2024届高考物理一轮复习热点题型归类训练专题27法拉第电磁感应定律(原卷版+解析)

专题27法拉第电磁感应定律

目录

题型一实验：探究影响感应电流方向的因素.........................................1

题型二感应电流的产生和方向判断.................................................6

题型三楞次定律推论的应用........................................................8

题型四”三定则、一定律”的应用...................................................12

题型五法拉第电磁感应定律的理解及应用..........................................14

题型六导体切割磁感线产生的感应电动势.........................................16

类型I平动切割磁感线.......................................................18

类型2转动切割磁感线.......................................................19

类型3有效长度问题..........................................................22

题型六自感现象.................................................................24

题型一实验：探究影响感应电流方向的因素

1.实验设计

及

如图2所示，通过将条形磁体插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量，根据电流表指针

的偏转方向判断感应电流为方向。

2.实验结论

当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反：当穿过线圈的磁通量减

小时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同。

3.注意事项

实验前应首先查明电流表中电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系，判断的方法是:

采用如图所示的电路，把一节干电池与电流表及线圈串联，由于电流表量程较小，所以在电

路中应接入限流变阻器用电池采用旧电池，开关5米用瞬间接触，记录指针偏转方向。

【例1】（2023•海南•统考模拟预测）某同学在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图甲接

线，判断电流表指针的偏转方向与电流方向的关系，然后依次按图乙将电流表与A线圈连

成一个闭合回路，按图丙将电流表与导体棒而连成一个闭合回路（图中N、S两极上下正

对）。在图甲中，当闭合开关S时，观察到电流表指针向右偏转（不通电时电流表指针停在

正中央），则：

（1）在图乙中，在磁体S极插入线圈A的过程中，电流表的指针将偏转；磁体放在

A中不动时，电流表的指针将偏转。（均选填“向左”、“向右”或“不发生”）

（2）在图丙中，处在两磁极之间的导体棒而向右移动过程中，电流表的指针将偏转；

导体棒必竖直向上移动过程中，电流表的指针将偏转。（均选填“向左”、“向右”或“不

发生”）

【例2】.（2023•全国•高二专题练习）为了探究电磁感应现象，如图所示为“探究产牛感应电

流的条件的实验装置

+

图1图2

（1）如图1所示，下列操作中，电流表的指针不发生偏转的是（）

A.将条形磁铁放在线圈中不动

B.将条形磁铁插入线圈

C.将条形磁铁从线圈中拔出

D.将条形磁铁从图示位置向左移动

（2）某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图2所

示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针左偏。由此可知：

（a）当滑动变阻器的滑片P向左移动时，灵敏电流计的指针（填“左偏”、“不动”、

“右偏”）;

（b）将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针（填"左偏"、"不动”、“右偏”）。

（3）某同学在实验室按如图2所示重做电磁感应现象的实验，当他接通、断开开关时，电

流表的指针都没有偏转，其可能的原因_______。

A.开关接线柱断路

B.电流表的正负极接错

C.线圈B的接头接反

D.蓄电池的正负极接反

【例3】.（2023春•上海嘉定•高三统考阶段练习）为探究“影响感应电流方向的因素”，某同

学实验如下：

（1）首先按图甲所示连接电路，闭合开关后，发现灵敏电流计指针向左偏转；再按图乙所

示连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行.匕述实验的目的是检验（）

A.各仪器及导线是否完好

B.干电池是否为新电池

C.电流计测量的电流是否准确

D.电流计指针偏转方向与电流方向的关系

（2）接下来用如图所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某

次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电

流方向（从上往下看）是沿（选填“顺时针”或“逆时针''）方向，由此可推断磁铁下端

的磁极为极。

（3）用通电螺线管代替条形磁铁，实验器材如图所示，请完善实物连接图

（4）连好电路，并将B线圈插入A线圈中。在闭合电键瞬间，发现灵敏电流计的指针向右

偏了一下，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，滑动变阻器的滑片应向滑动。

【例4】.（2023•全国•模拟预测）甲、乙、丙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流

方向的因素。

（1）如图“，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指

针向右偏转的有,

A.闭合开关

B.开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动

C.开关闭合时将A线圈从8线圈中拔出

D.开关闭合时将A线圈倒置再重新插入B线圈中

（2）为确切判断3线圈中的感应电流方向，应在实验前先查明灵敏电流计

的关系。

（3）如图b,乙同学将条形磁铁从“线圈上方由静止糕放，使其笔直落入“线圈中，多次

改变释放高度，发现释放百度越高，灵敏电流计指针偏转过的角度越大。该现象说明了线圈

中（选填“磁通量'"'磁通量变化量''或"磁通量变化率”）越大，产生的感应电流越

大。

（4）丙同学设计了如图。所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡

对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔接

触的是二极管的（选填“正极”或“负极”）。实验操作时将磁铁插入线圈时，只有灯

（选填"C”或"D”）短暂亮起。

题型二感应电流的产生和方向判断

1.产生感应电流的三种情况

结论：

只要穿

过闭合

导体回

磁通量路的磁

通量发

〉变化生变化.

闭合导

体回路

中就有

感应电

流

2.用楞次定律判断

|明确要研究的而酢及原磁场B的方向

一

原

—口

二

变

—

三

感

—

四

电

流

3.用右手定则判断

(1)掌心一磁感线穿入。

(2)拇指——指向导体运动的方向。

(3)四指一指向感应电流的方向。

【例1】(2023•湖南•高三统考学业考试)如图所示，虚线I和II之间有垂直于纸面向里的匀

强磁场，闭合线圈自高处落下，依次经过。、氏c三个位置.下列说法正确的是()

x"lx--又丁X

B

X「乂X：X

b：

二二/….XII

C[...................•

A.线画在位置。不会产生感应电流

B.线圈在位置力一定做加速运动

C.线圈只有位置。和位置。会产生感应电流

D.线圈〃、〃、。三个位置都有感应电流产生

【例2】（2023•广东•模拟预测）卜列关于甲、乙、丙、丁四幅图的说法，正确的是（)

A.图甲中，当两导体棒以相同的速度在导轨上匀速向右运动时，导体棒中能产生感应电流

B.图乙中，当导体棒而在匀强磁场中以恒定的角速度转动时，导体棒中能产生感应电流

C.图丙中，当闭合圆环导体（水平放置）某一直径正上方的直导线中通有直电流时，闭合

圆环导体中能产生感应电流

D.图丁中，当滑动变阻梏的滑片。向右滑动时，不闭合的导体环中能产生感应电流

【例3】（2023•湖北武汉•统考模拟预测）如图所示平面内，在通有图示方向电流/的长直导

线右侧，固定一正方形导线框川心边与直导线平行。调节电流/的大小，使得空诃各

点的磁感应强度随时间均匀增加，则（）

A.导线框中产生的感应电流逐渐增大

B.导线框中产生的感应口流沿顺时针方向

C.导线框的be边受到的安培力大小恒定

D.导线框整体受到的安培力方向水平向右

【例3】.（2022•广东选择考模拟）如图为电磁刹车实验装置，小车底面安装有矩形导线框。机必

线框底面平行于地面，在小车行进方向有与等宽、等长的有界匀强磁场，磁场方向垂

直地面向上。小车进入磁场前撤去牵引力，小车穿过磁场后滑行一段距禽停止。则小车（）

A.进入磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为〃友也：

B.离开磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为HcA

C.穿过磁场的过程中，田间有一段时间矩形导线框中没有感应电流

D.穿过磁场的过程中，矩形导线框受到的安培力方向始终水平向左

题型三楞次定律推论的应用

内容例证

■

阻碍原磁通量变化——“增反减

同”%

磁铁靠近线圈，8道与,，中方向相反

磁铁靠近，是斥力

阻碍相对运动——“来拒去留”

磁铁远离.是引力

NQI

臣

使回路面积有扩大或缩小的趋

势——“增缩减扩”

P、Q是光滑固定导轨，〃、力是可动金属棒，磁铁下移，。、

b靠近

A____

阻碍原电流的变化一“增反减

同“

合上S,8先亮

【例1】（2023,北京朝阳•统考二才慎）如图所示，用细线吊起一个铝环，将磁铁的N极沿铝环

的中心轴线靠近铝环，铝环向右摆动。下列说法正确的是（）

A.N极靠近铝环时，从左向右看铝环中的感应电流方向为顺时针

B.铝环右摆的过程中，磁铁对铝环做的功大于铝环动能的增加量

C.仅将铝环改为铁环，铁环也一定会向右摆动

D.若将磁铁的S极沿铝环的中心轴线靠近铝环，铝环将会向左摆动

【例2】.（2023•北京东城,北京市广渠门中学校考三模）在匀强磁场中放置一个金属圆环，

磁场方向与圆环平面垂直，规定图1所示磁场方向为正。当磁感应强度8随时间，按图2所

小的止弦规律变化时，卜列说法止确的是（）

图1图2

A.〃时刻，圆环中无感应电流

B.G时刻，圆环上各点受到的安培力最大

C.乙~々时间内，圆环中感应电流方向始终沿顺时针方向

D.。时间内，圆环先出现扩张趋势，后出现收缩趋势

【例3】.（2023•海南•统考模拟预测）如图，固定的弹性金属圆环与螺线管共轴，在闭合开

关S的瞬间，有关环中的感应电流/的方向（从环的右侧往左侧看）和环形变的说法正确的

是（）

A.顺时针方向，扩张B.顺时针方向，收缩

C.逆时针方向，扩张D.逆时针方向，收缩

【例4】.（2023•河北沧州•沧县中学校考模拟预测）如图甲所示，一长直导线与闭合金属线

框位于同一竖直平面内，长直导线中的电流i随时间，的变化关系如图乙所示（以水平向右

为电流的正方向），则在（）G时间内，下列说法正确的是（)

A.穿过线框的磁通量一直减小

B.线框中始终产生顺时针方向的感应电流

C.线框先有收缩的趋势后有扩张的趋势

D.线框所受安培力的合力先向下后向上

【例5】（2023•广东•模拟预测）某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置

如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金

属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对箱内人员的伤害。当电梯轿厢坠落

到图示位置时，下列说法正确的是（）

A.从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿顺时针方向

B.从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿顺时针方向

C.金属线圈A对电梯轿厢下落有阻碍作用，B没有阻碍作用

D.金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势

题型四“三定则、一定律”的应用

“三个定则”“一个定律”的比较

名称用途选用原则

安培定则判断电流产生的磁场（方向）分布因电生磁

左手定则判断通电导线、运动电荷所受磁场力的方向因电受力

右手定则判断导体切割磁感线产生的感应电流方向或电源正负极因动牛.电

因磁通量

楞次定律判断因回路磁通量改变而产生的感应电流方向

变化生电

【例1】（2023•全国•高三专题练习）如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的

金属棒PQ、MMMN的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时,

MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（）

A.向右加速运动B.向左加速运动

C.向右减速运动D.向左减速运动

【例2】.（2021•全国•高三专题练习）如图所示，一电子以初速度丫沿与金属板平行的方向

飞入MN极板间，发现电子向M板偏转，则可能是（）

K亮e1导

A.电键S闭合瞬间

B.电键S由闭合到断开瞬间

C.电键S是闭合的，变阻器滑片P向左迅速滑动

D.电键S是闭合的，变阻器滑片P向右迅速滑动

【例3】.（2023•高三单元测试）如图甲所示，螺线管P穿过一固定圆形线圈Q,P中通有变

化的电流八规定图示电流方向为正，电流随时间变化的规律如图乙所示，则（）

A.〃时刻，从上往下看，线圈Q中有顺时针方向的电沆

B./2时刻，线圈Q中没有感应电流

C.〃~/2时间内，Q中电沆在增大

D.及~“时间内，Q中磁通量的变化率在增大

【例4】（2023•广东・统考二模）如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放

在绝缘且内壁光滑的发射导管内。闭合开关S后，在0~九内驱动线圈的电流骁随时间，的

变化如图乙所示。在这段时间内，下列说法正确的是（）

/发射线圈

，电源j।[[[Q

三匚发动线圈h发射导管

S甲

A.驱动线圈内部的磁场水平向左B.发射线圈内部的感应磁场水平向左

C./=（）时发射线圈所受的安培力最大D.，=/（）时发射线圈中的感应电流最大

题型五法拉第电磁感应定律的理解及应用

1.感应电动势

(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势.

(2)产生条件：穿过回路的磁通最发生改变,与电路是否闭合无关.

2.法拉第电磁感应定律

(I)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.

(2)公式：E=噂,其中〃为线圈匝数.

(3)感应电流与感应电动势的关系：/=六.

(4)说明：E的大小与勿、AG无关，决定于磁通量的变化率等.

2.若已知G一，图像，则图线上某一点的切线斜率为等.

3.当A3仅由3的变化引起时，£=/券，其中S为线圈在磁场中的有效面积.若8=Bo

+A/，则等="•

4.当仅由S的变化引起时,E=〃啥

5.当B、S同时变化时，则石=/户818⑸切”?求瞬时值是分别求出动生电动势Ei

和感生电动势£并进行叠加.

【例1】(2022•上海•高考真题)如图所示，将一个单位长度电阻为6的均匀圆形金属线圈用

一根不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，线圈的半径为R,粗细不计。过圆心。的直线MN的

下方有方向始终垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度〃的大小随时间/的变化关系为

8=练-制为>0#>0),直线MN与线圈的交点为“、b0则下列说法正确的是()

A.线圈中产生的电流大小恒为/=1

B.线圈中有逆时针方向的感应电流

C.线圈所受到的安培力大小恒定不变

D.。-/。时间内线圈中产生的焦耳热为。=怦Z

【例2】（2023•湖南长沙•长沙一中校考二模）如图所示，固定的均匀矩形铝框。血团长度为

2L,宽度为L,左边边长为L的正方形区域而以.内存在与铝框平面垂直的匀强磁场。已知

铝的电阻率为P，单位体积内的自由电子数为〃，电子的电荷量为蔡某时刻起，磁感应强

度以变化率丝=上均匀增加。则（）

XXX：

XXX：

XXX：

be。

A.空间中产生顺时针方向的恒定电场

B.铝框中的自由电子受到电场力的作用顺时针方向定向移动形成电流

C.自由电子定向移动的平均速率了=7-

6nep

D.一个电子沿铝框运动一周，电场力做功卬=或7?

【例3】（2023•全国•高三专题练习）如图所示，用均匀导线做成的单匝正方形线圈的面积为

S,正方形的一半放在垂直于线圈平面向里的匀强磁场中，4,匕分别为两对边的中点，线圈

的总电阻为上下列说法王确的是（）

A.当磁场的磁感应强度增大时，线圈中的电流沿顺时针方向

B.当磁场的磁感应强度以空的变化率增大时，线圈中产生的感应电动势为工”

C.在磁场的磁感应强度大小由4减小到零的过程中，通过线圈某一横截面的电荷量为兽

2A

D.在线圈以岫为轴转动一周的过程中，某一段时间内线圈中没有感应电流

【例4】（2023•全国•高三专题练习）水平桌面上放置着两个用同一根均匀金属丝制成的单匝

线圈1和线圈2,半径分别为2R和R（俯视图如图1所示）。竖直方向有匀强磁场，磁感应

强度随时间变化的关系如图2所示。线圈中的感应电动势、电流强度、电功率分别用E、/、

P表示，不考虑两个线圈间的影响，下列关系正确的是（）

A.:E,=4:1,/[:/?=2:1B.:£2=4:1,[:勺=2:1

C.£:E?=2:1,R:6=8:1D.小吕=4:1,Z,:Z2=1:1

题型六导体切割磁感线产生的感应电动势

1.大小计算

切割方式表达式

垂直切割E=Blv

倾斜切割E=Blvsin6>,其中。为u与B的夹角

旋转切割（以一

E=^BPCD

端为轴）

2.方向判断

⑴把产生感应电动势的那部分电路或导体当作电源的内电路，那部分导体相当

于电源。

⑵若电路是不闭合的，则先假设有电流通过，然后应用楞次定律或右手定则判

断出电流的方向。

（3）电源内部电流的方向是由负极（低电势）流向正极（高电势），外电路顺着电流方

向每经过一个电阻电势都要降低。

3产生电动势的“四种”情形

磁场变化平动切割转动切割旋转切割

《Xx\XXXX

(xxx)XXXXX/Xj

情景图x2反X°XX)x

xjy

XXXX

1

一段直导线绕一端垂直匀强绕与匀强磁场垂直

研究对回路（不一定

（或等效成直磁场匀速转动的的轴匀速转动的导

象闭合）

导线）一段导体棒线框

E=NBS（osh\a>t

E=^Bl2co

表达式F=WA7E=Blvs\n6（从中性面

位置开始

计时）

类型1平动切割磁感线

【例1】（2023•陕西西安•统考一模）如图，空间存在方向垂直纸面（竖直面）向里的足够大

的磁场，以竖直向下为z地正方向，磁感应强度的大小为8=综+依，式中为、々为常量，

纸面内一质量为，小边长为。、总电阻为R的正方形导线框在磁场中由静止开始下落，初始

时导线框底边水平，最终线框将匀速下落，重力加速度大小为g,则线框匀速下落时的速度

大小为（）

X

X

XXXXX

XXXXX

、'Z

mgR

B.D.

PF~kV~

【例2】（2023•全国•高三专题练习）如图所示，在光滑水平金属框架上有一导体棒。瓦第一

次以速度u匀速向右平动，第二次以速度2□匀速向右平动，两次移动的距离相同，则两种

情况下回路中产生的感应电动势和通过R的电荷量之比分别为（）

B.1:2：1:1

D.1:2；2:1

【例3】.（2023•全国•高三专题练习）如图所示，水平面内光滑的平行长直金属导轨间距为L,

左端接电阻R，导轨上静止放有一金属棒。正方形虚线框内有竖直向下、磁感应强度为A的

匀强磁场，该磁场正以速度丫匀速向右移动，则（）

4XXxT

x8xx

xxx.

A.电阻R两端的电压恒为8小

B.电阻R中有从。向/?的电流

C.导体棒以速度v向左运动

D.导体棒也向右运动，只是速度比y小

类型2转动切割磁感线

【例3】（多选）（2022•广东卷）如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc和de,ab与de

平行，权•是以O为圆心的圆弧导轨。圆弧反左侧和扇形0儿内有方向如图的匀强磁场。金

属杆OP的。端与e点用导线相接，P端与圆弧历接触良好。初始时，可滑动的金属杆MN

静止在平行导轨上。若杆。尸绕O点在匀强磁场区内从6到c匀速转动时，回路中始终有电

流，则此过程中，下列说法正确的有（）

A.杆OP产生的感应电动势恒定

B.杆。。受到的安培力不变

C.杆MN做匀加速直线运动

D.杆MN中的电流逐渐减小

【例4】（多选汝口图所示，在纸面内有半圆形轻质导体框，。为圆心，圆半径长为广，40段、

弧段的电阻均为/?,8。段导体的电阻可忽略，磁感应强度大小为仄方向垂直纸面向里

的匀强磁场的边界与半圆直径重合，现用外力使导体框在纸面内绕O点以角速度①沿顺时

针方向，从图示位置匀速转动一周，下列说法正确的是（）

A.圆弧43段内电流方向总是从A流向6

B.转动的前半周内A、8两端电压为驾

C.转动的后半周内通过。点的电荷量为喏

4A

D.外力对线框做的功为生誓

【例3】（2023•江苏南通•海安高级中学校考模拟预测）如图，长为L的导体棒MN在匀强磁

场8中绕平行于磁场的轴。0'以角速度/匀速转动，棒与轴O。'间的夹角为夕，则U为

（）

O

A.0B.—BcoL2sin2a

4

C.B(o{Lsina)2D.cosa)2

【例4】.（2023秋•河南郑州•高三郑州一中校考期末）一根长为L、下端固定的导线0A处

于匀强磁场中。磁场的方向竖直向上，大小为瓦若该导线以角速度绕竖直轴0。'旋转，

且角速度方向与磁场的方向相同，如图所示。则导线中的电动势（）

A.大小为B①心sin2a,方向由O—

2

B.大小为sina,方向由A—＞。

2

C.大小为竺”sh?a,方向由A—。

2

D.大小为sine,方向由OTA

2

【例5】.（2023•广东汕头•统考三模）如图甲是法拉第发明的铜盘发电机，也是人类历史上

第一台发电机。利用这个发电机给平行金属板电容器供电，如图乙。已知铜盘的半径为L，

加在盘下侧的匀强磁场磁感应强度为4,盘匀速转动的角速度为①，每块平行板长度为乩

板间距离也为，，板间加垂直纸面向内、磁感应强度为员的匀龙磁场。下列诜项正确的是

（）

A.若圆盘按照图示方向转动，那么平行板电容器。板电势高

B.铜盘产生的感应电动势为耳雷=（已⑷^

C.若一电子从电容器两板中间水平向右射入，恰能勺速直线运动从右侧水平射出，则电子

射入时速度为F

D.若有一带负电的小球从电容器两板中间水平向右射入，在好合场中做匀速圆周运动又恰

好从极板右侧射出，则小球的圆周运动半径为当

类型3有效长度问题

【例1】（2023•海南海口•海南华侨中学校考模拟预测）如图所示，。权•，为水平放置的平行

“匚”形光滑金属导轨，导轨间距为/,力。间电阻为R,其它部分电阻不计。导轨间有垂

直于导轨平面向下的匀强做场，磁感应强度大小为瓦金属杆放置在导轨上，与导轨的接触

点为M、N。并与导轨成6角，金属杆以。的角速度绕N点由图示位置逆时针匀速转动到与

导轨必垂直。转动过程中金属杆与导轨始终接触良好，金属杆电阻忽略不计，则在金属杆

转动过程中（）

A.M、N两点电势相等

B.金属杆中感应电流的方向由M流向N

C.电路中感应电流的大小始终为变？

2R

D.电路中通过的电荷量为一心

RtanO

【例2】（2023•全国•高三专题练习）如图所示，在磁感应强度大小为屎方向垂直纸面向里

的匀强磁场中，长为L的金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动。金属导轨

电阻不计，金属杆与导轨的夹角为仇电阻为2凡"间电阻为R,M、N两点间电势差为U,

则M、N两点电势的高低及U的大小分别为（）

M

A.M点电势高,吟

BLvsinO

B.M点电势高,Urr=-------

C.N点电势高，U-

、，-BLvsin®

D.N点电势高，U=-------

【例3】.（2023•全国•高三专题练习）如图所示，由均匀导线制成的，半径为R的圆环，以

v的速度匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场。当圆环运动到图示位置（40b=90。）

时，。、方两点的电势差为（）

x

x

X

X

X

X

X

X

C."，

A.OBR\，B.旺BRvBRv

2D・乎

【例4】（2023•宁夏石嘴山•平罗中学校考二模）如图所示，电阻不计的水平U形光滑导轨上

接一个阻值为飞的电阻，放在竖直向上、磁感应强度大小为6的匀强磁场中，一个半径为£、

质量为加、电阻为，•的半圆形硬导体棒AC（直径与导轨垂直，并接触良好），在水平向右

的恒定外力户的作用下，曰静止开始运动，当速度为v时,位移为d,下列说法正确的是（）

A.此时4c两端电压为MC=2BL，

4B?Z?v'

B.此时杆克服安培力做功的功率为夕==

%+「

C.此过程中导体棒4c的平均速度小于］

2BLd

D.此过程中通过电阻《的电荷量为<7=不二~

题型六自感现象

1.自感现象的四大特点

(1)日感电动势总是阻碍线圈中原电流的变化。

(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化.

(3)电流粒定时，自感线圈就相当于普通导体。

(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能

使过程停止，更不能使过程反向。

2.通电自感和断电自感的比较

器材AHA2同规格，R=RL，L较大L很大(有铁芯)，RL<RA

S闭合瞬间，A2灯立即亮起来，Ai灯逐渐变开关S断开时，灯A突然闪亮

现象

亮，最终一样亮一下后再渐渐熄灭

［例1］（2022•天津红桥区一模）如图所示灯泡Ai、Az的规格完全相同,线圈L的电阻不计,

下列说法中正确的是（）

A.当接通电路时，Ai和A2始终一样亮

B.当接通电路时，A?先达到最大亮度，Ai后达到最大亮度，最后两灯一样亮

C.当断开电路时，A2立即熄灭、Ai过一会儿才熄灭

D.当断开电路时，两灯都立即熄灭

【例2】（2023•北京东城•北京市广渠门中学校考三模）将灯泡A、线圈L、电池组E和开关

S连接成如图所示的电路,先闭合开关S,使灯泡发光，然后断开开关S,观察到灯泡闪亮

的现象。下列说法正确的是（）

A

ab

-L-

—I1——/一

ES

A.闭合S瞬间线圈L不产生自感电动势

B.断开S瞬间电路中。点电势低于〃点

C.断开S前后通过灯泡A的电流大小不变

D.闭合S后电源输出的电功率等于灯泡A和线圈L的发热功率之和

【例31（2（）23•江苏苏州,统考三模）如图是演示自感现象的实验装置，小灯泡电阻与自感

线圈的直流电阻相同，电源内阻不能忽略，关于该实验现象下列说法正确的是（）

A.接通开关后小灯泡慢慢变亮直至亮度稳定

B.接通开关电路稳定后通过小灯泡的电流为零

C.接通开关电路稳定后再断开瞬间线圈两端电压大小不变

D.接通开关电路稳定后再断开小灯泡闪亮一下后逐渐熄灭

【例4】（2023・湖南•校联考模拟预测）相同的电灯A、儿和自感系数较大的电感线圈L接入

如图甲的电路中，电源电动势为£,内阻不计。闭合开关S待电路稳定后开始计时，4时刻

断开开关S,4时刻整个电路的电流均为零。乙前后通过电灯人的电流-时间（加-/）图像如

图乙，用人和乙分别表示开关S断开瞬间通过电灯4的电流大小。下列说法正确的是（）

A.电感线圈的直流电阻不可忽略

B.断开开关S后，电灯4、4电流大小始终相等

C.断开开关S后，流过电灯&的电流方向向左

D.线圈的自感系数是由线圈本身决定，与是否有铁芯无关

【例5】（2023•宁夏银川•六盘山高级中学校考模拟预测）如图所示的电路中，Ai和A2是完

全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（）

A.闭合开关5接通电路时，A2始终比Ai亮

B.闭合开关S接通电路时，Ai先亮，A2后亮，最后一样亮

C.断开开关S切断电路时，A?先熄灭，Ai过一会儿才熄灭

D.断开开关S切断电路时，Ai和A?都要过一会儿才熄灭

专题27法拉第电磁感应定律

目录

题型一实验：探究影响感应电流方向的因素.........................................1

题型二感应电流的产生和方向判断.................................................6

题型三楞次定律推论的应用........................................................8

题型四“三定则、一定律”的应用...................................................12

题型五法拉第电磁感应定律的理解及应用..........................................14

题型六导体切割磁感线产生的感应电动势.........................................16

类型1平动切割磁感线.......................................................18

类型2转动切割磁感线.......................................................19

类型3有效长度问题..........................................................22

题型六自感现象..................................................................24

题型一实验：探究影响感应电流方向的因素

1.实验设计

如图2所示，通过将条形磁体插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量，根据电流表指针

的偏转方向判断感应电流的方向。

2.实验结论

当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过线圈的磁通量减

小时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同。

3.注意事项

实验前应首先查明电流表中电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系，判断的方法是:

采用如图所示的电路，把一节干电池与电流表及线圈串联，由于电流表量程较小，所以在电

路中应接入限流受阻器用电池采用旧电池，开关S采用瞬间接触，记录指针偏转方向。

【例1】（2023•海南・统考模拟预测）某同学在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图甲接

线，判断电流表指针的偏转方向与电流方向的关系，然后依次按图乙将电流表与A线圈连

成一个闭合回路，按图丙将电流表与导体棒而连成一个闭合回路（图中N、S两极上下正

对）。在图甲中，当闭合开关S时，观察到电流表指针向右偏转（不通电时电流表指针停在

正中央），则：

（1）在图乙中，在磁体S极插入线圈A的过程中，电流表的指针将偏转；磁体放在

A中不动时，电流表的指针将偏转。（均选填“向左”、“向右”或“不发生”）

（2）在图丙中，处在两磁极之间的导体棒而向右移动过程中，电流表的指针将偏转；

导体棒必竖直向上移动过程中，电流表的指针将偏转。（均选填“向左”、“向右”或“不

发生”）

【答案】向左不发牛向右不发牛

【详解】（1）在磁体S极插入线圈A的过程中，线圈A中向上的磁通量增加，根据楞

次定律可知，感应电流从电流表的极流入，故电流表的指针将向左偏转；磁体放在A中

不动时，线圈A中的磁通量不变，故回路中没有感应电流产生。

（2）⑶[4]当导体棒他向右移动时，根据右手定则可知，感应电流从电流表的“一”极流入，

故电流表的指针将向右偏转；当导体棒必竖直向上移动时，导体棒没有切割磁感线，故回

路中没有感应电流产生。

【例2】.（2023•全国•高三专题练习）为了探究电磁感应现象，如图所示为“探究产生感应电

流的条件的实验装置”。

图1图2

（1）如图1所示，下列操作中，电流表的指针不发生偏转的是（）

A.将条形磁铁放在线圈中不动

B.将条形磁铁插入线圈

C.将条形磁铁从线圈中拔出

D.将条形磁铁从图示位置向左移动

（2）某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图2所

示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针左偏。由此可知：

（a）当滑动变阻器的滑片P向左移动时，灵敏电流计的指针（填“左偏”、“不动”、

“右偏”）;

（b）将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针（填"左偏"、“不动”、“右偏”）。

（3）某同学在实验室按如图2所示重做电磁感应现象的实验，当他接通、断开开关时，电

流表的指针都没有偏转，其可能的原因______。

A.开关接线柱断路

B.电流表的正负极接错

C.线圈B的接头接反

D.蓄电池的正负极接反

【答案】A右偏右偏A

【详解】（1）[l]A.将条形磁铁放在线圈中不动，线圈内磁通量不变，没有感应电流产生,

电流表的指针不会发生偏转，故A符合题意；

B.将条形磁铁插入线圈，线圈内磁通量增加，有感应电流产生.，电流表的指针会发生偏转，

故B不符合题意；

C.将条形磁铁从线圈中拔出，线圈内磁通量减少，有感应电流产生，电流表的指针会发生

偏转，故c不符合题意；

D.将条形磁铁从图示位置向左移动，线圈内磁感应强度变小，磁通量减小，有感应电流产

生，电流表的指针会发生偏转，故D不符合题意。

故选A。

（2）[2][3]闭合开关时灵敏电流计的指针左偏，即线圈内磁通量增加时，灵敏电流计的指针

左偏。滑动变阻器的滑片P向左移动时，接入的有效电阻变大，回路中电流变小，线圈内

的磁场变弱，磁通量减少，所以灵敏电流计的指针右偏；将线圈A拔出时,线圈内磁通量

减小，灵敏电流计的指针右偏。

（3）|4]A.若开关和灵敏电流计不能构成I可路，则开关闭合、断开时，不会引起线圈B的

磁通量变化，电流计指针不会偏转，故A正确；

B.电流表的正负极接错，只是偏转方向变化，故B错误；

C.线圈B的接头接反，开关闭合、断开时，线圈B的磁通量会发生变化，指针会偏转，故

C错误；

D.蓄电池的正负极接反，电流计指针偏转方向变化，故D错误。

故选Ao

【例3】.（2023春•上海嘉定•高三统考阶段练习）为探究“影响感应电流方向的因素”，某同

学实验如下：

（1）首先按图甲所示连接电路，闭合开关后，发现灵敏电流计指针向左偏转：再按图乙所

示连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验的目的是检验（）

A.各仪器及导线是否完好

B.干电池是否为新电池

C.电流计测量的电流是否准确

D.电流计指针偏转方向与电流方向的关系

（2）接下来用如图所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某

次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电

流方向（从上往下看）是沿（选填"顺时针''或"逆时针''）方向，由此可推断磁铁下端

的磁极为极。

（3）用通电螺线管代替条形磁铁，实验器材如图所示，请完善实物连接图

（4）连好电路，并将B线圈插入A线圈中。在闭合电键瞬间，发现灵敏电流计的指针向右

偏了一下，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，滑动变阻器的滑片应向滑动。

【答案】D顺时针

右

【详解】（1）［1］闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验的目的是检验电流

计指针偏转方向与电流方向的关系。

故选D。

（2）[2][3]电流由左向右时，电流表向左偏转，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管

中的电流方向（从上往下看）是沿顺时针方向，根据右手螺旋定则可知磁铁下端的磁极为S

极；

（3）[4]根据实验原理连接实物图如图：

（4）[5]在闭合电键瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，可知电流增大时，灵敏电

流计的指针向右偏，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，需减小电流，则滑动变阻器的滑片

应向右滑。

【例4】.（2023•全国•模拟预测）甲、乙、丙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流

方向的因素。

图a

L

图b

（i）如图“，甲同学在即开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指

针向右偏转的有

A.闭合开关

B.开关闭合时将滑动变I旦器的滑片向左滑动

C.开关闭合时将A线圈从8线圈中拔出

D.开关闭合时将A线圈倒置再重新插入8线圈中

（2）为确切判断B线圈中的感应电流方向，应在实验前先查明灵敏电流计

的关系。

（3）如图乙同学将条形磁铁从H线圈上方由静止释放，使其笔直落入8线圈中，多次

改变释放高度，发现移放高度越高，灵敏电流计指针偏转过的角度越大。该现象说明了线圈

中（选填“磁通量磁通量变化量”或“磁通量变化率“）越大，产生的感应电流越

大。

（4）丙同学设计了如图c所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡

对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔接

触的是二极管的（选填“正极”或"负极实验操作时将磁铁插入线圈时，只有灯

（选填"C”或"D”）短暂亮起。

t答案】CD/DC指针偏转方向与流入电流方向磁通品变化率负极

C

【详解】（1）[1]断开开关时，A线圈中电流迅速减小，则B线圈中磁通减小，出现感应电

流，使灵敏电流计指针向右偏转；为了同样使指针向右偏转，应减小B线圈中的磁通量或

增加B线圈中反向的磁通量。

A.闭合开关，A线圈中的电流突然增大，则B线圈中的磁通量增大，故A错误;

B.开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动，A线圈中的电流增大，则B线圈中的磁通量

增大，故B错误；

C.开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出，则B线圈中的磁通量减小，故C正确；

D.开关闭合时将A线圈倒置，再重新插入B线圈中，则B线圈中反向的磁通量增加，故D

正确。

故选CDo

(