法拉第電磁感應(yīng)定律-2025高考物理熱點題型講義

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........................................1

題型二感應(yīng)電流的產(chǎn)生和方向判斷.................................................8

題型三楞次定律推論的應(yīng)用......................................................12

題型四“三定則、一定律”的應(yīng)用..................................................19

題型五法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用.........................................22

題型六導體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢........................................29

類型1平動切割磁感線......................................................30

類型2轉(zhuǎn)動切割磁感線......................................................34

類型3有效長度問題.........................................................39

題型六自感現(xiàn)象................................................................46

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R,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】為探究影響感應(yīng)電流方向的因素，同學們做了如下的實驗。

（1）所用電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系為：當電流從“'接線柱流入電流計時，

指針向右偏轉(zhuǎn)；

（2）如圖甲，將條形磁鐵S極向下插入螺線管時，發(fā)現(xiàn)電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)。螺線管的

繞線方向如圖乙所示，則螺線管中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向（填"向下"或"向上"）;

（3）關(guān)于該實驗，下列說法正確的是0（填正確答案標號）

A.將磁鐵插入的速度越大，電流計指針偏轉(zhuǎn)幅度越大

B.將磁鐵插入的速度越大，電流計指針偏轉(zhuǎn)幅度越小

C.將磁鐵的N極向下，并將其抽出，電流計指針向左偏轉(zhuǎn)

D.將磁鐵的N極向下，并將其插入，電流計指針向右偏轉(zhuǎn)

（4）本實驗也可以用發(fā)光二極管代替電流計進行實驗，如圖丙所示，將條形磁鐵N極向下

插入螺線管，可觀察到發(fā)光二極管（填"DJ或"D?"）短暫發(fā)光。由此可分析得

出：當穿過螺線管的磁通量增加時，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與條形磁鐵的磁場方向

（填"相同"或"相反"）。

【答案】向下A口相反

【詳解】（2）四將條形磁鐵S極向下插入螺線管時，發(fā)現(xiàn)電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)。說明感

應(yīng)電流方向為從8經(jīng)螺線管到4由安培定則可知，螺線管中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向下。

（3）[2]AB.將磁鐵插入的速度越大，可知穿過螺線管的磁通量變化率越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電

動勢越大，則感應(yīng)電流越大，電流計指針偏轉(zhuǎn)幅度越大，A正確，B錯誤；

C.將磁鐵的N極向下，并將其抽出，則穿過螺線管的磁通量減小，由楞次定律可知，感應(yīng)

電流由電流計的正極流入，指針向右偏轉(zhuǎn)，C錯誤；

D.將磁鐵的N極向下，并將其插入，則穿過螺線管的磁通量增大，由楞次定律可知，感應(yīng)

電流由電流計的負極流入，電流計指針向左偏轉(zhuǎn)，D錯誤。

故選Ao

（4）⑶將條形磁鐵N極向下插入螺線管，則穿過螺線管的磁通量增大，由楞次定律可知,

感應(yīng)電流從/經(jīng)螺線管到8,可觀察到發(fā)光二極管D1短暫發(fā)光。

⑷由此可分析得出：當穿過螺線管的磁通量增加時，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與條形磁鐵的磁

場方向相反。

【例2】.在"探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實驗中，請回答下列問題。

甲

⑴為弄清靈敏電流表指針擺動方向與電流方向的關(guān)系，某同學想用多用電表的某一擋位來

進行探究，他應(yīng)選用多用電表的擋（選填"歐姆"、"直流電流"、"直流電壓"、"交流電

流"或"交流電壓”），對靈敏電流表進行測試。該同學先將多用電表的紅表筆接靈敏電流表的

正接線柱，再將黑表筆（選填"短暫"或"持續(xù)"）接靈敏電流表的負接線柱，此時發(fā)現(xiàn)

靈敏電流表的指針向左擺動。

（2）實驗中，該同學將磁鐵向下從線圈上方插入線圈時，發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，說明

磁鐵的下端為極（選填"S"或"N"）。

⑶另一位同學利用圖乙所示的實驗器材來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象及判定感應(yīng)電流方向。

①在給出的實物圖中，己用實線作為導線連接了部分實驗電路，請從圖乙中1、2箭頭開始

用實線作為導線完善其余電路的連接；（）

②將右插入右后，下列實驗操作產(chǎn)生的感應(yīng)電流與合上開關(guān)時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同的

是O

A.閉合開關(guān)，穩(wěn)定后斷開開關(guān)B.閉合開關(guān)，穩(wěn)定后拔出線圈4

C.閉合開關(guān)，穩(wěn)定后拔出軟鐵棒D.閉合開關(guān)，穩(wěn)定后使變阻器滑片P左移

【答案】⑴歐姆短暫

（2）5

□

【詳解】（1）⑴要使靈敏電流表指針擺動，一定有電流通過，想用多用電表的某一擋位來

進行探究，只有"歐姆"檔位有電源，因此他應(yīng)選用多用電表的“歐姆"擋。

⑵該同學先將多用電表的紅表筆接靈敏電流表的正接線柱，由于靈敏電流計的量程很小.，

歐姆擋電表內(nèi)部的電源電壓相對較高，流過靈敏電流計的電流將較大，為保護靈敏電流計,

將黑表筆“短暫〃接靈敏電流表的負接線柱。

（2）多用電表的紅表筆接靈敏電流表的正接線柱，將黑表筆短暫接靈敏電流表的負接線柱,

此時靈敏電流表的指針向左擺動，由于歐姆表的黑表筆接電源的正極，因此可知靈敏電流表

從負極流入，指針向左擺動，實驗中，該同學將磁鐵向下從線圈上方插入線圈時，發(fā)現(xiàn)電流

表的指針向右偏轉(zhuǎn)，可知感應(yīng)電流是從電流表的正接線柱流入，可知線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的

磁場方向向下，由楞次定律可知，說明磁鐵的下端為S極。

（3）⑴由題圖用實線作為導線完善其余電路的連接如圖所示。

②⑵A.將口插入右后，合上開關(guān)時在4中產(chǎn)生增強的磁場，由楞次定律可知，在人中產(chǎn)

生感應(yīng)電流。閉合開關(guān)，穩(wěn)定后斷開開關(guān)，穿過乙的磁場減弱，磁場方向不變，由楞次定

律可知，在“中產(chǎn)生與開關(guān)閉合時相反方向的感應(yīng)電流，A錯誤；

B.閉合開關(guān)，穩(wěn)定后拔出線圈4，可知穿過七的磁場減弱，由楞次定律可知，在心中產(chǎn)生

與開關(guān)閉合時相反方向的感應(yīng)電流，B錯誤；

C.閉合開關(guān)，穩(wěn)定后拔出軟鐵棒，可知穿過右的磁場減弱，由楞次定律可知，在“中產(chǎn)生

與開關(guān)閉合時相反方向的感應(yīng)電流，C錯誤；

D.閉合開關(guān)，穩(wěn)定后使變阻器滑片P左移，可知變阻器接入電路的電阻值減小，則通過心

的電流增大，產(chǎn)生的磁場增強，由楞次定律可知，在乙中產(chǎn)生與開關(guān)閉合時相同方向的感

應(yīng)電流，D正確。

故選D。

【例3］某同學用如圖所示的電路探究影響感應(yīng)電流的因素，G為靈敏電流計（已知電流

由"+"接線柱流入，指針向右偏轉(zhuǎn)；電流由接線柱流入，指針向左偏轉(zhuǎn)），采用如下步驟完

成實驗：

（1）如圖（a）,將條形磁鐵的S極向下插入線圈的過程中，該同學發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針—

（填"向左偏轉(zhuǎn)”"向右偏轉(zhuǎn)"或"不偏轉(zhuǎn)”）。

（2）如圖（b）,將條形磁鐵的N極向上抽出線圈的過程中，該同學發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針—

（填"向左偏轉(zhuǎn)”"向右偏轉(zhuǎn)"或"不偏轉(zhuǎn)”）。

⑶經(jīng)過多次實驗操作，得出結(jié)論：當穿過線圈的磁通量增大時，感應(yīng)電流的磁場方向與條

形磁鐵在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向（填"相同""相反"或"沒有關(guān)系"）；當穿過線圈的磁通

量減小時，感應(yīng)電流的磁場方向與條形磁鐵在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向（填"相同""相

反"或"沒有關(guān)系"）。

圖(a)圖(b)

【答案】⑴向右偏轉(zhuǎn)

(2)向右偏轉(zhuǎn)

⑶相反相同

【詳解】(1)將條形磁鐵的S極向下插入線圈的過程中，穿過線圈的磁通量增大，感應(yīng)電流

的磁場與條形磁鐵在該處產(chǎn)生的磁場方向相反，即感應(yīng)電流的磁場方向向下，根據(jù)右手定則

可知，感應(yīng)電流從靈敏電流表的"+"極流入，指針向右偏轉(zhuǎn)。

(2)將條形磁鐵的N極向上抽出線圈的過程中，穿過線圈的磁通量減小，感應(yīng)電流的磁場

與條形磁鐵在該處產(chǎn)生的磁場方向相同，即感應(yīng)電流的磁場方向向下，根據(jù)右手定則可知,

感應(yīng)電流從靈敏電流表的"-"極流入，指針向右偏轉(zhuǎn)。

(3)四⑵經(jīng)過多次實驗操作，可總結(jié)結(jié)論：當穿過線圈的磁通量增大時，感應(yīng)電流的磁場

方向與條形磁鐵在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向相反；當穿過線圈的磁通量減小時，感應(yīng)電流的磁

場方向與條形磁鐵在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向相同。

【例4】.甲、乙、丙三位同學利用如圖所示裝置探究影響感應(yīng)電流方向的因素。

圖a

圖b

（1）如圖。，甲同學在斷開開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，下列操作中同樣能使指

針向右偏轉(zhuǎn)的有0

A.閉合開關(guān)

B.開關(guān)閉合時將滑動變阻器的滑片向左滑動

C.開關(guān)閉合時將A線圈從B線圈中拔出

D.開關(guān)閉合時將A線圈倒置再重新插入B線圈中

（2）為確切判斷B線圈中的感應(yīng)電流方向，應(yīng)在實驗前先查明靈敏電流計

的關(guān)系。

（3）如圖6,乙同學將條形磁鐵從B線圈上方由靜止釋放，使其筆直落入3線圈中，多次

改變釋放高度，發(fā)現(xiàn)釋放高度越高，靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)過的角度越大。該現(xiàn)象說明了線圈

中（選填“磁通量”“磁通量變化量”或“磁通量變化率”）越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越

大。

（4）丙同學設(shè)計了如圖c所示的裝置來判斷感應(yīng)電流的方向。他先使用多用電表的歐姆擋

對二極管正負極進行確認，某次測量時發(fā)現(xiàn)多用電表指針幾乎沒有偏轉(zhuǎn)，說明此時黑表筆接

觸的是二極管的（選填“正極”或“負極”）。實驗操作時將磁鐵插入線圈時，只有燈

（選填"C”或"D”）短暫亮起。

【答案】CD/DC指針偏轉(zhuǎn)方向與流入電流方向磁通量變化率負極

C

【詳解】（1）[1]斷開開關(guān)時，A線圈中電流迅速減小，則B線圈中磁通減小，出現(xiàn)感應(yīng)電

流，使靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)；為了同樣使指針向右偏轉(zhuǎn)，應(yīng)減小B線圈中的磁通量或

增加B線圈中反向的磁通量。

A.閉合開關(guān)，A線圈中的電流突然增大，則B線圈中的磁通量增大，故A錯誤;

B.開關(guān)閉合時將滑動變阻器的滑片向左滑動，A線圈中的電流增大，則B線圈中的磁通量

增大，故B錯誤；

C.開關(guān)閉合時將A線圈從B線圈中拔出，則B線圈中的磁通量減小，故C正確；

D.開關(guān)閉合時將A線圈倒置，再重新插入B線圈中，則B線圈中反向的磁通量增加，故D

正確。

故選CD-

（2）[2]判斷感應(yīng)電流具體流向，應(yīng)先查明靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流流入方向的關(guān)系。

（3）[3]釋放高度越高，磁鐵落入線圈的速度越快，則線圈中磁通量變化率越大，產(chǎn)生的感

應(yīng)電流越大。

（4）[5]歐姆擋指針沒有偏轉(zhuǎn)時，說明二極管的負極與電源正極相連，根據(jù)多用電表紅進黑

出的操作原則，此時黑表筆接觸的是二極管的負極；

[6]當磁鐵插入線圈時，線圈中出現(xiàn)如圖所示方向的電流，燈C短暫亮起。

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:

只

穿

要

過

合

閉

導

回

體

路

磁

的

通

發(fā)

量

生

化

變

合

導

閉

回

路

體

就

有

中

應(yīng)

電

感

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

一

原

—

二

變

—

三

感

—

四

電

流

3.用右手定則判斷

(1)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】如圖所示，虛線I和n之間有垂直于紙面向里的勻強磁場，閉合線圈自高處落下，依

次經(jīng)過a、6、c三個位置.下列說法正確的是()

一又一丁文一一又不一天

B

X廠又X';X

b\

-X——j.X———xJJ

Ci_______j

A.線畫在位置°不會產(chǎn)生感應(yīng)電流

B.線圈在位置6一定做加速運動

C.線圈只有位置b和位置c會產(chǎn)生感應(yīng)電流

D.線圈a、b、c三個位置都有感應(yīng)電流產(chǎn)生

【答案】B

【詳解】A.閉合線圈自高處落下，經(jīng)過。位置時，線圈中的磁通量在增大，因此該位置線

圈中由感應(yīng)電流，故A錯誤；

B.線圈在位置6時，線圈中的磁通量達到最大值，為發(fā)生改變，因此線圈中沒有感應(yīng)電流

產(chǎn)生，線圈在下降過程中只收到重力作用，線圈在做勻加速運動，故B正確；

CD.線圈只有在進出磁場時磁通量發(fā)生變化才會產(chǎn)生感應(yīng)電流，可知在a、b、c三個位置

中，位置。和位置c會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故CD錯誤；

故選Bo

【例2】下列關(guān)于甲、乙、丙、丁四幅圖的說法，正確的是（)

A.圖甲中，當兩導體棒以相同的速度在導軌上勻速向右運動時，導體棒中能產(chǎn)生感應(yīng)電流

B.圖乙中，當導體棒仍在勻強磁場中以恒定的角速度轉(zhuǎn)動時，導體棒中能產(chǎn)生感應(yīng)電流

C.圖丙中，當閉合圓環(huán)導體（水平放置）某一直徑正上方的直導線中通有直電流時，閉合

圓環(huán)導體中能產(chǎn)生感應(yīng)電流

D.圖丁中，當滑動變阻器的滑片P向右滑動時，不閉合的導體環(huán)中能產(chǎn)生感應(yīng)電流

【答案】B

【詳解】A.圖甲中，當兩導體棒以相同的速度在導軌上勻速向右運動時，兩導體棒所構(gòu)成

回路的面積固定不變，而磁場也不變，則回路中的磁通量不變，因此不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故

A錯誤；

B.圖乙中，當導體棒在勻強磁場中以恒定的角速度轉(zhuǎn)動時，導體棒切割磁感線，從而產(chǎn)

生動生電動勢，故B正確；

C.圖丙中，當閉合圓環(huán)導體（水平放置）某一直徑正上方的直導線中通有直電流時，通電

導線產(chǎn)生的磁場在以通電導線的投影為對稱軸的閉合圓環(huán)導體前后面中，磁場方向相反,，

則閉合圓環(huán)導體的磁通量為零，因此不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯誤；

D.圖丁中，當滑動變阻器的滑片P向右滑動時，電路中的電阻增大，電流減小。從而使電

流產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化，使不閉合的導體環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，但因為導體環(huán)不閉合，沒有

形成完整的回路，因此環(huán)中沒有感應(yīng)電流，故D錯誤。

故選Bo

【例3】如圖所示平面內(nèi)，在通有圖示方向電流/的長直導線右側(cè)，固定一正方形導線框Hcd,

成邊與直導線平行。調(diào)節(jié)電流/的大小，使得空間各點的磁感應(yīng)強度隨時間均勻增加，則

（）

A.導線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流逐漸增大

B.導線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿順時針方向

C.導線框的be邊受到的安培力大小恒定

D.導線框整體受到的安培力方向水平向右

【答案】D

【詳解】A.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為

TEAO5AB

1=—=n-----=n—------

RRAtR\t

空間各點的磁感應(yīng)強度隨時間均勻增加，故線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不變，故A錯誤；

B.根據(jù)安培定則可知，通電直導線右側(cè)的磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強度隨時間均

勻增加，根據(jù)楞次定律可知線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿逆時針方向，故B錯誤；

C.線框6c邊感應(yīng)電流保持不變，磁感應(yīng)強度隨時間均勻增加，根據(jù)安培力表達式

F^=BIL

故所受的安培力變大，故C錯誤；

D.線框所處空間的磁場方向垂直紙面向里，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿逆時針方向，根據(jù)左

手定則可知，線框湖邊所受的安培力水平向右，線框〃邊所受的安培力水平向左，另兩條

邊所受安培力等大反向相互抵消；通電直導線的磁場分布特點可知成邊所處的磁場較大，

根據(jù)安培力表達式

F^=BIL

可知，線框整體受到的安培力方向水平向右，故D正確。

故選D。

題型三楞次定律推論的應(yīng)用

內(nèi)容例證

甲。

善

阻礙原磁通量變化——“增反減

同“B收

磁鐵靠近線圈，8感與8原方向相反

磁鐵靠近，是斥力

阻礙相對運動一“來拒去留”〃/〃《〃〃/

D感

磁鐵遠離，是引力

汨

使回路面積有擴大或縮小的趨QL

勢——“增縮減擴”a1)

尸、。是光滑固定導軌，4、6是可動金屬棒，磁鐵下移，4、

b靠近

A____

阻礙原電流的變化——“增反減

同“

合上S,3先亮

【例1】如圖所示，彈簧上端固定，下端懸掛一個磁鐵，在磁鐵正下方有一個放置在水平桌

面上的閉合銅質(zhì)線圈。將磁鐵豎直向下拉至某一位置后放開，磁鐵開始上下振動，線圈始終

保持靜止下列說法正確的是（）

A.磁鐵振動過程中，線圈中產(chǎn)生方向不變的感應(yīng)電流

B.磁鐵振動過程中，線圈對桌面的壓力始終大于線圈的重力

C.磁鐵遠離線圈時，線圈有縮小的趨勢

D.磁鐵振動過程中，屬于阻尼振動，彈簧和磁鐵組成的系統(tǒng)機械能不守恒

【答案】D

【詳解】A.穿過線圈的原磁場的方向不變，磁鐵向下運動過程，穿過線圈的磁通量增大，

磁鐵向上運動過程，穿過線圈磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，磁鐵向上運動與向下運動過

程產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反，故A錯誤；

B.磁鐵向下運動過程，穿過線圈的磁通量增大，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁鐵對感應(yīng)電流的

安培力作用效果將阻礙磁通量的增大，即安培力作用下，線圈有向下運動的趨勢，即線圈對

桌面的壓力大于線圈的重力，磁鐵向上運動過程，穿過線圈磁通量減小，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電

流，磁鐵對感應(yīng)電流的安培力作用效果將阻礙磁通量的減小，即安培力作用下，線圈有向上

運動的趨勢，即線圈對桌面的壓力小于線圈的重力，故B錯誤；

C.磁鐵遠離線圈時，穿過線圈磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，磁鐵的磁場對線圈的安培

力作用使線圈有擴張的趨勢，從而阻礙磁通量的減小，故C錯誤；

D.結(jié)合上述可知，磁鐵的磁場對線圈有安培力作用，線圈之中感應(yīng)電流激發(fā)的磁場對磁鐵

有磁場力作用，該磁場力總要阻礙磁鐵的相對運動，可知，磁鐵振動過程中，屬于阻尼振動,

彈簧和磁鐵組成的系統(tǒng)機械能不守恒，故D正確。

故選Do

【例2】如圖所示，用細線吊起一個鋁環(huán)，將磁鐵的N極沿鋁環(huán)的中心軸線靠近鋁環(huán)，鋁環(huán)

