第33讲 法拉第电磁感应定律、自感现象、涡流和电磁阻尼 专项训练-2027届新高考高三物理第一轮复习

**基本信息** 聚焦电磁感应核心模块，以基础题型为载体，构建“定律理解-现象应用-情境迁移”的递进式训练体系，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |法拉第电磁感应定律|2题（含2025北京石景山一模）|结合NFC器件等情境，考查Φ变化与E、I方向关系|从磁通量变化概念出发，推导感应电动势公式，关联楞次定律判断方向| |导体切割磁感线|2题（含预警机、法拉第圆盘模型）|实际运动场景中E计算与电势高低判断|基于E=BLv公式，拓展转动切割模型，强化运动与相互作用观念| |自感现象|2题（含2023北京高考题）|开关通断时灯泡亮暗变化分析|围绕自感电动势阻碍电流变化，构建线圈与灯泡电路模型，培养科学推理| |涡流与电磁阻尼|2题（含感应电炉、铝框实验）|交变电流与磁场转动引发的电磁现象|从涡流产生机理到电磁阻尼应用，体现能量观念与科学探究要素|

2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 复习课后分层作业 第33讲 法拉第电磁感应定律、自感现象、涡流和电磁阻尼 （基础版：专门面向物理基础较弱学生、艺体生的练习） 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 分数：_________ ❀ 夯基础 · 保本科 ❀ 题型1　法拉第电磁感应定律的理解与应用 1．（2025·北京石景山·一模）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。设每匝线圈面积为S，共有n匝。若磁场垂直纸面向里通过此线圈且均匀增加，磁感应强度随时间的变化率为k，则线圈中产生感应电动势的大小和感应电流的方向分别为（　　） A．nkS，顺时针 B．kS，顺时针 C．nkS，逆时针 D．kS，逆时针 2．（多选）如图所示，半径为2r的弹性螺旋线圈内有垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，磁场区域的半径为r，已知弹性螺旋线圈的电阻为R，线圈与磁场区域共圆心，则以下说法中正确的是 A．保持磁场不变，线圈的半径由2r变到0.5r的过程中，有逆时针的电流 B．保持磁场不变，线圈的半径由2r变到3r的过程中，有顺时针的电流 C．保持半径不变，使磁场随时间按B＝kt变化，线圈中的电流为 D．保持半径不变，使磁场随时间按B＝kt变化，线圈中的电流为 题型2　导体切割磁感线产生感应电动势 3．如图所示，在庆祝反法西斯胜利70周年阅兵盛典上，我国预警机“空警－2 000”在通过天安门上空时机翼保持水平，以4.5×102 km/h的速度自东向西飞行．该机的翼展（两翼尖之间的距离）为50 m，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为4.7×10－5 T，则（　　） A．两翼尖之间的电势差为2.9 V B．两翼尖之间的电势差为1.1 V C．飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高 D．飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低 4．（25-26高三上·河北·阶段检测）著名的法拉第圆盘发电示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘以恒定角速度旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（　　） A．圆盘中的电流呈周期性变化特点 B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿b到a的方向流动 C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向发生变化 D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，其他条件不变，则电流在R上的热功率变为原来的4倍 题型3　自感现象 5．（2023·北京·高考真题）如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（   ）    A．P与Q同时熄灭 B．P比Q先熄灭 C．Q闪亮后再熄灭 D．P闪亮后再熄灭 6．（2025·宁夏银川·二模）如图所示，S闭合后，流过线圈L的电流恒为，流过灯泡A的电流恒为，且。在时刻将S迅速断开，在较短一段时间内流过灯泡的电流随时间变化的图像是（　　） A． B． C． D． 题型4　涡流　电磁阻尼和电磁驱动 7．（2024·甘肃·高考真题）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，下列说法正确的是（　　） A．金属中产生恒定感应电流 B．金属中产生交变感应电流 C．若线圈匝数增加，则金属中感应电流减小 D．若线圈匝数增加，则金属中感应电流不变 8．（2025·北京丰台·一模）如图1所示。一个可以自由转动的铝框放在 U形磁铁的两个磁极间，铝框和磁铁均静止，其截面图如图2所示。转动磁铁，下列说法正确的是（　　） A．铝框与磁铁的转动方向相反，阻碍磁通量的变化 B．铝框与磁铁转动方向一致，转速比磁铁的转速小 C．磁铁从图2位置开始转动时，铝框截面 abcd 感应电流的方向为a→d→c→b→a D．磁铁停止转动后、如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动 ❀ 提能力 · 冲211 ❀ 9．（24-25高三下·河南·阶段检测）在图示电路中，和是两个完全相同的灯泡，为一自感系数足够大的自感线圈，稳定后，电阻和线圈等阻值。