2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)講義（新人教版）：第十二章電磁感應(yīng)

第十二章電磁感應(yīng)

2022?北京卷?T112021?遼寧卷?T92020?全國卷m?T14

楞次定律

2020?江蘇卷132019?全國卷m-T142018?全國卷IT19

2022?全國甲卷1162022?全國甲卷-T202022?全國乙卷124

2022?湖北卷1152022?江蘇卷-T52022?遼寧卷?T15

2022?河北卷?T52022?山東卷-T122022?廣東卷110

法拉第電2022?湖南卷?T102022?浙江1月選考-T132022?浙江1月選考?T21

考情

磁感應(yīng)定2022?浙江6月選考-T212022?重慶卷-T132021?全國甲卷?T21

分析

律及應(yīng)用2021?全國乙卷?T252021?遼寧卷T92021?天津卷112

2021?山東卷?T122021?湖北卷?T162021?河北卷?T7

2021?福建卷?T72021?浙江6月選考-T212021?廣東卷-TIO

2021?湖南卷1102020?全國卷I-T212020?江蘇卷-T14

電磁感應(yīng)2022?河北卷?T82020?山東卷-T122019?全國卷II-T21

圖像問題2019?全國卷III-T192018?全國卷ILT18

電磁爐、電子秤、電磁卡、電磁焊接技術(shù)、磁電式速度傳感器、真

生活實

空管道超高速列車、磁懸浮列車、電磁軌道炮、電磁驅(qū)動、電磁阻

試題踐類

尼等各種實際應(yīng)用模型

情境

學(xué)習(xí)探桿軌模型問題，電磁感應(yīng)與動力學(xué)、能量、動量結(jié)合問題，電磁感

究類應(yīng)的圖像問題

第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律

實驗：探究影響感應(yīng)電流方向的因素

【目標(biāo)要求】1.知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件并會分析解決實際問題2會根據(jù)楞次定律判斷

感應(yīng)電流的方向，會應(yīng)用楞次定律的推論分析問題.3.能夠綜合應(yīng)用安培定則、左手定則、右

手定則和楞次定律解決實際問題.

考點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷

■梳理必備知識

1.磁通量

⑴公式：0=世，S為垂直磁場的投影面積,磁通量為標(biāo)量(填“標(biāo)量”或“矢量”).

(2)物理意義：

磁通量的大小可形象表示穿過某一面積的磁感線條數(shù)的多少.

(3)磁通量變化：△<1>=①2一①i.

2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象

(1)當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時,閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這種利用磁

場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng).

(2)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件

穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化.

(3)電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,如果電路閉合，則有感應(yīng)電流.如果電路不閉合，則只有

感應(yīng)電動勢而無感應(yīng)電流.

-判斷正誤

1.穿過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)有關(guān).(X)

2.只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生.(V)

3.當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時，一定產(chǎn)生感應(yīng)電流.(X)

【例11法拉第“磁生電”這一偉大的發(fā)現(xiàn)，引領(lǐng)人類進(jìn)入了電氣時代.關(guān)于下列實驗說法正

確的是()

丙丁

A.甲圖中條形磁體插入螺線管中靜止不動時，電流計指針穩(wěn)定且不為零

B.乙圖中無論滑動變阻器滑片向下移動還是向上移動的過程中，金屬圓環(huán)中都有感應(yīng)電流

C.丙圖中閉合開關(guān)時電流計指針偏轉(zhuǎn)，斷開開關(guān)時電流計指針不偏轉(zhuǎn)

D.丁圖中導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動時一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流

答案B

解析題圖甲中條形磁體插入螺線管中靜止不動時，螺線管內(nèi)磁通量保持不變，則無感應(yīng)電

流，A錯誤；題圖乙中無論滑動變阻器滑片怎么移動，線圈b內(nèi)的電流都會變化，則線圈b

產(chǎn)生的磁場都會變化，導(dǎo)致線圈a中的磁通量變化，線圈a中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，B正確；題

圖丙中閉合開關(guān)和斷開開關(guān)都會使螺線管8的磁通量發(fā)生變化,螺線管8中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，

電流計指針都會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C錯誤；當(dāng)導(dǎo)體棒的運(yùn)動方向與磁場平行時，導(dǎo)體棒不切割磁感

線，則無感應(yīng)電流，D錯誤.

【例2】如圖所示，一個U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個金屬導(dǎo)體棒".磁感應(yīng)強(qiáng)度為

B的勻強(qiáng)磁場斜向上穿過軌道平面，其方向與豎直方向的夾角為0(0<0<90°).在下列各過程

中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()

A.浦向右運(yùn)動，同時使6減小

B.使磁感應(yīng)強(qiáng)度2減小，6角同時也減小

C.成向左運(yùn)動，同時增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B

D.浦向右運(yùn)動，同時增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和6角

答案A

解析設(shè)此時回路面積為S,據(jù)題意，穿過回路的磁通量<D=BScosd.ab向右運(yùn)動，則S增大，

。減小，則cos。增大，因此。增大，回路里一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流，A正確；B減小,。減小，

cos6增大，?？赡懿蛔?，回路里不一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流，B錯誤；ab向左運(yùn)動,則S減小，

B增大，⑦可能不變，回路里不一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯誤；ab向右運(yùn)動,則S增大，B

增大，。增大，cos6減小，?？赡懿蛔?，回路里不一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流，D錯誤.

