第33讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流（专项训练）（四川专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

第33讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流（专项训练） 目 录 研判·考情前瞻 1 巩固·知识解构 1 知识点1 法拉第电磁感应定律的理解及应用 2 知识点2 动生电动势的计算 3 知识点3 自感现象 3 知识点4 涡流　电磁阻尼和电磁驱动 3 模拟·基础演练 5 题型01 法拉第电磁感应定律的理解及应用 5 题型02 动生电动势的计算 8 题型03 感生电动势的计算 12 题型04 自感现象 18 题型05 涡流　电磁阻尼和电磁驱动 18 重难·创新演练 26 真题·实战演练 32 研判·考情前瞻 核心考点 2026年 2025年 2024年 法拉第电磁感应定律 E=nΔΦ/Δt、动生 E=BLv 黑吉辽蒙 T13，11 分；湖南卷 T13，10 分 浙江卷 T13，10 分；四川卷 T13，11 分 山东卷 T13，12 分；安徽卷 T13，12 分 自感现象（通电自感、断电自感） 浙江卷 T8，4 分 陕西卷 T7，4 分 江西卷 T9，6 分 涡流、电磁阻尼与电磁驱动 —— 海南卷 T6，4 分 天津卷 T9，6 分 考情分析 题型与考向： 计算题侧重法拉第电磁感应定律，选择题考查自感、涡流。区分感生电动势、动生电动势；自感重点灯泡亮灭变化，注意线圈电阻影响；涡流应用：冶炼、安检、电磁阻尼驱动。 情境与立意：导体棒切割、磁场变化回路；通电断电自感演示实验；生活科技实例，考查理论联系实际。 复习目标 知识掌握：掌握感生、动生电动势计算公式；理解自感电动势作用；了解涡流、电磁阻尼驱动原理。 能力提升：①分清两类电动势来源，灵活选用公式；②会分析通电、断电自感的动态过程；③结合电路、能量处理电磁感应综合问题。 巩固·知识解构 知识点1 法拉第电磁感应定律的理解及应用 1.感应电动势 (1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势。 (2)产生条件：穿过电路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。 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。 ①若已知Φ-t图像，则图线上某一点的切线斜率为。 ②当ΔΦ仅由B的变化引起时，E=nS，其中S为线圈在磁场中的有效面积。若B=B0+kt，则=k。 ③当ΔΦ仅由S的变化引起时，E=nB。 ④当B、S同时变化时，则=n≠n。求瞬时值时，分别求出动生电动势E1和感生电动势E2并进行叠加。 (3)感应电流与感应电动势的关系：I=。 (4)说明：E的大小与Φ、ΔΦ无关，决定于磁通量的变化率。 注：Φ=0，不一定等于0。 知识点2 动生电动势的计算 1.导体平动切割磁感线产生感应电动势的算式E=Blv的理解 适用条件 在匀强磁场中，B、l、v三者互相垂直。如果不相互垂直，应取垂直分量进行计算 有效长度 公式E=Blv中的l为有效长度，即为导体两端点连线在垂直于速度方向上的投影长度。如图，导体的有效长度分别为： 图甲：l=sin β 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 相对速度 E=Blv中的速度v是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系 2.导体转动切割磁感线 如图，当长为l的导体在垂直于匀强磁场(磁感应强度为B)的平面内，绕一端以角速度ω匀速转动，当导体运动Δt时间后，转过的弧度θ=ωΔt，扫过的面积ΔS=l2ωΔt，则E===Bl2ω(或E=Bl=Bl=Bl2ω)。 知识点3 自感现象 1.概念：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，这种现象称为自感，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.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(选填“改变”或“不变”) 总结 自感电动势总是阻碍原电流的变化 知识点4 涡流　电磁阻尼和电磁驱动 1.感生电场 磁场变化时会在空间激发一种电场，叫作感生电场。感生电场的方向与感应电流方向一致。 2.涡流现象 (1)涡流：块状金属放在变化磁场中，或者让它在非均匀磁场中运动时，金属块内产生的漩涡状感应电流。 (2)产生原因：金属块内磁通量变化→感应电动势→感应电流。 3.电磁阻尼 当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体的运动。 4.电磁驱动 如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流使导体受到安培力而运动起来。 模拟·基础演练 考查重点：法拉第电磁感应定律的理解及应用…… ⏳题型01 法拉第电磁感应定律的理解及应用 1．（25-26高二下·陕西榆林·期末）如图所示，光滑绝缘水平桌面上放置金属圆环a、b，圆心均为，若a圆环通有逐渐增大的顺时针电流，则（     ） A．b圆环有收缩的趋势 B．b圆环中有顺时针方向的感应电流 C．b圆环产生感应电流的磁场会阻止其磁通量变化 D．a圆环中电流增大得越快，b圆环产生的感应电流越大 【答案】D 【详解】A．a圆环中电流增大时，根据楞次定律的推论，b圆环需要通过面积增加来阻碍磁通量变大，则b圆环有扩张趋势，故A错误； B．b圆环有扩张趋势，说明受到了a圆环施加的排斥力作用，根据同向电流互相吸引、反向电流互相排斥的结论，b圆环中有与a圆环反向的逆时针方向的感应电流，故B错误； C．楞次定律表明感应电流磁场阻碍磁通量变化，而不是阻止磁通量变化，故C错误； D．a圆环中电流增大得越快，其产生的磁场变化得越快，则b圆环的磁通量变化得越快，根据法拉第电磁感应定律，b圆环产生的感应电动势越大，从而感应电流越大，故D正确。 故选D。 2．（26-27高三上·广东佛山·阶段检测）如图所示，我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”发电原理可作如下简化：海浪带动浪板上下摆动，驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的连接装置使转子只能单方向转动，若转子带动线圈沿逆时针方向转动，并向外输出电流。在图示位置时，下列说法正确的是（　　 ） A．线圈b端电势低于a端电势 B．线圈所处位置是中性面 C．穿过线圈的磁通量变化率最小 D．线圈靠近N极的导线受到的安培力方向向下 【答案】A 【详解】AD．磁场方向由N极指向S极，即水平向右；线圈沿逆时针方向转动，从正面看，左侧导线向下切割磁感线，右侧导线向上切割磁感线。 由右手定则可知，左侧导线感应电流流向端，则端电势高于端电势，故A正确； 安培力会阻碍线圈的运动，因此线圈靠近N极的导线受到的安培力方向向上，故D错误； BC．图示位置线圈平面与磁场方向平行，此时穿过线圈的磁通量为，但线圈正处于切割磁感线最快的时刻，即磁通量变化率最大，故C错误； 中性面是线圈平面与磁场垂直的位置。因此图示位置不是中性面，故B错误。 故选A。 3．（2026·广东深圳·一模）“碰一下·支付”被广泛应用于各类线下消费场所，其原理如图所示。手机背面的NFC线圈发出变化的磁场，当手机靠近支付标签时，标签内的铜线圈接收到信息，经过芯片处理后将反馈信息传送给手机，即可快速完成支付。下列说法正确的是（     ） A．NFC线圈通入的是恒定直流电 B．若手机靠近标签后静止，则标签内的芯片无法工作 C．若穿过铜线圈的磁场增强，铜线圈有缩小的趋势 D．若穿过铜线圈的磁场增强，铜线圈的电动势将增大 【答案】C 【详解】A．NFC支付原理是电磁感应，需要变化的磁场，恒定直流电产生恒定磁场，穿过线圈的磁通量不变，无法产生感应电流，故A错误； B．手机静止时，若NFC线圈中通入变化的电流，仍产生变化的磁场，穿过标签线圈的磁通量变化，产生感应电动势，芯片可以工作，故B错误； C．若穿过铜线圈的磁场增强，磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的效果要阻碍磁通量的增大，线圈有缩小面积的趋势，故C正确； D．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势取决于磁通量的变化率，磁场增强不代表磁通量变化率增大，故D错误。 故选C。 4．（24-25高二下·天津武清·阶段检测）（多选）如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，下列说法正确的是（     ） A．线圈每转动一周，交变电流方向改变两次 B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流 C．线圈逆时针转动到图示位置 ab边的感应电流方向为a→b D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零 【答案】AC 【详解】A．线圈转动一周时，线圈两边切割磁感线的运动方向各改变一次，感应电流方向随之改变两次，故A正确； B．中性面是线圈平面与磁场方向垂直的位置，此时磁通量最大且变化率为零。图示位置不是中性面，线圈中有感应电流，故B错误； C．根据右手定则，图示位置边的感应电流由流向，故C正确； D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，但磁通量变化率最大，不为零，故D错误。 故选AC。 5．（25-26高一下·北京·期末）如图甲所示，匝的线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。求： (1)判断通过电阻的电流方向； (2)线圈两端电压Uba； (3)电阻在内产生的焦耳热。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由图乙信息得通过线圈的磁通量在增大，根据增反减同和安培定则，线圈中电流流向为逆时针，则通过电阻R的电流方向为 （2）根据法拉第电磁感应定律 则线圈两端电压根据闭合回路欧姆定律得 （3）根据焦耳定律得 ⏳题型02 动生电动势的计算 6．（25-26高二下·陕西榆林·期末）如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，竖直放置一“”形光滑金属导轨，导轨间距为L，上端接有阻值为R的定值电阻，导轨自身电阻忽略不计。一根质量为m、阻值为0.5R的光滑金属棒ab垂直放置于导轨上。现将金属棒由静止释放，当其下降高度为h时恰好达到最大速度。已知金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g。则在金属棒下降h的过程中，下列说法正确的是（     ） A．金属棒中的电流方向为a→b B．金属棒的最大速度为 C．通过金属棒的电荷量为 D．金属棒产生的焦耳热为 【答案】C 【详解】A．根据右手定则，金属棒中的电流方向为b→a，故A错误； B．金属棒匀速运动时速度最大，加速度为零，由平衡条件 解得最大速度，故B错误； C．由法拉第电磁感应定律，平均感应电动势 平均电流 电荷量 联立得，故C正确； D．由能量守恒定律 金属棒产生的热量 可得，故D错误。 故选C。 7．（26-27高三上·安徽·开学考试）如图所示，竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中，边长为、总电阻为的单匝正方形线框先后绕过边和边的轴以相同大小的角速度按图示方向匀速转动。下列说法正确的是（     ） A．当绕过边的轴转动时，线框中产生正弦交变电流 B．当绕过边的轴转动时，边的电势差始终为0 C．当绕过边的轴转动时，线框中产生恒定电流 D．当绕过边的轴转动时，在图示位置线框中的电流大小为 【答案】D 【详解】A．磁场方向竖直向上，绕过ab边（竖直边）的轴转动时，线框平面始终与竖直磁场平行，穿过线框的磁通量始终为0，磁通量没有发生变化，因此线框中无感应电流，更不会产生正弦交变电流，故A错误； B．当线框绕过ab边的轴转动时，由右手定则可知a点的电势低于d点的电势，ad边产生的电动势大小为，则a、d两点间的电势差，故B错误； C．绕过bc边的水平轴转动时，线框的竖直边ad的速度方向不断变化，ad边垂直于磁场方向的分速度随转动角度按正弦规律变化，产生的感应电动势是交变的，因此线框中产生的是交变电流，不是恒定电流，故C错误； D．图示位置中，ad边的速度方向垂直于线框平面、同时垂直于竖直向上的磁场B，此时ad边的动生电动势大小为，线框总电阻为R，因此感应电流大小为，故D正确。 故选D 。 8．（25-26高一下·北京·期末）如图所示，电阻，质量为的导体棒以的初速度滑上光滑导轨，导轨左侧接有电阻的电阻，导轨处在磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面。导体棒的长度，导轨的电阻不计。求解下列问题： (1)导体棒中初始电流大小 (2)导体棒两端初始电压。 (3)导体棒运动的总位移大小 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，导体棒初始切割磁感线产生的感应电动势为 回路总电阻为 故导体棒中初始电流大小 （2）由右手定则可判断导体棒中感应电流方向为，因此端相当于电源正极、电势更高，导体棒两端初始电压为路端电压 （3）对导体棒运动全过程用动量定理，安培力的冲量等于动量变化，即 其中任意时刻的电流满足 联立得 代入数据，解得导体棒运动的总位移大小 9．（26-27高三上·湖北黄石·开学考试）如图所示，足够长的平行光滑导轨间距为，导轨由水平部分和倾斜部分组成，两部分在、处平滑连接，连线与导轨垂直。水平导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为。一导体棒静止放置在水平导轨上，棒与的距离为。另一导体棒从距水平导轨高度为的倾斜导轨上由静止释放，运动过程中、棒始终与导轨垂直且接触良好，且、棒始终未相碰。已知、棒的质量均为、电阻值均为、长度均为，不计导轨电阻和空气阻力，重力加速度取。求： (1)棒刚进入磁场时，回路的电流； (2)、棒稳定后，棒上产生的总焦耳热； (3)为保证、棒始终不相碰，棒与的距离的最小值是多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）棒在倾斜光滑导轨下滑过程，机械能守恒，满足 代入数据解得棒刚进入磁场的速度 此时棒切割磁感线产生的感应电动势 回路总电阻为 由欧姆定律可知，回路的电流 （2）进入磁场后，、棒在安培力作用下， 做加速运动、做减速运动，最终两棒共速（稳定状态）。由于两棒组成的系统合外力为零，故系统动量守恒，满足 解得共速速度 由能量守恒，系统总焦耳热等于系统动能的损失，即 由于两棒电阻相同、串联产生的焦耳热按电阻均分，棒上产生的总焦耳热 （3）两棒始终不相碰的临界条件是：当刚好追上时，两棒速度恰好相等，此时相对的位移恰好为，对应的最小值。对棒应用动量定理，取向右为正方向，可知 其中 两式联立得 解得 ⏳题型03 感生电动势的计算 10．（2026·陕西商洛·一模）近场通信（NFC）是一种短距离无线通信技术，常应用在移动支付、门禁与身份验证等场景。某手机利用NFC“碰一下支付”时的工作简化流程如图甲所示：开启NFC功能，手机通过NFC天线向收款设备中的感应线圈发射一与感应线圈平面垂直的磁场，感应线圈中产生感应电流，产生的感应磁场传至手机完成支付。设某次支付中手机发射了一正弦磁场（如图乙所示），取向下为的正方向，采用俯视感应线圈的视角观察，在0~时间内，关于感应线圈，下列说法中正确的是（     ） A．时电流方向改变 B．时感应电动势最大 C．时值最大 D．~内为逆时针方向 【答案】C 【详解】A．时刻是图像的过零点，图像斜率（即）的绝对值最大、符号为负，前后区间始终为负，感应电流方向不会改变，故A错误； B．时刻是图像的峰值点，此处图像切线水平，即，根据法拉第电磁感应定律 可知感应电动势为0，故B错误； C．时刻图像的斜率绝对值最大，感应电动势达到最大值，感应线圈电阻不变，因此感应电流值最大，故C正确； D．取向下为的正方向， 内，向下的正磁场逐渐减小，根据楞次定律，感应电流产生的磁场要阻碍其减小，即感应磁场方向向下，由右手螺旋定则可知采用俯视感应线圈的视角观察，感应电流为顺时针方向； 内，向上的磁场逐渐增大，感应电流产生的磁场要阻碍其增大，即感应磁场方向向下，俯视感应线圈的视角观察，感应电流为顺时针方向； 因此内电流始终为顺时针方向，故D错误。 故选C。 11．（26-27高三上·广东佛山·阶段检测）“一卡通”为校园生活带来了方便，卡内部包含一个集成电路芯片和一个线圈，利用读卡器发射的电磁波使卡内线圈产生感应电流，进而为芯片提供所需的电能，激活芯片工作。其原理可简化为图1所示，矩形线圈的匝数，线圈面积，线圈的总电阻，线圈外接一个阻值的电阻，其余部分的电阻不计。线圈所处磁场的磁感应强度大小随时间变化的规律如图2所示。则（　　 ） A．内电动势为 B．时，电阻两端的电压为 C．内，线圈电阻发热为 D．内，通过电阻的电荷量为 【答案】D 【详解】A．根据法拉第电磁感应定律可知，线圈在内产生的感应电动势为 故A错误； B．由以上分析可知闭合回路中在内产生恒定电动势，大小为，则回路电流为 则电阻两端的电压恒为 故B错误； C．内磁感应强度不发生变化，故该过程线圈内不产生感应电动势，回路电流为，所以内线圈电阻发热为 故C错误； D．同理可得，内通过电阻的电荷量为 故D正确。 故选D。 12．（25-26高一下·北京·期末）在如图甲所示的电路中，电阻，单匝圆形金属线圈半径为，线圈的电阻为，在半径为的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的关系图线如图乙所示，图线在横、纵轴的截距分别为和，其余导线的电阻不计。闭合，至时刻，电路中的电流已稳定，下列说法正确的是（     ） A．电容器上极板带正电 B．电容器下极板带正电 C．稳定后线圈两端的电压为 D．稳定后线圈两端的电压为 【答案】B 【详解】AB．根据楞次定律，垂直向里的磁场磁感应强度均匀减小，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场同向（向里），由右手螺旋定则可得线圈内感应电流为顺时针方向。 线圈作为电源，内部电流从低电势流向高电势，因此线圈下端为电源正极、上端为负极，外电路中电容器的下极板与电源正极相连，因此电容器下极板带正电，上极板带负电。故A错误，B正确； CD．根据法拉第电磁感应定律，线圈产生的感应电动势的大小满足 电路总电阻为线圈内阻加上外电路的串联电阻，即 稳定后线圈两端的电压是路端电压，由闭合电路欧姆定律可知，路端电压，故CD错误。 故选B。 13．（24-25高二下·海南海口·阶段检测）如图甲所示，面积为的100匝线圈处在匀强磁场中，线圈电阻，磁场方向垂直于线圈平面向里，已知磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，定值电阻，则0~5s内（    ） A．线圈感应电动势均匀增大 B．a、b两点间电势差 C．通过电阻R的电荷量为1.2C D．电阻R上产生的热量为1.2J 【答案】D 【详解】A．因图像的斜率一定，则一定，产生的感应电动势一定，选项A错误； B．根据楞次定律可知，线圈中产生逆时针方向的感应电流，则a点电势高于b点，由乙图知 则 电路的总电流为I，则有， 则，选项B错误； C．通过电阻R的电荷量为，选项C错误； D．电阻R上产生的热量为，选项D正确。 故选D。 14．（25-26高二下·陕西榆林·期末）如图甲所示，竖直向上的匀强磁场中水平放置一半径为的单匝圆形线圈。磁场的磁感应强度随时间变化关系如图乙所示。线圈的电阻为，忽略线圈的形状变化。求0~时间内： (1)线圈中产生的感应电动势； (2)线圈中通过的电荷量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据磁场的磁感应强度随时间变化关系可知 根据法拉第电磁感应定律有 其中 解得 （2）线圈中的电流 根据 解得 15．（24-25高二下·四川成都·阶段检测）如图1所示，质量为、粗细均匀电阻的正方形金属线框ACDE放在光滑的水平面上，边长为的正方形区域abcd内有垂直于水平面向上的匀强磁场，线框AC边与磁场边界bc平行，AC将正方形abcd均分，锁定金属线框，从时刻开始，匀强磁场的磁感应强度随时间变化如图2所示，求： (1)金属线框内感应电动势的大小和方向； (2)时间内，金属线框产生的焦耳热Q以及电荷量q； (3)时刻解除金属线框的锁定，解除的一瞬间，线框的加速度大小。 【答案】(1)1V，顺时针方向 (2)0.5J，0.5C (3) 【详解】（1）由图2可知磁感应强度的变化率 线框AC边将正方形abcd均分，故线框在磁场中的有效面积 根据法拉第电磁感应定律 代入数据解得感应电动势 磁场垂直向上且增强，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向下，由安培定则可知感应电流方向为顺时针。 （2）根据闭合电路欧姆定律 代入数据解得感应电流 在时间内，根据焦耳定律，产生的焦耳热 通过线框的电荷量 （3）时刻，由图2可知磁感应强度。线框AC边处于磁场中，长度为，电流。线框受到的安培力 根据牛顿第二定律 解得线框的加速度 ⏳题型04 自感现象 16．（25-26高二下·陕西榆林·期末）关于以下四幅图说法正确的是（     ） A．图甲中的电流属于交变电流 B．图乙中的非均匀变化的磁场可产生电磁场，电磁场的存在由麦克斯韦证实 C．图丙中，真空冶炼炉外线圈通入高频交流电时，线圈中产生大量热，从而冶炼金属 D．图丁中，开关闭合一段时间后断开，灯泡不会立即熄灭 【答案】D 【详解】A．交变电流是指电流的大小和方向均呈周期性变化的电流，图甲中，电流的大小呈周期性变化，但电流的方向始终不变，因此不是交变电流，故A错误； B．根据麦克斯韦电磁场理论，非均匀变化的磁场可产生电磁场，从而预言了电磁场（电磁波）的存在，但赫兹通过实验证实了电磁场（电磁波）的存在，故B错误； C．图丙中，真空冶炼炉外线圈通入高频交流电时，炉内的金属会产生涡流，利用涡流的热效应使金属自身发热而熔化，从而冶炼金属，而非线圈自身产生热量，故C错误； D．图丁中电感线圈L与灯泡A并联，开关闭合稳定后，线圈L存在电流，当开关断开时，电感线圈L会产生自感电动势，与灯泡A构成回路，有感应电流通过灯泡A，因此灯泡不会立即熄灭，故D正确。 故选D。 17．（24-25高二下·四川绵阳·期中）如图所示的电路中，定值电阻R的阻值大于灯泡L的阻值。自感线圈的阻值非常小，可忽略不计。下列说法正确的是（     ） A．开关S闭合后，电路稳定时，灯泡L两端的电压比电阻两端的电压高 B．开关S闭合时，灯泡L将逐渐变亮 C．稳定后再断开S，电阻R的电流方向由a流向b D．稳定后再断开S，灯泡L先闪亮一下然后才变暗 【答案】B 【详解】A．由于线圈电阻不计，电路稳定时，此时线圈相当于一根导线，灯泡与定值电阻并联，则灯泡L两端的电压等于电阻R两端的电压，故A错误； B．开关S闭合时，由于线圈的自感作用，导致通过灯泡的电流逐渐增大，即灯泡L将逐渐变亮，故B正确； CD．由于线圈电阻不计，电路稳定时，此时线圈相当于一根导线，因为定值电阻R的阻值大于灯泡L的阻值，则通过灯泡的电流大于定值电阻中的电流，开关S由闭合到断开时，线圈相当于一个电源，电阻R的电流方向由b流向a，线圈中的电流在新回路中由先前的稳定值逐渐减为0，灯泡L逐渐变暗，不会闪亮一下，故CD错误。 故选B。 18．（26-27高三上·天津滨海新区·开学考试）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．P闪亮后再熄灭 D．P逐渐熄灭 【答案】C 【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所在电路断开，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C。 19．（25-26高二下·广东珠海·阶段检测）如图所示，L是自感系数很大的线圈，其电阻可忽略不计。A和B是两个完全相同的小灯泡。下列说法中正确的是（     ） A．闭合开关S，立即亮，逐渐变亮 B．闭合开关S，A、B同时亮，且亮度始终相同 C．S闭合稳定后再断开，A闪亮后再逐渐熄灭 D．S闭合稳定后再断开，线圈中磁场能转化为电能 【答案】D 【详解】AB．闭合开关S后，灯泡A、B同时变亮，S闭合后的一段时间，由于线圈的自感电动势逐渐减小，且其电阻几乎为零，则B逐渐被短路，则灯泡B缓慢熄灭，A变得更亮，故AB错误； C．闭合开关，电路稳定后，再断开S，灯泡A立即熄灭，C错误； D．S闭合稳定后，线圈中有电流通过，储存了磁场能。当S断开后，线圈L与灯泡B组成回路，线圈中储存的磁场能转化为电能，以电流的形式释放出来，供给灯泡B发光，故D正确。 故选D。 20．（25-26高二下·陕西榆林·期中）如图所示的电路，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0，A和B是两个相同的小灯泡。则下列说法正确的是（     ） A．开关S闭合瞬间，灯泡A将慢慢变亮 B．开关S闭合瞬间，灯泡B将慢慢变亮 C．电路稳定后，开关S断开瞬间，灯泡A将立即熄灭 D．电路稳定后，开关S断开瞬间，灯泡B将立即熄灭 【答案】A 【详解】AB．当开关S由断开变为闭合时，灯泡B将立即变亮，由于线圈L中感应电动势阻碍电流的增加，灯泡A会慢慢变亮，故A正确，B错误； CD．当开关S由闭合变为断开时，线圈L中产生感应电动势，线圈L与灯泡A、B形成闭合电路，回路中电流从原有大小逐渐减小，灯泡A、B慢慢熄灭，故CD错误。 故选A。 ⏳题型05 涡流　电磁阻尼和电磁驱动 21．（25-26高二下·陕西榆林·期中）涡流探伤是工业上常用的技术之一。如图所示，该技术通过励磁线圈使构件中产生涡电流，再测定涡电流的变化量从而获得构件缺陷的有关信息。则（     ） A．可通过调节线圈中电流变化来提高技术灵敏度 B．励磁线圈中通入大小不变、方向改变的交变电流 C．涡流探伤也适用于检测橡胶构件的缺陷 D．该项技术应用的原理是电流的热效应 【答案】A 【详解】AD．涡流探伤应用的原理是电磁感应，即变化磁场在金属构件内部感应出涡电流。调节线圈电流变化，可以改变磁场变化率，从而改变涡流大小，提高探伤灵敏度，故A正确，D错误； B．励磁线圈要通入大小、方向都周期性变化的交变电流，而不是大小不变仅方向改变，故B错误； C．涡流只能在导体中产生；橡胶是绝缘体，无法产生涡流，不能检测，故C错误。 故选A。 22．（25-26高二下·云南昭通·阶段检测）电磁炉使用安全、热效率高。以下关于电磁炉说法中正确的是（　　） A．电磁炉可使用陶瓷锅加热食物 B．电磁炉在锅底产生涡流加热食物 C．电磁炉中线圈通过的是直流电 D．电磁炉线圈电阻越大加热效果越好 【答案】B 【详解】ABC．电磁炉是利用电磁感应原理工作的。其内部线圈通入高频交变电流，产生交变磁场，使锅底产生感应涡流，利用涡流的热效应加热食物，锅具必须是铁磁性材料，故AC错误，B正确； D．线圈电阻越大，自身发热越严重，加热效率越低，线圈电阻应尽量小，故D错误。 故选B。 23．（25-26高二下·四川宜宾·期中）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（　　） 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，线圈有扩张趋势 C．磁铁靠近线圈，线圈对桌面的压力减小 D．有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同 【答案】D 【详解】A．有线圈时，磁铁运动除了空气阻力的阻碍，还会因电磁感应受到额外的安培阻力，阻尼更大，磁铁会更快停止运动，因此两者停止时间不同，A错误； B．根据楞次定律的“增缩减扩”规律：磁铁靠近线圈，穿过闭合回路的磁通量增加，线圈有收缩趋势阻碍磁通量增加，B错误； C．根据楞次定律的“来拒去留”，磁铁靠近线圈时，线圈会产生感应电流阻碍磁铁的靠近，即线圈对磁铁有向上的斥力，根据牛顿第三定律，磁铁对线圈有向下的斥力，因此线圈对桌面的压力会增大，C错误； D．两种情况磁铁最终静止的平衡位置相同，最终重力势能相同，系统损失的机械能相同，D正确。 故选D 。 24．（25-26高二下·海南省直辖县级单位·阶段检测）法拉第作出了关于电力场的关键性突破，发现了电磁感应现象，永远改变了人类文明。在下列一些常用家用电器的使用过程中，应用电磁感应原理的是（     ） A．电吹风机 B．电磁炉 C．电热毯 D．电烤箱 【答案】B 【详解】电吹风机利用电动机通电旋转，驱动风叶吸入并加速空气形成气流，主要利用了电流的热效应和通电线圈在磁场中受到安培力作用；电磁炉利用‌高频交变磁场在铁磁锅具底部感应涡流‌，通过‌电流的热效应‌使锅体自身发热，即电磁炉利用了电磁感应原理工作；电热毯、电烤箱利用了电流的热效应工作。 故选 B。 25．（25-26高二下·江苏连云港·期中）如图所示，一个可以自由转动的铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间，转动磁铁铝框也会跟着转动，下列说法正确的是（     ） A．这种现象叫电磁驱动 B．这种现象叫电磁阻尼 C．磁铁停止转动后、如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将继续加速转动 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】A 【详解】AB．当磁铁转动时，磁场相对于铝框运动，铝框中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流的安培力会阻碍铝框与磁铁的相对运动，使铝框跟随磁铁转动，该现象叫做电磁驱动，不是电磁阻尼（电磁阻尼是安培力阻碍导体的相对运动、使导体减速的现象），故A正确，B错误 CD．当磁铁停止转动后，如果没有空气阻力和摩擦阻力，由于铝框转动的过程中仍然能产生感应电流，根据楞次定律，铝框会受到阻碍铝框转动的安培力作用，逐渐减速直到停止运动，故CD错误； 故选A。 重难·创新演练 26．（24-25高二下·广东惠州·阶段检测）（多选）如图甲所示为按压式发电手电筒。当以一定的频率不断按压手柄时，其内置发电机会产生交变电流，电动势大小随时间变化情况如图乙所示。忽略发电机内阻，则该发电机（     ） A．输出的交流电周期为0.125s B．t=0.0625s时，发电机内部线圈的磁通量变化最快 C．可以让额定电压为20V的灯泡正常发光 D．0~1s时间内线圈中电流方向变化8次 【答案】BD 【详解】A．由图可知，电动势由零开始增大，经过再次处于相同状态，即，故A错误。 B．由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小反映磁通量变化的快慢。由图可知，在时电动势达到最大值，线圈中的磁通量变化最快，故B正确。 C．正弦式交变电动势的峰值为，有效值为 额定电压为的灯泡不能正常发光，故C错误； D．在内共有4个周期，每个周期内电流方向改变两次，因此电流方向共改变8次，故D正确。 故选BD。 27．（26-27高三上·广东中山·阶段检测）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U形导体框间距为L，左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度开始运动，最终停在导体框上。在此过程中（     ） A．导体棒做匀减速直线运动 B．通过导体棒的电荷量为 C．电阻产生的焦耳热为 D．导体棒运动的位移大小为 【答案】D 【详解】A．导体棒受到的安培力 方向与速度方向相反。随着速度减小，安培力减小，由牛顿第二定律知加速度减小，故导体棒做加速度减小的减速运动，并非匀减速直线运动，故A错误； B．对导体棒，由动量定理 即 解得通过导体棒的电荷量，故B错误； C．整个过程中系统损失的动能转化为焦耳热，总焦耳热 电阻与导体棒电阻串联，电阻产生的焦耳热，故C错误； D．通过导体棒的电荷量又 联立解得导体棒运动的位移，故D正确。 故选D。 28．（26-27高三上·广东广州·阶段检测）（多选）空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN，一硬质细导线的电阻为R，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心Q在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图（a），磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b），则在t=0到t=t1的时间内（　　） A．圆环中感应电流沿顺时针方向 B．圆环中的感应电动势大小为 C．圆环中的感应电流大小为 D．圆环所受安培力F大小随时间t的关系为 【答案】AC 【详解】A．初始磁场垂直纸面向里，B减小，之后反向向外增大。根据楞次定律：感应磁场要阻碍磁通量变化，感应磁场垂直纸面向里，由右手螺旋定则，感应电流顺时针，A正确； BC．磁场只分布在MN左侧，圆环一半面积在磁场内，有效面积 由图（b）得，磁场变化率，大小 根据法拉第电磁感应定律得，圆环中的感应电动势大小为 感应电流大小 故B错误，C正确； D．圆环在磁场中的有效长度是直径    t时刻磁感应强度大小 安培力大小 化简得，D错误。 故选AC。 29．（2026·贵州黔东南·模拟预测）（多选）如图甲所示，光滑绝缘水平面上有宽度为2L的条形磁场，磁场方向竖直向下，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，、均已知，理想边界上有磁场。质量为m、电阻为R的匀质长方形单匝线框，其长为2L，宽为L，线框bc边与ad边的中点分别是e、f。在时间内将线框锁定，使e、f连线刚好与磁场左边界重合。时刻线框突然获得一个向右的初速度，已知ab边离开磁场时线框速度大小为ab边刚进入磁场时的。下列说法正确的是（     ） A．时刻，ab两点间的电势差为 B．在内，cd边所受安培力的冲量大小为 C．cd边在磁场中运动时，bc边不受安培力作用 D．ab边刚进入磁场时线框的速度大小为 【答案】ABD 【详解】A．内，线框在磁场中的有效面积为 根据法拉第电磁感应定律，感应电动势 线框总电阻为，感应电流 ab边是线框总长度的，其电阻为，ab两点的电势差为路端电压的一部分：ab边完全在磁场外，相当于外电路的一段，电势差大小为，故A正确； B．内，电流为恒定电流 安培力冲量 其中是B-t图像内与坐标轴围成的面积，因此cd边安培力冲量大小为，故B正确； C．cd边在磁场中向右运动时，切割磁感线产生感应电流，电流会流经bc边，bc边的部分段处于磁场中，且电流方向与磁场方向垂直，因此会受到安培力作用，故C错误； D．设ab边刚进入磁场时速度为，ab边离开磁场时速度为 ab边进入磁场到离开磁场，线框向右运动L距离，此过程仅ab边切割磁感线，由动量定理可得 其中 代入化简得 解得，故D正确。 故选ABD。 30．（26-27高三上·广东韶关·阶段检测）如图所示，一条足够长的空心铜管竖直放置，其内壁光滑，不计空气阻力。一圆柱形磁铁（其直径略小于铜管内径）从管上端静止释放，取竖直向下为正方向。下列有关磁铁运动的位置x和速度v随时间变化图像，最接近真实运动的是（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】AB．两图均为-图像，曲线斜率表示向下运动的速度。磁铁由静止释放，A的直线表示速度始终不变；下落时铜管中产生涡流，根据楞次定律，涡流对磁铁的作用阻碍其下落。随着速度增大，阻力增大，加速度逐渐减小，而B的抛物线表示加速度恒定，故AB错误； CD．两图均为-图像，曲线斜率表示向下的加速度。磁铁所受向上的磁阻力逐渐增大，向下的合力及加速度逐渐减小；当磁阻力与重力平衡时，速度趋于恒定。C的斜率逐渐增大，D的斜率逐渐减小并趋于零，故C错误，D正确。 故选D。 31．（26-27高三上·内蒙古锡林郭勒·开学考试）一横截面积为、电阻率为、密度为的均匀导体构成的半径为圆环，竖直向下落入如图所示的径向磁场中。圆环的圆心始终在极的轴线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为，圆环在加速下落过程中某一时刻的速度为，忽略电感的影响，重力加速度为，则下列说法正确的是（     ） A．此时在圆环中产生了（俯视）逆时针的感应电流 B．此时圆环受到竖直向下的安培力作用 C．此时圆环的加速度 D．如果径向磁场足够深，则圆环的最大速度 【答案】D 【详解】AB．圆环各微元随环竖直向下运动，在径向磁场中切割磁感线而产生动生电动势。图示磁场沿径向向外，正电荷所受洛伦兹力使感应电流沿俯视顺时针方向；由楞次定律，感应电流的安培力总是阻碍圆环的下落，方向竖直向上，故AB错误； CD．圆环的周长为，其电阻为 圆环以速度下落时，动生电动势为 由欧姆定律，感应电流为 圆环所受安培力大小为 圆环质量为 所以 取竖直向下为正方向，由牛顿第二定律得 从而 达到最大速度时，由前式得，故C错误，D正确。 故选D。 真题·实战演练 32．（2026·江西·高考真题）（多选）某小组探究线圈的自感现象，实验电路如图所示，其中和是两个相同的灯泡，线圈的自感系数很大。下列选项正确的是（     ） A．闭合，稳定后缓慢减小的阻值，亮度不变，变亮 B．闭合，缓慢变亮 C．断开的瞬间，通过的电流方向改变 D．断开的瞬间，通过的电流方向改变 【答案】BD 【详解】由图可知电路结构为：L与串联为一条支路，R与串联为另一条支路，两条支路并联后，再与电源、开关S、滑动变阻器R1串联。 A．闭合S稳定后缓慢减小R的阻值，并联总电阻减小，总电流增大，电源内阻r和R1的分压增大，并联部分的电压会减小，因此的电流减小、亮度变暗；同时并联电压减小的过程中，线圈L的自感会阻碍电流的减小，使亮度逐渐变暗；总电流变大，则流过支路的电流变大，变亮，故A错误； B．闭合S瞬间，线圈L的自感电动势会阻碍自身支路电流的增大，因此的电流是从0开始逐渐增大的，缓慢变亮，故B正确； C．闭合S稳定时，L支路的电流方向是从左向右经过；断开S瞬间，线圈L作为自感电源维持自身电流大小、方向不变，因此通过的电流方向依然是从左向右，没有发生改变，故C错误； D．闭合S稳定时，的电流方向是从左向右；断开S后，电源被切断，L、、、R构成闭合的自感回路，回路电流方向为L右端→右端→右端→左端→R→L左端，因此通过的电流方向变为从右向左，和原方向相反，发生了改变，故D正确。 故选BD。 33．（2026·广西·高考真题）某发光装置的电路如图甲。金属棒一端固定在竖直导电转轴的点，另一端固定在水平导电圆环的点，圆环圆心为、半径为。圆环和转轴分别通过电刷、保持与外电路的连接。圆环内存在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。转动转轴时，金属棒和圆环随转轴一起以角速度逆时针转动。时刻，发光二极管，和亮度相同，随的变化关系如图乙。已知电路中金属棒、电阻、电感线圈的电阻，LED1和LED2正向导通的电阻均为，其余电阻不计。则（     ） A．到的过程中，通过的电流 B．到的过程中，整个装置消耗的电能 C．时，电感线圈两端电压为 D．到的过程中，比先熄灭 【答案】B 【详解】A．初始时，金属棒转动切割磁感线，感应电动势为 电路总电阻为 则金属棒两端的电压为 通过的电流，故A错误； B．时间内，整个电路消耗的电能 其中，得，故B正确； C．时间内角速度在变化，金属棒产生的感应电动势在变化，电路中的电流在变化，由于电感L的自感作用，会产生自感电动势阻碍电流的变化，所以时刻电感L两端电压不为零，故C错误； D．时间内，金属棒的角速度为0，产生的感应电动势为0，电感L会产生自感电动势，自感电流与原电流方向相同， 与电感L串联，与电阻串联，自感电流无法反向通过，时间， 比后熄灭，故D错误。 故选B。 34．（2025·北京·高考真题）如图所示，线圈自感系数为L，电容器电容为C，电源电动势为和是三个相同的小灯泡。开始时，开关S处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻，将开关S闭合，下列说法正确的是（　　） A．闭合瞬间，与同时亮起 B．闭合后，亮起后亮度不变 C．稳定后，与亮度一样 D．稳定后，电容器的电荷量是 【答案】C 【详解】A．闭合开关瞬间，电容器C相当于通路，线圈L相当于断路，所以瞬间亮起，逐渐变亮，A错误； B．闭合开关后，电容器充电，充电完成后相当于断路，所以亮一下后熄灭，B错误； C．稳定后，电容器相当于断路，线圈相当于短路，所以、串联，所以一样亮，C正确； D．稳定后，电容器与并联，两端电压等于两端电压，由于线圈电阻和电源内阻忽略不计，且、串联，两端电压为，根据，可得电容器的电荷量等于，D错误。 故选C。 35．（2026·重庆·高考真题）如图甲所示，在水平面内，相距为的固定平行光滑金属导轨与滑动变阻器R相连，滑动变阻器的最大阻值为3 Ω，导轨电阻不计。空间内存在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。粗细均匀的导体棒在外力F作用下以初速度向右运动，导体棒长为L，质量电阻不计。运动过程中，外力F随金属棒的动能变化图像如图乙所示。金属棒和导轨接触良好且始终和导轨垂直，忽略回路电流产生的磁场。 (1)滑动变阻器阻值，求金属棒速度为时所受的安培力大小； (2)调节滑动变阻器阻值，初速度，求金属棒的稳定速度；当金属棒以不同初速度运动时，求在达到稳定速度的过程中合外力做功； (3)调节滑动变阻器阻值，使得金属棒存在两个稳定速度，求滑动变阻器的阻值和对应的稳定速度。 【答案】(1) (2)， (3)，和或，和 【详解】（1）滑动变阻器阻值，金属棒速度为时，金属棒产生的感应电动势 感应电流 金属棒受到的安培力 解得 （2）调节滑动变阻器阻值，初速度，设金属棒的稳定速度为，同理可得安培力 金属棒的初动能 根据图乙可知外力 其中， 金属棒稳定时可得 解得，或 初始时，安培力 外力 ，金属棒减速运动，故舍去，金属棒的稳定速度 根据动能定理得合外力做功 若或，金属棒受到的外力等于金属棒受到的安培力，即 金属棒直接匀速直线运动，合外力做功 若，金属棒受到的外力大于金属棒受到的安培力，即 金属棒逐渐加速到稳定速度，合外力做功 若，金属棒受到的安培力大于外力，即 金属棒逐渐减速到稳定速度，合外力做功 若，金属棒受到的外力大于金属棒受到的安培力，即 金属棒逐渐加速到，外力恒定 安培力，外力仍大于安培力，导体棒继续加速，设稳定时速度为 根据 可得稳定速度 可知若，金属棒受到的外力大于金属棒受到的安培力，金属棒加速到稳定速度，合外力做功 若，金属棒受到的外力小于金属棒受到的安培力，金属棒减速到稳定速度，合外力做功 综上可得若，合外力做功 若，合外力做功 若，合外力做功 即 （3）调节滑动变阻器阻值，使得金属棒存在两个稳定速度，根据稳定条件 当时，可得方程 其中 整理得 根据 可得 当时，，此时可求得金属棒存在两个对应的稳定速度为和 当时，两个根满足， 可知两根都为正根，要恰好存在两个稳定速度，则其中一个较大根的端点要恰好位于 解得此时 解得另一个较小根 当时，可得方程 解得 当电阻时，根据外力恒定段方程 可得 两段解重合，这里存在一个稳定速度。 故滑动变阻器的阻值时，金属棒存在两个对应的稳定速度为和或滑动变阻器的阻值时，金属棒存在两个对应的稳定速度为和； 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第33讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流（专项训练） 目 录 研判·考情前瞻 1 巩固·知识解构 1 知识点1 法拉第电磁感应定律的理解及应用 2 知识点2 动生电动势的计算 3 知识点3 自感现象 3 知识点4 涡流　电磁阻尼和电磁驱动 3 模拟·基础演练 5 题型01 法拉第电磁感应定律的理解及应用 5 题型02 动生电动势的计算 8 题型03 感生电动势的计算 12 题型04 自感现象 18 题型05 涡流　电磁阻尼和电磁驱动 18 重难·创新演练 26 真题·实战演练 32 研判·考情前瞻 核心考点 2026年 2025年 2024年 法拉第电磁感应定律 E=nΔΦ/Δt、动生 E=BLv 黑吉辽蒙 T13，11 分；湖南卷 T13，10 分 浙江卷 T13，10 分；四川卷 T13，11 分 山东卷 T13，12 分；安徽卷 T13，12 分 自感现象（通电自感、断电自感） 浙江卷 T8，4 分 陕西卷 T7，4 分 江西卷 T9，6 分 涡流、电磁阻尼与电磁驱动 —— 海南卷 T6，4 分 天津卷 T9，6 分 考情分析 题型与考向： 计算题侧重法拉第电磁感应定律，选择题考查自感、涡流。区分感生电动势、动生电动势；自感重点灯泡亮灭变化，注意线圈电阻影响；涡流应用：冶炼、安检、电磁阻尼驱动。 情境与立意：导体棒切割、磁场变化回路；通电断电自感演示实验；生活科技实例，考查理论联系实际。 复习目标 知识掌握：掌握感生、动生电动势计算公式；理解自感电动势作用；了解涡流、电磁阻尼驱动原理。 能力提升：①分清两类电动势来源，灵活选用公式；②会分析通电、断电自感的动态过程；③结合电路、能量处理电磁感应综合问题。 巩固·知识解构 知识点1 法拉第电磁感应定律的理解及应用 1.感应电动势 (1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势。 (2)产生条件：穿过电路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。 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。 ①若已知Φ-t图像，则图线上某一点的切线斜率为。 ②当ΔΦ仅由B的变化引起时，E=nS，其中S为线圈在磁场中的有效面积。若B=B0+kt，则=k。 ③当ΔΦ仅由S的变化引起时，E=nB。 ④当B、S同时变化时，则=n≠n。求瞬时值时，分别求出动生电动势E1和感生电动势E2并进行叠加。 (3)感应电流与感应电动势的关系：I=。 (4)说明：E的大小与Φ、ΔΦ无关，决定于磁通量的变化率。 注：Φ=0，不一定等于0。 知识点2 动生电动势的计算 1.导体平动切割磁感线产生感应电动势的算式E=Blv的理解 适用条件 在匀强磁场中，B、l、v三者互相垂直。如果不相互垂直，应取垂直分量进行计算 有效长度 公式E=Blv中的l为有效长度，即为导体两端点连线在垂直于速度方向上的投影长度。如图，导体的有效长度分别为： 图甲：l=sin β 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 相对速度 E=Blv中的速度v是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系 2.导体转动切割磁感线 如图，当长为l的导体在垂直于匀强磁场(磁感应强度为B)的平面内，绕一端以角速度ω匀速转动，当导体运动Δt时间后，转过的弧度θ=ωΔt，扫过的面积ΔS=l2ωΔt，则E===Bl2ω(或E=Bl=Bl=Bl2ω)。 知识点3 自感现象 1.概念：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，这种现象称为自感，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.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(选填“改变”或“不变”) 总结 自感电动势总是阻碍原电流的变化 知识点4 涡流　电磁阻尼和电磁驱动 1.感生电场 磁场变化时会在空间激发一种电场，叫作感生电场。感生电场的方向与感应电流方向一致。 2.涡流现象 (1)涡流：块状金属放在变化磁场中，或者让它在非均匀磁场中运动时，金属块内产生的漩涡状感应电流。 (2)产生原因：金属块内磁通量变化→感应电动势→感应电流。 3.电磁阻尼 当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体的运动。 4.电磁驱动 如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流使导体受到安培力而运动起来。 模拟·基础演练 考查重点：法拉第电磁感应定律的理解及应用…… ⏳题型01 法拉第电磁感应定律的理解及应用 1．（25-26高二下·陕西榆林·期末）如图所示，光滑绝缘水平桌面上放置金属圆环a、b，圆心均为，若a圆环通有逐渐增大的顺时针电流，则（     ） A．b圆环有收缩的趋势 B．b圆环中有顺时针方向的感应电流 C．b圆环产生感应电流的磁场会阻止其磁通量变化 D．a圆环中电流增大得越快，b圆环产生的感应电流越大 2．（26-27高三上·广东佛山·阶段检测）如图所示，我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”发电原理可作如下简化：海浪带动浪板上下摆动，驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的连接装置使转子只能单方向转动，若转子带动线圈沿逆时针方向转动，并向外输出电流。在图示位置时，下列说法正确的是（　　 ） A．线圈b端电势低于a端电势 B．线圈所处位置是中性面 C．穿过线圈的磁通量变化率最小 D．线圈靠近N极的导线受到的安培力方向向下 3．（2026·广东深圳·一模）“碰一下·支付”被广泛应用于各类线下消费场所，其原理如图所示。手机背面的NFC线圈发出变化的磁场，当手机靠近支付标签时，标签内的铜线圈接收到信息，经过芯片处理后将反馈信息传送给手机，即可快速完成支付。下列说法正确的是（     ） A．NFC线圈通入的是恒定直流电 B．若手机靠近标签后静止，则标签内的芯片无法工作 C．若穿过铜线圈的磁场增强，铜线圈有缩小的趋势 D．若穿过铜线圈的磁场增强，铜线圈的电动势将增大 4．（24-25高二下·天津武清·阶段检测）（多选）如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，下列说法正确的是（     ） A．线圈每转动一周，交变电流方向改变两次 B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流 C．线圈逆时针转动到图示位置 ab边的感应电流方向为a→b D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零 5．（25-26高一下·北京·期末）如图甲所示，匝的线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。求： (1)判断通过电阻的电流方向； (2)线圈两端电压Uba； (3)电阻在内产生的焦耳热。 ⏳题型02 动生电动势的计算 6．（25-26高二下·陕西榆林·期末）如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，竖直放置一“”形光滑金属导轨，导轨间距为L，上端接有阻值为R的定值电阻，导轨自身电阻忽略不计。一根质量为m、阻值为0.5R的光滑金属棒ab垂直放置于导轨上。现将金属棒由静止释放，当其下降高度为h时恰好达到最大速度。已知金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g。则在金属棒下降h的过程中，下列说法正确的是（     ） A．金属棒中的电流方向为a→b B．金属棒的最大速度为 C．通过金属棒的电荷量为 D．金属棒产生的焦耳热为 7．（26-27高三上·安徽·开学考试）如图所示，竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中，边长为、总电阻为的单匝正方形线框先后绕过边和边的轴以相同大小的角速度按图示方向匀速转动。下列说法正确的是（     ） A．当绕过边的轴转动时，线框中产生正弦交变电流 B．当绕过边的轴转动时，边的电势差始终为0 C．当绕过边的轴转动时，线框中产生恒定电流 D．当绕过边的轴转动时，在图示位置线框中的电流大小为 8．（25-26高一下·北京·期末）如图所示，电阻，质量为的导体棒以的初速度滑上光滑导轨，导轨左侧接有电阻的电阻，导轨处在磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面。导体棒的长度，导轨的电阻不计。求解下列问题： (1)导体棒中初始电流大小 (2)导体棒两端初始电压。 (3)导体棒运动的总位移大小 9．（26-27高三上·湖北黄石·开学考试）如图所示，足够长的平行光滑导轨间距为，导轨由水平部分和倾斜部分组成，两部分在、处平滑连接，连线与导轨垂直。水平导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为。一导体棒静止放置在水平导轨上，棒与的距离为。另一导体棒从距水平导轨高度为的倾斜导轨上由静止释放，运动过程中、棒始终与导轨垂直且接触良好，且、棒始终未相碰。已知、棒的质量均为、电阻值均为、长度均为，不计导轨电阻和空气阻力，重力加速度取。求： (1)棒刚进入磁场时，回路的电流； (2)、棒稳定后，棒上产生的总焦耳热； (3)为保证、棒始终不相碰，棒与的距离的最小值是多少？ ⏳题型03 感生电动势的计算 10．（2026·陕西商洛·一模）近场通信（NFC）是一种短距离无线通信技术，常应用在移动支付、门禁与身份验证等场景。某手机利用NFC“碰一下支付”时的工作简化流程如图甲所示：开启NFC功能，手机通过NFC天线向收款设备中的感应线圈发射一与感应线圈平面垂直的磁场，感应线圈中产生感应电流，产生的感应磁场传至手机完成支付。设某次支付中手机发射了一正弦磁场（如图乙所示），取向下为的正方向，采用俯视感应线圈的视角观察，在0~时间内，关于感应线圈，下列说法中正确的是（     ） A．时电流方向改变 B．时感应电动势最大 C．时值最大 D．~内为逆时针方向 11．（26-27高三上·广东佛山·阶段检测）“一卡通”为校园生活带来了方便，卡内部包含一个集成电路芯片和一个线圈，利用读卡器发射的电磁波使卡内线圈产生感应电流，进而为芯片提供所需的电能，激活芯片工作。其原理可简化为图1所示，矩形线圈的匝数，线圈面积，线圈的总电阻，线圈外接一个阻值的电阻，其余部分的电阻不计。线圈所处磁场的磁感应强度大小随时间变化的规律如图2所示。则（　　 ） A．内电动势为 B．时，电阻两端的电压为 C．内，线圈电阻发热为 D．内，通过电阻的电荷量为 12．（25-26高一下·北京·期末）在如图甲所示的电路中，电阻，单匝圆形金属线圈半径为，线圈的电阻为，在半径为的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的关系图线如图乙所示，图线在横、纵轴的截距分别为和，其余导线的电阻不计。闭合，至时刻，电路中的电流已稳定，下列说法正确的是（     ） A．电容器上极板带正电 B．电容器下极板带正电 C．稳定后线圈两端的电压为 D．稳定后线圈两端的电压为 13．（24-25高二下·海南海口·阶段检测）如图甲所示，面积为的100匝线圈处在匀强磁场中，线圈电阻，磁场方向垂直于线圈平面向里，已知磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，定值电阻，则0~5s内（    ） A．线圈感应电动势均匀增大 B．a、b两点间电势差 C．通过电阻R的电荷量为1.2C D．电阻R上产生的热量为1.2J 14．（25-26高二下·陕西榆林·期末）如图甲所示，竖直向上的匀强磁场中水平放置一半径为的单匝圆形线圈。磁场的磁感应强度随时间变化关系如图乙所示。线圈的电阻为，忽略线圈的形状变化。求0~时间内： (1)线圈中产生的感应电动势； (2)线圈中通过的电荷量。 15．（24-25高二下·四川成都·阶段检测）如图1所示，质量为、粗细均匀电阻的正方形金属线框ACDE放在光滑的水平面上，边长为的正方形区域abcd内有垂直于水平面向上的匀强磁场，线框AC边与磁场边界bc平行，AC将正方形abcd均分，锁定金属线框，从时刻开始，匀强磁场的磁感应强度随时间变化如图2所示，求： (1)金属线框内感应电动势的大小和方向； (2)时间内，金属线框产生的焦耳热Q以及电荷量q； (3)时刻解除金属线框的锁定，解除的一瞬间，线框的加速度大小。 ⏳题型04 自感现象 16．（25-26高二下·陕西榆林·期末）关于以下四幅图说法正确的是（     ） A．图甲中的电流属于交变电流 B．图乙中的非均匀变化的磁场可产生电磁场，电磁场的存在由麦克斯韦证实 C．图丙中，真空冶炼炉外线圈通入高频交流电时，线圈中产生大量热，从而冶炼金属 D．图丁中，开关闭合一段时间后断开，灯泡不会立即熄灭 17．（24-25高二下·四川绵阳·期中）如图所示的电路中，定值电阻R的阻值大于灯泡L的阻值。自感线圈的阻值非常小，可忽略不计。下列说法正确的是（     ） A．开关S闭合后，电路稳定时，灯泡L两端的电压比电阻两端的电压高 B．开关S闭合时，灯泡L将逐渐变亮 C．稳定后再断开S，电阻R的电流方向由a流向b D．稳定后再断开S，灯泡L先闪亮一下然后才变暗 18．（26-27高三上·天津滨海新区·开学考试）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．P闪亮后再熄灭 D．P逐渐熄灭 19．（25-26高二下·广东珠海·阶段检测）如图所示，L是自感系数很大的线圈，其电阻可忽略不计。A和B是两个完全相同的小灯泡。下列说法中正确的是（     ） A．闭合开关S，立即亮，逐渐变亮 B．闭合开关S，A、B同时亮，且亮度始终相同 C．S闭合稳定后再断开，A闪亮后再逐渐熄灭 D．S闭合稳定后再断开，线圈中磁场能转化为电能 20．（25-26高二下·陕西榆林·期中）如图所示的电路，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0，A和B是两个相同的小灯泡。则下列说法正确的是（     ） A．开关S闭合瞬间，灯泡A将慢慢变亮 B．开关S闭合瞬间，灯泡B将慢慢变亮 C．电路稳定后，开关S断开瞬间，灯泡A将立即熄灭 D．电路稳定后，开关S断开瞬间，灯泡B将立即熄灭 ⏳题型05 涡流　电磁阻尼和电磁驱动 21．（25-26高二下·陕西榆林·期中）涡流探伤是工业上常用的技术之一。如图所示，该技术通过励磁线圈使构件中产生涡电流，再测定涡电流的变化量从而获得构件缺陷的有关信息。则（     ） A．可通过调节线圈中电流变化来提高技术灵敏度 B．励磁线圈中通入大小不变、方向改变的交变电流 C．涡流探伤也适用于检测橡胶构件的缺陷 D．该项技术应用的原理是电流的热效应 22．（25-26高二下·云南昭通·阶段检测）电磁炉使用安全、热效率高。以下关于电磁炉说法中正确的是（　　） A．电磁炉可使用陶瓷锅加热食物 B．电磁炉在锅底产生涡流加热食物 C．电磁炉中线圈通过的是直流电 D．电磁炉线圈电阻越大加热效果越好 23．（25-26高二下·四川宜宾·期中）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（　　） 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，线圈有扩张趋势 C．磁铁靠近线圈，线圈对桌面的压力减小 D．有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同 24．（25-26高二下·海南省直辖县级单位·阶段检测）法拉第作出了关于电力场的关键性突破，发现了电磁感应现象，永远改变了人类文明。在下列一些常用家用电器的使用过程中，应用电磁感应原理的是（     ） A．电吹风机 B．电磁炉 C．电热毯 D．电烤箱 25．（25-26高二下·江苏连云港·期中）如图所示，一个可以自由转动的铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间，转动磁铁铝框也会跟着转动，下列说法正确的是（     ） A．这种现象叫电磁驱动 B．这种现象叫电磁阻尼 C．磁铁停止转动后、如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将继续加速转动 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 重难·创新演练 26．（24-25高二下·广东惠州·阶段检测）（多选）如图甲所示为按压式发电手电筒。当以一定的频率不断按压手柄时，其内置发电机会产生交变电流，电动势大小随时间变化情况如图乙所示。忽略发电机内阻，则该发电机（     ） A．输出的交流电周期为0.125s B．t=0.0625s时，发电机内部线圈的磁通量变化最快 C．可以让额定电压为20V的灯泡正常发光 D．0~1s时间内线圈中电流方向变化8次 27．（26-27高三上·广东中山·阶段检测）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U形导体框间距为L，左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度开始运动，最终停在导体框上。在此过程中（     ） A．导体棒做匀减速直线运动 B．通过导体棒的电荷量为 C．电阻产生的焦耳热为 D．导体棒运动的位移大小为 28．（26-27高三上·广东广州·阶段检测）（多选）空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN，一硬质细导线的电阻为R，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心Q在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图（a），磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b），则在t=0到t=t1的时间内（　　） A．圆环中感应电流沿顺时针方向 B．圆环中的感应电动势大小为 C．圆环中的感应电流大小为 D．圆环所受安培力F大小随时间t的关系为 29．（2026·贵州黔东南·模拟预测）（多选）如图甲所示，光滑绝缘水平面上有宽度为2L的条形磁场，磁场方向竖直向下，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，、均已知，理想边界上有磁场。质量为m、电阻为R的匀质长方形单匝线框，其长为2L，宽为L，线框bc边与ad边的中点分别是e、f。在时间内将线框锁定，使e、f连线刚好与磁场左边界重合。时刻线框突然获得一个向右的初速度，已知ab边离开磁场时线框速度大小为ab边刚进入磁场时的。下列说法正确的是（     ） A．时刻，ab两点间的电势差为 B．在内，cd边所受安培力的冲量大小为 C．cd边在磁场中运动时，bc边不受安培力作用 D．ab边刚进入磁场时线框的速度大小为 30．（26-27高三上·广东韶关·阶段检测）如图所示，一条足够长的空心铜管竖直放置，其内壁光滑，不计空气阻力。一圆柱形磁铁（其直径略小于铜管内径）从管上端静止释放，取竖直向下为正方向。下列有关磁铁运动的位置x和速度v随时间变化图像，最接近真实运动的是（     ） A． B． C． D． 31．（26-27高三上·内蒙古锡林郭勒·开学考试）一横截面积为、电阻率为、密度为的均匀导体构成的半径为圆环，竖直向下落入如图所示的径向磁场中。圆环的圆心始终在极的轴线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为，圆环在加速下落过程中某一时刻的速度为，忽略电感的影响，重力加速度为，则下列说法正确的是（     ） A．此时在圆环中产生了（俯视）逆时针的感应电流 B．此时圆环受到竖直向下的安培力作用 C．此时圆环的加速度 D．如果径向磁场足够深，则圆环的最大速度 真题·实战演练 32．（2026·江西·高考真题）（多选）某小组探究线圈的自感现象，实验电路如图所示，其中和是两个相同的灯泡，线圈的自感系数很大。下列选项正确的是（     ） A．闭合，稳定后缓慢减小的阻值，亮度不变，变亮 B．闭合，缓慢变亮 C．断开的瞬间，通过的电流方向改变 D．断开的瞬间，通过的电流方向改变 33．（2026·广西·高考真题）某发光装置的电路如图甲。金属棒一端固定在竖直导电转轴的点，另一端固定在水平导电圆环的点，圆环圆心为、半径为。圆环和转轴分别通过电刷、保持与外电路的连接。圆环内存在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。转动转轴时，金属棒和圆环随转轴一起以角速度逆时针转动。时刻，发光二极管，和亮度相同，随的变化关系如图乙。已知电路中金属棒、电阻、电感线圈的电阻，LED1和LED2正向导通的电阻均为，其余电阻不计。则（     ） A．到的过程中，通过的电流 B．到的过程中，整个装置消耗的电能 C．时，电感线圈两端电压为 D．到的过程中，比先熄灭 34．（2025·北京·高考真题）如图所示，线圈自感系数为L，电容器电容为C，电源电动势为和是三个相同的小灯泡。开始时，开关S处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻，将开关S闭合，下列说法正确的是（　　） A．闭合瞬间，与同时亮起 B．闭合后，亮起后亮度不变 C．稳定后，与亮度一样 D．稳定后，电容器的电荷量是 35．（2026·重庆·高考真题）如图甲所示，在水平面内，相距为的固定平行光滑金属导轨与滑动变阻器R相连，滑动变阻器的最大阻值为3 Ω，导轨电阻不计。空间内存在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。粗细均匀的导体棒在外力F作用下以初速度向右运动，导体棒长为L，质量电阻不计。运动过程中，外力F随金属棒的动能变化图像如图乙所示。金属棒和导轨接触良好且始终和导轨垂直，忽略回路电流产生的磁场。 (1)滑动变阻器阻值，求金属棒速度为时所受的安培力大小； (2)调节滑动变阻器阻值，初速度，求金属棒的稳定速度；当金属棒以不同初速度运动时，求在达到稳定速度的过程中合外力做功； (3)调节滑动变阻器阻值，使得金属棒存在两个稳定速度，求滑动变阻器的阻值和对应的稳定速度。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $