第31讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流（复习讲义）（黑吉辽蒙专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理讲义聚焦法拉第电磁感应定律、感生电动势、动生电动势（平动与转动切割）、自感、涡流及电磁阻尼与驱动等高考核心考点，按命题透视、思维建模、考点精讲、真题溯源的逻辑架构系统整合知识。通过考点梳理（知识点解构）、方法指导（得分速记与考向破译）、真题训练（高考真题溯源）等环节，帮助学生构建电磁感应问题的分析框架，突破难点。 讲义突出分层教学与核心素养融合，如在动生电动势考点中，通过平动与转动切割的模型对比、有效长度分析等活动设计，培养学生科学思维与模型建构能力。设置基础例题、变式训练（变考法、情境、载体）及真题演练，确保复习效率，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第31讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流 考点一 法拉第电磁感应定律 考向1 法拉第电磁感应定律的理解 例1 【答案】A 【变式训练1·变考法】【答案】C 【变式训练2·变考法】【答案】C 考点二 感生电动势的计算 考向1 感生电动势 例1【答案】D ▶新情境◀【变式训练1·变考法】【答案】C 【变式训练2·变情境】【答案】(1)，顺时针 (2) (3) 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，时间内感应电动势 由图（b）可知 圆环面积 则 根据欧姆定律，电流大小 由图（a）可知磁铁S极在下，圆环处原磁场方向向上，时间内增大，磁通量向上增加，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向下，由安培定则可知俯视电流方向为顺时针。 （2）时间内， 时间内，不变，感应电动势为零，。时间内 感应电动势 电流 焦耳热 总焦耳热 （3）当磁单极子到达圆环中心时，圆环导线所在处的磁感应强度大小，方向沿半径向外。磁单极子沿过圆心的竖直轴线运动，相当于圆环导线以速度切割磁感线。导线各处与垂直，产生的感应电动势 解得 考点三 动生电动势的计算 考向1 导体平动切割磁感线 例1 【答案】A 【变式训练1·变考法】【答案】B 【变式训练2·变考法】【答案】D 考向2 导体转动切割磁感线 例2 【答案】B 【变式训练1·变考法】【答案】D 【变式训练2·变载体】【答案】B 考点四 自感现象、涡流、电磁阻尼与电磁驱动 考向1 自感现象 例1 【答案】B 【变式训练1·变考法】【答案】C 【变式训练2·变考法】【答案】B 考向2 涡流 例2 ▶新情境◀【答案】A 【变式训练1·变考法】【答案】B 【变式训练2·变考法】【答案】C 考向3 电磁阻尼与电磁驱动 例3 【答案】B 【变式训练1·变考法】【答案】B 【变式训练2·变考法】【答案】B 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 1．【答案】D 2．【答案】D 3．【答案】B 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $ 第31讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 法拉第电磁感应定律 知识点1 法拉第电磁感应定律及应用 考向1 感应电动势和感应电流的计算 考点二 感生电动势 知识点1 感生电动势 考向1 感应电动势的计算 考点三 动生电动势的计算 知识点1 导体平动切割磁感线 考向1 导体平动切割磁感线 知识点2转动切割磁感线 考向2 导体转动切割磁感线 考点四 自感现象、涡流、电磁阻尼与电磁驱动 知识点1 自感现象 考向1 自感现象 知识点2涡流 电磁阻尼与电磁驱动 考向2 涡流 考向3 电磁阻尼与电磁驱动 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 法拉第电磁感应定律 黑吉辽蒙联考卷10T,6分 双导体棒切割+电容电路/线框切割+动生电动势、电路 新高考Ⅱ卷计算（14分） 全国乙卷计算（12分） 考情分析 题型与考向：该考点考查核心是法拉第电磁感应定律，多出选择题（4—6分），计算题（10—14分）。考查方向主要有法拉第电磁感应定律，自感现象，涡流等方面。 情境与立意： 1. 该考点多以线框进出磁场、导体棒在导轨上运动、变化磁场中的线圈、通电自感/断电自感电路为情境来命题立意， 2. 主要考查对核心概念、基本规律的理解。要求考生能准确分析物理过程、建立等效电路、结合多模块规律解决问题。 3. 法拉第电磁感应定律仍是核心，自感、涡流延续定性考查。还有图像类问题、创新情境类问题等。 复习目标 1. 考生要能辨析概念和理解规律，熟记感应定律的内容及应用。 2. 能根据情境正确选择公式和使用公式解决问题。 3. 会用楞次定律判断感应电流方向，理解自感电动势“阻碍电流变化 ”的规律，能判断通电自感、断电自感中灯泡的亮暗变化 。 4. 能记住自感系数L的影响因素，能识别涡流现象，知道电磁阻尼和电磁驱动的原理及应用。 思维建模·脉络梳理 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 法拉第电磁感应定律 知识点1 法拉第电磁感应定律的理解及应用 知●识●解●构 1.感应电动势 （1）概念：在电磁感应现象中产生的电动势。 （2）产生条件：只要穿过回路的磁通量发生变化，就能产生感应电动势，与电路是否闭合无关。 （3）方向判断：产生感应电动势的那部分电路（导体或线圈）相当于电源，电源的正、负极可由右手定则或楞次定律判断。 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变化率成正比。 （2）公式：E＝n，其中n为线圈匝数。 （3）感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路的欧姆定律，即I＝。 3.确定感应电路中电势高低的方法 4.法拉第电磁感应定律的理解 （1）说明：E的大小与Φ、ΔΦ无关，决定于磁通量的变化率。 （2）磁通量的变化率对应Φ－t图线上某点切线的斜率。 （3）公式E＝n求解的是一个回路中某段时间的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。 ✨得分速记： 应用法拉第电磁感应定律的三种情况 （1）当ΔΦ仅由B的变化引起时，E＝nS，其中S为线圈在磁场中的有效面积。若B＝B0＋kt，则＝k。 （2）当ΔΦ仅由S的变化引起时，E＝nB。 （3）当B、S同时变化时，则＝n≠n。求瞬时值时，分别求出动生电动势E1和感生电动势E2并进行叠加。 考●向●破●译 考向1 法拉第电磁感应定律的理解 例1 （25-26高二上·吉林通化）下列说法中正确的是（　　） A．安培提出的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质 B．垂直足够大匀强磁场方向放置的线圈面积为S、匝数为N，则穿过线圈的磁通量为NBS C．若长为L、电流为I的导线在某处受到的磁场力为F，则该处的 D．，当非常小时，表示t时刻的瞬时感应电动势，用到了微元法思想 【答案】A 【详解】A. 安培分子电流假说认为物质内部的分子电流是磁性的来源，这揭示了磁现象的电本质（即磁由电荷运动产生），故A正确； B. 对于单匝线圈，当线圈平面垂直匀强磁场时，磁通量为。对于多匝线圈（匝数为N），穿过线圈的磁通量，与匝数无关，故B错误； C. 导线在磁场中受力公式为F = BIL sinθ（θ为导线与磁场方向的夹角），仅当θ = 90°（导线垂直磁场）时，故C错误。 D. 法拉第电磁感应定律，为瞬时感应电动势为导数形式。当Δt非常小时， 近似为t时刻的瞬时感应电动势，这利用了极限的思想（即用平均变化率逼近瞬时变化率），故D错误。 故选A。 【变式训练1·变考法】（25-26高二上·辽宁）科学的发展离不开科学家的不断探索。关于科学家及其贡献，下列说法正确的是（　　） A．库仑做了大量实验，发现了电磁感应现象 B．洛伦兹提出了分子电流假说 C．楞次分析了关于感应电流方向的实验事实后，提出楞次定律 D．法拉第提出了电磁感应定律 【答案】C 【详解】A．库仑通过扭秤实验研究电荷间作用力，提出库仑定律；电磁感应现象由法拉第发现，故A错误； B．分子电流假说由安培提出，用于解释磁现象，故B错误； C．楞次通过实验总结出感应电流方向的规律，即楞次定律，故C正确； D．法拉第研究了感应电流产生的条件，诺伊曼和韦伯提出了法拉第电磁感应定律，故D错误。 故选C。 【变式训练2·变考法】（2024高三下·吉林）近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大．如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，下列说法正确的是 A．NFC贴纸在使用时需要另外电源供电才能使用 B．穿过线圈的磁场发生变化时，线圈中的感应电动势为三个线圈感应电动势的平均值 C．穿过线圈的磁场发生变化时，线圈中的感应电动势为三个线圈感应电动势之和 D．垂直穿过线圈的磁场发生变化时，芯片中的电流为三个线圈内电流之和 【答案】C 【详解】A．贴纸在使用时不需要另外电源供电，外部磁场变化产生的感应电流足以为芯片使用供电，故A错误； BC．穿过线圈的磁场发生变化时，三个线圈是串联关系，故线圈中的感应电动势为三个线圈感应电动势之和，故B错误，C正确； D．三个线圈是串联关系，通过芯片和线圈的电流大小相等，故D错误。 故选C。 考点二 感生电动势的计算 知识点1 感生电动势 知●识●解●构 当‌导体回路保持不动，穿过回路的磁场发生变化‌，导致回路磁通量改变，由此激发的感应电动势叫作感生电动势。磁感应强度变化（面积不变）：即，代入公式得，这类题常结合B-t图像考查，其图像斜率为K，则，需要分段判断大小和方向。 考向1 感生电动势 例1（2025·黑龙江大庆·一模）如图甲，固定在光滑绝缘水平面上的单匝正方形导体框abcd，置于虚线AB左侧始终竖直向下的磁场中，bc边与虚线AB重合，虚线AB右侧为的匀强磁场。导体框的质量，电阻、边长，磁感应强度随时间t的变化图像如图乙所示。在时，导体框解除固定，给导体框一个向右的初速度，下列说法正确的是（    ） A．时流过ad边的电流方向由a到d B．时流过ad边的电流大小为0.4A C．导体框的bc边刚越过虚线AB时受到的安培力的大小为0.024N D．当线框速度减为0.02m/s时ad边移动的距离为 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，0~1s内，左侧的磁通量减少，根据楞次定律可知，时流过ad边的电流方向由d到a，故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律可知，时导体框的感应电动势为V=0.1V 感应电流大小为，故B错误； C．导体框的bc边刚越过虚线AB时，感应电动势为V 受到的安培力的大小为N，故C错误； D．根据动量定理有 根据电流的定义式有 解得，故D正确； 故选D。 ▶新情境◀【变式训练1·变考法】（25-26高三上·河北秦皇岛）如图所示，边长为的匝正方形线框处在沿竖直方向的磁场中，以角速度绕水平轴转动，图示时刻为计时起点，磁感应强度随时间变化的规律为，线框通过电刷连接用电器，下列说法正确的是（　　） A．时，线框中的感应电流为0 B．线框产生的交变电流的周期为 C．时，线框产生的感应电动势最大 D．时，线框中的感应电流最大 【答案】C 【详解】线框中产生的感应电动势为 则 可得 A．时，线框中的感应电动势最大，则感应电流最大，故A错误； B．线框产生的交变电流的周期为，故B错误； C．因为 可知时，线框产生的感应电动势最大，故C正确； D．因为 可知时，线框产生的感应电动势最小，则线框中的感应电流最小，故D错误。 故选C。 【变式训练2·变情境】（2026·吉林·模拟预测）如图（a）为“实验证实超导态分段费米面”的简化原理图。超导体圆环半径为r，电阻为R，圆环的横截面半径远小于圆环半径。钕磁铁沿过圆心的竖直轴线从上到下穿过，圆环面内沿竖直轴线方向的磁感应强度分量的平均值随时间t变化的情况可简化为如图（b）所示的图像，求： (1)时间内圆环中电流的大小及方向（俯视）； (2)时间内圆环产生的焦耳热； (3)只有一个磁极的磁单极子磁感线分布如图（c）所示，其空间分布类似于点电荷的电场线分布，以磁单极子为球心半径为r的球面的磁通量为，已知磁感应强度大小等于单位面积的磁通量，磁单极子以恒定速度v沿过圆心的竖直轴线穿过超导圆环，求磁单极子到达圆环中心时圆环中的感应电动势。 【答案】(1)，顺时针 (2) (3) 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，时间内感应电动势 由图（b）可知 圆环面积 则 根据欧姆定律，电流大小 由图（a）可知磁铁S极在下，圆环处原磁场方向向上，时间内增大，磁通量向上增加，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向下，由安培定则可知俯视电流方向为顺时针。 （2）时间内， 时间内，不变，感应电动势为零，。时间内 感应电动势 电流 焦耳热 总焦耳热 （3）当磁单极子到达圆环中心时，圆环导线所在处的磁感应强度大小，方向沿半径向外。磁单极子沿过圆心的竖直轴线运动，相当于圆环导线以速度切割磁感线。导线各处与垂直，产生的感应电动势 解得 考点三 动生电动势的计算 知识点1 导体平动切割磁感线 知●识●解●构 对于导体平动切割磁感线产生感应电动势的计算式E＝Blv，应从以下几个方面理解和掌握。 （1）正交性：B、l、v三者相互垂直，不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算。 （2）瞬时性：当v或l变化时，用E＝BLv计算感应电动势的瞬时值。 （3）相对性：速度v是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系。 （4）有效性：l为导体切割磁感线的有效长度，即导体在与v垂直的方向上的投影长度，下图中有效长度分别为： 图甲：l＝sin β； 图乙：沿v1方向运动时，l＝；沿v2方向运动时，l＝0； 图丙：沿v1方向运动时，l＝R；沿v2方向运动时，l＝0；沿v3方向运动时，l＝R。 ✨得分速记： 导体切割磁感线的情形 （1）垂直切割：E＝Blv，式中l为导体切割磁感线的有效长度。 （2）不垂直切割：E＝Blvsin θ，式中θ为v与B的夹角。 （3）匀速转动：导体棒在垂直匀强磁场方向以角速度ω绕一端转动切割磁感线时，E＝ Bl2ω。 考●向●破●译 考向1 导体平动切割磁感线 例1 （25-26高二上·辽宁沈阳）如图所示，足够长光滑平行金属导轨水平固定，导轨电阻不计，其左端连接定值电阻，圆弧状金属棒ab放在导轨上，a端刚好与导轨接触，b端刚好与导轨相切，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，现用水平外力使ab以平行于导轨的速度向右匀速运动，ab与两导轨始终接触良好，若导轨间距为d，a、b两端点间距离为L，则下列说法正确的是（　　） A．ab棒产生电动势大小中的“有效长度”为d B．ab棒产生电动势大小中的“有效长度”为L C．ab棒所受安培力大小中的“有效长度”为d D．ab棒所受外力的方向为平行于导轨向右 【答案】A 【详解】AB．ab棒产生电动势的“有效长度”是指磁场中导体切割磁感线的线段在垂直于速度方向上的投影长度，即为d，故A正确，B错误； CD．ab棒所受安培力大小的“有效长度”是指磁场中电流方向与磁场方向垂直的有向线段在磁场方向上的投影长度，即为L，根据右手定则可知电流方向由a到b，安培力方向垂直于ab连线指向左下方，导体棒匀速运动，则外力的方向垂直于ab连线指向右上方，故CD错误； 故选A。 【变式训练1·变考法】（25-26高二上·辽宁沈阳）现将某金属棒进行下述两种操作：图1，在竖直向下的匀强磁场中，将金属棒水平放置并以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平；图2，在垂直纸面向里的匀强磁场中，将金属棒绕其端在垂直于磁场的平面内匀速转动，关于金属棒在两次运动过程中（均不计阻力）产生的感应电动势说法正确的是（　　） A．图1中金属棒产生的感应电动势大小改变，且端电势高于端电势 B．图1中金属棒产生的感应电动势大小不变，且端电势低于端电势 C．图2中金属棒产生的感应电动势大小不变，且端电势高于端电势 D．图2中金属棒产生的感应电动势大小改变，且端电势低于端电势 【答案】B 【详解】AB．将一水平放置的长为l的金属棒以某一水平速度v0抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平，由右手定则可知a端电势低于b端电势，金属棒产生的电动势，公式中速度应与金属棒的切割长度垂直，金属棒做平抛运动，水平速度不变，所以金属棒的电动势保持不变，故A错误，B正确； CD．金属棒绕其端在垂直于磁场的平面内匀速转动，金属棒产生的电动势为保持不变，由右手定则可知b端电势高于a端电势，故CD错误。 故选B。 【变式训练2·变考法】（25-26高二上·吉林长春）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U形导体框左端连接一阻值为R的电阻，平行导轨间距为l，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。t=0时ab以水平向右的初速度v0开始运动，最终停在导体框上。在此过程中（　　） A．导体棒做匀减速直线运动 B．导体棒中感应电流的方向为a→b C．t=0时导体棒两端的电压为Blv0 D．电阻R消耗的总电能为 【答案】D 【详解】A．设磁感应强度为B，导轨的宽度为L，当导体棒向右的速度为v时，由楞次定律可知其所受安培力向左，导体棒做减速运动 根据牛顿第二定律可得 安培力 解得 导体棒运动过程中速度减小，则其加速度减小，故导体棒做加速度减小的减速运动，故A错误； B．根据右手定则可知，导体棒中感应电流的方向为b→a，故B错误； C．导体棒两端的电压为路端电压，，故C错误； D．整个过程中电路中消耗的总电能为，电阻R消耗的总电能为，故D正确。 故选D。 知识点2 转动切割磁感线 知●识●解●构 当导体棒在垂直于磁场的平面内，绕导体棒上某一点以角速度ω匀速转动时，则： （1）以导体棒中点为轴时，E＝0（相同两段的代数和）。 （2）以导体棒端点为轴时，E＝Bωl2（平均速度取中点位置的线速度ωl）。 （3）以导体棒上任意一点为轴时，E＝Bω(l－l）（不同两段的代数和，其中l1>l2）。 考●向●破●译 考向2 导体转动切割磁感线 例2 （2025·黑龙江大庆·模拟预测）将一均匀导线围成一闭合的环状扇形线框MNPQ，其中，，圆弧MN和PQ的圆心均为O点，O点为直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。从时刻开始让导线框以O点为圆心，以恒定的角速度沿逆时针方向做匀速圆周运动，规定沿QMNP方向的电流为正，则导线框中的电流随时间的变化规律描绘正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】在时间内，线框从图示位置开始(t=0)转过90°的过程中产生的感应电动势为 由闭合电路欧姆定律得，回路中的电流为 根据楞次定律判断可知，线框中感应电流方向为逆时针方向，为负方向。 在时间内，线框进入第三象限的过程中，回路中的电流方向为顺时针方向，为正方向。回路中产生的感应电动势为 感应电流为 在时间内，线框进入第四象限的过程中，回路中的电流方向为逆时针方向，为负方向，回路中产生的感应电动势为 感应电流为 在时间内，线框出第四象限的过程中，回路中的电流方向为顺时针方向，为正方向，回路中产生的感应电动势为 回路电流为 故选B。 【变式训练1·变考法】（24-25高二上·内蒙古通辽）如图所示，在磁感应强度的匀强磁场中，有一个半径的金属圆环。圆环所在的平面与磁感线垂直，OA是一个金属棒，它沿着顺时针方向以20rad/s的角速度绕圆心O匀速转动。A端始终与圆环相接触，OA棒的电阻，图中定值电阻，，电容器的电容，圆环和导线的电阻忽略不计，则（　　） A．电容器下极板带正电 B．电路消耗的电功率是 C．电容器的带电荷量是 D．若金属棒在转动过程中突然停止不动，则此后通过的电量是 【答案】D 【详解】A．根据右手定则可知，A端电势高于O端电势，所以电容器上极板带正电，故A错误； B．金属棒OA产生的电动势为 由闭合电路欧姆定律可知 电路消耗的电功率为 故B错误； C．金属棒OA两端的电压为 电容器的带电荷量 故C错误； D．若金属棒在转动过程中突然停止不动，电容器进行放电，根据并联分到的电流与电阻成反比，可知此后通过R2的电量为 故D正确。 故选D。 【变式训练2·变载体】（25-26高二下·山东聊城）如图所示，固定在水平面上的半径为l的金属圆环内存在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场。长为l、阻值为R的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO'上，按图示方向以角速度ω匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、极板间距为d的平行板电容器，一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．金属棒两端的电压为 B．电容器所带的电荷量为 C．电阻消耗的电功率为 D．微粒的电荷量与质量之比为 【答案】B 【详解】A．金属棒转动切割磁感线产生的感应电动势为 金属棒两端电压为路端电压，电路总电阻为，则，故A错误； B．电容器两端电压等于路端电压，所带电荷量，故B正确； C．电阻消耗的电功率，故C错误； D．微粒在电容器极板间处于静止状态，受重力和电场力平衡，有 解得，故D错误。 故选B。 考点四 自感现象、涡流、电磁阻尼与电磁驱动 知识点1 自感现象 知●识●解●构 1.互感现象 两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作互感电动势。 2.自感现象 （1）概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。 （2）自感电动势 ①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫作自感电动势。 ②表达式：E＝L。 （3）自感系数L ①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。 ②单位：亨利（H），1 mH＝ 10－3H,1 μH＝10－6H。 3.自感现象的四个特点 （1）自感电动势总是阻碍导体中电流的变化。 （2）自感电动势使线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化。 （3）自感电动势只是延缓电流的变化，不能使电流停止或反向。 （4）电流稳定时，自感电动势消失，自感线圈相当于普通导体。 4.通电自感和断电自感的比较 电路图 器材要求 A1、A2同规格，R＝RL，L较大 L很大（有铁芯） 通电时 在S闭合瞬间，灯A2立即亮起来，灯A1逐渐变亮，最终一样亮 灯A立即亮，然后逐渐变暗达到稳定 断电时 回路电流减小，灯泡逐渐变暗，A1电流方向不变，A2电流反向 （1）若I2≤I1，灯泡逐渐变暗； （2）若I2>I1，灯泡闪亮后逐渐变暗。 两种情况下灯泡中电流方向均改变 总结 自感电动势总是阻碍原电流的变化 考●向●破●译 考向1 自感现象 例1 （25-26高二上·内蒙古呼和浩特）如图所示，甲、乙为两个完全相同的小灯泡，闭合电键S电路稳定时，两灯泡的亮度相同；断开电键S，灯泡乙闪亮一下再逐渐熄灭。下列说法正确的是（　　） A．定值电阻的阻值大于线圈的直流电阻 B．灯泡乙的电阻大于线圈的直流电阻 C．闭合S瞬间，甲立即变亮，乙逐渐变亮 D．断开S瞬间，两灯泡均逐渐熄灭 【答案】B 【详解】A．由题意电路稳定时，两灯泡的亮度相同，所以两并联部分的电阻值相同，则定值电阻的阻值等于线圈的直流电阻，故A错误； B．由于电键S断开瞬间，灯泡乙闪亮一下再逐渐熄灭，说明电路稳定时，线圈的电流大于灯泡乙的电流，又灯泡乙和线圈并联，两端的电压相等，所以灯泡乙的电阻大于线圈的直流电阻，故B正确； C．闭合开关S，由于线圈自感作用，灯泡甲逐渐变亮、乙立即变亮然后逐渐变暗，最后与甲灯一样亮，故C错误； D．断开开关S，线圈自感作用阻碍电流减小，且电路正常时流过线圈的电流比通过灯泡的电流大，导致灯泡乙闪亮后熄灭，但是甲灯被电路中间导线短路，所以甲灯立即熄灭，故D错误。 故选B。 【变式训练1·变考法】（25-26高二上·辽宁大连）如图所示，A、B是完全相同的两只小灯泡，是自感系数很大、直流电阻不计的线圈，下列说法正确的是（　　） A．闭合电键S瞬间A灯逐渐变亮，B灯立即亮 B．电键闭合一段时间后A灯和B灯亮度相同 C．断开电键S瞬间B灯立即熄灭 D．断开电键S瞬间A灯逐渐熄灭 【答案】C 【详解】AB．开关S闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以A、B同时发光。由于线圈的电阻可以忽略，灯A逐渐被短路，流过A灯的电流逐渐减小，A灯逐渐变暗，直至熄灭，而流过B的电流增大，所以B灯变亮。故AB错误； CD．断开开关S的瞬间，B灯的电流突然消失，立即熄灭；流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当于电源，维持L中的电流逐渐减小，所以A灯突然闪亮一下再熄灭，故C正确，D错误。 故选C。 【变式训练2·变考法】（25-26高二上·吉林长春）在物理兴趣活动时，兆兵老师组织10位同学进行了“千人震”实验。实验电路如下图，两节干电池，开关，带铁芯的多匝线圈（电阻很小），同学们彼此之间手拉手连入电路。先闭合开关，待电路稳定后再断开开关，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关瞬间，同学们有触电的感觉 B．断开开关瞬间，同学们有触电的感觉 C．断开开关瞬间，流过同学们的电流突然减小 D．断开开关瞬间，流过同学们的电流方向为A到B 【答案】B 【详解】A．两节干电池电动势约为，闭合开关瞬间，人体两端的电压等于电源两端电压为，因人体电阻特别大，流过同学们的电流非常小，同学们没有触电的感觉，故A错误； BC．断开开关的瞬间，由于电流变化太快，导致线圈产生的感应电动势非常大，故线圈两端电压会变大，流过同学们的电流变大，同学们有触电的感觉，故B正确，C错误； D．断开开关瞬间，线圈产生的电动势要阻碍线圈中的电流变小，因此感应电流的方向与原方向相同，自左向右，断开开关时，线圈与人组成新的闭合回路，因此流过人体的电流从B到A，故D错误。 故选B。 知识点2 涡流　电磁阻尼与电磁驱动 知●识●解●构 1.涡流 当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水中的旋涡，所以叫涡流。 2.电磁阻尼 导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动。 3.电磁驱动：如果磁场相对于导体运动，在导体中会产生感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来。交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。 4.电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用。 电磁阻尼与电磁驱动的比较 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 由于磁场相对导体运动引起穿过导体的磁通量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磁场运动方向相同，推动导体运动 能量 转化 导体克服安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化为内能 由于电磁感应，磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能，从而对外做功 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 考●向●破●译 考向2 涡流 例2 ▶新情境◀（2025·黑龙江·模拟预测）安检门是一个用于安全检查的“门”，“门”框内有线圈，线圈里通有交变电流，电流在“门”内产生磁场，当有金属物品通过“门”时，在金属内部产生涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而报警。安检门工作时利用了（　　） A．电磁感应原理 B．电磁驱动原理 C．电磁阻尼原理 D．电流的热效应 【答案】A 【详解】安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品，当线圈中通以交变电流时，产生变化的磁场，在磁场内的金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流的变化，从而被探测到，主要是利用电磁感应原理。 故选A。 【变式训练1·变考法】（2026·陕西西安·模拟预测）某款无线充电设备的注意事项如图所示，提出这个注意事项的原因是（　　） A．静电 B．涡流 C．摩擦 D．惯性 【答案】B 【详解】无线充电利用的原理主要是由于线圈内电流在变化，从而引起磁场的变化，此时手机周围的磁场发生变化，穿过手机的磁通量发生变化，从而在手机内部产生了电流，磁卡、硬币等金属物品会被磁场感应产生涡流，短时间内急剧升温发烫从而造成危险事情的发生，故选B。 【变式训练2·变考法】（25-26高二上·吉林长春）以下四幅图片：图甲中闭合线圈平面垂直于磁场，线圈在磁场中旋转；图乙是真空冶炼炉；图丙是在匀强磁场内运动的闭合线框；图丁是匀速转动的法拉第圆盘发电机。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，线圈在磁场中旋转会产生感应电流 B．图乙中，真空冶炼炉是利用交流电直接来熔化金属的装置 C．图丙中，线框bc两点电势差等于ac两点电势差 D．图丁中，法拉第圆盘发电机产生的是交变电流 【答案】C 【详解】A．图甲中，线圈旋转时通过线圈的磁通量是不变的，不会产生感应电流，故A错误； B．图乙中，冶炼炉在交流电的作用下产生涡流效应来发热，从而熔化金属，故B错误； C．图丙中，通过旋转切割磁感线使导线两端产生电势差，由于回路中的磁通量一直为0，不会产生感应电流。其中ac边转动切割磁感线的有效长度与bc边长度相同，故产生的电势差也相同，故C正确； D．图丁中，法拉第圆盘切割磁感线产生的感应电动势大小为 电动势大小恒定，不是交变电流，故D错误。 故选C。 考向3 电磁阻尼与电磁驱动 例3 （2024·吉林延边·一模）物理学中有很多关于圆盘的实验，第一个是法拉第圆盘，圆盘全部处于磁场区域，可绕中心轴转动，通过导线将圆盘圆心和边缘与外面电阻相连。第二个是阿拉果圆盘，将一铜圆盘水平放置，圆盘可绕中心轴自由转动，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，第三个是费曼圆盘，一块水平放置的绝缘体圆盘可绕过其中心的竖直轴自由转动，在圆盘的中部有一个线圈，圆盘的边缘固定着若干带负电的金属小球。以下说法正确的是（　　） A．法拉第圆盘在转动过程中，圆盘中磁通量不变，有感应电动势，无感应电流 B．阿拉果圆盘实验中，转动圆盘，小磁针会同向转动，转动小磁针，圆盘也会同向转动 C．费曼圆盘中，当开关闭合的一瞬间，圆盘会逆时针（俯视）转动 D．法拉第圆盘和阿拉果圆盘都是电磁驱动的表现 【答案】B 【详解】A．圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，产生感应电流，故A错误； B．阿拉果圆盘实验中，转动圆盘或小磁针，都产生感应电流，因安培力的作用，另一个物体也会跟着转动，属于电磁驱动，故B正确； C．开关闭合瞬间，圆盘受到电场力作用而转动，由于金属小球带负电，再根据电磁场理论可知，产生逆时针方向的电场，负电荷受到的电场力与电场方向相反，则有顺时针电场力，圆盘会顺时针（俯视）转动，故C错误； D．如果磁场相对于导体运动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用就是电磁驱动，显然法拉第圆盘是机械能转化为电能的过程，并不是电磁驱动，故D错误。 故选B。 【变式训练1·变考法】（24-25高二上·内蒙古巴彦淖尔）电磁感应在我们的生活中应用非常广泛，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，家用电磁炉是由恒定磁场产生了锅体中的涡流 B．乙图中，U形磁铁可使转动的铝盘因电磁阻尼迅速停下 C．丙图中，摇动与磁铁相连的手柄时线圈与磁铁转速相同 D．丁图中，金属探测器用恒定电流探测地下是否有金属 【答案】B 【详解】A．甲图中，家用电磁炉是由周期变化的磁场，使穿过锅体的磁通量发生变化，锅体中产生了涡流，故A错误； B．乙图中，U形磁铁可以在高速转动的铝盘中产生感应涡电流，感应涡电流对铝盘与磁铁间的相对运动有阻碍作用能使铝盘迅速停下来，故B正确； C．丙图中，摇动与磁铁相连的手柄时，导致线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电流，出现安培力，线圈将与磁铁同向转动，但线圈的转速小于磁铁的转速，故C错误； D．丁图中，金属探测器用变化电流探测地下是否有金属，故D错误。 故选B。 【变式训练2·变考法】（25-26高二上·辽宁）对于下列教材中所列的和生活中的实例，说法正确的是（　　） A．图甲在门禁系统中刷卡，利用了电流的磁效应原理 B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生涡流发热，从而冶炼金属 C．图丙电路将开关断开时，灯泡A中的电流由a指向b，一定闪亮一下后再熄灭 D．摇动图丁中的手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会以相同的角速度同向转动 【答案】B 【详解】A．在门禁系统中刷卡利用了电磁感应原理，故A错误； B．当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生涡流发热，从而冶炼金属，故B正确； C．灯泡A中的电流由指向，当线圈的直流电阻和灯泡电阻满足时，开关断开，灯泡A闪亮一下后再熄灭，故C错误； D．摇动图中的手柄使得蹄形磁铁转动，导致穿过铝框的磁通量发生变化，铝框产生感应电流，根据楞次定律可知，蹄形磁铁的磁场对感应电流的安培力使得铝框以小于蹄形磁铁转动的角速度同向转动，故D错误。 故选B。 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）动圈式扬声器的结构和线圈绕向如图（a）所示，图（b）为线圈所在区域磁场分布。将其用作话筒时，锥形纸盆的振动带动线圈运动，把声信号转化为电信号。规定向右为线圈位移的正方向，若随时间的变化如图（c）所示，则、间电势差随变化的图像可能为（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据题意，由图（）可知，线圈的位移随时间按正弦规律变化，则有 则线圈的速度随时间的变化规律为 由于磁场是辐射状的，线圈运动方向始终与磁感线垂直，感应电动势的大小 可知，间电势差的大小随时间的变化规律与速度一致，应为余弦函数形式，时刻，由右手定则可知，线圈中电流由，因此端为负极，端为正极，则有，综上所述，D选项图像符合题意。 故选D。 2．（2026·浙江·高考真题）如图1所示，半径为、横截面半径为、匝数为N的圆环形螺线管通有电流I，管内产生磁感应强度（a为常量）的匀强磁场。管外磁场近似为0，小明用电阻为R的一段漆包线缠绕螺线管一圈后，并成双股线再缠绕螺线管两圈，最后将两端头短接，形成特殊线圈A。若电流I随时间t变化的关系如图2所示，则（   ） A．时，螺线管的自感电动势 B．时，线圈A的感应电动势 C．在内，通过线圈A的电荷量 D．在内，线圈A产生的焦耳热 【答案】D 【详解】A．螺线管的自感电动势公式为 其中，螺线管的横截面积​，磁感应强度。在 时间段内，电流变化率为 磁感应强度变化率为 代入自感电动势公式，A错误； B．线圈A的有效匝数是1，在 时间段内，电流变化率为 线圈A的感应电动势，B错误； C．流过线圈A的电荷量，其中是穿过线圈A的总磁通量变化量。在内，螺线管电流恒定，穿过线圈A的总磁通量不变通过线圈A的电荷量为0。 在内，电流从变为0，所以 在内，通过线圈A的电荷量，C错误； D．在 内，线圈A产生焦耳热只有在电流变化的区间才产生感应电动势和焦耳热即 和 时间段。时长为 ，线圈A的感应电动势 产生的焦耳热 在 时间段内，感应电动势 产生的焦耳热 在内，线圈A产生的焦耳热，D正确。 故选D。 3．（2025·湖北·高考真题）如图（a）所示，相距L的两足够长平行金属导轨放在同一水平面内，两长度均为L、电阻均为R的金属棒ab、cd垂直跨放在两导轨上，金属棒与导轨接触良好。导轨电阻忽略不计。导轨间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，其磁感应强度大小B随时间变化的图像如图（b）所示，时刻，。时刻，两棒相距，ab棒速度为零，cd棒速度方向水平向右，并与棒垂直，则0~T时间内流过回路的电荷量为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】通过导体的电荷量 而 时，磁感应强度为零，故 联立以上各式，可得 故选B。 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $ 第31讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 法拉第电磁感应定律 知识点1 法拉第电磁感应定律及应用 考向1 感应电动势和感应电流的计算 考点二 感生电动势 知识点1 感生电动势 考向1 感应电动势的计算 考点三 动生电动势的计算 知识点1 导体平动切割磁感线 考向1 导体平动切割磁感线 知识点2转动切割磁感线 考向2 导体转动切割磁感线 考点四 自感现象、涡流、电磁阻尼与电磁驱动 知识点1 自感现象 考向1 自感现象 知识点2涡流 电磁阻尼与电磁驱动 考向2 涡流 考向3 电磁阻尼与电磁驱动 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 法拉第电磁感应定律 黑吉辽蒙联考卷10T,6分 双导体棒切割+电容电路/线框切割+动生电动势、电路 新高考Ⅱ卷计算（14分） 全国乙卷计算（12分） 考情分析 题型与考向：该考点考查核心是法拉第电磁感应定律，多出选择题（4—6分），计算题（10—14分）。考查方向主要有法拉第电磁感应定律，自感现象，涡流等方面。 情境与立意： 1. 该考点多以线框进出磁场、导体棒在导轨上运动、变化磁场中的线圈、通电自感/断电自感电路为情境来命题立意， 2. 主要考查对核心概念、基本规律的理解。要求考生能准确分析物理过程、建立等效电路、结合多模块规律解决问题。 3. 法拉第电磁感应定律仍是核心，自感、涡流延续定性考查。还有图像类问题、创新情境类问题等。 复习目标 1. 考生要能辨析概念和理解规律，熟记感应定律的内容及应用。 2. 能根据情境正确选择公式和使用公式解决问题。 3. 会用楞次定律判断感应电流方向，理解自感电动势“阻碍电流变化 ”的规律，能判断通电自感、断电自感中灯泡的亮暗变化 。 4. 能记住自感系数L的影响因素，能识别涡流现象，知道电磁阻尼和电磁驱动的原理及应用。 思维建模·脉络梳理 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 法拉第电磁感应定律 知识点1 法拉第电磁感应定律的理解及应用 知●识●解●构 1.感应电动势 （1）概念：在电磁感应现象中产生的电动势。 （2）产生条件：只要穿过回路的磁通量发生变化，就能产生感应电动势，与电路是否闭合无关。 （3）方向判断：产生感应电动势的那部分电路（导体或线圈）相当于电源，电源的正、负极可由右手定则或楞次定律判断。 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变化率成正比。 （2）公式：E＝n，其中n为线圈匝数。 （3）感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路的欧姆定律，即I＝。 3.确定感应电路中电势高低的方法 4.法拉第电磁感应定律的理解 （1）说明：E的大小与Φ、ΔΦ无关，决定于磁通量的变化率。 （2）磁通量的变化率对应Φ－t图线上某点切线的斜率。 （3）公式E＝n求解的是一个回路中某段时间的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。 ✨得分速记： 应用法拉第电磁感应定律的三种情况 （1）当ΔΦ仅由B的变化引起时，E＝nS，其中S为线圈在磁场中的有效面积。若B＝B0＋kt，则＝k。 （2）当ΔΦ仅由S的变化引起时，E＝nB。 （3）当B、S同时变化时，则＝n≠n。求瞬时值时，分别求出动生电动势E1和感生电动势E2并进行叠加。 考●向●破●译 考向1 法拉第电磁感应定律的理解 例1 （25-26高二上·吉林通化）下列说法中正确的是（　　） A．安培提出的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质 B．垂直足够大匀强磁场方向放置的线圈面积为S、匝数为N，则穿过线圈的磁通量为NBS C．若长为L、电流为I的导线在某处受到的磁场力为F，则该处的 D．，当非常小时，表示t时刻的瞬时感应电动势，用到了微元法思想 【变式训练1·变考法】（25-26高二上·辽宁）科学的发展离不开科学家的不断探索。关于科学家及其贡献，下列说法正确的是（　　） A．库仑做了大量实验，发现了电磁感应现象 B．洛伦兹提出了分子电流假说 C．楞次分析了关于感应电流方向的实验事实后，提出楞次定律 D．法拉第提出了电磁感应定律 【变式训练2·变考法】（2024高三下·吉林）近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大．如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，下列说法正确的是 A．NFC贴纸在使用时需要另外电源供电才能使用 B．穿过线圈的磁场发生变化时，线圈中的感应电动势为三个线圈感应电动势的平均值 C．穿过线圈的磁场发生变化时，线圈中的感应电动势为三个线圈感应电动势之和 D．垂直穿过线圈的磁场发生变化时，芯片中的电流为三个线圈内电流之和 考点二 感生电动势的计算 知识点1 感生电动势 知●识●解●构 当‌导体回路保持不动，穿过回路的磁场发生变化‌，导致回路磁通量改变，由此激发的感应电动势叫作感生电动势。磁感应强度变化（面积不变）：即，代入公式得，这类题常结合B-t图像考查，其图像斜率为K，则，需要分段判断大小和方向。 考向1 感生电动势 例1（2025·黑龙江大庆·一模）如图甲，固定在光滑绝缘水平面上的单匝正方形导体框abcd，置于虚线AB左侧始终竖直向下的磁场中，bc边与虚线AB重合，虚线AB右侧为的匀强磁场。导体框的质量，电阻、边长，磁感应强度随时间t的变化图像如图乙所示。在时，导体框解除固定，给导体框一个向右的初速度，下列说法正确的是（    ） A．时流过ad边的电流方向由a到d B．时流过ad边的电流大小为0.4A C．导体框的bc边刚越过虚线AB时受到的安培力的大小为0.024N D．当线框速度减为0.02m/s时ad边移动的距离为 ▶新情境◀【变式训练1·变考法】（25-26高三上·河北秦皇岛）如图所示，边长为的匝正方形线框处在沿竖直方向的磁场中，以角速度绕水平轴转动，图示时刻为计时起点，磁感应强度随时间变化的规律为，线框通过电刷连接用电器，下列说法正确的是（　　） A．时，线框中的感应电流为0 B．线框产生的交变电流的周期为 C．时，线框产生的感应电动势最大 D．时，线框中的感应电流最大 【变式训练2·变情境】（2026·吉林·模拟预测）如图（a）为“实验证实超导态分段费米面”的简化原理图。超导体圆环半径为r，电阻为R，圆环的横截面半径远小于圆环半径。钕磁铁沿过圆心的竖直轴线从上到下穿过，圆环面内沿竖直轴线方向的磁感应强度分量的平均值随时间t变化的情况可简化为如图（b）所示的图像，求： (1)时间内圆环中电流的大小及方向（俯视）； (2)时间内圆环产生的焦耳热； (3)只有一个磁极的磁单极子磁感线分布如图（c）所示，其空间分布类似于点电荷的电场线分布，以磁单极子为球心半径为r的球面的磁通量为，已知磁感应强度大小等于单位面积的磁通量，磁单极子以恒定速度v沿过圆心的竖直轴线穿过超导圆环，求磁单极子到达圆环中心时圆环中的感应电动势。 考点三 动生电动势的计算 知识点1 导体平动切割磁感线 知●识●解●构 对于导体平动切割磁感线产生感应电动势的计算式E＝Blv，应从以下几个方面理解和掌握。 （1）正交性：B、l、v三者相互垂直，不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算。 （2）瞬时性：当v或l变化时，用E＝BLv计算感应电动势的瞬时值。 （3）相对性：速度v是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系。 （4）有效性：l为导体切割磁感线的有效长度，即导体在与v垂直的方向上的投影长度，下图中有效长度分别为： 图甲：l＝sin β； 图乙：沿v1方向运动时，l＝；沿v2方向运动时，l＝0； 图丙：沿v1方向运动时，l＝R；沿v2方向运动时，l＝0；沿v3方向运动时，l＝R。 ✨得分速记： 导体切割磁感线的情形 （1）垂直切割：E＝Blv，式中l为导体切割磁感线的有效长度。 （2）不垂直切割：E＝Blvsin θ，式中θ为v与B的夹角。 （3）匀速转动：导体棒在垂直匀强磁场方向以角速度ω绕一端转动切割磁感线时，E＝ Bl2ω。 考●向●破●译 考向1 导体平动切割磁感线 例1 （25-26高二上·辽宁沈阳）如图所示，足够长光滑平行金属导轨水平固定，导轨电阻不计，其左端连接定值电阻，圆弧状金属棒ab放在导轨上，a端刚好与导轨接触，b端刚好与导轨相切，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，现用水平外力使ab以平行于导轨的速度向右匀速运动，ab与两导轨始终接触良好，若导轨间距为d，a、b两端点间距离为L，则下列说法正确的是（　　） A．ab棒产生电动势大小中的“有效长度”为d B．ab棒产生电动势大小中的“有效长度”为L C．ab棒所受安培力大小中的“有效长度”为d D．ab棒所受外力的方向为平行于导轨向右 【变式训练1·变考法】（25-26高二上·辽宁沈阳）现将某金属棒进行下述两种操作：图1，在竖直向下的匀强磁场中，将金属棒水平放置并以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平；图2，在垂直纸面向里的匀强磁场中，将金属棒绕其端在垂直于磁场的平面内匀速转动，关于金属棒在两次运动过程中（均不计阻力）产生的感应电动势说法正确的是（　　） A．图1中金属棒产生的感应电动势大小改变，且端电势高于端电势 B．图1中金属棒产生的感应电动势大小不变，且端电势低于端电势 C．图2中金属棒产生的感应电动势大小不变，且端电势高于端电势 D．图2中金属棒产生的感应电动势大小改变，且端电势低于端电势 【变式训练2·变考法】（25-26高二上·吉林长春）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U形导体框左端连接一阻值为R的电阻，平行导轨间距为l，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。t=0时ab以水平向右的初速度v0开始运动，最终停在导体框上。在此过程中（　　） A．导体棒做匀减速直线运动 B．导体棒中感应电流的方向为a→b C．t=0时导体棒两端的电压为Blv0 D．电阻R消耗的总电能为 知识点2 转动切割磁感线 知●识●解●构 当导体棒在垂直于磁场的平面内，绕导体棒上某一点以角速度ω匀速转动时，则： （1）以导体棒中点为轴时，E＝0（相同两段的代数和）。 （2）以导体棒端点为轴时，E＝Bωl2（平均速度取中点位置的线速度ωl）。 （3）以导体棒上任意一点为轴时，E＝Bω(l－l）（不同两段的代数和，其中l1>l2）。 考●向●破●译 考向2 导体转动切割磁感线 例2 （2025·黑龙江大庆·模拟预测）将一均匀导线围成一闭合的环状扇形线框MNPQ，其中，，圆弧MN和PQ的圆心均为O点，O点为直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。从时刻开始让导线框以O点为圆心，以恒定的角速度沿逆时针方向做匀速圆周运动，规定沿QMNP方向的电流为正，则导线框中的电流随时间的变化规律描绘正确的是（　　） A． B． C． D． 【变式训练1·变考法】（24-25高二上·内蒙古通辽）如图所示，在磁感应强度的匀强磁场中，有一个半径的金属圆环。圆环所在的平面与磁感线垂直，OA是一个金属棒，它沿着顺时针方向以20rad/s的角速度绕圆心O匀速转动。A端始终与圆环相接触，OA棒的电阻，图中定值电阻，，电容器的电容，圆环和导线的电阻忽略不计，则（　　） A．电容器下极板带正电 B．电路消耗的电功率是 C．电容器的带电荷量是 D．若金属棒在转动过程中突然停止不动，则此后通过的电量是 【变式训练2·变载体】（25-26高二下·山东聊城）如图所示，固定在水平面上的半径为l的金属圆环内存在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场。长为l、阻值为R的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO'上，按图示方向以角速度ω匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、极板间距为d的平行板电容器，一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．金属棒两端的电压为 B．电容器所带的电荷量为 C．电阻消耗的电功率为 D．微粒的电荷量与质量之比为 考点四 自感现象、涡流、电磁阻尼与电磁驱动 知识点1 自感现象 知●识●解●构 1.互感现象 两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作互感电动势。 2.自感现象 （1）概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。 （2）自感电动势 ①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫作自感电动势。 ②表达式：E＝L。 （3）自感系数L ①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。 ②单位：亨利（H），1 mH＝ 10－3H,1 μH＝10－6H。 3.自感现象的四个特点 （1）自感电动势总是阻碍导体中电流的变化。 （2）自感电动势使线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化。 （3）自感电动势只是延缓电流的变化，不能使电流停止或反向。 （4）电流稳定时，自感电动势消失，自感线圈相当于普通导体。 4.通电自感和断电自感的比较 电路图 器材要求 A1、A2同规格，R＝RL，L较大 L很大（有铁芯） 通电时 在S闭合瞬间，灯A2立即亮起来，灯A1逐渐变亮，最终一样亮 灯A立即亮，然后逐渐变暗达到稳定 断电时 回路电流减小，灯泡逐渐变暗，A1电流方向不变，A2电流反向 （1）若I2≤I1，灯泡逐渐变暗； （2）若I2>I1，灯泡闪亮后逐渐变暗。 两种情况下灯泡中电流方向均改变 总结 自感电动势总是阻碍原电流的变化 考●向●破●译 考向1 自感现象 例1 （25-26高二上·内蒙古呼和浩特）如图所示，甲、乙为两个完全相同的小灯泡，闭合电键S电路稳定时，两灯泡的亮度相同；断开电键S，灯泡乙闪亮一下再逐渐熄灭。下列说法正确的是（　　） A．定值电阻的阻值大于线圈的直流电阻 B．灯泡乙的电阻大于线圈的直流电阻 C．闭合S瞬间，甲立即变亮，乙逐渐变亮 D．断开S瞬间，两灯泡均逐渐熄灭 【变式训练1·变考法】（25-26高二上·辽宁大连）如图所示，A、B是完全相同的两只小灯泡，是自感系数很大、直流电阻不计的线圈，下列说法正确的是（　　） A．闭合电键S瞬间A灯逐渐变亮，B灯立即亮 B．电键闭合一段时间后A灯和B灯亮度相同 C．断开电键S瞬间B灯立即熄灭 D．断开电键S瞬间A灯逐渐熄灭 【变式训练2·变考法】（25-26高二上·吉林长春）在物理兴趣活动时，兆兵老师组织10位同学进行了“千人震”实验。实验电路如下图，两节干电池，开关，带铁芯的多匝线圈（电阻很小），同学们彼此之间手拉手连入电路。先闭合开关，待电路稳定后再断开开关，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关瞬间，同学们有触电的感觉 B．断开开关瞬间，同学们有触电的感觉 C．断开开关瞬间，流过同学们的电流突然减小 D．断开开关瞬间，流过同学们的电流方向为A到B 知识点2 涡流　电磁阻尼与电磁驱动 知●识●解●构 1.涡流 当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水中的旋涡，所以叫涡流。 2.电磁阻尼 导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动。 3.电磁驱动：如果磁场相对于导体运动，在导体中会产生感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来。交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。 4.电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用。 电磁阻尼与电磁驱动的比较 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 由于磁场相对导体运动引起穿过导体的磁通量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磁场运动方向相同，推动导体运动 能量 转化 导体克服安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化为内能 由于电磁感应，磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能，从而对外做功 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 考●向●破●译 考向2 涡流 例2 ▶新情境◀（2025·黑龙江·模拟预测）安检门是一个用于安全检查的“门”，“门”框内有线圈，线圈里通有交变电流，电流在“门”内产生磁场，当有金属物品通过“门”时，在金属内部产生涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而报警。安检门工作时利用了（　　） A．电磁感应原理 B．电磁驱动原理 C．电磁阻尼原理 D．电流的热效应 【变式训练1·变考法】（2026·陕西西安·模拟预测）某款无线充电设备的注意事项如图所示，提出这个注意事项的原因是（　　） A．静电 B．涡流 C．摩擦 D．惯性 【变式训练2·变考法】（25-26高二上·吉林长春）以下四幅图片：图甲中闭合线圈平面垂直于磁场，线圈在磁场中旋转；图乙是真空冶炼炉；图丙是在匀强磁场内运动的闭合线框；图丁是匀速转动的法拉第圆盘发电机。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，线圈在磁场中旋转会产生感应电流 B．图乙中，真空冶炼炉是利用交流电直接来熔化金属的装置 C．图丙中，线框bc两点电势差等于ac两点电势差 D．图丁中，法拉第圆盘发电机产生的是交变电流 考向3 电磁阻尼与电磁驱动 例3 （2024·吉林延边·一模）物理学中有很多关于圆盘的实验，第一个是法拉第圆盘，圆盘全部处于磁场区域，可绕中心轴转动，通过导线将圆盘圆心和边缘与外面电阻相连。第二个是阿拉果圆盘，将一铜圆盘水平放置，圆盘可绕中心轴自由转动，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，第三个是费曼圆盘，一块水平放置的绝缘体圆盘可绕过其中心的竖直轴自由转动，在圆盘的中部有一个线圈，圆盘的边缘固定着若干带负电的金属小球。以下说法正确的是（　　） A．法拉第圆盘在转动过程中，圆盘中磁通量不变，有感应电动势，无感应电流 B．阿拉果圆盘实验中，转动圆盘，小磁针会同向转动，转动小磁针，圆盘也会同向转动 C．费曼圆盘中，当开关闭合的一瞬间，圆盘会逆时针（俯视）转动 D．法拉第圆盘和阿拉果圆盘都是电磁驱动的表现 【变式训练1·变考法】（24-25高二上·内蒙古巴彦淖尔）电磁感应在我们的生活中应用非常广泛，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，家用电磁炉是由恒定磁场产生了锅体中的涡流 B．乙图中，U形磁铁可使转动的铝盘因电磁阻尼迅速停下 C．丙图中，摇动与磁铁相连的手柄时线圈与磁铁转速相同 D．丁图中，金属探测器用恒定电流探测地下是否有金属 【变式训练2·变考法】（25-26高二上·辽宁）对于下列教材中所列的和生活中的实例，说法正确的是（　　） A．图甲在门禁系统中刷卡，利用了电流的磁效应原理 B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生涡流发热，从而冶炼金属 C．图丙电路将开关断开时，灯泡A中的电流由a指向b，一定闪亮一下后再熄灭 D．摇动图丁中的手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会以相同的角速度同向转动 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）动圈式扬声器的结构和线圈绕向如图（a）所示，图（b）为线圈所在区域磁场分布。将其用作话筒时，锥形纸盆的振动带动线圈运动，把声信号转化为电信号。规定向右为线圈位移的正方向，若随时间的变化如图（c）所示，则、间电势差随变化的图像可能为（     ） A． B． C． D． 2．（2026·浙江·高考真题）如图1所示，半径为、横截面半径为、匝数为N的圆环形螺线管通有电流I，管内产生磁感应强度（a为常量）的匀强磁场。管外磁场近似为0，小明用电阻为R的一段漆包线缠绕螺线管一圈后，并成双股线再缠绕螺线管两圈，最后将两端头短接，形成特殊线圈A。若电流I随时间t变化的关系如图2所示，则（   ） A．时，螺线管的自感电动势 B．时，线圈A的感应电动势 C．在内，通过线圈A的电荷量 D．在内，线圈A产生的焦耳热 3．（2025·湖北·高考真题）如图（a）所示，相距L的两足够长平行金属导轨放在同一水平面内，两长度均为L、电阻均为R的金属棒ab、cd垂直跨放在两导轨上，金属棒与导轨接触良好。导轨电阻忽略不计。导轨间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，其磁感应强度大小B随时间变化的图像如图（b）所示，时刻，。时刻，两棒相距，ab棒速度为零，cd棒速度方向水平向右，并与棒垂直，则0~T时间内流过回路的电荷量为（　　） A． B． C． D． 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $