第11章 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流（Word习题）-【满分思维】2027年高考一轮总复习讲义·物理（江苏专版）

该高中物理讲义聚焦电磁感应核心考点，涵盖法拉第电磁感应定律、自感、涡流及电磁阻尼与驱动，按“定义-公式-应用”逻辑梳理知识，结合典例解析与高考真题，通过考点梳理、方法指导、真题训练，帮助学生构建知识体系，突破难点。 资料以核心素养为导向，如在导体切割磁感线教学中，通过平动、转动模型建构培养科学思维，设置分层练习适配不同学生，即时反馈提升复习效率，助力教师精准把控节奏，有效提升学生应考能力。

第2讲　法拉第电磁感应定律　自感和涡流 考点一　E＝n的理解和应用 1．感应电动势 (1) 定义：在电磁感应现象中产生的电动势． (2) 条件：穿过回路的__磁通量__发生改变，与电路是否闭合无关． (3) 方向：感应电动势的方向用__楞次定律__或右手定则判断． 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＝. (4) 三点说明： ① 当ΔΦ仅由B的变化引起时，则E＝n；当ΔΦ仅由S的变化引起时，则E＝n；当ΔΦ由B、S的变化同时引起时，则E＝n≠n.　 ② 磁通量的变化率 是Φ-t图像上某点切线的__斜率__． ③ E的大小与Φ、ΔΦ无关，决定于磁通量的变化率 . 典例1　(2022·江苏卷)如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为B＝B0＋kt，B0、k为常量，则图中半径为R的单匝圆形线圈中产生的感应电动势大小为(　A　) A．πkr2　　　　B．πkR2　　　　C．πB0r2　　　　D．πB0R2 【解析】 磁感应强度的变化率为＝k，根据法拉第电磁感应定律可知E＝＝＝πkr2，故A正确． 典例2　如图甲所示，边长l＝1.0 m的单匝正方形线框abcd垂直放置在有界匀强磁场中，线框连接阻值R＝5.0 Ω的电阻，磁感应强度B按图乙所示的规律变化，线框电阻不计．求： (1) t＝2 s时，线框ab边受到的安培力大小F. (2) 0～5 s内电阻R中产生的焦耳热Q. 甲 乙 答案： (1) 0.4 N　(2) 0.8 J 【解析】 (1) 0～4 s，线框中的感应电动势E＝l2 线框中的电流I＝ t＝2 s时，磁感应强度B＝2 T 线框ab边受到的安培力F＝BIl 解得F＝0.4 N (2) 0～4 s，线框中电流恒为I，4～5 s，线框中电流为0 电阻R中产生的焦耳热Q＝I2Rt 解得Q＝0.8 J 考点二　E ＝Bl 的理解和应用 1．导体平动切割磁感线 公式E＝Blv中的l为导体两端点连线在垂直于速度方向上的投影长度．如图所示，导体的有效长度分别为： 图甲，l＝sin β. 甲 乙 丙 图乙，沿v方向运动时，l＝. 图丙，沿v1方向运动时，l＝R；沿v2方向运动时，l＝R. 2．导体转动切割磁感线 (1) 以中点为轴时，E＝0(不同两段的代数和). (2) 以端点为轴时，E＝Bl2ω(平均速度取中点位置的线速度 lω). (3) 以任意点为轴时，E＝Bω(l－l)(l1、l2分别为转轴到两端点的距离，E为导体两端间的电势差). 典例3　如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计．已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好).则(　B　) A．电路中感应电动势的大小为 B．电路中感应电流的大小为 C．金属杆所受安培力的大小为 D．金属杆的发热功率为 【解析】 金属杆的有效切割长度为l，电路中感应电动势的大小E＝Blv，A错误；金属杆的电阻R＝，根据欧姆定律，电路中感应电流的大小I＝＝，B正确；金属杆所受安培力的大小F＝BI＝，C错误；根据焦耳定律，金属杆的发热功率为P＝I2R＝，D错误． 典例4　(2025·苏州期中)如图所示，法拉第圆盘发电机的两电刷间接有一定值电阻．已知圆盘半径为r，绕中心轴以角速度ω按图示方向旋转，回路中总电阻为R，匀强磁场垂直圆盘向上，磁感应强度大小为B，则(　C　) A．感应电流方向不断变化 B．a端的电势高于b端 C．感应电流大小I＝ D．a、b两点间电势差大小U＝Bωr2 【解析】 将圆盘看成由一根根沿半径方向的辐条构成，每一根辐条均为一个电源，所有电源均为并联关系，根据右手定则可知，感应电流方向始终由b到a，则a端的电势低于b端，故A、B错误；感应电动势E＝，根据闭合电路欧姆定律有I＝，解得I＝，故C正确；根据欧姆定律可知，两点间电势差大小U＝IRab＜，故D错误． 考点三　自感现象 1．自感现象 (1) 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__激发出感应电动势的现象称为自感现象，由于自感而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的影响因素：与线圈的__大小__、形状、__匝数__以及是否有铁芯有关． (4) 单位：亨利(H)、毫亨(mH)、微亨(μH). 2．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，灯泡A2__立即亮起来__，灯泡A1__逐渐变亮__，最终一样亮 灯泡A__立即亮，然后逐渐变暗达到稳定__ 断电 时 回路电流减小，两灯泡__均逐渐变暗__，A1电流方向__不变__，A2电流__反向__　 ① 若I2≤I1，灯A逐渐变暗 ② 若I2＞I1，灯A__闪亮后逐渐变暗__，两种情况下灯A中电流方向均__改变__(填“改变”或“不变”) 总结 自感电动势总是__阻碍原电流的变化__ 典例5　图甲、图乙是演示自感现象的实验电路，实验现象明显．下列说法中正确的是(　C　) 甲 乙 A．在图甲中，开关S闭合时两灯泡同时亮 B．在图甲中，仅去掉铁芯后线圈的电感增大 C．在图乙中，开关S断开时线圈中产生自感电动势 D．在图乙中，开关S断开时灯泡中电流方向不改变 【解析】 在图甲中，开关S闭合时，灯泡A2立即变亮，由于线圈自感作用灯泡A1逐渐变亮，A错误；由电感的影响因素知，在图甲中，仅去掉铁芯后线圈的电感减小，B错误；在图乙中，开关S断开时通过线圈的电流减小，则线圈中会产生自感电动势，C正确；断开开关S前，通过自感线圈的电流方向向右，通过灯泡A的电流方向也向右，断开开关时，自感线圈与灯泡A组成回路，由于通过线圈电流减小，线圈产生自感电动势，通过自感线圈的电流方向不变，该电流通过灯泡A，此时灯泡A的电流方向向左，可见开关S断开时灯泡中电流方向改变，D错误． 分析自感问题的三个技巧 考点四　涡流　电磁阻尼和电磁驱动 1．涡流 (1) 定义：块状金属放在__变化__磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内产生的旋涡状的感应电流． (2) 产生原因：金属块内__磁通量__变化→感应电动势→感应电流． (3) 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． 2．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 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__ 典例6　(2024·甘肃卷)工业上常利用感应电炉冶炼合金，装置如图所示．当线圈中通有交变电流时，下列说法中正确的是(　B　) A．金属块中产生恒定感应电流 B．金属块中产生交变感应电流 C．若线圈匝数增加，则金属块中感应电流减小 D．若线圈匝数增加，则金属块中感应电流不变 【解析】 当线圈中通有交变电流时，感应电炉中金属块内的磁通量也不断随之变化，金属块中产生交变感应电流，故A错误，B正确；若线圈匝数增加，根据电磁感应定律可知，感应电动势增大，则金属块中感应电流变大，故C、D错误． 典例7　零刻度在表盘正中间的电流表，非常灵敏，通入电流后，线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平衡时，指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难．在指针转轴上装上扇形铝框或扇形铝板，并在合适区域加上磁场，可以解决此困难．下列方案中合理的是(　D　) A B C D 【解析】 A、C方案中，当指针向左偏转时，铝框或铝板可能会离开磁场，产生不了感应电流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，A、C方案不合理，A、C错误；B方案中，磁场在铝框中间，当指针偏转角度较小时，铝框不能切割磁感线，不能产生感应电流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，B方案不合理，B错误；D方案中，磁场在铝板中间，无论指针偏转角度大小，都会在铝板上产生涡流，起到电磁阻尼的作用，指针会很快停下，便于读数，D方案合理，故选D. 1．(2025·苏州期末调研)如图甲所示，把一枚磁性较强的圆柱形永磁体在铝管管口静止释放，磁体直径略小于管的内径，则磁体在管中(　D　) 甲　　乙 A．做自由落体运动 B．加速度恒定 C．如图乙所示，换用一根有裂纹的铝管，运动比图甲中更慢 D．换用一根直径稍大的铝管，运动比图甲中更快 【解析】 在图甲中，磁体从管口处由静止下落，空心铝管可以看作是由无数个圆环构成的，磁体下落过程中在铝管中产生感应电流，根据楞次定律可知，铝管中的感应电流阻碍磁体的下落，对磁体始终产生向上的阻力，所以磁体不是做自由落体运动，随着下落的速度发生变化，产生的感应电流发生变化，故磁体所受的安培力也发生变化，根据牛顿第二定律可知，磁体的加速度发生变化，故A、B错误；如图乙所示，换用一根有裂纹的铝管，磁体在管中运动时产生感应电流较小，故磁体受向上的安培力作用较小，根据牛顿第二定律可知，加速度比图甲中的加速度更大，故运动比图甲中更快，故C错误；换用一根直径稍大的铝管，磁体外部空间大，所以磁通量变化率相对图甲小，产生的电动势小，感应电流小，阻碍作用小，所以运动比图甲中更快，故D正确． 2．(2023·江苏卷)如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘．现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动， O、A、C点的电势分别为φO、φA、φC，则(　A　) A．φO＞φC　　　　 B．φC＞φA C．φO＝φA　　　　 D．φO－φA＝φA－φC 【解析】 由题图可看出OA导体棒转动切割磁感线，则根据右手定则可知φO＞φA，其中导体棒AC段不在磁场中，不切割磁感线，为等势体，则φA＝φC，A正确，B、C错误；根据以上分析可知φO－φA＞0，φA－φC＝0，则φO－φA＞φA－φC，D错误． 3．如图所示，水平面内两光滑的平行金属导轨左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好．对金属棒施加一个水平向右的外力F，使金属棒从a位置开始向右做初速度为零的匀加速运动，依次通过位置b和c.若导轨与金属棒的电阻不计，ab与bc的距离相等，下列关于金属棒运动过程的说法中，正确的是(　C　) A．金属棒通过b、c两位置时，外力F的大小之比为1∶ B．金属棒通过b、c两位置时，电阻R的电功率之比为1∶ C．从a到b和从b到c的两个过程中，通过金属棒横截面的电荷量之比为1∶1 D．从a到b和从b到c的两个过程中，电阻R上产生的热量之比为1∶1 【解析】 金属棒从a位置由静止开始向右做匀加速运动，根据v2＝2ax知，通过b、c两个位置的速度之比为1∶，根据E＝BLv知，产生的电动势之比为1∶，由闭合电路欧姆定律得感应电流之比为1∶，由公式F＝BIL可知，安培力之比为1∶，根据牛顿第二定律有F－F安＝ma，F安＝F－ma，ma是定值，所以外力F的大小之比不等于1∶，故A错误；通过b、c两个位置的电动势之比为1∶，根据P＝知，电阻R的电功率之比为1∶2，故B错误；由q＝，因为ΔΦab＝ΔΦbc，则qab＝qbc，则通过金属棒横截面的电荷量之比为1∶1，故C正确；根据能量守恒定律，热量Qab＝Fxab－mv，又v＝2axab，则Qab＝Fxab－maxab，同理Qbc＝F′xbc－maxbc，加速度相等，ab、bc的位移相等，但F不等，所以产生的热量不等，故D错误． 4．(2025·扬州期末)如图所示，线圈L的自感系数足够大，t＝0时刻闭合开关S，电路稳定后，线圈L中电流小于电阻R的电流．在t1时刻断开开关S，电阻R中电流i随时间t变化的图像正确的是(　B　) A B C D 【解析】 在t＝0时刻闭合开关S时，电阻R的电流瞬间达到最大，而线圈产生自感电动势，使得线圈中电流只能逐渐增大，干路中电流也逐渐增大，根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压将逐渐减小，所以流过电阻R的电流逐渐减小，逐渐达到稳定；t1时刻断开开关，原来通过电阻R的电流立即消失，线圈中产生自感电动势，产生的感应电流流过电阻R，其方向与开始时流过电阻R的电流方向相反，此时回路中电流慢慢减小为零，故选B. 配套热练 第1课时　法拉第电磁感应定律 一、 选择题 1．关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是(　C　) A．穿过线圈的磁通量Φ越大，所产生的感应电动势就越大 B．穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ越大，所产生的感应电动势就越大 C．穿过线圈的磁通量的变化率越大，所产生的感应电动势就越大 D．穿过线圈的磁通量Φ等于0，所产生的感应电动势就一定为0 【解析】 根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量Φ及磁通量的变化量ΔΦ没有必然联系．当磁通量Φ很大时，感应电动势可能很小，甚至为0.当磁通量Φ等于0时，其变化率可能很大，产生的感应电动势也会很大．故C正确． 2．水平平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面，如图所示．一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计．当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在金属导轨上滑行时，通过电阻R的电流大小为(　B　) A．　　　B．　　　C．　　　D． 【解析】 由于金属棒与磁场垂直，当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，金属棒切割磁感线的有效长度为 ，产生的感应电动势为E＝BLv＝Bv，根据闭合电路欧姆定律，通过R的电流为I＝＝，故B正确． 3．如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中．在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为(　B　) A． 　　　　　B． 　　　　C．　　　　　D． 【解析】 根据法拉第电磁感应定律知E＝n＝n，这里的S指的是线圈在磁场中的有效面积，即S＝，故E＝n＝，故B正确． 4．(2025·泰州开学调研)如图所示，摩天轮半径为R，轴与外圈之间有N根金属拉索，垂直圆面的地磁场分量大小为B.当摩天轮以角速度ω匀速转动时，轴与外圈之间的电势差大小为(　A　) A．BR2ω　　　B．BR2ω　　　C．NBR2ω　　　D．NBR2ω 【解析】 由金属拉索的转动角速度ω和摩天轮半径R，结合圆周运动特点，可得到其外圈处的线速度大小为v＝ωR，金属拉索的平均线速度大小＝＝，由法拉第电磁感应定律，可知动生电动势的表达式E＝BR，联立解得轴与外圈之间的电势差大小为U＝E＝BR2ω，故选A. 5．(2025·苏州期末调研)如图所示，用相同导线制成的正方形线圈ABCD，边长为l.线圈以速度v向右匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场过程中，CD两端电势差UCD为(　C　) A．Blv　　　　B．－Blv　　　　C．Blv　　　　D．－Blv 【解析】 设线框电阻为R，线框进入磁场过程，CD切割磁感线，由右手定则可知C点电势高于D点电势，CD相当于电源，电源电动势E＝Blv，由于CD两端电势差为路端电压，则有UCD＝·R＝E＝Blv，故选C. 6．用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径．如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图所示，磁感应强度随时间的变化规律为B＝kt(k＞0)，则(　C　) A．圆环有扩张的趋势 B．圆环有向左滑动的趋势 C．圆环中感应电流的大小为 D．圆环t秒末所受的安培力为 【解析】 磁感应强度大小随时间均匀增大，穿过圆环的磁通量增加，由楞次定律可知，圆环为了阻碍磁通量的增加，圆环应有收缩的趋势，故A错误；圆环的磁通量增加，由楞次定律可知，圆环中产生的感应电流方向沿逆时针方向，根据左手定则，可知圆环所受的安培力向右，圆环有向右滑动的趋势，故B错误；由法拉第电磁感应定律得E＝＝·πr2＝kπr2，根据电阻定律，可得圆环的电阻为R＝ρ，由闭合电路欧姆定律，可得感应电流大小为I＝＝，故C正确；圆环在磁场中所受的安培力所对应的有效长度为L＝2r，t秒末磁场中的磁感应强度为Bt＝kt，因此圆环t秒末所受的安培力为F＝BtIL＝kt··2r＝，故D错误． 7．(2024·湖南卷)如图所示，有一硬质导线Oabc，其中是半径为R的半圆弧，b为圆弧的中点，直线段Oa长为R且垂直于直径ac.该导线在纸面内绕O点逆时针转动，导线始终在垂直纸面向里的匀强磁场中，则O、a、b、c各点电势关系为(　C　) A．φO＞φa＞φb＞φc B．φO＜φa＜φb＜φc C．φO＞φa＞φb＝φc D．φO＜φa＜φb＝φc 【解析】 如图所示，相当于Oa、Ob、Oc导体棒转动切割磁感线，根据右手定则可知O点电势最高；根据E＝Blv＝Bωl2，同时有lOb＝lOc＝R，可得0＜UOa＜UOb＝UOc，得φO＞φa＞φb＝φc，故C正确． 8．(2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷改编)如图所示，“L”形导线框置于磁感应强度大小为B、水平向右的匀强磁场中．线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l.线框绕b、e所在直线以角速度ω顺时针匀速转动，be与磁场方向垂直．t＝0时，abef与水平面平行，则(　B　) A．t＝0时，电流方向为afedcba B．t＝0时，感应电动势为Bl2ω C．t＝时，感应电动势为0 D．t＝0到t＝过程中，感应电动势平均值为0 【解析】 线框旋转切割磁感线产生电动势的两条边为cd和af，t＝0时刻cd边速度与磁场方向平行，不产生电动势，因此此时仅af边切割产生电动势，由右手定则可知电流方向为abcdefa，电动势为E＝Blv＝Bl2ω，故A错误，B正确；t＝时，线框旋转180°，此时依旧是af边切割磁感线产生电动势，感应电动势不为零，C错误；t＝0到t＝时，线框abef的磁通量变化量为零，线框bcde的磁通量变化量为ΔΦ＝2BS＝2Bl2，由法拉第电磁感应定律可得平均感应电动势为E＝＝，D错误． 二、 计算题 9．(2025·镇江期初)如图所示，在水平面内有圆心为O、半径为a的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t变化的关系为B＝kt(k为大于0的已知常数)，一个由同种材料、相同粗细金属制成的边长为a的等边三角形线框OAB置于磁场中，AB边电阻为R.求： (1) 线框中的感应电动势E. (2) 线框t0时间内产生的热量． 答案： (1) ka2　(2) 【解析】 (1) 根据法拉第电磁感应定律可得 E＝N＝NS＝k·a·a sin 60°＝ka2 (2) 根据焦耳定律可得Q＝t0＝ 10．(2025·连云港期末)如图所示，在竖直平面内正方形efgh区域有磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场，ef边与水平方向夹角为45°，正方形单匝线框abcd质量m＝0.01 kg、电阻R＝0.1 Ω、边长L＝ m，ab边离gh边界距离也为L，cbgf四点共线，让线框自由下落，当dc边刚进入磁场时ad边恰好到达eh边界，取g＝10 m/s2，运动过程中线框平面始终与磁场垂直，不计空气阻力．求： (1) 线框进入磁场过程中通过其横截面的电荷量q. (2) ab边刚进入磁场时产生的电动势E. (3) 线框进入磁场过程中产生的热量Q. 答案： (1) 0.1 C　(2) 0.1 V　(3) 0.01 J 【解析】 (1) 根据q＝Δt 其中＝，＝，ΔΦ＝BL2 联立解得q＝ 代入数据解得q＝0.1 C (2) 根据几何关系，可得ab边刚进入磁场之前过程的位移h＝＝0.2 m 根据自由落体运动有v2＝2gh 解得v＝2 m/s 建立如图所示坐标系 则有vy＝v＝ m/s 可得ab边刚进入磁场时产生的电动势 E＝BLvy＝0.1 V (3) 进入磁场时产生的感应电流为I＝＝1 A 则沿y方向有BIL＝ N＝mg sin 45° 所以线框在y方向匀速进入磁场区，电流恒定为1 A 运动的时间为t＝＝0.1 s 根据公式Q＝I2Rt 代入数据解得Q＝0.01 J 第2课时　自感　涡流　电磁阻尼和电磁驱动 1．(2024·湖北卷)《梦溪笔谈》中记录了一次罕见的雷击事件：房屋被雷击后，屋内的银饰、宝刀等金属熔化了，但是漆器、刀鞘等非金属却完好(原文为：有一木格，其中杂贮诸器，其漆器银扣者，银悉熔流在地，漆器曾不焦灼．有一宝刀，极坚钢，就刀室中熔为汁，而室亦俨然).导致金属熔化而非金属完好的原因可能为(　C　) A．摩擦　　　　B．声波　　　　C．涡流　　　　D．光照 【解析】 在雷击事件中金属和非金属都经历了摩擦、声波和光照的影响，而金属能够因电磁感应产生涡流，而非金属不能，因此可能原因为涡流，故C正确． 2．(2025·苏州期中)下列四幅教材插图，属于电磁驱动应用的是(　C　) 甲 乙 丙 丁 A．甲：选用铝框做磁电式电表骨架 B．乙：利用真空冶炼炉来冶炼金属 C．丙：转动把手时蹄形磁铁两极间的铝框随之同向转动 D．丁：在运输灵敏电流表时用导线把两接线柱连在一起 【解析】 磁电式电表选用铝框做磁电式电表骨架是利用电磁阻尼，A错误；当炉外线圈通入高频交流电时，在铁块中会产生涡流，铁块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，这是涡流的热效应，B错误；转动把手时蹄形磁铁两极间的铝框随之同向转动，这是电磁驱动，C正确；运输时要把灵敏电流计正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，D错误． 3．(2025·无锡期末调研)演示自感现象的实验电路如图所示，A1、A2为两个完全相同的灯泡，调节变阻器R，使电路稳定时两个灯泡的亮度相同，然后断开开关，则(　B　) A．灯泡A1立即熄灭 B．灯泡A1慢慢熄灭 C．灯泡A2立即熄灭 D．灯泡A2先闪亮一下，再慢慢熄灭 【解析】 电路稳定后两个灯泡的亮度相同，当开关S断开后，线圈与A1、A2和R形成闭合回路，由于自感现象，线圈中的电流只能慢慢减小，此时线圈相当于电源，与灯泡1、2和滑动变阻器串联，两灯电流相同，都慢慢熄灭， 故B正确． 4．(2026·镇江期初)小华用图示电路研究断电自感现象．检查电路无误，闭合开关，小灯泡发光，断开开关后，小灯泡有延时熄灭现象．若想观察到小灯泡“闪亮”现象，以下操作最合理的是(　D　) A．增加电池的节数 B．在线圈中插入铁芯 C．换用额定电压相同，额定功率更大的小灯泡 D．减小滑动变阻器接入电路的阻值 【解析】 若想观察到小灯泡“闪亮”现象，就要在电路稳定时通过自感线圈的电流大于通过灯泡的电流．若增加电池的节数，则线圈与灯泡的电流都增大；若在线圈中插入铁芯，则线圈与灯泡的电流都不变；若换用额定电压相同，额定功率更大的小灯泡，通过灯泡的电流增大；若减小滑动变阻器接入电路的阻值，则通过线圈的电流增大，故A、B、C错误，D正确． 5．(2025·北京卷)绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁．将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止．现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上(如图所示)，仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，振动最终也停止．则(　D　) A．有无线圈，磁铁经过相同的时间停止运动 B．磁铁靠近线圈时，线圈有扩张趋势 C．磁铁离线圈最近时，线圈受到的安培力最大 D．有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同 【解析】 有线圈时，磁铁受到电磁阻尼的作用，振动更快停止，故A错误；根据楞次定律，磁铁靠近线圈时，线圈的磁通量增大，此时线圈有缩小的趋势，故B错误；磁铁离线圈最近时，此时磁铁与线圈的相对速度为零，感应电动势为零，感应电流为零，线圈受到的安培力为零，故C错误；无论有无线圈，根据平衡条件，最后磁铁静止时，弹簧的伸长量相同，由于磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能为磁铁减小的重力势能减去此时弹簧的弹性势能，故系统损失的机械能相同，故D正确． 6．如图所示为电磁制动装置示意图．电磁制动是一种非接触的制动方式，当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力．下列说法中正确的是(　D　) A．制动过程中，导体不会产生热量 B．如果导体反向转动，此装置将不起制动作用 C．制动力的大小与线圈中电流的大小无关 D．线圈电流一定时，导体运动的速度越大，制动力就越大 【解析】 电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，涡流流过电阻时会产生热量，A错误；如果导体反向转动，导体中仍会产生涡流，导体仍会受到阻碍运动的制动力，B错误；线圈中电流越大，则产生的磁场越强，则转盘转动产生的涡流越强，则制动器对转盘的制动力越大，C错误；线圈电流一定时，产生的磁场不变，导体运动的速度越大，转盘转动产生的涡流越强，制动力就越大，D正确． 7．如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈A，右边门框中有一接收线圈B.工作过程中某段时间通电线圈A中存在顺时针方向均匀增大的电流(本题中电流方向均为从左向右观察)，则当A、B间有一铜片时(　B　) A．接收线圈B中不产生感应电流 B．接收线圈B中的感应电流方向为逆时针，且感应电流大小比无铜片时要小 C．接收线圈B中的感应电流方向为逆时针，且感应电流大小比无铜片时要大 D．接收线圈B中的感应电流方向为顺时针，且感应电流大小比无铜片时要大 【解析】 通电线圈A中存在顺时针方向均匀增大的电流，产生向右穿过线圈的均匀增大的磁场，根据楞次定律，B中产生逆时针方向的感应电流，有铜片时，铜片中也产生逆时针的电流，这个电流会将穿过B的磁场的变化削弱一些，引起B中的感应电流减小，故B正确． 8．如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来．若要缩短上述加热时间，下列措施中可行的有(　B　) A．减少线圈的匝数 B．提高交流电源的频率 C．将金属杯换为瓷杯 D．取走线圈中的铁芯 【解析】 根据法拉第电磁感应定律E＝n知增加线圈的匝数n和提高交流电源的频率(即缩短交流电源的周期)都能使感应电动势增大，故A错误，B正确；将金属杯换为瓷杯，无法产生电磁感应，无法加热，故C错误；取走线圈中的铁芯，则线圈中的磁场大大减弱，磁通量的变化率减小，感应电动势减小，故D错误． 9．如图所示，一根两端开口、长为1 m的铜管竖直放置，把一个磁性很强的圆柱形磁体从管上端放入管中，磁体直径略小于铜管内径．磁体过了较长时间才从铜管下端落出，比自由落体慢了许多，则(　D　) A．磁体下落变慢，主要是因为磁体受到空气阻力作用 B．磁体下落变慢，主要是因为磁体受到金属铜的吸引 C．铜管内电流方向保持不变 D．铜管对磁体的作用力方向始终向上 【解析】 磁体下落变慢，因为铜管中产生涡流，故A、B错误；磁体进入铜管和离开铜管时，根据楞次定律得出感应电流方向相反，故C错误；磁体在铜管中运动时，在铜管中产生涡流，感应电流产生的磁场阻碍磁体的运动，铜管对磁体的作用力始终向上，故D正确． 10．如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源，在t＝0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S，规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是(　C　) A B C D 【解析】 当闭合开关，因为线圈与D1串联，所以电流I1会慢慢增大，灯泡D2这一支路立即就有电流，稳定后，通过D1的电流大于通过D2的电流．当开关断开，D2这一支路电流立即消失，因为线圈阻碍电流的减小，所以通过D1的电流不会立即消失，会从原来的大小慢慢减小，而且D1和D2、D3构成回路，通过D1的电流也流过D2，所以I2变成反向，且突然变大，逐渐减小，故C正确． 11．(2023·全国乙卷)一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验．用图甲所示的缠绕方式，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的变化分别如图乙和图丙所示，分析可知(　A　) 甲 乙 丙 A．图丙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 【解析】 强磁体在铝管中运动，铝管会形成涡流，玻璃是绝缘体，故强磁体在玻璃管中运动，玻璃管不会形成涡流．强磁体在铝管中加速后很快达到平衡状态，做匀速直线运动，而玻璃管中的磁体则一直做加速运动，故由图像可知图丙的脉冲电流峰值不断增大，说明强磁体的速度在增大，与玻璃管中磁体的运动情况相符，故A正确；在铝管中下落后期，脉冲电流的峰值一样，磁通量的变化率相同，故小磁体做匀速运动，故B错误；在玻璃管中下落，玻璃管为绝缘体，线圈的脉冲电流峰值增大，电流不断在变化，故小磁体受到的电磁阻力在不断变化，故C错误；强磁体分别从管的上端由静止释放，在铝管中磁体在线圈间做匀速运动，玻璃管中磁体在线圈间做加速运动，故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长，故D错误． 学科网（北京）股份有限公司 $