向右擺動。下列說法正確的是（）

A.N極靠近鋁環(huán)時，從左向右看鋁環(huán)中的感應(yīng)電流方向為順時針

B.鋁環(huán)右擺的過程中，磁鐵對鋁環(huán)做的功大于鋁環(huán)動能的增加量

C.僅將鋁環(huán)改為鐵環(huán)，鐵環(huán)也一定會向右擺動

D.若將磁鐵的S極沿鋁環(huán)的中心軸線靠近鋁環(huán)，鋁環(huán)將會向左擺動

【答案】B

【詳解】A.N極靠近鋁環(huán)時，通過鋁環(huán)的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁

場方向與原磁場方向相反，從左向右看鋁環(huán)中的感應(yīng)電流方向為逆時針，故A錯誤；

B.鋁環(huán)右擺的過程中，鋁環(huán)的動能和重力勢能均增大，所以磁鐵對鋁環(huán)做的功大于鋁環(huán)動

能的增加量，故B正確；

C.僅將鋁環(huán)改為鐵環(huán)，條形磁鐵吸引鐵環(huán)，所以鐵環(huán)向左擺動，故C錯誤；

D.若將磁鐵的S極沿鋁環(huán)的中心軸線靠近鋁環(huán)，鋁環(huán)將會向右擺動，故D錯誤。

故選B。

【例2].如圖所示，鋁環(huán)A用輕線靜止懸掛于長直螺線管左側(cè)，且與長直螺線管共軸。下

列說法正確的是（）

A.閉合開關(guān)S瞬間，鋁環(huán)A將向左擺動

B.閉合開關(guān)S穩(wěn)定后，斷開開關(guān)S瞬間，鋁環(huán)A的面積有收縮趨勢

C.保持開關(guān)S閉合，將滑動變阻器的滑片迅速向右滑，從左往右看鋁環(huán)A中將產(chǎn)生逆

時針方向的感應(yīng)電流

D.保持開關(guān)S閉合，將滑動變阻器的滑片迅速向左滑，鋁環(huán)A將向右擺動

【答案】A

【詳解】A.閉合開關(guān)S瞬間，穿過鋁環(huán)A的磁通量突然增加，鋁環(huán)A中產(chǎn)生感應(yīng)電流阻礙

原磁場在鋁環(huán)A中的磁通量增加，故鋁環(huán)A將向左擺動，A正確；

B.閉合開關(guān)S穩(wěn)定后，斷開開關(guān)S瞬間，穿過鋁環(huán)A的磁通量減小，根據(jù)楞次定律中阻礙

觀點，鋁環(huán)A的面積有擴張趨勢，B錯誤；

C.保持開關(guān)S閉合，將滑動變阻器的滑片迅速向右滑，總電阻變大，螺線管中的電流減小,

鋁環(huán)A中將產(chǎn)生與螺線管上同方向的感應(yīng)電流，則從左往右看鋁環(huán)A中將產(chǎn)生順時針方向

的感應(yīng)電流，C錯誤；

D.保持開關(guān)S閉合，將滑動變阻器的滑片迅速向左滑，電路中電流變大，穿過鋁環(huán)A的磁

通量突然增加，根據(jù)楞次定律中阻礙觀點，鋁環(huán)A將向左擺動，D錯誤。

故選A。

【例3].如圖所示，水平桌面上有一閉合鋁環(huán)，在鋁環(huán)軸線上方有一條形磁鐵，當條形磁

鐵沿軸線豎直向上迅速運動時，下列判斷正確的是（）

A.鋁環(huán)有的收縮趨勢，對桌面壓力增大B.鋁環(huán)有收縮的趨勢，對桌面壓力減小

C.鋁環(huán)有擴張的趨勢，對桌面壓力減小D.鋁環(huán)有擴張的趨勢，對桌面壓力增大

【答案】C

【詳解】根據(jù)楞次定律可知：當條形磁鐵沿軸線豎直向上迅速移動時，閉合導體環(huán)內(nèi)的磁通

量減少，因此線圈做出的反應(yīng)是面積有擴大的趨勢，同時將靠近磁鐵，故減少了和桌面的擠

壓程度，從而使導體環(huán)對桌面壓力減少，故C正確，ABD錯誤。

故選Co

【例4]如圖甲所示是焊接自行車零件的原理圖，其中外圈M是線圈，N是自行車的零件,

。是待焊接的接口，將焊口兩端接觸在一起，當M兩端接入如圖乙所示的正弦電流后，接

口處的金屬便會熔化而焊接起來。以逆時針方向為正方向，下列說法正確的是（）

逆時針方向

A.0?%零件中的電流方向為逆時針

B.%?%零件中的電流大小不斷減小

C.芍?4零件有收縮的趨勢

D.與時刻零件受到線圈M的作用力最大

【答案】C

【詳解】A.0?%時間內(nèi)M中電流逐漸增大，則穿過N的磁通量向上增大，有楞次定律可

知零件中的電流方向為順時針，故A錯誤；

B.4?/2時間內(nèi)M中電流逐漸減小，則磁通量逐漸減小，而磁通量的變化率逐漸增大，則

由法拉第電磁感應(yīng)定律可知電流大小不斷增大，故B錯誤；

C.右~4時間內(nèi)M中電流順時針增大，N中的磁通量增大，由楞次定律可知零件有收縮的

趨勢，故C正確；

D.g時刻M中的電流的變化率為零，故N中感應(yīng)電流為零，則零件受到線圈M的作用力

為零，故D錯誤。

故選C。

【例5】.如圖甲所示，一長直導線與閉合金屬線框位于同一豎直平面內(nèi)，長直導線中的電

流i隨時間，的變化關(guān)系如圖乙所示（以水平向右為電流的正方向），則在。~%時間內(nèi)，下

列說法正確的是（）

長直導線

閉合金屬線框

甲乙

A.穿過線框的磁通量一直減小

B.線框中始終產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流

C.線框先有收縮的趨勢后有擴張的趨勢

D.線框所受安培力的合力先向下后向上

【答案】B

【詳解】A.長直導線中的電流先減小后增大，所以穿過線框的磁通量先減小后增大，故A

錯誤;

B.由楞次定律可以判斷在0~右時間內(nèi)，線框中始終產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，故B正

確；

C.穿過線框的磁通量先減小后增大，由榜次定律知線框先有擴張的趨勢后有收縮的趨勢，

故C錯誤；

D.由榜次定律、左手定則判斷線框受安培力的合力方向先向上后向下，故D錯誤。

故選Bo

【例6】某同學設(shè)想的減小電梯墜落時造成傷害的一種應(yīng)急安全裝置如圖所示，在電梯轎廂

底部安裝永久強磁鐵，磁鐵N極朝上，電梯井道內(nèi)壁上鋪設(shè)若干金屬線圈，線圈在電梯轎

廂墜落時能自動閉合，從而減小對箱內(nèi)人員的傷害。當電梯轎廂墜落到圖示位置時，下列說

法正確的是（）

A.從上往下看，金屬線圈A中的感應(yīng)電流沿順時針方向

B.從上往下看，金屬線圈B中的感應(yīng)電流沿順時針方向

C.金屬線圈A對電梯轎廂下落有阻礙作用，B沒有阻礙作用

D.金屬線圈B有收縮的趨勢，A有擴張的趨勢

【答案】BD

【詳解】AB.當電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A中向上的磁場減弱，感應(yīng)電流的方向

從上往下看是逆時針方向，B中向上的磁場增強，感應(yīng)電流的方向從上往下看是順時針方向,

B正確，A錯誤；

C.結(jié)合AB的分析可知，當電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落，C

錯誤；

D.閉合線圈A中向上的磁場減弱，B中向上的磁場增強，根據(jù)楞次定律可知，線圈B有收

縮的趨勢，A有擴張的趨勢，D正確。

故選BD?

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線、運動電荷所受磁場力的方向因電受力

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

因磁通量

楞次定律判斷因回路磁通量改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向

變化生電

【例1】如圖甲所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方固定一螺線管Q,P和Q共

軸，Q中通有變化的電流，電流隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，電流正方向如圖甲中箭頭所

示。P所受的重力為G,桌面對P的支持力為外，則()

A.。時刻，穿過線圈P的磁通量最大，感應(yīng)電流也最大

B.右時刻，線圈P中感應(yīng)電流最大，然等于G

C.馬?片時間內(nèi)，螺線管對線圈是吸引力

D.右?A時間內(nèi)，穿過線圈P的磁通量變小，且線圈P有擴張的趨勢

【答案】B

【詳解】A.由圖乙可知，〃時刻螺線管Q中電流為最大，電流的變化率為零，則〃時刻穿

過線圈P磁通量最大，磁通量的變化率為零，P中感應(yīng)電流為零，故A錯誤；

B.由圖乙可知，B時刻螺線管Q中電流的變化率為最大，則穿過線圈的磁通量變化率最大,

P中有感應(yīng)電流，螺線管Q中電流為0,P不受到磁場力的作用，故”等于G,故B正確；

C.由圖乙可知，〃時刻，螺線管Q中電流為0,電流的變化率最大，P中感應(yīng)電流最大，二

者之間沒有安培力，打時刻，螺線管Q中電流的變化率為0,P中無感應(yīng)電流，二者之間沒

有安培力?！薄睍r間內(nèi)通過Q的電流在變大，穿過P的磁通量在變大，兩者相互排斥，則

〃~七時間內(nèi)螺線管對線圈的是排斥力，且先增大后減小，故C錯誤；

D.由圖乙可知，〃~打時間內(nèi)，螺線管Q中電流增大，則穿過線圈磁通量增大，根據(jù)增縮減

擴原理可知，線圈有收縮的趨勢，故D錯誤。

故選Bo

【例2].如圖所示，水平放置的兩條電阻不計的光滑軌道上有可自由移動的金屬棒P0、

MN,當VN在外力作用下向左勻加速運動運動時，的電流方向及運動情況是（）

M

XX

XX

AT

P

XX

XX

Q

A.尸玲。，向右運動B.。玲尸，向右運動

C.P玲。，向左運動D.0fP,向左運動

【答案】A

【詳解】當"N在外力作用下向左勻加速運動運動時，根據(jù)右手定則和安培定則可知，線圈

4中電流產(chǎn)生的磁場向上穿過線圈右，且穿過線圈右的磁通量增加；根據(jù)楞次定律可知，

線圈4感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向下，根據(jù)右手螺旋定則可知通過金屬棒尸。的電流方向由

尸玲。，根據(jù)左手定則可知，金屬棒P。受到的安培力向右，則金屬棒？0向右運動。

故選A。

【例3】.如圖甲所示，螺線管P穿過一固定圓形線圈Q,P中通有變化的電流3規(guī)定圖示

電流方向為正，電流隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，則（）

A.〃時刻，從上往下看，線圈Q中有順時針方向的電流

B.〃時刻，線圈Q中沒有感應(yīng)電流

C.〃時間內(nèi)，Q中電流在增大

D.〃?為時間內(nèi)，Q中磁通量的變化率在增大

【答案】AC

【詳解】A.4時刻，流過線圈P的電流為正向減小，則由楞次定律可知穿過Q的感應(yīng)電流

的磁場向下，從上往下看，線圈Q中有順時針方向的感應(yīng)電流，故A正確；

B.t2時刻雖然P中電流為零，但此時電流的變化率不為零，線圈Q中依然有感應(yīng)電流存

在，故B錯誤；

C.時間內(nèi)，因P中電流變化率在增大，即穿過Q的磁通量的變化率增大，則Q中電

流在增大，故C正確；

D.時間內(nèi)，P中電流的變化率在減小，則Q中磁通量的變化率在減小，故D錯誤。

故選AC-

【例4】如圖甲所示，驅(qū)動線圈通過開關(guān)S與電源連接，發(fā)射線圈放在絕緣且內(nèi)壁光滑的發(fā)

射導管內(nèi)。閉合開關(guān)S后，在0?%內(nèi)驅(qū)動線圈的電流心隨時間/的變化如圖乙所示。在這

段時間內(nèi)，下列說法正確的是（）

A.驅(qū)動線圈內(nèi)部的磁場水平向左B.發(fā)射線圈內(nèi)部的感應(yīng)磁場水平向左

C./=0時發(fā)射線圈所受的安培力最大D.?=%時發(fā)射線圈中的感應(yīng)電流最大

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)安培定則，驅(qū)動線圈內(nèi)的磁場方向水平向右，A錯誤；

B.由圖乙可知，通過發(fā)生線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，發(fā)射線圈內(nèi)部的感應(yīng)磁場方

向水平向左，B正確；

CD./=0時驅(qū)動線圈的電流變化最快，則此時通過發(fā)射線圈的磁通量變化最快，產(chǎn)生的感

應(yīng)電流最大，但此時磁場最弱，安培力不是最大值；同理，/=/()時發(fā)射線圈中的感應(yīng)電流

最小，CD錯誤。

故選Bo

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

⑴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，踉穿過這一申，路的磁通量的變化率成正比.

(2)公式：E=〃理其中〃為線圈匝數(shù).

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

(4)說明：E的大小與。、△◎無關(guān)，決定于磁通量的變化率".

△t

2.若已知⑦一/圖像，則圖線上某一點的切線斜率為四.

△t

3.當AO僅由8的變化引起時，E=n-,其中S為線圈在磁場中的有效面積.若B=B。

At

Nt

AC

4.當△。僅由S的變化引起時，E^nB-.

△t

5.當3、S同時變化時，則￡=〃監(jiān)①加較空.求瞬時值是分別求出動生電動勢￡1

AzAf

和感生電動勢E2并進行疊加.

【例1】如圖所示，將一個單位長度電阻為4的均勻圓形金屬線圈用一根不可伸長的輕繩懸

掛在天花板下，線圈的半徑為火，粗細不計。過圓心。的直線的下方有方向始終垂直于

紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度3的大小隨時間/的變化關(guān)系為B=B0-kt(B。>0,k>0),

直線九W與線圈的交點為。、6。則下列說法正確的是()

A.線圈中產(chǎn)生的電流大小恒為/=丁

B.線圈中有逆時針方向的感應(yīng)電流

C.線圈所受到的安培力大小恒定不變

D.0-九時間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的焦耳熱為。=上坐

【答案】A

【詳解】A.根據(jù)磁感應(yīng)強度3的大小隨時間f的變化關(guān)系

B=B0-kt(Bo>0,k>0)

可得

AB,

—=k

△t

而由法拉第電磁感應(yīng)定律有

『H△-①----S-K-B------k-兀.R...。......

\t2

而根據(jù)題意可得線圈的電阻為

r=27iRrQ

則根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得

,EkR

%4%

故A正確；

B.根據(jù)楞次定律可知，線圈中的感應(yīng)電流始終為順時針方向，故B錯誤；

C.根據(jù)安培力公式

F=BIL

可知，式中電流/和有效長度工恒定，但磁場感應(yīng)強度隨時間在變化，因此線圈所受安培力

是變力，故C錯誤；

D.0-。時間內(nèi)電流恒定，則根據(jù)焦耳定律可得產(chǎn)生的焦耳熱為

23

八,2,kR、、”kR^rtn

Q=1-%=(-).2^-RVt0=--~~5-

牝8ro

故D錯誤。

故選Ao

【例2】如圖所示，固定的均勻矩形鋁框abed,長度為2L寬度為L,左邊邊長為A的正

方形區(qū)域仍歹內(nèi)存在與鋁框平面垂直的勻強磁場。已知鋁的電阻率為夕，單位體積內(nèi)的自由

電子數(shù)為"，電子的電荷量為e。某時刻起，磁感應(yīng)強度以變化率方〃均勻增加。則）

XXX!

XX5X：

XXX；

b2c

A.空間中產(chǎn)生順時針方向的恒定電場

B.鋁框中的自由電子受到電場力的作用順時針方向定向移動形成電流

kL

C.自由電子定向移動的平均速率v=—

bnep

D.一個電子沿鋁框運動一周，電場力做功用=淡產(chǎn)

【答案】BCD

【詳解】AB.根據(jù)楞次定律，變化的磁場產(chǎn)生逆時針方向的電場，鋁框中的自由電子在電

場力的作用下順時針方向定向移動形成電流，故A錯誤，B正確；

C.感應(yīng)電動勢

￡="片=止

\t

由

E=IR

I=neSv

…a亍6L

得

kL

v=-------

6nep

故C正確；

D.一個電子沿鋁框運動一周，電場力做功

W=eE=ekl}

故D正確。

故選BCDo

【例3】如圖所示，用均勻?qū)Ь€做成的單匝正方形線圈的面積為S,正方形的一半放在垂直

于線圈平面向里的勻強磁場中，。，6分別為兩對邊的中點，線圈的總電阻為R。下列說法

正確的是（）

A.當磁場的磁感應(yīng)強度增大時，線圈中的電流沿順時針方向

B.當磁場的磁感應(yīng)強度以竺的變化率增大時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為理

加\t

C.在磁場的磁感應(yīng)強度大小由2減小到零的過程中，通過線圈某一橫截面的電荷量為生

2R

D.在線圈以成為軸轉(zhuǎn)動一周的過程中，某一段時間內(nèi)線圈中沒有感應(yīng)電流

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)楞次定律可知，當磁場的磁感應(yīng)強度增大時，線圈中的電流沿逆時針方向,

A錯誤；

B.當磁場的磁感應(yīng)強度以亞的變化率增大時，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有

lAOSAB

E,=——二----

At2加

B錯誤；

C.在磁場的磁感應(yīng)強度大小由5減小到零的過程中，感應(yīng)電動勢的平均值為

『HA-①-----'-B-S------

—~2At'

感應(yīng)電流的平均值為

根據(jù)電流的定義式有

解得

BS

q-----

2R

c正確;

D.根據(jù)圖形可知，在線圈以成為軸轉(zhuǎn)動一周的過程中，線圈始終有一邊處于磁場中切割

磁感線，因此不存在某一段時間內(nèi)線圈中沒有感應(yīng)電流，D錯誤。

故選Co

【例4】水平桌面上放置著兩個用同一根均勻金屬絲制成的單匝線圈1和線圈2,半徑分別

為2H和H（俯視圖如圖1所示）。豎直方向有勻強磁場，磁感應(yīng)強度隨時間變化的關(guān)系如圖

2所示。線圈中的感應(yīng)電動勢、電流強度、電功率分別用￡、/、尸表示，不考慮兩個線圈間

的影響，下列關(guān)系正確的是（）

B.&：/二4:1,4=2:1

C.4：與2=2:1,《：￡=8:1D.6=4:1,44=1:1

【答案】A

【詳解】由題意可得，兩線圈的長度之比為

Lx_2TI2R_2

工"ZiR-I

兩線圈圍成的面積之比為

工_%(2/>_4

另■一兀R?一T

由法拉第電磁感應(yīng)定律

En絲=忠5

NtAt

由圖可知，線圈中的感應(yīng)電動勢之比為

空

E2S21

由閉合電路的歐姆定律

1=2

R良

由電阻定律得

兩線圈的電阻之比為

LL_2

兄工一I

可得，線圈中的電流強度之比為

ER.41_2

A--_-}?!_--__--￡.-—--_Av--_

=-T

4E2R112

線圈中的電功率之比為

EL42_8

A_}

-T

E2I211

故選Ao

題型六