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关瞬间，先亮，后变亮 B．闭合开关瞬间，和同时变亮且比更亮 C．断开开关后，通过的电流从左向右 D．断开开关后，慢慢熄灭，立即熄灭 10．（2025·山东·模拟预测）如图所示，一实验小组利用传感器测量通电螺线管的磁场随时间变化的实验规律，测得螺线管的匝数为匝、横截面积，螺线管电阻，与螺线管串联的外电阻。穿过螺线管的磁场的方向如图甲所示，磁感应强度按图乙所示的规律变化（以磁场方向向左为正方向），则时（　　） A．通过R的电流方向为M→N B．通过R的电流为1mA C．R的电功率为 D．螺线管两端M、N间的电势差 11．如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为（  ） A． B． C． D． 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 复习课后分层作业 第33讲 法拉第电磁感应定律、自感现象、涡流和电磁阻尼 （基础版：专门面向物理基础较弱学生、艺体生的练习） 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 分数：_________ ❀ 夯基础 · 保本科 ❀ 题型1　法拉第电磁感应定律的理解与应用 1．（2025·北京石景山·一模）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。设每匝线圈面积为S，共有n匝。若磁场垂直纸面向里通过此线圈且均匀增加，磁感应强度随时间的变化率为k，则线圈中产生感应电动势的大小和感应电流的方向分别为（　　） A．nkS，顺时针 B．kS，顺时针 C．nkS，逆时针 D．kS，逆时针 【答案】C 【详解】根据楞次定律可知线圈中的感应电流为逆时针，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势为 故选C。 2．（多选）如图所示，半径为2r的弹性螺旋线圈内有垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，磁场区域的半径为r，已知弹性螺旋线圈的电阻为R，线圈与磁场区域共圆心，则以下说法中正确的是 A．保持磁场不变，线圈的半径由2r变到0.5r的过程中，有逆时针的电流 B．保持磁场不变，线圈的半径由2r变到3r的过程中，有顺时针的电流 C．保持半径不变，使磁场随时间按B＝kt变化，线圈中的电流为 D．保持半径不变，使磁场随时间按B＝kt变化，线圈中的电流为 【答案】AC 【详解】根据磁通量的定义可知，当线圈的半径由2r变到0.5r的过程中，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈内产生逆时针的感应电流，故A正确；同理，保持磁场不变，线圈的半径由2r变到3r的过程中，穿过线圈的磁通量不变，根据感应电流的产生条件可知，线圈内没有感应电流，故B错误；保持半径不变，使磁场随时间按B＝kt变化，根据法拉第电磁感应定律可知，，根据欧姆定律可知，线圈中的电流 故C正确，D错误．故选AC 题型2　导体切割磁感线产生感应电动势 3．如图所示，在庆祝反法西斯胜利70周年阅兵盛典上，我国预警机“空警－2 000”在通过天安门上空时机翼保持水平，以4.5×102 km/h的速度自东向西飞行．该机的翼展（两翼尖之间的距离）为50 m，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为4.7×10－5 T，则（　　） A．两翼尖之间的电势差为2.9 V B．两翼尖之间的电势差为1.1 V C．飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高 D．飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低 【答案】C 【详解】AB．飞机的飞行速度为4.5×102 km/h＝125 m/s，飞机两翼尖之间的电动势为 E＝Blv＝4.7×10－5×50×125 V≈0.29 V A、B项错误； CD．飞机从东向西飞行，磁场竖直向下，根据右手定则可知，飞机左方翼尖的电势高于右方翼尖的电势，C项正确，D项错误． 故选C。 4．（25-26高三上·河北·阶段检测）著名的法拉第圆盘发电示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘以恒定角速度旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（　　） A．圆盘中的电流呈周期性变化特点 B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿b到a的方向流动 C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向发生变化 D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，其他条件不变，则电流在R上的热功率变为原来的4倍 【答案】D 【详解】A．可将铜圆盘等效为若干根由圆心到圆盘边缘的导体棒，每根导体棒都在切割磁感线，产生恒定的感应电动势，相当于电源，则整个铜圆盘就相当于若干个相同的电源并联，圆盘中的电流恒定，故A错误； B．根据右手定则可知，若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动，故B错误； C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向不变，故C错误； D．圆盘产生的感应电动势为 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则感应电动势变为原来的2倍，通过R的电流变为原来的2倍，根据可知，电流在R上的热功率变为原来的4倍，故D正确。 故选D。 题型3　自感现象 5．（2023·北京·高考真题）如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（   ）    A．P与Q同时熄灭 B．P比Q先熄灭 C．Q闪亮后再熄灭 D．P闪亮后再熄灭 【答案】D 【详解】由题知，开始时，开关S闭合时，由于L的电阻很小，Q灯正常发光，P灯微亮，断开开关前通过Q灯的电流远大于通过P灯的电流，断开开关时，Q所在电路未闭合，立即熄灭，由于自感，L中产生感应电动势，与P组成闭合回路，故P灯闪亮后再熄灭。 故选D。 6．（2025·宁夏银川·二模）如图所示，S闭合后，流过线圈L的电流恒为，流过灯泡A的电流恒为，且。在时刻将S迅速断开，在较短一段时间内流过灯泡的电流随时间变化的图像是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】S闭合后，流过线圈L的电流恒为，流过灯泡A的电流恒为，且。在时刻将S迅速断开，由于线圈产生自感电动势阻碍的减小，且线圈与灯泡A构成回路，所以通过灯泡A的电流从逐渐减小，且通过灯泡A的电流方向与原来的方向相反。 故选D。 题型4　涡流　电磁阻尼和电磁驱动 7．（2024·甘肃·高考真题）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，下列说法正确的是（　　） A．金属中产生恒定感应电流 B．金属中产生交变感应电流 C．若线圈匝数增加，则金属中感应电流减小 D．若线圈匝数增加，则金属中感应电流不变 【答案】B 【详解】AB．当线圈中通有交变电流时，感应电炉金属内的磁通量也不断随之变化，金属中产生交变感应电流，A错误，B正确； CD．若线圈匝数增加，根据电磁感应定律可知，感应电动势增大，则金属中感应电流变大，CD错误。 故选B。 8．（2025·北京丰台·一模）如图1所示。一个可以自由转动的铝框放在 U形磁铁的两个磁极间，铝框和磁铁均静止，其截面图如图2所示。转动磁铁，下列说法正确的是（　　） A．铝框与磁铁的转动方向相反，阻碍磁通量的变化 B．铝框与磁铁转动方向一致，转速比磁铁的转速小 C．磁铁从图2位置开始转动时，铝框截面 abcd 感应电流的方向为a→d→c→b→a D．磁铁停止转动后、如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动 【答案】B 【详解】AB．磁铁转动的过程中通过铝笼截面的磁通量增加，因此在铝笼内产生感应电流，根据楞次定律可知铝笼受到安培力作用，导致铝笼转动，为阻碍磁通量增加，则导致铝笼与磁铁转动方向相同，但快慢不相同，铝笼的转速一定比磁铁的转速小，故A错误B正确； C．磁铁从图乙位置开始转动时，导致通过铝笼截面的磁通量增加，根据楞次定律可知感应电流方向为a→b→c→d→a，故C错误； D．当磁铁停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦阻力，由于铝笼转动的过程中仍然能产生感应电流，所以铝笼会受到反方向安培力作用逐渐减速直到停止运动，故D错误。 故选B。 ❀ 提能力 · 冲211 ❀ 9．（24-25高三下·河南·阶段检测）在图示电路中，和是两个完全相同的灯泡，为一自感系数足够大的自感线圈，稳定后，电阻和线圈等阻值。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关瞬间，先亮，后变亮 B．闭合开关瞬间，和同时变亮且比更亮 C．断开开关后，通过的电流从左向右 D．断开开关后，慢慢熄灭，立即熄灭 【答案】D 【详解】AB．闭合开关瞬间，两灯泡瞬间通电，瞬间变亮，由于线圈的自感，通过线圈的电流为0，即通过灯泡的电流等于通过灯泡的电流与通过电阻的电流之和，则比更亮，故AB错误； BC．断开开关后，由于线圈的自感，线圈相当于一个等效电源，线圈与灯泡构成新的回路，可知，断开开关后，慢慢熄灭，立即熄灭，通过的电流从右向左，故C错误，D正确。 故选D。 10．（2025·山东·模拟预测）如图所示，一实验小组利用传感器测量通电螺线管的磁场随时间变化的实验规律，测得螺线管的匝数为匝、横截面积，螺线管电阻，与螺线管串联的外电阻。穿过螺线管的磁场的方向如图甲所示，磁感应强度按图乙所示的规律变化（以磁场方向向左为正方向），则时（　　） A．通过R的电流方向为M→N B．通过R的电流为1mA C．R的电功率为 D．螺线管两端M、N间的电势差 【答案】C 【详解】A．由乙图可知，通过螺线管的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，结合安培定则可知，通过的电流方向为，故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律可知，电路中的感应电动势，结合闭合电路的欧姆定律可得，故B错误； C．根据，代入数据解得定值电阻的电功率为，故C正确； D．根据楞次定律判断螺线管端等效于电源正极，欧姆定律可得螺线管两端间的电势差，故D错误。 故选C。 11．如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为（  ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设半圆弧的半径为L，导线框的电阻为R，当从静止开始绕过圆心O以角速度ω匀速转动时，根据转动切割感应电动势公式得：线框中产生的感应电动势大小为 由欧姆定律得感应电流为 当线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化时，根据法拉第电磁感应定律得 又 根据欧姆定律得感应电流为 由题设知 于是得 解得，故选C。 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $