人教版高二物理暑假转型提升：电磁感应现象及应用

第14讲电磁感应现象及应用

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学习目标

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i.理解磁感线的概念，知道磁感线的特点.

2.理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向.

3.理解磁感应强度的概念，知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量.

4.理解磁通量的概念，会计算磁通量的大小.

1雷基础知.

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一划时代的发现

1.“电生磁”的发现

1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应.

2.“磁生电”的发现

1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象.

3.电磁感应

法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流.

二产生感应电流的条件

1.实验：探究感应电流产生的条件

探究一：如图1甲实验中，让导体棒在磁场中保持相对静止时或者平行于磁场运动时，无论磁场多强，闭

合回路中都没有电流，当导体仍做切割磁感线运动时，闭合回路中有电流产生.

图1

探究二：如图乙，当线圈A的电流不变时，线圈8所在的回路中没有电流产生；当线圈4的电流变化时,

线圈2所在回路中就有了电流.

2.产生感应电流的条件：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流.

三电磁感应现象的应用

生产、生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据电磁感应制造的.

考点剖析

考点一：产生感应电流的条件

【例1】（2022•陕西・西安市阎良区关山中学高二期中）以下四幅图所示的实验中，能够揭示电磁感应现象

的是（

【答案】C

【解析】A.该实验中小磁针在导线通电瞬间发生偏转，能够揭示电流的磁效应，与电磁感应无关，故A

不符合题意;

B.该实验揭示了通电导体在磁场中会受到力的作用，与电磁感应无关，故B不符合题意；

C.该实验中当导体棒在两磁极间切割磁感线时，电流计指针会发生偏转，即导体棒中产生了感应电流,

能够揭示电磁感应现象，故C符合题意;

D.该实验是模拟电动机模型，揭示了通电导体在磁场中会受到力的作用，与电磁感应无关，故D不符合

题意。

考点二：产生感应电流的判定

【例2】.（多选）（2020・池州一中高二期中）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，与时间f的关系有甲、乙、丙、丁四种情况，如图所示，则在九〜叁这段时间内，能在线圈B

中产生感应电流的是（）

建港电流表

乙

力h0力t2

丙T

甲乙

丙D.T

【答案】BCD

【解析】

根据产生感应电流的条件，即线圈磁通量发生变化。A中电流不变，即线圈A中产生磁场的磁感应强度不

变，线圈B中不会产生感应电流；B、C、D中电流发生改变，B、C、D中产生磁场的磁感应强度发生

变化，线圈B中产生感应电流，B、C、D正确。

1.（2020•全国•高考真题）管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，

圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量

使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为（）

A.库仑B.霍尔C.洛伦兹D.法拉第

【答案】D

【详解】由题意可知，圆管为金属导体，导体内部自成闭合回路，且有电阻，当周围的线圈中产生出交变

磁场时，就会在导体内部感应出涡电流，电流通过电阻要发热。该过程利用原理的是电磁感应现象，其发

现者为法拉第。故选D。

2.（2017•江苏•高考真题）如图所示，两个单匝线圈a、力的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场8的边缘

恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（）

A.1：1B.1：2C.1：4D.4：1

【答案】A

【详解】根据磁通量的定义，当A垂直于S时，穿过线圈的磁通量为。=6S,其中S为有磁感线

穿过区域的面积，所以图中a、力两线圈的磁通量相等，所以A正确；BCD错误.

【名师点睛】本题主要注意磁通量的计算公式中S的含义，它指的是有磁感线穿过区域的垂直

面积.

