第十三讲 电磁感应 讲义 -2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

本讲义聚焦电磁感应核心知识点，系统梳理从奥斯特电流磁效应、法拉第电磁感应现象的发现史，到感应电流产生的两个条件（闭合电路、磁通量变化），再到磁通量变化的三种类型（B变、S变、夹角变）及应用实例，构建完整知识脉络作为学习支架。 资料特色在于融合物理学史培养科学态度，结合发光轮滑鞋、太阳能椅等生活实例深化物理观念，通过探究感应电流产生条件的实验题提升科学探究能力。课中辅助教师授课，课后助力学生回顾知识、查漏补缺。

粤教版2019必修第三册复习讲义 第十三讲 电磁感应 知识梳理 一、划时代的发现 1．丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针转动，这种作用称为电流的磁效应，揭示了电现象与磁现象之间存在密切联系． 2．英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁生电”现象，他把这种现象命名为电磁感应．产生的电流叫作感应电流． 二、感应电流的产生条件 1．感应电流的产生条件 (1)闭合电路。 (2)磁通量发生变化。 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。 图1 图2 图3 图4 ①磁感应强度B不变，有效面积S发生变化引起磁通量的变化。如图1所示是导体做切割磁感线运动使面积发生变化而改变了穿过回路的磁通量。 ②有效面积S不变，磁感应强度B发生变化引起磁通量的变化。如图2是通过磁极的运动改变穿过回路的磁通量；图3通过改变原线圈中的电流从而改变磁场的强弱，进而改变穿过回路的磁通量。 ③磁场和闭合电路的面积都不变，二者的夹角发生变化引起穿过线圈的磁通量发生变化。如图所示，闭合线圈在匀强磁场中绕轴OO′转动的过程。 注意：感应电流的产生与Φ无关，只取决于Φ的变化，即与ΔΦ有关．ΔΦ与Φ大小没有必然的联系． 3.产生感应电流的常见类型 (1)导线ab切割磁感线时，闭合回路产生的电流(如图甲)。 (2)磁铁插入和拉出线圈时，回路中产生的电流(如图乙)。 (3)如图丙所示，当开关S闭合或断开时，回路B中产生电流。当开关闭合，滑动变阻器滑片向上或向下滑时，回路B中产生电流。 4.电磁感应现象的应用 （1）最早的发电机：法拉第的圆盘发电机。 （2）电厂里的发电机、生产和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。 考点分析 考点一：电磁感应的发现过程 例1.物理学家的科学研究极大地推动了人类文明的进程，下列说法中正确的是（　　） A．法拉第通过实验发现了电磁感应现象 B．卡文迪许测出了静电力常量k的数值 C．安培首次发现了电流周围存在磁场 D．楞次引入“电场线”来形象地描述电场 【答案】A 【详解】A．法拉第经过多年的实验研究，在 1831 年发现了电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，A正确； B．卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量的数值，而静电力常量不是卡文迪许测出的，B错误； C．1820 年，奥斯特通过实验首次发现了电流周围存在磁场，即电流的磁效应，而不是安培，C错误； D．是法拉第引入 “电场线” 来形象地描述电场，楞次总结出了判断感应电流方向的楞次定律，D错误。 故选A。 例2.下列说法中错误的是（    ） A．德国物理学家纽曼和韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，提出了电磁感应定律 B．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系 C．库仑提出了分子电流假说，揭示了磁现象的电本质 D．法拉第发现了电磁感应现象，并制作了世界上第一台发电机 【答案】C 【详解】A．德国物理学家纽曼和韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，于1845年和1846年先后提出了电磁感应定律，故A正确，不满足题意要求； B．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系，故B正确，不满足题意要求； C．安培提出了分子电流假说，揭示了磁现象的电本质，故C错误，满足题意要求； D．法拉第发现了电场感应现象，并制作了世界上第一台发电机，故D正确，不满足题意要求。 故选C。 例3.实施“双减”后，同学们有了更多自主安排的时间。小田参加了学校的轮滑社团，如图所示是小田穿着的一款发光轮滑鞋，轮上有磁环、金属线圈和发光二极管等元件。穿轮滑鞋滑行时，金属线圈相对磁环转动使发光二极管发光。发光轮的工作原理与下面中那个实验的原理相同（　　） A．图甲是探究电流磁效应的奥斯特实验 B．图乙是通过改变电流的大小，可以改变电磁起重机磁性强弱 C．图丙是通电导体在磁场中运动 D．图丁是探究电磁感应现象实验 【答案】D 【详解】发光轮的工作原理是利用磁场产生电流的现象，即磁生电。 A．奥斯特实验是电生磁，A错误； B．通过改变电流大小改变电磁起重机磁性强弱，是电流周围的磁场，B错误； C．通电导体在磁场中运动，是电流在磁场中受到安培力的作用，C错误； D．探究电磁感应现象实验是利用磁场产生电流的现象，即磁生电，D正确。 故选D。 例4.第19届杭州亚运会被称为首届“碳中和”亚运会，如图所示是杭州街头的太阳能椅，不仅可照明，还可为市民提供手机无线充电。关于太阳能椅，说法正确的是（　　） A．太阳能是一种不可再生能源 B．太阳能光伏板能把全部太阳能转化成电能 C．手机可以放在太阳能光伏板上进行无线充电 D．手机无线充电技术应用到电磁感应现象 【答案】D 【详解】A．太阳能、风能、水能、地热能等自然资源属于可再生资源，故A错误； B．太阳能光伏板能把太阳能转化成电能，但不是全部转化，会有损耗，故B错误； C．手机无线充电是应用电磁感应原理，所以手机无线充电要放在无线充电充电线圈上，不能直接放在太阳能光伏板上，故C错误； D．手机无线充电技术是应用电磁感应原理，故D正确。 故选D。 考点二：感应电流产生的条件 例1.闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中，下图中各情况下导线都在纸面内运动，那么下列判断中正确的是（  ） A．都会产生感应电流 B．都不会产生感应电流 C．甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流 D．甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流 【答案】D 【详解】甲、丙图中，闭合电路的一部分导线的运动方向与磁感线垂直，做切割磁感线运动，会产生感应电流；乙图中，导线的运动方向与磁场平行，不切割磁感线，没有感应电流产生；丁图中，导线的运动方向与磁感线在同一平面内时，导体不切割磁感线，没有感应电流产生；所以甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流，故ABC错误，D正确． 例2.电子车票，也称“无纸化”车票，乘客网上购票后，直接通过“刷身份证”或“扫手机”即可顺利进站。如图所示是乘客通过“刷身份证”进站时的情景，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份。图中能说明这一原理的是（　　） A．通电导体在磁场中受到安培力 B．导体棒切割磁感线产生感应电流 C．通电螺线管的磁性强弱与电流大小有关 D．通电导体周围存在磁场 【答案】B 【详解】由题意可知，刷身份证时会产生感应电流，即由磁产生电，有感应电流产生，所以其工作原理为电磁感应现象。 A．图中有电源，为电动机的工作原理，是根据通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的，故A不符合题意； B．图中没有电源，为发电机的工作原理，是根据电磁感应现象制成的，故B符合题意； C．图示的实验是探究通电螺线管的磁性强弱与电流大小的关系，运用了电流的磁效应，故C不符合题意； D．图示为奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，故D不符合题意。 故选B。 例3.1825年瑞士年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，实验装置如图所示，为避免磁铁的磁场对小磁针产生影响，他把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插入线圈，然后跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。关于科拉顿没看到小磁针偏转的分析，下列说法中正确的是（　　） A．实验过程中磁铁的磁性太强 B．实验过程中小磁针的磁性太强 C．实验过程中通过线圈的磁通量不变 D．是因为当他跑到另一个房间时，电磁感应过程已经结束 【答案】D 【详解】只有线圈中的磁通量发生变化时才会产生电磁感应现象，即当磁铁插入或拔出线圈的瞬间，线圈通过的磁通量才会发生变化，才能产生电磁感应现象。因此当科拉顿跑到另一房间时，电磁感应现象早已结束了。 故选D。 例4.与一般吉他以箱体的振动发声不同，电吉他靠拾音器发声。如图所示，拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成。磁体产生的磁场使钢质琴弦磁化而产生磁性，即琴弦也产生自己的磁场。当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时，线圈中就会产生相应的电流，并最终还原为声音信号。下列说法中正确的是（　　） A．若磁体失去磁性，电吉他仍能正常工作 B．换用尼龙材质的琴弦，电吉他仍能正常工作 C．琴弦振动的过程中，线圈中电流的方向不会发生变化 D．拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号 【答案】D 【详解】A．若失去磁性则无法产生电磁感应，因此吉他不能正常工作，故A错误； B．电吉他不可以使用尼龙线做琴弦．若是尼龙线则不能构成回路，不会产生电磁感应现象，故B错误； C．琴弦振动时，线圈中产生感应电流的大小和方向均是变化的，若是恒定，则声音全是一种调，所以电流方向不可能不发生变化；而根据右手定则可知，电流方向一定是变化的．故C错误； D．电吉他是属于磁生电的应用，是根据电磁感应原理工作的．拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号，故D正确。 故选D。 例5.如图，空间中存在垂直于纸面的有界匀强磁场，圆形闭合金属线圈处于位置1、2、3、4时，均与磁场边界相切。线圈在下列运动过程中，不产生感应电流的是（　　） A．从位置1平移到位置2 B．从位置2平移到位置3 C．从位置3平移到位置4 D．在位置2以圆形线圈的任一直径为轴转动 【答案】B 【详解】感应电流的产生需要有两个条件：有闭合回路和磁通量的变化。 圆形闭合金属线圈在运动过程中根据，从位置1平移到位置2，有效面积增加，则向里的磁通量增加，能产生感应电流；从位置2平移到位置3，和均不变，故无法产生感应电流；从位置3平移到位置4，有效面积减小，则向里的磁通量减小，能产生感应电流；在位置2以圆形线圈的任一直径为轴转动时，有效面积为圆形面积在垂直磁场方向的投影，故有效面积会变化，从而引起磁通量改变，能产生感应电流。 故选B。 例6.如图所示，在纸面内放有一磁铁和一圆形导线圈，下列情况线圈中能产生感应电流的是（　　） A．将磁铁在纸面内向上平移 B．将磁铁在纸面内向右平移 C．将磁铁绕垂直于纸面且过线圈圆心的轴转动 D．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内 【答案】D 【详解】A．磁铁处于题图所示的位置时，没有磁感线穿过线圈，穿过线圈的磁通量为零，将磁铁在纸面内向上平移时，穿过线圈的磁通量仍为零，线圈中没有感应电流产生，故A错误； B．磁铁处于题图所示的位置时，没有磁感线穿过线圈，穿过线圈的磁通量为零，将磁铁在纸面内向右平移时，穿过线圈的磁通量仍为零，线圈中没有感应电流产生，故B错误； C．将磁铁绕垂直于纸面且过线圈圆心的轴转动时，穿过线圈的磁通量仍为零，线圈中没有感应电流产生，故C错误； D．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内时，会有磁感线穿过线圈，穿过线圈的磁通量增大，产生感应电流，故D正确。 故选D。 例7.如图所示为法拉第研究“磁生电”现象的实验装置原理图。两个线圈分别绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接灵敏电流计，下列情况中线圈B可以产生感应电流的是（　　） A．开关S接通或断开瞬间 B．开关S接通一段时间之后 C．开关S接通后，改变变阻器滑片的位置时 D．开关S断开后，改变变阻器滑片的位置时 【答案】AC 【详解】A．开关S接通或断开瞬间，A线圈中电流发生变化，铁芯中电流产生的磁感应强度变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中有感应电流产生，A正确； B．开关S接通一段时间之后，A线圈中电流不变，铁芯中电流产生的磁感应强度不变，穿过线圈B的磁通量不变，线圈B中无感应电流产生，B错误； C．开关S接通后，改变变阻器滑片的位置时，A线圈中电流发生变化，铁芯中电流产生的磁感应强度变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中有感应电流产生，C正确； D．开关S断开后，改变变阻器滑片的位置时，A线圈中电流一直为0，铁芯中磁感应强度一直为0，穿过线圈B的磁通量为0不变，线圈B中无感应电流产生，D错误。 故选AC。 考点三：探究感应电流产生的条件 例1.某同学在探究感应电流产生的条件时，进行了如图所示的实验。下面几种情况中，线圈B中有感应电流产生的是（　　） A．开关闭合一段时间后 B．开关闭合稳定后，快速移动滑动变阻器滑片 C．开关断开状态下，快速移动滑动变阻器滑片 D．开关断开状态下，将线圈A从线圈B中拔出 【答案】B 【详解】A．开关闭合一段时间后，线圈A中的电流无变化，穿过线圈B的磁通量不发生变化，线圈中无感应电流，故A错误： B．开关闭合稳定后，快速移动滑动变阻器滑片，线圈A中的电流变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，故B正确； CD．开关断开状态下，穿过线圈B的磁通量为零，快速移动滑动变阻器滑片或将线圈A从线圈B中拔出，穿过线圈B的磁通量不发生变化，线圈中没有感应电流，故CD错误。 故选B。 例2.(1)如图所示是研究电磁感应现象的实验装置： ①装置已经按如图所示连接好，在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，如果开关闭合后，再将A线圈迅速插入B线圈中，灵敏电流计指针将 （选填“向左”“向右”或“不”）偏转； ②连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是 ； A．插入铁芯 B．拔出A线圈 C．滑动变阻器的滑片向左滑动 D．断开开关S (2)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时指针的偏转情况如图甲中所示，即电流从灵敏电流表G的左接线柱流进时，指针从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图乙中的条形磁体的运动方向是向 （填“上”或“下”）；图丙中的条形磁体下端为 （填“N”或“S”）极。 【答案】(1) 向右 BD (2) 下 S 【详解】（1）①[1]已知闭合开关瞬间，A线圈中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转，可知磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏转；当开关闭合后，将A线圈迅速插入B线圈中时，B线圈中的磁通量增加，所以产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转。 ②[2]A．要使灵敏电流计的指针向左偏转，根据感应电流的磁场阻碍磁通量变化知，磁通量应减小，插入铁芯时，B线圈中的磁通量增大，故A错误； B．拔出A线圈时，B线圈中的磁通量减小，故B正确； C．变阻器的滑片向左滑动时，接入电路的电阻减小，电流增大，B线圈中的磁通量增大，故C错误； D．断开开关S瞬间，电流减小，B线圈中的磁通量减小，故D正确。 故选BD。 （2）[1][2]图乙中指针向左偏，可知感应电流的方向沿顺时针（俯视），感应电流的磁场方向向下，条形磁体的磁场方向向上，由感应电流的磁场阻碍磁通量变化可知，磁通量增大，条形磁体向下插入；图丙中可知指针向右偏，则感应电流的方向是逆时针（俯视），由安培定则可知，感应电流的磁场方向向上，条形磁体向上拔出，即磁通量减小，由感应电流的磁场阻碍磁通量变化可知，条形磁体的磁场方向向上，所以条形磁体上端为N极，下端为S极。 例3.如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 (1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将 偏转。（填“向左”“向右”或“不”） (2)连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是_______。 A．插入铁芯 B．拔出A线圈 C．变阻器的滑片向左滑动 D．断开电键S瞬间 (3)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图（1）中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向 （填“上”、“下”）；图（3）中电流表指针应 （填“向左”“向右”）偏转。 【答案】(1)向右 (2)BC (3) 下 向右 【详解】（1）闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈B的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏。那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，穿过线圈B的磁通量也增大，则电流计指针也将向右偏转。 （2）连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，则可知应使穿过B线圈的磁通量减小，可采取的操作是拔出A线圈或断开电键S瞬间；而插入铁芯或变阻器的滑片向左滑动均使穿过B线圈的磁通量增大，指针向右偏。 故选BC。 （3）[1]电流从电流表G的左接线柱进时，指针从中央向左偏。图（2）中电流表G指针向左偏，则流进电流表G的电流方向自左向右。根据右手定则，可知感应电流产生的磁场竖直向下，图中条形磁铁的下端为S极，根据楞次定律可判断条形磁铁的运动方向是向下； [2]图（3）中，条形磁铁N极向下，磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量向下增大，根据楞次定律，可判断知通过电流表的电流自右向左，则指针应向右偏转。 巩固练习 一、单选题 1．物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学做出了巨大贡献，值得我们敬仰。下列描述中符合物理学史实的是（    ） A．纽曼发现了电磁感应现象 B．洛伦兹通过实验测定了磁场对电流的作用力 C．奥斯特提出了分子电流假说 D．楞次发现了确定感应电流方向的楞次定律 【答案】D 【详解】A．法拉第发现了电磁感应现象，故A错误； B．安培通过实验测定了磁场对电流的作用力，故B错误； C．安培提出了分子电流假说，故C错误； D．楞次发现了确定感应电流方向的楞次定律，故D正确。 故选D。 2．关于物理学史与物理学研究方法，下列说法正确的是（　　）    A．质点、合力概念的建立都体现了等效替代的思想 B．法拉第最早提出了“场”的概念 C．楞次利用如图所示的装置研究电磁感应现象 D．安培通过实验发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁之间的联系 【答案】B 【详解】A．质点概念的建立体现了理想模型思想，合力概念的建立体现了等效替代的思想，故A错误； B．为了形象描述看不见、摸不着的特殊的物质形态，法拉第最早提出了“场”的概念，故B正确； C．法拉第利用如图所示的装置研究电磁感应现象，故C错误； D．安培通过实验发现了电流的磁效应，法拉第首次揭示了电和磁之间的联系，故D错误。 故选B。 3．如图，小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来验证电磁感应现象，下列不能使灵敏电流计指针发生偏转的操作是（　　） A．线圈不动，磁铁快速向上 B．线圈不动，磁铁快速向下 C．磁铁不动，线圈快速向上 D．线圈和磁铁同时同速向上 【答案】D 【详解】A．图中线圈和电流计组成了闭合回路，线圈不动，磁铁快速向上运动时，线圈切割磁感线，产生感应电流，故A错误； B．线圈不动，磁铁快速向下运动时，线圈切割磁感线，产生感应电流，故B错误； C．磁铁不动，线圈快速向上运动，根据运动的相对性，线圈切割磁感线，产生感应电流，故C错误； D．线圈和磁铁同时同速向上运动，由于相对静止，线圈没有切割磁感线，因而不会产生感应电流，故D正确。 故选D。 4．小红在“探究感应电流产生的条件”实验中，当闭合开关瞬间，发现电流表指针向右偏了一下后回到中间位置，继续实施某一步操作后发现指针向左偏转，则该操作步骤是（　　） A．增大电源电压 B．拔出A中的铁芯 C．迅速将A插入B中 D．向右滑动变阻器滑片 【答案】B 【详解】A．闭合开关时，电流表指针向右偏，说明磁通量增加时，电流表向右偏，增大电源电压，线圈B中的磁通量增加，电流表向右偏，故A错误； B．拔出A中的铁芯，线圈B中的磁通量减小，电流表向左偏，故B正确； C．将线圈A插入线圈B，线圈B中的磁通量增加，电流表向右偏，故C错误； D．向右移动滑动变阻器的滑片，线圈A所在电路的电阻减小，A的电流增加，线圈B中的磁通量增加，电流表向右偏，故D错误。 故选B。 5．如图，电吉他的拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成，磁体产生的磁场使金属琴弦磁化，磁化的琴弦也有了磁性．当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时，线圈中就会产生相应的电流，并最终还原为声音信号．下列说法正确的是    A．若磁体失去磁性，电吉他仍能正常工作 B．换用尼龙材质的琴弦，电吉他仍能正常工作 C．琴弦振动的过程中，线圈中电流的方向不会发生变化 D．拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动信号转化为电信号 【答案】D 【详解】A．若失去磁性则无法产生电磁感应，因此吉他不能正常工作，故A错误； B．电吉他不可以使用尼龙线做琴弦．若是尼龙线则不能构成回路，不会产生电磁感应现象，故B错误； C．琴弦振动时，线圈中产生感应电流的大小和方向均是变化的，若是恒定，则声音全是一种调，所以电流方向不可能不发生变化；而根据右手定则可知，电流方向一定是变化的．故C错误； D．电吉他是属于磁生电的应用，是根据电磁感应原理工作的．拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号，故D正确。 故选D。 二、多选题 6．如图所示是一种经颅磁刺激的医疗技术，在人体头部上方放置的金属线圈内通以脉冲电流，电流流经线圈产生高强度脉冲磁场，磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电流，下列说法正确的是（　　） A．脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电磁感应现象 B．变化的磁场会使得脑部特定区域产生感应电场 C．若将脉冲电流改为恒定电流，也会持续对脑部产生感应电流 D．若脉冲电流最大强度不变，但脉冲电流时间缩短，则在脑部产生的感应电流会增强 【答案】BD 【详解】A．脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电生磁，是电流的磁效应，故A错误； B．脉冲磁场对脑部特定区域产生感应电流是磁生电，是电磁感应现象，即变化的磁场会使得脑部特定区域产生感应电场，故B正确； C．将脉冲电流改为恒定电流，不会产生变化的磁场，不会产生感应电流，不可持续对脑神经产生电刺激作用，故C错误； D．若脉冲电流最大强度不变，但缩短脉冲电流时间，则产生的磁场变化的更快，在脑部产生的感应电场及感应电流会增强，故D正确。 故选BD。 7．下列选项中的操作能使如图所示的三种装置产生感应电流的是（　　） A．甲图中，使导体棒AB顺着磁感线运动 B．乙图中，使条形磁铁插入或拔出线圈 C．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A插入大螺线管B中不动 D．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A插入大螺线管B中不动，移动滑动变阻器的滑片 【答案】BD 【详解】A．题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，无感应电流，故A错误； B．题图乙中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加，拔出线圈时线圈中的磁通量减少，线圈中都能产生感应电流，故B正确； C．题图丙中开关S保持闭合，回路中为恒定电流，小螺线管A产生的磁场稳定，螺线管B中的磁通量无变化，无感应电流，故C错误； D．题图丙中开关S保持闭合，小螺线管A插入大螺线管B中不动，移动滑动变阻器的滑片使闭合回路中的电流变化，从而使小螺线管A产生的磁场变化，故大螺线管B中的磁通量变化，有感应电流，故D正确。 故选BD。 8．如图所示，是生产中使用的一种延时继电器的示意图。铁芯上绕有A、B两个线圈，线圈A跟电源连接，线圈B的两端直接接在一起，构成一个闭合回路。在开关S由闭合到断开的时，弹簧K并不能立即将衔铁D拉起使触头C离开，而是要过一小段时间后触头C才能离开，“延时继电器”就是这样得名的。有关“延时继电器”下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合，线圈A轴线上的磁感线方向沿轴线向上 B．开关S闭合，线圈A轴线上的磁感线方向沿轴线向下 C．开关S断开瞬间，线圈A产生感应电流，使装置具有延时作用 D．开关S断开瞬间，线圈B产生感应电流，使装置具有延时作用 【答案】AD 【详解】AB．开关S闭合，根据电源的正负极，可以判定线圈A中电流的方向，根据安培定则可知，开关S闭合，线圈A轴线上的磁感线方向沿轴线向上，故A正确，B错误； CD．根据上述，开关S闭合时，线圈A中电流激发的磁场在线圈B位置的磁场方向向上，开关S断开瞬间，穿过线圈B的磁通量减小，线圈B产生感应电流，使装置具有延时作用，故C错误，D正确。 故选AD。 9．如图甲所示，将带小灯泡的闭合矩形线圈从两块磁铁中间的正上方通过磁场（线圈不发生翻转，磁铁产生的磁场可视为匀强磁场）。如图乙所示为右视图，闭合线圈依次经过a、b、c三个位置，通过该实验观察现象并得出结论，下列说法正确的是（　　） A．线圈经过位置a、c时小灯泡中有电流通过，线圈经过位置b时小灯泡中没有电流通过 B．可得出的结论是：闭合线圈切割磁感线的同时磁通量也必须发生改变才可以产生感应电流 C．可得出的结论是：产生感应电流与闭合回路是否切割磁感线没有关系 D．线圈在位置c时小灯泡的亮度比位置a亮一些，说明线圈在位置a减速，在位置c加速 【答案】AB 【详解】A．闭合线圈自高处落下，经过a、c位置时，线圈中的磁通量改变，经过b位置时线圈中的磁通量没有改变，故A正确； BC．分析线圈在位置a、b、c的现象时，只能得出闭合线圈在切割磁感线的同时磁通量发生改变才可以产生感应电流的结论，无法得出不切割磁感线也能产生感应电流的结论，故B正确，C错误； D．线圈在位置c时小灯泡的亮度比位置a亮，只能说明在位置c切割磁感线的速度比位置a大一些，而无法判断线圈的运动情况，故D错误。 故选AB。 10．如图是话筒的原理图，在弹性膜片后面粘接金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，声波使膜片振动，将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是（　　） A．话筒是利用电流的热效应工作的 B．话筒是利用电磁感应原理工作的 C．膜片振动时，金属线圈中会产生感应电流 D．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 【答案】BC 【详解】AB．当声波使膜片前后振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，将声音信号变化电信号，是根据电磁感应原理工作的，故A错误，B正确； C．膜片振动时，金属线圈切割磁感线，会产生感应感应电流，故C正确； D．膜片随着声波而周期性振动，穿过金属线圈的磁通量是周期性变化的，故D错误； 故选BC。 三、实验题 11．如图所示是“探究影响感应电流方向和大小的因素”的实验装置： (1)某同学闭合开关瞬间，发现电流表指针向右偏转。则将滑动变阻器的滑片向左滑动时，能观察到电流计指针 （选填“向右”或“向左”或“不”）偏转。当他将铁芯向上拔出时，能观察到电流计指针 （选填“向右”或“向左”或“不”）偏转。当他将铁芯用更快的速度向上拔出时，更观察到电流计偏转角度 （选填“更大”或“更小”或“不变”）。 (2)通过该实验，可以得出结论：感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁通量 有关，感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化 有关。 【答案】(1) 向右 向左 更大 (2) 变化 快慢 【详解】（1）[1]某同学闭合开关瞬间，发现电流表指针向右偏转，说明磁通量增大时，电流表指针向右偏转，则将滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流增大，磁通量增大，故电流表指针向右偏转； [2]当他将铁芯向上拔出时，穿过线圈的磁通量减少，能观察到电流计指针向左偏转。 [3]当他将铁芯用更快的速度向上拔出时，穿过线圈的磁通量减少的更快，产生的电流更大，观察到电流计偏转角度更大。 （2）[1][2]通过该实验，可以得出结论：感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁通量变化有关，感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化快慢有关。 12．学生进行动手实验探究，有助于思维发展、提升实践技能、增强综合素质。某老师在高二物理课上带领学生进行了电磁感应现象的实验研究，分别设计了如甲、乙、丙三个实验。 (1)图甲中，导体棒向左移动切割磁感线时，灵敏电流计的指针发生了偏转，若导体棒沿竖直方向上下移动，灵敏电流计的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。 (2)图乙中，下列能使灵敏电流计指针发生偏转的是___________。 A．条形磁铁在线圈上方附近左右移动 B．条形磁铁向下插入线圈 C．条形磁铁置于线圈中不动 D．条形磁铁不动，线圈在条形磁铁的正下方上下运动 (3)图丙中，小车静止在光滑水平地面上，小车上固定有一个线圈，线圈与反向并联的发光二极管（具有单向导电性，通有正向电流时会发光）相连，当磁铁迅速靠近线圈时，小车会被排斥远离磁铁，此过程原磁场方向与感应电流产生的磁场方向相反；当磁铁迅速远离线圈时，小车会被吸引追随磁铁运动，此过程二极管 （填“A”或“B”）亮。 【答案】(1)不偏转 (2)ABD (3)A 【详解】（1）导体棒上下运动，没有切割磁感线，不产生感应电流，因此指针不偏转。 （2）A．条形磁铁在线圈上方附近左右移动，穿过线圈的磁通量会发生变化，产生感应电流，电流计指针偏转，选项A正确； B．条形磁铁向下插入线圈，穿过线圈的磁通量会发生变化，产生感应电流，电流计指针偏转，选项B正确； C．条形磁铁置于线圈中不动，穿过线圈的磁通量不发生变化，不产生感应电流，电流计指针不偏转，选项C错误； D．条形磁铁不动，线圈在条形磁铁的正下方上下运动，穿过线圈的磁通量会发生变化，产生感应电流，电流计指针偏转，选项D正确； 故选ABD。 （3）磁铁迅速远离线圈时，原磁场向右且在减弱，根据楞次定律，感应磁场方向与原磁场方向相同，结合安培定则可知电流能使A灯导通，即可以判断A亮。 轻松学物理 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 粤教版2019必修第三册复习讲义 第十三讲 电磁感应 知识梳理 一、划时代的发现 1．丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针转动，这种作用称为电流的磁效应，揭示了电现象与磁现象之间存在密切联系． 2．英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁生电”现象，他把这种现象命名为电磁感应．产生的电流叫作感应电流． 二、感应电流的产生条件 1．感应电流的产生条件 (1)闭合电路。 (2)磁通量发生变化。 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。 图1 图2 图3 图4 ①磁感应强度B不变，有效面积S发生变化引起磁通量的变化。如图1所示是导体做切割磁感线运动使面积发生变化而改变了穿过回路的磁通量。 ②有效面积S不变，磁感应强度B发生变化引起磁通量的变化。如图2是通过磁极的运动改变穿过回路的磁通量；图3通过改变原线圈中的电流从而改变磁场的强弱，进而改变穿过回路的磁通量。 ③磁场和闭合电路的面积都不变，二者的夹角发生变化引起穿过线圈的磁通量发生变化。如图所示，闭合线圈在匀强磁场中绕轴OO′转动的过程。 注意：感应电流的产生与Φ无关，只取决于Φ的变化，即与ΔΦ有关．ΔΦ与Φ大小没有必然的联系． 3.产生感应电流的常见类型 (1)导线ab切割磁感线时，闭合回路产生的电流(如图甲)。 (2)磁铁插入和拉出线圈时，回路中产生的电流(如图乙)。 (3)如图丙所示，当开关S闭合或断开时，回路B中产生电流。当开关闭合，滑动变阻器滑片向上或向下滑时，回路B中产生电流。 4.电磁感应现象的应用 （1）最早的发电机：法拉第的圆盘发电机。 （2）电厂里的发电机、生产和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。 考点分析 考点一：电磁感应的发现过程 例1.物理学家的科学研究极大地推动了人类文明的进程，下列说法中正确的是（　　） A．法拉第通过实验发现了电磁感应现象 B．卡文迪许测出了静电力常量k的数值 C．安培首次发现了电流周围存在磁场 D．楞次引入“电场线”来形象地描述电场 例2.下列说法中错误的是（    ） A．德国物理学家纽曼和韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，提出了电磁感应定律 B．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系 C．库仑提出了分子电流假说，揭示了磁现象的电本质 D．法拉第发现了电磁感应现象，并制作了世界上第一台发电机 例3.实施“双减”后，同学们有了更多自主安排的时间。小田参加了学校的轮滑社团，如图所示是小田穿着的一款发光轮滑鞋，轮上有磁环、金属线圈和发光二极管等元件。穿轮滑鞋滑行时，金属线圈相对磁环转动使发光二极管发光。发光轮的工作原理与下面中那个实验的原理相同（　　） A．图甲是探究电流磁效应的奥斯特实验 B．图乙是通过改变电流的大小，可以改变电磁起重机磁性强弱 C．图丙是通电导体在磁场中运动 D．图丁是探究电磁感应现象实验 例4.第19届杭州亚运会被称为首届“碳中和”亚运会，如图所示是杭州街头的太阳能椅，不仅可照明，还可为市民提供手机无线充电。关于太阳能椅，说法正确的是（　　） A．太阳能是一种不可再生能源 B．太阳能光伏板能把全部太阳能转化成电能 C．手机可以放在太阳能光伏板上进行无线充电 D．手机无线充电技术应用到电磁感应现象 考点二：感应电流产生的条件 例1.闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中，下图中各情况下导线都在纸面内运动，那么下列判断中正确的是（  ） A．都会产生感应电流 B．都不会产生感应电流 C．甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流 D．甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流 例2.电子车票，也称“无纸化”车票，乘客网上购票后，直接通过“刷身份证”或“扫手机”即可顺利进站。如图所示是乘客通过“刷身份证”进站时的情景，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份。图中能说明这一原理的是（　　） A．通电导体在磁场中受到安培力 B．导体棒切割磁感线产生感应电流 C．通电螺线管的磁性强弱与电流大小有关 D．通电导体周围存在磁场 例3.1825年瑞士年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，实验装置如图所示，为避免磁铁的磁场对小磁针产生影响，他把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插入线圈，然后跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。关于科拉顿没看到小磁针偏转的分析，下列说法中正确的是（　　） A．实验过程中磁铁的磁性太强 B．实验过程中小磁针的磁性太强 C．实验过程中通过线圈的磁通量不变 D．是因为当他跑到另一个房间时，电磁感应过程已经结束 例4.与一般吉他以箱体的振动发声不同，电吉他靠拾音器发声。如图所示，拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成。磁体产生的磁场使钢质琴弦磁化而产生磁性，即琴弦也产生自己的磁场。当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时，线圈中就会产生相应的电流，并最终还原为声音信号。下列说法中正确的是（　　） A．若磁体失去磁性，电吉他仍能正常工作 B．换用尼龙材质的琴弦，电吉他仍能正常工作 C．琴弦振动的过程中，线圈中电流的方向不会发生变化 D．拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号 例5.如图，空间中存在垂直于纸面的有界匀强磁场，圆形闭合金属线圈处于位置1、2、3、4时，均与磁场边界相切。线圈在下列运动过程中，不产生感应电流的是（　　） A．从位置1平移到位置2 B．从位置2平移到位置3 C．从位置3平移到位置4 D．在位置2以圆形线圈的任一直径为轴转动 例6.如图所示，在纸面内放有一磁铁和一圆形导线圈，下列情况线圈中能产生感应电流的是（　　） A．将磁铁在纸面内向上平移 B．将磁铁在纸面内向右平移 C．将磁铁绕垂直于纸面且过线圈圆心的轴转动 D．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内 例7.如图所示为法拉第研究“磁生电”现象的实验装置原理图。两个线圈分别绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接灵敏电流计，下列情况中线圈B可以产生感应电流的是（　　） A．开关S接通或断开瞬间 B．开关S接通一段时间之后 C．开关S接通后，改变变阻器滑片的位置时 D．开关S断开后，改变变阻器滑片的位置时 考点三：探究感应电流产生的条件 例1.某同学在探究感应电流产生的条件时，进行了如图所示的实验。下面几种情况中，线圈B中有感应电流产生的是（　　） A．开关闭合一段时间后 B．开关闭合稳定后，快速移动滑动变阻器滑片 C．开关断开状态下，快速移动滑动变阻器滑片 D．开关断开状态下，将线圈A从线圈B中拔出 例2.(1)如图所示是研究电磁感应现象的实验装置： ①装置已经按如图所示连接好，在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，如果开关闭合后，再将A线圈迅速插入B线圈中，灵敏电流计指针将 （选填“向左”“向右”或“不”）偏转； ②连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是 ； A．插入铁芯 B．拔出A线圈 C．滑动变阻器的滑片向左滑动 D．断开开关S (2)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时指针的偏转情况如图甲中所示，即电流从灵敏电流表G的左接线柱流进时，指针从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图乙中的条形磁体的运动方向是向 （填“上”或“下”）；图丙中的条形磁体下端为 （填“N”或“S”）极。 例3.如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 (1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将 偏转。（填“向左”“向右”或“不”） (2)连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是_______。 A．插入铁芯 B．拔出A线圈 C．变阻器的滑片向左滑动 D．断开电键S瞬间 (3)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图（1）中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向 （填“上”、“下”）；图（3）中电流表指针应 （填“向左”“向右”）偏转。 巩固练习 一、单选题 1．物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学做出了巨大贡献，值得我们敬仰。下列描述中符合物理学史实的是（    ） A．纽曼发现了电磁感应现象 B．洛伦兹通过实验测定了磁场对电流的作用力 C．奥斯特提出了分子电流假说 D．楞次发现了确定感应电流方向的楞次定律 2．关于物理学史与物理学研究方法，下列说法正确的是（　　）    A．质点、合力概念的建立都体现了等效替代的思想 B．法拉第最早提出了“场”的概念 C．楞次利用如图所示的装置研究电磁感应现象 D．安培通过实验发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁之间的联系 3．