第11章 第2课时 法拉第电磁感应定律 自感 涡流 演练知能提升(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·物理

**基本信息** 聚焦电磁感应核心考点，通过各地模拟题构建从磁通量变化、楞次定律到法拉第电磁感应定律应用的知识逻辑链，强化科学思维与物理观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |自感现象分析|2题（题1、3）|开关通断时线圈电流变化对灯泡影响|自感系数与电阻对电流的双重影响| |电磁感应原理应用|3题（题2、4、5）|生活/实验场景中感应电流/电动势判断|楞次定律（阻碍磁通量变化）的实际应用| |导体切割磁感线|2题（题6、10）|棒/线圈运动产生感应电动势及力学综合|法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律结合| |感生电动势与计算|4题（题7-9、11）|磁场变化/线圈参数对感应电流、功率的影响|磁通量变化率与电动势、电流、功率的定量推导|

1.(2026·江苏常州市期末质量调研)用如图所示电路演示“断电自感”现象，闭合开关小灯泡发光，断开开关小灯泡仅延时熄灭，为了出现断开开关后小灯泡明显变亮再慢慢熄灭的现象，下列方法可能成功的是(　　) A.换自感系数相同，电阻更小的线圈 B.换自感系数相同，电阻更大的线圈 C.换电阻相同，自感系数更小的线圈 D.换电阻相同，自感系数更大的线圈 解析：选A。因断开开关后线圈中产生的自感电动势相当于电源，线圈中的电流通过灯泡再次形成回路使小灯泡缓慢熄灭，为了出现断开开关后小灯泡明显变亮再慢慢熄灭的现象，则必须使得电路闭合稳定后通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流，所以有助于小灯泡出现闪亮现象的只有换用电阻较小的线圈，其余的三种方法都不行。 2．(2026·广东广州市白云区一模)图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是(　　) A.按下按钮过程，螺线管P端电势较高 B.松开按钮后，穿过螺线管的磁通量为零 C.按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感应电动势 D.若按下和松开按钮的时间相同，螺线管产生大小相同的感应电动势 解析：选D。按下按钮过程，通过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律结合右手螺旋定则，可知感应电流从P到Q，螺线管相当于电源，则螺线管Q端电势较高，故A错误；松开按钮后，穿过螺线管的磁通量变小，但不为零，故B错误；按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电动势，故C错误；按下和松开按钮过程，若按下和松开按钮的时间相同，螺线管中磁通量的变化率相同，故螺线管产生的感应电动势大小相同，故D正确。 3．(2026·陕西榆林市模拟)如图所示的甲、乙两个电路，电感线圈L的自感系数足够大，直流电阻为R，两白炽灯泡和定值电阻的阻值也均为R。先闭合开关S，待电路达到稳定后，灯泡均能发光，再将开关S断开，最终两灯都熄灭。对于开关S闭合、断开后灯泡亮度变化情况，下列说法正确的是(　　) A.同时闭合开关，甲、乙电路中的灯泡同时亮起 B.同时闭合开关，甲电路中灯泡先闪亮一下再稳定发光 C.断开开关，甲、乙两电路中灯泡都先闪亮一下再延迟熄灭 D.断开开关，甲电路中灯泡延迟熄灭，乙电路中灯泡先闪亮一下再延迟熄灭 解析：选D。甲电路闭合开关S，由于线圈的自感现象，灯泡缓慢变亮，乙电路闭合开关S，灯泡瞬间变亮，A、B错误；甲电路在开关S闭合稳定后，通过灯泡的电流与通过电感线圈的电流相等，再断开开关S，由于线圈的自感作用，灯泡延迟熄灭，乙电路在开关S闭合稳定后，通过L的电流大于通过灯泡的电流，再断开开关S，L将阻碍电流变化，通过L的电流将流经灯泡，使得断开S后瞬间，通过灯泡的电流变大，所以灯泡先闪亮再延迟熄灭，C错误，D正确。 4．(2026·陕西榆林市模拟) 内部光滑的一截直铜管竖直静置在水平桌面上，直径略小于铜管内径的圆柱形磁体从铜管上端由静止开始下落，磁体在铜管内下落的过程中不与管壁接触，不计空气阻力。下列说法正确的是(　　) A.磁体在铜管内做匀加速直线运动 B.磁体下落过程中安培力对铜管做正功 C.磁体下落过程中铜管产生的焦耳热等于磁体动能的减少量 D.在磁体下落过程中，铜管对桌面的压力大于铜管所受的重力 解析：选D。磁体在铜管内下落过程中做加速运动，由于速度增加，阻碍作用增强，所以不是匀变速直线运动，故A错误；磁体下落过程中，对铜管的作用力向下，但铜管没有位移，所以安培力对铜管不做功，故B错误；磁体下落过程中铜管产生的焦耳热等于磁体机械能的减少量，故C错误；磁体下落过程中，磁场对铜管始终有竖直向下的安培力，由平衡条件和力的作用相互性可知，铜管对桌面的压力始终大于铜管所受的重力，故D正确。 5．(2026·甘肃临夏州期末)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；图乙中是真空冶炼炉；图丙中是在匀强磁场内运动的闭合线框；图丁是研究自感现象的实验电路图。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，真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置 C.图丙中，闭合线框中b点的电势高于c点的电势 D.图丁中，电路开关断开瞬间，灯泡A会立即熄灭 解析：选B。题图甲中，闭合线圈平面垂直于磁场，线圈在磁场中旋转，线圈的磁通量不变，因此不会产生感应电流，故A错误；题图乙中，真空冶炼炉是用涡流来熔化金属进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化，故B正确；题图丙中，根据右手定则可以判断，c点的电势高于b点的电势，故C错误；题图丁中，电路开关断开瞬间，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，线圈相当于电源，与灯泡组成新的回路，则灯泡A会缓慢熄灭或闪亮一下再缓慢熄灭，故D错误。 6. (多选)(2026·河北邢台市期末)如图所示，两根相距0.4 m的平行光滑金属导轨水平放置，左端接一阻值R＝0.2 Ω的定值电阻，空间存在方向垂直于导轨平面向下、磁感应强度大小B＝0.5 T的匀强磁场，导体棒ab在水平向右的恒力F作用下，以v＝6.0 m/s的速度向右匀速运动，已知导体棒接入电路的电阻r＝0.1 Ω，导体棒运动过程中与导轨接触良好，导轨电阻忽略不计。下列说法正确的是(　　) A.导体棒a端的电势较高 B.电阻R两端的电压为0.6 V C.回路中的感应电流为3 A D.恒力F＝0.8 N 解析：选AD。根据右手定则可知，导体棒a端的电势较高，故A正确；根据法拉第电磁感应定律可知，回路中的感应电动势E＝BLv＝1.2 V，根据闭合电路欧姆定律可知，回路中的感应电流I＝＝4 A，则电阻R两端的电压U＝IR＝0.8 V，故B、C错误；根据平衡条件有F＝F安＝BIL＝0.8 N，故D正确。 7．(多选)(2026·福建省模拟)如图所示，用相同金属材料制成的两个单匝闭合线圈a、b，它们的质量相等，粗细均匀，线圈a的半径为线圈b半径的2倍，将它们垂直放在随时间均匀变化的磁场中，下列说法正确的是(　　) A.穿过线圈a、b的磁通量之比为2∶1 B.线圈a、b内的感应电动势之比为4∶1 C.线圈a、b内的感应电流之比为2∶1 D.线圈a、b产生的热功率之比为4∶1 解析：选BD。线圈a的半径为线圈b半径的2倍，则线圈a、b围成的面积之比＝，可得磁通量之比＝＝，故A错误；根据法拉第电磁感应定律有E＝S，可得电动势之比＝，故B正确；两线圈的质量相等，线圈a的半径为线圈b半径的2倍，所以线圈a的横截面积为线圈b横截面积的一半，根据电阻定律可知，线圈a、b的电阻之比＝，线圈a、b内的感应电流之比＝，故C错误；根据P＝I2r可知，线圈a、b产生的热功率之比＝，故D正确。 8.(多选)(2026·广东珠海市等三地一模)学生常用的饭卡内部结构由线圈和芯片组成。如图所示，当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，在饭卡内线圈中产生感应电流驱动芯片工作。已知线圈面积为S，共n匝，某次刷卡时，线圈全部处于磁场区域内，且垂直于线圈平面向外的磁场在t0时间内，磁感应强度由0均匀增大到B0，在此过程中(　　) A.线圈中磁通量的最大值为nB0S B.线圈中产生感应电流沿A—B—C—D—A方向 C.线圈面积有缩小的趋势 D.线圈中感应电动势大小为n 解析：选BCD。线圈中磁通量的最大值Φ＝B0S，故A错误；通过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知线圈中感应电流的磁场方向垂直于线圈平面向里，由安培定则可知线圈中产生感应电流沿A—B—C—D—A方向，故B正确；通过线圈的磁通量增大，线圈面积有缩小的趋势，阻碍磁通量的变化，故C正确；线圈中感应电动势大小E＝n＝n，故D正确。 9．(2026·山东菏泽市模拟)英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一电荷量为q的带正电小球。磁感应强度B随时间均匀增加，变化率为k。已知变化的磁场在细圆环处产生环形感生电场(稳定的感生电场可类比静电场)。若小球在环上运动一周，感生电场对小球的作用力做功的大小是(　　) A.0 B．r2qk C．2πr2qk D．πr2qk 解析：选D。根据法拉第电磁感应定律可知感生电场的电动势E＝＝S＝kπr2，小球在环上运动一周感生电场对小球的作用力所做功的大小W＝qE＝πr2qk。 10.如图所示，100匝边长为10 cm的正方形线圈，一半放在磁感应强度为2 T的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈沿图示方向匀速转动，角速度为6 rad/s，线圈的总电阻为5 Ω，从图示位置开始，线圈转过30°时所受安培力大小为(　　) A.0.12 N B．0.24 N C.12 N D．24 N 解析：选C。线圈转动过程中ab边切割磁感线，ab边各点的线速度大小v＝ω·L＝0.3 m/s，线圈转过30°时，产生的感应电动势E＝nBLv sin 30°＝3 V，此时感应电流I＝＝0.6 A，线圈转过30°时所受安培力大小等于ab边所受安培力大小F＝nBIL＝12 N。 11．(8分)(2026·河南开封市质检)如图甲所示，两个半径为r的单匝圆形线圈a和b，用同样的导线制成，总阻值为R(两线圈连接部分电阻不计)，图示区域内有匀强磁场，其磁感应强度B随时间的变化关系如图乙所示。求： (1)线圈中感应电流大小；(4分) (2)线圈b消耗的电功率。(4分) 解析：(1)设匀强磁场的磁感应强度大小为B，线圈面积为S，E＝ S＝πr2 I＝ 解得I＝。 (2)设路端电压为U，功率为P，U＝I 电功率P＝UI 解得P＝。 答案：(1)　(2) 学科网（北京）股份有限公司 $