13.3 电磁感应现象及应用 讲义 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

13.3 电磁感应现象及应用 知识点梳理 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ab做切割磁感线运动时，闭合回路中有电流产生． 探究二：如图乙，当线圈A的电流不变时，线圈B所在的回路中没有电流产生；当线圈A的电流变化时，线圈B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． 思维进阶 实验一中：导体棒做切割磁感线运动，回路的有效面积发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流． 实验二中：磁体插入或拔出线圈时，线圈中的磁场发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流． 实验三中：开关闭合、断开或滑动变阻器的滑动触头移动时，小线圈A中电流变化，从而引起穿过大线圈B的磁通量变化，产生了感应电流． 三个实验共同特点是：产生感应电流时闭合回路的磁通量都发生了变化． 考点题型分类 【题型1】研究电磁感应现象 【例1】用导线将灵敏电流表与金属棒连接成一个磁生电的实验电路，如图所示，则下列哪种操作能使指针偏转　　 A．使导体向左（或向右）移动 B．使导体向上（或向下）移动 C．使导体沿的方向移动 D．使导体沿的方向移动 【答案】 【分析】明确感应电流的条件，知道感应电流产生需要有闭合回路和回路中磁通量发生变化两个条件，根据条件进行分析即可明确能否产生感应电流。 【解答】解：、使导体向左（或向右）移动时，导线和电流表组成的回路中磁通量发生变化，故产生感应电流，指针发生偏转，故正确； 、使导体向上（或向下）移动时，导线和电流表组成的回磁通量没有发生变化，不会产生感应电流，指针不会发生偏转，故错误； 、使导体沿的方向移动，导线和电流表组成的回磁通量没有发生变化，不会产生感应电流，指针不会发生偏转，故错误； 、使导体沿的方向移动，导线和电流表组成的回磁通量没有发生变化，不会产生感应电流，指针不会发生偏转，故错误； 故选：。 【变式1】如图所示，条形磁铁以速度向螺线管靠近。下列说法正确的是　　 A．螺线管会产生感应电流 B．螺线管不会产生感应电流 C．只有磁铁速度足够大，螺线管才会产生感应电流 D．只有磁铁磁性足够强，螺线管才会产生感应电流 【答案】 【分析】当磁铁向左运动，穿过线圈的磁通量增大时，会产生感应电流。 【解答】解：、当磁铁向左运动，穿过线圈的磁通量增大时，则线圈就会产生感应电流，故正确，错误； 、感应电流的产生只与穿过闭合线圈的磁通量发生变化有关，与磁铁的速度大小和磁铁的磁性是否足够强无关，故错误。 故选：。 【变式2】如图所示，正确连接电路后，下列图示情景中能产生感应电流的是　　 A．图甲中使导体棒平行于磁感线竖直向下运动 B．图乙中使条形磁铁插入或拔出线圈 C．图丙中开关保持闭合，改变滑动变阻器接入电路的阻值的过程中 D．图丙中开关保持闭合，、螺线管相对静止一起在水平桌面上平移 【答案】 【分析】感应电流产生条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化。根据感应电流产生的条件分析答题。 【解答】解：、图甲中使导体棒平行于磁感线竖直向下运动，穿过导体棒与导线组成的回路磁通量不变，没有感应电流，故错误； 、图乙中使条形磁铁插入或拔出线圈，穿过线框的磁通量发生变化，将产生感应电流，故正确； 、图丙中开关保持闭合，改变滑动变阻器接入电路的阻值的过程中，螺线管中电流变化，产生的磁场变化，穿过螺线管的磁通量发生改变，将产生感应电流，故正确； 、图丙中开关保持闭合，、螺线管相对静止一起在水平桌面上平移，穿过螺线管的磁通量不变，没有感应电流，故错误。 故选：。 【变式3】下列四个图中能产生感应电流的是　　 A．甲图中，条形磁铁以速度向导线环运动 B．乙图中，线框在磁场中以速度向右运动 C．丙图中，导线圆环水平放置，通电直导线在圆环一直径正上方，增大直导线中的电流 D．丁图中，磁场方向竖直向上，垂直导轨放在水平平行导轨上的两导线以不同的速度向左右运动 【答案】 【分析】穿过闭合回路中磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流；分析各个选项中，是否满足产生感应电流的条件。 【解答】解：产生感应电流的条件：穿过闭合回路中磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流。 、甲图中形磁铁水平向右靠近环形导体时，穿过环形导体的磁通量增大，可以产生感应电流，故正确； 、乙图中线框水平向右垂直于磁场运动的过程中穿过线框的磁通量不变，在闭合回路中不能产生感应电流，故错误； 、丙图中导线在水平放置的闭合导体圆环正上方，根据直导线产生的磁场的特点可知，穿过水平放置的闭合导体圆环的总磁通量为零；当导线内的电流最大时，穿过闭合回路磁通量不变仍为零，不会产生感应电流，故错误； 、丁图中，两导体棒以相反方向的速度在导轨上向两侧运动时，两导体棒之间的距离增大，则穿过两导体棒与导轨围成的面积上的磁通量增大，能产生感应电流，故正确。 故选：。 【题型2】产生感应电流的条件 【例2】如图所示，导线竖直且足够长，图甲、丙中正方形闭合铜线圈均关于左、右对称，图乙、丁中且与铜线圈共面。下列四种情况中均让铜线圈自由下落，此过程中能产生感应电流的是　　 A．图甲中通有恒定电流 B．图乙中通有恒定电流 C．图丙中通有正弦式交变电流 D．图丁中通有正弦式交变电流 【答案】 【分析】穿过闭合电路的磁通量发生变化时，则会产生感应电流，根据磁感线条数的变化，分析磁通量是否变化，再进行判断。 【解答】解：、图甲中通有恒定电流，当铜线圈自由下落时，根据对称性可知，穿过铜线圈的磁通量一直为0，没有变化，所以铜线圈中不会产生感应电流，故错误； 、图乙中通有恒定电流，当铜线圈自由下落时，由于铜线圈离导线距离保持不变，穿过铜线圈的磁通量不变，所以铜线圈中不会产生感应电流，故错误； 、图丙中通有正弦式交变电流，当铜线圈自由下落时，根据对称性可知，穿过铜线圈的磁通量一直为0，所以铜线圈不会产生感应电流，故错误； 、图丁中通有正弦式交变电流，周围产生周期性变化的磁场，当铜线圈自由下落时，穿过铜线圈的磁通量发生变化，所以铜线圈会产生感应电流，故正确。 故选：。 【变式1】下列情况能产生感应电流的是　　 A．图甲所示的导体棒顺着磁感线运动 B．图乙所示的条形磁铁插入或拔出线圈 C．图丙所示的小螺线管插入大螺线管中不动 D．图丙所示的小螺线管插入大螺线管中不动，改变滑动变阻器接入电路的电阻 【答案】 【分析】根据法拉第电磁感应定律、电流与电动势的关系，可判断各种电路是否满足产生感应电流的条件：即磁通量变化、闭合回路两个条件需要同时满足。 【解答】解：．图甲中导体棒顺着磁感线运动，穿过闭合电路的磁通量没有发生变化，不满足产生感应电流的条件，电路中无感应电流产生，故错误； ．图乙中条形磁铁插入线圈时，穿过闭合线圈的磁通量增加；拔出线圈时，穿过闭合线圈的磁通量减少，电路中都有感应电流产生，故正确； ．图丙中小螺线管插入大螺线管中不动，穿过大螺线管的磁通量无变化，不满足产生感应电流的条件，大螺线管中不产生感应电流；但当改变滑动变阻器接入电路的电阻时，闭合电路中的电流发生变化，小螺线管产生的磁场发生变化，穿过大螺线管的磁通量发生变化，产生感应电流，故错误，正确。 故选：。 【变式2】环形导线、在同一平面内，圆心均在点。中的电流方向如图所示。则　　 A．处的磁场方向与平面平行 B．处的磁场方向垂直平面向里 C．中电流增大时，穿过的磁通量不变 D．中电流增大时，中产生感应电流 【答案】 【分析】根据安培定则分析判断；根据感应电流产生条件分析判断。 【解答】解：．根据安培定则可知处的磁场方向垂直平面向外，故错误； ．中电流增大时，磁感应强度增大，穿过的磁通量增大，根据感应电流产生条件可知中产生感应电流，故错误，正确。 故选：。 【变式3】如图所示，在平面内有以轴为边界的磁感应强度大小相等、方向相反的两匀强磁场，金属圆环的圆心为。下列过程会使环中产生感应电流的是　　 A．环沿轴平移一小段距离 B．环沿轴平移一小段距离 C．环绕轴转动一小角度 D．环绕轴转动一小角度 【答案】 【分析】感应电流产生的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，对照条件分析即可。 【解答】解：、环沿轴平移一小段距离、环绕轴转动一小角度、环绕轴转动一小角度穿过环的磁通量始终为零，保持不变，所以环中没有感应电流产生，故错误； 、环沿轴平移一小段距离，穿过线圈的磁通量发生改变，能产生感应电流，故正确。 故选：。 课后提优练 一．选择题（共22小题） 1．如图所示，通有恒定电流的长直导线右侧放置一个矩形导线框，其中边与导线平行。在下列几种情况下，导线框内不能产生感应电流的是　　 A．线框以直导线为轴旋转 B．线框以边为轴旋转 C．线框以边为轴旋转 D．线框沿图平面朝右平动 2．关于电磁感应，下列说法正确的是　　 A．如图（a）所示，导体顺着磁感线运动，回路中有感应电流 B．如图（b）所示，条形磁铁插入线圈中不动，有感应电流产生 C．如图（c）所示，开关一直接通，小螺线管插入大螺线管中不动，滑动变阻器阻值匀速滑动时无感应电流，加速滑动时有感应电流 D．如图（c）所示，开关一直接通，小螺线管插入大螺线管中不动，只要移动滑片，电路中就有感应电流 3．利用如图装置课探究感应电流产生的条件，以下措施不能产生感应电流的是　　 A．闭合开关，闭合或断开开关瞬间 B．闭合开关保持原线圈所在的电路稳定 C．闭合开关后快速移动滑动变阻器的滑片 D．闭合开关保持原线圈所在的电路稳定，在原线圈中插入铁芯 E．闭合开关后把原线圈从副线圈中抽出 4．下列各图所描述的物理情境，有感应电流产生的是　　 A．图甲中条形磁体附近的金属框从位置向位置运动，金属框中有感应电流 B．图乙中矩形线圈绕与磁场平行的水平轴匀速转动时，线圈中有感应电流 C．图丙中开关闭合稳定后，线圈中有感应电流 D．图丁中线圈垂直于磁场方向在磁场中向右平移时，线圈中有感应电流 5．下列说法正确的是　　 A．如图所示，构成等边三角形，若两通电导线、在处产生磁场的磁感应强度大小均为，则处磁场的总磁感应强度大小是 B．小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中通有如图所示电流时，小磁针的极将会垂直纸面向外转动 C．如图所示，一矩形线框置于磁感应强度为的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，线框的面积为，则此时通过线框的磁通量为 D．如图所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，将线框绕轴转动时线圈中会产生感应电流 6．下列情况不能产生感应电流的是　　 A．如图甲所示，导体顺着磁感线运动 B．如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时 C．如图丙所示，小螺线管插入大螺线管中不动，开关闭合瞬间 D．如图丙所示，小螺线管插入大螺线管中不动，开关闭合，调节滑动变阻器的阻值时 7．某一实验装置如图所示，在铁芯上绕着两个线圈和，如果线圈中的电流随时间的变化关系如下图所示的四种情况，则不会使线圈产生感应电流的是　　 A． B． C． D． 8．如图所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中通有电流，下列情况中，线框中一定有感应电流产生的是　　 A．电流恒定，闭合金属线框竖直向下平移 B．电流恒定，闭合金属线框以通电导线为轴绕其匀速转动 C．电流恒定，导线和闭合金属线框以相同的速度向右平移 D．金属线框固定不动，电流增加 9．下列四种情境中，不能产生感应电流的是　　 A．导体棒正在切割磁感线 B．条形磁铁向下插入螺线管 C．开关闭合瞬间 D．开关闭合瞬间 10．物理学是认识世界、改变世界、服务人类的应用型学科。请仔细分析下图中的几个探究实验，选出图对规律的应用发明描述有误的一项　　 A．发电机的发明应用了①图的实验探究结论 B．话筒的发明应用了②图的实验探究结论 C．电磁继电器的发明应用了③图的实验探究结论 D．磁悬浮列车的发明应用了④图的实验探究结论 11．如图所示，导线和互相平行，则下列四种情况下导线中无电流的是　　 A．开关闭合或断开的瞬间 B．开关是闭合的，但滑动触头向左滑 C．开关是闭合的，但滑动触头向右滑 D．开关始终闭合，不滑动触头 12．如图所示，金属圆环位于竖直放置的通电长直导线附近，圆环和长直导线在同一竖直平面内。下列四种情况，圆环会产生感应电流的是　　 A．圆环竖直下落 B．圆环向右平移 C．圆环绕着圆心在竖直平面内转动 D．圆环以长直导线为轴在水平面内转动 13．如图所示，坐标系中，一铜环位于平面内且圆心为坐标原点，通电长直导线位于平面内且与轴平行，下列操作能使线圈中产生感应电流的是　　 A．铜环沿轴正方向平移 B．铜环沿轴正方向平移 C．铜环沿轴正方向平移 D．改变导线中电流方向 14．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”的现象。如图所示，把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈连接电池与开关，线圈闭合并在其一段直导线附近平行放置小磁针，可观察到的现象有　　 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．只要线圈中有电流，小磁针就会发生偏转 D．线圈中电流越大，小磁针偏转角度也越大 15．如图所示，能使磁场中的矩形线圈产生感应电流的是　　 A．线圈绕轴转动 B．线圈绕轴转动 C．线圈沿轴上下移动 D．线圈沿轴左右移动 16．如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路，在以下情况中，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．磁铁不动线圈上下移动时 17．如图所示，虚线方框内有垂直纸面的匀强磁场，闭合线圈在由位置1穿过虚线框到达位置3的过程中，能产生感应电流的是　　 A．从位置1加速到达磁场前 B．匀速通过磁场左边界时 C．在磁场内加速运动时 D．停止在位置2时 18．在如图所示的电路中，当开关闭合后，下列说法不能使灵敏电流计的指针偏转的是　　 A．保持右边电路电流不变 B．将线圈向左远离线圈 C．将开关突然断开 D．将滑动变阻器的阻值调小 19．关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是　　 A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流 B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流 C．穿过闭合电路的磁通量不为零，闭合电路中一定会产生感应电流 D．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化，闭合电路中一定会有感应电流 20．下列各图中，线圈中能产生感应电流的是　　 A． B． C． D． 21．在物理学史上，奥斯特首先发现电流周围存在磁场。随后，物理学家提出“磁生电”的设想。很多科学家为证实这种设想进行了大量研究。下列实验中可以产生感应电流的是　　 A．如图，条形磁体向闭合金属环运动 B．如图，条形磁铁静止在线圈上方过程 C．图中，开关闭合后发现金属棒运动 D．图中，导线缠绕在磁铁上与灵敏电流计连接 22．下列图中一定能产生感应电流的是　　 A． B． C． D． 二．多选题（共3小题） 23．将面积为的矩形线圈放入水平方向的匀强磁场中，线圈与磁场之间的夹角为，、边与磁场垂直，如图所示，该匀强磁场的磁感应强度大小为。现将线圈以为轴按图中所示方向旋转，则　　 A．初始状态穿过线圈的磁通量大小为 B．旋转的过程中，穿过线圈的磁通量变化量为零 C．旋转的过程中，穿过线圈的磁通量变化量为 D．旋转过程中，穿过线圈的磁通量变化，线圈中有感应电流产生 24．电磁感应现象的发现具有极其重大的划时代的历史意义，它为人类大规模利用电能，继而进入电气化时代奠定了理论基础。关于法拉第“磁生电”实验说法正确的是　　 A．闭合开关时电流计指针偏转，断开开关时电流计指针发生偏转 B．保持滑动变阻器滑片位置不变，将通电螺线管下端插入或抽出螺线管中时，电流计指针偏转方向相反 C．保持滑动变阻器滑片位置不变，将条形磁体插入螺线管中静止不动时，电流计指针稳定且示数不为零 D．保持通电螺线管位置不变，左右移动滑动变阻器滑片，螺线管中产生不同方向的感应电流 25．下列选项中不能产生感应电流的是　　 A． B． C． D． 答案 一．选择题（共22小题） 1．【答案】 【解答】解：穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流， 、当线框以直导线为轴旋转时，穿过导体回路的磁通量没有发生变化，因此不会产生感应电流，故正确； 、当线框以边为轴旋转时，穿过线圈的磁通量减少，因此会产生感应电流，故错误； 、当线框以边为轴旋转时，穿过线圈的磁通量减少，因此会产生感应电流，故错误； 、离导线越远，电流产生的磁感应强度越小，因此当线框沿图平面朝右平动时，穿过线圈的磁通量减少，因此会产生感应电流，故错误。 故选：。 2．【答案】 【解答】解：、如图（a）所示，导体顺着磁感线运动，通过闭合回路的磁通量不变，回路中没有感应电流，故错误； 、如图（b）所示，条形磁铁插入线圈中不动，线圈中磁通量不变，回路中没有感应电流产生，故错误； 、如图（c）所示，开关一直接通，小螺线管插入大螺线管中不动，只要移动滑片，电路中的电流就发生变化，小螺线管产生的磁场就发生变化，穿过大螺线管的磁通量会发生变化，电路中就有感应电流，故错误，正确。 故选：。 3．【答案】 【解答】解：闭合开关，闭合或断开开关瞬间，穿过线圈的磁通量发生变化，根据感应电流产生的条件可知，该措施能产生感应电流，故错误； 闭合开关保持原线圈所在的电路稳定，穿过线圈的磁通量没有发生变化，根据感应电流产生的条件可知，该措施不能产生感应电流，故正确； 闭合开关后快速移动滑动变阻器的滑片，穿过线圈的磁通量发生变化，根据感应电流产生的条件可知，该措施能产生感应电流，故错误； 闭合开关保持原线圈所在的电路稳定，在原线圈中插入铁芯，穿过线圈的磁通量发生变化，根据感应电流产生的条件可知，该措施能产生感应电流，故错误； 闭合开关后把原线圈从副线圈中抽出，穿过线圈的磁通量发生变化，根据感应电流产生的条件可知，该措施能产生感应电流，故错误。 故选：。 4．【答案】 【解答】解：、图甲中金属框从位置向位置运动过程中，穿过闭合金属框中的磁通量发生变化，故金属框中会产生感应电流，故正确； 、图乙中矩形线圈绕与磁场平行的水平轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量始终为零，没有感应电流，故错误； 、图丙中开关闭合稳定后，线圈中磁通量不变，没有感应电流，故错误； 、图丁中矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移中，穿过闭合线圈的磁通量保持不变，线圈中不会产生感应电流，故错误。 故选：。 5．【答案】 【解答】解：、根据安培定则判断两导线在点产生的磁感应强度方向，将两通电导线、在处产生的磁感应强度方向画出，两导线在点产生的磁场磁感应强度大小相同，如下图所示： 则由矢量合成求出处磁场的总磁感应强度大小为，故正确； 、根据安培定则得，导线在小磁针处产生垂直于纸面向内的磁场，小磁针极受力方向与磁场方向相同，所以小磁针的极将会垂直纸面向内转动，故错误； 、因线框平面与磁场方向平行，所以此时通过线框的磁通量为0，故错误； 、线框绕轴转动时，通过线圈的磁通量未发生变化，所以线圈中不会产生感应电流，故错误。 故选：。 6．【答案】 【解答】解：、如图甲所示，导体顺着磁场运动，通过闭合电路的磁通量不变，故不会产生电流，故正确； 、如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中磁通量的变化，会产生感应电流，故错误； 、如图丙所示，小螺线管插入大螺线管中不动，开关闭合瞬间，磁通量发生变化，会产生电流，故错误； 、如图丙所示，小螺线管插入大螺线管中不动，开关闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，回路中电流发生改变，故中产生变化的磁场，中的磁通量发生变化，故产生电流，故错误。 故选：。 7．【答案】 【解答】解：、由图示可知，中电流不变，电流产生的磁场不变，穿过的磁通量不变，不产生感应电流，故符合题意； 、由图示可知，通过的电流发生变化，电流产生的磁感应强度发生变化，穿过的磁通量发生变化，产生感应电流，故不符合题意； 本题选择不会使线圈产生感应电流的 故选：。 8．【答案】 【解答】解：、电流恒定，则其周围的磁感应强度恒定，当闭合金属线框竖直向下平移时，穿过线框的磁通量保持不变，故不会产生感应电流，故错误； ．电流恒定，通电导线周围的磁感线为垂直于导线的同心圆，所以闭合金属线框以通电导线为轴绕其匀速转动，穿过线框的磁通量保持不变，故不会产生感应电流，故错误； ．电流恒定，导线和闭合金属线框以相同的速度向右平移时，即二者相对静止，则穿过线框的磁通量保持不变，所以不会产生感应电流，故错误； ．金属线框固定不动，电流增加，磁感应强度发生变化，则穿过线框的磁通量发生变化，所以有感应电流的产生，故正确。 故选：。 9．【答案】 【解答】解：、闭合电路的一部分在切割磁感线，则回路中能产生感应电流，故错误； 、条形磁铁向下插入螺线管，穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，故错误； 、开关闭合瞬间，穿过线圈的磁通量不变，无法产生感应电流，故正确； 、开关闭合瞬间，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，故错误。 故选：。 10．【答案】 【解答】解：．由图①可知，这是电磁感应现象，该实验装置是用于研究感应电流产生的实验，将机械能转化为电能，发电机就是应用了这一原理，故正确； ．图②实验装置是用来研究通电导线在磁场中受力的作用的实验，而动圈式话筒是利用电磁感应现象的原理制成的，故错误； ．图③说明通电导线的周围存在磁场，揭示了电流的磁效应，电磁继电器也是根据电流的磁效应制成的装置，故正确； ．图④说明同名磁极互相排斥，磁悬浮列车是利用同名磁极相互排斥原理工作的，故正确。 本题选择错误的选项。 故选：。 11．【答案】 【解答】解：、如果导线中无电流产生，则说明通过上面的闭合线圈的磁通量没有发生变化，也就是说通过导线段的电流没有发生变化．显然，、、三种情况的过程通过导线中的电流都发生变化，都能在导线中产生感应电流． 、开关始终闭合，不滑动触头，中电流不变，穿过上面回路的磁通量不变，中不产生感应电流， 本题选无电流的，故选：． 12．【答案】 【解答】解：、通电长直导线附近的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆。圆环与直导线在同一竖直平面内，当圆环竖直下落、圆环绕着圆心在竖直平面内转动、圆环以长直导线为轴在水平面内转动，这三种情况穿过圆环的磁通量都不变化，因而这三种情况下，圆环中无感应电流，故错误； 、圆环向右平移时，线圈中的磁通量发生变化，圆环中产生感应电流，故正确。 故选：。 13．【答案】 【解答】解：根据安培定则可知，通电导线产生的磁场通过铜环的磁通量为零，不管铜环是沿轴正方向平移、沿轴正方向平移，还是改变导线中电流方向，通过铜环的磁通量均不发生变化，不产生感应电流；但当铜环沿轴正方向平移时，通过铜环的磁通量发生变化，产生感应电流。 故错误，正确； 故选：。 14．【答案】 【解答】解：、合上开关瞬间，线圈中电流从无到有，线圈将产生磁场，穿过线圈的磁通量从无到有，则线圈中中产生感应电流，小磁针发生偏转，当电路稳定时，穿过线圈的磁通量不变，感应电流消失，小磁针随即复原。同理，当断开开关瞬间，小磁针偏转一下，随即复原，故错误，正确； 、线圈中有恒定电流时，产生稳恒磁场，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流，小磁针不发生偏转。只有当线圈中电流发生变化时，才会在线圈中产生感应电流，从而使小磁针发生偏转，故错误； 、根据法拉第电磁感应定律可知，只有线圈电流变化越快时，小磁针偏转角度才越大，与电流的大小是无关的，故错误。 故选：。 15．【答案】 【解答】解：、线圈以为轴转动，磁通量发生变化，所以有感应电流。故正确； 、线圈以为轴转动，磁通量始终为0，即磁通量不变，无感应电流。故错误； 、线圈沿轴上下移动，磁通量始终为0，无感应电流。故错误。 、线圈沿轴左右移动，磁通量始终为0，无感应电流。故错误。 故选：。 16．【答案】 【解答】解：、只要是线圈中的磁通量发生变化，回路中有感应电流，指针便会偏转，在磁铁插入、拔出过程中线圈中的磁通量均发生变化，故错误； 、磁铁插在线圈内不动时，线圈中的磁通量不会发生变化，回路中没有感应电流，指针便不会偏转，故正确； 、磁铁不动线圈上下移动时，磁铁和线圈相对移动，线圈中磁通量发生变化，回路中产生感应电流，指针发生偏转，故错误。 故选：。 17．【答案】 【解答】解：、从位置1加速到达磁场前，没有磁感线穿过线圈，不能产生感应电流，故错误； 、匀速通过磁场左边界时，穿过线圈的磁通量增大，能产生感应电流，故正确； 、在磁场内加速运动时，由知穿过线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，故错误； 、停止在位置2时，穿过线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，故错误。 故选：。 18．【答案】 【解答】解：．保持右边电路电流不变时，通过线圈中的磁通量不变，所以不会在线圈中产生感应电流，与连接的灵敏电流计的指针不会偏转，故正确； ．将线圈向左远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，线圈有感应电流，灵敏电流计的指针偏转，故错误； ．无论是断开开关还是减小滑动变阻器的阻值，都会使中电流发生变化，引起中磁通量发生变化，产生感应电流，灵敏电流计的指针偏转，故错误。 本题选择不会使电流计偏转的， 故选：。 19．【答案】 【解答】解：、闭合电路在磁场中运动，磁通量可能不变，没有感应电流产生，故错误； 、闭合电路在磁场中做切割磁感线运动时，若有多个边切割磁感线，回路中磁通量没有变化时，没有感应电流，故错误； 、产生感应电流的条件是闭合回路的磁通量发生变化，与磁通量是否为0无关，故错误； 、只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化，即穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中一定会有感应电流，正确。 故选：。 20．【答案】 【解答】解：、线框向右运动，穿过闭合电路的磁通量磁通量都未发生变化，无感应电流，故错误； 、线框绕轴转动，穿过闭合电路的磁通量在发生变化，有感应电流，故正确； 、回路没有闭合，磁通量发生变化，有感应电动势，无感应电流，故错误。 故选：。 21．【答案】 【解答】解：．条形磁体向闭合金属环运动的过程中，通过金属环的磁通量会有变化，故产生感应电流，故正确； ．条形磁铁静止在线圈上方，线圈的磁通量没有发生变化，不产生感应电流，故错误； ．开关闭合后金属棒运动时，金属棒通电后受到安培力作用，金属棒在安培力的作用下发生运动，其与感应电流无关，故错误； ．导线缠绕在磁铁上与灵敏电流计连接过程中既没有磁通量的变化，也没有导体切割磁感线，不会产生感应电流，故错误。 故选：。 22．【答案】 【解答】解：、环不闭合，所以不能产生感应电流，故错误； 、当左右两根棒分别向两侧运动时，穿过闭合回路的磁通量增大，所以能产生感应电流，故正确； 、图中电流在环的正上方，则电流产生的磁场穿过该环的磁通量始终等于零，所以电流增大时，环内不能产生感应电流，故错误； 、图中磁场的方向与回路之间的夹角为，则穿过该回路的磁通量：，当棒向右运动时，增大，但增大时，减小，所以不能判断出磁通量是否增大或减小，所以不一定产生感应电流，故错误。 故选：。 二．多选题（共3小题） 23．【答案】 【解答】解：、设初始状态时磁通量为正值，则初始状态穿过线圈的磁通量大小为，故错误； 、旋转后磁通量为 则旋转的过程中，穿过线圈的磁通量变化量为 △，故错误，正确； 、旋转过程中，穿过闭合线圈的磁通量发生变化，则线圈中有感应电流产生，故正确。 故选：。 24．【答案】 【解答】解：产生感应的条件是穿过闭合导体回路的磁通量发生变化； ．闭合和断开开关时，螺线管中的磁通量都会发生变化，都会有感应电流产生，故正确； ．保持滑动变阻器滑片位置不变，将通电螺线管插入或抽出螺线管中时，通电螺线管内磁通量变化趋势相反，产生的感应电流方向也相反，故正确； ．保持滑动变阻器滑片位置不变，将条形磁体插入螺线管中静止不动时，螺线管中的磁通量不会发生变化，所以电流计不偏转，示数为0，故错误； ．保持通电螺线管位置不变，左右移动滑动变阻器滑片，螺线管中磁通量一会增加，一会减少，根据楞次定律可知可以产生不同方向感应电流，故正确。 故选：。 25．【答案】 【解答】解：、该图中线圈不闭合，不能产生感应电流，符合题意，故正确； 、该图中导体棒向两边运动时，穿过闭合回路的磁通量发生变化，能产生感应电流，不符合题意，故错误； 、该图中直导线产生的磁场，穿过下方线圈的磁通量为零，增加通电导线中的电流时，线圈的磁通量仍为零，保持不变，不会有感应电流，符合题意，故正确； 、该图中线圈在磁场中运动时，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，符合题意，故正确。 故选：。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 13.3 电磁感应现象及应用 知识点梳理 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ab做切割磁感线运动时，闭合回路中有电流产生． 探究二：如图乙，当线圈A的电流不变时，线圈B所在的回路中没有电流产生；当线圈A的电流变化时，线圈B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． 思维进阶 实验一中：导体棒做切割磁感线运动，回路的有效面积发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流． 实验二中：磁体插入或拔出线圈时，线圈中的磁场发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流． 实验三中：开关闭合、断开或滑动变阻器的滑动触头移动时，小线圈A中电流变化，从而引起穿过大线圈B的磁通量变化，产生了感应电流． 三个实验共同特点是：产生感应电流时闭合回路的磁通量都发生了变化． 考点题型分类 【题型1】研究电磁感应现象 【例1】用导线将灵敏电流表与金属棒连接成一个磁生电的实验电路，如图所示，则下列哪种操作能使指针偏转　　 A．使导体向左（或向右）移动 B．使导体向上（或向下）移动 C．使导体沿的方向移动 D．使导体沿的方向移动 【变式2】如图所示，正确连接电路后，下列图示情景中能产生感应电流的是　　 A．图甲中使导体棒平行于磁感线竖直向下运动 B．图乙中使条形磁铁插入或拔出线圈 C．图丙中开关保持闭合，改变滑动变阻器接入电路的阻值的过程中 D．图丙中开关保持闭合，、螺线管相对静止一起在水平桌面上平移 【变式3】下列四个图中能产生感应电流的是　　 A．甲图中，条形磁铁以速度向导线环运动 B．乙图中，线框在磁场中以速度向右运动 C．丙图中，导线圆环水平放置，通电直导线在圆环一直径正上方，增大直导线中的电流 D．丁图中，磁场方向竖直向上，垂直导轨放在水平平行导轨上的两导线以不同的速度向左右运动 【题型2】产生感应电流的条件 【例2】如图所示，导线竖直且足够长，图甲、丙中正方形闭合铜线圈均关于左、右对称，图乙、丁中且与铜线圈共面。下列四种情况中均让铜线圈自由下落，此过程中能产生感应电流的是　　 A．图甲中通有恒定电流 B．图乙中通有恒定电流 C．图丙中通有正弦式交变电流 D．图丁中通有正弦式交变电流 【变式1】下列情况能产生感应电流的是　　 A．图甲所示的导体棒顺着磁感线运动 B．图乙所示的条形磁铁插入或拔出线圈 C．图丙所示的小螺线管插入大螺线管中不动 D．图丙所示的小螺线管插入大螺线管中不动，改变滑动变阻器接入电路的电阻 【变式2】环形导线、在同一平面内，圆心均在点。中的电流方向如图所示。则　　 A．处的磁场方向与平面平行 B．处的磁场方向垂直平面向里 C．中电流增大时，穿过的磁通量不变 D．中电流增大时，中产生感应电流 【变式3】如图所示，在平面内有以轴为边界的磁感应强度大小相等、方向相反的两匀强磁场，金属圆环的圆心为。下列过程会使环中产生感应电流的是　　 A．环沿轴平移一小段距离 B．环沿轴平移一小段距离 C．环绕轴转动一小角度 D．环绕轴转动一小角度 课后提优练 一．选择题（共22小题） 1．如图所示，通有恒定电流的长直导线右侧放置一个矩形导线框，其中边与导线平行。在下列几种情况下，导线框内不能产生感应电流的是　　 A．线框以直导线为轴旋转 B．线框以边为轴旋转 C．线框以边为轴旋转 D．线框沿图平面朝右平动 2．关于电磁感应，下列说法正确的是　　 A．如图（a）所示，导体顺着磁感线运动，回路中有感应电流 B．如图（b）所示，条形磁铁插入线圈中不动，有感应电流产生 C．如图（c）所示，开关一直接通，小螺线管插入大螺线管中不动，滑动变阻器阻值匀速滑动时无感应电流，加速滑动时有感应电流 D．如图（c）所示，开关一直接通，小螺线管插入大螺线管中不动，只要移动滑片，电路中就有感应电流 3．利用如图装置课探究感应电流产生的条件，以下措施不能产生感应电流的是　　 A．闭合开关，闭合或断开开关瞬间 B．闭合开关保持原线圈所在的电路稳定 C．闭合开关后快速移动滑动变阻器的滑片 D．闭合开关保持原线圈所在的电路稳定，在原线圈中插入铁芯 E．闭合开关后把原线圈从副线圈中抽出 4．下列各图所描述的物理情境，有感应电流产生的是　　 A．图甲中条形磁体附近的金属框从位置向位置运动，金属框中有感应电流 B．图乙中矩形线圈绕与磁场平行的水平轴匀速转动时，线圈中有感应电流 C．图丙中开关闭合稳定后，线圈中有感应电流 D．图丁中线圈垂直于磁场方向在磁场中向右平移时，线圈中有感应电流 5．下列说法正确的是　　 A．如图所示，构成等边三角形，若两通电导线、在处产生磁场的磁感应强度大小均为，则处磁场的总磁感应强度大小是 B．小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中通有如图所示电流时，小磁针的极将会垂直纸面向外转动 C．如图所示，一矩形线框置于磁感应强度为的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，线框的面积为，则此时通过线框的磁通量为 D．如图所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，将线框绕轴转动时线圈中会产生感应电流 6．下列情况不能产生感应电流的是　　 A．如图甲所示，导体顺着磁感线运动 B．如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时 C．如图丙所示，小螺线管插入大螺线管中不动，开关闭合瞬间 D．如图丙所示，小螺线管插入大螺线管中不动，开关闭合，调节滑动变阻器的阻值时 7．某一实验装置如图所示，在铁芯上绕着两个线圈和，如果线圈中的电流随时间的变化关系如下图所示的四种情况，则不会使线圈产生感应电流的是　　 A． B． C． D． 8．如图所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中通有电流，下列情况中，线框中一定有感应电流产生的是　　 A．电流恒定，闭合金属线框竖直向下平移 B．电流恒定，闭合金属线框以通电导线为轴绕其匀速转动 C．电流恒定，导线和闭合金属线框以相同的速度向右平移 D．金属线框固定不动，电流增加 9．下列四种情境中，不能产生感应电流的是　　 A．导体棒正在切割磁感线 B．条形磁铁向下插入螺线管 C．开关闭合瞬间 D．开关闭合瞬间 10．物理学是认识世界、改变世界、服务人类的应用型学科。请仔细分析下图中的几个探究实验，选出图对规律的应用发明描述有误的一项　　 A．发电机的发明应用了①图的实验探究结论 B．话筒的发明应用了②图的实验探究结论 C．电磁继电器的发明应用了③图的实验探究结论 D．磁悬浮列车的发明应用了④图的实验探究结论 11．如图所示，导线和互相平行，则下列四种情况下导线中无电流的是　　 A．开关闭合或断开的瞬间 B．开关是闭合的，但滑动触头向左滑 C．开关是闭合的，但滑动触头向右滑 D．开关始终闭合，不滑动触头 12．如图所示，金属圆环位于竖直放置的通电长直导线附近，圆环和长直导线在同一竖直平面内。下列四种情况，圆环会产生感应电流的是　　 A．圆环竖直下落 B．圆环向右平移 C．圆环绕着圆心在竖直平面内转动 D．圆环以长直导线为轴在水平面内转动 13．如图所示，坐标系中，一铜环位于平面内且圆心为坐标原点，通电长直导线位于平面内且与轴平行，下列操作能使线圈中产生感应电流的是　　 A．铜环沿轴正方向平移 B．铜环沿轴正方向平移 C．铜环沿轴正方向平移 D．改变导线中电流方向 14．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”的现象。如图所示，把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈连接电池与开关，线圈闭合并在其一段直导线附近平行放置小磁针，可观察到的现象有　　 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．只要线圈中有电流，小磁针就会发生偏转 D．线圈中电流越大，小磁针偏转角度也越大 15．如图所示，能使磁场中的矩形线圈产生感应电流的是　　 A．线圈绕轴转动 B．线圈绕轴转动 C．线圈沿轴上下移动 D．线圈沿轴左右移动 16．如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路，在以下情况中，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．磁铁不动线圈上下移动时 17．如图所示，虚线方框内有垂直纸面的匀强磁场，闭合线圈在由位置1穿过虚线框到达位置3的过程中，能产生感应电流的是　　 A．从位置1加速到达磁场前 B．匀速通过磁场左边界时 C．在磁场内加速运动时 D．停止在位置2时 18．在如图所示的电路中，当开关闭合后，下列说法不能使灵敏电流计的指针偏转的是　　 A．保持右边电路电流不变 B．将线圈向左远离线圈 C．将开关突然断开 D．将滑动变阻器的阻值调小 19．关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是　　 A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流 B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流 C．穿过闭合电路的磁通量不为零，闭合电路中一定会产生感应电流 D．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化，闭合电路中一定会有感应电流 20．下列各图中，线圈中能产生感应电流的是　　 A． B． C． D． 21．在物理学史上，奥斯特首先发现电流周围存在磁场。随后，物理学家提出“磁生电”的设想。很多科学家为证实这种设想进行了大量研究。下列实验中可以产生感应电流的是　　 A．如图，条形磁体向闭合金属环运动 B．如图，条形磁铁静止在线圈上方过程 C．图中，开关闭合后发现金属棒运动 D．图中，导线缠绕在磁铁上与灵敏电流计连接 22．下列图中一定能产生感应电流的是　　 A． B． C． D． 二．多选题（共3小题） 23．将面积为的矩形线圈放入水平方向的匀强磁场中，线圈与磁场之间的夹角为，、边与磁场垂直，如图所示，该匀强磁场的磁感应强度大小为。现将线圈以为轴按图中所示方向旋转，则　　 A．初始状态穿过线圈的磁通量大小为 B．旋转的过程中，穿过线圈的磁通量变化量为零 C．旋转的过程中，穿过线圈的磁通量变化量为 D．旋转过程中，穿过线圈的磁通量变化，线圈中有感应电流产生 24．电磁感应现象的发现具有极其重大的划时代的历史意义，它为人类大规模利用电能，继而进入电气化时代奠定了理论基础。关于法拉第“磁生电”实验说法正确的是　　 A．闭合开关时电流计指针偏转，断开开关时电流计指针发生偏转 B．保持滑动变阻器滑片位置不变，将通电螺线管下端插入或抽出螺线管中时，电流计指针偏转方向相反 C．保持滑动变阻器滑片位置不变，将条形磁体插入螺线管中静止不动时，电流计指针稳定且示数不为零 D．保持通电螺线管位置不变，左右移动滑动变阻器滑片，螺线管中产生不同方向的感应电流 25．下列选项中不能产生感应电流的是　　 A． B． C． D． 2 学科网（北京）股份有限公司 $$