2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)熱點題型訓(xùn)練專題27 法拉第電磁感應(yīng)定律含詳解

專題27法拉第電磁感應(yīng)定律

目錄

題型一實驗：探究影響感應(yīng)電流方向的因素.......................................19

題型二感應(yīng)電流的產(chǎn)生和方向判斷................................................21

題型三楞次定律推論的應(yīng)用......................................................24

題型四“三定則、一定律”的應(yīng)用..................................................26

題型五法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用.........................................28

題型六導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢........................................30

類型1平動切割磁感線.......................................................31

類型2轉(zhuǎn)動切割磁感線......................................................32

類型3有效長度問題.........................................................33

題型六自感現(xiàn)象34

題型一實驗：探究影響感應(yīng)電流方向的因素

1.實驗設(shè)計

如圖2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)穿過線圈的磁通最減

小時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相同。

3.注意事項

實驗前應(yīng)首先查明電流表中電流的流向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系，判斷的方法是:

采用如圖所示的電路，把一節(jié)干電池與電流表及線圈串聯(lián)，由于電流表量程較小，所以在電

路中應(yīng)接入限流變阻器/?,電池采用舊電池，開關(guān)S采用瞬間接觸，記錄指針偏轉(zhuǎn)方向。

【例1】探究感應(yīng)電流方向的實驗所需器材包括：條形磁體、電流表、線圈、導(dǎo)線、一節(jié)干

電池（用來查明線圈中電流的流向與電流表中指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系）.

（1）實驗現(xiàn)象：如圖所示，在四種情況下，將實驗結(jié)果填入下表.

甲乙丙?、倬€圈內(nèi)磁通量增加時的情況

圖號原磁場方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場方向

甲向卜逆時針（俯視）向上

乙向上順時針（俯視）—

②線圈內(nèi)磁通最減少時的情況

圖號原磁場方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場方向

丙向下順時針（俯視）向下

T向上逆時針（俯視）—

請?zhí)顚懕砀裰械目瞻醉?

（2）實驗結(jié)論：當(dāng)穿過閉合線圈的磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向（選

填"相同’或"相反”）.（3）總結(jié)提煉：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.

（4）拓展應(yīng)用：如圖所示是一種延時繼電器的示意圖.鐵芯上有兩個線圈A和B.線圈A和電

源連接，線圈B與直導(dǎo)線H構(gòu)成一個閉合回路.彈簧K與銜鐵。相連，。的右端觸頭C

連接工作電路（未畫出）.開關(guān)S比合狀態(tài)下，工作電路處于導(dǎo)通狀態(tài).S斷開瞬間，延時功

能啟動，此時直導(dǎo)線而中電流方向為（選填%到"'或7到*.說明延時繼電器的

“延時”工作原理：.

【例2］在“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”的實驗中，先按如圖甲所示連

線，不通電時，電流計指針停在正中央，閉合開關(guān)S時，觀察到電流表指針向左偏。然后

按如圖乙所示將靈敏電流計與副線圈8連成一個閉合回路，將原線圈A、電源、滑動變阻器

和開關(guān)S串聯(lián)成另一個閉合電路。

（I）圖甲電路中，串聯(lián)定值電阻R的主要作

用是o

A.減小電源兩端的電壓，保護電源

B.增大電源兩端的電壓，保護開關(guān)

C.減小電路中的電流，保護靈敏電流計

D.減小電路中的電流，保護開關(guān)

（2）圖乙中，S閉合后，在原線圈4插入副線圈8的過程中，靈敏電流計的指針將（選

填“向左”響右"或“不”）偏轉(zhuǎn)。

（3）圖乙中，S閉合后，線圈A放在8中不動，在滑動變阻器的滑片P向左滑動的過程中，

靈敏電流計指針將（選填“向左”“向右”或"不”）偏轉(zhuǎn)。（4）圖乙中，S閉合后，線圈A

放在5中不動，在突然斷開S時，靈敏電流計指針將_______（選填“向左'向右”或“不”）偏

轉(zhuǎn)。

題型二感應(yīng)電流的產(chǎn)生和方向判斷

1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況

結(jié)論:

要

穿

只

人

閉

過

口

體

導(dǎo)

回

的

路

磁

量

通

發(fā)

變

生

化

合

團

導(dǎo)

何

體

路

就

中

有

應(yīng)