如图，小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来验证电磁感应现象，下列不能使灵敏电流计指针发生偏转的操作是（　　） A．线圈不动，磁铁快速向上 B．线圈不动，磁铁快速向下 C．磁铁不动，线圈快速向上 D．线圈和磁铁同时同速向上 4．小红在“探究感应电流产生的条件”实验中，当闭合开关瞬间，发现电流表指针向右偏了一下后回到中间位置，继续实施某一步操作后发现指针向左偏转，则该操作步骤是（　　） A．增大电源电压 B．拔出A中的铁芯 C．迅速将A插入B中 D．向右滑动变阻器滑片 5．如图，电吉他的拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成，磁体产生的磁场使金属琴弦磁化，磁化的琴弦也有了磁性．当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时，线圈中就会产生相应的电流，并最终还原为声音信号．下列说法正确的是    A．若磁体失去磁性，电吉他仍能正常工作 B．换用尼龙材质的琴弦，电吉他仍能正常工作 C．琴弦振动的过程中，线圈中电流的方向不会发生变化 D．拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动信号转化为电信号 二、多选题 6．如图所示是一种经颅磁刺激的医疗技术，在人体头部上方放置的金属线圈内通以脉冲电流，电流流经线圈产生高强度脉冲磁场，磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电流，下列说法正确的是（　　） A．脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电磁感应现象 B．变化的磁场会使得脑部特定区域产生感应电场 C．若将脉冲电流改为恒定电流，也会持续对脑部产生感应电流 D．若脉冲电流最大强度不变，但脉冲电流时间缩短，则在脑部产生的感应电流会增强 7．下列选项中的操作能使如图所示的三种装置产生感应电流的是（　　） A．甲图中，使导体棒AB顺着磁感线运动 B．乙图中，使条形磁铁插入或拔出线圈 C．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A插入大螺线管B中不动 D．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A插入大螺线管B中不动，移动滑动变阻器的滑片 8．如图所示，是生产中使用的一种延时继电器的示意图。铁芯上绕有A、B两个线圈，线圈A跟电源连接，线圈B的两端直接接在一起，构成一个闭合回路。在开关S由闭合到断开的时，弹簧K并不能立即将衔铁D拉起使触头C离开，而是要过一小段时间后触头C才能离开，“延时继电器”就是这样得名的。有关“延时继电器”下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合，线圈A轴线上的磁感线方向沿轴线向上 B．开关S闭合，线圈A轴线上的磁感线方向沿轴线向下 C．开关S断开瞬间，线圈A产生感应电流，使装置具有延时作用 D．开关S断开瞬间，线圈B产生感应电流，使装置具有延时作用 9．如图甲所示，将带小灯泡的闭合矩形线圈从两块磁铁中间的正上方通过磁场（线圈不发生翻转，磁铁产生的磁场可视为匀强磁场）。如图乙所示为右视图，闭合线圈依次经过a、b、c三个位置，通过该实验观察现象并得出结论，下列说法正确的是（　　） A．线圈经过位置a、c时小灯泡中有电流通过，线圈经过位置b时小灯泡中没有电流通过 B．可得出的结论是：闭合线圈切割磁感线的同时磁通量也必须发生改变才可以产生感应电流 C．可得出的结论是：产生感应电流与闭合回路是否切割磁感线没有关系 D．线圈在位置c时小灯泡的亮度比位置a亮一些，说明线圈在位置a减速，在位置c加速 10．如图是话筒的原理图，在弹性膜片后面粘接金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，声波使膜片振动，将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是（　　） A．话筒是利用电流的热效应工作的 B．话筒是利用电磁感应原理工作的 C．膜片振动时，金属线圈中会产生感应电流 D．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 三、实验题 11．如图所示是“探究影响感应电流方向和大小的因素”的实验装置： (1)某同学闭合开关瞬间，发现电流表指针向右偏转。则将滑动变阻器的滑片向左滑动时，能观察到电流计指针 （选填“向右”或“向左”或“不”）偏转。当他将铁芯向上拔出时，能观察到电流计指针 （选填“向右”或“向左”或“不”）偏转。当他将铁芯用更快的速度向上拔出时，更观察到电流计偏转角度 （选填“更大”或“更小”或“不变”）。 (2)通过该实验，可以得出结论：感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁通量 有关，感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化 有关。 12．学生进行动手实验探究，有助于思维发展、提升实践技能、增强综合素质。某老师在高二物理课上带领学生进行了电磁感应现象的实验研究，分别设计了如甲、乙、丙三个实验。 (1)图甲中，导体棒向左移动切割磁感线时，灵敏电流计的指针发生了偏转，若导体棒沿竖直方向上下移动，灵敏电流计的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。 (2)图乙中，下列能使灵敏电流计指针发生偏转的是___________。 A．条形磁铁在线圈上方附近左右移动 B．条形磁铁向下插入线圈 C．条形磁铁置于线圈中不动 D．条形磁铁不动，线圈在条形磁铁的正下方上下运动 (3)图丙中，小车静止在光滑水平地面上，小车上固定有一个线圈，线圈与反向并联的发光二极管（具有单向导电性，通有正向电流时会发光）相连，当磁铁迅速靠近线圈时，小车会被排斥远离磁铁，此过程原磁场方向与感应电流产生的磁场方向相反；当磁铁迅速远离线圈时，小车会被吸引追随磁铁运动，此过程二极管 （填“A”或“B”）亮。 轻松学物理 1 学科网（北京）股份有限公司 $