新课标2024高考物理总复习第十章电磁感应教师用书含解析

电磁感应

考纲要求考情分析

电磁感应现象I1.命题规律

磁通量I近几年高考对该部分内容重点考查了感应

法拉第电磁感应定律II电流的产生、感应U动势的方向推断和大小计算

楞次定律II等。常以选择题形式考查对基础学问、基本规律

的理解与应用，以计算题的形式考查综合性问

题，如动力学、能量、电路、图像等与电磁感应

结合的问题，一般难度较大，分值较高。

2.考查热点

预料近几年高考对该部分内容仍将以法拉

自感、涡流I

第电磁感应定律为核心，利用与之相关的力电综

合问题，考查学生的综合分析及运用数学学问解

决物理问题的实力。在复习过程中还要多关注电

磁感应现象与现代科技、生活相结合的新情颦题

目。

第62课时电磁感应现象和楞次定律（双基落实课）

点点通（一）对电磁感应现象的理解和推断

1.电磁感应现象

当穿过闭合电路的磁通量发生变更时,电路中有逊速近产生的现象。

2.产生感应电流的条件

（1）条件：穿过闭合电路的磁通量发生变更。

（2）特例：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。

3.产生电磁感应现象的实质

电磁感应现象的实质是产生感应电动势,假如回路闭合则产生感应电流;假如回路不闭

合，则只产生感应电动势,而无感应电流。

［小题练通］

】.（鲁科教材原题）如图所示，条形磁铁以速度/向螺线管靠近，下面口

几种说法中正确的是（）£匕I/

A.螺线管中不会产生感应电流丫口力

B.螺线管中会产生感应电流口

C.只有磁铁速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流

D.只有在磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流

解析：选B条形磁铁以速度/向螺线管养近时，螺纹管中磁逋量增加，故会产生感应

电流，B正确。

2.（多选）（沪科教材原题）如图所示，导线仍和cd相互平行，在下

列状况中，使导线cd中有感应电流产生的是（）

A.将开关S闭合或断开

B.开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片〃向右移动

C.开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片尸向左移动

D.开关S始终闭合.滑动变阻踞的滑片，也不移动

解析：选ABC开关S闭合或断开，以及滑动变阻器的滑片产向左、右移动时，ab中电

流均会发生变更，导致电流四周磁场发生变更，穿过cd所在的闭合同路的磁通量发生变更,

故cd中产生感应电流，A、B、C正确。

3.如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列四种状况下，线框中会产生

感应电流的是（）

甲乙

A.如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左、右运动

B.如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上、下运动

C.如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线力6转动

［）.如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线外转动

解析：选C题图甲中线框左、右运动，题图乙中线框上、下运动，题图丁中线框绕与

磁感线平行的轴线面转动，穿过线框的磁通量始终为零，故不能产生感应电流，只有题图

丙中线框绕与磁感线垂直的轴线/的转动时，线框中磁通量会发生变更而产生感应电流。故

C正确。

［融会贯穿〕

推断有无感应电流的步骤

（1）确定探讨的回路。

（2）弄清晰回路内的磁场分布，并确定穿过该回路的磁通量中。

不变一无感应电流。

⑶。变更」回路闭合’有感应电流;

I回路不闭合，无感应电流，但有感应电动势。

点点通（二）楞次定律和右手定则

1.楞次定律

（1）内容：感应电流的磁场总要陛晅引起感应电流的越避呈的变更。

（2）适用范围：适用于一切回路磁通量变更的状况。

2.右手定则

（1）运用方法

伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内:

让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运^的方向，这时匹指所指的方向

就是感应电流的方向。

⑵适用范围：适用干部分导线切割磁感线的状况„

［小题练通］

1.（多选）如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，

横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环,

后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象及现象分析正确的

是（）

A.磁铁插向左环，横杆发生.转动

B.磁铁插向右环，横杆发生转动

C.磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流

D.磁铁插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流

解析：选BD磁铁插向左环，左环不闭合，不会产生感应电流，但会产生感应电动势,

而磁铁插向右环，右环中会产生感应电动势和感应电流，依据唠次定律，磁铁插向右环时,

横杆会发生转动，故B、D正确。

2.（鲁科教材原题）某试验小组用如图所示的试验装置来验证楞

次定律。当条形磁铁自上而下穿过线圈时，通过电流计的感应电流2

方向是（）/显'---J

A.a-G-b建三^^

B.先a-*G-*Z>»后*G**a

D.先Z^G-后a~^G-*-b

解析：选D依据楞次定律，磁铁穿进线圈时，电流方向是/LG-a,穿出线圈时，电

流方向是ZLG—b,故D正确，

3.（多选）（沪科教材原题）如图所示，〃为固定闭合电路的一段导体的横截面。

若使一对异性磁极相对P运动，并让尸始终处于磁场中，则下列说法中正确的是□

（）

A.磁极以直向上运动时，户中不产生感应电流II

B.磁极竖直向下运动时，夕中产生指向纸外的感应电流

C.磁极向左运动时，〃中产生指向纸里的感应电流

D.磁极向右运动时，尸中产生指向纸里的感应电流

解析：选AD磁极竖直上、下运动时，〃不切割磁感线，故不产生感应电流，A正确，

B错误：磁极左、右运动时，P切割磁感线，产生感应电流，依据右手定则，磁极向左运动

时.，〃中产生指向纸外的感应电流，C错误；磁极向右运动时，户中产生.指向纸里的感应电

流，D正确。

［融会贯穿］

楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的缘

由。列表说明如下：

内容例证

阻碍原磁通量变更冢工上磁铁靠近，

一一“增反减同”

六加NS二者相斥

阻碍相对运动NTSV磁铁远离，

布%%同向，

-“来拒去留”/i/AT^NS二者相吸

snP、Q是光滑固定导轨，

,口：是可动金属棒，

使回路而积有扩大或缩小//磁铁下移，面枳应

Q

TbM小，“b里近

的趋势一一“增缩减扩”

XXX*8

*038减小，线圈扩张

XXXX

阻碍原电流的变更

~8-------------1合上S,B灯先亮

一一“增反减同”

归纲迁旧・综言提能

1.三定则、肯定律的比较

适用范围基本现象

—

安培定则电流的磁效应电流、运动电荷四周产生磁场

左手定则磁场力磁场对电流、运动电荷的作用

右手定则部分导线做切割磁感线运动

电磁感应

楞次定律闭合回路的磁通量发生变更

2.巧记妙用

(1)三个定则特殊简单混淆，可用特殊方法记忆，比如左“力”右“电”，先左后右(先

学磁场力，后学电磁感应)。

（2）探讨感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定

安培力的方向，有时也可以干脆应用楞次定律的推论确定。

［课堂综合训练］

1.（多选）（2024•全国卷【）如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一千

线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的炉与南

直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针।।

处于静止状态。下列说法正确的是（）Q

A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面对里的方向转动

B.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面对里的方向

C.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面对外的方向

D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面对外的方向转

解析：选AD依据安培定则，开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场，开关闭合后的

瞬间，依据楞次定律，直导线上将产生由南向北的电流，依据安培定则，直导线上方的磁场

垂直纸面对里，故小磁针的N极朝垂直纸面对里的方向转动，故A正确：同理，D1E确：开

关闭合并保持一段时间后，直导线上没有感应电流，故小磁针的N极指北，故B、C错误。

2.如图所示，两同心圆环/、8置于同一水平面上，其中夕为匀称带负—、

电绝缘环，力为导体环。当方跷环心0转动时，力产生顺时针方向电流且具有］

扩展趋势，则6的转动状况是（

A.顺时针加速转动B.顺时针减速转动

C.逆时针加速转动D.逆时针减速转动

解析：选A由题意可知，力中感应电流为顺时针，由右手螺旋定则可知，月中感应电

流的内部磁场向里，由楞次定律可知，引起感应电流的原磁场可能为：向外增人或向里减小：

若原磁场向外增大，则8中电流应为逆时针且渐渐增大，由于8带负电，故8应顺时针转动

旦转速增大；若原磁场向里减小，则少中电流应为顺时针旦渐渐减小，故〃应逆时针转动且

转速减小；乂因为导体环/具有扩展趋势，则占中电流应与力中电流方向相反，即8应顺时

针转动且转速增大，A正确。

3.（多选）航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的，电磁驱左J'：;福制右、

动原理如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈端点的金

属环被弹射出去，现在固定线圈左侧同一位置，先后放有分别用横截AI，!

面积相等的铜和铝导线制成的形态、大小相同的两个闭合环，且电阻率。锹V。殆，闭合开

关s瞬间（）

A.从左侧在环中感应电流沿顺时针方向

B.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力

C.若将铜环放在线圈右侧，环将向左运动

D.电池正负极调换后，环不能向左弹射

解析：选AB在闭合开关S的过程中，固定线圈中电流为右侧流入，磁场向左变强,

则由楞次定律可知，环中感应电流由左侧看沿顺时针方向，故A正确；由于铜环的电阻较小,

故铜环中感应电流较大，铜环受到的安培力要大于铝环，故B正确：若铜环放在线圈右侧，

依据“来拒去留”可得，环将向右运动，故C错误：电池止负板调换后，环受力仍向左，故

仍将向左弹射，故D错误。

4.（多选）（2024•湖北八校联考）已知地磁场类似于条形磁铁产牛r—----门

的磁场，地磁场N极位于地理南极旁边。如图所示，在湖北某中学试II［北

验室的水平束面上，放置边长为/.的正方形闭合导体线框aAd线框1J----1中

的ad边沿南北方向，劭边沿东西方向，下列说法正确的是（）

A.若使线框向东平移，则a点电势比d点电势低

B.若使线框向北平移，则a点电势等于8点电势

C.若以ad边为轴，将线框向上翻转90°,则翻转过程线框中电流方向始终为adc加

方向

D.若以a。边为轴，将线框向上翻转90°,则翻转过程线框中电流方向始终为adcM

方向

解析：选AC地球北半球的磁场方向由南向北斜向下分布，可分解为水平向北和竖直

向下两个重量。若线框向东平移，依据右手定则可知a点电势低于4点电势，A项正确；若

线框向北平移，依据右手定则可知8点电势高于力点电势，B项错误；若以ad边为轴，将

线框向上翻转90°过程中，穿过线框的磁通量渐渐减小，依据楞次定律及安培定则可知，

线框中的电流方向始终为adcba方向，C项正确：若以公边为轴，将线框向上翻转90°过

程中，穿过线框的磁通量先增人后减小，依据楞次定律及安培定则可知，线框中的电流方向

为先沿abcda方向再沿adcba方向，故D项错误。

5.如图所示，通电导线.，肿与单匝圆形线圈a共面，位置靠近圆形线圈

a左侧且相互绝缘。当楸冲电流突然减小时，下列说法正确的是（）

A.线圈a中产生的感应电流沿顺时针方向a\l）

B.线圈a中产生的感应电流沿逆时针方向牛1

C.线圈a所受安培力的合力方向垂直纸面对里

D.线圈a所受安培力的合力方向水平向左

解析：选A依据安培定则，航中电流产生的磁场在机V左侧垂直纸面对外，在J邠右侧

垂直纸面对里，由于J网位置靠近线圈a左侧，所以线圈a中合磁场方向为垂直纸面对里，

当物中电流突然减小时，垂直纸面对里的磁通量削减，依据楞次定律可知，线圈a中产生

的感应电流沿顺时针方向，选项A正确，B错误；由左手定则可知，线圈a左侧所受安培力

方向水平向右，线圈a右侧所受安培力方向水平向右，所以线圈目所受安培力的合力方向水

平向右，选项C、D错误。

［课时跟踪检测］

1.（2024•大庆试验中学模拟）如图所示，套在条形磁铁外的三个

线圈，其面积S>S=£,线度1、2在同一位置，且线圈3在磁铁的正

中间。设各线圈中的磁通量依次为3、必、3”则它们的大小关系是

()

A.力）①〉①、B.①〉①尸①、

C.义处D.①2=

解析：选C在条形磁铁内、外都有磁场，套在条形磁铁外的三个线圈的磁通量为内部

向左的磁通量减去外部向右的磁通量,而其内部向左的磁通量相同，外部向右的磁通量越大,

总磁通量越小，线圈1、2在同一位置，线圈1的外部面积大，则向右的磁通量大，故①>①

线圈2、3面积一样，线圈3位置外部向右磁通量小，则①〉①2,可知①0g,选项C

正确。

2.（2024•天水一中月考）如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑

动变阻器和开关组成闭合回路。在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环

儿不计铁芯和铜环/之间的摩擦。则下列状况中铜环/I会向右运动的

是（）

A.线圈中通以恒定的电流

B.通电时，使滑动变阻器的滑片户向右匀速移动

C.通电时，使滑动变阻器的滑片〃向左加速移动

D.开关突然断开的瞬间

解析：选C铜环月向右运动，说明穿过月的磁通量在增加，绕在铁芯上的线圈中的电

流在增大，故选项C正确。

3.（2024•福建质检）法拉第在1831年发觉了“磁生电”现象。如

图所示，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈/和电池连接，线苣氏类匚

圈8用导线连通，导线下而平行放置一个小磁针。试验中可能观察到

的现象是（）

A.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

B.线圈〃匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针会偏转

C.线圈力和电池接通瞬间，小磁针会偏转

D.线圈力和电池断开瞬间，小磁针不偏转

解析：选C依据“磁生电”即电磁感应现象的产生条件知，选项A、B错误：只有在

线圈力和电池接通或断开的瞬间，线圈4中才能产生感应电流，电流产生磁场，使导线下面

平行放置的小磁针发生偏转，选项C止确，D错误。

4.（2024•全国卷I）扫描隧道显微镜（STM）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STM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家铜薄板

磁场：出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（）

OEBaI

•XXX!•••!；xxx

；xxx

解析：选A施加磁场来•央速衰减STM的微小振动，其原理是电磁阻尼，在振动时通过

紫铜薄板的磁通量变更，紫铜薄板中产生感应电动势和感应电流，则其受到安培力作用，该

作用阻碍紫铜薄板振动，即促使其振动衰减。方案A中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振

动，通过它的磁通量都发生变更：方案B中，当紫铜薄板上下振动时，，通过它的磁通量可能

不变，当紫铜薄板向右振动时，通过它的磁通量不变：方案C中，紫铜薄板上下、左右振动

时，通过它的磁通量可能不变；方案D中，当紫铜薄板上下振动时，通过它的磁通量可能不

变。综上可知，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是A。

5.如图所示，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，

若要使圆环中产生图中箭头方向的感应电流，下列方法可行的是

（）

A.使匀强磁场匀称增加

B.使圆环绕水平轴仍如图转动30°

C.使圆环绕水平轴cd如图转动30°

D.保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动

解析：选A依据右手螺旋定则，圆环中感应电流产生的磁场竖直向下与原磁场方向相

反，依据楞次定律，说明通过圆环磁通量在增大，原磁场增加则磁通量增大，A正确；使圆

环绕水平轴ab或cd如题图所示转动30°,圆环在垂直磁场方向.上的投影面积减小，磁通

量减小，只会产生与题图所示方向相反的感应电流，B、C错误：保持圆环水平并使其绕过

圆心的竖直轴转动，圆环仍与磁场垂直，磁通量不变，不会产生感应电流，D错误。

6.（多选）如图所示，闭合的铝环竖直放置，在其右侧的轴线上水平

△

放置一小磁针，小磁针可在水平方向上自由运动，下列说法正确的是

•一••Ns

（）U

A.假如铝环向右运动，则小磁针沿水平方向向右运动

B.假如铝环向右运动，则小磁针沿水平方向向左运动

C.假如铝环垂直轴线向上运动，则小磁针沿水平方向向右运动

I）.假如铝环垂直釉线向上运动，则小磁针沿水平方向向左运动

解析：选AD假如铝环向右运动，则穿过铝环的磁通量向左增加，则感应电流的磁场

向右，从左向右看铝环中的感应电流沿顺时针方向，则铝环的右侧相当于X极，则小磁针沿

水平方向向右运动，A正确，B错误：假如铝环垂直轴线向上运动，则穿过铝环的磁通量向

左削减，则感应电流的磁场向左，从左向右看铝环中的感应电流沿逆时针方向，则铝环的左

侧相当于N极，则小磁针沿水平方向向左运动，C错误，D正确。

7.（多选）如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁

感应弱度方的正方向，螺线管与U形导线框cd”相连.导线框。加1内有•半价很小的金属

圆环心圆环面积为S,圆环与导线框cd"•在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度随时间

A.在力忖刻,金屈圆环£内的磁通量最大,最大值①e=R、S

B.在b时刻，金属圆环£内的磁通量最大

C.在力〜府时间内，金属圆环/,有扩张的趋势

D.在力〜£?时间内，金属圆环£内有顺时针方向的感应电流

解析:选BD当螺纹管内的磁感应强度随时间按题图乙所示规律变更时，在导线框cdef

内产生感应电动势和感应电流，在力时刻，螺线管内磁通量的变更率为零，感应电动势为

零，感应电流为零，金属圆环£内的磁通量为零，选项A错误；在时刻，螺线管内磁通

量的变更率最大，感应电动势最大，感应电流最大，金属圆环L内的磁通量最大，选项B

正确；在公〜上时间内，螺线管内磁通量减小，由楞次定律及安培定则知，导线框。曲/'内

产生逆时针方向感应电流，螺线管内磁通量的变更率渐渐增大，则感应电动势渐渐增大，感

应电流渐渐增大，金属圆环£内磁通量增大，依据愣次定律及安培定则知，金属圆环£内有

顺时针方向的感应电流，金属圆环/有收缩的趋势，选项C错误，I）正确。

8.（多选）（2024•山东试验中学一诊）匀强磁场中有一细金属圆环，圆环平而位于纸面

内，如图甲所示。磁场方向垂直纸面，规定垂直纸面对里的方向为正，磁感应强度夕随时间

£的变更规律如图乙所示。用△、卜、4分别表示血、血、左段的感应电流，R、R、A分

别表示圆环产生对应感应电流时其中一小段受到的安培力。贝M）

甲乙

A.4沿逆时针方向，/2沿顺时针方向

B.A沿顺时针方向，心沿逆时针方向

C.内方向指向圆心，见方向指向圆心

D.K方向背离圆心向外，K方向指向圆心

解析：选AD由题图乙可知，在①段磁场方向垂直纸面对里，穿过圆环的磁通量增加，

由楞次定律可知，感应电流4沿逆时针方向，在油段磁场方向垂直纸面对里，穿过圆环的

磁通量削减，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，在乩段磁场方向垂直纸而对外,

穿过圆环磁通量增加，由楞次定律可知,感应电流入沿顺时针方向,选项A正确.B错误：

由左手定则可知，过程中某一小段电流受到的安培力在方向指向圆心，过程中某一小

段电流受到的安培力内方向背离圆心向外，儿过程中某一小段电流受到的安培力A方向指

向圆心，选项C错误，D正确,

第63课时法拉第电磁感应定律（重点突破课）

考点一法拉第电磁感应定律

1.内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟算过这一电路的磁通量的变理成正比。

A①

2.公式：这样求的是A1时间内的平均感应电动势,其中〃为线圈师数.

3.导体切割磁感线时的感应电动势：E=B"n。,式中/为导体切割磁感线的有效

长度，?为『与8的夹角。求瞬时感应电动势要用该公式，当然，代入平均速度时，该公

式也可以求平均感应电动势。

［例1］如图所示，有一接在电容耦。两端的单匝圆形线圈，其内近工

存在着垂直线圈平面对里的匀强磁场，其磁感应强度为反已知圆的半T2

径r=5cm,电容。=20uF,当磁感应强度4以4X1（）"T/s的变更率匀称增加时（)

A.电容器a板带止电,电荷量为2冗X100C

B.电容器a板带负电,电荷量为2又X10-9C

C.电容器6板带正电,电荷量为4丸X10-9c

D.电容器〃板带负电,电荷量为4万X10-9C

［解析］依据楞次定律知，感应电动势的方向沿逆时针，则电容器a板带正电，〃板带

负电，依据法拉第电磁感应定律得^=—5=4X10-2XJTX52XI0-'*V=nX10-4V,则Q

=a^CX=2X10-GXJiX10_4C=2nX10-9C,选项A正确，B、C、D错误。

［答案］A

考法2导体切割磁感线问题

［例2］（2015•海南高考）如图，空间有一匀强磁场，始终金属棒与xxxxx

磁感应强度方向垂直，当它以速度。沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运*

XXX\xX

动时，棒两端的感应电动势大小为£;将此棒弯成两段长度杓等且相互xxxxx

垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度

。运动时，棒两端的感应电动势大小为£'。则;一等于（）

A.1B,孚

乙乙

C.1D./

［解析］设棒长度为/，则棒不弯折时感应电动势£=Blv,弯折后，切割磁感线的有

效长度/'=事乙其感应电动势£'=B1'。=乎刃忆所以~5一=孚，故B正确。

［答案］B

I.易错提示」

本题考查对切割磁感线产生感应电动势公式夕=见/的应用，解题时应留意/是“有效

切割长度”。

（1）若，与夕不垂直，则/在垂直于方的方向的投影长度为有效切割长度。

（2）若/出现弯折的状况，则先将两端点相连，再确定其有效切割长度。

［集训冲关］

1.如图所示，半径为r的〃匝线圈套在边长为£的正方形aAd之外，匀强

磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形，当磁感应强度以管的变更率匀称

At

变更时，线圈中产生的感应电动势的大小为（）

△(p

解析：选D依据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势的大小为Q/rx7=

〃1’•D正确。

2.如图所示，在磁感应强度为反方向垂直纸面对里的匀强磁xxwxx

场中，金属杆在平行金属导轨上以速度/向右匀速滑动，柳'中

产生的感应电动势为“；若磁感应强度熠加为28其他条件不变，

xT

物V中产生的感应电动势变为则通过电阻己的电流方向及月与c

X

反之比分别为()

C.a—c,I：2D.c-^a,12

解析：选C由右手定则可知，电阻〃上电流的方向为a-c,由夕=及＞可知，6：£

=1：2,C正确。

3.(2024•北京高考)如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b,

磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度〃随时间匀称增大,两圆环:。:

半径之比为2：1,圆环中产生的感应电动势分别为原和区。不考虑两•«•*•

圆环间的相互影响。下列说法正确的是()

A.Elt:瓦=4：1,感应电流均沿逆时针方向

B.£：区=4：1,感应电流均沿顺时针方向

C.2：氏=2：1,感应电流均沿逆时针方向

D.瓦：氏=2：1,感应电流均沿顺时针方向

解析：选B由楞次定律即，题图中圆环感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，故感

应电流沿顺时针方向。由法拉第电磁感应定律知E=T=W='"::",由于两圆环半

径之比凡：见=2：1,所以瓦：瓦=4：1,选项B正确。

考点二自感和涡流

1.自感

(1)概念：由于导体本身的曳途变更而产生的电磁感应现象称为自感。

(2)自感电动势；山于自感而产生的感应电动势,表达式£一浣。

(3)自感系数Z：与线圈的大小、形态、虺遨以及是否有铁芯等因素有关，单位为亨利

(4)区分通电自感与断电自感

通电自感断电自感

电路图

L

器材规格A1、A?灯同规格，R=R,£较大£很大（有铁芯），

开关S闭合瞬间，A2灯马上亮起来，Ai开关S断开时，A灯突然闪亮一下后再

现象视察

灯渐渐变亮，最终一样亮慢慢熄火

能量转化电能转化为磁场能磁场能转化为电能

2.涡流

当线圈中的电流发生变更时，在它旁边的任何导体中都会产生感应电流，这种电流看起

来像水的旋涡，所以叫涡流。

［考法细研］

考法1自感现象的分析

［例1］（2024・石家庄调研）如图所示,电路中£是一电阻可忽视

不计的电感线圈，爪。为人的左、右两端点，A、B、C为完全相同的三

盏灯泡，原来开关S是闭合的，三盏灯泡均发光。某时刻将开关S断开,

则下列说法正确的是（）

A.a点电势高于。点,A灯闪亮后缓慢熄灭

B.8点电势高于a点,B、C灯闪亮后缓慢熄灭

C.a点电势高于/＞点,B、C灯闪亮后缓慢熄灭

D.6点电势高于a点,B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭

［解析］开关S闭合稳定时;电感线圈支路的总电阻比B、C灯支路电阻小，故流过A

灯的电流人大于流过B、C灯的电流k,且电流方向由a到6,a点电势高于力点。当开关S

断开，电感线圈会产生自感现象，相当于电源，。点电势高于a点，阻碍流过A灯电流的减

小，瞬间流过B、C灯支路的电流比原来的大，故B、C灯闪亮后缓慢熄灭，故B正确。

［答案］B

［规律方法］

自感线圈在电路中的作用

（1）电路突然接通时，自感线圈产生感应电动势，阻碍电流变更使与之串联的灯泡不是

马上变亮，而是渐渐变亮。

（2）电路突然断开时，自感线圈产生感应电动势，在电路中相当于新的电源。若产生的

电流比原来的大，则灯泡“闪亮”一下再熄灭；若产生的电流不大于原来的电流，则灯泡不

能“闪亮”而渐渐熄灭。

考法2涡流的应用

［例2］（多选）（2024・重庆巴蜀中学一诊）如图所示，在线圈正上方

放置一盛有冷水的金属杯，现接通沟通电源，几分钟后，杯中的水沸腾起

来.七时刻的电流方向已在图中标出.日此时电流TF在增大.则下列关干

把水烧开的过程中发生的电磁感应现象的说法正确的有（）

A.金属杯中产生涡流，涡流的热效应使水沸腾起来

B.跖时刻，从上往下看，金属杯中的涡流沿顺时针方向

C.G时刻，从上往下看，金属杯中的涡流沿逆时针方向

D.将沟通电源断开的瞬间，金属杯中的涡流也瞬间消逝

［解析］由于沟通电在线圈中产生变更的磁场，变更的磁场穿过金属杯可以在金属杯中

产生变更的电场，从而产生涡流，使水沸腾，A正确：叁时刻电流从线圈的上端流入且电流

正在增大，则穿过金属杯的磁场是向下增大的，所以依据楞次定律，感应电流的磁场方向肯

定是向上的，由安培定则可知，从上往下行，金属杯中的涡流沿逆时针方向，C正确，B错

误：将沟通电源断开的瞬间，线圈中没有了变更的电流，金属杯中的涡流也瞬间消逝，DIE

确。

［答案］ACD

［集训冲关］

1.（多选）（2024•洛阳模拟）如图所示,电路中A、B是两个完全

相同的灯泡,L是一个自感系数很人、直流电阻为零的自感线阖,

则下列推断正确的是（）

A.S闭合瞬间，A灯和B灯同时亮

B.S闭合后电路稳定前，B灯先亮一下再渐渐变暗，A灯渐渐变暗

C.S闭合电路稳定后，A灯和B灯亮度相同

I）.S闭合电路稳定后，再断开S时，A灯要亮一下再熄灭

解析：选ADS闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以A、B灯同时发光，选项A正确：

由于线圈的电阻为零，A灯渐渐被短路，流过A灯的电流渐渐减小，A灯渐渐变暗，直至熄

灭，而流过B灯的电流增大，所以B灯变亮，选项B错误；结合以上的分析可知，S闭合电

路稳定后，A灯熄灭，选项C错误；断开S的瞬间，B灯的电流突然消逝，马上熄灭，流过

线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当于电源，阻碍线圈中电流的减小，所以A灯要

亮一下再熄灭，选项D正确。

2.（2024•北京岛考）图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，心利心为电感

线圈。试验时，断开开关8瞬间，灯儿突然闪亮，随后渐渐变暗：闭合开关Sa,灯A2渐渐

变亮，而另一个相同的灯儿马上变亮，最终h与A?的亮度相同。下列说法正确的是（）

A.图1中,A与/”的电阻值相同

B.图1中,闭合,,电路稳定后，Ai中电流大于%中电流

C.图2中,变阻器〃与4的电阻值相同

D.图2中,闭合力瞬间，乙中电流与变阻静"中电流相箸

解析：选C题图1中，电路稳定时通过Ai的电流记为h通过乙的电流记为//,S.

断开瞬间，Ai突然变亮，可知//〉/,因此％和心电阻值不相等，所以A、B错误；题图2

中，闭合％时，由于自感作用，通过A与A2的电流儿会渐渐坤大，而通过"与A：,的电流人

马上变大，因此电流人与人不相等，所以D错误，由于最终儿与A,亮度相同，所以两支路

电流/相同，依据部分电路欧姆定律，两支路电压〃与电流/均相同，所以两支路电阻相同,

由于/“、A.完全相同，故变阻器"与乙的电阻值相同，所以C正确。

3.如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和

一玻璃杯水。给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温上升，则通入

的电流与水温上升的是（

A.恒定直流、小铁锅

B.恒定直流、玻璃杯

C.变更的电流、小铁锅

D.变更的电流、玻璃杯

解析：选C通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，选项A、B错

误；通入变更的电流，所产生的磁场发生变更，在空间产生感生电场，小铁锅是导体，感生

电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温上升：涡流是由变更的磁场在导体内产生

的，所以玻璃杯中的水不会升温，选项C正确，D错误。

［课时跟踪检测］

1.一单座矩形线框置于匀强磁场中，线框平曲与磁场方向垂直。先保持线框的面积不

变，将磁感应强度在1s内匀称地增大到原来的两倍。接着保守增大后的磁感应强度不变,

在1s内，再将线框的面积匀称地减小到原来的一半。先后两个过程中，线框中感应电动势

的比值为（）

A.1B.1

C.2D.4

A（1）

解析：选B依据法拉第电磁感应定律少=/7,设初始时刻磁感应强度为氏，线框面

积为则第一个过程的感应电动势为&=妾=ZUS畔;其次个过程的感应

dEtoCo

qAS2*>-f）RG

电动势为柩=笠盛一一.一：吟,所以两个过程线框中的感应电动势相等，比值为1,

△rfoio

故选项B正确。

2.如图所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为以方向近直纸面对x*乂f

里的匀强磁场中，已知助=儿?=£,当它以速度/向右水平运动时，a、czg

两点间的电势差为（）axxbx

A.BLvB.应rsin0

C.BLvcos0D.应r（l+sin〃）

解析：选B当金属弯杆以速度r向右水平运动时，其有效切割K度为£bin。，故感

应电动势大小为avsin8,即a、c两点间的电势差为avsin0,故选项B正确。

3.如图所示，匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆xmxxx

直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大

小为在。使该线框从静止起先绕过圆心〃、垂直于半圆面的轴以角速度3"x（J

匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时

间线性变更。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变更率

；/的大小应为（）

43反

B.n

解析：选C当线框绕过圆心0的轴以角速度3匀速转动时，由于面积的变更产生感

应电动势，从而产生感应电流,设半圆的半径为n导线框的电阻为R，即/=4=点=*

=一^=阳3当线框不动'磁感应强度变更时'/2=拄羔=贽3=1税■'因

/l=/2,可得尚孑=22，选项C正确。

4.如图所示，半径为厂的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场/，中，xflx

绕过。点的轴以角速度出沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻E的电流

的方向和大小是（金属圆盘的电阻不计）（）

Bi*3Br3

A.由c至ijd,/=—7-B.由4到c,Z=—

Kn

Br3fir（t）

C.由。到d,I—D.由4到c,I—„„

Z9/iAK

解析：选D由右手定则判定通过电阻"的电流的方向是由d