13.3 电磁感应现象及应用（分层作业）-【教学无忧】2025-2026学年高二物理同步精品备课（人教版2019必修第三册）

13.3 电磁感应现象及应用 知识点1 划时代的发现 1．奥斯特发现了电流的磁效应，证实电现象与磁现象是有联系的。 2．1831年，法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，一个线圈接电源，另一个线圈接“电流表”。当给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈上出现了电流，从而发现了“磁生电”现象，他认为“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。 3．法拉第把这些“磁生电”现象定名为电磁感应，这些现象中产生的电流叫作感应电流。 知识点2　磁通量变化的几种情况 1．磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1，磁感应强度B不变，闭合回路的有效面积S发生变化。如图(a)(b)所示，ΔΦ＝B(S2－S1)＝BΔS。 2．闭合回路的面积S不变，磁感应强度B发生变化。如图(c)所示，ΔΦ＝(B2－B1)S＝ΔBS。 3．磁感应强度B和闭合回路的面积S都发生变化，ΔΦ＝B2S2－B1S1。 知识点3 产生感应电流的条件　电磁感应现象的应用 1．实验：探究感应电流产生的条件 (1)实验一：如图甲所示，导体棒AB做切割磁感线运动时，线路中有电流产生，而导体棒AB顺着磁感线运动时，线路中无电流产生。(均选填“有”或“无”) 甲 乙 (2)实验二：如图乙所示，当条形磁体插入或拔出线圈时，线圈中有电流产生，但条形磁体在线圈中静止不动时，线圈中无电流产生。(均选填“有”或“无”) (3)实验三：如图丙所示，将小线圈A插入大线圈B中不动，当开关S闭合或断开时，电流表中有电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中有电流通过；而开关S一直闭合，滑动变阻器的滑片不动时，电流表中无电流通过。(均选填“有”或“无”) 丙 (4)归纳总结： 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片移动时，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。 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。 3．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。 知识点4 感应电流产生条件的理解 判断有无感应电流时必须明确的关键点 (1)观察导体回路是否闭合； (2)判断穿过回路的磁通量是否发生变化。 考向1　磁通量变化的几种情况 1.(多选)闭合线圈按如图所示的方式在磁场中运动，则穿过闭合线圈的磁通量发生变化的是(　　) 【答案】AB 【解析】选项A中，线圈转动时，穿过线圈的磁通量一直在变化，故A正确；选项B 中，由于离通电导线越远，磁感应强度越小，故线圈在向右运动时，穿过线圈的磁通量在减小，故B正确；选项C中，由于磁感线方向与线圈平面平行，故穿过线圈的磁通量一直为零，没有变化，故C错误；选项D中，线圈转动过程中，穿过线圈的磁感线条数不变，故穿过线圈的磁通量不变，故D错误。 考向2　产生感应电流的条件　电磁感应现象的应用 2.(2023·陕西省延安市第一中学高二月考)在“探究法拉第电磁感应现象”实验中，某同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关组成的部分电路已连接好了，如图所示。 (1)请使用两根导线，将电路补充完整。 (2)此实验中使用的电表应是________。(填选项前的字母) A. 灵敏电流表 B. 大量程的电压表 C. 倍率适宜的欧姆表 (3)正确选择电表和连接电路后，开始实验探究。下列说法正确的是________。 A．开关闭合后，线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出，都不会引起电表的指针偏转 B．线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，电表的指针均会偏转 C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电表的指针静止在中央零刻度 D．开关闭合后，只要移动滑动变阻器的滑片P，电表的指针一定会偏转 【答案】　(1)见解析图　(2)A　(3)BD 【详解】　(1)将电池组、开关、滑动变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电表与线圈B串联成另一个回路，实物图如图所示。 (2)本实验要使用灵敏电流计来检测电路中是否有电流产生，故选A。 (3)开关闭合后，线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出，穿过线圈B的磁通量都会发生变化，都会产生感应电流，都会引起电表的指针偏转，故A错误；线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，穿过线圈B的磁通量都会发生变化，线圈B中会产生感应电流，电表的指针均会偏转，故B正确；开关闭合后，只要滑动变阻器的滑片P移动，不论是加速还是匀速，穿过线圈B的磁通量都会变化，都会有感应电流产生，电表的指针都会偏转，故C错误，D正确。 考向3　感应电流产生条件的理解 3.(2024·武威市高二期末)下列各图中能产生感应电流的是(　　) 【答案】　D 【详解】　闭合线圈绕平行于匀强磁场的转动轴匀速转动，穿过闭合线圈的磁通量始终为零，因此闭合线圈中无感应电流，故A错误；条形磁体插入有开口的圆环，由于圆环未闭合，因此圆环中无感应电流，故B错误；闭合线圈与条形磁体在同一平面并在远离磁体，磁感线与线圈平面平行，穿过闭合线圈的磁通量始终为零，闭合线圈中无感应电流，故C错误；平行金属导轨上，两根金属棒与导轨构成闭合回路，当向相反方向运动时，闭合回路面积增大，即穿过闭合回路的磁通量增大，回路中将产生感应电流，故D正确。 4.如图所示的装置，在下列各种情况中，不能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是(　　) A．开关S接通的瞬间 B．开关S接通后，电路中电流稳定时 C．开关S接通后，滑动变阻器滑片滑动的瞬间 D．开关S断开的瞬间 【答案】　B 【详解】　将开关突然接通的瞬间，线圈产生的磁场从无到有，穿过铜质闭合线圈A的磁通量增大，产生感应电流，故A不符合题意；线圈中通以恒定的电流时，线圈产生恒定的磁场，穿过铜质闭合线圈A的磁通量不变，没有感应电流产生，故B符合题意；接通后，使滑动变阻器的滑片滑动时，回路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜质闭合线圈A的磁通量变化，产生感应电流，故C不符合题意；将开关突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无，穿过铜质闭合线圈A的磁通量减小，产生感应电流，故D不符合题意。 5.如图所示，边界MN右侧存在匀强磁场，现使边长为L的正方形闭合金属线框由边界左侧以速度v匀速运动到图中虚线位置。此过程线框中产生感应电流的时间为(　　) A. B. C. D. 【答案】　A 【详解】　线框在整个运动过程中，只在右侧边框恰好进入磁场到线框恰好完全进入磁场的过程中产生感应电流，此过程线框的位移为L，故根据匀速直线运动规律可得，产生感应电流的时间为t＝，A正确。 1．（2025·北京·高考真题）下列图示情况，金属圆环中不能产生感应电流的是（　　） A．图（a）中，圆环在匀强磁场中向左平移 B．图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴转动 C．图（c）中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 D．图（d）中，圆环向条形磁铁N极平移 【答案】A 【详解】A．圆环在匀强磁场中向左平移，穿过圆环的磁通量不发生变化，金属圆环中不能产生感应电流，故A正确； B．圆环在匀强磁场中绕轴转动，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故B错误； C．离通有恒定电流的长直导线越远，导线产生的磁感应强度越弱，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故C错误； D．根据条形磁铁的磁感应特征可知，圆环向条形磁铁N极平移，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故D错误。 故选A 。 2．（2024·北京·高考真题）如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（   ） A．闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引 B．闭合开关，达到稳定后，电流表的示数为0 C．断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b D．断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向左 【答案】B 【详解】A．闭合开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反，由楞次定律可知，二者相互排斥，故A错误； B．闭合开关，达到稳定后，通过线圈P的磁通量保持不变，则感应电流为零，电流表的示数为零，故B正确； CD．断开开关瞬间，通过线圈P的磁场方向向右，磁通量减小，由楞次定律可知感应电流的磁场方向向右，因此流过电流表的感应电流方向由b到a，故CD错误。 故选B。 3．（2018·全国I卷·高考真题）如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线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直导线连接成回路。将一磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（　　） 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 【答案】AD 【详解】A．由电路可知，开关闭合瞬间，右侧线圈正面环绕部分的电流向下，由安培定则可知，直导线在铁芯中产生向右的磁场，由楞次定律可知，左侧线圈正面环绕部分产生向上的电流，则直导线中的电流方向由南向北，由安培定则可知，直导线在小磁针所在位置产生垂直纸面向里的磁场，则小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，A正确； BC．开关闭合并保持一段时间后，穿过左侧线圈的磁通量不变，则左侧线圈中的感应电流为零，直导线不产生磁场，则小磁针静止不动，BC错误； D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，穿过左侧线圈向右的磁通量减少，则由楞次定律可知，左侧线圈正面环绕部分产生向下的感应电流，则流过直导线的电流方向由北向南，直导线在小磁针所在处产生垂直纸面向外的磁场，则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D正确。 故选AD。 4．（2025·浙江·高考真题）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，当电流从“-”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏：从“”或“”接线柱流入，指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，则 (1)此时磁铁的运动状态是 （选填“向上拔出”、“静止”或“向下插入”）。 (2)只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是_____（多选） A．磁铁静止，向上移动线圈 B．增大（1）中磁铁运动速度 C．将导线从接线柱移接至接线柱 D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外 【答案】(1)向上拔出 (2)BC 【详解】（1）由图可知，电表指针左偏，则感应电流从“-”极流入，感应电流在线圈内产生的磁场方向向下，根据楞次定律可知，与条形磁体在线圈位置产生的磁场方向相同，可知穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，此时磁铁的运动状态是向上拔出。 （2）A．磁铁静止，向上移动线圈，则产生的感应电流不一定增加，指针偏角不一定会增加，选项A错误； B．增大（1）中磁铁的速度，产生的感应电动势会增加，指针偏角会增大，选项B正确； C．减小电流计的量程，即将导线从接线柱G1移接到G0，可是电流计指针偏角变大，选项C正确； D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在线圈外，线圈中的感应电流不变，电流计指针偏角不变，选项D错误。 故选BC。 1 / 3 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1 划时代的发现 1．奥斯特发现了电流的磁效应，证实电现象与磁现象是有联系的。 2．1831年，法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，一个线圈接电源，另一个线圈接“电流表”。当给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈上出现了电流，从而发现了“磁生电”现象，他认为“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。 3．法拉第把这些“磁生电”现象定名为电磁感应，这些现象中产生的电流叫作感应电流。 知识点2　磁通量变化的几种情况 1．磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1，磁感应强度B不变，闭合回路的有效面积S发生变化。如图(a)(b)所示，ΔΦ＝B(S2－S1)＝BΔS。 2．闭合回路的面积S不变，磁感应强度B发生变化。如图(c)所示，ΔΦ＝(B2－B1)S＝ΔBS。 3．磁感应强度B和闭合回路的面积S都发生变化，ΔΦ＝B2S2－B1S1。 知识点3 产生感应电流的条件　电磁感应现象的应用 1．实验：探究感应电流产生的条件 (1)实验一：如图甲所示，导体棒AB做切割磁感线运动时，线路中有电流产生，而导体棒AB顺着磁感线运动时，线路中无电流产生。(均选填“有”或“无”) 甲 乙 (2)实验二：如图乙所示，当条形磁体插入或拔出线圈时，线圈中有电流产生，但条形磁体在线圈中静止不动时，线圈中无电流产生。(均选填“有”或“无”) (3)实验三：如图丙所示，将小线圈A插入大线圈B中不动，当开关S闭合或断开时，电流表中有电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中有电流通过；而开关S一直闭合，滑动变阻器的滑片不动时，电流表中无电流通过。(均选填“有”或“无”) 丙 (4)归纳总结： 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片移动时，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。 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。 3．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。 知识点4 感应电流产生条件的理解 判断有无感应电流时必须明确的关键点 (1)观察导体回路是否闭合； (2)判断穿过回路的磁通量是否发生变化。 考向1　磁通量变化的几种情况 1.(多选)闭合线圈按如图所示的方式在磁场中运动，则穿过闭合线圈的磁通量发生变化的是(　　) 考向2　产生感应电流的条件　电磁感应现象的应用 2.(2023·陕西省延安市第一中学高二月考)在“探究法拉第电磁感应现象”实验中，某同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关组成的部分电路已连接好了，如图所示。 (1)请使用两根导线，将电路补充完整。 (2)此实验中使用的电表应是________。(填选项前的字母) A. 灵敏电流表 B. 大量程的电压表 C. 倍率适宜的欧姆表 (3)正确选择电表和连接电路后，开始实验探究。下列说法正确的是________。 A．开关闭合后，线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出，都不会引起电表的指针偏转 B．线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，电表的指针均会偏转 C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电表的指针静止在中央零刻度 D．开关闭合后，只要移动滑动变阻器的滑片P，电表的指针一定会偏转 考向3　感应电流产生条件的理解 3.(2024·武威市高二期末)下列各图中能产生感应电流的是(　　) 4.如图所示的装置，在下列各种情况中，不能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是(　　) A．开关S接通的瞬间 B．开关S接通后，电路中电流稳定时 C．开关S接通后，滑动变阻器滑片滑动的瞬间 D．开关S断开的瞬间 5.如图所示，边界MN右侧存在匀强磁场，现使边长为L的正方形闭合金属线框由边界左侧以速度v匀速运动到图中虚线位置。此过程线框中产生感应电流的时间为(　　) A. B. C. D. 1．（2025·北京·高考真题）下列图示情况，金属圆环中不能产生感应电流的是（　　） A．图（a）中，圆环在匀强磁场中向左平移 B．图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴转动 C．图（c）中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 D．图（d）中，圆环向条形磁铁N极平移 2．（2024·北京·高考真题）如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（   ） A．闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引 B．闭合开关，达到稳定后，电流表的示数为0 C．断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b D．断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向左 3．（2018·全国I卷·高考真题）如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线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直导线连接成回路。将一磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（　　） 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 4．（2025·浙江·高考真题）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，当电流从“-”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏：从“”或“”接线柱流入，指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，则 (1)此时磁铁的运动状态是 （选填“向上拔出”、“静止”或“向下插入”）。 (2)只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是_____（多选） A．磁铁静止，向上移动线圈 B．增大（1）中磁铁运动速度 C．将导线从接线柱移接至接线柱 D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $