2025-2026学年高二下学期物理期末冲刺 电磁感应-专题精讲(一)(感应电流方向的判断・涡流 ・自感 )
2026-06-22
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2份
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41页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版选择性必修 第二册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 复习与提高 |
| 类型 | 题集-综合训练 |
| 知识点 | 电磁感应现象,感应电流方向的判断 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.86 MB |
| 发布时间 | 2026-06-22 |
| 更新时间 | 2026-06-22 |
| 作者 | 高中悟理 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58440347.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“概念-规律-应用”逻辑链整合电磁感应核心考点,通过分层训练与易错点提炼,系统培养科学思维与问题解决能力。
**综合设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|磁通量变化|2典例+5易错点|三种变化情况分析,有效面积判断|从定义公式到磁通量变化量计算,构建感应电流产生条件基础|
|感应电流方向判断|4典例+5易错点|楞次定律四步判断法,左右手定则区分|结合磁场分布与运动过程,实现规律到多情境应用迁移|
|自感现象|2典例+5易错点|“增反减同”规律,通电/断电现象对比|从自感电动势本质到电路动态分析,深化电磁相互作用观念|
|涡流及应用|2典例+5易错点|电磁阻尼与驱动对比,能量转化分析|联系生活实例,体现科学态度与社会责任|
内容正文:
2025-2026 学年高二下学期物 理期末复习讲义 + 专项练习 电磁感应专题一·学生版
【2026 期末冲刺】高二物理下学期电磁感应专题精讲一(感应电流方向的判断·涡流 ·自感 学生版)
【使用说明】
· 精选 2025-2026 全国最新期中期末真题, Word 完全可编辑
· 本专题适用于高二下学期期末复习,包含:考点梳理・典例精析・分层训练
· 基础通关:适合全体学生课堂限时训练(20 分钟)
· 重难点突破:适合中等及以上学生课后培优(30 分钟)
· 配套教师版(含详细解题步骤和易错点分析)已单独上传,可自行核对答案
【系列说明】本专题重点覆盖电磁感应基础概念与感应电流方向判断,期末压轴题(线框穿磁场、单双杆模型、图像问题)将在专题二、三中系统突破,敬请关注!
本专题期末考情速览
考查维度
具体内容
考查频率
常见题型
高频考点
磁通量变化量计算、楞次定律多过程应用、通电/断电自感现象
★★★★★
选择题
中频考点
右手定则基本应用、电磁阻尼与电磁驱动、涡流的应用与危害
★★★★☆
选择题
期末压轴
线框穿过磁场类多过程分析(含感应电流方向、大小变化)
★★★★☆
计算题
核心考点精讲 + 典例突破
磁通量变化的几种情况
核心知识点
定义:穿过某一面积的磁感线条数,公式为 (为垂直于磁场方向的有效面积)
单位:韦伯(),
性质:磁通量是标量,但有正负(正负仅表示磁感线穿过线圈的方向,通常规定穿入线圈平面为正,穿出为负)
磁通量变化的三种典型情况
磁感应强度 B 不变,有效面积 S 发生变化(如线圈收缩 / 扩张、部分进入 / 离开磁场)
有效面积 S 不变,磁感应强度 B 发生变化(如磁场强弱变化、通电导线电流变化)
磁感应强度 B 和面积 S 都不变,两者之间的夹角发生变化(如线圈绕轴旋转)
⚠️ 期末必记结论:磁通量与线圈匝数无关!磁通量是穿过单匝线圈的磁感线条数)只有平均感应电动势 才与匝数 N 成正比。
【典例突破】
(2026 春・璧山区校级月考)如图所示,水平放置的N匝矩形线框面积为S,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与水平面成角斜向上,现使矩形线框以ab边为轴顺时针旋转到竖直的虚线位置。已知,关于矩形线框的磁通量,下列说法正确的是( )
A.初态磁通量大小为 B.末态磁通量大小为
C.磁通量变化量的大小为 D.磁通量变化量的大小为
(2026•江苏模拟)如图所示,半径为R的圆形线圈共有n匝。与线圈为同心圆的虚线圆范围内有匀强磁场。已知虚线圆半径为r,匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于线圈平面。则穿过线圈的磁通量为( )
A. B.
C. D.
★ 易错点提示
1.混淆磁通量与感应电动势的匝数关系:磁通量与匝数无关,只有感应电动势才与匝数成正比
(2).有效面积判断错误:公式中的 S 是磁场覆盖的回路面积,而非导体的全部面积(如变式 1-1 中有效面积为而非
3.忽略磁通量的正负:计算磁通量变化量时,必须考虑初末状态磁通量的方向
4.认为 "磁通量为 0 时感应电动势一定为 0":磁通量为 0 时,磁通量变化率可能最大(如线圈平面与磁场平行时)
5.感应电流产生条件遗漏:必须同时满足 "闭合回路" 和 "磁通量变化" 两个条件
感应电流方向的判断(重点难点)
核心知识点
用楞次定律判断
用右手定则判断
①掌心——磁感线穿入。
②拇指——指向导体运动的方向。
③四指——指向感应电流的方向。
【典例突破】
(2025-2026 高二下・全国・期末改编)如图所示,导线框abcd与直导线在同一平面内(两者相互绝缘),直导线通有恒定电流I,在线框由左向右匀速通过直导线的过程中,线框中感应电流的方向是( )
A.先abcd,后dcba,再abcd B.先abcd,后dcba
C.始终dcba D.先dcba,后abcd,再dcba
(2025・山东济南高二期末)汽车测速利用了电磁感应现象,汽车可简化为一个矩形线圈abcd,埋在地下的线圈分别为1、2,通上顺时针(俯视)方向电流,当汽车经过线圈时( )
A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上
B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd
C.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd
D.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同
(2024・广东广州高二期末)如图所示,金属导轨上的导体棒在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜制线圈中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )
A.向右做加速运动 B.向右做减速运动
C.向左做匀速运动 D.向左做加速运动
(多选)(期末高频易错题)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、,的左边有一闭合电路,当在外力的作用下运动时,向右运动,则所做的运动可能是( )
A.向右加速运动 B.向左加速运动
C.向右匀速运动 D.向右减速运动
★ 易错点提示
1.楞次定律四步判断顺序颠倒:必须先明确原磁场方向,再判断磁通量变化,最后确定感应电流方向
2.右手定则与左手定则混用:判断感应电流方向(因动生电)用右手定则;判断安培力方向(因电生力)用左手定则
3.多过程分析不完整:如线框穿过直导线时,必须分为 "未到达导线"" 穿过导线过程 ""离开导线" 三个阶段
4."来拒去留" 应用错误:阻碍的是 "相对运动" 而非 "运动本身",导体与磁场同向运动时,若速度不同仍会产生感应电流
5.忽略感应电流的磁场对原磁场的反作用:在互感问题中(如例 2-2),需考虑两个磁场的叠加效果
自感现象
核心知识点
自感现象的定义
当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势,这种现象称为自感,产生的感应电动势称为自感电动势。
自感电动势
①定义:由于自感而产生的感应电动势。
②表达式:。
③方向:总是阻碍引起它的原电流的变化(“增反减同”)
④自感系数
相关因素:与线圈的大小、形状、匝数,以及是否有铁芯等因素有关。
物理意义:表示线圈产生自感电动势本领的大小,L越大,自感现象越明显
通电自感与断电自感现象对比(期末必考)
对比项目
通电自感
断电自感
电路图
器材要求
线圈 L 的自感系数较大,两个灯泡规格相同
线圈 L 的自感系数很大(带铁芯),灯泡 A 与线圈 L 并联
通电现象
灯立即亮起来,灯逐渐变亮,最终一样亮
灯A立即亮,然后逐渐变暗达到稳定
断电现象
回路电流减小,灯泡逐渐变暗,电流方向不变,电流反向
①若,灯泡逐渐变暗
②若,灯泡闪亮后逐渐变暗
两种情况下灯泡中电流方向均改变
核心规律
自感电动势阻碍原电流的增大
自感电动势阻碍原电流的减小
典型实例
日光灯启动器
断电延时开关、电感镇流器
总结
自感电动势总是阻碍原电流的变化
【典例突破】
(2025·北京高三上开学考)如图所示,a、b是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数很大的线圈,其直流电阻值与R相同,且R小于小灯泡的电阻。闭合开关S,待电路达到稳定后,a、b两灯泡均可发光。由于自感作用,在开关S接通和断开后,灯泡a和b中的电流方向和发光情况(只考虑接通和断开后的短时间内),下列说法中正确的是( )
A.S断开后,两灯泡中的电流方向均与S接通后的方向相反
B.S断开后,两灯泡中的电流方向均与S接通后的方向相同
C.S接通后灯泡a先达到最亮,S断开后灯泡b滞后熄灭
D.S接通后灯泡b先达到最亮,S断开后灯泡b滞后熄灭
(★★★ 2026・江苏苏州高二期末)某同学想对比自感线圈和小灯泡对电路的影响,他设计了如图甲所示的电路,电路两端电压U恒定,A1、A2为完全相同的电流传感器。先闭合开关S得到如图乙所示的i-t图像,等电路稳定后,断开开关(断开开关的实验数据未画出)。下列关于该实验的说法正确的是( )
A.闭合开关时,自感线圈中电流为零,其自感电动势也为零
B.图乙中的a曲线表示电流传感器A2测得的数据
C.断开开关时,小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭
D.t1时刻小灯泡与线圈的电阻相等
★ 易错点提示
1.混淆 "阻碍电流变化" 与 "阻止电流变化":自感电动势只能延缓电流的变化,不能阻止电流最终达到稳定值
2.通电自感与断电自感电流方向判断错误:通电时自感电动势与原电流方向相反;断电时自感电动势与原电流方向相同
3.断电自感灯泡闪亮条件判断错误:必须比较稳定时线圈电流与灯泡电流的大小,而非线圈电阻与灯泡电阻的大小
4.忽略线圈的直流电阻:题目中若未说明 "线圈直流电阻不计",需考虑线圈电阻对电路的影响
5.认为 "断电时所有用电器都会立即熄灭":与线圈构成闭合回路的用电器会继续工作一段时间
涡流、电磁阻尼和电磁驱动(期末中频考点)
核心知识点
产生涡流时的能量转化
1金属块放在变化的磁场中,则磁场能转化为电能,最终转化为内能。
2如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动,则由于克服安培力做功,金属块的机械能转化为电能,最终转化为内能。
电磁阻尼和电磁驱动
电磁阻尼
电磁驱动
不同点
成 因
由于导体在磁场中运动而产生感应电流,从而使导体受到安培力
由于磁场运动引起磁通量的变化而产生感应电流,从而使导体受到安培力
效果
安培力的方向与导体运动方向相反,阻碍导体运动
导体受安培力的方向与导体运动方向相同,推动导体运动
相同点
两者都是电磁感应现象,都遵循楞次定律,都是安培力阻碍引起感应电流的导体与磁场间的相对运动
【典例突破】
(2023·全国乙卷,17)一学生小组在探究电磁感应现象时,进行了如下比较实验。用图(a)所示的缠绕方式,将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上,漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置,将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放,在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图(b)和图(c)所示,分析可知( )
A.图(c)是用玻璃管获得的图像
B.在铝管中下落,小磁体做匀变速运动
C.在玻璃管中下落,小磁体受到的电磁阻力始终保持不变
D.用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短
(★24-25高二上·安徽合肥·期末)下列与电磁感应有关的现象中说法正确的是( )
A.甲图中,当蹄形磁体顺时针转动(从上往下看)时,铝框将沿顺时针方向转动
B.乙图中,真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时,线圈会产生大量热量使金属熔化,从而冶炼金属
C.丙图中磁电式仪表,把线圈在铝框骨架上,起到电磁驱动的作用
D.图丁中,铜盘在转动过程中,当手持蹄形磁体靠近铜盘时,铜盘的转速不变
★ 易错点提示
1.认为 "只有线圈才能产生感应电流":块状导体在变化的磁场中或切割磁感线时也会产生感应电流(涡流)
2.电磁阻尼与电磁驱动混淆:电磁阻尼是导体运动、磁场静止;电磁驱动是磁场运动、导体静止
3.忽略涡流的热效应:变压器铁芯用硅钢片叠成就是为了减小涡流,降低能量损耗
4.认为 "涡流总是有害的":涡流也有广泛应用,如电磁炉、金属探测器、感应加热等
5.电磁驱动中导体速度与磁场速度的关系:导体速度始终小于磁场速度,否则不会产生感应电流
期末基础通关
1.(25-26高二上·湖北武汉·期末)如图所示,CDEF是金属框,框内存在着如图所示的匀强磁场。当导体棒MN向右移动时,关于回路中的感应电流,下列说法正确的是( )
A.导体棒MN中的电流方向由M流向N
B.电流表甲的电流方向由E流向F
C.电流表乙的电流方向由C流向D
D.导体棒MN中的电流大小等于单个电流表的电流大小
2.(25-26高二上·广西南宁·期末)如图,通电直导线与矩形线圈abcd在同一个平面内,线圈放在直导线旁边,以下说法正确的是( )
A.若线圈以dc边为轴转动时,无感应电流产生
B.若线圈以通电直导线为轴转动,有感应电流产生
C.若线圈在平面内上、下平动,有感应电流产生,其中感应电流方向是
D.若线圈向右平动,有感应电流产生,其中感应电流方向是
3.(25-26高三上·天津河西·期末)如图甲所示,100匝的线圈与的定值电阻构成闭合回路,线圈面积为、电阻为,线圈放置在垂直于线圈平面的匀强磁场内,以垂直线圈向里为磁场的正方向。不计导线电阻,当磁感应强度B随时间t按图乙变化时,下列说法正确的是( )
A.0∼1s内线圈有收缩的趋势 B.1s时电流方向改变
C.1∼2s内a、b两点间的电势差 D.2s时穿过线圈的磁通量大小为0.04Wb
4.(2026·湖北黄冈·二模)如图所示,单匝铜线制成的正方形线框边长为、电阻为,两端点用导线与阻值为的电阻构成回路。整个线框内有与线框平面垂直向里的匀强磁场,磁感应强度随时间的的变化规律满足()。下列说法中正确的是( )
A.流经电阻的电流方向由到 B.回路中的电流增大
C.电阻两端的电压为 D.时间内通过电阻的电荷量为
5.(2026春•高淳区期中)边长为0.2m的正方形导线框abcd水平放置,共10匝。其所处空间存在匀强磁场,方向如图甲所示。在ab导线中通入不同电流I,测得ab边受到的磁场作用力F与I的关系如图乙所示。ab边与磁场方向垂直,则磁场的磁感应强度B的大小和穿过导线框的磁通量Φ为( )
A.B=0.2T, B.B=0.1T,
C.B=0.2T,Φ=0.2Wb D.B=0.1T,Φ=0.002Wb
6.(24-25高二下·江西·期中)如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,线圈c将向右摆动( )
A.向右做匀速直线运动 B.向左做匀加速直线运动
C.向右做减速直线运动 D.向右做变加速直线运动
7.(21-22高二下·陕西西安·期末)(多选)飞机在航母上弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动的原理如图所示,当固定线圈上突然通过直流电流时,线圈附近的金属环会被弹射出去。现在固定线圈左侧的同一位置,先后放置两个分别由铜和铝制成的闭合金属环。已知两环横截面积相等,形状、大小相同,且电阻率,合上开关S瞬间( )
A.铜环受到的安培力等于铝环受到的安培力
B.若将铜环放置在线圈右方,环将向右运动
C.从左侧看,环中感应电流的方向沿顺时针方向
D.电池正负极调换后,金属环不能向左弹射
8.(多选)(24-25高二上·河南·期末)1820年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示。实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后,下列说法正确的是( )
A.圆盘转动时,可看成沿半径方向的金属条切割磁感线,从而在圆心和边缘之间产生了感应电动势
B.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
C.圆盘内的涡流产生的磁场导致磁针转动
D.圆盘中自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动
期末重难点突破
1.(河北省邯郸市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题)在现代社会,移动电子设备如智能手机、平板电脑等已成为人们生活中不可或缺的一部分。无线充电技术成为一种越来越受欢迎的充电方式。其工作原理可简化为如图甲,在送电线圈a中通入交变电流,电流产生变化的磁场,变化的磁场使受电线圈b中产生感应电流,从而对设备充电。当送电线圈a中通入如图乙的电流时,下列说法正确的是( )
A.t1时刻,受电线圈b中的感应电流最大
B.t2时刻,受电线圈b中的感应电流为零
C.t1到t3时间内,受电线圈b中感应电流方向与a中的电流方向相同
D.t3到t4时间内,受电线圈b中感应电流方向与a中的电流方向相同
2.(福建省连城县第一中学2025-2026学年高二下学期3月阶段检测物理试题)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌。为了有效隔离外界震动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小震动,如图所示。如图所示是对紫铜薄板施加恒定磁场的四种方案。试问出现扰动时,对于紫铜薄板上下、左右震动衰减最有效的方案是( )
A. B.
C. D.
3.(浙江温州新力量联盟2025-2026学年第二学期期中高二年级物理学科试题)如图所示,、两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为匝,边长,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则( )
A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流
B.两线圈有向外扩张的趋势
C.、线圈中感应电动势之比为
D.、线圈中感应电流之比为
4.(多选)(23-24高二下·山东济宁·期末)如图甲所示,虚线框内存在垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示,一固定的金属线圈abcd有部分处于磁场中,则线圈中产生的电流i、线圈受到的安培力F与时间t的关系可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(江西省2022-2023学年高二下学期联合调研考试物理试题)(多选)关于磁电式电流表内部结构示意图,下列说法正确的是( )
A.图甲中,当有电流流过时,线圈始终处于匀强磁场中实现转动平衡
B.图甲中,磁电式电流表指针转角与流过线圈的电流呈正比
C.图乙中,把正、负接线柱用导线连在一起,是为了在运输过程中保护电表指针,利用了电磁驱动
D.图乙中,把正、负接线柱用导线连在一起,是为了在运输过程中保护电表指针,利用了电磁阻尼
6.(广西柳州市柳州高级中学2024-2025学年高二上学期段考物理试卷)(多选)如图所示,a、b、c为三个被悬挂起的小金属圆环线圈,其中a位于螺线管左侧附近,b位于螺线管右侧附近,c位于螺线管中央的正上方,螺线管与电阻、电源以及开关串联组成一电路,当开关S闭合瞬间,忽略三环中感应电流之间的相互作用力,则a、b、c小金属圆环线圈(不考虑形变)的运动情况是( )
A.如果电源左边是正极,a向左摆动,b向左摆动,c向左摆动
B.如果电源左边是负极,a向右摆动,b向右摆动,c向右摆动
C.如果电源左边是正极,从左边看,a、b的电流方向均是逆时针,c的电流方向是顺时针
D.无论电源正极在左边还是右边,a向左摆动,b向右摆动,c不动
7.(2025秋•枣庄期中)(多选)如图所示,矩形线圈abcd共有n匝,线圈平面的面积为S,线圈平面与水平方向的夹角θ=60°,线圈位于范围足够大、磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,下列说法正确的是( )
A.通过线圈的磁通量为nBS
B.若线圈以cd为轴逆时针转过60°,则通过线圈的磁通量为BS
C.若线圈以cd为轴顺时针转过120°,则通过线圈的磁通量的变化量大小为BS
D.若线圈以ad为轴将线圈逆时针转过60°(从右向左看),则通过线圈的磁通量为BS
8.(辽宁省鞍山市部分高中2025-2026学年高二上学期12月月考)(多选)如图所示,L1、L2为两个相同的灯泡,线圈L的直流电阻不计,灯泡L1与理想二极管D相连,下列说法中正确的是( )
A.闭合开关S的瞬间,L1和L2都立刻变亮
B.闭合开关S稳定后,L1和L2一样亮
C.断开S的瞬间,L1先变亮后逐渐熄灭,L2会立即熄灭
D.断开S的瞬间,a点的电势比b点高
9.(山西省吕梁市2025-2026学年高二上学期12月联考物理试题)(多选)如图甲所示,一匝数、面积、电阻的圆形线圈,与一个阻值的电阻组成闭合回路,把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的磁场中,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.内,线圈中的感应电流沿顺时针方向
B.内,线圈有面积收缩的趋势
C.内,电阻R两端的电压大小为
D.内,线圈上产生的焦耳热为
10.( 24-25高二下·贵州六盘水·期末)如图所示,有两根平行放置且足够长的金属导轨和(不计导轨电阻),处于竖直向下磁感应强度为的匀强磁场中,导轨间距为,间连接阻值为的电阻,现有一质量为,电阻为的导体棒垂直导轨放置,不计导轨和金属棒之间的摩擦,导体棒在恒力的作用下由静止开始运动,到时刻导体棒速度达到,求在上述过程中导体棒的位移x和通过电阻的电荷量
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【2026 期末冲刺】高二物理下学期电磁感应专题精讲一(感应电流方向的判断·涡流 ·自感 教师版)【使用说明】
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· 基础通关:适合全体学生课堂限时训练(20 分钟)
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· 教师版含详细解题步骤和易错点分析,学生版已删除解析和答案,可直接打印发放。
【系列说明】本专题重点覆盖电磁感应基础概念与感应电流方向判断,期末压轴题(线框穿磁场、单双杆模型、图像问题)将在专题二、三中系统突破,敬请关注!
本专题期末考情速览
考查维度
具体内容
考查频率
常见题型
高频考点
磁通量变化量计算、楞次定律多过程应用、通电/断电自感现象
★★★★★
选择题
中频考点
右手定则基本应用、电磁阻尼与电磁驱动、涡流的应用与危害
★★★★☆
选择题
期末压轴
线框穿过磁场类多过程分析(含感应电流方向、大小变化)
★★★★☆
计算题
核心考点精讲 + 典例突破
磁通量变化的几种情况
核心知识点
定义:穿过某一面积的磁感线条数,公式为 (为垂直于磁场方向的有效面积)
单位:韦伯(),
性质:磁通量是标量,但有正负(正负仅表示磁感线穿过线圈的方向,通常规定穿入线圈平面为正,穿出为负)
磁通量变化的三种典型情况
磁感应强度 B 不变,有效面积 S 发生变化(如线圈收缩 / 扩张、部分进入 / 离开磁场)
有效面积 S 不变,磁感应强度 B 发生变化(如磁场强弱变化、通电导线电流变化)
磁感应强度 B 和面积 S 都不变,两者之间的夹角发生变化(如线圈绕轴旋转)
⚠️ 期末必记结论:磁通量与线圈匝数无关!磁通量是穿过单匝线圈的磁感线条数)只有平均感应电动势 才与匝数 N 成正比。
【典例突破】
(2026 春・璧山区校级月考)如图所示,水平放置的N匝矩形线框面积为S,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与水平面成角斜向上,现使矩形线框以ab边为轴顺时针旋转到竖直的虚线位置。已知,关于矩形线框的磁通量,下列说法正确的是( )
A.初态磁通量大小为 B.末态磁通量大小为
C.磁通量变化量的大小为 D.磁通量变化量的大小为
【答案】D
【详解】根据磁通量的公式可得,初态磁通量为末态磁通量为
所以末态磁通量大小为,所以磁通量变化量
所以磁通量变化量的大小为,故D正确,ABC错误。
故选:D。
(2026•江苏模拟)如图所示,半径为R的圆形线圈共有n匝。与线圈为同心圆的虚线圆范围内有匀强磁场。已知虚线圆半径为r,匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于线圈平面。则穿过线圈的磁通量为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,半径为r的虚线范围内有匀强磁场,所以有效面积为,则穿过该线圈的磁通量为,故A正确,BCD错误。
注意:磁通量与线圈匝数 n 无关,本题中有效面积仅为磁场区域的面积,而非线圈面积。
故选:A。
【方法总结】
1.磁通量计算三步法:(
找:找垂直于磁场的有效面积(注意线圈倾斜、磁场只分布在部分区域等情况)
代:代入公式(B 为匀强磁场磁感应强度,为有效面积)
判:磁通量是标量,但有正负,计算变化量时需注意初末状态的符号(如线圈翻转 180° 时,)
2.感应电流产生条件速判:
口诀:“闭合回路是前提,磁通量变是关键”
若回路不闭合:无论磁通量是否变化,都只有感应电动势,无感应电流
若回路闭合:再看磁通量是否变化(磁场变 / 面积变 / 夹角变,三者有一即可)
★ 易错点提示
1.混淆磁通量与感应电动势的匝数关系:磁通量与匝数无关,只有感应电动势才与匝数成正比
2.有效面积判断错误:公式中的 S 是磁场覆盖的回路面积,而非导体的全部面积(如变式 1-1 中有效面积为而非
3.忽略磁通量的正负:计算磁通量变化量时,必须考虑初末状态磁通量的方向
4.认为 "磁通量为 0 时感应电动势一定为 0":磁通量为 0 时,磁通量变化率可能最大(如线圈平面与磁场平行时)
5.感应电流产生条件遗漏:必须同时满足 "闭合回路" 和 "磁通量变化" 两个条件
感应电流方向的判断(重点难点)
用楞次定律判断
用右手定则判断
①掌心——磁感线穿入。
②拇指——指向导体运动的方向。
③四指——指向感应电流的方向。
【典例突破】
(2025-2026 高二下・全国・期末改编)如图所示,导线框abcd与直导线在同一平面内(两者相互绝缘),直导线通有恒定电流I,在线框由左向右匀速通过直导线的过程中,线框中感应电流的方向是( )
A.先abcd,后dcba,再abcd B.先abcd,后dcba
C.始终dcba D.先dcba,后abcd,再dcba
【答案】D
【详解】做出长直导线周围产生的磁场分布,如下图所示
当线圈向右移动,未到达直导线之前,线圈内磁通量垂直纸面向外增多,根据楞次定律可得感应电流方向为dcba;当线圈穿过直导线过程中,线圈内磁通量垂直纸面向外减少,同时磁通量垂直纸面向内增大,所以先是合磁通量为垂直纸面向外减小后是合磁通量为垂直纸面向内增大,则感应电流的磁场方向为垂直纸面向外,根据楞次定律可得感应电流方向为abcd;线圈穿过直导线后,线圈内磁通量为垂直纸面向内减少,根据楞次定律可得感应电流方向仍为dcba。
故选D。
(2025・山东济南高二期末)汽车测速利用了电磁感应现象,汽车可简化为一个矩形线圈abcd,埋在地下的线圈分别为1、2,通上顺时针(俯视)方向电流,当汽车经过线圈时( )
A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上
B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd
C.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd
D.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同
【答案】C
【详解】A.由题知,埋在地下的线圈1、2通顺时针(俯视)方向的电流,则根据右手螺旋定则,可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下,A错误;
B.汽车进入线圈1过程中,磁通量增大,根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb(逆时针),B错误;
C.汽车离开线圈1过程中,磁通量减小,根据楞次定律可知产生感应电流方向为abcd(顺时针),C正确;
D.汽车进入线圈2过程中,磁通量增大,根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb(逆时针),再根据左手定则,可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反,D错误。
故选C。
(2024・广东广州高二期末)如图所示,金属导轨上的导体棒在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜制线圈中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )
A.向右做加速运动 B.向右做减速运动
C.向左做匀速运动 D.向左做加速运动
【答案】B
【详解】A.导体向右做加速运动时,根据右手定则判断,ab中产生的感应电流方向从a到b,根据安培定则可知,螺线管左端为S极,感应电流增大,螺线管产生的磁场增强,穿过c的磁通量增大,根据楞次定律可知,c中产生逆时针方向(从左向右看)的感应电流,右侧相当于S极,则线圈c被螺线管排斥,故A错误。
B.导体向右做减速运动时,根据右手定则判断,ab中产生的感应电流方向从a到b,根据安培定则可知,螺线管左端为S极,感应电流减小,螺线管产生的磁场减弱,穿过c的磁通量减小,根据楞次定律可知,c中产生顺时针方向(从左向右看)的感应电流,右侧相当于N极,则线圈c被螺线管吸引,故B正确;
C.当导体棒向左匀速运动时,产生恒定的电流,线圈中的磁通量恒定不变,线圈c中无感应电流出现,也不被螺线管排斥,故C错误;
D.导体棒向左做加速运动时,根据右手定则可判断,ab中产生的感应电流方向从b到a,根据安培定则可知,螺线管左端为N极,感应电流增大,螺线管产生的磁场增强,穿过c的磁通量增大,根据楞次定律可知,c中产生顺时针方向(从左向右看)的感应电流,右侧相当于N极,则线圈c被螺线管排斥,故D错误。
故选B。
(多选)(期末高频易错题)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、,的左边有一闭合电路,当在外力的作用下运动时,向右运动,则所做的运动可能是( )
A.向右加速运动 B.向左加速运动
C.向右匀速运动 D.向右减速运动
【答案】BD
【详解】MN向右运动,说明MN受到向右的安培力,因为闭合电路在MN处产生的磁场垂直纸面向里,根据左手定则可知,MN中的感应电流方向为竖直向下;根据安培定则可知,L1中感应电流的磁场方向向上,根据楞次定律可知,L2产生的原磁场存在两种可能,即磁场方向向上减弱或磁场方向向下增强。
ACD.若L2中磁场方向向上减弱,根据安培定则可知,PQ中电流方向为竖直向上且减小,由右手定则可知,PQ向右减速运动,故D正确、AC错误;
B.若L2中磁场方向向下增强,根据安培定则可知,PQ中电流方向为竖直向下且增大,由右手定则可知,PQ向左加速运动,故B正确。
故选BD。
【方法总结】楞次定律的三大推论
1.增反减同:感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化(磁通量增加,感应磁场与原磁场相反;磁通量减少,感应磁场与原磁场相同)
2.来拒去留:感应电流的效果总是阻碍导体与磁场间的相对运动(导体靠近磁场,受到排斥;导体远离磁场,受到吸引)
3.增缩减扩:当磁场穿过闭合回路时,磁通量增加,回路有收缩趋势;磁通量减少,回路有扩张趋势(仅适用于单方向磁场)。
★ 易错点提示
1.楞次定律四步判断顺序颠倒:必须先明确原磁场方向,再判断磁通量变化,最后确定感应电流方向
2.右手定则与左手定则混用:判断感应电流方向(因动生电)用右手定则;判断安培力方向(因电生力)用左手定则
3.多过程分析不完整:如线框穿过直导线时,必须分为 "未到达导线"" 穿过导线过程 ""离开导线" 三个阶段
4."来拒去留" 应用错误:阻碍的是 "相对运动" 而非 "运动本身",导体与磁场同向运动时,若速度不同仍会产生感应电流
5.忽略感应电流的磁场对原磁场的反作用:在互感问题中(如例 2-2),需考虑两个磁场的叠加效果
自感现象
自感现象的定义
当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势,这种现象称为自感,产生的感应电动势称为自感电动势。
自感电动势
①定义:由于自感而产生的感应电动势。
②表达式:。
③方向:总是阻碍引起它的原电流的变化(“增反减同”)
④自感系数
相关因素:与线圈的大小、形状、匝数,以及是否有铁芯等因素有关。
物理意义:表示线圈产生自感电动势本领的大小,L越大,自感现象越明显
通电自感与断电自感现象对比(期末必考)
对比项目
通电自感
断电自感
电路图
器材要求
线圈 L 的自感系数较大,两个灯泡规格相同
线圈 L 的自感系数很大(带铁芯),灯泡 A 与线圈 L 并联
通电现象
灯立即亮起来,灯逐渐变亮,最终一样亮
灯A立即亮,然后逐渐变暗达到稳定
断电现象
回路电流减小,灯泡逐渐变暗,电流方向不变,电流反向
①若,灯泡逐渐变暗
②若,灯泡闪亮后逐渐变暗
两种情况下灯泡中电流方向均改变
核心规律
自感电动势阻碍原电流的增大
自感电动势阻碍原电流的减小
典型实例
日光灯启动器
断电延时开关、电感镇流器
总结
自感电动势总是阻碍原电流的变化
【典例突破】
(2025·北京高三上开学考)如图所示,a、b是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数很大的线圈,其直流电阻值与R相同,且R小于小灯泡的电阻。闭合开关S,待电路达到稳定后,a、b两灯泡均可发光。由于自感作用,在开关S接通和断开后,灯泡a和b中的电流方向和发光情况(只考虑接通和断开后的短时间内),下列说法中正确的是( )
A.S断开后,两灯泡中的电流方向均与S接通后的方向相反
B.S断开后,两灯泡中的电流方向均与S接通后的方向相同
C.S接通后灯泡a先达到最亮,S断开后灯泡b滞后熄灭
D.S接通后灯泡b先达到最亮,S断开后灯泡b滞后熄灭
【答案】D
【详解】S接通时,由于线圈L产生自感电动势阻碍通过线圈L电流的增大,则接通S瞬间,干路电流全部通过灯泡b,则灯泡b先达到最亮;当电路稳定后,由于线圈L直流电阻值与R相同,且 R 小于小灯泡的电阻,因此稳定时通过线圈 L 的电流大于通过灯泡 b 的电流,则灯泡a和灯泡b亮度相同;S断开时,由于线圈L产生自感电动势阻碍原电流的减小,且线圈L和灯泡b构成自感回路,灯泡a和R被中间导线短路,所以灯泡a立刻熄灭,灯泡b滞后熄灭,且通过灯泡b的电流方向与原来相反,故D正确。
(★★★ 2026・江苏苏州高二期末)某同学想对比自感线圈和小灯泡对电路的影响,他设计了如图甲所示的电路,电路两端电压U恒定,A1、A2为完全相同的电流传感器。先闭合开关S得到如图乙所示的i-t图像,等电路稳定后,断开开关(断开开关的实验数据未画出)。下列关于该实验的说法正确的是( )
A.闭合开关时,自感线圈中电流为零,其自感电动势也为零
B.图乙中的a曲线表示电流传感器A2测得的数据
C.断开开关时,小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭
D.t1时刻小灯泡与线圈的电阻相等
【答案】D
【详解】闭合开关时,线圈中的自感电动势等于电源电动势,自感线圈中的电流为零,故A错误;A2中的电流等于自感线圈中的电流,自感线圈中电流从零开始逐渐增大,最后趋于稳定,故A2中数据应为题图乙中b曲线,故B错误;断开开关前,两支路中电流相等,刚断开开关时,回路中的电流没有变化,故灯泡不会发生明显闪亮,而是逐渐熄灭,故C错误;t1时刻,两支路两端电压相等,电流相等,则电阻相等,即小灯泡与线圈的电阻相等,故D正确。
【方法总结】
1.断电自感灯泡 “闪亮” 条件速判:
灯泡闪亮的前提:稳定时通过线圈的电流通过灯泡的电流
若:断电时灯泡中电流瞬间从反向流过,灯泡会闪亮一下再熄灭
若:断电时灯泡中电流不大于原来的电流,只会逐渐熄灭,不会闪亮
2.电路分析核心技巧:分析自感电路时,分两个阶段处理线圈:
变化瞬间(通电 / 断电瞬间):线圈视为 “阻值极大的电阻”(阻碍电流变化),用楞次定律判断自感电动势的方向和电流变化趋势
稳定后:线圈视为 “无电阻的导线”(纯电感线圈,直流稳定时无自感电动势),按直流电路分析电流分布
★ 易错点提示
1.混淆 "阻碍电流变化" 与 "阻止电流变化":自感电动势只能延缓电流的变化,不能阻止电流最终达到稳定值
2.通电自感与断电自感电流方向判断错误:通电时自感电动势与原电流方向相反;断电时自感电动势与原电流方向相同
3.断电自感灯泡闪亮条件判断错误:必须比较稳定时线圈电流与灯泡电流的大小,而非线圈电阻与灯泡电阻的大小
4.忽略线圈的直流电阻:题目中若未说明 "线圈直流电阻不计",需考虑线圈电阻对电路的影响
5.认为 "断电时所有用电器都会立即熄灭":与线圈构成闭合回路的用电器会继续工作一段时间
涡流、电磁阻尼和电磁驱动(期末中频考点)
产生涡流时的能量转化
1.金属块放在变化的磁场中,则磁场能转化为电能,最终转化为内能。
2.如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动,则由于克服安培力做功,金属块的机械能转化为电能,最终转化为内能。
电磁阻尼和电磁驱动
电磁阻尼
电磁驱动
不同点
成 因
由于导体在磁场中运动而产生感应电流,从而使导体受到安培力
由于磁场运动引起磁通量的变化而产生感应电流,从而使导体受到安培力
效果
安培力的方向与导体运动方向相反,阻碍导体运动
导体受安培力的方向与导体运动方向相同,推动导体运动
相同点
两者都是电磁感应现象,都遵循楞次定律,都是安培力阻碍引起感应电流的导体与磁场间的相对运动
【典例突破】
(2023·全国乙卷,17)一学生小组在探究电磁感应现象时,进行了如下比较实验。用图(a)所示的缠绕方式,将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上,漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置,将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放,在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图(b)和图(c)所示,分析可知( )
A.图(c)是用玻璃管获得的图像
B.在铝管中下落,小磁体做匀变速运动
C.在玻璃管中下落,小磁体受到的电磁阻力始终保持不变
D.用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短
【答案】A
【详解】A正确;利用F安=IlB定性分析
(★24-25高二上·安徽合肥·期末)下列与电磁感应有关的现象中说法正确的是( )
A.甲图中,当蹄形磁体顺时针转动(从上往下看)时,铝框将沿顺时针方向转动
B.乙图中,真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时,线圈会产生大量热量使金属熔化,从而冶炼金属
C.丙图中磁电式仪表,把线圈在铝框骨架上,起到电磁驱动的作用
D.图丁中,铜盘在转动过程中,当手持蹄形磁体靠近铜盘时,铜盘的转速不变
【答案】A
【详解】A.根据电磁驱动原理可知,当蹄形磁体顺时针转动(从上往下看)时,铝框也顺时针转动,故A正确;
B.真空冶炼炉外线圈通入高频交流电时,周围空间产生高频磁场,炉内的金属内部就产生很强的涡流,从而冶炼金属,故B错误;
C.磁电式仪表,把线圈绕在铝框骨架上,线圈通电受力后带动铝框转动,铝框内产生涡流,在电磁阻尼的作用下,线圈很快停止摆动,故C错误;
D.铜盘在转动过程中,当手持蹄形磁体靠近铜盘时,铜盘中产生涡流,铜盘受到电磁阻尼作用,铜盘的转速变小,故D错误。
故选A。
【方法总结】
涡流问题本质分析:
涡流的效果永远遵循楞次定律的推论 ——“阻碍引起涡流的原因”:
若因导体与磁场相对运动产生涡流:涡流的效果总是阻碍相对运动(电磁阻尼)
若因磁场强弱变化产生涡流:涡流的效果总是阻碍磁场的变化(电磁驱动、电磁炉加热)
★ 易错点提示
1.认为 "只有线圈才能产生感应电流":块状导体在变化的磁场中或切割磁感线时也会产生感应电流(涡流)
2.电磁阻尼与电磁驱动混淆:电磁阻尼是导体运动、磁场静止;电磁驱动是磁场运动、导体静止
3.忽略涡流的热效应:变压器铁芯用硅钢片叠成就是为了减小涡流,降低能量损耗
4.认为 "涡流总是有害的":涡流也有广泛应用,如电磁炉、金属探测器、感应加热等
5.电磁驱动中导体速度与磁场速度的关系:导体速度始终小于磁场速度,否则不会产生感应电流
期末基础通关
1.(25-26高二上·湖北武汉·期末)如图所示,CDEF是金属框,框内存在着如图所示的匀强磁场。当导体棒MN向右移动时,关于回路中的感应电流,下列说法正确的是( )
A.导体棒MN中的电流方向由M流向N
B.电流表甲的电流方向由E流向F
C.电流表乙的电流方向由C流向D
D.导体棒MN中的电流大小等于单个电流表的电流大小
【答案】C
【详解】ABC.根据右手定则,导体棒MN中的电流方向由N流向M;电流表甲的电流方向由F流向E;电流表乙的电流方向由C流向D,AB错误,C正确。
D.导体棒MN中的电流大小等于两个电流表的电流大小之和,D错误。
故选C。
2.(25-26高二上·广西南宁·期末)如图,通电直导线与矩形线圈abcd在同一个平面内,线圈放在直导线旁边,以下说法正确的是( )
A.若线圈以dc边为轴转动时,无感应电流产生
B.若线圈以通电直导线为轴转动,有感应电流产生
C.若线圈在平面内上、下平动,有感应电流产生,其中感应电流方向是
D.若线圈向右平动,有感应电流产生,其中感应电流方向是
【答案】D
【详解】A.若线圈以dc边为轴转动时,穿过线圈平面的磁通量发生变化,会产生感应电流,A错误;
B.若线圈以通电直导线为轴转动,磁通量不变,无感应电流产生,B错误;
C.若线圈在平面内上、下平动,穿过线圈平面的磁通量不发生改变,不能产生感应电流,C错误;
D.根据安培定则可知,导线右边的磁场方向垂直纸面向里,若线圈向右平移时,离导线越远的区域磁场越弱,根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场也是垂直纸面向里,故感应电流的方向为a→d→c→b,D正确;
故选D。
3.(25-26高三上·天津河西·期末)如图甲所示,100匝的线圈与的定值电阻构成闭合回路,线圈面积为、电阻为,线圈放置在垂直于线圈平面的匀强磁场内,以垂直线圈向里为磁场的正方向。不计导线电阻,当磁感应强度B随时间t按图乙变化时,下列说法正确的是( )
A.0∼1s内线圈有收缩的趋势 B.1s时电流方向改变
C.1∼2s内a、b两点间的电势差 D.2s时穿过线圈的磁通量大小为0.04Wb
【答案】D
【详解】A.由题知,以垂直线圈向里为磁场的正方向。根据乙图可知,在0∼1s内的磁感应强度垂直线圈向外随时间均匀减小,故穿过线圈的磁通量逐渐减小,根据“增缩减扩”可知,线圈具有扩张的趋势,故A错误;
B.根据乙图可知,在0∼1s内的磁感应强度垂直线圈向外随时间均匀减小,故穿过线圈的磁通量逐渐减小,根据楞次定律,可知感应电流方向为逆时针;在1∼2s内的磁感应强度垂直线圈向里随时间均匀增大,故穿过线圈的磁通量逐渐增大,根据楞次定律,可知感应电流方向为逆时针,故1s时电流方向没有发生改变,故B错误;
C.在1∼2s内,根据法拉第电磁感应定律有
其中,联立解得
根据电路的结构分析,可知a、b两点间的电势差等于路端电压,则有,故C错误;
D.根据乙图可知,在t=2s时磁感应强度为,则此时穿过线圈的磁通量大小为,故D正确。
故选D。
4.(2026·湖北黄冈·二模)如图所示,单匝铜线制成的正方形线框边长为、电阻为,两端点用导线与阻值为的电阻构成回路。整个线框内有与线框平面垂直向里的匀强磁场,磁感应强度随时间的的变化规律满足()。下列说法中正确的是( )
A.流经电阻的电流方向由到 B.回路中的电流增大
C.电阻两端的电压为 D.时间内通过电阻的电荷量为
【答案】D
【详解】A.由楞次定律可得,正方形线框中感应电流为逆时针方向,故通过中电流方向为,故A错误;
B.由法拉第电磁感应定律可得,正方形线框中产生的感应电动势
回路中感应电流可知电流大小不变,故B错误;
C.两端电压,故C错误;
D.时间内通过的电荷量,故D正确。
故选D。
5.(2026春•高淳区期中)边长为0.2m的正方形导线框abcd水平放置,共10匝。其所处空间存在匀强磁场,方向如图甲所示。在ab导线中通入不同电流I,测得ab边受到的磁场作用力F与I的关系如图乙所示。ab边与磁场方向垂直,则磁场的磁感应强度B的大小和穿过导线框的磁通量Φ为( )
A.B=0.2T, B.B=0.1T,
C.B=0.2T,Φ=0.2Wb D.B=0.1T,Φ=0.002Wb
【答案】D
【详解】根据安培力的计算公式F=nBIL
结合图像可知,图像的斜率knBLN/A=0.2N/A
解得BT=0.1T,所以穿过导线框的磁通量为Φ=BSsin30°=0.1×0.22Wb=0.002Wb,故ABC错误,D正确。
故选:D。
6.(24-25高二下·江西·期中)如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,线圈c将向右摆动( )
A.向右做匀速直线运动 B.向左做匀加速直线运动
C.向右做减速直线运动 D.向右做变加速直线运动
【答案】C
【详解】A .导体棒ab向右做匀速运动时,ab中产生的感应电流不变,螺线管产生的磁场是稳定的,穿过c的磁通量不变,c中没有感应电流,线圈c不受安培力作用,不会被螺线管吸引,故A 错误;
B.导体棒ab向左做匀加速直线运动,导体棒ab中产生的感应电流增大,螺线管产生的磁场增大,穿过c的磁通量增强,根据“来拒去留”规律,螺线管与线圈c相互排斥,线圈c将向左摆动,故B错误;
C.导体棒ab向右做减速直线运动,导体棒ab中产生的感应电流减小,螺线管产生的磁场减小,穿过c的磁通量减弱,根据“来拒去留”规律,螺线管与线圈c相互吸引,线圈c将向右摆动,故C正确;
D.导体棒ab向右做变加速直线运动,导体棒ab中产生的感应电流增大,螺线管产生的磁场增大,穿过c的磁通量增强,根据“来拒去留”规律,螺线管与线圈c相互排斥,线圈c将向左摆动,故D错误。
故选C。
7.(21-22高二下·陕西西安·期末)(多选)飞机在航母上弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动的原理如图所示,当固定线圈上突然通过直流电流时,线圈附近的金属环会被弹射出去。现在固定线圈左侧的同一位置,先后放置两个分别由铜和铝制成的闭合金属环。已知两环横截面积相等,形状、大小相同,且电阻率,合上开关S瞬间( )
A.铜环受到的安培力等于铝环受到的安培力
B.若将铜环放置在线圈右方,环将向右运动
C.从左侧看,环中感应电流的方向沿顺时针方向
D.电池正负极调换后,金属环不能向左弹射
【答案】BC
【详解】A.铜环和铝环中产生的感应电动势相同,由于铜环的电阻较小,故铜环中感应电流较大,故铜环受到的安培力要大于铝环,故A错误;
B.若环放在线圈右方,根据楞次定律判断线圈中产生从右边看逆时针方向的电流,则原线圈对环有向右的安培力,即环将向右运动,故B正确;
C.线圈中电流为右侧流入,磁场方向为向左,在闭合开关的过程中,磁场变强,则由楞次定律可知,感应电流由左侧看为顺时针,故C正确;
D.由增反减同可知,电池正负极调换后,放在左边的金属环仍受力向左,故仍将向左弹出,故D错误。
故选BC。
8.(多选)(24-25高二上·河南·期末)1820年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示。实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后,下列说法正确的是( )
A.圆盘转动时,可看成沿半径方向的金属条切割磁感线,从而在圆心和边缘之间产生了感应电动势
B.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
C.圆盘内的涡流产生的磁场导致磁针转动
D.圆盘中自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动
【答案】AC
【详解】AC.圆盘转动时,磁针也转动,说明圆盘产生了磁场,即圆盘内有感应电流,圆盘产生了感应电动势,可看成沿半径方向的金属条切割磁感线,从而在圆心和边缘之间产生了感应电动势,故AC正确;
B.在圆盘转动过程中,圆盘位置,圆盘面积和磁场都没有发生变化,所以没有磁通量的变化,故B错误;
D.圆盘呈电中性,所以圆盘中的电流并不是由于圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的,故D错误。
故选AC。
期末重难点突破
1.(河北省邯郸市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题)在现代社会,移动电子设备如智能手机、平板电脑等已成为人们生活中不可或缺的一部分。无线充电技术成为一种越来越受欢迎的充电方式。其工作原理可简化为如图甲,在送电线圈a中通入交变电流,电流产生变化的磁场,变化的磁场使受电线圈b中产生感应电流,从而对设备充电。当送电线圈a中通入如图乙的电流时,下列说法正确的是( )
A.t1时刻,受电线圈b中的感应电流最大
B.t2时刻,受电线圈b中的感应电流为零
C.t1到t3时间内,受电线圈b中感应电流方向与a中的电流方向相同
D.t3到t4时间内,受电线圈b中感应电流方向与a中的电流方向相同
【答案】D
【详解】A.由法拉第电磁感应定律
t1时刻,受电线圈b中的感应电流为零,故A错误;
B.t2时刻,受电线圈b中的感应电流最大,故B错误;
C.根据楞次定律“增反减同”可知,t1到t3时间内,电流先减小后增大,受电线圈b中感应电流方向与a中的电流方向先相同后相反,故C错误;
D.t3到t4时间内,电流减小,受电线圈b中感应电流方向与a中的电流方向相同,故D正确。
故选D。
2.(福建省连城县第一中学2025-2026学年高二下学期3月阶段检测物理试题)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌。为了有效隔离外界震动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小震动,如图所示。如图所示是对紫铜薄板施加恒定磁场的四种方案。试问出现扰动时,对于紫铜薄板上下、左右震动衰减最有效的方案是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.紫铜薄板上下、左右微小震动时,穿过紫铜薄板的磁通量均发生变化,紫铜薄板中产生涡流,磁场对涡流的安培力阻碍紫铜薄板震动,即能够快速衰减其微小震动,故A正确;
B.紫铜薄板上下微小震动时,穿过紫铜薄板的磁通量没有发生变化,紫铜薄板中没有产生涡流,即不能够快速衰减其上下微小震动,故B错误;
C.紫铜薄板上下、左右微小震动时,穿过紫铜薄板的磁通量均没有发生变化,紫铜薄板中没有产生涡流,即不能够快速衰减其上下、左右微小震动,故C错误;
D.紫铜薄板上下微小震动时,穿过紫铜薄板的磁通量没有发生变化,紫铜薄板中没有产生涡流,即不能够快速衰减其上下微小震动,故D错误。
故选A。
3.(浙江温州新力量联盟2025-2026学年第二学期期中高二年级物理学科试题)如图所示,、两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为匝,边长,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则( )
A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流
B.两线圈有向外扩张的趋势
C.、线圈中感应电动势之比为
D.、线圈中感应电流之比为
【答案】D
【详解】A.根据楞次定律,原磁场垂直纸面向里且均匀增大,穿过线圈的磁通量增加,感应电流的磁场方向应垂直纸面向外,由安培定则可知感应电流方向为逆时针方向,故A错误;
B.根据楞次定律的推论“增缩减扩”,磁通量增大,线圈有收缩的趋势以阻碍磁通量的增加,故B错误;
C.根据法拉第电磁感应定律
由于相同,相同,则,已知,则,故C错误;
D.根据电阻定律,线圈导线总长度
则,由欧姆定律,可得
所以,故D正确。
故选D。
4.(多选)(23-24高二下·山东济宁·期末)如图甲所示,虚线框内存在垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示,一固定的金属线圈abcd有部分处于磁场中,则线圈中产生的电流i、线圈受到的安培力F与时间t的关系可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【详解】AB.令线圈处于磁场中的面积为S,根据法拉第电磁感应定律有图像中,前半个周期与后半个周期内,磁感应强度的变化率均为一个定值,一负一正,表明电动势的方向相反,根据欧姆定律可知,前半个周期与后半个周期内,感应电流的大小均一定,根据楞次定律可知,电流方向先沿顺时针,后沿逆时针,方向相反,故A错误,B正确;
CD.结合上述可知,前半个周期与后半个周期内,感应电动势的大小均一定,方向相反,根据
,可知,安培力大小与磁感应强度大小成正比,根据左手定则可知,在一个周期内安培力方向先向左后向右,再向左最后向右,故C错误,D正确。
故选BD。
5.(江西省2022-2023学年高二下学期联合调研考试物理试题)(多选)关于磁电式电流表内部结构示意图,下列说法正确的是( )
A.图甲中,当有电流流过时,线圈始终处于匀强磁场中实现转动平衡
B.图甲中,磁电式电流表指针转角与流过线圈的电流呈正比
C.图乙中,把正、负接线柱用导线连在一起,是为了在运输过程中保护电表指针,利用了电磁驱动
D.图乙中,把正、负接线柱用导线连在一起,是为了在运输过程中保护电表指针,利用了电磁阻尼
【答案】BD
【详解】A.极靴与圆柱形软铁之间的磁场是辐向分布的磁场,不是匀强磁场,故A错误;
B.极靴与圆柱形软铁之间的磁场是辐向分布的磁场,因此不管线圈转到什么角度,其平面都跟磁感线平行,磁力矩与线圈中电流成正比,当线圈转动时,螺旋弹簧将被扭动,产生一个阻碍线圈转动的阻力矩,其大小与线圈转动的角度成正比,当磁力矩与螺旋弹簧中的阻力矩相等时,线圈停止转动,此时指针偏向的角度与电流成正比,故B正确;
CD.图乙中,把正、负接线柱用导线连在一起,是为了在运输过程中保护电表指针,利用了电磁阻尼原理,故C错误,D正确。
故选BD。
6.(广西柳州市柳州高级中学2024-2025学年高二上学期段考物理试卷)(多选)如图所示,a、b、c为三个被悬挂起的小金属圆环线圈,其中a位于螺线管左侧附近,b位于螺线管右侧附近,c位于螺线管中央的正上方,螺线管与电阻、电源以及开关串联组成一电路,当开关S闭合瞬间,忽略三环中感应电流之间的相互作用力,则a、b、c小金属圆环线圈(不考虑形变)的运动情况是( )
A.如果电源左边是正极,a向左摆动,b向左摆动,c向左摆动
B.如果电源左边是负极,a向右摆动,b向右摆动,c向右摆动
C.如果电源左边是正极,从左边看,a、b的电流方向均是逆时针,c的电流方向是顺时针
D.无论电源正极在左边还是右边,a向左摆动,b向右摆动,c不动
【答案】CD
【详解】ABD.当开关S闭合瞬间,穿过线圈的磁通量增大,根据“来拒去留”可知,无论电源正极在左边还是右边,a向左摆动,b向右摆动,c不动,故AB错误,D正确;
C.如果电源左边是正极,a处磁场方向向右,b处磁场方向向右,c处磁场方向向左,根据楞次定律,从左边看,a、b的电流方向均是逆时针,c的电流方向是顺时针,故C正确。
故选CD。
7.(2025秋•枣庄期中)(多选)如图所示,矩形线圈abcd共有n匝,线圈平面的面积为S,线圈平面与水平方向的夹角θ=60°,线圈位于范围足够大、磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,下列说法正确的是( )
A.通过线圈的磁通量为nBS
B.若线圈以cd为轴逆时针转过60°,则通过线圈的磁通量为BS
C.若线圈以cd为轴顺时针转过120°,则通过线圈的磁通量的变化量大小为BS
D.若线圈以ad为轴将线圈逆时针转过60°(从右向左看),则通过线圈的磁通量为BS
【答案】BD
【详解】A.通过线圈的磁通量为,故A错误;
B.若线圈以cd为轴逆时针转过60°,线圈平面与磁场垂直,所以通过线圈的磁通量为Φ1=BS,故B正确;
C.若线圈以cd为轴顺时针转过120°,线圈平面与磁场垂直,通过线圈的磁通量为Φ2=﹣BS,变化量ΔΦ=Φ2﹣Φ=﹣BSBSBS,故变化量大小为BS,故C错误;
D.若线圈以ad为轴逆时针转过60°(从右向左看),则通过线圈的磁通量Φ3=BScos60°cos60°BSBS,故D正确。
故选:BD。
8.(辽宁省鞍山市部分高中2025-2026学年高二上学期12月月考)(多选)如图所示,L1、L2为两个相同的灯泡,线圈L的直流电阻不计,灯泡L1与理想二极管D相连,下列说法中正确的是( )
A.闭合开关S的瞬间,L1和L2都立刻变亮
B.闭合开关S稳定后,L1和L2一样亮
C.断开S的瞬间,L1先变亮后逐渐熄灭,L2会立即熄灭
D.断开S的瞬间,a点的电势比b点高
【答案】AD
【详解】A.闭合开关S后,线圈自感只是阻碍流过线圈L的电流增大,则两灯立刻亮,故A正确;
B.闭合开关S稳定后,因线圈L的直流电阻不计,所以L1与二极管被短路,导致灯泡L1不亮,而L2将更亮,故B错误;
CD.断开S的瞬间,L2会立刻熄灭,线圈L与灯泡L1及二极管构成回路,因线圈产生感应电动势,a端的电势高于b端,此时二极管正向导通,所以回路中没有电流,L1不会变亮,故C错误,D正确。
故选AD。
9.(山西省吕梁市2025-2026学年高二上学期12月联考物理试题)(多选)如图甲所示,一匝数、面积、电阻的圆形线圈,与一个阻值的电阻组成闭合回路,把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的磁场中,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.内,线圈中的感应电流沿顺时针方向
B.内,线圈有面积收缩的趋势
C.内,电阻R两端的电压大小为
D.内,线圈上产生的焦耳热为
【答案】BC
【详解】A.内线圈中磁通量垂直纸面向里增大,根据楞次定律可知线圈中产生的电流沿逆时针方向,故A错误;
B.内线圈中磁通量垂直纸面向里减小,磁通量增大,为了阻碍磁通量增大线圈有面积收缩的趋势,故B正确;
C.电动势,由图斜率等于,因此
电流,电阻R两端的电压大小为,故C正确;
D.内,同理计算出电动势,电流
线圈上产生的焦耳热为,故D错误。
故选BC。
10.( 24-25高二下·贵州六盘水·期末)如图所示,有两根平行放置且足够长的金属导轨和(不计导轨电阻),处于竖直向下磁感应强度为的匀强磁场中,导轨间距为,间连接阻值为的电阻,现有一质量为,电阻为的导体棒垂直导轨放置,不计导轨和金属棒之间的摩擦,导体棒在恒力的作用下由静止开始运动,到时刻导体棒速度达到,求在上述过程中导体棒的位移x和通过电阻的电荷量
【答案】
【详解】从开始到速度v过程中,合外力的冲量等于动量的变化:
其中,因为是恒力
注意就是所有小段位移之和,即总位移 。
因此: 解出:
电荷量 是电流对时间的累积:
代入 得
代入x即可得:
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