人教版高二物理暑假轉(zhuǎn)型提升：電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用

第14講電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用

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學(xué)習(xí)目標(biāo)

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i.理解磁感線的概念，知道磁感線的特點.

2.理解安培定則，會用安培定則判斷電流的磁場方向.

3.理解磁感應(yīng)強度的概念，知道磁感應(yīng)強度是描述磁場強弱和方向的物理量.

4.理解磁通量的概念，會計算磁通量的大小.

1雷基礎(chǔ)知.

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一劃時代的發(fā)現(xiàn)

1.“電生磁”的發(fā)現(xiàn)

1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng).

2.“磁生電”的發(fā)現(xiàn)

1831年，英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象.

3.電磁感應(yīng)

法拉第把他發(fā)現(xiàn)的磁生電的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流.

二產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

1.實驗：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件

探究一：如圖1甲實驗中，讓導(dǎo)體棒在磁場中保持相對靜止時或者平行于磁場運動時，無論磁場多強，閉

合回路中都沒有電流，當(dāng)導(dǎo)體仍做切割磁感線運動時，閉合回路中有電流產(chǎn)生.

圖1

探究二：如圖乙，當(dāng)線圈A的電流不變時，線圈8所在的回路中沒有電流產(chǎn)生；當(dāng)線圈4的電流變化時,

線圈2所在回路中就有了電流.

2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流.

三電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用

生產(chǎn)、生活中廣泛使用的變壓器、電磁爐等都是根據(jù)電磁感應(yīng)制造的.

考點剖析

考點一：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

【例1】（2022?陜西?西安市閻良區(qū)關(guān)山中學(xué)高二期中）以下四幅圖所示的實驗中，能夠揭示電磁感應(yīng)現(xiàn)象

的是（

【答案】C

【解析】A.該實驗中小磁針在導(dǎo)線通電瞬間發(fā)生偏轉(zhuǎn)，能夠揭示電流的磁效應(yīng)，與電磁感應(yīng)無關(guān)，故A

不符合題意;

B.該實驗揭示了通電導(dǎo)體在磁場中會受到力的作用，與電磁感應(yīng)無關(guān)，故B不符合題意；

C.該實驗中當(dāng)導(dǎo)體棒在兩磁極間切割磁感線時，電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即導(dǎo)體棒中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,

能夠揭示電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故C符合題意;

D.該實驗是模擬電動機模型，揭示了通電導(dǎo)體在磁場中會受到力的作用，與電磁感應(yīng)無關(guān)，故D不符合

題意。

考點二：產(chǎn)生感應(yīng)電流的判定

【例2】.（多選）（2020?池州一中高二期中）某實驗裝置如圖所示，在鐵芯P上繞有兩個線圈A和B,如果線

圈A中電流，與時間f的關(guān)系有甲、乙、丙、丁四種情況，如圖所示，則在九?叁這段時間內(nèi)，能在線圈B

中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）

建港電流表

乙

力h0力t2

丙T

甲乙

丙D.T

【答案】BCD

【解析】

根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，即線圈磁通量發(fā)生變化。A中電流不變，即線圈A中產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度不

變，線圈B中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流；B、C、D中電流發(fā)生改變，B、C、D中產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度發(fā)生

變化，線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，B、C、D正確。

1.（2020?全國?高考真題）管道高頻焊機可以對由鋼板卷成的圓管的接縫實施焊接。焊機的原理如圖所示，

圓管通過一個接有高頻交流電源的線圈，線圈所產(chǎn)生的交變磁場使圓管中產(chǎn)生交變電流，電流產(chǎn)生的熱量

使接縫處的材料熔化將其焊接。焊接過程中所利用的電磁學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)者為（）

A.庫侖B.霍爾C.洛倫茲D.法拉第

【答案】D

【詳解】由題意可知，圓管為金屬導(dǎo)體，導(dǎo)體內(nèi)部自成閉合回路，且有電阻，當(dāng)周圍的線圈中產(chǎn)生出交變

磁場時，就會在導(dǎo)體內(nèi)部感應(yīng)出渦電流，電流通過電阻要發(fā)熱。該過程利用原理的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，其發(fā)

現(xiàn)者為法拉第。故選D。

2.（2017?江蘇?高考真題）如圖所示，兩個單匝線圈a、力的半徑分別為r和2r.圓形勻強磁場8的邊緣

恰好與a線圈重合，則穿過a、b兩線圈的磁通量之比為（）

A.1：1B.1：2C.1：4D.4：1

【答案】A

【詳解】根據(jù)磁通量的定義，當(dāng)A垂直于S時，穿過線圈的磁通量為。=6S,其中S為有磁感線

穿過區(qū)域的面積，所以圖中a、力兩線圈的磁通量相等，所以A正確；BCD錯誤.

【名師點睛】本題主要注意磁通量的計算公式中S的含義，它指的是有磁感線穿過區(qū)域的垂直

面積.

3.（2014.全國.高考真題）在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實驗中，能觀察到感應(yīng)電流的是（）

A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組合成一閉合回路，然后觀察電流表的變化

B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化

C.將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流

表的變化

D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化

【答案】D

【解析】法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)定律并總結(jié)出五種情況下會產(chǎn)生感應(yīng)電流，其核心就是通過閉合線圈的磁

通量發(fā)生變化，選項AB中，繞在磁鐵上面的線圈和通電線圈，線圈面積都沒有發(fā)生變化，前者磁場強弱沒

有變化，后者通電線圈中若為恒定電流則產(chǎn)生恒定的磁場，也是磁場強弱不變，都會導(dǎo)致磁通量不變化，

不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項A、B錯.選項C中往線圈中插入條行磁鐵導(dǎo)致磁通量發(fā)生變化，在這一瞬間會產(chǎn)

生感應(yīng)電流，但是過程短暫，等到插入后再到相鄰房間去，過程已經(jīng)結(jié)束，觀察不到電流表的變化.選項C

錯.選項D中，線圈通電或斷電瞬間，導(dǎo)致線圈產(chǎn)生的磁場變化，從而引起另一個線圈的磁通量變化產(chǎn)生

感應(yīng)電流，可以觀察到電流表指針偏轉(zhuǎn)，選項D對

|］晝過關(guān)檢測「）

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1.如圖所示，下列矩形線框在無限大的勻強磁場中運動，則能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）

XXXX

XX

XX

XXXX

B,速度垂直于紙面向外

【答案】D

【解析】矩形線框的磁通量發(fā)生變化，才能產(chǎn)生感應(yīng)電流。

故選D。

2.線圈在長直導(dǎo)線電流的磁場中做如圖所示的運動：①向下平動；②繞軸轉(zhuǎn)動；③垂直于紙面向紙外平動;

④向上平動（線圈有個缺口）。則線圈中沒有感應(yīng)電流的是（）

④

D.④

【答案】D

【解析】A.①線圈向下平動時，穿過線圈的磁通量減小，則線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項A不符合題意;

B.②線圈繞軸轉(zhuǎn)動時，穿過線圈的磁通量不斷變化，線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項B不符合題意；

C.③線圈垂直于紙面向紙外平動時，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，則線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項C不符

合題意；

D.④線圈向上平動，因線圈有個缺口，則線圈中不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項D符合題意。

故選D。

3.如圖所示，通以電流/的直導(dǎo)線"N固定在豎直位置上，且與導(dǎo)線框仍〃在同一平面內(nèi)，則下列情況下

導(dǎo)線框中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）

A.平移到位置HB.以MN為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)到位置III

C.以加為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)到位置nD,平移到以"N為對稱軸的位置III

【答案】B

【解析】產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件為：閉合回路和磁通量發(fā)生變化。

A.線框平移到位置n的過程中，磁通量減小，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，A錯誤；

B.以"N為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)到位置III的過程中，線框經(jīng)過的位置磁感應(yīng)強度大小不變，磁場始終與線框垂直，磁通

量不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，B正確；

c.以加為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)到位置n,磁通量發(fā)生改變，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，c錯誤；

D.平移到以為對稱軸的位置m,磁通量先變大在變小，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，D錯誤。

故選Bo

4.下列現(xiàn)象中，屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是（）

A.通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動B.閉合線圈在磁場中運動而產(chǎn)生電流

C.磁鐵吸引小磁針D.小磁針在通電導(dǎo)線附近發(fā)生偏轉(zhuǎn)

【答案】B

【解析】A.通電線圈在磁場中發(fā)生轉(zhuǎn)動屬于電流受到安培力的作用產(chǎn)生的，不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故A錯

誤；

B.閉合線圈靠近磁鐵時，閉合回路磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故B正確；

C.磁鐵吸引小磁針屬于磁現(xiàn)象，不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故C錯誤；

D.小磁針在通電導(dǎo)線附近發(fā)生偏轉(zhuǎn)是由于電流產(chǎn)生磁場引起的，不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故D錯誤。

故選Bo

5.為了演示“感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化”的現(xiàn)象，老師做了這樣的演示實驗：

如圖所示，鋁制水平橫梁兩端各固定一個鋁環(huán)，其中A環(huán)是閉合的，B環(huán)是斷開的，橫梁可以繞中間的支

點在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。當(dāng)裝置靜止不動時，用一磁鐵的N極去接近A環(huán)，發(fā)現(xiàn)橫梁繞支點沿順時針（俯視）

方向轉(zhuǎn)動。若不考慮空氣流動對實驗結(jié)果的影響，關(guān)于該實驗，下列說法中正確的是（）

A.若其他條件相同，磁鐵接近A環(huán)越快，A環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就越大

B.若其他條件相同，而將磁鐵的N極接近B環(huán)，則橫梁將繞支點沿逆時針（俯視）方向轉(zhuǎn)動

C.無論磁鐵靠近A環(huán)或B環(huán)，相應(yīng)環(huán)中都有焦耳熱產(chǎn)生

D.若磁鐵N極靠近A環(huán)，沿磁鐵運動方向觀察，A環(huán)會有沿環(huán)順時針方向的感應(yīng)電流

【答案】A

【解析】A.A環(huán)閉合，磁鐵接近A環(huán)越快，A環(huán)中磁通量的變化率越大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知產(chǎn)

生的感應(yīng)電動勢越大，故A正確；

B.B環(huán)不閉合，磁鐵接近B環(huán)時，環(huán)內(nèi)不產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此B環(huán)不受磁場的作用力，橫桿不轉(zhuǎn)動，故B

錯誤；

C.磁鐵靠近A環(huán)時，在A環(huán)內(nèi)會產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生焦耳熱，當(dāng)磁鐵靠近B環(huán)時，會產(chǎn)生感應(yīng)電動

勢，但不會形成感應(yīng)電流，不會產(chǎn)生焦耳熱，故C錯誤；

D.磁鐵N極靠近A環(huán)時，A環(huán)垂直于紙面向里的磁通量增大，所以A環(huán)中感應(yīng)電流的磁場方向垂直于紙

面向外，A環(huán)中會產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，故D錯誤。

故選Ao

6.如圖所示為一水平放置的條形磁鐵，一閉合線框abed位于磁鐵的左端，線框平面始終與磁鐵的上表面

垂直，并與磁鐵的端面平齊。當(dāng)線框由圖中位置I經(jīng)過位置n到達(dá)位置iii時，穿過線框的磁通量變化情況

為（）

A.不發(fā)生變化B.先減少后增加

C.先增加后減少D.不能確定

【答案】B

【解析】條形磁鐵的磁感線分布如圖所示

由于條形磁鐵兩端磁感線分布密集，中央磁感線分布稀疏，故線框在位置II時磁通量最小，所以從位置I

經(jīng)位置II到位置ni的過程中，磁通量先減少后增加。

故選Bo

7.如圖所示，a、6、c三個閉合線圈放在同一平面內(nèi)，當(dāng)線圈a中有順時針的電流/通過時，穿過三個線圈

的磁通量分別為以、見、①貝N）

A.見<<Db<見

B.①〉①〉見

C.見<d>c<0,

D.見>d>c><Db

【答案】B

【解析】當(dāng)a中有順時針的電流通過時，穿過a、氏。三個閉合線圈垂直紙面向里的磁感線條數(shù)一樣多，

向外的磁感線的條數(shù)，c最多，其次是Aa中沒有向外的磁感線，因此穿過閉合線圈的凈磁感線條數(shù)a最

多，6次之，c最少，即選項B正確。

故選Bo

8.如圖所示，一金屬圓線圈和一條形磁鐵的中軸線在同一豎直平面內(nèi)，下列情況中能使線圈的磁通量發(fā)生

變化的是（）

IS|N~|

A.將磁鐵豎直向上平移

B.將磁鐵水平向右平移

C.將磁鐵在圖示的平面內(nèi)，N極向上、S極向下轉(zhuǎn)動

D.將磁鐵的N極轉(zhuǎn)向紙外，S極轉(zhuǎn)向紙內(nèi)

【答案】D

【解析】圖示狀態(tài)下，線圈與磁場方向平行，穿過圓線圈的磁通量為零，而選項A、B、C中的做法不會引

起線圈中磁通量的變化，只有選項D可使線圈中的磁通量發(fā)生變化，故D正確。

故選Do

9.如圖所示，勻強磁場中有一個閉合的彈簧線圈，線圈的平面垂直于磁感線，下列哪種過程中線圈會產(chǎn)生

感應(yīng)電流（）

A.線圈擴張

B.線圈自下向上運動

C.線圈自上向下運動

D.線圈自左向右運動（未穿出磁場）

【答案】A

【解析】線圈擴張，線圈中磁通量變大，線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A正確；線圈自下向上運動，線圈中

磁通量不變，線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯誤；線圈自上向下運動，線圈中磁通量不變，線圈中不會

產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯誤；在未穿出磁場的前提下，線圈自左向右運動，線圈中磁通量不變，線圈中不會

產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯誤。

故選Ao

10.如圖所示，線圈兩端接在電流表上組成閉合電路，在下列情況中，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是（）

A.線圈不動，磁鐵插入線圈時

B.線圈不動，磁鐵拔出線圈時

C.磁鐵插在線圈內(nèi)不動

D.磁鐵和線圈相對移動時

【答案】C

【解析】根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件，不論哪部分移動，只要磁體與線圈的相對位置發(fā)生變化，線圈所

在處的磁場就會發(fā)生變化，所以選項A、B、D中都會產(chǎn)生感應(yīng)電流，C中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。

故選Co

11.如圖所示，/為一根無限長的通電直導(dǎo)線，〃為一金屬環(huán)，/過〃的圓心，且通以向上的電流/,貝N）

A.當(dāng)￡中的/發(fā)生變化時，環(huán)中有感應(yīng)電流