人教版高中物理精讲精练-必修3第21讲：电磁感应现象及应用 （原卷版）

第21讲：电磁感应现象及应用【考点梳理】考点一、划时代的发现1．丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针转动，这种作用称为电流的磁效应，揭示了电现象与磁现象之间存在密切联系．2．英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁生电”现象，他把这种现象命名为电磁感应．产生的电流叫作感应电流．考点二、感应电流的产生条件1．磁通量(1)概念：穿过某个面的磁通量等于闭合导体回路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积．(2)公式：Φ＝BS.2．产生感应电流的条件只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流技巧方法总结：1．磁通量的正、负：其正、负是这样规定的：任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入为正磁通量，则磁感线从反面穿入即为负磁通量．反之亦可．磁通量的变化大致可分为以下几种情况：(1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化．如图(a)所示．(2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化．如图(b)所示．(3)磁感应强度B和有效面积S都不变，它们之间的夹角发生变化．如图(c)所示．5．产生感应电流的条件(1)电路为闭合电路；(2)穿过电路的磁通量发生变化．注意：(1)、(2)两条必须同时满足，才能产生感应电流．2．判断感应电流有无的方法：(1)明确电路是否为闭合电路．(2)判断穿过回路的磁通量是否发生变化．3．ΔΦ与Φ意义不同，大小也没有必然的联系．感应电流的产生与Φ无关，只取决于Φ的变化，与ΔΦ有关．【题型归纳】题型一：感应电路产生的条件1．（2023秋·高二课时）关于感应电流，下列说法正确的是（）A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流B．只要闭合电路中有部分导线做切割磁感线运动，导体中就一定有感应电流C．若闭合电路中没有导体做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流2．（2023秋·安徽黄山·高二统考期末）下列情况能产生感应电流的是（）

A．如图（a）所示，导体AB顺着磁感线运动B．如图（b）所示，条形磁铁插入线圈中不动时C．如图（c）所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时D．如图（d）所示，矩形线圈只有一半在匀强磁场内，现以OO′为轴转动时3．（2023秋·高二课时练习）如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ。在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是（）

A．ab向右运动，同时使θ减小B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小C．ab向左运动，同时增大磁感应强度BD．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角（0°＜θ＜90°）题型二：线圈进出磁场产生的感应电流4．（2023春·云南保山·高二云南省保山第一中学校考期末）如图所示，线圈abcd水平向右穿过磁场区域B时，在以下情况中，线圈中有感应电流产生的是（）

A．整个线圈在磁场中上下平动时B．整个线圈都在磁场中左右平动C．线圈离开磁场的过程中D．线圈进入磁场后在它所在的平面内绕过a点垂直于纸面的轴旋转5．（2022秋·江苏徐州·高二统考学业考试）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a、b、c三个位置。则线圈中有感应电流产生的是（）A．位置a和位置b B．位置b和位置c C．位置a和位置c D．三个位置都有6．（2022·高二课时练习）如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外。若要使线框中产生感应电流，下列办法中不可行的是（）A．将线框向左拉出磁场B．以ab边为轴转动（小于90°）C．以ad边为轴转动（小于60°）D．以bc边为轴转动（小于60°）题型三：磁铁靠近和原理线圈产生的感应电流7．（2021·江苏盐城·高二校考学业考试）如图所示，一水平闭合导线框由条形磁铁的S极附近下落，从图中位置1经位置2到达位置3，其中位置2所在平面是跟磁铁中心轴线重合的水平面，位置1和位置3都靠近位置2。则在该过程中（）A．线框从位置1到位置2和从位置2到位置3都有感应电流产生B．线框从位置1到位置2和从位置2到位置3都没有感应电流产生C．线框从位置1到位置2有感应电流产生，从位置2到位置3没有感应电流产生D．线框从位置1到位置2没有感应电流产生，从位置2到位置3有感应电流产生8．（2023春·高二单元测试）如图所示，在纸面内放有一磁铁和一圆形导线圈，下列情况线圈中能产生感应电流的是（）A．将磁铁在纸面内向上平移 B．将磁铁在纸面内向右平移C．将磁铁绕垂直于纸面且过线圈圆心的轴转动D．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内9．（2022春·高二课时练习）如图，A和B都是铝环，环A是闭合的，环B是断开的，两环分别固定在一横梁的两端，横梁可以绕中间的支点转动。下列判断正确的是（）A．用磁铁的N极靠近A环时，A环会转动靠近磁铁B．用磁铁的N极靠近B环时，B环会转动靠近磁铁C．用磁铁的N极靠近A环，A环不会有感应电流产生D．用磁铁的N极靠近B环，B环不会有感应电流产生题型四：切割磁场或者开关产生的感应电路10．（2023春·安徽合肥·高二合肥市庐阳高级中学校考期中）法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。如图甲把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用长直导线连通，直长导线正下方平行于导线放置一个小磁针；如图乙两个线圈分别绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接灵敏电流计。实验中可能观察到的现象是（）A．图甲中，线圈A和电池断开瞬间，小磁针会偏转B．图甲中，只要A线圈中电流足够强，小磁针就会发生偏转C．图乙中，开关S接通一段时间之后，能使线圈B中产生感应电流D．图乙中，开关S接通后，改变滑动变阻器滑片的位置时，不可能使线圈B中产生感应电流11．（2022秋·山东枣庄·高二枣庄市第三中学校考期中）如图所示，两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针。实验中可能观察到的现象是（）

A．线圈A和电池连接瞬间，小磁针会偏转B．线圈A和电池断开瞬间，小磁针不会偏转C．用一节电池作电源小磁针不偏转，用十节电池作电源小磁针会偏转D．线圈B匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针会偏转12．（2023春·新疆昌吉·高二校考期中）如图示闭合电路的部分电路在磁场中的运动情况，产生感应电流的为（）A．B．C． D．【双基达标】一、单选题13．（2023·湖南·高二统考学业考试）圆形金属线圈位于通电直导线的附近，线圈与通电导线在同一平面内，导线中电流方向如图所示。以下过程，线圈中不产生感应电流的是（

）

A．增大导线中的电流 B．线圈在平面内远离导线运动C．线圈在平面内靠近导线运动 D．线圈在平面内平行导线运动14．（2023·湖南·高二学业考试）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a、b、c三个位置。则线圈中没有感应电流产生的是（

）

A．位置a B．位置b C．位置c D．三个位置都没有15．（2023秋·安徽合肥·高二校考期末）在匀强磁场中有两根平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直，导轨上有两根可沿导轨平动的导体棒ab、cd，ab、cd导体棒匀速移动的速度大小分别为和，如图所示，则下列情况回路中没有感应电流产生的是（）

A．ab、cd均向右运动，且 B．ab、cd均向右运动，且C．ab、cd均向左运动，且 D．ab向右运动，cd向左运动，且16．（2023秋·广西河池·高二统考期末）下列四幅图中，A图中条形磁铁静止在导体环中；B图中导体棒以一定的速度沿水平导轨向左运动；C图中的导体框沿纸面向上运动；D图中导体棒以一定的速度沿水平导轨向左运动。在电路中有感应电流产生的是（）A．

B．

C．

D．

17．（2023春·海南儋州·高二海南省洋浦中学校考期中）将一圆形导线环水平放置，在圆环所在空间加上一水平向右的匀强磁场，mn，pq为圆环上两条互相垂直的直径，mn为水平方向，pq为竖直方向，则下列选项中能使圆环中产生感应电流的是（）

A．让圆环以过圆心且垂直于圆环平面的轴顺时针转动 B．让圆环水平向右平动C．让圆环以mn为轴转动 D．让圆环以pq为轴转动【高分突破】一、单选题18．（2023春·陕西西安·高二校考开学考试）1921年一个十分神奇的与电有关的实验现象被法拉第发现了，出于对这个现象的好奇，他对这种现象潜心研究了十年，终于在1931年发现了在物理科技史上影响十分重大的电磁感应效应。下列四幅图所描述的情境，能够产生感应电流的是（）

A．甲图中，与干电池连接的左侧线圈开关保持闭合B．乙图中，条形磁铁快速穿过有缺口的线圈C．丙图中，线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向向右运动，线圈始终在磁场内D．丁图中，线框绕轴线AB转动19．（2023秋·云南大理·高二统考期末）如图所示，直线MN左侧有范围足够大的匀强磁场，金属线框abcd静止在磁场中，cd边与磁场边界重叠，磁场方向垂直线框平面。下列过程能在线框abcd中产生感应电流的是（）

A．线框向左平动 B．线框向右平动C．线框向下平动 D．线框向上平动20．（2023秋·广东梅州·高二校联考期末）如图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法不正确的是（）

A．松开按钮过程，螺线管中产生感应电流B．按下按钮过程，螺线管中产生感应电流C．按住按钮不动，螺线管中产生感应电流D．按住按钮不动，螺线管中不产生感应电流21．（2023秋·浙江宁波·高二统考期末）扫描隧道显微镜可用来探测样品表面原子尺度上的形貌，为了有效隔离外界振动对的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示，无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒定磁场，出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的磁通量变化最明显的是（

）

A．

B．

C．

D．

22．（2023秋·浙江金华·高二校联考期末）如图所示，把一个铜环先后放入甲、乙两个足够大磁场中，甲为匀强磁场，乙为非匀强磁场。磁场的中心轴AB、垂直铜环的平面且通过圆心，为圆环的竖直对称轴。下列说法正确的是（）

A．将铜环沿AB、方向移动，甲、乙两图中的铜环都有感应电流B．将铜环绕轴翻转，甲、乙两图中的铜环都有感应电流C．将铜环绕轴AB、旋转，甲、乙两图中的铜环都有感应电流D．将铜环沿垂直AB、方向上下来回移动，甲、乙两图中的铜环都有感应电流23．（2023春·河南郑州·高二郑州市第九中学校联考期中）关于电磁感应现象，下列说法正确的是（）A．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中不一定有感应电流B．当导体切割磁感线时，一定产生感应电流C．感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量变化D．感应电流的方向不可能与磁场的方向平行，但一定与导体运动的方向垂直24．（2023春·广西河池·高二校联考阶段练习）图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（）

A．按下按钮过程，螺线管Q端电势较高B．松开按钮过程，螺线管P端电势较低C．按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感应电动势D．按下和松开按钮过程，螺线管对磁铁的力方向相同25．（2023春·广西河池·高二校联考阶段练习）经过不懈的努力，法拉第终于在1831年8月29日发现了“磁生电”现象。如图所示，他把两个线圈绕在一个铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针，实验中可能观察到的现象是（）

A．合上开关，小磁针发生偏转，不会复原B．断开开关，小磁针偏转一下，随即复原C．只要线圈A中电流足够大，小磁针就会发生偏转D．线圈A中电流越大，小磁针偏转角度也越大26．（2023春·浙江嘉兴·高二统考期末）下列判断正确的是（）

A．图甲中磁铁向右插入不闭合线圈，线圈中会产生感应电动势B．图乙中矩形金属线圈水平向右移动，矩形线圈中会产生感应电流C．图丙中闭合导线框以其任何一条边为轴在磁场中旋转，都能产生感应电流D．图丁中水平放置的圆形线圈直径正上方导线中电流增大，线圈中产生感应电流27．（2023春·北京西城·高二北师大二附中校考阶段练习）某同学用手机内部的磁传感器测量地磁场磁感应强度大小，测得如图手机坐标系中x、y、z三个方向上的磁感应强度分别为，，，若将手机，边框看作闭合线圈，则（

）

A．；绕x轴旋转手机时边框中无感应电流B．；绕z轴旋转手机时边框中无感应电流C．；绕x轴旋转手机时边框中无感应电流D．；绕z轴旋转手机时边框中无感应电流二、多选题28．（2023秋·高二课时练习）在纸面内放有一磁铁和一圆形线圈（如图所示），下列情况线圈中不能产生感应电流的是（）

A．将磁铁在纸面内向上平移 B．将磁铁在纸面内向右平移C．将磁铁绕垂直于纸面的轴转动 D．将磁铁的极转向纸外，极转向纸内29．（2023秋·浙江宁波·高二统考期末）以下是几幅与磁场、电磁感应现象有关的图片，叙述正确的是（）

A．图甲中断开开关S瞬间，与线圈P连接的电流计的指针发生偏转B．图乙中电流方向如图所示，则铁环中心点的磁场垂直纸面向内C．图丙中若当电流从流入时，发现小磁铁向下运动，则小磁铁下端为极D．图丁中水平圆环位于两位置时穿过圆环的磁通量最大30．（2023春·内蒙古乌兰察布·高二校考阶段练习）如图所示，线圈Ⅰ和线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，下列情况中能引起电流计指针转动的是（）

A．闭合开关瞬间 B．开关闭合稳定后C．开关闭合稳定后移动滑动变阻器的滑片 D．断开开关瞬间31．（2023秋·高二课时练习）下图中能产生感应电流的是（）A．

B．

C．

D．

32．（2023秋·福建宁德·高二统考期末）如图所示，有一矩形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动。下图线圈中有感应电流的是（）A．

B．

C．

D．

33．（2023秋·高二课时练习）如图所示，A、B两回路中各有一开关S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能的是（）

A．先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转B．S1、S2闭合后，在断开S2的瞬间，电流计指针偏转C．先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转D．S1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，电流计指针偏转34．（2023春·四川内江·高二统考期末）如图，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，与都是线圈的两个对称轴．线圈在下列运动中，能使其中产生感应电流（）

A．向左或向右平动 B．向上或向下平动C．绕轴匀速转动 D．绕轴变速转动35．（2023春·四川成都·高二统考期末）下列四种情况中，可以产生感应电流的有（）

A．如图（a），闭合线圈在匀强磁场中沿垂直磁感线的方向水平向右运动B．如图（b），导体棒在匀强磁场中沿磁感线方向上下运动C．如图（c），条形磁铁插入线圈的过程D．如图（d），小螺线管置于大螺线管中不动，开关接通瞬间36．（2023·全国·高二假期作业）某实验装置如图所示，在铁芯P上绕有两个线圈A和B，如果线圈A中电流i与时间t的关系有甲、乙、丙、丁四种情况，如图所示，则在t1~t2这段时间内，能在线圈B中产生感应电流的是（）

A．甲 B．乙C．丙 D．丁37．（2023春·安徽黄山·高二统考期末）如图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形线圈，线圈平面与磁场垂直，是线圈的对称轴，能使线圈产生感生电流的是（）

A．线圈向右加速移动B．线圈不动，磁感应强度增大C．线圈垂直于纸面向里平动D．线圈绕轴转动38．（2023春·江西南昌·高二南昌大学附属中学校联考阶段练习）如图，水平面下有一根平行于轴且通有恒定电流的长直导线，直导线中电流方向如图所示。、和为水平面上的三点，平行于轴，平行于轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在点，可沿不同方向做直线运动，运动过程中线圈平面始终与水平面平行，导线在点正下方，远大于圆形线圈的半径。下列说法正确的是（

）

A．线圈从点开始沿轴负方向运动时，线圈中无感应电流B．线圈圆心分别在和点时，穿过线圈的磁通量不相等C．线圈沿方向运动过程中，感应电流方向始终不变D．线圈沿方向运动过程中，线圈受的安培力方向由指向三、填空题39．（2023秋·陕西宝鸡·高二统考期末）现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电