金)切割磁感線時，會在金屬內部產生渦流，這將生成一個磁場來對抗運動。由此產生的制動力是與速度成正比的。金屬片在磁場中移動，同時產生電能。C選項中玻璃片不是金屬，達不到同樣的剎車效果，故C錯誤。(二)無限電力傳輸系統(tǒng)eq\a\vs4\al([命題新視野])根據電磁感應原理，可以對電力進行無線傳輸(如給、電動車進行無線充電)，這種技術已經比擬成熟。[創(chuàng)新訓練]1．電動汽車越來越被人們所喜愛，某種無線充電方式的根本原理如下圖，路面上依次鋪設圓形線圈，相鄰兩個線圈由供電裝置通以反向電流，車身底部固定感應線圈，通過充電裝置與蓄電池相連，汽車在此路面上行駛時，就可以進行充電。假設汽車正在勻速行駛，以下說法正確的選項是()A．感應線圈中電流的磁場方向一定與路面線圈中電流的磁場方向相反B．感應線圈中產生的是方向改變、大小不變的電流C．感應線圈一定受到路面線圈磁場的安培力，會阻礙汽車運動D．給路面上的線圈通以同向電流，不會影響充電效果解析：選C由安培定那么知路面上相鄰圓形線圈內部的磁場方向相反，分析可知汽車在行駛過程中，感應線圈中感應電流產生的磁場方向與地面線圈產生的磁場方向時而相同，時而相反，故A錯誤；由于路面線圈中的電流不知如何變化，產生的磁場也無法確定，所以感應線圈中的電流大小不能確定，故B錯誤；感應線圈隨汽車一起運動過程中會產生感應電流，在路面線圈的磁場中受到安培力，根據“來拒去留〞可知，此安培力一定阻礙相對運動，即阻礙汽車運動，故C正確；給路面線圈通以同向電流，多個路面線圈內部產生相同方向的磁場，感應線圈中的磁通量的變化率與路面線圈通以反向電流時相比變小，所以會影響充電效果，故D錯誤。2.(2021·惠州調研)(多項選擇)目前無線電力傳輸已經比擬成熟，如下圖為一種非接觸式電源供給系統(tǒng)。這種系統(tǒng)基于電磁感應原理可無線傳輸電力，兩個感應線圈可以放置在左右相鄰或上下相對的位置，原理示意圖如下圖。利用這一原理，可以實現(xiàn)對進行無線充電。以下說法正確的選項是()A．假設A線圈中輸入電流，B線圈中就會產生感