3.（2014.全国.高考真题）在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是（）

A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组合成一闭合回路，然后观察电流表的变化

B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化

C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流

表的变化

D.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化

【答案】D

【解析】法拉第发现的电磁感应定律并总结出五种情况下会产生感应电流，其核心就是通过闭合线圈的磁

通量发生变化，选项AB中，绕在磁铁上面的线圈和通电线圈，线圈面积都没有发生变化，前者磁场强弱没

有变化，后者通电线圈中若为恒定电流则产生恒定的磁场，也是磁场强弱不变，都会导致磁通量不变化，

不会产生感应电流，选项A、B错.选项C中往线圈中插入条行磁铁导致磁通量发生变化，在这一瞬间会产

生感应电流，但是过程短暂，等到插入后再到相邻房间去，过程已经结束，观察不到电流表的变化.选项C

错.选项D中，线圈通电或断电瞬间，导致线圈产生的磁场变化，从而引起另一个线圈的磁通量变化产生

感应电流，可以观察到电流表指针偏转，选项D对

|］昼过关检测「）

----------------------IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII------------------------

1.如图所示，下列矩形线框在无限大的匀强磁场中运动，则能够产生感应电流的是（）

XXXX

XX

XX

XXXX

B,速度垂直于纸面向外

【答案】D

【解析】矩形线框的磁通量发生变化，才能产生感应电流。

故选D。

2.线圈在长直导线电流的磁场中做如图所示的运动：①向下平动；②绕轴转动；③垂直于纸面向纸外平动;

④向上平动（线圈有个缺口）。则线圈中没有感应电流的是（）

④

D.④

【答案】D

【解析】A.①线圈向下平动时，穿过线圈的磁通量减小，则线圈中会产生感应电流，选项A不符合题意;

B.②线圈绕轴转动时，穿过线圈的磁通量不断变化，线圈中会产生感应电流，选项B不符合题意；

C.③线圈垂直于纸面向纸外平动时，穿过线圈的磁通量发生变化，则线圈中会产生感应电流，选项C不符

合题意；

D.④线圈向上平动，因线圈有个缺口，则线圈中不会有感应电流产生，选项D符合题意。

故选D。

3.如图所示，通以电流/的直导线"N固定在竖直位置上，且与导线框仍〃在同一平面内，则下列情况下

导线框中不能产生感应电流的是（）

A.平移到位置HB.以MN为转轴转到位置III

C.以加为转轴转到位置nD,平移到以"N为对称轴的位置III

【答案】B

【解析】产生感应电流的条件为：闭合回路和磁通量发生变化。

A.线框平移到位置n的过程中，磁通量减小，会产生感应电流，A错误；

B.以"N为转轴转到位置III的过程中，线框经过的位置磁感应强度大小不变，磁场始终与线框垂直，磁通

量不变，不会产生感应电流，B正确；

c.以加为转轴转到位置n,磁通量发生改变，会产生感应电流，c错误；

D.平移到以为对称轴的位置m,磁通量先变大在变小，会产生感应电流，D错误。

故选Bo

4.下列现象中，属于电磁感应现象的是（）

A.通电线圈在磁场中转动B.闭合线圈在磁场中运动而产生电流

C.磁铁吸引小磁针D.小磁针在通电导线附近发生偏转

【答案】B

【解析】A.通电线圈在磁场中发生转动属于电流受到安培力的作用产生的，不是电磁感应现象，故A错

误；

B.闭合线圈靠近磁铁时，闭合回路磁通量发生变化，产生感应电流，是电磁感应现象，故B正确；

C.磁铁吸引小磁针属于磁现象，不是电磁感应现象，故C错误；

D.小磁针在通电导线附近发生偏转是由于电流产生磁场引起的，不是电磁感应现象，故D错误。

故选Bo

5.为了演示“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”的现象，老师做了这样的演示实验：

如图所示，铝制水平横梁两端各固定一个铝环，其中A环是闭合的，B环是断开的，横梁可以绕中间的支

点在水平面内转动。当装置静止不动时，用一磁铁的N极去接近A环，发现横梁绕支点沿顺时针（俯视）

方向转动。若不考虑空气流动对实验结果的影响，关于该实验，下列说法中正确的是（）

A.若其他条件相同，磁铁接近A环越快，A环中产生的感应电动势就越大

B.若其他条件相同，而将磁铁的N极接近B环，则横梁将绕支点沿逆时针（俯视）方向转动

C.无论磁铁靠近A环或B环，相应环中都有焦耳热产生

D.若磁铁N极靠近A环，沿磁铁运动方向观察，A环会有沿环顺时针方向的感应电流

【答案】A

【解析】A.A环闭合，磁铁接近A环越快，A环中磁通量的变化率越大，根据法拉第电磁感应定律可知产

生的感应电动势越大，故A正确；

B.B环不闭合，磁铁接近B环时，环内不产生感应电流，因此B环不受磁场的作用力，横杆不转动，故B

错误；

C.磁铁靠近A环时，在A环内会产生感应电流，从而产生焦耳热，当磁铁靠近B环时，会产生感应电动

势，但不会形成感应电流，不会产生焦耳热，故C错误；

D.磁铁N极靠近A环时，A环垂直于纸面向里的磁通量增大，所以A环中感应电流的磁场方向垂直于纸

面向外，A环中会产生逆时针方向的感应电流，故D错误。

故选Ao

6.如图所示为一水平放置的条形磁铁，一闭合线框abed位于磁铁的左端，线框平面始终与磁铁的上表面

垂直，并与磁铁的端面平齐。当线框由图中位置I经过位置n到达位置iii时，穿过线框的磁通量变化情况

为（）

A.不发生变化B.先减少后增加

C.先增加后减少D.不能确定

【答案】B

【解析】条形磁铁的磁感线分布如图所示

由于条形磁铁两端磁感线分布密集，中央磁感线分布稀疏，故线框在位置II时磁通量最小，所以从位置I

经位置II到位置ni的过程中，磁通量先减少后增加。

故选Bo

7.如图所示，a、6、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有顺时针的电流/通过时，穿过三个线圈

的磁通量分别为以、见、①贝N）

A.见<<Db<见

B.①〉①〉见

C.见<d>c<0,

D.见>d>c><Db

【答案】B

【解析】当a中有顺时针的电流通过时，穿过a、氏。三个闭合线圈垂直纸面向里的磁感线条数一样多，

向外的磁感线的条数，c最多，其次是Aa中没有向外的磁感线，因此穿过闭合线圈的净磁感线条数a最

多，6次之，c最少，即选项B正确。

故选Bo

8.如图所示，一金属圆线圈和一条形磁铁的中轴线在同一竖直平面内，下列情况中能使线圈的磁通量发生

变化的是（）

IS|N~|

A.将磁铁竖直向上平移

B.将磁铁水平向右平移

C.将磁铁在图示的平面内，N极向上、S极向下转动

D.将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内

【答案】D

【解析】图示状态下，线圈与磁场方向平行，穿过圆线圈的磁通量为零，而选项A、B、C中的做法不会引

起线圈中磁通量的变化，只有选项D可使线圈中的磁通量发生变化，故D正确。

故选Do

9.如图所示，匀强磁场中有一个闭合的弹簧线圈，线圈的平面垂直于磁感线，下列哪种过程中线圈会产生

感应电流（）

A.线圈扩张

B.线圈自下向上运动

C.线圈自上向下运动

D.线圈自左向右运动（未穿出磁场）

【答案】A

【解析】线圈扩张，线圈中磁通量变大，线圈中会产生感应电流，故A正确；线圈自下向上运动，线圈中

磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，故B错误；线圈自上向下运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会

产生感应电流，故C错误；在未穿出磁场的前提下，线圈自左向右运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会

产生感应电流，故D错误。

故选Ao

10.如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路，在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是（）

A.线圈不动，磁铁插入线圈时

B.线圈不动，磁铁拔出线圈时

C.磁铁插在线圈内不动

D.磁铁和线圈相对移动时

【答案】C

【解析】根据电磁感应现象产生的条件，不论哪部分移动，只要磁体与线圈的相对位置发生变化，线圈所

在处的磁场就会发生变化，所以选项A、B、D中都会产生感应电流，C中不会产生感应电流。

故选Co

11.如图所示，/为一根无限长的通电直导线，〃为一金属环，/过〃的圆心，且通以向上的电流/,贝N）

A.当£中的/发生变化时，环中有感应电流