3. 电磁感应现象及其应用（讲义）物理教科版必修第三册

本讲义聚焦电磁感应现象及其应用核心知识点，从法拉第发现电磁感应的历史切入，系统梳理感应电流产生的条件（闭合导体回路磁通量变化），并延伸至发电机、变压器等实际应用，构建“历史-原理-应用”的完整学习支架。 资料以科学态度与责任为引领，通过随学随练、实验探究题（如素养提升中感应电流方向探究）培养科学探究能力，分层设计基础通关、迁移创新练习促进科学思维发展，课中辅助教师突破重难点，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

第三章 电磁场与电磁波初步 3.电磁感应现象及其应用 课标要点 1． 知道电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学方法、科学态度和科学精神。 2.理解并掌握产生感应电流的条件。 3.了解电磁感应现象在生活、生产中的应用 学习重难点 重点：总结归纳感应电流产生的条件。 难点：应用感应电流产生条件解决实际问题。 知识点1　划时代的发现 1．电磁感应：“磁生电”的现象。由法拉第发现并定名。 2．感应电流：由电磁感应产生的电流。 　随学随练许多科学家在物理学发展中作出了重要贡献，下列表述正确的（　　） A．牛顿测出引力常量 B．法拉第发现电磁感应现象 C．安培发现了电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系 D．奥斯特总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律 、知识点2　产生感应电流的条件 当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。 　随学随练．下列情况能产生感应电流的是（　　） A．如图（a）所示，导体AB顺着磁感线运动 B．如图（b）所示，条形磁铁插入线圈中不动时 C．如图（c）所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时 D．如图（c）所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器阻值时 、知识点3　电磁感应现象的应用 发电机是应用电磁感应产生电的一种机器。生活、生产中广泛使用的变压器、电磁炉等也是根据电磁感应制造的。 随学随练 题型1 感应电流产生的条件 以下四幅图所示的实验中，下列说法正确的是（　　） A．图（a）通电后小磁针将会发生偏转，说明了电流周围存在磁场 B．图（b）电键闭合后电流计的指针将会发生偏转，说明了回路产生了感应电流 C．图（c）闭合电键后金属棒会在导轨上运动，说明了回路产生了感应电流 D．图（d）电键闭合后线框会转动，说明了磁场对电流可以产生力的作用 活学活用 1．某同学使用如图所示的三组器材探究电磁感应现象，下列说法中正确的是（　　） A．在甲图中，AB导线上下运动时，发现有感应电流产生 B．在乙图中，将如图所示条形磁铁从同一位置快速向下插入线圈和慢速插入线圈的过程中，磁通量的变化量相同 C．在丙图中，闭合开关s后，将滑片P向右移动的过程中，由于导线没有做切割磁感线的运动，故没有感应电流产生 D．在丙图中，闭合开关s后，当滑片P向左减速移动的过程中，线圈B的磁通量减少，当滑片P向左加速移动的过程中，线圈B的磁通量增加 2．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断（    ） A．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央 B．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向 C．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转 D．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转 题型2 探究感应电流产生的条件 如图所示，长直导线MN竖直放置并通以向上的电流I，矩形金属线框abcd与MN处在同一平面，边ab与MN平行，则（　　） A．线框向左平移时，线框abcd中没有感应电流 B．线框竖直向上平移时，线框abcd中没有感应电流 C．线框以MN为轴转动时，线框abcd中有感应电流 D．MN中电流突然变化时，线框abcd中没有感应电流 活学活用 1.由移动的金属棒ab、cd，与导轨接触良好。这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是、，且“井”字形回路中没有感应电流通过，则（　　） A． B． C． D．其中某一个杆静止 2．在如图所示的情况下，闭合矩形线圈中能产生感应电流的是（　　） A． B． C． D． 。 基础通关 1．下列图示情况，金属圆环中不能产生感应电流的是（　　） A．图（a）中，圆环在匀强磁场中向左加速平移 B．图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴匀速转动 C．图（c）中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 D．图（d）中，圆环向条形磁铁N极平移 2．用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素，将磁体的S极从线圈中向上抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。关于本实验，下列说法正确的是（　　） A．磁体放置在线圈中静止不动，灵敏电流计指针会向左偏 B．将磁体N极从线圈中向上抽出，灵敏电流计指针会向右偏转 C．将磁体N极向下插入线圈中，灵敏电流计指针会向右偏转 D．将磁体S极向下插入线圈中，灵敏电流计指针会向右偏转 3．如图所示，在矩形空间内有水平方向的匀强磁场，矩形的边和边水平，两水平边的距离为；高为的正三角形闭合金属框从磁场上方一定高度处开始下落，然后穿过磁场区域，下落时平面保持竖直且边始终水平。下列说法正确的是（　　） A．在金属框进入磁场的过程中，金属框中一定产生感应电流 B．在金属框穿出磁场的过程中，金属框中可能不产生感应电流 C．金属框在磁场中运动时，金属框中可能产生感应电流 D．在金属框穿过磁场的整个过程中，金属框中都会有感应电流 4．下列四幅图中，闭合导线框均在足够大的匀强磁场中运动，其中能产生感应电流的是（　　） A．甲图中线框绕与磁感线垂直的轴线转动 B．乙图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动 C．丙图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动 D．丁图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中斜向下运动 5．无线加热杯垫通过内置的交变电流线圈产生磁场，当非磁性金属杯子放置于其上时，杯子内部会因电磁感应现象产生感应电流，进而发热为杯中液体加热。关于该装置，以下说法正确的是（　　） A．杯垫线圈电流变化的快慢会影响金属杯中感应电流的大小 B．杯垫线圈中通入恒定电流，金属杯中也会产生感应电流 C．陶瓷杯处于变化的磁场中，也能产生感应电流 D．杯垫断电后，金属杯在杯垫上快速平移也能产生感应电流 6．1825年瑞士年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，实验装置如图所示，为避免磁铁的磁场对小磁针产生影响，他把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插入线圈，然后跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。关于科拉顿没看到小磁针偏转的分析，下列说法中正确的是（　　） A．实验过程中磁铁的磁性太强 B．实验过程中小磁针的磁性太强 C．实验过程中通过线圈的磁通量不变 D．是因为当他跑到另一个房间时，电磁感应过程已经结束 7．某同学在探究感应电流产生的条件时，进行了如图所示的实验。下面几种情况中，线圈B中有感应电流产生的是（　　） A．开关闭合一段时间后 B．开关闭合稳定后，快速移动滑动变阻器滑片 C．开关断开状态下，快速移动滑动变阻器滑片 D．开关断开状态下，将线圈A从线圈B中拔出 8．利用如图所示的装置研究感应电流的产生条件，磁场方向竖直向下，导体棒AB水平，棒AB作下列哪种运动时，电流表指针不会偏转（　　） A．沿竖直方向上下移动 B．在水平面内转动 C．在水平面内沿垂直棒向里的方向运动 D．沿垂直棒且斜向上的方向运动 9．下列各图的线圈或回路中能产生感应电流的是（　　） A． B． C． D． 10．线圈在长直导线电流的磁场中做如图所示的运动：①向下平动；②绕轴转动；③垂直于纸面向纸面外平动；④向上平动（线圈有个缺口）。线圈中没有感应电流的是 A．① B．② C．③和④ D．④ 【答案】D 素养提升 1．（24-25高二下·浙江杭州·期中）为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下的实验。 (1)所用电流计指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“﹢”接线柱流入电流计时，指针向右偏转。如图甲，将条形磁铁S极向下插入螺线管时，发现电流计的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示，则螺线管中感应电流产生的磁场方向 （填“向下”或“向上”）。 (2)关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．将磁铁插入的速度越大，电流计指针偏转幅度越大 B．将磁铁插入的速度越大，电流计指针偏转幅度越小 C．将磁铁的N极向下，并将其抽出，电流计指针向左偏转 D．将磁铁的N极向下，并将其插入，电流计指针向右偏转 (3)本实验也可以用发光二极管代替电流计进行实验，如图丙所示，将条形磁铁极向下插入螺线管，可观察到发光二极管 （填“D1”或“D2”）短暂发光。由此可分析得出：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向 （填“相同”或“相反”）。。 2．（22-23高二下·北京海淀·期末）用如图所示的实验器材来探究产生感应电流的条件。 (1)图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成实物间的连线 。 (2)若连接好实验电路并检查无误后，在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明线圈 （填“A”或“B”）中有了感应电流。要使电流计指针向左偏转，请写出两项可行的操作：① ；② 。 (3)如图所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A和电源连接，线圈B与直导线ab构成一个闭合回路。弹簧K与衔铁D相连，D的右端触头C连接工作电路（未画出）。开关S闭合状态下，工作电路处于导通状态。S断开瞬间，延时功能启动，此时直导线ab中电流方向为 （填写“a到b”或“b到a”）。断开开关后的一小段时间内，由于B线圈仍有电流，使得铁芯仍然具有磁性，进而达到延时的效果。 3．（24-25高二下·江西抚州·期末）如图所示，甲、乙两实验装置均可研究电磁感应现象。 (1)甲装置中，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。则闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针将 （填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）。 (2)乙装置中，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的增加而减小。金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向为 （填“顺时针”或“逆时针”），并有 （填“收缩”或“扩张”）的趋势。 4．（24-25高二上·重庆渝中·期末）巴蜀物理兴趣小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律。 (1)请用笔画线代替导线，将图中各器材连接起来，组成正确的实验电路。 (2)把A线圈插入B线圈中，如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下，下面操作出现的情况有： ①向右移动滑动变阻器滑片，灵敏电流计指针将向 （选填“左”或“右”）偏转； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，拔出线圈A中的铁芯，灵敏电流计指针将向 （选填“左”或“右”）偏转； (3)根据实验结果总结出：产生感应电流的条件是 。 5．（24-25高二上·广东深圳·期末）学生进行动手实验探究，有助于思维发展、提升实践技能、增强综合素质。某老师在高二物理课上带领学生进行了电磁感应现象的实验研究，分别设计了如甲、乙、丙三个实验。 (1)图甲中，导体棒向左移动切割磁感线时，灵敏电流计的指针发生了偏转，若导体棒沿竖直方向上下移动，灵敏电流计的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。 (2)图乙中，下列能使灵敏电流计指针发生偏转的是___________。 A．条形磁铁在线圈上方附近左右移动 B．条形磁铁向下插入线圈 C．条形磁铁置于线圈中不动 D．条形磁铁不动，线圈在条形磁铁的正下方上下运动 (3)图丙中，小车静止在光滑水平地面上，小车上固定有一个线圈，线圈与反向并联的发光二极管（具有单向导电性，通有正向电流时会发光）相连，当磁铁迅速靠近线圈时，小车会被排斥远离磁铁，此过程原磁场方向与感应电流产生的磁场方向相反；当磁铁迅速远离线圈时，小车会被吸引追随磁铁运动，此过程二极管 （填“A”或“B”）亮。 迁移创新 1．在“探究电磁感应的产生条件”实验中，实验连线后如图1所示，感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图2粗线所示．    （1）接通电源，闭合开关，G表指针会有大的偏转，几秒后G表指针停在中间不动．将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时，G表指针 （“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）；迅速抽出铁芯时，G表指针 （“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）． （2）断开开关和电源，将铁芯重新插入内线圈中，把直流输出改为交流输出，其他均不变．接通电源，闭合开关，G表指针 （“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）． （3）仅用一根导线，如何判断G表内部线圈是否断了？ 2．某实验小组探究影响感应电流方向的因素，设计了如下实验： (1)小明同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及开关部分连接如图甲所示，请在答题卡的实物图中用实线代替导线把剩余部分电路连接完整 。 (2)正确连接电路后，小明同学发现将滑动变阻器的滑片P向右加速滑动时，灵敏电流表指针向右偏转，由此可以判断 A．若将滑动变阻器的滑片P向右减速滑动，则灵敏电流表指针向左偏转 B．若将滑动变阻器的滑片P向右匀速滑动，则灵敏电流表指针静止在中央 C．若将线圈A中的铁芯向上拔出，则灵敏电流表指针向右偏转 D．若将滑动变阻器的滑片P向左减速滑动，则灵敏电流表指针向左偏转 (3)小军同学设计了图乙所示的装置，将磁铁N极向下插入螺线管，小灯泡 （选填“C”或“D”）会短暂亮一下。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 电磁场与电磁波初步 3.电磁感应现象及其应用 课标要点 1． 知道电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学方法、科学态度和科学精神。 2.理解并掌握产生感应电流的条件。 3.了解电磁感应现象在生活、生产中的应用 学习重难点 重点：总结归纳感应电流产生的条件。 难点：应用感应电流产生条件解决实际问题。 知识点1　划时代的发现 1．电磁感应：“磁生电”的现象。由法拉第发现并定名。 2．感应电流：由电磁感应产生的电流。 　随学随练许多科学家在物理学发展中作出了重要贡献，下列表述正确的（　　） A．牛顿测出引力常量 B．法拉第发现电磁感应现象 C．安培发现了电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系 D．奥斯特总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律 【答案】BC 【详解】A．卡文迪许利用扭秤实验测出引力常量，故A错误； B．在奥斯特发现电流的磁效应之后，法拉第通过多年的实验发现了电磁感应现象，故B正确； C．在奥斯特发现电流的磁效应之后，安培发现了电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系，该关系我们称之为安培定则，故C正确； D．库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律，故D错误。 故选BC。 、知识点2　产生感应电流的条件 当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。 　随学随练．下列情况能产生感应电流的是（　　） A．如图（a）所示，导体AB顺着磁感线运动 B．如图（b）所示，条形磁铁插入线圈中不动时 C．如图（c）所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时 D．如图（c）所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器阻值时 【答案】D 【详解】A．导体顺着磁感线运动，通过闭合电路的磁通量不变，不会产生感应电流，故A错误。 B．条形磁铁插入线圈中不动时，线圈中没有磁通量的变化，从而不会产生感应电流，故B错误。 C．小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时，通过闭合回路的磁通量不变，不会产生感应电流，故C错误。 D．小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时，电路中电流发生改变，A产生的磁场发生变化，B中的磁通量发生变化，产生感应电流，故D正确。 故选D。 、知识点3　电磁感应现象的应用 发电机是应用电磁感应产生电的一种机器。生活、生产中广泛使用的变压器、电磁炉等也是根据电磁感应制造的。 随学随练 题型1 感应电流产生的条件 以下四幅图所示的实验中，下列说法正确的是（　　） A．图（a）通电后小磁针将会发生偏转，说明了电流周围存在磁场 B．图（b）电键闭合后电流计的指针将会发生偏转，说明了回路产生了感应电流 C．图（c）闭合电键后金属棒会在导轨上运动，说明了回路产生了感应电流 D．图（d）电键闭合后线框会转动，说明了磁场对电流可以产生力的作用 【答案】D 【详解】A．图（a）通电后，通电导线在小磁针位置处产生的磁场方向水平向左，小磁针不会发生偏转，故A错误； B．图（b）电键闭合后，导体棒没有切割磁感线，回路中不会产生感应电流，电流计的指针不会发生偏转，故B错误； C．图（c）闭合电键后金属棒会在导轨上运动，说明了通电导体在磁场中会受到磁场力的作用，故C错误； D．图（d）电键闭合后线框会转动，说明了磁场对电流可以产生力的作用，故D正确。 故选D。 活学活用 1．某同学使用如图所示的三组器材探究电磁感应现象，下列说法中正确的是（　　） A．在甲图中，AB导线上下运动时，发现有感应电流产生 B．在乙图中，将如图所示条形磁铁从同一位置快速向下插入线圈和慢速插入线圈的过程中，磁通量的变化量相同 C．在丙图中，闭合开关s后，将滑片P向右移动的过程中，由于导线没有做切割磁感线的运动，故没有感应电流产生 D．在丙图中，闭合开关s后，当滑片P向左减速移动的过程中，线圈B的磁通量减少，当滑片P向左加速移动的过程中，线圈B的磁通量增加 【答案】B 【详解】A．在甲图中，AB导线上下运动时，没有切割到磁感线，磁通量也没有变化，所以没有发现有感应电流产生，则A错误； B．在乙图中，将如图所示条形磁铁从同一位置快速向下插入线圈和慢速插入线圈的过程中，磁通量的变化量相同，但是磁通量的变化快慢不同，所以B正确； C．在丙图中，闭合开关s后，将滑片P向右移动的过程中，电路中的电流发生变化，则线圈中的磁通量发生了变化，所以有感应电流产生，则C错误； D．在丙图中，闭合开关s后，当滑片P向左减速移动的过程中，电阻减小，电流增大，线圈B的磁通量增加，当滑片P向左加速移动的过程中，电阻增大，电流减小，线圈B的磁通量减少，所以D错误； 故选B。 2．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断（    ） A．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央 B．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向 C．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转 D．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转 【答案】D 【详解】A．由题意可知滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，线圈A中的电流发生改变，则其磁场发生改变，此时线圈B中磁通量发生改变，线圈B中产生了感应电流使指针向右或向左偏转，故A错误； B．由题意知无须确切知道线圈A、B的绕行方向，故B错误； C．由于将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，线圈A中的电流减小，则其磁场减弱，此时线圈B中磁通量减小，线圈B中产生了感应电流使电流计指针向右偏转，当线圈A向上移动，则其磁场减弱，此时线圈B中磁通量减弱，线圈B中产生了感应电流能引起电流计指针向右偏转，滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动时，线圈A中电流增大，则磁场增强，穿过线圈B的磁通量增大，线圈B中产生的感应电流使电流计指针向左偏转，故C错误； D．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，则其磁场减弱，此时线圈B中磁通量减小，线圈B中产生了感应电流使电流计指针向右偏转，故D正确。 故选D。 题型2 探究感应电流产生的条件 如图所示，长直导线MN竖直放置并通以向上的电流I，矩形金属线框abcd与MN处在同一平面，边ab与MN平行，则（　　） A．线框向左平移时，线框abcd中没有感应电流 B．线框竖直向上平移时，线框abcd中没有感应电流 C．线框以MN为轴转动时，线框abcd中有感应电流 D．MN中电流突然变化时，线框abcd中没有感应电流 【答案】B 【详解】A． 由于导线中有恒定的I，且直线电流的磁场离导线越远的地方磁场越弱，则穿过线框的磁通量越小，故当线框向左平移时，由于靠近导线，穿过线框的磁通量增加，线框中将产生感应电流，故A错误； B． 当线框竖直向上平移时，由于线框与导线的距离没有发生变化，故穿过线框的磁通量没有发生变化，线框中不会产生感应电流，故B正确； C． 线框以MN为轴转动时，由于线框距导线的距离没有发生变化，则线框中的磁通量也没有变化，故没有感应电流产生，故C错误； D． 当MN中电流变化时，由电流产生的磁场随之发生变化，所以穿过线框的磁通量发生变化，线框中产生感应电流，故D错误。 故选B。 活学活用 1.由移动的金属棒ab、cd，与导轨接触良好。这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是、，且“井”字形回路中没有感应电流通过，则（　　） A． B． C． D．其中某一个杆静止 【答案】C 【详解】“井”字形回路中没有感应电流通过，表明通过回路的磁通量没有发生变化，即金属棒ab、cd的运动速度相等，则有 故选C。 2．在如图所示的情况下，闭合矩形线圈中能产生感应电流的是（　　） A． B． C． D． 【答案】CD 【详解】A．线圈平面与磁感线平行，磁通量不变，故无感应电流产生，故A不符合题意； B．线圈的转动过程中，B与S都不变，B又始终垂直于S，根据Φ＝BS 线圈磁通量不变，故无感应电流产生，故B不符合题意； C．图示状态磁通量为0，转动过程中穿过线圈的磁通量发生变化，因此产生感应电流，故C符合题意； D．螺线管内通入交流电，电流大小、方向都在变化，因此磁场强弱、方向也在变化，所以穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，故D符合题意。 故选CD。 。 基础通关 1．下列图示情况，金属圆环中不能产生感应电流的是（　　） A．图（a）中，圆环在匀强磁场中向左加速平移 B．图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴匀速转动 C．图（c）中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 D．图（d）中，圆环向条形磁铁N极平移 【答案】A 【详解】A．图（a）中，圆环在匀强磁场中向左加速平移，穿过圆环的磁通量不发生变化，金属圆环中不能产生感应电流，故A正确； B．图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴匀速转动，穿过圆环的磁通量会发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故B错误； C．图（c）中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移，离通有恒定电流的长直导线越远，导线产生的磁感应强度越弱，所以穿过圆环的磁通量会发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故C错误； D．图（d）中，圆环向条形磁铁N极平移，根据条形磁铁周围的磁场分布特征可知，穿过圆环的磁通量会发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故D错误。 故选A。 2．用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素，将磁体的S极从线圈中向上抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。关于本实验，下列说法正确的是（　　） A．磁体放置在线圈中静止不动，灵敏电流计指针会向左偏 B．将磁体N极从线圈中向上抽出，灵敏电流计指针会向右偏转 C．将磁体N极向下插入线圈中，灵敏电流计指针会向右偏转 D．将磁体S极向下插入线圈中，灵敏电流计指针会向右偏转 【答案】C 【详解】A．磁体放置在线圈中静止不动，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，则灵敏电流计指针不会偏转，选项A错误； B．将磁体的S极从线圈中向上抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。则将磁体N极从线圈中向上抽出，灵敏电流计指针会向左偏转，选项B错误； C．将磁体的S极从线圈中向上抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。将磁体N极向下插入线圈中，因两操作等效，则灵敏电流计指针会向右偏转，选项C正确； D．将磁体的S极从线圈中向上抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。将磁体S极向下插入线圈中，灵敏电流计指针会向左偏转，选项D错误。 故选C。 3．如图所示，在矩形空间内有水平方向的匀强磁场，矩形的边和边水平，两水平边的距离为；高为的正三角形闭合金属框从磁场上方一定高度处开始下落，然后穿过磁场区域，下落时平面保持竖直且边始终水平。下列说法正确的是（　　） A．在金属框进入磁场的过程中，金属框中一定产生感应电流 B．在金属框穿出磁场的过程中，金属框中可能不产生感应电流 C．金属框在磁场中运动时，金属框中可能产生感应电流 D．在金属框穿过磁场的整个过程中，金属框中都会有感应电流 【答案】A 【详解】A．在金属框进入磁场的过程中，穿过金属框的磁通量增加，则金属框中一定产生感应电流，选项A正确； B．在金属框穿出磁场的过程中，穿过金属框的磁通量减小，则金属框中也会产生感应电流，选项B错误； C．金属框在磁场中运动时，穿过线圈的磁通量不变，则金属框中不产生感应电流，选项C错误； D．综上所述，在金属框穿过磁场的整个过程中，进入和出离磁场时金属框中都会有感应电流，整个线圈在磁场中运动时不产生感应电流，选项D错误。 故选A。 4．下列四幅图中，闭合导线框均在足够大的匀强磁场中运动，其中能产生感应电流的是（　　） A．甲图中线框绕与磁感线垂直的轴线转动 B．乙图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动 C．丙图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动 D．丁图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中斜向下运动 【答案】A 【详解】A．甲图中线框绕与磁感线垂直的轴线转动，穿过导线框的磁通量发生变化，导线框能产生感应电流，故A正确； B．乙图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动，穿过导线框的磁通量保持不变，导线框不能产生感应电流，故B错误； C．丙图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动，穿过导线框的磁通量保持不变，导线框不能产生感应电流，故C错误； D．丁图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中斜向下运动，穿过导线框的磁通量保持不变，导线框不能产生感应电流，故D错误。 故选A。 5．无线加热杯垫通过内置的交变电流线圈产生磁场，当非磁性金属杯子放置于其上时，杯子内部会因电磁感应现象产生感应电流，进而发热为杯中液体加热。关于该装置，以下说法正确的是（　　） A．杯垫线圈电流变化的快慢会影响金属杯中感应电流的大小 B．杯垫线圈中通入恒定电流，金属杯中也会产生感应电流 C．陶瓷杯处于变化的磁场中，也能产生感应电流 D．杯垫断电后，金属杯在杯垫上快速平移也能产生感应电流 【答案】A 【详解】A．根据法拉第电磁感应定律可知，杯垫线圈电流变化的快慢会影响金属杯中感应电动势的大小，进而影响感应电流的大小，故A正确； B．杯垫线圈中通入恒定电流，则金属杯中的磁场不发生变化，则不会产生感应电流，故B错误； C．陶瓷杯处于变化的磁场中，但是缺少自由电荷，故不能产生感应电流，故C错误； D．杯垫断电后，金属杯附近磁场消失，则在杯垫上快速平移不能产生感应电流，故D错误。 故选A。 6．1825年瑞士年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，实验装置如图所示，为避免磁铁的磁场对小磁针产生影响，他把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插入线圈，然后跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。关于科拉顿没看到小磁针偏转的分析，下列说法中正确的是（　　） A．实验过程中磁铁的磁性太强 B．实验过程中小磁针的磁性太强 C．实验过程中通过线圈的磁通量不变 D．是因为当他跑到另一个房间时，电磁感应过程已经结束 【答案】D 【详解】只有线圈中的磁通量发生变化时才会产生电磁感应现象，即当磁铁插入或拔出线圈的瞬间，线圈通过的磁通量才会发生变化，才能产生电磁感应现象。因此当科拉顿跑到另一房间时，电磁感应现象早已结束了。 故选D。 7．某同学在探究感应电流产生的条件时，进行了如图所示的实验。下面几种情况中，线圈B中有感应电流产生的是（　　） A．开关闭合一段时间后 B．开关闭合稳定后，快速移动滑动变阻器滑片 C．开关断开状态下，快速移动滑动变阻器滑片 D．开关断开状态下，将线圈A从线圈B中拔出 【答案】B 【详解】A．开关闭合一段时间后，线圈A中的电流无变化，穿过线圈B的磁通量不发生变化，线圈中无感应电流，故A错误： B．开关闭合稳定后，快速移动滑动变阻器滑片，线圈A中的电流变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，故B正确； CD．开关断开状态下，穿过线圈B的磁通量为零，快速移动滑动变阻器滑片或将线圈A从线圈B中拔出，穿过线圈B的磁通量不发生变化，线圈中没有感应电流，故CD错误。 故选B。 8．利用如图所示的装置研究感应电流的产生条件，磁场方向竖直向下，导体棒AB水平，棒AB作下列哪种运动时，电流表指针不会偏转（　　） A．沿竖直方向上下移动 B．在水平面内转动 C．在水平面内沿垂直棒向里的方向运动 D．沿垂直棒且斜向上的方向运动 【答案】A 【详解】A．当导体棒AB沿竖直方向上下移动，不切割磁感线，不产生感应电流，则电流表不会偏转，故A正确； BCD．当导体棒AB在水平面内转动，或在水平面内沿垂直棒向里的方向运动，或沿垂直棒且斜向上的方向运动，都要切割磁感线，将产生感应电流，则电流表指针会偏转，故BCD错误。 故选A。 9．下列各图的线圈或回路中能产生感应电流的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．根据感应电流产生的条件，A选项中线框磁通量，始终不变，故A错误； B．条形磁铁在向线框靠近的过程中，使线框中的磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确； CD．虽然线圈中的磁场发生了变化，但是线圈中包含了进线圈和出线圈的磁感线，且是等量的，所以线圈中的磁通量每时每刻都为零，磁通量不发生变化，故C、D错误。 故选B。 10．线圈在长直导线电流的磁场中做如图所示的运动：①向下平动；②绕轴转动；③垂直于纸面向纸面外平动；④向上平动（线圈有个缺口）。线圈中没有感应电流的是 A．① B．② C．③和④ D．④ 【答案】D 【详解】如图所示。 ①线圈向下平动时远离电流，穿过线圈的磁通量减小，会有感应电流； ②线圈绕轴转动，穿过线圈的磁通量不断变化，会有感应电流； ③线圈垂直于纸面向纸面外平动，远离电流，穿过线圈的磁通量减小，会有感应电流； ④线圈有个缺口，电路不闭合，无感应电流。故选D 素养提升 1．（24-25高二下·浙江杭州·期中）为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下的实验。 (1)所用电流计指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“﹢”接线柱流入电流计时，指针向右偏转。如图甲，将条形磁铁S极向下插入螺线管时，发现电流计的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示，则螺线管中感应电流产生的磁场方向 （填“向下”或“向上”）。 (2)关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．将磁铁插入的速度越大，电流计指针偏转幅度越大 B．将磁铁插入的速度越大，电流计指针偏转幅度越小 C．将磁铁的N极向下，并将其抽出，电流计指针向左偏转 D．将磁铁的N极向下，并将其插入，电流计指针向右偏转 (3)本实验也可以用发光二极管代替电流计进行实验，如图丙所示，将条形磁铁极向下插入螺线管，可观察到发光二极管 （填“D1”或“D2”）短暂发光。由此可分析得出：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向 （填“相同”或“相反”）。 【答案】(1)向下 (2)A (3) D1 相反 【详解】（1）将条形磁铁S极向下插入螺线管时，发现电流计的指针向右偏转，说明感应电流方向为从B经螺线管到A，由右手螺旋定则可知，螺线管中感应电流产生的磁场方向向下。 （2）AB．将磁铁插入的速度越大，可知穿过螺线管的磁通量变化率越大，产生的感应电动势越大，则感应电流越大，电流计指针偏转幅度越大，故A正确，B错误； C．将磁铁的N极向下，并将其抽出，则穿过螺线管的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流由电流计的正极流入，指针向右偏转，故C错误； D．将磁铁的N极向下，并将其插入，则穿过螺线管的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流由电流计的负极流入，电流计指针向左偏转，故D错误。 故选A。 （3）[1]将条形磁铁N极向下插入螺线管，则穿过螺线管的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从上端经螺线管到下端，可观察到发光二极管D1短暂发光； [2]由此可知，当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向相反。 2．（22-23高二下·北京海淀·期末）用如图所示的实验器材来探究产生感应电流的条件。 (1)图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成实物间的连线 。 (2)若连接好实验电路并检查无误后，在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明线圈 （填“A”或“B”）中有了感应电流。要使电流计指针向左偏转，请写出两项可行的操作：① ；② 。 (3)如图所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A和电源连接，线圈B与直导线ab构成一个闭合回路。弹簧K与衔铁D相连，D的右端触头C连接工作电路（未画出）。开关S闭合状态下，工作电路处于导通状态。S断开瞬间，延时功能启动，此时直导线ab中电流方向为 （填写“a到b”或“b到a”）。断开开关后的一小段时间内，由于B线圈仍有电流，使得铁芯仍然具有磁性，进而达到延时的效果。 【答案】(1) (2) A 将滑动变阻器的滑片快速向右滑动 铁芯快速抽出或断开开关的瞬间 (3)a到b 【详解】（1）本实验中线圈B与电源相连，通过调节滑动变阻器使线圈B中的磁通量发生变化，从而使线圈A产生电磁感应现象，故线圈A应与检流计相连，实物连接如图所示 （2）[1]在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明线圈A中有了感应电流； [2][3]在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明磁通量增大，电流计指针向右偏转，若要使电流计指针向左偏转，应减小磁通量，所以可以将滑动变阻器的滑片快速向右滑动；将铁芯快速抽出或断开开关的瞬间。 （3）S断开瞬间，延时功能启动，根据右手螺旋定则可知，穿过线圈B的磁通量向下且减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向向下，所以直导线ab中电流方向为a到b。 3．（24-25高二下·江西抚州·期末）如图所示，甲、乙两实验装置均可研究电磁感应现象。 (1)甲装置中，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。则闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针将 （填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）。 (2)乙装置中，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的增加而减小。金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向为 （填“顺时针”或“逆时针”），并有 （填“收缩”或“扩张”）的趋势。 【答案】(1)向左偏转 (2) 顺时针 扩张 【详解】（1）甲装置中，闭合开关瞬间，穿过B线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏转，闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，A线圈的电流增大，穿过B线圈的磁通量增大，可知灵敏电流计的指针向左偏转。 （2）[1][2]光照减弱时，光敏电阻阻值增大，通过螺线管的电流减小，穿过金属环A的磁通量减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知从左向右看，金属环A中电流方向为顺时针，并有扩张的趋势。 4．（24-25高二上·重庆渝中·期末）巴蜀物理兴趣小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律。 (1)请用笔画线代替导线，将图中各器材连接起来，组成正确的实验电路。 (2)把A线圈插入B线圈中，如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下，下面操作出现的情况有： ①向右移动滑动变阻器滑片，灵敏电流计指针将向 （选填“左”或“右”）偏转； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，拔出线圈A中的铁芯，灵敏电流计指针将向 （选填“左”或“右”）偏转； (3)根据实验结果总结出：产生感应电流的条件是 。 【答案】(1) (2) 左 右 (3)闭合回路的磁通量发生变化 【详解】（1）实验电路的连线如图所示 （2）①[1]把A线圈插入B线圈中，如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下，可知当穿过B线圈的磁通量增加时，灵敏电流计的指针向左偏转；向右移动滑动变阻器滑片，滑动变阻器接入电路阻值减小，A线圈电流增大，穿过B线圈的磁通量增加，则灵敏电流计指针将向左偏转； ②[2]保持滑动变阻器滑片位置不变，拔出线圈A中的铁芯，穿过B线圈的磁通量减少，则灵敏电流计指针将向右偏转。 （3）根据实验结果总结出：产生感应电流的条件是闭合回路的磁通量发生变化。 5．（24-25高二上·广东深圳·期末）学生进行动手实验探究，有助于思维发展、提升实践技能、增强综合素质。某老师在高二物理课上带领学生进行了电磁感应现象的实验研究，分别设计了如甲、乙、丙三个实验。 (1)图甲中，导体棒向左移动切割磁感线时，灵敏电流计的指针发生了偏转，若导体棒沿竖直方向上下移动，灵敏电流计的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。 (2)图乙中，下列能使灵敏电流计指针发生偏转的是___________。 A．条形磁铁在线圈上方附近左右移动 B．条形磁铁向下插入线圈 C．条形磁铁置于线圈中不动 D．条形磁铁不动，线圈在条形磁铁的正下方上下运动 (3)图丙中，小车静止在光滑水平地面上，小车上固定有一个线圈，线圈与反向并联的发光二极管（具有单向导电性，通有正向电流时会发光）相连，当磁铁迅速靠近线圈时，小车会被排斥远离磁铁，此过程原磁场方向与感应电流产生的磁场方向相反；当磁铁迅速远离线圈时，小车会被吸引追随磁铁运动，此过程二极管 （填“A”或“B”）亮。 【答案】(1)不偏转 (2)ABD (3)A 【详解】（1）导体棒上下运动，没有切割磁感线，不产生感应电流，因此指针不偏转。 （2）A．条形磁铁在线圈上方附近左右移动，穿过线圈的磁通量会发生变化，产生感应电流，电流计指针偏转，选项A正确； B．条形磁铁向下插入线圈，穿过线圈的磁通量会发生变化，产生感应电流，电流计指针偏转，选项B正确； C．条形磁铁置于线圈中不动，穿过线圈的磁通量不发生变化，不产生感应电流，电流计指针不偏转，选项C错误； D．条形磁铁不动，线圈在条形磁铁的正下方上下运动，穿过线圈的磁通量会发生变化，产生感应电流，电流计指针偏转，选项D正确； 故选ABD。 （3）磁铁迅速远离线圈时，原磁场向右且在减弱，根据楞次定律，感应磁场方向与原磁场方向相同，结合安培定则可知电流能使A灯导通，即可以判断A亮。 迁移创新 1．在“探究电磁感应的产生条件”实验中，实验连线后如图1所示，感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图2粗线所示．    （1）接通电源，闭合开关，G表指针会有大的偏转，几秒后G表指针停在中间不动．将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时，G表指针 （“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）；迅速抽出铁芯时，G表指针 （“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）． （2）断开开关和电源，将铁芯重新插入内线圈中，把直流输出改为交流输出，其他均不变．接通电源，闭合开关，G表指针 （“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）． （3）仅用一根导线，如何判断G表内部线圈是否断了？ 【答案】 左偏 右偏 不停振动 若G表未损坏，短接G表，并摇动 G表，由于电磁阻尼作用，指针的偏转幅度要比不短接G表摇动时的幅度小，若G表内部线圈断了，短接时回路不闭合，无上述现象 【详解】（1）[1][2]将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时，电阻减小，回路电流变大，根据线圈中导线的绕向可知磁通量向下增加，根据楞次定律可知，A线圈中产生的感应电流使G表指针左偏；迅速抽出铁芯时，磁通量减小，产生的感应电流方向与上述方向相反，则G表指针右偏 （2）[3]断开开关和电源，将铁芯重新插入内线圈中，把直流输出改为交流输出，其他均不变．接通电源，闭合开关，由于穿过线圈的磁通量大小方向都不断变化，在线圈A中产生的感应电流大小方向不断变化，则G表指针不停振动 （3）[4] 若G表未损坏，短接G表，并摇动 G表，由于电磁阻尼作用，指针的偏转幅度要比不短接G表摇动时的幅度小，若G表内部线圈断了，短接时回路不闭合，无上述现象。 2．某实验小组探究影响感应电流方向的因素，设计了如下实验： (1)小明同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及开关部分连接如图甲所示，请在答题卡的实物图中用实线代替导线把剩余部分电路连接完整 。 (2)正确连接电路后，小明同学发现将滑动变阻器的滑片P向右加速滑动时，灵敏电流表指针向右偏转，由此可以判断 A．若将滑动变阻器的滑片P向右减速滑动，则灵敏电流表指针向左偏转 B．若将滑动变阻器的滑片P向右匀速滑动，则灵敏电流表指针静止在中央 C．若将线圈A中的铁芯向上拔出，则灵敏电流表指针向右偏转 D．若将滑动变阻器的滑片P向左减速滑动，则灵敏电流表指针向左偏转 (3)小军同学设计了图乙所示的装置，将磁铁N极向下插入螺线管，小灯泡 （选填“C”或“D”）会短暂亮一下。 【答案】(1) (2)CD (3)C 【详解】（1）实物图如图所示 （2）A．滑动变阻器的滑片P向右减速滑动与题干中向右加速滑动都是电阻增大，电流减小，电磁铁磁感应强度减小，故感应电流的方向相同，灵敏电流表指针向右偏转，故A错误； B．滑动变阻器的滑片P向右匀速滑动与题干中向右加速滑动都是电阻增大，电流减小，电磁铁磁感应强度减小，故感应电流的方向相同，灵敏电流表指针向右偏转，故B错误； C．题干中滑动变阻器的滑片P向右加速滑动是电阻增大，电流减小，电磁铁磁感应强度减小，线圈A中的铁芯向上拔出，电磁铁磁感应强度也减小，所以灵敏电流表指针向右偏转，故C正确； D．滑动变阻器的滑片P向左减速滑动，电阻减小，电流增大，电磁铁磁感应强度增大，灵敏电流表指针向左偏转，故D正确。 故选CD。 （3）将磁铁N极向下插入螺线管，螺线管中的感应电流方向为从上到下的方向，则小灯泡C所在支路二极管处于导通状态，会短暂亮一下。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $