11.3 磁通量 电磁感应现象（高效培优·讲义）物理沪科版必修第三册

本讲义聚焦磁通量和电磁感应现象核心知识点，系统梳理磁通量的定义、计算（含投影面积及夹角影响）、单位及变化量分析，进而衔接电磁感应现象的发现史、产生条件及应用，构建从概念到规律再到实践的完整学习支架。 资料通过“深化点拨”解析磁通量公式适用条件与正负意义，“规律方法”归纳感应电流判断流程，结合发电机、电磁炉等实例渗透科学思维。课中例题与变式题助力教师引导学生科学探究，课后分阶练习帮助学生查漏补缺，强化物理观念与应用能力。

11.3 磁通量 电磁感应现象 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 磁通量 考点02 电磁感应现象 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.会用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。 2.知道电磁感应现象和感应电流的概念。 1.会计算在匀强磁场中通过某一面积的磁通量。 2.通过模仿法拉第的实验，归纳得出产生感应电流的条件。学会通过现象分析归纳事物本质特征的科学思维方法。 考点01 磁通量 1．定义：匀强磁场中 磁感应强度　和与磁场方向 垂直　的平面面积S的乘积，即Φ＝BS。 2．拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的 投影面积S′　与磁感应强度的乘积表示磁通量。 3．单位：国际单位是 韦伯　，简称韦，符号是Wb,1 Wb＝ 1 T·m2　。 4．引申：B＝，表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量。 【深化点拨】 1．磁通量的计算公式：Φ＝BS。 (1)适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直。 (2)若磁感线与平面不垂直，则Φ＝BScos θ。其中Scos θ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积S1，如图所示。 2.磁通量的正、负 (1)磁通量是标量，但有正、负，当磁感线从某一面穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时磁通量为负值。 (2)若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为Φ1，反向磁通量为Φ2，则穿过该平面的磁通量变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1。 1．某区域磁场的磁感线分布如图所示。将金属圆环从位置1沿水平方向移动到位置2，在此过程中，穿过圆环的磁通量（     ） A．减小 B．增大 C．不变 D．无法确定 2．（多选）关于磁通量，下列说法正确的是（     ） A．磁感应强度越大的地方，面积越大，则穿过该面积的磁通量越大 B．穿过某面积的磁通量为0，表明该处磁感应强度为0 C．穿过某面积的磁通量为0时，该处的磁感应强度不一定为0 D．磁通量的变化，可能是由磁感应强度的变化、线圈面积的变化或线圈所在的平面与磁场方向间的夹角变化引起的 3．如图，一水平圆环从位置向位置运动的过程中，穿过圆环的磁通量变化情况是：（     ） A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 【规律方法】 (1)磁通量的变化量 ①当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS。(B、S相互垂直时) ②当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S。(B、S相互垂直时) ③B和S同时变化，ΔΦ＝Φ2－Φ1。 (2)磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示。若有磁感线沿相反方向穿过同一平面，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)。 考点02 电磁感应现象 一、划时代的发现 1．“电生磁”的发现 1820年，丹麦物理学家 奥斯特　发现了电流的磁效应。 2．“磁生电”的发现 1831年，英国物理学家 法拉第　发现了电磁感应现象。 3．电磁感应 法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作 感应电流　。 二、产生感应电流的条件 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。 三、电磁感应现象的应用 生产、生活中广泛使用的变压器、 电磁炉　等都是根据电磁感应制造的。 【深化点拨】 一、电磁感应 1．电磁感应现象的实质：电路中产生感应电动势，如果电路闭合则有感应电流产生。 2．能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能。 二、常见的产生感应电流的三种情况 三、电磁感应的应用 电磁感应现象在生产生活中的应用非常广泛，如磁悬浮列车、发电机、变压器、手机的无线充电技术、感应焊接、电感器、电磁炉、电视、手机和收音机等的信号收发、感应磁卡的信号传输等。下面以其中几个应用为例具体说明。 应用实例 原理图 说明 发电机 线框在磁场中匀速转动，穿过线框的磁通量周期性变化，产生大小、方向周期性变化的电流 话筒 声音使膜片振动，连接在膜片上的线圈随着一起振动，线圈在永久磁体的磁场中切割磁感线，从而形成微弱的电流，再经过放大电路将输入信号放大后输出 金属探测器 探测器中有一个通有大小和方向都变化的电流的发射线圈，当发射线圈周围有金属物时，金属物中会产生环状电流，环状电流的磁场反过来影响接收线圈中的电流，使探测器报警 电磁炉 陶瓷板下面的线圈接入大小和方向都变化的电流以后，会形成变化的磁场，铁锅、不锈钢锅的底部在变化的磁场中产生环状的感应电流，让锅底快速发热，实现对食物的加热 四、能产生感应电流的有变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体等。 4．手机无线充电技术中，当充电基座上的送电线圈通入交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。电磁感应的首次发现者为（     ） A．库仑 B．法拉第 C．奥斯特 D．安培 5．如图螺线管A与滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；螺线管A放在螺线管B内，螺线管B与电流计组成一个闭合回路，忽略地磁场的影响。则开关闭合后（     ） A．断开开关瞬间，指针不会偏转 B．将A从B中抽出，指针不会偏转 C．快速滑动滑动变阻器滑片，指针会偏转 D．上下移动A、B并保持相对静止，指针会偏转 6．如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置，在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下。 (1)那么合上开关后，将A线圈继续插入B线圈中，电流计指针将______（填“向左”、“向右”或“不”）偏转； (2)闭合开关，将A线圈完全插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，变阻器的滑片应______（填“向左”或“向右”）移动，断开开关，灵敏电流计指针将______（填“向左”、“向右”或“不”）偏转； (3)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图（1）所示，即电流从电流表的左接线柱进时，指针也向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向______（填“上”或“下”）；图（3）中的条形磁铁下端为______（填“N”或“S”）极。 【规律方法】 判断电磁感应现象是否发生的一般流程 (1)确定研究的闭合回路； (2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ； (3)磁通量变化与感应电流的产生： 【例1】（2026·北京）用如图1所示的装置研究线圈中的感应电流。固定在支架上的线圈与电流传感器、滑动变阻器连接。时磁铁从线圈上方某高处开始下落，穿过线圈并远离线圈。电流传感器采集的电流随时间变化的图像如图2所示。下列说法正确的是（     ） A．时间内，感应电流方向从到 B．时刻，穿过线圈的磁通量为0 C．、两段时间内曲线与时间轴围成的面积相等 D．向左移动滑片，重复实验所得图像中的变小 【变式1-1】（多选）利用如图所示的实验装置探究产生感应电流的条件，线圈通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈Q的两端连接到电流表上，线圈装在线圈的里面。下列说法正确的是（     ） A．开关闭合瞬间，线圈中产生感应电流 B．开关断开瞬间，线圈中不产生感应电流 C．开关闭合状态下，快速滑动变阻器滑片，线圈中产生感应电流 D．开关闭合状态下，快速滑动变阻器滑片，线圈中不产生感应电流 【变式1-2】下列处于匀强磁场的导体回路中能产生交变电流的是（     ） A．甲图中绕轴匀速转动的导体环 B．乙图中绕轴匀速转动的导体框 C．丙图中在固定导轨上匀速运动的导体棒所在回路 D．丁图中匀速运动的导体框 【变式1-3】在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，当电流从“-”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏：从“”或“”接线柱流入，指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，则 (1)此时磁铁的运动状态是_____（选填“向上拔出”、“静止”或“向下插入”）。 (2)只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是_____（多选） A．磁铁静止，向上移动线圈 B．增大（1）中磁铁运动速度 C．将导线从接线柱移接至接线柱 D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外 ⚡基础速刷 1．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，则“磁星”表面（   ） A．非常密集的磁感线可能会导致相交 B．所选闭合区域中磁通量不可能为零 C．各点磁场方向垂直于该点磁感线切线 D．各点磁场方向沿该点磁感线切线方向 2．如图所示，在“探究感应电流产生的条件”实验中，电流表的指针不会发生偏转的操作是（     ） A．将条形磁铁插入线圈 B．将条形磁铁拔出线圈 C．将条形磁铁相对线圈静止不动 D．无法确定 3．当穿过闭合电路中的磁通量发生变化时，闭合回路中就产生感应电流，如选项图所示的匀强磁场中有一闭合矩形导线框，则在图示时刻能产生感应电流的是（    ） A． B． C． D． 4．如图所示，空间有水平匀强磁场，磁感应强度大小为，方向水平向右；边长为的单匝正方形线框可以绕垂直磁场的固定轴转动，初始时刻线框平面与磁场方向平行。下列说法正确的是（    ） A．初始时刻穿过线框的磁通量为 B．线框从初始时刻开始绕转动60°，穿过线框的磁通量减少了 C．线框从初始时刻开始绕转动90°，穿过线框的磁通量增加了 D．线框在绕转动过程中，线框内没有感应电流 5．如图所示，一闭合线框位于水平放置的条形磁体的左端，线框平面始终与磁体的上表面垂直。线框水平运动，在其由图中位置Ⅰ经过中间位置Ⅱ到达位置Ⅲ的过程中，穿过线框的磁通量的变化情况为（     ） A．不发生变化 B．先减小后增大 C．先增大后减小 D．不能确定 6．如图所示，三个闭合线圈A、B、C放在同一平面内，当线圈A中有电流通过时，穿过闭合线圈A、B、C的磁通量分别为、、，则（     ） A． B． C． D． 7．如图所示，在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ，导轨间距离为l，匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向里，磁感应强度的大小为B，两根金属杆1、2在导轨上，与导轨垂直，它们分别以速度、垂直于导轨做匀速直线运动，两金属杆不相碰。下列情形回路中没有电流的是（    ） A．，且同向运动 B．，且同向运动 C．，且反向运动 D．，且反向运动 8．如图所示，一圆形线圈共有10匝，围成的面积为；线圈内有一面积为的匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向垂直于线圈平面。下列说法正确的是（     ） A．穿过线圈的磁通量大小为 B．穿过线圈的磁通量大小为 C．穿过线圈的磁通量大小为 D．将线圈从图示位置绕某直径转过，穿过线圈的磁通量变化量为0 9．一条形磁体与导线环在同一平面内，磁体的中心恰与导线环的圆心重合，如图所示。为了在导线环中产生感应电流，磁体应（    ） A．绕垂直于纸面且过O点的轴转动 B．向右平动 C．向左平动 D．N极垂直于纸面向外转动，S极垂直于纸面向里转动 10．如图所示，这是浮桶式灯塔的结构简图，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（其截面如图中斜线部分所示），其内部为产生磁场的磁体，磁体固定，浮桶内的圆形线圈能够随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动，线圈与塔灯相连。下列说法正确的是（　　） A．该装置的工作原理是电流的磁效应 B．该装置的工作原理是电磁感应现象 C．线圈可以用塑料制成 D．海面无波浪时，塔灯也能发光 11．（多选）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，有感应电流产生 B．在乙图中，将如图所示条形磁铁向下插入线圈的过程中，有感应电流产生 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，滑片P向左移动过程中，穿过线圈B的磁通量增加 12．（多选）在电磁感应实验中，连接电路如图所示，下列操作中能让线圈产生感应电流、电流表指针偏转的是（　　） A．保持开关S断开 B．开关S闭合瞬间 C．滑动变阻器迅速向左滑动 D．线圈A插入线圈B中不动 13．（多选）如图所示，线圈M与电源连接，线圈N与电流计G相连接，如果线圈N中产生的感应电流通过电流计，则这时正在进行的实验过程可能是（    ） A．滑动变阻器的滑片没有移动 B．滑动变阻器的滑片P向端移动 C．突然断开开关S D．滑动变阻器的滑片P向端移动 14．（多选）如图所示，环形金属软弹簧所处平面与某一匀强磁场垂直。下列措施不能使该金属弹簧中产生感应电流的是（     ） A．保持闭合回路的周长不变，将弹簧由圆形拉成长方形 B．保持闭合回路的周长不变，将弹簧由圆形拉成三角形 C．保持闭合回路的面积不变，将弹簧由圆形拉成长方形 D．保持闭合回路的面积不变，将弹簧由圆形拉成三角形 15．（多选）下图是等腰直角三棱柱的示意图，其平面为正方形，边长为，将其按图示方式置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，方向垂直于平面。下列说法正确的是（     ） A．穿过的面积的磁通量为 B．穿过的面积的磁通量为 C．穿过的面积的磁通量为0 D．穿过的面积的磁通量为0 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 11.3 磁通量 电磁感应现象 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 磁通量 考点02 电磁感应现象 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.会用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。 2.知道电磁感应现象和感应电流的概念。 1.会计算在匀强磁场中通过某一面积的磁通量。 2.通过模仿法拉第的实验，归纳得出产生感应电流的条件。学会通过现象分析归纳事物本质特征的科学思维方法。 考点01 磁通量 1．定义：匀强磁场中 磁感应强度　和与磁场方向 垂直　的平面面积S的乘积，即Φ＝BS。 2．拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的 投影面积S′　与磁感应强度的乘积表示磁通量。 3．单位：国际单位是 韦伯　，简称韦，符号是Wb,1 Wb＝ 1 T·m2　。 4．引申：B＝，表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量。 【深化点拨】 1．磁通量的计算公式：Φ＝BS。 (1)适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直。 (2)若磁感线与平面不垂直，则Φ＝BScos θ。其中Scos θ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积S1，如图所示。 2.磁通量的正、负 (1)磁通量是标量，但有正、负，当磁感线从某一面穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时磁通量为负值。 (2)若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为Φ1，反向磁通量为Φ2，则穿过该平面的磁通量变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1。 1．某区域磁场的磁感线分布如图所示。将金属圆环从位置1沿水平方向移动到位置2，在此过程中，穿过圆环的磁通量（     ） A．减小 B．增大 C．不变 D．无法确定 【答案】A 【详解】将金属圆环从位置1沿水平方向移动到位置2，在此过程中，穿过圆环的磁感线的条数减小，即磁通量减小。 故选A。 2．（多选）关于磁通量，下列说法正确的是（     ） A．磁感应强度越大的地方，面积越大，则穿过该面积的磁通量越大 B．穿过某面积的磁通量为0，表明该处磁感应强度为0 C．穿过某面积的磁通量为0时，该处的磁感应强度不一定为0 D．磁通量的变化，可能是由磁感应强度的变化、线圈面积的变化或线圈所在的平面与磁场方向间的夹角变化引起的 【答案】CD 【详解】A．在匀强磁场中，由磁通量的定义得 其中为磁场方向与平面法线的夹角；磁通量还与有关，且非匀强磁场中还取决于磁场的空间分布，因此不能据此判断磁通量一定越大，故A错误； BC．当磁场方向与平面平行时，平面法线与磁场方向的夹角为，由前述定义式可知，但可以不为0，故B错误，C正确。 D．在匀强磁场中，磁感应强度、线圈面积或线圈平面法线与磁场方向的夹角变化，都可能使磁通量发生变化，故D正确。 故选CD。 3．如图，一水平圆环从位置向位置运动的过程中，穿过圆环的磁通量变化情况是：（     ） A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 【答案】C 【详解】线圈穿过磁铁的过程中，穿过线圈的磁感线包含了所有的内部磁感线及部分外部磁感线，内外磁感线相互抵消；因越到中间外部磁感线越少，磁通量就越大，故该过程磁通量是先增大后减小的。 故选C。 【规律方法】 (1)磁通量的变化量 ①当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS。(B、S相互垂直时) ②当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S。(B、S相互垂直时) ③B和S同时变化，ΔΦ＝Φ2－Φ1。 (2)磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示。若有磁感线沿相反方向穿过同一平面，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)。 考点02 电磁感应现象 一、划时代的发现 1．“电生磁”的发现 1820年，丹麦物理学家 奥斯特　发现了电流的磁效应。 2．“磁生电”的发现 1831年，英国物理学家 法拉第　发现了电磁感应现象。 3．电磁感应 法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作 感应电流　。 二、产生感应电流的条件 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。 三、电磁感应现象的应用 生产、生活中广泛使用的变压器、 电磁炉　等都是根据电磁感应制造的。 【深化点拨】 一、电磁感应 1．电磁感应现象的实质：电路中产生感应电动势，如果电路闭合则有感应电流产生。 2．能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能。 二、常见的产生感应电流的三种情况 三、电磁感应的应用 电磁感应现象在生产生活中的应用非常广泛，如磁悬浮列车、发电机、变压器、手机的无线充电技术、感应焊接、电感器、电磁炉、电视、手机和收音机等的信号收发、感应磁卡的信号传输等。下面以其中几个应用为例具体说明。 应用实例 原理图 说明 发电机 线框在磁场中匀速转动，穿过线框的磁通量周期性变化，产生大小、方向周期性变化的电流 话筒 声音使膜片振动，连接在膜片上的线圈随着一起振动，线圈在永久磁体的磁场中切割磁感线，从而形成微弱的电流，再经过放大电路将输入信号放大后输出 金属探测器 探测器中有一个通有大小和方向都变化的电流的发射线圈，当发射线圈周围有金属物时，金属物中会产生环状电流，环状电流的磁场反过来影响接收线圈中的电流，使探测器报警 电磁炉 陶瓷板下面的线圈接入大小和方向都变化的电流以后，会形成变化的磁场，铁锅、不锈钢锅的底部在变化的磁场中产生环状的感应电流，让锅底快速发热，实现对食物的加热 四、能产生感应电流的有变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体等。 4．手机无线充电技术中，当充电基座上的送电线圈通入交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。电磁感应的首次发现者为（     ） A．库仑 B．法拉第 C．奥斯特 D．安培 【答案】B 【详解】手机无线充电利用电磁感应：送电线圈中的交变电流产生变化磁场，使邻近的受电线圈中产生感应电流。电磁感应现象由英国物理学家法拉第于1831年首次发现。 故选B。 5．如图螺线管A与滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；螺线管A放在螺线管B内，螺线管B与电流计组成一个闭合回路，忽略地磁场的影响。则开关闭合后（     ） A．断开开关瞬间，指针不会偏转 B．将A从B中抽出，指针不会偏转 C．快速滑动滑动变阻器滑片，指针会偏转 D．上下移动A、B并保持相对静止，指针会偏转 【答案】C 【详解】A．断开开关瞬间，螺线管A的电流突然消失，穿过螺线管B的磁通量骤减，B的闭合回路会产生感应电流，指针偏转，故A错误； B．将A从B中抽出时，A的磁场穿过B的磁通量减小，B的闭合回路产生感应电流，指针偏转，故B错误； C．快速滑动滑动变阻器滑片时，A所在回路的电流快速变化，A产生的磁场随之变化，穿过B的磁通量发生变化，B的闭合回路产生感应电流，指针偏转，故C正确； D．上下移动A、B且保持相对静止时，A中的电流恒定，A和B的相对位置也不变，穿过B的磁通量没有发生变化，无感应电流，指针不会偏转，故D错误。 故选C。 6．如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置，在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下。 (1)那么合上开关后，将A线圈继续插入B线圈中，电流计指针将______（填“向左”、“向右”或“不”）偏转； (2)闭合开关，将A线圈完全插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，变阻器的滑片应______（填“向左”或“向右”）移动，断开开关，灵敏电流计指针将______（填“向左”、“向右”或“不”）偏转； (3)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图（1）所示，即电流从电流表的左接线柱进时，指针也向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向______（填“上”或“下”）；图（3）中的条形磁铁下端为______（填“N”或“S”）极。 【答案】(1)向右 (2) 向右 向左 (3) 下 S 【详解】（1）在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明磁通量增加时指针右偏。那么合上开关后，将A线圈继续插入B线圈中，磁通量也增加，则电流计指针也将向右偏转； （2）[1][2]闭合开关，将A线圈完全插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，则要使磁通量减小，电路中电流减小，则变阻器电阻变大，则滑片应向右移动；断开开关，电流减小，则灵敏电流计指针将向左偏转； （3）[1]图（2）中电流计指针向左偏转，可知产生的感应电流从左端流入电流计，根据楞次定律可知，条形磁铁的运动方向是向下； [2]图（3）中感应电流从右端流入电流计，根据楞次定律可知，条形磁铁向上拔出，则下端为S极。 【规律方法】 判断电磁感应现象是否发生的一般流程 (1)确定研究的闭合回路； (2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ； (3)磁通量变化与感应电流的产生： 【例1】（2026·北京）用如图1所示的装置研究线圈中的感应电流。固定在支架上的线圈与电流传感器、滑动变阻器连接。时磁铁从线圈上方某高处开始下落，穿过线圈并远离线圈。电流传感器采集的电流随时间变化的图像如图2所示。下列说法正确的是（     ） A．时间内，感应电流方向从到 B．时刻，穿过线圈的磁通量为0 C．、两段时间内曲线与时间轴围成的面积相等 D．向左移动滑片，重复实验所得图像中的变小 【答案】C 【详解】A．时间内，磁铁N极向下进入线圈，穿过线圈的磁通量向下增加。根据楞次定律，感应电流的磁场方向向上。由安培定则及图中线圈绕向可知，线圈中电流方向从上端流向下端，即外部电路中电流方向从到，故A错误； B．时刻，感应电流为0，说明感应电动势为0，即磁通量的变化率为0。此时磁铁中心位于线圈中心，穿过线圈的磁通量最大，故B错误； C．根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律 可得电荷量 时间内磁铁进入线圈，时间内磁铁穿出线圈，两过程中磁通量变化量的大小相等，故通过线圈的电荷量相等，即图像中曲线与时间轴围成的面积相等，故C正确； D．向左移动滑片，滑动变阻器接入电路的阻值减小，回路总电阻减小。感应电流增大，线圈对磁铁的安培力阻碍作用增强，磁铁下落的加速度减小，平均速度减小，穿过线圈的时间变大，故D错误。 故选C。 【变式1-1】（多选）利用如图所示的实验装置探究产生感应电流的条件，线圈通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈Q的两端连接到电流表上，线圈装在线圈的里面。下列说法正确的是（     ） A．开关闭合瞬间，线圈中产生感应电流 B．开关断开瞬间，线圈中不产生感应电流 C．开关闭合状态下，快速滑动变阻器滑片，线圈中产生感应电流 D．开关闭合状态下，快速滑动变阻器滑片，线圈中不产生感应电流 【答案】AC 【详解】A．开关闭合瞬间，线圈P的电流从无到有，产生的磁场也从无到有，穿过线圈Q的磁通量突然增加，满足感应电流产生条件，Q中会产生感应电流，A正确； B．开关断开瞬间，线圈P的电流从有到无，产生的磁场也从有到无，穿过线圈Q的磁通量突然减小，Q中会产生感应电流，B错误； CD．开关闭合状态下，快速滑动变阻器滑片时，滑动变阻器接入电路的阻值快速变化，线圈P的电流随之快速变化，它产生的磁场也发生变化，穿过Q的磁通量随之改变，因此线圈Q中会产生感应电流，C正确，D错误。 故选AC。 【变式1-2】下列处于匀强磁场的导体回路中能产生交变电流的是（     ） A．甲图中绕轴匀速转动的导体环 B．乙图中绕轴匀速转动的导体框 C．丙图中在固定导轨上匀速运动的导体棒所在回路 D．丁图中匀速运动的导体框 【答案】B 【详解】A．甲：导体环绕轴匀速转动，磁通量不改变，不产生交变电流，故A错误； B．乙：导体框绕轴匀速转动，，周期性变化，产生交变电流，故B正确； C．丙：导体棒匀速运动，感应电动势，电流恒定，故C错误； D．丁：导体框匀速运动，不变，无感应电流，故D错误。 故选B。 【变式1-3】在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，当电流从“-”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏：从“”或“”接线柱流入，指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，则 (1)此时磁铁的运动状态是_____（选填“向上拔出”、“静止”或“向下插入”）。 (2)只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是_____（多选） A．磁铁静止，向上移动线圈 B．增大（1）中磁铁运动速度 C．将导线从接线柱移接至接线柱 D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外 【答案】(1)向上拔出 (2)BC 【详解】（1）由图可知，电表指针左偏，则感应电流从“-”极流入，感应电流在线圈内产生的磁场方向向下，根据楞次定律可知，与条形磁体在线圈位置产生的磁场方向相同，可知穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，此时磁铁的运动状态是向上拔出。 （2）A．磁铁静止，向上移动线圈，则产生的感应电流不一定增加，指针偏角不一定会增加，选项A错误； B．增大（1）中磁铁的速度，产生的感应电动势会增加，指针偏角会增大，选项B正确； C．减小电流计的量程，即将导线从接线柱G1移接到G0，可是电流计指针偏角变大，选项C正确； D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在线圈外，线圈中的感应电流不变，电流计指针偏角不变，选项D错误。 故选BC。 ⚡基础速刷 1．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，则“磁星”表面（   ） A．非常密集的磁感线可能会导致相交 B．所选闭合区域中磁通量不可能为零 C．各点磁场方向垂直于该点磁感线切线 D．各点磁场方向沿该点磁感线切线方向 【答案】D 【详解】A．磁感线在空间中不能相交，若两条磁感线相交，则交点处磁场将同时存在两个方向，与磁场方向的唯一性矛盾，故A错误； B．磁通量由磁感应强度在面积法线方向上的分量决定，根据磁通量公式有 当磁场方向与面积法线垂直时，，此时，故B错误； C．磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向，并非垂直于磁感线切线方向，故C错误； D．根据磁感线的定义，磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向，故D正确。 故选D。 2．如图所示，在“探究感应电流产生的条件”实验中，电流表的指针不会发生偏转的操作是（     ） A．将条形磁铁插入线圈 B．将条形磁铁拔出线圈 C．将条形磁铁相对线圈静止不动 D．无法确定 【答案】C 【详解】将条形磁铁插入线圈或者将条形磁铁拔出线圈的过程中，穿过线圈的磁通量都发生变化，则线圈中产生感应电流，电流表的指针会发生偏转；将条形磁铁相对线圈静止不动时，穿过线圈的磁通量不发生变化，则线圈中不会产生感应电流，电流表的指针不会发生偏转。 故选C。 3．当穿过闭合电路中的磁通量发生变化时，闭合回路中就产生感应电流，如选项图所示的匀强磁场中有一闭合矩形导线框，则在图示时刻能产生感应电流的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】在图A、图C和图D中的线圈在磁场中运动时穿过线圈的磁通量都是不变的，线圈中不会产生感应电流；而在图B中线圈被拉出磁场时，穿过线圈的磁通量减小，则线圈中会产生感应电流。 故选B。 4．如图所示，空间有水平匀强磁场，磁感应强度大小为，方向水平向右；边长为的单匝正方形线框可以绕垂直磁场的固定轴转动，初始时刻线框平面与磁场方向平行。下列说法正确的是（    ） A．初始时刻穿过线框的磁通量为 B．线框从初始时刻开始绕转动60°，穿过线框的磁通量减少了 C．线框从初始时刻开始绕转动90°，穿过线框的磁通量增加了 D．线框在绕转动过程中，线框内没有感应电流 【答案】C 【详解】A．穿过线框的磁通量表示线框在与磁场垂直方向投影的面积，则初始时刻穿过线框的磁通量为0，故A错误； B．初始磁通量为，线框转动后，垂直磁场的投影面积 此时磁通量，磁通量是增加了，并非减少，故B错误； C．线框转动后，线框平面与磁场垂直，投影面积为，磁通量为；初始磁通量为，因此磁通量增加了，故C正确； D．线框在转动过程中，穿过线框的磁通量一直在变化，线框内有感应电流通过，故D错误。 故选C。 5．如图所示，一闭合线框位于水平放置的条形磁体的左端，线框平面始终与磁体的上表面垂直。线框水平运动，在其由图中位置Ⅰ经过中间位置Ⅱ到达位置Ⅲ的过程中，穿过线框的磁通量的变化情况为（     ） A．不发生变化 B．先减小后增大 C．先增大后减小 D．不能确定 【答案】B 【详解】条形磁铁的磁感线分布如图所示： 由于条形磁铁两端磁感线分布密集，中央磁感线分布稀疏，故线框在位置Ⅱ时磁通量最小，所以从位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ的过程中，磁通量先减少后增加，故ACD错误，B正确。 故选B。 6．如图所示，三个闭合线圈A、B、C放在同一平面内，当线圈A中有电流通过时，穿过闭合线圈A、B、C的磁通量分别为、、，则（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据安培定则可得，线圈A内部的磁场方向垂直纸面向里，A的外部磁场方向垂直纸面向外，而磁通量可看成穿过线圈的磁感线条数，当线圈的面积越大时，则相互抵消的越多，因此穿过线圈A的磁通量最大，线圈C的磁通量最小，故有 ，故ACD错误、B正确。 故选B。 7．如图所示，在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ，导轨间距离为l，匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向里，磁感应强度的大小为B，两根金属杆1、2在导轨上，与导轨垂直，它们分别以速度、垂直于导轨做匀速直线运动，两金属杆不相碰。下列情形回路中没有电流的是（    ） A．，且同向运动 B．，且同向运动 C．，且反向运动 D．，且反向运动 【答案】A 【详解】A．，且同向运动时，闭合回路面积不变，穿过闭合回路的磁通量不变，不会产生感应电流。故A正确； B．，且同向运动，闭合回路的面积变化，穿过闭合回路的磁通量变化，会产生感应电流。故B错误； C．，且反向运动，闭合回路的面积变化，穿过闭合回路的磁通量变化，会产生感应电流。故C错误； D．，且反向运动时，闭合回路的面积变化，穿过闭合回路的磁通量变化，会产生感应电流。故D错误； 故选A。 8．如图所示，一圆形线圈共有10匝，围成的面积为；线圈内有一面积为的匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向垂直于线圈平面。下列说法正确的是（     ） A．穿过线圈的磁通量大小为 B．穿过线圈的磁通量大小为 C．穿过线圈的磁通量大小为 D．将线圈从图示位置绕某直径转过，穿过线圈的磁通量变化量为0 【答案】B 【详解】ABC．根据磁通量的公式 其中磁场的有效面积 所以穿过线圈的磁通量为，故B正确； D．线圈转过180度后，磁通量为， 所以磁通量的变化量，故D错误。 故选B。 9．一条形磁体与导线环在同一平面内，磁体的中心恰与导线环的圆心重合，如图所示。为了在导线环中产生感应电流，磁体应（    ） A．绕垂直于纸面且过O点的轴转动 B．向右平动 C．向左平动 D．N极垂直于纸面向外转动，S极垂直于纸面向里转动 【答案】D 【详解】A．题图中位置穿过导线环平面的磁通量为0，要使导线环中有感应电流，只要让导线环中有净余磁感线穿过，就会有磁通量的变化。若磁体绕垂直于纸面且过O点的轴转动，导线环的磁通量始终为0，导线环中不会产生感应电流，故A错误； B．若磁体向右平动，导线环的磁通量始终为0，导线环中不会产生感应电流，故B错误； C．若磁体向左平动，导线环的磁通量始终为0，导线环中不会产生感应电流，故C错误； D．若磁体N极垂直于纸面向外转动，S极垂直于纸面向里转动，导线环的磁通量发生变化，导线环中会产生感应电流，故D正确； 故选D。 10．如图所示，这是浮桶式灯塔的结构简图，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（其截面如图中斜线部分所示），其内部为产生磁场的磁体，磁体固定，浮桶内的圆形线圈能够随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动，线圈与塔灯相连。下列说法正确的是（　　） A．该装置的工作原理是电流的磁效应 B．该装置的工作原理是电磁感应现象 C．线圈可以用塑料制成 D．海面无波浪时，塔灯也能发光 【答案】B 【详解】AB．电流的磁效应是“电生磁”，该装置当波浪起伏时，线圈相对磁体上下运动，线圈导线切割磁感线，穿过线圈的磁通量发生变化是“磁生电”，属于电磁感应现象，故A错误，B正确； C．塑料是绝缘体，不能导电，无法产生感应电流供给塔灯，故C错误； D．无波浪时线圈静止，与磁体无相对运动，磁通量不变，无感应电流，塔灯不亮，故D错误。 故选B。 11．（多选）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，有感应电流产生 B．在乙图中，将如图所示条形磁铁向下插入线圈的过程中，有感应电流产生 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，滑片P向左移动过程中，穿过线圈B的磁通量增加 【答案】BD 【详解】A．在甲图中，磁感线方向为竖直方向，导线上下运动时，与磁场方向平行，没有做切割磁感线的运动，故没有感应电流产生，故A错误； B．在乙图中，将如图所示条形磁铁向下插入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生，故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，线圈A中的电流发生变化，由它产生的磁场也发生变化，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，从而产生感应电流，故C错误； D．在丙图中，由实物连线可知滑动变阻器接入电路的是左下端接线柱，闭合开关S后，滑片P向左移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中电流增大，线圈A产生的磁场增强，穿过线圈B的磁通量增加，故D正确。 故选BD。 12．（多选）在电磁感应实验中，连接电路如图所示，下列操作中能让线圈产生感应电流、电流表指针偏转的是（　　） A．保持开关S断开 B．开关S闭合瞬间 C．滑动变阻器迅速向左滑动 D．线圈A插入线圈B中不动 【答案】BC 【详解】A．开关S断开，线圈B磁通量不变，无感应电流，故A错误； B．当开关S闭合瞬间，线圈B的磁通量增加，产生了感应电流，故B正确； C．滑动变阻器迅速滑动时，电路中的电流变化，线圈B的磁通量变化，产生了感应电流，故C正确； D．线圈A插入线圈B中不动时，线圈B中磁通量不变，无感应电流，故D错误。 故选BC。 13．（多选）如图所示，线圈M与电源连接，线圈N与电流计G相连接，如果线圈N中产生的感应电流通过电流计，则这时正在进行的实验过程可能是（    ） A．滑动变阻器的滑片没有移动 B．滑动变阻器的滑片P向端移动 C．突然断开开关S D．滑动变阻器的滑片P向端移动 【答案】BCD 【详解】A．当开关处于闭合状态时，如果滑动变阻器的滑片不动，线圈中的电流不变，则穿过的磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，A错误； BD．若移动滑动变阻器的滑片，线圈中的电流改变，穿过线圈的磁通量改变，中产生感应电流，BD正确； C．当开关突然断开时，线圈中的电流改变，穿过线圈的磁通量改变，中产生感应电流，C正确； 故选BCD。 14．（多选）如图所示，环形金属软弹簧所处平面与某一匀强磁场垂直。下列措施不能使该金属弹簧中产生感应电流的是（     ） A．保持闭合回路的周长不变，将弹簧由圆形拉成长方形 B．保持闭合回路的周长不变，将弹簧由圆形拉成三角形 C．保持闭合回路的面积不变，将弹簧由圆形拉成长方形 D．保持闭合回路的面积不变，将弹簧由圆形拉成三角形 【答案】CD 【详解】A．保持该圆的周长不变，将弹簧由圆形拉成长方形，闭合电路的磁通量发生变化，从而产生感应电流，故A不符合题意； B．保持该圆的周长不变，将弹簧由圆形拉成三角形，闭合电路的磁通量发生变化，从而产生感应电流，故B不符合题意； C．保持该圆的面积不变，将弹簧由圆形拉成长方形，则穿过闭合电路的磁通量不变，不会产生感应电流，故C符合题意； D．保持该圆的面积不变，将弹簧由圆形拉成三角形，则穿过闭合电路的磁通量不变，不会产生感应电流，故D符合题意。 故选CD。 15．（多选）下图是等腰直角三棱柱的示意图，其平面为正方形，边长为，将其按图示方式置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，方向垂直于平面。下列说法正确的是（     ） A．穿过的面积的磁通量为 B．穿过的面积的磁通量为 C．穿过的面积的磁通量为0 D．穿过的面积的磁通量为0 【答案】BCD 【详解】AB．设匀强磁场方向与平面法线的夹角为，由磁通量的定义得 其中为平面面积。在等腰直角三角形中，，所以 棱柱的侧棱 磁场垂直于平面，因此穿过该平面的磁通量大小为 平面与平面的二面角为，故平面的法线与磁场方向的夹角为。又因为平面的面积为，所以 结合前述计算，故A错误，B正确。 CD．磁场方向与棱平行，平面包含棱，三角形所在平面包含与平行的棱，所以磁场方向均与这两个平面平行。两平面的法线均与磁场方向垂直，由磁通量的定义得，故CD正确。 故选BCD。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $