第二章 2.法拉第电磁感应定律-（配套课件）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）

该高中物理课件聚焦法拉第电磁感应定律及导线切割磁感线的感应电动势，通过条形磁铁插入线圈、导体棒导轨运动等情境问题导入，衔接电磁感应现象，以问题链搭建从现象到规律的学习支架。 其亮点在于运用Φ-t/B-t图像分析、三种磁通量变化情景分类等科学思维方法，结合易错辨析和战机机翼切割地磁场等实例，培养模型建构与科学推理能力。帮助学生深化概念理解与应用，也为教师提供结构化资源，提升教学效率。

2.法拉第电磁感应定律 1.理解法拉第电磁感应定律的内容、表达式，能运用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小。 2.理解导线切割磁感线时感应电动势的公式E＝Blv或E＝Blvsin θ，会计算导体切割磁感线时产生的感应电动势大小。 3.会推导、计算导体转动切割磁感线时的感应电动势。 学习目标 01 知识点一　电磁感应定律 目 录 02 知识点二　导线切割磁感线时的感应电动势 03 素养培优 04 随堂选练 教师独具 05 课时作业 01 PART 知识点一　电磁感应定律 目 录 　情境：如图所示，将条形磁铁从某一高度插入线圈中。 问题：（1）将条形磁铁从某一高度插入线圈中时电流表的指针会发生偏 转吗？其原因是什么？ 提示： 电流表的指针会发生偏转，其原因是线圈中产生了电动势， 有了感应电流。 物理·选择性必修第二册 目 录 （2）将同一磁体分别从同一高度快速插入和缓慢插入线圈的过程中，电 流表指针偏转的角度相同吗？影响指针偏转角度大小的原因是什么？ 提示： 快速插入时电流表指针偏转的角度较大，原因是磁体快速插 入时线圈中产生的电动势较大，感应电流较大。 物理·选择性必修第二册 目 录 1. 感应电动势 （1）在电磁感应现象中产生的电动势叫作 ，产生感应电 动势的那部分导体相当于 ⁠。 （2）在电磁感应现象中，若闭合回路中有感应电流，电路中一定有感应 电动势；如果电路断开，这时虽然没有感应电流，但 ⁠依然 存在。 感应电动势　 电源　 感应电动势　 物理·选择性必修第二册 目 录 2. 法拉第电磁感应定律 （1）内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量 的 成正比。 （2）公式：E＝。 若闭合电路是一个匝数为n的线圈，则E＝n。 （3）在国际单位制中，磁通量的单位是 ，感应电动势的单位 是 ⁠。 变化率　 韦伯　 伏特　 物理·选择性必修第二册 目 录 【易错辨析】 （1）有感应电流，就一定有感应电动势；反之，有感应电动势，就一 定有感应电流。 （　×　） （2）穿过线圈的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大。 （　×　） （3）穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ越大，线圈中产生的感应电动势一定 越大。 （　×　） （4）穿过线圈的磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势一定越 大。 （　√　） × × × √ 物理·选择性必修第二册 目 录 1. 对公式E＝n的理解 （1）感应电动势的大小由穿过回路的磁通量的变化率和线圈匝数n共同 决定，与Φ、ΔΦ的大小没有必然关系，与电路的总电阻R无关。 （2）公式E＝n求解的是Δt内的平均感应电动势，当磁通量均匀变化 时，平均值等于瞬时值。 物理·选择性必修第二册 目 录 （3）公式E＝n只表示感应电动势的大小，不涉及其正负，计算时ΔΦ应 取绝对值。 （4）感应电动势的方向，用楞次定律去判定：对于产生感应电动势的那 部分导体（相对于电源），感应电流的流出端就是感应电动势（电源）的 正极。 物理·选择性必修第二册 目 录 2. 应用公式E＝n求解感应电动势的三种情景 （1）当ΔΦ仅由B的变化引起时：E＝n·S，其中为磁感应强度的变化 率，在B-t图像中等于直线（或曲线的切线）的斜率；S为线圈在磁场中的 有效面积。 （2）当ΔΦ仅由S的变化引起时：E＝nB。 （3）当ΔΦ由B、S同时变化引起时：＝n≠n。 注意：磁通量的变化量、变化率与线圈匝数n无关，但感应电动势E与匝数 n成正比，相当于n个电源串联。 物理·选择性必修第二册 目 录 【例1】 （法拉第电磁感应定律的理解）〔多选〕图甲、乙、丙、丁分别 为穿过同一闭合回路的磁通量的Φ-t图像，下列关于回路中感应电动势的说 法正确的是（　　） A. 图甲回路产生恒定不变的感应电动势 B. 图乙回路产生的感应电动势一直在变大 C. 图丙回路0～t1时间内产生的感应电动势大于t1～t2时间内产生的感应电 动势 D. 图丁回路产生的感应电动势先变小后变大 √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：根据法拉第电磁感应定律E＝n，由于在Φ-t图像中直线（或曲线 的切线）的斜率k＝，故题图甲中磁通量Φ不变，感应电动势为零，故A 错误；题图乙中磁通量Φ随时间t均匀增大，图像的斜率k不变，产生的感 应电动势不变，故B错误；题图丙中回路在0～t1时间内磁通量Φ随时间t变 化的图像的斜率为k1，在t1～t2时间内磁通量Φ随时间t变化的图像的斜率为 k2，从图像中发现：k1大于｜k2｜，所以在0～t1时间内回路产生的感应电动 势大于在t1～t2时间内回路产生的感应电动势，故C正确；题图丁中磁通量 Φ随时间t变化的图像的斜率的绝对值先变小后变大，所以感应电动势先变 小后变大，故D正确。 物理·选择性必修第二册 目 录 【例2】 （法拉第电磁感应定律的应用）如图甲所示，有一个圆形线圈， 匝数n＝1 000匝，面积S＝200 cm2，线圈的电阻r＝1 Ω，线圈外接一个阻值 R＝4 Ω的电阻，其余电阻不计，把线圈放入一方向垂直于线圈平面向里的 匀强磁场中，磁感应强度B随时间t变化的B-t图像如图乙所示（规定垂直于 线圈平面向里为磁感应强度的正方向），求： （1）0～4 s内线圈的感应电动势的大小； 答案：1 V　 解析：0～4 s内线圈的感应电动势 E＝n·S＝1 00×0.05×200×10－4 V＝1 V。 物理·选择性必修第二册 目 录 （2）0～4 s内通过电阻R的电流的大小和方向。 答案：0.2 A　向上 解析： 由闭合电路欧姆定律可得0～4 s内通过电阻R的电流 I＝＝0.2 A 由楞次定律可知线圈中产生逆时针方向的感应电流，通过电阻R的电流方 向向上。 物理·选择性必修第二册 目 录 【变式1】 0～5 s内线圈的平均感应电动势。 提示：前5 s内磁通量的变化量。 ΔΦ'＝Φ2'－Φ1＝S（B2'－B1）＝200×10－4×（0.2－0.2）Wb＝0 由法拉第电磁感应定律得＝n＝0。 物理·选择性必修第二册 目 录 【变式2】 6 s时线圈的感应电动势大小及通过电阻R的电流的大小和方 向。 提示：6 s时线圈的感应电动势大小等于4～8 s内线圈的感应电动势大小。 E＝n·S＝1 000×0.2×200×10－4 V＝4 V 由闭合电路的欧姆定律可6 s时通过电阻R的电流 I＝＝0.8 A 由楞次定律可知线圈中产生顺时针方向的感应电流，通过电阻R的电流方 向向下。 物理·选择性必修第二册 目 录 02 PART 知识点二　导线切割磁感线时的感应电动势 目 录 　情境：如图所示，把平行导轨放在磁感应强度为B的匀强磁场中，通过一电阻相连，所在平面跟磁感线垂直，导体棒MN放在导轨上，两导轨间距为l，MN以速度v向右匀速运动。 问题：根据法拉第电磁感应定律，用以上各量如何表示导体棒产生的感应 电动势？ 提示：在Δt时间内，由原来的位置MN移到M1N1，这个过程中闭合电路的 面积变化量为ΔS＝lvΔt，穿过闭合电路的磁通量的变化量为ΔΦ＝BΔS＝ BlvΔt。根据法拉第电磁感应定律E＝求得感应电动势E＝Blv。 物理·选择性必修第二册 目 录 1. 导线垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时：E＝ 。（如图 甲所示） 2. 导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时：E ＝ 。（如图乙所示） Blv　 Blvsin θ　 物理·选择性必修第二册 目 录 3. 动生电动势：由于导体 而产生的感应电动势。 4. 动生电动势中的功能关系 切割磁感线运动的导线相当于电源，导线做切割磁感线运动时，克服 ⁠ 做功，其他形式的能转化为 ⁠。 运动　 安 培力　 电能　 物理·选择性必修第二册 目 录 【易错辨析】 （1）导线在磁场中的速度越大，产生的感应电动势一定越大。 （　×　） （2）磁场的磁感应强度越大，导线在磁场中运动时产生的感应电动势一 定越大。 （　×　） （3）导线垂直于磁场运动而且B、l、v两两垂直时产生的感应电动势最 大。 （　√　） × × √ 物理·选择性必修第二册 目 录 1. 公式E＝Blv中l指有效切割长度 （1）图甲中的有效切割长度为：l＝sin θ。 （2）图乙中的有效切割长度为：l＝。 （3）图丙中的有效切割长度为：沿v1的方向运动时，l＝R；沿v2的方向 运动时，l＝R。 物理·选择性必修第二册 目 录 2. 导线转动切割磁感线的感应电动势E＝Bl2ω （1）公式推导： 如图所示，长为l的金属棒ab，绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度 ω匀速转动，磁感应强度为B，ab棒所产生的感应电动势大小可用下面两种 方法推出。 物理·选择性必修第二册 目 录 方法一：棒上各点速度不同，其平均速度＝ωl，由E＝Blv得棒上感应电 动势大小为E＝Bl·ωl＝Bl2ω。 方法二：若经时间Δt，棒扫过的面积为ΔS＝πl2＝l2ω·Δt，磁通量的 变化量ΔΦ＝B·ΔS＝Bl2ω·Δt，由E＝得棒上感应电动势大小为E＝ Bl2ω。 （2）电动势的方向：利用右手定则判断。如图中的a端为正极，b端为负极，即φa＞φb。 物理·选择性必修第二册 目 录 【例3】 （平动切割问题）〔多选〕第十五届中国航展于2024年11月12日 至17日在珠海国际航展中心成功举行。如图为某战机在沿水平方向自西向 东飞行表演的情景。若该战机的翼展为13 m，该处地磁场的竖直分量方向 向下且大小为5.0×13－5 T，该战机飞行时速度约为 300 m/s，下列说法正 确的是（　　） A. 该战机两翼尖端电势差大小约为0.195 V B. 该战机两翼尖端无电势差 C. 相对于飞行员来说左端机翼电势较高 D. 若战机转向为自东向西飞行，相对于飞行员来说机翼右端电势较高 √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：该战机两翼尖端电势差大小约为U＝Blv＝0.195 V，故A正确；珠海 市位于北半球，此处地磁场的竖直分量方向向下，根据右手定则可知，无 论战机沿水平方向自西向东飞行或自东向西飞行，相对于飞行员来说机翼 的左端电势高，故B、D错误，C正确。 物理·选择性必修第二册 目 录 【例4】 （倾斜切割问题）如图所示，MN、PQ为两条平行放置的金属导 轨，导轨左端接电阻R，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面。金属 棒ab接触良好地斜放在两导轨之间，与导轨的夹角θ为60°，两个触点之 间的长度为L，电阻为r。若金属棒ab以速度v水平向右做匀速运动，不计导 轨的电阻。试求： （1）金属棒ab产生的感应电动势大小及电流方向； 答案：BLv　由b→a　 解析：金属棒ab以速度v水平向右做匀速运动时， 可得金属棒ab产生的感应电动势E＝BLvsin θ＝BLvsin 60°＝BLv 根据右手定则可知方向由b→a。 物理·选择性必修第二册 目 录 （2）通过金属棒的电流的大小； 答案：　 解析： 通过金属棒的电流为I＝＝。 （3）a、b之间的电压的大小。 答案： 解析：a、b之间的电压就是路端电压，Uab＝IR＝。 物理·选择性必修第二册 目 录 【例5】 （转动切割问题）如图所示的是圆盘发电机的示意图，铜盘安装 在水平的铜轴上，它的盘面恰好与匀强磁场垂直，两块铜片C、D分别与转 动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回 路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。则 （　　） A. 由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流 B. 回路中感应电流大小不变，为 C. 回路中感应电流方向不变，为D→C→R→D D. 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原 来的2倍 √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：圆盘可近似为由无数条辐向分布的导体棒组成，圆盘在外力作用下 使这些导体棒转动切割磁感线，从而产生感应电动势和感应电流，故A错 误；根据右手定则可知，在外电路中电流从D点流出，流向C点，因此电流 方向为从D向R再到C，即为C→D→R→C，故C错误；根据法拉第电磁感应 定律可知，感应电动势E＝BL＝BL2ω，产生的感应电动势大小不变，感 应电流大小不变，由闭合电路欧姆定律可知，感应电流大小为I＝＝ ，故B正确；电流在R上的热功率P＝I2R＝，则圆盘转动的角速 度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率变为原来的4倍，故D错误。 物理·选择性必修第二册 目 录 03 PART 素养培优 目 录 公式E＝n与E＝Blvsin θ的区别与联系 　　 公式 E＝n E＝Blvsin θ 区 别 研究对象 某个回路 回路中做切割磁感线运动的那部分导体 内容 （1）求的是Δt时间内的平均感应电动势，E与某段时间或某个过程对应 （2）当Δt→0时，E为瞬时感应电动势 （1）若v为瞬时速度，求的是瞬时感应电动势 （2）若v为平均速度，求的是平均感应电动势 （3）当B、l、v三者均不变时，平均感应电动势与瞬时感应电动势相等 适用范围 对任何电路普遍适用 只适用于导体切割磁感线运动的情况 联系 （1）E＝Blvsin θ是由E＝n在一定条件下推导出来的 （2）整个回路的感应电动势为零时，回路中某段导体的感应 电动势不一定为零 物理·选择性必修第二册 目 录 【典例1】 〔多选〕如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚 线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面向 里。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达 边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（　　） A. 感应电动势的最大值为Bav B. 感应电动势的最大值为2Bav C. 感应电动势的平均值＝ D. 感应电动势的平均值＝ √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：从D点到达边界开始到C点进入磁场的过程相当于部分电路切割磁感 线的运动，在切割的过程中，切割的有效长度先增大后减小，最大有效切 割长度等于半圆的半径，即最大感应电动势为Em＝Bav，故A正确，B错 误；根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的平均值为＝＝ ＝，故C正确，D错误。 物理·选择性必修第二册 目 录 【典例2】 （2025·四川眉山市期末）如图所示，在范围足够大、方向竖 直向下的匀强磁场中，有一水平放置的光滑框架，宽度为l＝0.4 m，框架 上放置一接入电路的电阻为1 Ω的金属杆cd，金属杆与框架垂直且接触良 好，框架电阻不计，磁场的磁感应强度B＝0.2 T。t＝0时刻，cd杆在水平 外力的作用下以恒定加速度a＝4 m/s2由静止开始向右沿框架做匀变速直线 运动，则： （1）在0～2 s内平均感应电动势是多少？ 答案： 0.32 V　 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 方法一：金属杆2 s内的位移x＝at2＝8 m 由法拉第电磁感应定律得 ＝＝＝ V＝0.32 V。 方法二：金属杆2 s末的速度v＝at＝8 m/s 故其前2 s的平均感应电动势 ＝Bl＝Bl·＝0.32 V。 物理·选择性必修第二册 目 录 （2）第2 s末，回路中的电流是多大？ 答案： 0.64 A 解析： 金属杆在第2 s末的速度v＝at＝8 m/s 此时回路中的感应电动势E'＝Blv＝0.64 V 则回路中的电流为I＝＝0.64 A。 物理·选择性必修第二册 目 录 方法归纳 　　应用E＝n或E＝Blv计算感应电动势时，首先弄清是计算平均感应电 动势，还是瞬时感应电动势，求解平均值优先使用E＝n，求解瞬时值优 先使用E＝Blv。 物理·选择性必修第二册 目 录 04 PART 随堂选练 教师独具 目 录 1. （法拉第电磁感应定律的理解）下列说法正确的是（　　） A. 在电磁感应现象中，有感应电动势，就一定有感应电流 B. 穿过某回路的磁通量的变化量越大，产生的感应电动势就越大 C. 闭合回路置于磁场中，当磁感应强度为零时，感应电动势可能很大 D. 感应电动势的大小跟穿过闭合回路的磁通量的变化量成正比 √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：　在电磁感应现象中，有感应电动势，不一定有感应电流，只有 当电路闭合时才有感应电流，选项A错误；穿过某回路的磁通量的变化率 越大，产生的感应电动势就越大，选项B错误；闭合回路置于磁场中，当 磁感应强度为零时，磁通量的变化率可能很大，则感应电动势可能很大， 选项C正确；感应电动势的大小跟穿过闭合回路的磁通量的变化率成正 比，选项D错误。 物理·选择性必修第二册 目 录 2. （法拉第电磁感应定律的应用）〔多选〕（2025·河南商丘期中）n匝 线圈垂直放在如图所示变化的磁场中，线圈的面积为S。则下列说法正确 的是（　　） A. 0～1 s内线圈的感应电动势在均匀增大 B. 1～2 s内感应电流为0 C. 0～1 s内线圈的感应电动势大于2～4 s内线圈的感应 电动势，而且感应电流方向相反 D. 第4 s末的感应电动势为0 √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　由法拉第电磁感应定律可得，0～1 s内线圈的感应电动势为E ＝n S，大小不变，故A错误；1～2 s内磁感应强度不变，线圈的磁通量 不变，所以感应电流为零，故B正确；结合题图可知0～1 s内的大于2～4 s内的，故0～1 s内线圈的感应电动势大于2～4 s内线圈的感应电动势， 根据楞次定律可知，0～1 s内与2～4 s内线圈中的感应电流方向相反，故C 正确；第4 s末磁感应强度为0，但磁通量的变化率不为0，则感应电动势不 为0，故D错误。 物理·选择性必修第二册 目 录 3. （平动切割问题）（2024·湖北武汉高二上期末）如图是中国人民解放 军装备的“无侦-8”高超音速无人战略侦察机。某次执行任务时，它在某 空域以速度v沿水平方向由北向南沿直线飞行，若该地地磁场磁感应强度的 竖直分量方向向下、大小为B，侦察机机身长为L，机翼两端点A、C的距离 为d，此时A、C间的电势差为U。下列判断正确的是（　　） A. U＝Bdv，C点电势高于A点电势 B. U＝Bdv，A点电势高于C点电势 C. U＝BLv，C点电势高于A点电势 D. U＝BLv，A点电势高于C点电势 √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：　侦察机在北半球的上空以速度v水平飞行，其切割磁感应强度的 竖直分量，切割的长度等于机翼的长度，所以U＝Bdv，根据右手定则，感 应电动势的方向A指向C，所以C点的电势高于A点的电势。故选A。 物理·选择性必修第二册 目 录 4. （转动切割问题）如图所示，一直升机悬停在南半球的上空，该处地磁 场的磁感应强度大小为B，假设直升机螺旋桨叶片的长度为L，螺旋桨转动 的频率为f，逆着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨顺时针方向转动。螺旋桨 叶片的近轴端为a，远轴端为b，如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示 每个叶片中的感应电动势，则（　　） A. E＝πfL2B，且a点电势低于b点电势 B. E＝2πfL2B，且a点电势低于b点电势 C. E＝πfL2B，且a点电势高于b点电势 D. E＝2πfL2B，且a点电势高于b点电势 √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：　对于螺旋桨叶片ab，其切割磁感线的速度是其做圆周运动的线 速度，螺旋桨上不同的点线速度不同，但满足v＝ωR，可得其切割磁感线 的平均速度＝＝πfL，由法拉第电磁感应定律得E＝BL＝πfL2B；由右 手定则判断电流的方向由b指向a，在电源内部电流由低电势流向高电势， 故C正确。 物理·选择性必修第二册 目 录 05 PART 课时作业 目 录 知识点一　电磁感应定律 1. （2025·安徽六安期末）关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是 （　　） A. 磁通量越大，感应电动势越大 B. 磁通量变化得越多，感应电动势越大 C. 磁通量变化时，感应电动势一定变化 D. 磁通量变化得越快，感应电动势越大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：　根据法拉第电磁感应定律可知，磁通量变化率越大，即磁通量 变化得越快，感应电动势越大，感应电动势的大小与磁通量的大小以及磁 通量的变化量均无关，故A、B错误，D正确；磁通量均匀变化时，感应电 动势恒定，故C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 2. （2025·河南信阳市期末）某同学用粗细均匀的金属丝弯成如图所示的 图形，两个正方形的边长均为L，A、B两点之间的距离远小于L，在右侧正 方形区域存在均匀增强的磁场，磁感应强度随时间的变化率＝k，则B、 A两点之间的电势差UBA为（　　） A. kL2 B. C. －kL2 D. － √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：　根据法拉第电磁感应定律可知金属丝中电动势E＝＝kL2，由 于金属丝粗细均匀，A、B两点间的电势差为电动势的一半，又根据楞次定 律可知金属丝中电流沿逆时针方向，B点电势低于A点，故UBA＝－，故 D正确，A、B、C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 3. （2025·陕西西安期末）将A、B两单匝闭合圆形导线环如图所示放 置，导线环B恰好与正方形的匀强磁场区域边界内切，磁场方向垂直于两 导线环的平面，A、B导线环的半径之比rA∶rB＝2∶1。若磁感应强度均匀 增大，则A、B导线环中感应电动势之比为（　　） A. 1∶1 B. 4∶1 C. 4∶π D. 2∶π 解析：　根据法拉第电磁感应定律E＝n＝nS，题中n相同，相同， 有效面积之比为4∶π，则得到A、B环中感应电动势之比为EA∶EB＝ 4∶π，故选C。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 知识点二　切割磁感线时的感应电动势 4. （2025·辽宁鞍山期末）如图所示，空间中存在平行于纸面向右的匀强 磁场，磁感应强度大小为B，一根在b点被折成直角的金属棒abc平行于纸 面放置，ab ＝ bc ＝ L，ab边垂直于磁场方向。现该金属棒以速度v垂直于 纸面向里运动。则a、c两点间的电势差Uac为（　　） A. BLv B. BLv C. －BLv D. －BLv 解析：　金属棒以速度v垂直于纸面向里运动，ab边垂直切割磁感线，ab 边为等效电源，根据右手定则可知，a端为等效电源的负极，bc边没有切割 磁感线，则bc边两端点电势相等，则有Uac＝Uab＝－BLv，故选C。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 5. （2025·内蒙古包头期末）如图所示，当航天飞机在环绕地球半径约7 000 km的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机保持相对静止，两者用导电缆绳相连，这种卫星称为绳系卫星，利用它可以进行多种科学实验。现有一颗绳系卫星在地球赤道上空自西向东方向运行。卫星位于航天飞机正上方，它与航天飞机间的距离约5 km，卫星所在位置的地磁场沿水平方向由南往北约5×10－5 T。如果航天飞机的运行速度约8 km/s，则缆绳中的感应电动势大小和电势高低分别是（　　） A. 1 000 V，卫星端电势高 B. 1 000 V，航天飞机端电势高 C. 2 000 V，航天飞机端电势高 D. 2 000 V，卫星端电势高 解析：由感应电动势公式可得E＝BLv＝2 000 V，由右手定则可判断，卫星端电势高。故选D。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 6. abcd是一个用粗细均匀的电阻丝围成的正方形单匝线框，边长为L，每 边电阻为R，匀强磁场与线框所在平面垂直，如图所示，磁感应强度大小 为B，线框在外力作用下以速度v向右匀速进入磁场，在进入过程中，下列 说法正确的是（　　） A. d端电势低于c端电势 B. dc边两端的电压的大小为BLv C. ad边不受安培力 D. 线框受到的安培力方向向左，且大小为 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：　根据右手定则可知cd中电流方向为由c到d，则d端电势高于c端 电势，故A错误；cd边产生的感应电动势的大小为E＝BLv，则dc边两端的 电压为等效电源的路端电压，大小为U＝·3R＝BLv，故B错误；ad边在 磁场中的部分受安培力，在磁场外的部分不受安培力，故C错误；根据左 手定则可知线框受到的安培力方向向左，感应电流大小为I＝，安培力 大小为F＝ILB＝，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 7. 如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R（指拉直时两 端的电阻），磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点 用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆 下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时A、B两端间的电压大小 为（　　） A. B. C. D. Bav √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：摆到竖直位置时，AB切割磁感线的瞬时感应电动势E＝B·2a·＝Bav，由闭合电路欧姆定律得，UAB＝·＝Bav，故A正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 8. （2025·四川广元期末）如图甲所示，在虚线框所示的区域有竖直向上 的匀强磁场，位于水平面内、面积为S的单匝金属线框放在磁场中，线框 上开有一小口与磁场外阻值为R的小灯泡相连。若金属线框的总电阻为， 其他电阻不计，磁场随时间的变化情况如图乙所示，则（　　） A. 感应电流由b经小灯泡流向a B. 线框cd边受到的安培力向左 C. 感应电动势的大小为 D. a、b间电压的大小为 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：　由图乙可知，穿过线框的磁通量向上减小，由楞次定律可得感 应电流的方向为逆时针（俯视），所以通过小灯泡的电流方向为a→b，故 A错误；根据左手定则可知，线框cd边受到的安培力方向向右，故B错误； 线框的感应电动势为E＝＝＝，故C错误；由闭合电路欧姆定 律可得I＝＝，则a、b两端间的电压为U＝IR＝，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 9. （2025·湖南株洲期中）如图甲所示，单匝线圈两端A、B与一理想电 压表相连，线圈内有一垂直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量变化规律 如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 0～0.1 s内磁通量的变化量为0.15 Wb B. 电压表读数为1.5 V C. B端比A端的电势高 D. 电压表“＋”接线柱接A端 √ 解析：0～0.1 s内磁通量的变化量为0.05 Wb，故A错误；感应电动势E ＝＝0.5 V，故B错误；根据楞次定律判断B端比A端的电势低，故C错 误；B端比A端的电势低，电压表“＋”接线柱接A端，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 10. （2022·河北高考）将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线 圈，其中大圆面积为S1，小圆面积均为S2，垂直线圈平面方向有一随时间t 变化的磁场，磁感应强度大小B＝B0＋kt，B0和k均为常量，则线圈中总的 感应电动势大小为（　　） A. kS1 B. 5kS2 C. k（S1－5S2） D. k（S1＋5S2） √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：根据法拉第电磁感应定律E＝n可知，大线圈产生的感应电动 势为E1＝kS1，每个小线圈产生的感应电动势为E2＝kS2，且根据楞次定律可 知，线圈产生的电流方向相同，则总的感应电动势为E＝E1＋5E2＝k（S1＋ 5S2）。故选D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 11. 〔多选〕（2025·山东潍坊市期末）如图所示，半径为L的金属圆环固 定，圆环内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，长为 L、电阻为r的导体棒OA，一端固定在通过圆环中心的O点，另一端与圆环 接触良好。在圆环和O点之间接有阻值为R的电阻，不计金属圆环的电阻。 当导体棒以角速度ω绕O点逆时针匀速转动时，下列说法正确的是（　　） A. O点的电势高于A点的电势 B. 导体棒切割磁感线产生的感应电动势大小为BL2ω C. O、A两点间电势差大小为 D. 增大导体棒转动的角速度，电路中的电流增大 √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　根据右手定则可知，导体棒OA中的电流从A流向O，导体棒 相当于电源，电流从低电势流向高电势，即O点的电势高于A点的电势，故 A正确；导体棒切割磁感线产生的感应电动势大小为E＝BL2ω，故B错 误；O、A两点间电势差大小为U＝E＝，电路中的电流大小 为I＝＝，则增大导体棒转动的角速度，电路中的电流增 大，故C、D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 12. 如图所示，导轨OM和ON都在纸面内，导体AB可在导轨上无摩擦滑 动，AB⊥ON，ON水平，若AB以5 m/s的速度从O点开始沿导轨匀速向右滑 动，导体与导轨都足够长，匀强磁场的磁感应强度为0.2 T。问：（结果可 用根式表示） （1）第3 s末导体AB夹在导轨间部分产生的感应 电动势多大？ 答案：5 V　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 第3 s末，夹在导轨间导体的长度为l＝v t·tan 30°＝5×3× m＝5 m 此时E＝Blv＝0.2×5×5 V＝5 V。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 （2）0～3 s内回路的平均感应电动势为多大？ 答案： V 解析： 0～3 s内回路中磁通量的变化量 ΔΦ＝BS－0＝0.2××15×5 Wb＝ Wb 0～3 s内电路中产生的平均感应电动势为 ＝＝ V＝ V。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 THANKS 演示完毕 感谢观看 $