第二章 第2节 法拉第电磁感应定律-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修2同步课件(人教版 江苏专用)

物理 选择性必修 第二册 江苏专用 1 2 第2节 法拉第电磁感应定律 刷基础 2 1.［辽宁葫芦岛协作校2024高二下月考］关于电磁感应现象中穿过线圈的磁通量与感应电动势的 关系，下列说法正确的是( ) C A.磁通量变化越大，感应电动势一定越大 B.磁通量增大时，感应电动势一定变大 C.磁通量减小时，感应电动势也可能变大 D.磁通量为零时，感应电动势一定为零 题型1 对法拉第电磁感应定律的理解 3 解析 由法拉第电磁感应定律可知,磁通量变化越快,感应电动势越大,与磁通量的大小及磁通量的 变化量无必然关系,A、D错误；磁通量增大或减小时,感应电动势可能变大、可能变小、可能不变, 关键看磁通量的变化率是否变化,B错误,C正确. 题型1 对法拉第电磁感应定律的理解 4 2.如图所示，边长、匝数为10的正方形导体线框 放置于墙角，线框平面与地面的 夹角 .该区域有磁感应强度大小为、方向水平向右的匀强磁场，现将 边向右 拉动，边经 着地，在这个过程中线框中产生的平均感应电动势的大小与感应电流的方向为 ( ) D A.，方向为 B.，方向为 C.，方向为 D.，方向为 题型2 法拉第电磁感应定律的简单应用 5 解析 初状态穿过线框的磁通量 ,末状态穿过线框的磁通量 ,根据法 拉第电磁感应定律得 ,根据楞次定律结合安培定则 可知,感应电流的方向为 ,故A、B、C错误,D正确. 题型2 法拉第电磁感应定律的简单应用 6 3.［广东潮州2025高二上月考］在匀强磁场中放置一金属圆环，磁场方向与圆环平面垂直.规定图 甲所示磁场方向为正，磁感应强度随时间 按图乙所示的正弦规律变化时，下列说法正确的是 ( ) D 甲 乙 A. 时刻，圆环中无感应电流 B.时刻，圆环上某一小段 受到的安培力最大 C.圆环上某一小段 所受安培力最大的时刻也是感应电流最大的时刻 D. 时间内，圆环中感应电流方向沿顺时针方向 题型2 法拉第电磁感应定律的简单应用 7 解析 根据法拉第电磁感应定律,可知 时刻,磁通量变化率最大,圆环中感应电流 最大,时刻,磁通量变化率为零,圆环中感应电流为零,A错误；在 时刻,磁感应强度最大,但是磁通 量的变化率为零,即感应电流为零,圆环上各点受到的安培力为零,B错误；由上述分析可知,当感应 电流最大时,磁感应强度为0,根据可知此时圆环上某一小段 所受安培力为0,C错误； 时间内,磁感应强度垂直圆环向里逐渐减小,由楞次定律结合安培定则可得圆环中感应电流方 向沿顺时针方向, 时间内,磁感应强度垂直圆环向外,逐渐增大,由楞次定律结合安培定则可知 圆环中感应电流方向沿顺时针方向,D正确. 题型2 法拉第电磁感应定律的简单应用 8 关键点拨 圆环在磁场中的有效面积不变, 仅由的变化引起时,有 . 题型2 法拉第电磁感应定律的简单应用 9 4.［江苏无锡2025高二上期末］如图所示，匀强磁场磁感应强度大小为 、方向垂 直水平面向里，半径为的半圆形金属丝在水平面内以速度 做匀速直线运动，速 度方向与直径垂直，则、间的电势差 为( ) C A. B. C. D. 题型3 导体切割磁感线产生电动势的分析与计算 10 解析 金属丝切割磁感线的有效长度为,结合右手定则可知,运动中、 间的电势差为 ,C正确. 题型3 导体切割磁感线产生电动势的分析与计算 11 关键点拨 解答本题需要找准切割磁感线的有效长度：导体两端点连线在垂直于速度方向上的投影长度. 题型3 导体切割磁感线产生电动势的分析与计算 12 5.［北京理工大学附属中学2024高二上期末］如图，水平面内两平行金属导轨间距 ，处于 磁感应强度、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨的左端接有电阻，阻值为 ,长 的导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好，以 的速度向右匀速滑动，导体棒电 阻 ，导轨的电阻忽略不计.则下列说法正确的是( ) B A.点的电势高于点，、两点间电势差的大小为 B.点的电势高于点，、两点间电势差的大小为 C.点的电势高于点，、两点间电势差的大小为 D.点的电势高于点，、两点间电势差的大小为 题型3 导体切割磁感线产生电动势的分析与计算 13 解析 切割磁感线的导体棒相当于电源,由右手定则可知电流方向为 ,电源内部电流由低电 势流向高电势,故点电势高于 点,故C、D错误；导体棒切割磁感线产生的感应电动势 ,、两点间的电势差等于路端电压,由欧姆定律得、 两点间的电 势差大小为 ,故A错误,B正确. 题型3 导体切割磁感线产生电动势的分析与计算 14 6.［江苏无锡天一中学2025高二上期末］ 如图所示，导体长为，绕点以角速度 匀速转动，长为，且、、 三点在一条直 线上，有一磁感应强度为的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂直，那么 两端的电势差为 ( ) D A. B. C. D. 题型3 导体切割磁感线产生电动势的分析与计算 15 解析 因导体上各点的角速度相等,根据角速度与线速度的关系,可知与成正比,则 的 平均速度,两端的电势差大小等于导体 中感应电动势的大小,即有 ,D正确. 题型3 导体切割磁感线产生电动势的分析与计算 16 关键点拨 旋转切割 当长为的导体在垂直于匀强磁场（磁感应强度为的平面内,绕一端以角速度 匀速转动时,导体 两端的感应电动势为 . 题型3 导体切割磁感线产生电动势的分析与计算 17 7. 如图所示，在半径为 的圆形区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小 为.一根长为的导体杆水平放置，端处在圆形磁场边界的最下方，现使杆绕端以角速度 逆时针匀速旋转 ，在旋转过程中( ) C A.端的电势始终高于 端 B.杆切割磁感线产生的感应电动势最大值 C.当杆旋转 时，杆切割磁感线产生的感应电动势 D.当杆旋转 时，、间电势差 题型3 导体切割磁感线产生电动势的分析与计算 18 解析 根据右手定则可知,导体杆切割磁感线时,端电势高于 端,故A错误；当导体杆和圆形区 域的直径重合时,杆切割磁感线的有效长度最长,为, 杆切割磁感线产生的感应电动势最 大,最大值为 ,故B错误；当杆旋转 时,由几何知识可知,此时 杆切 割磁感线的有效长度为,则杆切割磁感线产生的感应电动势为 ,故C正确；当杆旋 转 时,由几何知识可知,杆切割磁感线的有效长度为, 杆切割磁感线产生的感应电 动势为 ,即、间电势差 ,故D错误. 题型3 导体切割磁感线产生电动势的分析与计算 19 教材变式 本题目由教材P34第6题演变而来,教材只考查了两端产生的感应电动势,本题延伸考查杆 旋转 不同角度时切割磁感线产生的感应电动势大小.注意杆旋转 和旋转 时切割磁感线的有 效长度不相同. 题型3 导体切割磁感线产生电动势的分析与计算 20 8.［黑龙江绥化2025高二上期中］如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 、，、均处在竖直向下的匀强磁场中，当 在一外力的作用下向右加速运动时，下 列判断正确的是( ) C A.金属棒向左运动，点的电势高于 点的电势 B.金属棒向右运动，点的电势低于 点的电势 C.金属棒向左运动，点的电势高于 点的电势 D.金属棒向右运动，点的电势低于 点的电势 题型4 二次感应问题 21 思路导引 题型4 二次感应问题 22 解析 在一外力的作用下向右加速运动,由右手定则可知,金属棒中产生从到 的感应电流, 故点的电势低于点的电势, 的速度逐渐增大,感应电动势逐渐增大,感应电流逐渐增大，电流 在线圈中产生向上的磁场,且磁场逐渐增强,故穿过线圈 的磁场方向向上,磁通量逐渐增大,由楞 次定律可得在线圈中感应电流的磁场方向向下,由安培定则可知在金属棒 中电流方向为 ,故点的电势高于点的电势,由左手定则可知,金属棒 向左运动,C正确. 题型4 二次感应问题 23 9.［山东青岛五十八中2024高二上期末］如图所示，直角三角形金属框 放置在匀 强磁场中，磁感应强度大小为，方向平行于边向上.、 两边分别串有电压表、 电流表，当金属框绕 边逆时针（俯视）转动时，下列判断正确的是( ) C A.电流表无示数，、电势相等 B.电流表有示数，、 电势不相等 C.电压表无示数，、电势不相等 D.电压表有示数，、 电势不相等 易错点1 易忽略双杆切割引起的总感应电动势为零 24 解析 金属框转动时,、边切割磁感线,产生感应电动势,、不为零,、电势不相等, 、 电势不相等,但转动过程中穿过金属框的磁通量始终为零,故金属框中无感应电流,电流表没有示数, 同时电压表也没有示数,A、B、D错误,C正确. 易错点1 易忽略双杆切割引起的总感应电动势为零 25 易错分析 本题易误选D.题中、 同时切割磁感线,回路中没有感应电流,但感应电动势仍然存在,类似于两 个电源的并联. 易错点1 易忽略双杆切割引起的总感应电动势为零 26 10.［云南昆明2024高二下期末］如图甲所示，水平放置的圆柱形绝缘棒绕有一线圈 ，线圈右侧 固定有一金属圆环，规定从到为电流的正方向，线圈中的电流随时间 按图乙所示的正弦规 律变化.下列说法正确的是( ) 甲 乙 易错点2 混淆电动势产生的原因致错 27 时刻， 中的感应电流最大 时刻， 中的感应电流为零 时刻，从右往左看 中的感应电流沿逆时针方向 时刻，从右往左看 中的感应电流沿顺时针方向 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ √ 易错点2 混淆电动势产生的原因致错 28 解析 时刻,线圈中的电流为正方向且最大,此时通过金属圆环 的磁通量最大,由题图乙可知, 此时电流的变化率为0,则磁通量的变化率为零,由法拉第电磁感应定律得此时感应电动势为零, 中 的感应电流为零,①错误,②正确；～时间内,线圈中的电流为正,且逐渐减小,则通过金属圆环 向 左的磁通量逐渐减小,根据楞次定律可知,中产生向左的感应磁场,可知时刻,从右往左看 中 的感应电流沿顺时针方向,③错误,④正确.故选D. 易错点2 混淆电动势产生的原因致错 29 易错分析 电动势与磁通量的变化率成正比,而不是与磁通量的大小成正比 本题中,容易认为感应电动势的大小与磁通量的大小成正比,而误认为A对, 时刻,电流最大,穿过 的磁通量最大,但磁通量的变化率为0,故感应电动势和感应电流为0,时刻,电流为0,穿过 的 磁通量为0,但是磁通量的变化率最大,此时感应电动势和感应电流均为最大. 易错点2 混淆电动势产生的原因致错 30 2 第2节 法拉第电磁感应定律 刷提升 31 1.［四川德阳2025高二上月考］下列甲、乙、丙、丁四幅图是电磁感应现象中产生感应电流的几 种情况，根据已经学过的知识，请判断下列说法正确的是( ) C 甲 乙 丙 丁 A.甲图中,当磁感应强度均匀增大时，线圈中感应电动势均匀增大 B.乙图中，线圈放置于垂直纸面向里的磁场中（未画出），导体棒 向右运动过程中，导 体棒中电流方向为由到 C.丙图中，在条形磁铁 极向下插入螺线管的过程中，电容器上极板带负电 D.丁图中，在向右匀速运动过程中， 金属圈中将产生逆时针方向的电流 32 解析 由法拉第电磁感应定律可知,甲图中当磁感应强度均匀增大时,线圈中感应电动势恒定不变,A 错误；由右手定则可知,乙图中导体棒向右运动过程中,导体棒中电流方向为由到 ,B错误； 丙图中,条形磁铁 极向下插入螺线管的过程中,由楞次定律结合安培定则可知,螺线管中感应电流 由上端导线流入,下端导线流出,对电容器充电,则电容器下极板带正电,上极板带负电,C正确；丁图 中,在向右匀速运动过程中,线圈中的电流大小不变,则 金属圈中无感应电流产生,D错误. 33 2.［江苏徐州2025高二上期末］如图所示，边长 的正方形光滑固定金属导轨水平放置，处在 竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中.长度为的金属棒 垂直导轨放置，且与导 轨接触良好，导轨和金属棒单位长度的电阻均为 .当以 的速度向右经过导轨中点时， 下列说法正确的是( ) C A.点电势比点电势低 B.棒中电流大小为 C.两点间电压为 D.导轨的热功率为 34 电路等效图如图所示. 思路导引 35 解析 金属棒切割磁感线,金属棒相当于一个电源,根据右手定则可知,金属棒中电流由到 ,电源 内部电流由负极流向正极,则点相当于等效电源的正极,点电势比 点电势高,A错误；在导轨中 点位置,并联的两支路电阻相等,回路总电阻 ,感应电动势为 ,则棒中电流大小为,B错误；由闭合电路欧姆定律可知, 两点间电压 ,C正确；导轨的热功率 ,D错误. 36 3.［广西普通高中2025高二上检测］如图所示，学校兴趣小组利用厚度为、电阻率为 （假定 不随温度变化而变化）的硅钢片制成一个内径为、高度为的圆筒， .已知圆筒所 在处有沿轴线竖直向上的磁场，磁感应强度随时间变化的规律为（ 为大于零的常数）. 下列说法正确的是( ) D A.硅钢片中感应电流的方向从上往下看为逆时针方向 B.硅钢片中感应电动势大小与时间成正比 C.硅钢片中感应电流大小为 D.硅钢片的发热功率为 37 解析 根据楞次定律结合安培定则可知,硅钢片中感应电流的方向从上往下看为顺时针方向,A错误； 硅钢片中感应电动势大小 ,则感应电动势与时间无关,B错误；硅钢片的电阻 ,则感应电流大小为,C错误；硅钢片的发热功率为 ,D正确. 38 4.［安徽合肥六校联盟2025高二上联考］如图所示，足够长的光滑金属导轨和 置于同一水 平面内，其中与平行，是以为圆心的圆弧导轨，圆弧左侧和扇形 区域内有垂直于 水平面且方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为，金属杆长为、电阻为，端与 点用 导线相接，端与圆弧接触良好；金属棒长为、电阻为 ，固定在平行导轨上，其他电 阻不计.若杆绕点顺时针以角速度 由匀速转动到 ，此过程中，下列说法正确的是( ) B A.杆产生的感应电动势的大小为 B.棒所受安培力大小为 C.棒两端的电压为 D.杆上点电势高于 点电势 39 解析 杆产生的感应电动势的大小为 ,故A错误；回路中产生的感 应电流为,则棒所受安培力大小为,故B正确；棒 两端 的电压为,故C错误；根据右手定则可知,杆上电流从流向,由于杆 相当于电 源,在电源内部电流从低电势处流向高电势处,则点电势低于 点电势,故D错误. 40 5.［浙江杭州二中2025高二上期中］如图所示，匀强磁场中有一由半圆弧与其直径构成的导线框， 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 .使该线框从图 示位置开始绕过圆心、垂直于半圆面的轴以角速度 匀速转动半周，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化，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化率 的大小应为( ) C A. B. C. D. 41 解析 设半圆弧的半径为,导线框的电阻为,当线框绕过圆心、垂直于半圆面的轴以角速度 匀速转动时,线框中产生的感应电动势大小为 ,由闭合电路欧姆定律得感应电流为 ；当线框保持题图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化时,根据法拉第电磁感 应定律得,又,根据闭合电路欧姆定律得感应电流为 ,由题 设知,解得 ,C正确. 42 6.［安徽多校2025高二上联考］如图所示，光滑水平金属框 固定在垂直纸面向里的匀强磁 场中，磁感应强度随时间变化.一压缩弹簧弹出金属棒，时棒在 处脱离弹簧且速度 为.从开始，不施加外力，以速度 向右匀速运动并与金属框接触良好，回路中无感应电 流.则 图线可能正确的是( ) B A. B. C. D. 43 解析 时金属棒在处脱离弹簧,此后金属棒 在没有外力的作用下,在磁场中沿金属框做 匀速运动,则金属棒不受安培力,即金属棒中一定没有感应电流,即 中的磁通量变化率为 零，磁通量不变.设金属框宽度为,与之间的距离为,时刻磁场的磁感应强度为 ,则从 开始,有,整理得,所以与为一次函数关系,即 图线为一 条不过原点的倾斜直线.故B正确. 44 7.如图甲所示，是倾角 、表面粗糙的绝缘斜面，是匝数 、质量 、总电阻 、边长的正方形金属线框.线框与斜面间的动摩擦因数 ， 在的区域加上垂直斜面向上的匀强磁场（图中未画出），即线框的一半处于磁场中，且 边平行于，磁场的磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示.取， ， ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.下列说法正确的是( ) C 甲 乙 A.内，线框中的感应电流大小为 B.内，线框产生的焦耳热为 C.时，线框受到的安培力大小为 D. 时，线框开始运动 45 解析 由题图乙知, ,磁感应强度垂直斜面向上且增大,线框未动时, 根据法拉第电磁感应定律得,由闭合电路欧姆定律得 ,根据楞次定 律推论可判断边所受安培力向上,设线框即将向上运动的时间为 ,则有 ,解得,即 内线框处于静止状态,线框中的感应电流 大小为,A、D错误；内,线框产生的焦耳热为 ,B错误； 时,由题图乙可知,磁感应强度大小为 ,线框受到的安培力大小为 ,C正确. 46 8.［江苏无锡2024高一下期中］如图甲所示为一种动圈式话筒的结构原理图，在膜片后面接有一 个轻小的金属线圈，线圈处于永久磁体的磁场中.当声波使膜片前后振动时，就能将声音信号转变 为低频电信号.图乙为一种纸盆式扬声器结构原理图，当线圈中通有低频信号电流时，能引起振动 膜（纸盆）振动发声.下列说法正确的是( ) 甲 乙 47 A.动圈式话筒与纸盆式扬声器的线圈均处在匀强磁场中 B.动圈式话筒与纸盆式扬声器工作原理相同 C.增加线圈的匝数，话筒产生的电信号频率变大 D.纸盆式扬声器可以当话筒使用 √ 48 解析 永久磁体周围的磁场不是匀强磁场,故动圈式话筒与纸盆式扬声器的线圈处在非匀强磁场中, A错误；对着动圈式话筒说话,声音使膜片振动,使线圈在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流, 即将声信号转化为电信号,这是电磁感应现象,对于纸盆式扬声器,变化的电流经放大器放大后,通过 扬声器的线圈,由于通电导线在磁场中受力的作用,故能使线圈在磁场中受力来回振动,带动纸盆也 来回振动,扬声器就能够发声了,即将电信号转化为声信号,原理是磁场对电流有力的作用,故动圈式 话筒与纸盆式扬声器工作原理不同,纸盆式扬声器可以当话筒使用,B错误,D正确；增加线圈的匝数, 根据法拉第电磁感应定律可知,线圈产生的感应电动势增大,感应电流增大,话筒产生的电信号频率 不变,C错误. 49 $$