高中高考物理总复习一轮复习教师用书第十章电磁感应

高考试卷试题

学习资料

第十章电磁感应

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、感应电动势的方向判断和大小计算

楞次定律II等。常以选择题形式考查对基础知识、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

预计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知识解

决物理问题的能力。在复习过程中还要多关注电

磁感应现象与现代科技、生活相结合的新情景题

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判断

1.电磁感应现象

当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生的现象。

2.产生感应电流的条件

⑴条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。

（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,如果回路闭合则产生感应电流;如果回路不

闭合，则只产生感应电动势,而无感应电流。

［小题练通］

1.（鲁科数材原题）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（）£

A.螺线管中不会产生感应电流丫乙：二

B.螺线管中会产生感应电流

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。向螺线管靠近时，螺线管中磁通量增加，故会产生感

应电流，B正确。

2.（多选）（沪科数材原题）如图所示，导线而和cd互相平行，在下列

情况中，使导线〃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产向右移动

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，滑动变阻器的滑片P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P向左、右移动时，疑中

电流均会发生变化，导致电流周围磁场发生变化，穿过cd所在的闭合回路的磁通量发生变

化，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。在下列四种情况下，线框中会产生

感应电流的是（）

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转动

D.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CD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A5转动时，线框中磁通量会发生改变而产生感应电流。

故C正确。

［融会贯通］

判断有无感应电流的步骤

⑴确定研究的回路。

⑵弄清楚回路内的磁场分布，并确定穿过该回路的磁通量四

'①不变f无感应电流。

⑶5回路闭合，有感应电流；

0变化一,

.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

⑴内容：感应电流的磁场总要蛔引起感应电流的磁通量的变化。

（2）适用范围：适用于一切回路磁通量变化的情况。

2.右手定则

（1）使用方法

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动的方向,这时四指所指的方向

就是感应电流的方向。

（2）适用范围：适用于部分导线切割磁感线的情况。

［小题练通］

L侈选）如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横:W——1——产

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，EO

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弋

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，根据楞次定律，磁铁插向右环时,

横杆会发生转动，故B、D正确。

2.（一科数村原题）某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞

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

方向是（）济&—i

A.a-Gi

B.先a-Gf/>,后Gfa

C.G-a

D.先b—^G—^a,后“fGf

解析：选D根据楞次定律，磁铁穿进线圈时，电流方向是6-G-a,穿出线圈时,

电流方向是a—G一儿故D正确。

3.（多选）（沪科散材原题）如图所示，尸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UL

O

N

A.磁极竖直向上运动时，尸中不产生感应电流

B.磁极竖直向下运动时，尸中产生指向纸外的感应电流

C.磁极向左运动时，尸中产生指向纸里的感应电流

D.磁极向右运动时，P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，尸不切割磁感线，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，根据右手定则，磁极向左运动

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

流，D正确。

［融会贯通］

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原

因。列表说明如下：

内容例证

阻碍原磁通量变化

STNV磁铁靠近，

5盾8感8原反向，

——“增反减同”

七位NS二者相斥

阻碍相对运动忒„磁铁远离，

七卡|B^B原同向，

——“来拒去留”8刁、NS二者相吸

SQP、Q是光滑固定导轨，

,□:。、占是可动金属棒，

使回路面积有扩大或缩小//磁铁下移，面积应

Q

i~b减小，*6靠近

的趋势——“增缩减扩”

XXX

3减小，线圈扩张

XXXX

阻碍原电流的变化

-------------⑨------------1合上S,B灯先亮

——“增反减同”

归纳迂超二维司提能

1.三定则、一定律的比较

适用范围基本现象

安培定则电流的磁效应电流、运动电荷周围产生磁场

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化

2.巧记妙用

（1）三个定则特别容易混淆，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）研究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，有时也可以直接应用楞次定律的推论确定。

［课堂综合训练］

1.（多选）（2018•全国卷I）如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线丁

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J二口］

针处于静止状态。下列说法正确的是（）窘」

A.开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动

B.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向

C.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向

D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向

转动

解析：选AD根据安培定则，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，根据楞次定律，直导线上将产生由南向北的电流，根据安培定则，直导线上方的磁

场垂直纸面向里，故小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，故A正确；同理，D正确；

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4、8置于同一水平面上，其中8为均匀带负

电绝缘环，A为导体环。当B绕环心。转动时，A产生顺时针方向电流且具

有扩展趋势，则5的转动情况是（）

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，A中感应电流为顺时针，由右手螺旋定则可知，A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：向外增大或向里减

小；若原磁场向外增大，则8中电流应为逆时针且逐渐增大，由于B带负电，故8应顺时

针转动且转速增大；若原磁场向里减小，则5中电流应为顺时针且逐渐减小，故8应逆时

针转动且转速减小；又因为导体环A具有扩展趋势，则5中电流应与A中电流方向相反，

即B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

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

面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，且电阻率〃铜铝，闭合开关

S瞬间（）

A.从左侧看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，根据''来拒去留”可得，环将向右运动，故C错误；电池正负极调换后，环受力仍

向左，故仍将向左弹射，故D错误。

4.（多选）（2019•湖北八校联考）已知地磁场类似于条形磁铁产生的

磁场，地磁场N极位于地理南极附近。如图所示，在湖北某中学实验

室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线框曲线框的

"边沿南北方向，村边沿东西方向，下列说法正确的是（）

A.若使线框向东平移，则。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b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adcba

方向

D.若以ab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adcba

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

向下两个分量。若线框向东平移，根据右手定则可知a点电势低于d点电势，A项正确；

若线框向北平移，根据右手定则可知a点电势高于》点电势，B项错误；若以〃边为轴，

将线框向上翻转90。过程中，穿过线框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律及安培定则可知，

线框中的电流方向始终为adcM方向，C项正确；若以ab边为轴，将线框向上翻转90。过

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

向为先沿方向再沿方向，故D项错误。

5.如图所示，通电导线MN与单匝圆形线圈a共面，位置靠近圆形线圈v_

“左侧且相互绝缘。当MN中电流突然减小时，下列说法正确的是（）ZjA

A.线圈。中产生的感应电流沿顺时针方向J

B.线圈。中产生的感应电流沿逆时针方向'J

C.线圈。所受安培力的合力方向垂直纸面向里

D.线圈。所受安培力的合力方向水平向左

解析：选A根据安培定则，MN中电流产生的磁场在MN左侧垂直纸面向外，在MN

右侧垂直纸面向里，由于位置靠近线圈a左侧，所以线圈a中合磁场方向为垂直纸面

向里，当中电流突然减小时，垂直纸面向里的磁通量减少，根据楞次定律可知，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。右侧所受安培力方向水平向右，所以线圈。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.（2019•大庆实验中学模拟）如图所示，套在条形磁铁外的三个线

圈，其面积S1>S2=S3,线圈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01、①2、①3,则它们的大小关系是（）

A.弧>①2>①3B.弧>@2=弧

C.01<02<^3D.@1—2=@3

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02>01,线圈2、3面积一样，线圈3位置外部向右磁通量小，则03>02,可知01<02<。3,

选项C正确。

2.（2019•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

Ao不计铁芯和铜环A之间的摩擦。则下列情况中铜环A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尸向右匀速移动

C.通电时，使滑动变阻器的滑片产向左加速移动

D.开关突然断开的瞬间

解析：选C铜环A向右运动，说明穿过A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.（2019•福速质检）法拉第在1831年发现了“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A和电池连接，线圈黄三

8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弋"X

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3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4和电池接通瞬间，小磁针会偏转

D.线圈A和电池断开瞬间，小磁针不偏转

解析：选C根据“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A和电池接通或断开的瞬间，线圈B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正确，D错误。

/i

S装

4.(2017•全国卷I)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原§

扫

空

8—

画

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8区

i

侬

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紫铜薄板.

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()

[XXX

解析：选A施加磁场来快速衰减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化，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化；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.使匀强磁场均匀增强

B.使圆环绕水平轴必如图转动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根据右手螺旋定则，圆环中感应电流产生的磁场竖直向下与原磁场方向

相反，根据楞次定律，说明通过圆环磁通量在增大，原磁场增强则磁通量增大，A正确；

使圆环绕水平轴成或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.(多选汝口图所示，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\NS

-1-------------<X>

)

A.如果铝环向右运动，则小磁针沿水平方向向右运动

B.如果铝环向右运动，则小磁针沿水平方向向左运动

C.如果铝环垂直轴线向上运动，则小磁针沿水平方向向右运动

D.如果铝环垂直轴线向上运动，则小磁针沿水平方向向左运动

解析：选AD如果铝环向右运动，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N极，则小磁针

沿水平方向向右运动，A正确，B错误；如果铝环垂直轴线向上运动，则穿过铝环的磁通量

向左减少，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.（多选汝口图甲所示，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

感应强度B的正方向，螺线管与U形导线框c的相连，导线框内有一半径很小的金属

圆环L,圆环面积为S,圆环与导线框c四/■在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度随时间

按图乙所示规律变化时，下列说法中正确的是（）

A.在时刻，金属圆环乙内的磁通量最大，最大值@111=&5

B.在打时刻，金属圆环L内的磁通量最大

C.在外〜打时间内，金属圆环L有扩张的趋势

D.在G〜打时间内，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流

解析:选BD当螺线管内的磁感应强度随时间按题图乙所示规律变化时，在导线框以4

内产生感应电动势和感应电流，在〃时刻，螺线管内磁通量的变化率为零，感应电动势为

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

量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，金属圆环心内的磁通量最大，选项B

正确；在人〜打时间内，螺线管内磁通量减小，由楞次定律及安培定则知，导线框■内产

生逆时针方向感应电流，螺线管内磁通量的变化率逐渐增大，则感应电动势逐渐增大，感

应电流逐渐增大，金属圆环心内磁通量增大，根据楞次定律及安培定则知，金属圆环乙内

有顺时针方向的感应电流，金属圆环乙有收缩的趋势，选项C错误，D正确。

8.（多选）（2019•山东实验中学一谈）匀强磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，

如图甲所示。磁场方向垂直纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，磁感应强度B随时间t

的变化规律如图乙所示。用九、“、人分别表示心、反段的感应电流，巴、尸2、用分

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!1（）

A.11沿逆时针方向，/2沿顺时针方向

B.12沿顺时针方向，刀沿逆时针方向

C.西方向指向圆心，厂2方向指向圆心

D.尸2方向背离圆心向外，尸3方向指向圆心

解析：选AD由题图乙可知，在段磁场方向垂直纸面向里，穿过圆环的磁通量增

加，由楞次定律可知，感应电流几沿逆时针方向，在曲段磁场方向垂直纸面向里，穿过圆

环的磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流上沿顺时针方向，在儿段磁场方向垂直纸面

向外，穿过圆环磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流/3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6方向指向圆心，翻过

程中某一小段电流受到的安培力厂2方向背离圆心向外，儿过程中某一小段电流受到的安培

力尸3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，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

2.公式：E=黠,这样求的是4时间内的平均感应电动势，其中"为线圈匝数。

3.导体切割磁感线时的感应电动势：E=Blvsin0,式中/为导体切割磁感线的有效长

度，。为。与3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。

4.求解感应电动势的常见情况与方法

情

XXXX

八X'

(XXX)XXXx2X心

景x0・xX

X/x：，卜

XXXXa

图'o'

研究回路（不一^定闭一段直导线（或等绕一端转动的一绕与8垂直的轴

对象合）效成直导线）段导体棒转动的导线框

表

(E=nBSa)*

达E=rrv~E=Blvsm0E=^BPo

sm((ot+(/)Q)

式

［考法细研］

考法1公式E=n■金的应用

Oka

,,__.XXXXX)

［例1］如图所示，有一接在电容器C两端的单匝圆形线圈，其内存在着垂直线圈平面

向里的匀强磁场，其磁感应强度为3,已知圆的半径r=5cm,电容C=20jiF,当磁感应

强度B以4X10-2T/s的变化率均匀增加时()

A.电容器。板带正电，电荷量为如X10-9c

B.电容器。板带负电，电荷量为如义lorc

C.电容器6板带正电，电荷量为47rxiOP©

D.电容器万板带负电，电荷量为47rxlCT*c

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

负电，根据法拉第电磁感应定律得E=^S=4Xl(F2X7tX52Xl(r4V=兀乂10-4丫，则Q=

CD=CE=2X10"5XJrX10_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，一直金属棒与磁xxxxx

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动*黑义

X乂x\xX

时，棒两端的感应电动势大小为£；将此棒弯成两段长度相等且相互垂直XXXXX

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■■等于()

蛆

A.22

C.1D.也

［解析］设棒长度为/,则棒不弯折时感应电动势e=3%。弯折后，切割磁感线的有效

长度〃=坐1,其感应电动势以=Bl'v=^Blvo所以.=半，故B正确。

［答案］B

［易错提醒］

本题考查对切割磁感线产生感应电动势公式E=3%的应用，解题时应注意/是“有效

切割长度”。

(1)若/与8不垂直，则I在垂直于5的方向的投影长度为有效切割长度。

(2)若/出现弯折的情况，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〃匝线圈套在边长为心的正方形而M之外，匀强

磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形，当磁感应强度以等的变化率均匀

变化时，线圈中产生的感应电动势的大小为（）

G°Ab

A-兀户后B-LA7

，卜B、卜B

•必万

mt产FAT,D

解析：选D根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E=〃M=

A万

nL2--^,D正确o

2.如图所示，在磁感应强度为5、方向垂直纸面向里的匀强磁

场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度。向右匀速滑动，MN

中产生的感应电动势为Ei;若磁感应强度增加为25,其他条件不

变，MN中产生的感应电动势变为外。则通过电阻R的电流方向及

Ei与比之比分别为（）

A.c-。,2:1B.a—c,2:1

C.a—c,l：2D.cfa,l：2

解析：选C由右手定则可知，电阻R上电流的方向为a-c,由E=5JLV可知，Ei：

E2=l:2,C正确。

3.（2016•北京高考）如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环“、儿磁,.J.・°

场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度3随时间均匀增大。两圆环半：°J：0：

径之比为2：1,圆环中产生的感应电动势分别为及和与。不考虑两圆•'—'•日",

环间的相互影响。下列说法正确的是（）

A.Ea：&=4：1,感应电流均沿逆时针方向

B.Ea：Eb=4：1,感应电流均沿顺时针方向

C.Ea：Eb=2：1,感应电流均沿逆时针方向

D.Ea：Eb=2:1,感应电流均沿顺时针方向

解析：选B由楞次定律知，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后=当=等="^,由于两圆环半

Z_MC*

径之比Ra：Rb=2：1,所以Ea：Eb=4：1,选项B正确。

考点二自感和涡流

1.自感

⑴概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。

⑵自感电动势：由于自感而产生的感应电动势,表达式E=式。

（3）自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关,单位为亨利（H）。

（4）区别通电自感与断电自感

通电自感断电自感

L

_______Al------瓯­

电路图------------________rwvw>_____

R_L

1l嗓

器材规格Ai、A2灯同规格，R=RL,L较大心很大（有铁芯），RKRA

开关S闭合瞬间，A2灯立即亮起来，开关S断开时，A灯突然闪亮一下后

现象观察

Ai灯逐渐变亮，最终一样亮再渐渐熄灭

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化时，在它附近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］（2019•石家庄调研）如图所示，电路中L是一电阻可忽略不

计的电感线圈，a、为L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.》点电势高于a点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭

C."点电势高于方点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭

D.》点电势高于。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/i大于流过B、C灯的电流上，且电流方向由。到九。点电势高于A点。当开关

S断开，电感线圈会产生自感现象，相当于电源，8点电势高于。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，阻碍电流变化使与之串联的灯泡不是

立即变亮，而是逐渐变亮。

（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”而逐渐熄灭。

考法2涡流的应用

［例2］（多选）（2019•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，现接通交流电源，几分钟后，杯中的水沸腾起来，

fo时刻的电流方向已在图中标出，且此时电流正在增大，则下列关于把水

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.时刻，从上往下看，金属杯中的涡流沿顺时针方向

C.fo时刻，从上往下看，金属杯中的涡流沿逆时针方向

D.将交流电源断开的瞬间，金属杯中的涡流也瞬间消失

［解析］由于交流电在线圈中产生变化的磁场，变化的磁场穿过金属杯可以在金属杯中

产生变化的电场，从而产生涡流，使水沸腾，A正确；制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，所以根据楞次定律，感应电流的磁场方向

一定是向上的，由安培定则可知，从上往下看，金属杯中的涡流沿逆时针方向，C正确，B

错误；将交流电源断开的瞬间，线圈中没有了变化的电流，金属杯中的涡流也瞬间消失，D

正确。

［答案］ACD

［集训冲关］

1.（多选）（2019•洛阳模拟）如图所示，电路中A、B是两个完全相

同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，则

下列判断正确的是（）

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灯先亮一下再逐渐变暗，A灯逐渐变暗

C.S闭合电路稳定后，A灯和B灯亮度相同

D.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灯逐渐被短路，流过A灯的电流逐渐减小，A灯逐渐变暗，

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灯的电流突然消失，立即

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.（2017•北京高考）图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，匕和心为电感线

圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2,灯A2逐渐

变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（）

A.图1中，Ai与匕的电阻值相同

B.图1中，闭合Si,电路稳定后，Ai中电流大于匕中电流

C.图2中，变阻器R与乙的电阻值相同

D.图2中，闭合S2瞬间，心中电流与变阻器R中电流相等

解析：选C题图1中，电路稳定时通过Ai的电流记为八，通过册的电流记为Si

断开瞬间，Ai突然变亮，可知人＞八，因此Ai和Za电阻值不相等，所以A、B错误；题图

2中，闭合S2时，由于自感作用，通过心与A2的电流A会逐渐增大，而通过R与A3的电

流人立即变大，因此电流/2与小不相等，所以D错误；由于最终A2与A3亮度相同，所以

两支路电流/相同，根据部分电路欧姆定律，两支路电压U与电流/均相同，所以两支路

电阻相同，由于A2、A3完全相同，故变阻器尺与心的电阻值相同，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，一个容器中水温升高，则通

入的电流与水温升高的是（）

A.恒定直流、小铁锅

B.恒定直流、玻璃杯

C.变化的电流、小铁锅

D.变化的电流、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；通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，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，便水温升高；涡流是由变化的磁场在导体内

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］

1.一单匝矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直。先保持线框的面积不

变，将磁感应强度在1s内均匀地增大到原来的两倍。接着保持增大后的磁感应强度不变，

在1s内，再将线框的面积均匀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

解析：选B根据法拉第电磁感应定律后=/，设初始时刻磁感应强度为bo,线框面

j女cn\人、田门NBS（2%—BQ）SQ30so

积为S。，则第一个过程的感应电动势为瓦=伺=---=—1第二个过程的感应

.轴必噜，所以两个过程线框中的感应电动势相等，比值为

»电j动势为a比B=A后S1,

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5、方向垂直纸面向

里的匀强磁场中，已知曲=从=乙，当它以速度。向右水平运动时，a、c

两点间的电势差为（）

A.BLv