考點二實驗：探究影響感應(yīng)電流方向的因素

■梳理必備知識

1.實驗思路

如圖所示，通過將條形磁體插入或拔出線圈來改變穿過螺線管的磁通量，根據(jù)電流表指針的

偏轉(zhuǎn)方向判斷感應(yīng)電流的方向.

2.實驗器材

電流表、條形磁體、螺線管、電池、開關(guān)、導(dǎo)線、滑動變阻器等.

3.實驗現(xiàn)象

N0iN0t油S0I

€1€1€1O

4.實驗結(jié)論

當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反；當(dāng)穿過線圈的磁通量減

小時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向也園.

5.注意事項

實驗前應(yīng)先查明電流的流向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系：把一節(jié)干電池、滑動變阻器、

開關(guān)S與電流表串聯(lián)，開關(guān)S采用瞬間接觸，記錄指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系.

【例31物理探究小組選用圖示器材和電路研究電磁感應(yīng)規(guī)律.

（1）請用筆畫線代表導(dǎo)線，將圖中各器材連接起來，組成正確的實驗電路.

（2）把A線圈插入B線圈中，如果閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)了一下，下面操

作出現(xiàn)的情況有：

①向右移動滑動變阻器滑片，靈敏電流計指針將向（選填“左”或“右”）偏轉(zhuǎn)；

②保持滑動變阻器滑片位置不變，拔出線圈A中的鐵芯，靈敏電流計指針將向（選填

“左”或“右”）偏轉(zhuǎn)；

（3）根據(jù)實驗結(jié)果判斷產(chǎn)生感應(yīng)電流的本質(zhì)是.

答案（1）見解析圖（2）①右②左（3）穿過B線圈的磁通量發(fā)生變化

解析（1）將電源、開關(guān)、A線圈、滑動變阻器串聯(lián)成一個回路，再將電流計與8線圈串聯(lián)成

另一個回路，電路圖如圖所示（說明：滑動變阻器接下端接左線柱也正確，相應(yīng)（2）中①填

“左”）

（2）①閉合開關(guān)，穿過B線圈的磁通量增大，靈敏電流計的指針向右偏了一下，滑片向右移動

則接入電路的電阻減小，電流增大，磁通量增大，指針向右偏轉(zhuǎn)；②拔出鐵芯，磁通量減小，

指針向左偏轉(zhuǎn).

(3)產(chǎn)生感應(yīng)電流的本質(zhì)是穿過B線圈的磁通量發(fā)生變化.

考點三感應(yīng)電流方向的判斷

■梳理必備知識

1.楞次定律

(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變

化.

(2)適用范圍：一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象.

2.右手定則

(1)內(nèi)容：如圖，伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓

磁感線從掌心進(jìn)入,并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動的方向,這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方

(2)適用情況：導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流.

-判斷正誤

1.感應(yīng)電流的磁場總是與原磁場相反.(X)

2.感應(yīng)電流的磁場總是阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.(X)

3.楞次定律與右手定則都可以判斷感應(yīng)電流方向，二者沒有什么區(qū)別.(X)

■提升關(guān)鍵能力

1.用楞次定律判斷

(1)楞次定律中“阻礙”的含義:

感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流

的磁場(原磁場)的磁通量的變化

阻礙的是磁通量的變化，而不是阻

礙磁通量本身

當(dāng)磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場

方向與原磁場的方向相反；當(dāng)磁通

量減少時，感應(yīng)電流的磁場方向與

原磁場的方向相同，即“增反減同”

阻礙并不是阻止，只是延緩了磁通

量的變化，這種變化將繼續(xù)進(jìn)行

(2)應(yīng)用楞次定律的思路:

一I明確要研究的回路及原磁場B的麗1

原

—

二

變

—

三

感

—

四

電

流

2.用右手定則判斷

該方法只適用于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流，注意三個要點：

(1)掌心——磁感線穿入；

(2)拇指——指向?qū)w運(yùn)動的方向；

(3)四指——指向感應(yīng)電流的方向.

【例4】(2020?江蘇卷?3)如圖所示，兩勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度3和民大小相等、方向相反.金

屬圓環(huán)的直徑與兩磁場的邊界重合.下列變化會在環(huán)中產(chǎn)生順時針方向感應(yīng)電流的是()

A.同時增大田減小建

B.同時減小%增大&

C.同時以相同的變化率增大Bi和民

D.同時以相同的變化率減小以和良

答案B

解析若同時增大囪減小足，則穿過環(huán)向里的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生

的磁場方向向外，由安培定則，環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是逆時針方向，故選項A錯誤；同理可

推出，選項B正確，C、D錯誤.

【例5】（多選）如圖所示，導(dǎo)體棒AB、CD可在水平光滑軌道上自由滑動，下列說法正確的是

（）

AC

B￡)

A.將導(dǎo)體棒CD固定，當(dāng)導(dǎo)體棒AB向左移動時，中感應(yīng)電流的方向為A到8

B.將導(dǎo)體棒C。固定，當(dāng)向右移動時，中感應(yīng)電流的方向為A到B

C.將導(dǎo)體棒A8固定，當(dāng)CD向左移動時，A3中感應(yīng)電流的方向為A到8

D.將導(dǎo)體棒固定，當(dāng)CD向右移動時，A8中感應(yīng)電流的方向為A到8

答案AC

解析由右手定則可判斷，當(dāng)4B向左運(yùn)動時，A2中感應(yīng)電流方向為A—B；當(dāng)A8向右運(yùn)動

時，AB中感應(yīng)電流方向為B-A,A正確，B錯誤；當(dāng)CD向左運(yùn)動時，CD中的感應(yīng)電流方

向為C-D,AB中的感應(yīng)電流方向為A-&當(dāng)CD向右移動時，AB中感應(yīng)電流方向為8-A,

C正確，D錯誤.

考點四楞次定律的推論

內(nèi)容例證

N0卜

歲

8原

磁體靠近線圈，3感與5原方向相反

增反減同O

當(dāng)/i增大時，環(huán)8中的感應(yīng)電流方向與人相反；當(dāng)/i減小時，環(huán)B中的

感應(yīng)電流方向與/i相同

/〃〃（，〃〃/〃〃《〃〃/

工

3原TEZDam壬―EZO

來拒去留

磁體靠近，是斥力磁體遠(yuǎn)離，是引力

阻礙磁體與圓環(huán)相對運(yùn)動

汨

增縮減擴(kuò)

（適用于單

向磁場）

P、。是光滑固定導(dǎo)軌，a、b是可動金屬棒，磁體下移（上移），a、b靠近

（遠(yuǎn)離），使回路面積有縮小（擴(kuò)大）的趨勢

TL7/7：/.l6

增離減靠

J電源1~1

當(dāng)開關(guān)s閉合時，左環(huán)向左擺動、右環(huán)向右擺動，遠(yuǎn)離通電線圈

通過遠(yuǎn)離和靠近阻礙磁通量的變化

說明以上情況“殊途同歸”，實質(zhì)上都是以不同的方式阻礙磁通量的變化

【例6］（多選X2023?青海海東市模擬）如圖所示，水平長直導(dǎo)線PQ固定在離地足夠高處，并

通有向左的恒定電流，矩形導(dǎo)線框成加在的下方且與尸。處于同一豎直面內(nèi).現(xiàn)將線框

?cd從圖示實線位置由靜止釋放，運(yùn)動過程中cd始終水平.不計空氣阻力.在線框從實線

位置運(yùn)動到虛線位置的過程中，下列說法正確的是（）

P------*-----Q

d\-------------|C*

QI--------\b

A.線框做自由落體運(yùn)動

B.線框中感應(yīng)電流的方向為abed”

C.線框所受安培力的合力方向豎直向下

D.線框有擴(kuò)張趨勢

答案BD

解析線框下落過程中穿過其磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流阻礙磁

通量的變化，這種阻礙體現(xiàn)在線框?qū)⑹艿截Q直向上的安培力作用，所以線框不是做自由落體

運(yùn)動，故A、C錯誤；由于線框中垂直紙面向外的磁通量減小，則根據(jù)楞次定律可以判斷線

框中感應(yīng)電流的方向為"c而，故B正確；線框"cd為了“阻礙”。的減少，通過面積的擴(kuò)

張減緩O的減少，故D正確.

【例7】（2020?全國卷14）如圖，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一

金屬圓環(huán).圓環(huán)初始時靜止.將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，電路接通的瞬間，可

觀察到（）

（仞…

s"

A.撥至M端或N端，圓環(huán)都向左運(yùn)動

B.撥至〃端或N端，圓環(huán)都向右運(yùn)動

C.撥至M端時圓環(huán)向左運(yùn)動，撥至N端時向右運(yùn)動

D.撥至M端時圓環(huán)向右運(yùn)動，撥至N端時向左運(yùn)動

答案B

解析開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，不論撥至M端還是N端，通過圓環(huán)的磁通量均增

加，根據(jù)楞次定律（增離減靠）可知圓環(huán)會阻礙磁通量的增加，即向右運(yùn)動，故選B.

【例8】（多選）兩圓環(huán)A、8置于同一水平面上，其中A為均勻帶電絕緣環(huán)，2為導(dǎo)體環(huán).當(dāng)A

以如圖所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動的角速度發(fā)生變化時，B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流，則

（）

A.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小

B.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大

C.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小

D.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大

答案BC

解析若A帶正電，順時針轉(zhuǎn)動產(chǎn)生順時針方向的電流，A內(nèi)磁場方向垂直紙面向里，當(dāng)轉(zhuǎn)

速增大時，穿過2的磁通量增加，2中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律（增反減同）可知8中產(chǎn)

生逆時針方向的電流，A錯誤，B正確；若A帶負(fù)電，順時針轉(zhuǎn)動產(chǎn)生逆時針方向的電流，

A內(nèi)磁場方向垂直紙面向外，當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時，穿過B的磁通量減少，2中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根

據(jù)楞次定律（增反減同）可知8中產(chǎn)生逆時針方向的電流，C正確，D錯誤.

考點五“三定則、一定律”的應(yīng)用

“三個定則”“一個定律”的比較

名稱用途選用原則

安培定則判斷電流產(chǎn)生的磁場（方向）分布因電生磁

左手定則判斷通電導(dǎo)線、運(yùn)動電荷所受磁場力的方向因電受力

右手定則判斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向或電源正負(fù)極因動生電

因磁通量

楞次定律判斷因回路磁通量改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向

變化生電

【例9】（多選）如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒P。、MN,PQ、

均處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)尸。在一外力的作用下運(yùn)動時，向右運(yùn)動，則

所做的運(yùn)動可能是（）

A.向右加速運(yùn)動B.向左加速運(yùn)動

C.向右減速運(yùn)動D.向左減速運(yùn)動

答案BC

解析向右運(yùn)動，說明受到向右的安培力，因為MN處的磁場垂直紙面向里左手正則

MN中的感應(yīng)電流方向為MfN培“則》L\中感應(yīng)電流的磁場方向向上楞次定律

乙2中磁場方向向上減弱安拉定則

,,“、乙乙十.若乙2中磁場方向向上減弱一中電流方向為。一尸且減小

乙2中磁場萬向向下增強(qiáng)

右手定則》向右減速運(yùn)動;若工2中磁場方向向下增強(qiáng)安培定中電流方向為尸一。且增大

右手正則射向左加速運(yùn)動,故選B、C.

課時精練

立基礎(chǔ)落實練

1.如圖所示，閉合線圈浦加水平放置，其面積為S,匝數(shù)為〃，線圈與磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻

強(qiáng)磁場的夾角0=45。.現(xiàn)將線圈以ab邊為軸沿順時針方向轉(zhuǎn)動90°,則在此過程中線圈磁通

量的改變量大小為（）

B

A.0B巾BSC.gBSD.nBS

答案B

2.（多選）在“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”實驗中，如圖所示，線圈A通過變阻器和開關(guān)連接

到電源上，線圈8的兩端連到電流表上，把線圈A裝在線圈8的里面.開關(guān)閉合的瞬間，發(fā)

現(xiàn)電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，能使電流表指針向左偏轉(zhuǎn)的實驗操作是（）

A.拔出線圈A

B.迅速向右移動滑動變阻器的滑片

C.斷開開關(guān)

D.在線圈A中插入鐵芯

答案AC

解析由題意可知：當(dāng)閉合開關(guān)的瞬間，線圈A的磁通量增大，則穿過線圈B的磁通量也在

增大，導(dǎo)致電流表指針向右擺動，故可知當(dāng)A中的磁通量減小時，電流表指針向左偏；拔出

線圈A,A中磁通量減小，指針向左偏轉(zhuǎn)，故A正確；迅速向右移動滑動變阻器的滑片，A

中電流增大，8中磁場增強(qiáng)，磁通量增大，則知電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，故B錯誤；當(dāng)斷開開

關(guān)時，8中磁場減弱，磁通量減小，故電流表指針應(yīng)向左偏轉(zhuǎn)，故C正確；在線圈A中插入

鐵芯，8中磁場增強(qiáng)，磁通量增大，則知電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，故D錯誤.

3.（2022?北京卷J1）如圖所示平面內(nèi)，在通有圖示方向電流/的長直導(dǎo)線右側(cè)，固定一矩形金

屬線框"4,而邊與導(dǎo)線平行.調(diào)節(jié)電流/使得空間各點的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增加，則

（）

A.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為qfc-*d—a

B.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流逐漸增大

C.線框4邊所受的安培力大小恒定

D.線框整體受到的安培力方向水平向右

答案D

解析根據(jù)安培定則可知，通電直導(dǎo)線右側(cè)的磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間

均勻增加，根據(jù)楞次定律可知線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為A錯誤；線框

中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為/=*=?^?=?^等，空間各點的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增加，故線框

中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不變，B錯誤；線框ad邊感應(yīng)電流保持不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增加，

根據(jù)安培力表達(dá)式尸安=3=，故所受的安培力變大，C錯誤；根據(jù)楞次定律的推論增離減靠

可知，線框向右遠(yuǎn)離通電直導(dǎo)線，故線框整體受到的安培力方向水平向右，D正確.

4.（2023?江蘇南通市高三階段檢測）如圖所示，一帶正電粒子從直徑上方掠過在水平面內(nèi)的金

屬圓環(huán)表面，粒子與圓環(huán)不接觸，該過程中（）

----

A.穿過金屬環(huán)的磁通量一定不變

B.環(huán)中一定有感應(yīng)電流

C.金屬環(huán)有擴(kuò)張趨勢

D.粒子與金屬環(huán)無相互作用

答案B

解析帶正電粒子從直徑上方掠過金屬圓環(huán)表面時，穿過金屬圓環(huán)的凈磁通量為垂直紙面向

里，且凈磁通量先增后減，環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬環(huán)先有收縮后有擴(kuò)張趨勢，故A、C錯

誤，B正確.環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流后周圍會有磁場，且在環(huán)內(nèi)磁場方向垂直于環(huán)所在的平面，

正電荷從左往右運(yùn)動時會受到洛倫茲力，所以粒子與金屬環(huán)有相互作用，故D錯誤.

5.如圖所示，空間存在垂直紙面向里的磁場，磁場在豎直方向均勻分布，在水平方向非均勻

分布，且關(guān)于豎直平面MN對稱，絕緣輕線上端固定在M點，下端與一個粗細(xì)均勻的銅制圓

環(huán)相連.現(xiàn)將圓環(huán)由尸處無初速度釋放，圓環(huán)第一次向右擺動最遠(yuǎn)能到達(dá)。處（圖中未畫出）.已

知圓環(huán)始終在同一豎直平面內(nèi)擺動，則在圓環(huán)從尸擺向Q的過程中，下列說法正確的是（）

XX

XX

A.位置尸與?？赡茉谕桓叨?/p>

B.感應(yīng)電流方向始終逆時針

C.感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針

D.圓環(huán)整體所受安培力先做負(fù)功后做正功

答案C

解析圓環(huán)從P擺向。的過程中，由于磁場在豎直方向均勻分布，在水平方向非均勻分布，

導(dǎo)致環(huán)中磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生焦耳熱，則在整個運(yùn)動過程中環(huán)的機(jī)械能會

減少，因此。不可能與尸在同一高度，故A錯誤；根據(jù)楞次定律，環(huán)在向下擺的過程中，

穿過環(huán)垂直向里的磁通量在增加，當(dāng)向上擺的過程中，穿過環(huán)垂直向里的磁通量在減少，則

感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針，故B錯誤，C正確；安培力一直阻礙圓環(huán)與磁場的相對運(yùn)

動，一直做負(fù)功，故D錯誤.

6.如圖所示，在條形磁體的外面套著一個閉合彈簧線圈，若把線圈四周向外拉，使線圈包圍

的面積變大，則線圈中感應(yīng)電流的情況是（）

,NJ

s/

A.彈簧線圈中有感應(yīng)電流，俯視電流方向為逆時針方向

B.彈簧線圈中有感應(yīng)電流，俯視電流方向為順時針方向

C.因線圈中磁通量不變，故無感應(yīng)電流

D.無法判斷有無感應(yīng)電流

答案A

解析磁感線在條形磁體的內(nèi)外形成閉合曲線，則磁體外部的磁感線總數(shù)等于內(nèi)部的磁感線

總數(shù)，且在線圈平面處磁體內(nèi)外磁感線方向相反（磁體內(nèi)向上、磁體外向下），而磁體外部的

磁感線分布在無窮大的空間，所以題圖中線圈中磁體內(nèi)部的磁感線多于外部的磁感線，則穿

過線圈的總磁通量等于磁體內(nèi)部的磁感線條數(shù)減去磁體外部、線圈內(nèi)部的磁感線條數(shù).當(dāng)彈

簧線圈包圍的面積增大時，磁體內(nèi)部的磁感線總數(shù)不變，而線圈內(nèi)部、磁體外部反向的磁感

線條數(shù)增多，則穿過線圈的總磁通量減小，將產(chǎn)生感應(yīng)電流.由于磁體內(nèi)部磁場方向向上，

故線圈內(nèi)部磁場方向向上且磁通量減小，由楞次定律可知，線圈內(nèi)的感應(yīng)電流為俯視逆時針

方向，故選A.

7.（2023?安徽省模擬）一長直鐵芯上繞有線圈P,將一單匝線圈Q用一輕質(zhì)絕緣絲線懸掛在P

的左端，線圈P的中軸線通過線圈。的中心，且與線圈。所在的平面垂直.將線圈P連接

在如圖所示的電路中，其中R為滑動變阻器，E為直流電源，S為開關(guān).下列情況中，可觀

測到。向左擺動的是（）

A.S閉合的瞬間

B.S斷開的瞬間

C.在S閉合的情況下，將R的滑片向。端移動時

D.在S閉合的情況下，保持電阻R的阻值不變

答案A

口能力綜合練

8.（多選）（2022?廣東卷J0）如圖所示，水平地面（。孫平面）下有一根平行于y軸且通有恒定電

流/的長直導(dǎo)線.P、M和N為地面上的三點，尸點位于導(dǎo)線正上方，平行于y軸，PN

平行于x軸.一閉合的圓形金屬線圈，圓心在尸點，可沿不同方向以相同的速率做勻速直線

運(yùn)動，運(yùn)動過程中線圈平面始終與地面平行.下列說法正確的有（）

A.N點與M點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同

B.線圈沿PN方向運(yùn)動時，穿過線圈的磁通量不變

C.線圈從尸點開始豎直向上運(yùn)動時，線圈中無感應(yīng)電流

D.線圈從P到M過程的感應(yīng)電動勢與從P到N過程的感應(yīng)電動勢相等

答案AC

解析依題意，M,N兩點連線與長直導(dǎo)線平行，兩點與長直導(dǎo)線的距離相等，根據(jù)右手螺

旋定則可知，通電長直導(dǎo)線在M、N兩點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同，故A正確；

根據(jù)右手螺旋定則，線圈在尸點時，穿進(jìn)線圈中的磁感線與穿出線圈中的磁感線相等，磁通

量為零，在向N點平移過程中，穿進(jìn)線圈中的磁感線與穿出線圈中的磁感線不再相等，線圈

中的磁通量會發(fā)生變化，故B錯誤；根據(jù)右手螺旋定則，線圈從尸點豎直向上運(yùn)動過程中，

穿進(jìn)線圈中的磁感線與穿出線圈中的磁感線始終相等，線圈的磁通量始終為零，沒有發(fā)生變

化，線圈無感應(yīng)電流，故C正確；線圈從尸點到M點與從P點到N點，線圈的磁通量變化

量相同，依題意從尸點到〃點所用時間較從P點到N點的時間長，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定

律，可知兩次的感應(yīng)電動勢不相等，故D錯誤.

9.如圖所示，在有界勻強(qiáng)磁場中水平放置相互平行的金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)軌上金屬

桿而與導(dǎo)軌接觸良好.磁感線垂直導(dǎo)軌平面向上（俯視圖），導(dǎo)軌與處于磁場外的大線圈M相

接，欲使置于M內(nèi)的小閉合線圈N產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，下列做法可行的是（）

A.湖勻速向右運(yùn)動

B.ab加速向右運(yùn)動

C.ab不動而突然撤去磁場

D.ab不動而突然增強(qiáng)磁場

答案C

解析ab勻速向右運(yùn)動，勻速向右切割磁感線，在M中產(chǎn)生順時針的恒定感應(yīng)電流，形成

的磁場恒定，不會使N產(chǎn)生感應(yīng)電流，A錯誤；當(dāng)加速向右運(yùn)動時，〃中產(chǎn)生順時針方

向的感應(yīng)電流且在增大，在M內(nèi)形成垂直紙面向里的磁場且增大，由楞次定律可知，N中會

產(chǎn)生逆時針的感應(yīng)電流，B錯誤；ab不動而突然撤去磁場，使M中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電

流，M中形成垂直紙面向外的磁場，導(dǎo)致穿過N的磁通量增大，由楞次定律可知，N中會產(chǎn)

生順時針方向的電流，C正確；同理可知，當(dāng)ab不動而突然增強(qiáng)磁場時N中會產(chǎn)生逆時針

方向的感應(yīng)電流，D錯誤.

10.如圖所示，A為水平放置的膠木圓盤，在其側(cè)面均勻分布著負(fù)電荷，在A的正上方用絕緣

絲線懸掛一個金屬圓環(huán)8,使8的環(huán)面水平且與膠木圓盤面平行，其軸線與膠木圓盤A的軸

線重合.現(xiàn)使膠木圓盤A由靜止開始繞其軸線。。'按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動，則（）

A.金屬環(huán)2的面積有擴(kuò)大的趨勢,絲線受到的拉力增大

B.金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢,絲線受到的拉力減小

C.金屬環(huán)8的面積有擴(kuò)大的趨勢,絲線受到的拉力減小

D.金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢,絲線受到的拉力增大

答案B

解析使膠木圓盤A由靜止開始繞其軸線按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動，穿過金屬環(huán)8的

磁通量增大，根據(jù)楞次定律，金屬環(huán)8的面積有縮小的趨勢，且2有向上升高（遠(yuǎn)離）的趨勢,

絲線受到的拉力減小，故B項正確.

R素養(yǎng)提升練

11.如圖，在豎直方向上的兩個勻強(qiáng)磁場S和&中，各放入一個完全一樣的水平金屬圓盤。

和b,它們可繞豎直軸自由轉(zhuǎn)動.用導(dǎo)線將a盤中心與6盤邊緣相連，6盤中心與。盤邊緣相

連.從上向下看，當(dāng)a盤順時針轉(zhuǎn)動時（）

A.6盤總是逆時針轉(zhuǎn)動

B.若5、&同向，6盤順時針轉(zhuǎn)動

C.若81、&反向，6盤順時針轉(zhuǎn)動

D.b盤總是順時針轉(zhuǎn)動

答案C

解析若5、&都豎直向上，從上向下看，當(dāng)a盤順時針轉(zhuǎn)動時，其半徑切割磁感線，感應(yīng)

電流方向為a'一。一次-O'fa',b盤電流為，一O',根據(jù)左手定則，6盤受到安培

力沿逆時針方向（俯視）轉(zhuǎn)動；若81、民都豎直向下，從上向下看，當(dāng)a盤順時針轉(zhuǎn)動時，其

半徑切割磁感線，感應(yīng)電流方向為Ofa'~*O'~*b'f。，b盤電流為O'-6',根據(jù)左

手定則，b盤受到安培力沿逆時針方向（俯視）轉(zhuǎn)動；若Bi向上，&向下，從上向下看，當(dāng)a

盤順時針轉(zhuǎn)動時，其半徑切割磁感線，感應(yīng)電流方向為a'-0-?-*0'一標(biāo)，6盤電流

為〃-0',根據(jù)左手定則，b盤受到安培力沿順時針方向（俯視）轉(zhuǎn)動；若氏向下，&向上，

從上向下看，當(dāng)a盤順時針轉(zhuǎn)動時，其半徑切割磁感線，感應(yīng)電流方向為

Ofa'-O'一〃-O,6盤電流為O'-6,，根據(jù)左手定則，6盤受到安培力沿順時針方

向（俯視）轉(zhuǎn)動，A、B、D錯誤，C正確.

12.如圖所示，AOC是光滑的金屬軌道，A。沿豎直方向，0C沿水平方向，PQ是一根立在導(dǎo)

軌上的金屬直桿，直桿從圖示位置由靜止開始在重力作用下運(yùn)動，運(yùn)動過程中Q端始終在

OC上，空間存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，則在P。桿滑動的過程中，下列判斷正確的

是（）

感應(yīng)電流的方向始終是由PfQ

感應(yīng)電流的方向始終是由QT

C.尸。受磁場力的方向垂直桿向左

D.PQ受磁場力的方向先垂直于桿向左下，后垂直于桿向右上

答案D

解析在尸。桿滑動的過程中，△P。。的面積先增大后減小，穿過△PO。的磁通量先增大后

減小，根據(jù)楞次定律可知：感應(yīng)電流的方向先是由P到。，后是由。到尸，故A、B錯誤；

由左手定則判斷得到：PQ受磁場力的方向先垂直于桿向左下，后垂直于桿向右上，故D正

確，C錯誤.

第2講法拉第電磁感應(yīng)定律、自感和渦流

【目標(biāo)要求】1.理解法拉第電磁感應(yīng)定律，會應(yīng)用E=，噴進(jìn)行有關(guān)計算.2.會計算導(dǎo)體切割磁

感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢.3.了解自感現(xiàn)象、渦流、電磁驅(qū)動和電磁阻尼.

考點一法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用

■梳理必備知識

1.感應(yīng)電動勢

(1)感應(yīng)電動勢：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢.

(2)產(chǎn)生條件：穿過回路的磁通量發(fā)生改變,與電路是否閉合無關(guān).

2.法拉第電磁感應(yīng)定律

(1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比.

(2)公式：E二胃,其中w為線圈匝數(shù).

F

(3)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的關(guān)系：，=而.

(4)說明：E的大小與⑦、△⑦無關(guān)，決定于磁通量的變化率等.

■判斷正誤

1.⑦=0,方■不一定等于0.(V)

2.穿過線圈的磁通量變化越大，感應(yīng)電動勢也越大.(X)

3.穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大.(V)

4.線圈匝數(shù)幾越多，磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也越大.(X)

■提升關(guān)鍵能力

對公式片=療后的理解

1.若已知。一r圖像，則圖線上某一點的切線斜率為等.

2.當(dāng)AO僅由8的變化引起時，黑胃，其中S為線圈在磁場中的有效面積.若B=Bo

+kt,則等=左.

3.當(dāng)僅由S的變化引起時，E=nB—.

B2s2—B1S1ABAS

4.當(dāng)8、S同時變化時，則

【例1】（2022?河北卷-5）將一根絕緣硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線順次繞成如圖所示的線圈，其中大圓面積為Si，

小圓面積均為S2,垂直線圈平面方向有一隨時間r變化的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小8=瓦+公,

%和人均為常量，則線圈中總的感應(yīng)電動勢大小為（）

A.kSiB.5ks2

C.CSi—5s2)D.4(51+5s2)

答案D

解析由法拉第電磁感應(yīng)定律，可得大圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢昂=等=巖1=/1,每

個小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1=W=氣1=kSi,由線圈的繞線方式和楞次定律可得大、

小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向相同，故線圈中總的感應(yīng)電動勢大小為E=Ei+5&=/（Si+

5&）,故D正確，A、B、C錯誤.

【例2】（2022?全國甲卷J6）三個用同樣的細(xì)導(dǎo)線做成的剛性閉合線框，正方形線框的邊長與圓

線框的直徑相等，圓線框的半徑與正六邊形線框的邊長相等，如圖所示.把它們放入磁感應(yīng)

強(qiáng)度隨時間線性變化的同一勻強(qiáng)磁場中，線框所在平面均與磁場方向垂直，正方形、圓形和

正六邊形線框中感應(yīng)電流的大小分別為八、5和/3.則（）

A.h<h<l2B.I\>Ii>h

C.D.IiH

答案C

解析設(shè)圓線框的半徑為r,則由題意可知正方形線框的邊長為2廠，正六邊形線框的邊長為

r;所以圓線框的周長為C2—2nr,面積為$2=兀3.同理可知正方形線框的周長和面積分別為

Ci—Sr,Si—At2,正六邊形線框的周長和面積分別為Cj=6r,S3=^^~,三個線框材料粗細(xì)

相同，根據(jù)電阻定律，可知三個線框電阻之比為

Ri：&：R3=CI:C2:C3=8：2兀：6

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有I

KiXlK

可得電流之比為/1：，2：/3=2：2：小

即/1=/2＞，3,故選C.

考點二動生電動勢

■梳理必備知識

1.導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的算式E=8歷的理解

(1)直接使用E=8加的條件是：在勻強(qiáng)磁場中，B、/、。三者互相垂直.如果不相互垂直，應(yīng)

取垂直分量進(jìn)行計算.

(2)有效長度

公式￡=引。中的/為導(dǎo)體兩端點連線在垂直王速度方向上的投影長度.如圖，導(dǎo)體的有效長

度分別為：

圖甲：1=cdsinp.

圖乙：沿。方向運(yùn)動時，1=MN.

圖丙：沿oi方向運(yùn)動時，l=pR；沿02方向運(yùn)動時，l=R.

(3)相對速度

￡=瓦。中的速度。是導(dǎo)體相對磁場的速度，若磁場也在運(yùn)動，應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系.

2.導(dǎo)體轉(zhuǎn)動切割磁感線

如圖，當(dāng)長為/的導(dǎo)體在垂直于勻強(qiáng)磁場(磁感應(yīng)強(qiáng)度為2)的平面內(nèi)，繞一端以角速度。勻

速轉(zhuǎn)動，當(dāng)導(dǎo)體運(yùn)動Af時間后，轉(zhuǎn)過的弧度0=0。，掃過的面積盛二12。。，則￡=等=

黑（或E=B1v=13作產(chǎn)/=B玲.

■判斷正誤

1.公式E=8歷中的/是導(dǎo)體棒的總長度.（X）

2.磁場相對導(dǎo)體棒運(yùn)動，導(dǎo)體棒中也可能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢.（V）

考向1有效長度問題

【例3】（2023?上海市模擬）如圖所示，由均勻?qū)Ь€制成的半徑為R的圓環(huán)，以速度。勻速進(jìn)入

一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場.當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動到圖示位置（/°。6=90。）時，a、b兩點的電

勢差U必為（）

A巾BRu

C.一夸BRv

答案D

解析有效切割長度即°、6連線的長度，如圖所示

由幾何關(guān)系知有效切割長度為也R,所以產(chǎn)生的電動勢為E=BLo=BWRu,電流的方向為

a~*b,所以人＜0,由于在磁場部分的阻值為整個圓的：，所以Uab=-蓊巾&=一呼BRu,

故選D.

考向2平動切割磁感線

【例4】（多選）兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直.邊長為0.1m、

總電阻為0.005。的正方形導(dǎo)線框abed位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場邊界平行，如圖（a）所示.已

知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運(yùn)動，cd邊于t=0時刻進(jìn)入磁場.線框中感應(yīng)電動勢隨時間變

化的圖線如圖（b）所示（感應(yīng)電流的方向為順時針時，感應(yīng)電動勢取正）.下列說法正確的是

E/V

0.01

I0.40.6_

00^2~~：Ek

-0.01

(a)(b)

A.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.5T

B.導(dǎo)線框運(yùn)動速度的大小為0.5rn/s

C.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外

D.在f=0.4s至t=0.6s這段時間內(nèi)，導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.1N

答案BC

解析由題圖(b)可知，導(dǎo)線框經(jīng)過0.2s全部進(jìn)入磁場，則速度。=；=震m/s=0.5m/s,選

項B正確；由題圖(b)可知，cd邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=0.01V,根據(jù)E=B歷得,

T=0.2T,選項A錯誤；根據(jù)右手定則及正方向的規(guī)定可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度的

卬U.1XU.j

方向垂直于紙面向外，選項C正確；在f=0.4s至/=0.6s這段時間內(nèi)，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電

流/A=2A,所受的安培力大小為F—BII—0.2X2X0AN=0.04N,選項D錯誤.

考向3轉(zhuǎn)動切割磁感線

【例5】(多選)金屬棒ab長度L=0.5m,阻值r=l放在半徑分別為n=0.5m和r2=1.0m

的水平同心圓環(huán)導(dǎo)軌上，兩圓環(huán)之間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為8=2T；從兩圓

環(huán)下端引出導(dǎo)線連接一阻值為R=2。的電阻，仍在外力作用下以角速度o=4rad/s繞圓心

順時針(從上往下看)做勻速圓周運(yùn)動，不計圓環(huán)導(dǎo)軌的電阻和一切摩擦，下列說法正確的是

A.。點的電勢高于6點的電勢

B.電阻R兩端的電壓為2V

C.在金屬棒旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)，金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為々J

D.在金屬棒旋轉(zhuǎn)半周的時間內(nèi)，金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為:J

答案ABD

解析由右手定則可知，金屬棒順時針轉(zhuǎn)動時，感應(yīng)電流方向由b到a,金屬棒充當(dāng)電源,

則a點的電勢高于匕點的電勢，故A正確；金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢=3V,

則電阻R兩端的電壓為%=大47出=2V,故B正確；金屬棒旋轉(zhuǎn)半周的時間，=Ws,

歹TT

通過的電流/=/存=1A,產(chǎn)生的焦耳熱為。=尸方'=-J,故c錯誤，D正確.

考點三自感現(xiàn)象

?梳理必備知識

1.概念：當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場在線圈本身激發(fā)出感應(yīng)電動

勢」這種現(xiàn)象稱為自感，由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫作自感電動勢.

2.表達(dá)式：E—L^.

3.自感系數(shù)L的影響因素：與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān).

■判斷正誤

1.線圈中電流越大，自感系數(shù)也越大.（X）

2.對于同一個線圈，電流變化越快，線圈中的自感電動勢也越大.（V）

3.自感電動勢總是阻止原電流的變化.（X）

■提升關(guān)鍵能力

通電自感和斷電自感的比較

AA,

Uld

電路圖——

R\

器材要求Ai、A2同規(guī)格，R=RL,工較大L很大（有鐵芯）

在S閉合瞬間，燈A2立即亮起來，

通電時燈A立即亮，然后逐漸變暗達(dá)到穩(wěn)定

燈Ai逐漸變亮，最終一樣亮

①若/2W/1，燈泡逐漸變暗；

回路電流減小，燈泡逐漸變暗，Ai

斷電時②若燈泡閃亮后逐漸變暗.

電流方向不變，A2電流反向

兩種情況下燈泡中電流方向均改變

總結(jié)自感電動勢總是阻礙原電流的變化

【例61（2023?湖南省長郡中學(xué)模擬）某同學(xué)想對比自感線圈和小燈泡對電路的影響，他設(shè)計了

如圖甲所示的電路，電路兩端電壓U恒定，Ai、A2為完全相同的電流傳感器.先閉合開關(guān)K

得到如圖乙所示的i-t圖像，等電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)（斷開開關(guān)的實驗數(shù)據(jù)未畫出）.下列

關(guān)于該實驗的說法正確的是（）

A.閉合開關(guān)時，自感線圈中電流為零，其自感電動勢也為零

B.圖乙中的。曲線表示電流傳感器A2測得的數(shù)據(jù)

C.斷開開關(guān)時，小燈泡會明顯閃亮后逐漸熄滅

D.a時刻小燈泡與線圈的電阻相等

答案D

解析閉合開關(guān)時，其線圈自感電動勢等于電源電動勢，自感線圈中電流為零，故A錯誤；

A2中電流等于自感線圈中電流，自感線圈中電流從零開始逐漸增大，最后趨于穩(wěn)定，故A?

中數(shù)據(jù)應(yīng)為題圖乙中6曲線，故B錯誤；斷開開關(guān)前，兩支路中電流相等