感

電

流

2.用楞次定律判斷

-明確要研究的回路及原磁場B的方向

原

—

二

1變

三

感

—

四

電

流

3.用右手定則判斷

（I）掌心—磁感線穿入。

（2）拇指——指向?qū)w運動的方向。

（3）四指——指向感應(yīng)電流的方向。

［例1）（2022?浙江杭州市教學(xué)質(zhì)檢）如圖所示，無限長通電直導(dǎo)線與右側(cè)的矩形導(dǎo)線圈ABC。

在同一平面內(nèi)，線圈的4B邊與直導(dǎo)線平行“現(xiàn)用外力使線圈向直導(dǎo)線靠近且始終保持

邊與直導(dǎo)線平行，在A8邊靠近直導(dǎo)線的過程中，下列說法正確的是（）

宣

林

線

線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是ADCBA

B.直導(dǎo)線對A6邊和CO邊的安培力等大反向

C.直導(dǎo)線對4。邊和8c邊的安培力等大反向

D.在線圈ABCD內(nèi)部的區(qū)域的磁場方向為垂直線圈所在平面向外

【例2】（多選）（2022?內(nèi)蒙古呼和浩特市調(diào)研）如圖所示，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，右側(cè)

線圈與一電源、滑動變阻器、開關(guān)連成電路，左側(cè)線圈與一小燈泡連戌回路。整個過程中燈

泡不燒壞，下列說法正確的是（）

I［「「「「「「I

_0_JA.閉合開關(guān)瞬間，燈泡亮，通過燈泡的電流方向由右向左

B.閉合開關(guān)并保持一段時間后，燈泡亮，通過燈泡電流方向由左向右

C.閉合開關(guān)并保持一段時間后，滑動變阻器尸向右滑動過程中，燈泡亮，通過燈泡電流方

向由左向右

D.閉合開關(guān)一段時間后，再斷開開關(guān)的瞬間，燈泡亮，通過燈泡電流方向由左向右

【例3】⑵）22?海南省新高考一模）如圖（a）所示，一根直導(dǎo)線和一個矩形導(dǎo)線框固定在同一豎

直平面內(nèi)，直導(dǎo)線在導(dǎo)線框上方，規(guī)定圖（a）中箭頭方向為電流的正方向。直導(dǎo)線中通以圖（b）

所示的電流，則在0?力時間內(nèi)，導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向（）

A.先順時針后逆時針B.先逆時針后順時針

C.始終沿順時針D.始終沿逆時針

【例3】.（2022?廣東選擇考模擬）如圖為電磁剎車實驗裝置，小車底面安裝有矩形導(dǎo)線框abed,

線框底面平行于地面，在小車行進方向有與而“等寬、等長的有界勻強磁場，磁場方向垂

直地面向上。小車進入磁場前撤去牽引力，小車穿過磁場后滑行一段距離?停止。則小車（）

A.進入磁場時，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向為〃deba

B.離開磁場時，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向為。反而

C.穿過磁場的過程中，中間有一段時間矩形導(dǎo)線框中沒有感應(yīng)電流

D.穿過磁場的過程中，矩形導(dǎo)線框受到的安培力方向始終水平向左

題型三楞次定律推論的應(yīng)用

內(nèi)容例證

阻礙原磁通量變化——“增反減

同”B媒

磁鐵靠近線圈，8場與B序方向相反

磁鐵靠近，是斥力

阻礙相對運動——“來拒去留”

磁鐵遠離,是引力

NQI

使回路面積有擴大或縮小的趨

aI

勢——“增縮減擴”

P、Q是光滑固定導(dǎo)軌，a、b是可動金屬棒，磁鐵下移，。、

b靠近

coA____

阻礙原電流的變化——“增反減

同”

合上S,B先亮

【例1】（2022?廣東韶關(guān)實驗中學(xué)高三月考）如圖所示，用輕繩將一條形磁體豎直懸掛于。點,

在其正下方的水平絕緣桌面上放置一銅質(zhì)圓環(huán).現(xiàn)將磁體從A處由靜止釋放，經(jīng)過8、。到

達最低處。，再擺到左側(cè)最高處E,圓環(huán)始終保持靜止，下列說法正確的是（）

A.磁體從4到C的過程中，圓環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的電流（從上往下看）

B.磁體從A擺到。的過程中，圓環(huán)給桌面的壓力大于圓環(huán)受到的重力

C.磁體從A到。和從。到E的過程中，圓環(huán)受到摩擦力方向相反

D.磁體在A、E兩處的重力勢能相等

[例2]（2022?重慶市巴蜀中學(xué)適應(yīng)性考試）航空母艦上飛機彈射起飛可以利用電磁驅(qū)動來

實現(xiàn).電磁驅(qū)動原理如圖所示，當(dāng)固定線圈上突然通入直流電時，靠近線圈左端放置的金屬

環(huán)被彈射出去，在閉合開關(guān)S瞬間，下列判斷正確的是（）

從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿逆時針方向

B.金屬環(huán)的面積有收縮的趨勢

C.電池正負極調(diào)換后，金屬環(huán)將不能向左彈射

D.若將金屬環(huán)放在線圈右側(cè)再用合開關(guān)S,環(huán)將向左運動

【例3】（多選）（2022?陜西渭南市教學(xué)質(zhì)量檢測）如圖所示，在一固定水平放置的鋁環(huán)上方,

有一條形磁鐵，從離地面高〃處，由靜止開始下落，最后落在地面上。磁鐵下落過程中從鋁

環(huán)中心穿過圓環(huán)，而不與鋁環(huán)接觸。若不計空氣阻力，下列說法正確的是（）

J

1—A.磁鐵下落過程中，圓環(huán)中的電流方向先逆時針后順時?針（從上向下看I員I環(huán)）

B.不考慮起始位置，磁鐵下落過程中，磁鐵的加速度始終小于g

C.磁鐵下落過程中，磁鐵的機械能不斷減少

D.磁鐵落地時的速率等于痂

［例4］（多選）（2022?福建福州一中開學(xué)考）一個長直密繞線圈N放在一個金屬圓環(huán)M的中心,

圓環(huán)軸線與線圈軸線重合，如圖甲所示。線圈N通有如圖乙所示的電流，下列說法正確的

是（

A.時刻，圓環(huán)有擴張的趨勢

O

B.時刻，圓環(huán)有收縮的趨勢

C./=（和尸骨■刻，圓環(huán)內(nèi)有相同的感應(yīng)電流

D./=普和/=乎時刻，圓環(huán)內(nèi)有相同的感應(yīng)電流

題型四“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極因動生電

因磁通量

楞次定律判斷因回建磁通量改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向

變化生電

【例1】（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,MN

的左邊有一閉合電路，當(dāng)尸Q在一外力的作用下運動時，MN向右運動，則尸Q所做的運動

可能是（

A.向右加速運動B.向左加速運動

C.向右減速運動D.向左減速運動

【例2】如圖所示，金屬圓盤置于垂直紙面向里的勻強磁場中，其中又和邊緣各引出一根導(dǎo)

線與套在鐵芯上部的線圈A相連.套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導(dǎo)線接在兩根水平導(dǎo)軌

上，導(dǎo)軌上有一根金屬棒時處在垂直于紙面向外的勻強磁場中.下列說法正確的是（）

A.圓盤順時針勻速轉(zhuǎn)動時，。點的電勢高于力點的電勢

B.圓盤順時針加速轉(zhuǎn)動時，時棒受到向左的安培力

C.圓盤順時針加速轉(zhuǎn)動時，油棒將向右運動

D.圓盤順時針減速轉(zhuǎn)動時，。點的電勢高于匕點的電勢

【例3】置于勻強磁場中的金屬惻盤中央和邊緣各引出一根導(dǎo)線，與套在鐵芯上部的線圈A

相連。套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導(dǎo)線接在兩根水平光滑導(dǎo)軌上，如圖所示。導(dǎo)軌上

有一根金屬棒岫靜止處在垂直于紙面向外的勻強磁場中。下列說法正確的是（）

fig：?~~：?|I：?~：~

二Ib-A.圓盤順時針加速轉(zhuǎn)動時，ah棒將向右運動B.圓盤順時針勻

速轉(zhuǎn)動時，必棒將向右運動

C.圓盤順時針減速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運動

D.圓盤逆時針加速轉(zhuǎn)動時，時棒將向左運動

題型五法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用

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=，第，其中〃為線圈匝數(shù).

F

(3)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的關(guān)系：

(4)說明：七的大小與6、AG無關(guān)，決定于磁通量的變化率鬻.

2.若已知。一，圖像，則圖線上某一點的切線斜率為等.

3.當(dāng)A3僅由B的變化引起時，E-喈,其中S為線圈在磁場中的有效面積.若B=B。

+“'，則萼=上

4.當(dāng)AG僅由S的變化引起時，E=〃嘮.

5.當(dāng)8、S同時變化時，則石=/產(chǎn)§218⑸即然事求瞬時值是分別求出動生電動勢Ei

和感生電動勢民并進行疊加.

【例1】(多選)(2018?全國卷田?20)如圖(a),在同一平面內(nèi)固定有一長直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框

R,R在尸。的右側(cè).導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電i,i的變化如圖(b)所示，規(guī)定從Q到尸為

電流正方向.導(dǎo)線框R中的感應(yīng)且動勢()

p

Q

(a)A.在1=刎為零

B.在時改變方向

C.在，=和最大，且沿順時針方向

D.在/=7時最大，且沿順時針方向

【例2】（多選）（2019?全國卷I?20）空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時間變化的勻強磁場，

其邊界如圖（a）中虛線MN所示.一硬質(zhì)細導(dǎo)線的電阻率為p、橫截面積為S,將該導(dǎo)線做成

半徑為廣的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心。在MN上.f=0時磁感應(yīng)強度的方向如圖（a）所示；

磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系如圖（b）所示.則在t=0到t=h的時間間隔內(nèi)（）

8

冬

A.圓環(huán)所受安培力的方向始終不變

B.圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時針方向

C.圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小若睨

D.圓環(huán)中的感應(yīng)電動勢大小為誓

【例3】（多選）將一段導(dǎo)線繞成如圖甲所示的閉合回路，并固定在水平面內(nèi).回路的外邊置

于磁感應(yīng)強度大小為明、方向豎直向下的勻強磁場I中，回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)有豎直方向的

磁場II,以豎直向下為磁場II的正方向，其磁感應(yīng)強度B隨時間，變化的圖像如圖乙所示,

導(dǎo)線的總電阻為R,圓環(huán)面積為5,H邊長為L,則下列說法正確的是（）

B

ab邊受到的安培力大小始終為嚼些

B.在。?,時間內(nèi)，流過面邊的電荷量為等

C.在0?7時間內(nèi)，外邊受到的安培力方向先向左再向右

D.在0?4時間內(nèi)，通過面邊的電流方向先由b—a再由a—^b

【例4】（2022?湖北武漢市4月質(zhì)檢）如圖甲所示，虛線MN左、右兩側(cè)的空間均存在與紙面

垂直的勻強磁場，右側(cè)勻強磁場的方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度大小恒為Bo;左側(cè)勻強

磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定垂直紙面向外為磁場的正方向。

一硬質(zhì)細導(dǎo)線的電阻率為p、橫截面積為So,將該導(dǎo)線做成半徑為一的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，

圓心。在MN上。求：

N

甲圓環(huán)受到的安培力:

⑵在。?全內(nèi)，通過圓環(huán)的電荷量。題型六導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電

動勢

L大小計算

切割方式表達式

垂直切割E=Blv

傾斜切割E=BNsine,其中＜9為u與B的夾角

旋轉(zhuǎn)切割（以一

E=^Bl2a)

端為軸）

2.方向判斷

⑴把產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分電路或?qū)w當(dāng)作電源的內(nèi)電路，那部分導(dǎo)體相當(dāng)

于電源。

（2）若電路是不閉合的，則先假設(shè)有電流通過，然后應(yīng)用楞次定律或右手定則判

斷出電流的方向。

（3）電源內(nèi)部電流的方向是由負極（低電勢）流向正極（高電勢），外電路順著電流方

向每經(jīng)過一個電阻電勢都要降低。

3產(chǎn)生電動勢的“四種”情形

磁場變化平動切割轉(zhuǎn)動切割旋轉(zhuǎn)切割

/xXXXX

(XXX)X通XX/XX

情景圖XXXXX)x

\XXX/

XXXX

1

一段直導(dǎo)線繞一端垂直勻強繞與勻強磁場垂直

研究對回路（不一定

（或等效成直磁場勻速轉(zhuǎn)動的的軸勻速轉(zhuǎn)動的導(dǎo)

象閉合）

導(dǎo)線）一段導(dǎo)體棒線框

E=NBScosincot

（從中性面

卜①E=^BPCD

表達式E=〃XE=Blvs\n0

位置開始

計時）

類型1平動切割磁感線

【例1】（2020?江蘇卷，15）如圖所示，電阻為0.1。的正方形單匝線圈"cd的邊長為0.2m,

反邊與勻強磁場邊緣重合。磁場的寬度等于線圈的邊長，磁感應(yīng)強度大小為0.5T。在水平

拉力作用下，線圈以8m/s的速度向右穿過磁場區(qū)域。求線圈在上述過程中

(1)感應(yīng)電動勢的大小E；

(2)所受拉力的大小尸;

(3)感應(yīng)電流產(chǎn)生的熱量Q。

【例2】(多選)兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應(yīng)強度方向與紙面垂直.邊長為0.1m、

總電阻為0.005C的正方形導(dǎo)線框Med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動，cd邊于，=0時刻進入磁場.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

bc\

n

(a)⑹A.磁感應(yīng)強度的大小為0.5T

B.導(dǎo)線框運動的速度的大小為0.5m/s

C.磁感應(yīng)強度的方向垂直于紙面向外D.在f=0.4s至，=0.6s這段時間內(nèi)，導(dǎo)線框所受的

安培力大小為0.1N

類型2轉(zhuǎn)動切割磁感線

【例3】(多選)(2022?廣東卷)如圖所示，水平放置足夠長光滑金屬導(dǎo)軌abc和de,ab與de

平行，be是以O(shè)為圓心的圓弧導(dǎo)軌。圓弧加左側(cè)和扇形Obe內(nèi)有方向如圖的勻強磁場。金

屬桿O尸的。端與e點用導(dǎo)線相接，尸端與圓弧歷接觸良好。初始時，可滑動的金屬桿MN

靜止在平行導(dǎo)軌上。若桿O尸繞。點在勻強磁場區(qū)內(nèi)從6到c勻速轉(zhuǎn)動時，回路中始終有電

流，則此過程中，下列說法正確的有()

A.桿OP產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定

B.桿OP受到的安培力不變

C.桿MN做勻加速直線運動

D.桿MN中的電流逐漸減小

【例4】（多選）如圖所示，在紙面內(nèi)有半圓形輕質(zhì)導(dǎo)體框，。為圓心，圓半徑長為r,4。段、

弧A8段的電阻均為R,80段導(dǎo)體的電阻可忽略，磁感應(yīng)強度大小為8、方向垂直紙面向里

的勻強磁場的邊界與半圓直徑重合，現(xiàn)用外力使導(dǎo)體框在紙面內(nèi)繞。點以角速度s沿順時

針方向，從圖示位置勻速轉(zhuǎn)動一周，下列說法正確的是（）

AOBA.圓弧A8段內(nèi)電流方向總是從A流向8

B.轉(zhuǎn)動的前半周內(nèi)4、8兩端電玉為駕

C.轉(zhuǎn)動的后半周內(nèi)通過。點的電荷量為曙

4A

D.外力對線框做的功為器爭類型3有效長度問題

【例1】（2022?上海浦東華師大二附中高三模擬）如圖所示，由均勻?qū)Ь€制成的半徑為R的圓

環(huán)，以速度v勻速進入一磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場.當(dāng)圓環(huán)運動到圖示位置（NaOb

=90。）時，a、b兩點的電勢差（;.為（）

【例2】（多選）如圖，光滑水平面上兩虛線之間區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向里的范圍足夠大的

勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B.邊長為。的正方形導(dǎo)線框PQMN沿圖示速度方向進入磁場，

當(dāng)對角線產(chǎn)例剛進入磁場時線框的速度大小為y,方向與磁場邊界成45。角，若線框的總電

阻為R,貝1」（）

A.PM剛進入磁場時線框中的感應(yīng)電流大小為駕

B.PM剛進入磁場時線框所受安君力大小為早

C.剛進入磁場時兩端的電壓為果

D.0M進入磁場后線框中的感應(yīng)電流逐漸變小

題型六自感現(xiàn)象

1.自感現(xiàn)象的四大特點(1)自感電動勢總是阻礙線圈中原電流的變化。

(2)通過線圈中的電流不能發(fā)生突變，只能緩慢變化。

(3)電流穩(wěn)定時，自感線圈就相當(dāng)于普通導(dǎo)體。

(4)線圈的自感系數(shù)越大，自感現(xiàn)象越明顯，自感電動勢只是延緩了過程的進行，但它不能

使過程停止，更不能使過程反向。

A,

A.當(dāng)接通電路時，Ai和A2始終一樣亮

B.當(dāng)接通電路時，A?先達到最大亮度，Ai后達到最大亮度，最后兩燈一樣亮

C.當(dāng)斷開電路時，Az立即熄滅、Ai過一會兒才熄滅

D.當(dāng)斷開電路時，兩燈都立即熄滅

【例2】（多選）（2022?北京海淀區(qū)期末）物理課上，老師做了一個奇妙的“自感現(xiàn)象”實驗。

按圖連接電路，先閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后小燈泡A正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)S,同學(xué)們發(fā)

現(xiàn)小燈泡A閃亮一下再爆滅。已知自感線圈L的直流電阻為小燈泡A正常發(fā)光時電阻

為RA。下列說法中正確的是（）

RL>RA

B.RL〈RA

C.斷開開關(guān)S的瞬間，小燈泡A中的電流方向為。一b

D.斷開開關(guān)S的瞬間，小燈泡A中的電流方向為萬

專題27法拉第電磁感應(yīng)定律

目錄

題型一實驗：探究影響感應(yīng)電流方向的因素.......................................19

題型二感應(yīng)電流的產(chǎn)生和方向判斷................................................21

題型三楞次定律推論的應(yīng)用......................................................24

題型四“三定則、一定律”的應(yīng)用..................................................26

題型五法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用.........................................28

題型六導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢........................................30

類型1平動切割磁感線.......................................................31

類型2轉(zhuǎn)動切割磁感線......................................................32

類型3有效長度問題.........................................................33

題型六自感現(xiàn)象34

題型一實驗：探究影響感應(yīng)電流方向的因素

1.實驗設(shè)計

如圖2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)穿過線圈的磁通最減

小時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相同。

3.注意事項

實驗前應(yīng)首先查明電流表中電流的流向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系，判斷的方法是:

采用如圖所示的電路，把一節(jié)干電池與電流表及線圈串聯(lián)，由于電流表量程較小，所以在電

路中應(yīng)接入限流變阻器/?,電池采用舊電池，開關(guān)S采用瞬間接觸，記錄指針偏轉(zhuǎn)方向。

【例1】探究感應(yīng)電流方向的實驗所需器材包括：條形磁體、電流表、線圈、導(dǎo)線、一節(jié)干

電池（用來查明線圈中電流的流向與電流表中指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系）.

（1）實驗現(xiàn)象：如圖所示，在四種情況下，將實驗結(jié)果填入下表.

甲乙丙?、倬€圈內(nèi)磁通量增加時的情況

圖號原磁場方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場方向

甲向卜逆時針（俯視）向上

乙向上順時針（俯視）—

②線圈內(nèi)磁通最減少時的情況

圖號原磁場方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場方向

丙向下順時針（俯視）向下

T向上逆時針（俯視）—

請?zhí)顚懕砀裰械目瞻醉?

（2）實驗結(jié)論：當(dāng)穿過閉合線圈的磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向（選

填"相同’或"相反”）.（3）總結(jié)提煉：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.

（4）拓展應(yīng)用：如圖所示是一種延時繼電器的示意圖.鐵芯上有兩個線圈A和B.線圈A和電

源連接，線圈B與直導(dǎo)線H構(gòu)成一個閉合回路.彈簧K與銜鐵。相連，。的右端觸頭C

連接工作電路（未畫出）.開關(guān)S比合狀態(tài)下，工作電路處于導(dǎo)通狀態(tài).S斷開瞬間，延時功

能啟動，此時直導(dǎo)線而中電流方向為（選填%到"'或7到*.說明延時繼電器的

“延時”工作原理：.

(3)(磁場)磁通量的變化(4)。到匕S斷開瞬間，線圈8中產(chǎn)生感應(yīng)電流，保持鐵芯中的磁

性，所以銜鐵不會馬上被彈簧拉起，達到延時的作用

【解析】(1)①圖乙中條形磁體向下插入線圈，則穿過線圈的磁通量向上增加，根據(jù)楞次

定律可知，感應(yīng)電流的磁場向下；

②圖丁中條形磁體向上拔出線圈，則穿過線圈的磁通量向上減小，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)

電流的磁場向上；

(2)實驗結(jié)論：當(dāng)穿過閉合線圈的磁通最增加時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反.

(3)總結(jié)提煉：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(磁場)

磁通最的變化.

(4)S斷開瞬間，延時功能啟動，此時穿過線圈B的磁通量向下減小，根據(jù)楞次定律可知,

線圈B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流磁場向入，則此時直導(dǎo)線ab中電流方向為a到b.

延時繼電器的“延時”工作原理：S斷開瞬間，線圈8中產(chǎn)生感應(yīng)電流，保持鐵芯中的磁性,

所以銜鐵不會馬上被彈簧拉起，達到延時的作用.

【例2】在“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”的實驗中，先按如圖甲所示連線，不通電時，電流計

指針停在正中央，閉合開關(guān)S時，觀察到電流表指針向左偏。然后按如圖乙所示將靈敏電

流計與副線圈8連成一個閉合回路，將原線圈4、電源、滑動變阻器和開關(guān)S串聯(lián)成另一個

閉合電路。

(1)圖甲電路中，串聯(lián)定值電阻R的主要作用是

A.減小電源兩端的電壓，保護電源

B.增大電源兩端的電壓，保護開關(guān)

C.減小電路中的電流，保護靈敏電流計

D.減小電路中的電流，保護開關(guān)

(2)圖乙中，S閉合后，在原線圈4插入副線圈8的過程中，靈敏電流計的指針將(選

填“向左”響右"或“不”)偏轉(zhuǎn)。

(3)圖乙中，S閉合后，線圈4放在3中不動，在滑動變阻器的滑片P向左滑動的過程中，

靈敏電流計指針將(選填響左"響右"或“不”)偏轉(zhuǎn)。

(4)圖乙中,S閉合后，線圈A放在8中不動，在突然斷開S時，靈敏電流計指針將(選

填“向左”“向右”或"不”)偏轉(zhuǎn)。

【答案】(1)C(2)向左(3)向左(4)向右

【解析】(1)電路中串聯(lián)定值電阻，目的是減小電流，保護靈敏電流計，故C正確。

(2)由題知，當(dāng)電流從靈敏電流計正接線柱流入時，指針向左偏轉(zhuǎn)。S閉合后，將原線圈A

插入副線圈8的過程中，穿過5的磁場向下，磁通量變大。由楞次定律可知，感應(yīng)電流從

靈敏電流計正接線柱流入電流計，則靈敏電流計的指針將向左偏轉(zhuǎn)。

(3)線圈A放在3中不動，穿過8的磁場向下，將滑動變阻器的滑片向左滑動時，穿過B的

磁通量增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流從靈敏電流計正接線柱流入電流計，則靈敏電流計

的指針將向左偏轉(zhuǎn)。

(4)線圈A放在〃中不動，穿過5的磁場向下，突然斷開S時，穿過3的磁通量減小，由楞

次定律可知，感應(yīng)電流從靈敏電流計負接線柱流入電流計，則靈敏電流計的指針將向右偏

轉(zhuǎn)。題型二感應(yīng)電流的產(chǎn)生和方向判斷

1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況

結(jié)論:

要

穿

只

人

閉

過

口

體

導(dǎo)

回

的

路

磁

量

通

發(fā)

變

生

化

合

團

導(dǎo)

何

體

路

就

中

有

應(yīng)

感

電

流

2.用楞次定律判斷

-明確要研究的回路及原磁場B的方向

原

—

二

1變

三

感

—

四

電

流

3.用右手定則判斷

(I)掌心——磁感線穿入。

(2)拇指——指向?qū)w運動的方向。

(3)四指——指向感應(yīng)電流的方向。

［例1)(2022?浙江杭州市教學(xué)質(zhì)檢)如圖所示，無限長通電直導(dǎo)線與右側(cè)的矩形導(dǎo)線圈ABC。

在同一平面內(nèi)，線圈的4B邊與直導(dǎo)線平行“現(xiàn)用外力使線圈向直導(dǎo)線靠近且始終保持

邊與直導(dǎo)線平行，在A8邊靠近直導(dǎo)線的過程中，下列說法正確的是()

A.線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是AOCB4

B.直導(dǎo)線對44邊和8邊的安培力等大反向

C.直導(dǎo)線對40邊和8c邊的安培力等大反向

D.在線圈ABCD內(nèi)部的區(qū)域的磁場方向為垂直線圈所在平面向外

【答案】C

【解析】根據(jù)右手定則，直導(dǎo)線在右手邊的磁場方向垂直紙面向里，在AB邊靠近直導(dǎo)線

的過程中，線圈的磁通量增大，由楞次定律可知，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是A8CD4,

所以A錯誤；直導(dǎo)線周圍的磁場的磁感應(yīng)強度，離直導(dǎo)線越近磁感應(yīng)強度越大，則對AB邊

和CO邊的安培力不等大但是方向是相反的，所以B錯誤；根據(jù)右手定則，由對稱性可知，

直導(dǎo)線對4。邊和邊的安培力等大反向，所以C正確；在線圈ABC。內(nèi)部的區(qū)域的磁場

方向為垂直線圈所在平面向里，因為感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場只是阻礙原磁通量的增大，而不是

阻止，所以總磁通量還是增大，所以D錯誤。

【例2】（多選）（2022?內(nèi)蒙古呼和浩特市調(diào)研）如圖所示，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，右側(cè)

線圈與一電源、滑動變阻器、開關(guān)連成電路，左側(cè)線圈與一小燈泡連成回路。整個過程中燈

泡不燒壞，下列說法正確的是（）

I”\\川［「「「「「「I

P

_A閉合開關(guān)瞬間，燈泡亮，通過燈泡的電流方向由右向左

B.閉合開關(guān)并保持一段時間后，燈泡亮，通過燈泡電流方向由左向右

C.閉合開關(guān)并保持一段時間后，滑動變阻器尸向右滑動過程中，燈泡亮，通過燈泡電流方

向由左向右D.閉合開關(guān)一段時間后，再斷開開關(guān)的瞬間，燈泡亮，通過燈泡電流方向由左

向右

【答案】ACD

【解析】閉合開關(guān)瞬間，右側(cè)線圈中電流增大，電流產(chǎn)生的磁場方向向左，穿過左側(cè)線圈

的磁通量增加，由楞次定律可知，通過燈泡電流方向由右向左，故A正確：閉合開關(guān)并保

持一段時間后，右側(cè)線圈中的電流恒定，此電流產(chǎn)生的磁場不變，穿過左側(cè)線圈的磁通量不

變，則左側(cè)線圈中不產(chǎn)生電流，燈泡不亮，故B錯誤；閉合開關(guān)并保持一段時間后，滑動

變阻器P端向右滑動過程中，右側(cè)線圈中的電流減小，電流產(chǎn)生的磁場方向向左且減小，

由楞次定律可知，通過燈泡電流方向由左向右，故C正確；閉合開關(guān)一段時間后，再斷開

開關(guān)的瞬間，右側(cè)線圈中的電流減小，電流產(chǎn)生的磁場方向向左且減小，由楞次定律可知，

通過燈泡電流方向由左向右，故D正確。

【例3】（2022?海南省新高考一模）如圖（a）所示，-根直導(dǎo)線和?個矩形導(dǎo)線框固定在同?豎

直平面內(nèi)，直導(dǎo)線在導(dǎo)線框上方，規(guī)定圖（a）中箭頭方向為電流的正方向。直導(dǎo)線中通以圖（b）

所示的電流，則在0?時間內(nèi)，導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向（）

A.先順時針后逆時針B.先逆時針后順時針

C.始終沿順時針D.始終沿逆時針

【答案】C

【解析】開始階段直導(dǎo)線中電流向右減小，則穿過線圈的磁通量向里減小，由楞次定律可

知，線框中感應(yīng)電流為順時針方向；后一階段直導(dǎo)線中電流向左增加，則穿過線圈的磁通量

向外增加，由楞次定律可知，線框中感應(yīng)電流為順時針方向，故C正確。

【例3】.（2022?廣東選擇考模擬）如圖為電磁剎車實驗裝置，小車底面安裝有矩形導(dǎo)線框abed,

線框底面平行于地面，在小車行進方向有與而〃等寬、等長的有界勻強磁場，磁場方向垂

直地面向上。小車進入磁場前撤去牽引力，小車穿過磁場后滑行一段距離停止。則小車（）

A.進入磁場時，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向為ode加

B.離開磁場時，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向為aOeda

C.穿過磁場的過程中，中間有一段時間矩形導(dǎo)線框中沒有感應(yīng)電流

D.穿過磁場的過程中，矩形導(dǎo)線框受到的安培力方向始終水平向左

【答案】D

【解析】根據(jù)楞次定律可知，小車進入磁場時，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向為abeda,

離開磁場時，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向為adcbm選項A、B錯誤；因線框與磁場等寬、

等長，則穿過磁場的過程中，矩形導(dǎo)線框中始終有感應(yīng)電流，選項C錯誤；根據(jù)左手定則

可知，穿過磁場的過程中，矩形導(dǎo)線框受到的安培力方向始終水平向左，選項D正確。

題型三楞次定律推論的應(yīng)用

內(nèi)容例證

■

阻礙原磁通量變化——“增反減

同“B隙

磁鐵靠近線圈，B那與人方向相反

磁鐵靠近，是斥力

阻礙相對運動——‘‘來拒去留”

磁鐵遠離,是引力

NQI

使回路面積有擴大或縮小的趨

勢——增縮減擴“:共

P、Q是光滑固定導(dǎo)軌，公b是可動金屬棒，磁鐵下移，

口、?？拷?/p>

A____

阻礙原電流的變化——“增反減

同”S

合上S,8先亮

【例1】（2022?廣東韶關(guān)實驗中學(xué)高三月考）如圖所示，用輕繩將條形磁體豎直懸掛于。點,

在其正下方的水平絕緣桌面上放置一銅質(zhì)圓環(huán).現(xiàn)將磁體從A處由靜止釋放，經(jīng)過8、C到

達最低處D,再擺到左側(cè)最高處E,圓環(huán)始終保持靜止，下列說法正確的是（）

o

A.磁體從4到C的過程中，圓環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的電流（從上往下看）

B.磁體從A擺到。的過程中，圓環(huán)給桌面的壓力大于圓環(huán)受到的重力

C.磁體從A到。和從。到E的過程中，圓環(huán)受到摩擦力方向相反

D.磁體在A、E兩處的重力勢能相等

【答案】B

【解析】從8到C的過程中，圓環(huán)中的磁場向上且磁通量增大，據(jù)“增反減同”可判斷產(chǎn)

生順時針方向的電流（