13.3 电磁感应现象及应用 同步课时练-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

13.3 电磁感应现象及应用 同步课时练 【基础过关练】 一、单选题 知识点 1：电磁感应相关物理学史，发电机工作原理（机械能转化电能） 1．下列说法正确的是 （　　） A．法拉第首先用实验的方法发现了电磁感应现象 B．楞次通过实验，首先发现了电流周围存在磁场 C．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式 D．洛伦兹最早提出了确定感应电流方向的方法 2．下列装置能反映发电原理的是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，把线圈A放进螺线管B的里面，开关闭合瞬间电流计指针向右摆动，则开关闭合以后（　　） A．将线圈A拔出过程中指针向右偏转 B．滑片P快速向右移动指针向左偏转 C．向线圈A中插入铁芯指针向左偏转 D．再断开开关的瞬间指针不偏转 4．如图，线圈M和线圈N绕在同一个铁芯上，闭合开关S的瞬间，线圈N中（　　） A．没有感应电流，因为线圈N中磁通量不变 B．没有感应电流，因为HIJK回路中磁通量不变 C．产生感应电流，是由于线圈N中磁通量变大 D．产生感应电流，是由于HIJK回路中磁通量变大 知识点 2：感应电流产生条件：闭合回路，磁通量发生变化 5．在研究电磁感应现象的实验中，用导线将线圈与灵敏电流计相连，构成闭合电路，如图所示。在下列情况中，灵敏电流计指针不发生偏转的是（     ） A．线圈不动，将磁体向线圈中插入 B．线圈不动，将磁体从线圈中抽出 C．磁体放在线圈里不动 D．磁体不动，将线圈上下移动 6．如图所示，条形磁铁沿水平方向穿过固定在桌面的闭合金属圆环，则（　　） A．穿入过程，穿过圆环的磁通量不变 B．穿入过程，圆环中会产生感应电流 C．穿出过程，穿过圆环的磁通量不变 D．穿出过程，圆环中不会产生感应电流 7．水平面某一区域存在平行边界的匀强磁场，磁场方向竖直向上，一金属框在外力作用下匀速通过磁场区域，过程中经过位置、、、，如图所示。下列关于金属框运动过程中感应电流的说法中正确的是（　　） A．在位置处，金属框中存在感应电流 B．在位置处，金属框中存在感应电流 C．从位置到位置过程中，金属框中存在感应电流 D．从位置到位置过程中，金属框中始终无感应电流 8．如图所示，匀强磁场中有一与灵敏电流计相连的弹簧线圈。下列操作中，灵敏电流计指针不发生偏转的是（    ） A．将弹簧线圈撑开 B．将弹簧线圈翻转180° C．将弹簧线圈向上平移 D．将弹簧线圈水平拉出磁场 知识点 3：电磁感应开路情景（线圈接平行板，只有感应电动势，无感应电流） 9．跳绳也可以“发电”。用一根带有绝缘皮的长铜导线做跳绳，将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动跳绳时，发现灵敏电流计的指针左右摆动。则（　　） A．向任意方向摇绳一定都能产生电流 B．电流方向与绳子运动方向无关 C．跳绳发电属于电磁感应 D．跳绳发电属于电流的磁效应 10．在如图所示的几种情况中，哪个闭合线框或螺线管内不会产生感应电流( ) A．线框沿着平行于通恒定电流直导线方向移动 B．线框向远离通恒定电流直导线的方向移动 C．螺线管旁的磁铁向远离螺线管轴线的方向移动 D．螺线管旁的磁铁平行于螺线管轴线的方向移动 【能力提升练】 11．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 12．在一根较长的铁钉上，用漆包线绕上两个线圈A、B，将线圈B的两端接在一起，并把CD段直漆包线沿南北方向放置在静止的小磁针的上方，如图所示。下列判断正确的是（　　） A．开关闭合瞬间，小磁针的N极向上转动 B．开关闭合瞬间，小磁针的N极垂直纸面向里转动 C．开关断开瞬间，小磁针的N极垂直纸面向里转动 D．开关断开瞬间，小磁针的N极向上转动 13．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 14．如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽度为，将一边长为的正方形导线框以速度匀速地通过磁场区域，若，则线框中产生感应电流的时间应等于（　　） A． B． C． D． 二、多选题 15．（多选）如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动。拿一条形磁体插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，看到的现象及现象分析正确的是（    ） A．磁体插向左环，横杆发生转动 B．磁体插向右环，横杆发生转动 C．磁体插向左环，左环中产生感应电流 D．磁体插向右环，右环中产生感应电流 16．(多选)下列关于电磁感应的说法正确的是( ) A．各种“电生磁”的现象叫作电磁感应 B．各种“磁生电”的现象叫作电磁感应 C．奥斯特首先发现了电磁感应 D．法拉第首先发现了电磁感应 17.(多选)如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是( ) A．线圈a中无感应电流 B．线圈b中有感应电流 C．线圈c中有感应电流 D．线圈d中无感应电流 18． (多选)主持节目、演唱常用到话筒，其中有一种动圈式话筒，其工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时， 就将声音信号转变为电信号，下列说法正确的是( ) A．该传感器是根据电流的磁效应工作的 B．该传感器是根据电磁感应原理工作的 C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量会改变 D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电流 【培优拓展练】 三、实验题 19．某实验小组使用如图所示的器材探究“电磁感应现象”中影响感应电流方向的因素。 (1)连接好如图电路后，闭合开关，发现灵敏电流计G的指针向右偏了一下、保持开关闭合，依次进行以下操作：将铁芯迅速插入线圈A时，灵敏电流计指针将向________（填“左”或“右”）偏；然后将滑动变阻器连入电路中的阻值调大，灵敏电流计指针将向________（填“左”或“右”）偏；稳定后断开开关，灵敏电流计指针将向________（填“左”或“右”）偏。 (2)写出闭合回路中产生感应电流的条件：________。 (3)亮亮经过以上实验探究，对自家“自发电”无线门铃按键原理进行研究，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；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位。下列说法正确的是（     ） A．只有按下按钮时，门铃才会响 B．按住按钮不动，门铃不会响 C．按下按钮过程，通过门铃电流方向 D．按下和松开按钮过程，通过门铃感应电流大小一定相等 四、解答题 20．如图所示，固定于水平面上的金属架处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒沿框架向右运动。时，到达的位置恰好使构成一个边长为的正方形，磁感应强度随时间变化，二者满足以下关系。求 (1)时穿过回路的磁通量； (2)为使棒中不产生感应电流，从开始，金属棒沿框架向右运动的位移随时间应满足的关系式？ 21．如图所示，正方形金属框abcd的边长为l，磁场区域边界PM与PN的夹角，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，磁场区域范围足够大，P点位于cd的中点，cd与PN在同一条直线上，规定此时穿过金属框的磁通量为正。 (1)此时穿过金属框的磁通量为多少？ (2)若将金属框以bc边为轴，分别向纸面外转动和，磁通量变化量分别为多少？ (3)以图示位置为计时起点，线框向右以速度v做匀速直线运动，在b点进入磁场之前，要使线框中不产生感应电流，求磁感应强度B与时间t之间的关系式。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C B C C B A C C A 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 C C A C BD BD CD BC 1．A 【详解】A．法拉第首先用实验的方法发现了电磁感应现象，故A正确； B．奥斯特通过实验，首先发现了电流周围存在磁场，故B错误； C．洛伦兹提出了磁场对运动电荷的作用力公式，故C错误； D．楞次最早提出了确定感应电流方向的方法，故D错误。 故选A。 2．C 【详解】发电的原理是把机械能转化为电能。 A．图中是电流的磁效应，故A错误： B．图中是通电导体在磁场中运动，电能转化为机械能，故B错误： C．图中是电磁感应现象，机械能转化为电能，与发电的原理一致，故C正确： D．图中是电流的磁效应，故D错误。 故选C。 3．B 【详解】A．由题知开关闭合瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，电流计指针向右摆动。当开关闭合以后将线圈A拔出过程中，穿过线圈B的磁通量减少，则指针向左偏转，故A错误； B．当开关闭合以后，滑片P快速向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路中的电流变小，穿过线圈B的磁通量减少，则指针向左偏转，故B正确； C．当开关闭合以后，向线圈A中插入铁芯，穿过线圈B的磁通量增加，则指针向右偏转，故C错误； D．当开关闭合以后再断开开关的瞬间，穿过线圈B的磁通量减少，则指针向左偏转，故D错误。 故选B。 4．C 【详解】当闭合开关S的一瞬间，线圈中通电产生磁场，线圈处在激发的磁场里，且激发的磁场不断增强，线圈N中磁通量变大，故在线圈中有感应电流产生。因为铁芯的作用，磁场基本被束缚在铁芯中。HIJK回路中磁通量基本不变，为零。 故选C。 5．C 【详解】A．线圈不动，磁体向线圈中插入，穿过线圈的磁通量增大，磁通量发生变化，产生感应电流，指针偏转，故A错误； B．线圈不动，磁体从线圈中抽出，穿过线圈的磁通量减小，磁通量发生变化，产生感应电流，指针偏转，故B错误； C．磁体放在线圈里不动，穿过线圈的磁通量保持不变，无感应电流产生，指针不发生偏转，故C正确； D．磁体不动，线圈上下移动，线圈所处位置的磁场强弱变化，穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，指针偏转，故D错误。 故选C。 6．B 【详解】AB．穿入过程，穿过圆环的磁通量变大，则圆环中会产生感应电流，故A错误，B正确； CD．穿出过程，穿过圆环的磁通量变小，则圆环中会产生感应电流，故CD错误。 故选B。 7．A 【详解】A．在位置处，穿过金属框的磁通量正在增大，金属框中存在感应电流，故A正确； BC．从位置到位置过程中，穿过金属框的磁通量不变，金属框中无感应电流，故BC错误； D．从位置到位置过程中，金属框穿出磁场边界时，穿过金属框的磁通量减小，金属框中存在感应电流，故D错误。 故选A。 8．C 【详解】A．根据 可知将弹簧线圈撑开，弹簧线圈面积变大，穿过弹簧线圈的磁通量会发生变化，有感应电流产生，故A不符合题意； B．根据 可知将弹簧线圈翻转180°，穿过弹簧线圈的磁通量会发生变化，有感应电流产生，故B不符合题意； C．根据 可知将弹簧线圈向上平移，穿过弹簧线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，故C符合题意； D．根据 可知将弹簧线圈水平拉出磁场，穿过弹簧圈的磁通量会发生变化，有感应电流产生，故D不符合题意。 故选C。 9．C 【详解】AB．地球是个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，所以磁感线大致沿南北方向，所以若两位同学站在东西方向，摇动铜线跳绳切割磁感线运动，有电流，若站在南北方向，则跳绳不切割磁感线，无电流，所以电流方向与绳子运动方向有关，故AB错误； CD．跳绳发电属于电磁感应现象，故C正确，D错误。 故选C。 10．A 【详解】　线框沿着平行于通电直导线方向移动，穿过线框的磁通量不发生变化，不产生感应电流，A项正确 11．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。 12．C 【详解】AB．开关闭合瞬间，由楞次定律可知线圈B中产生感应电流方向由D到C，由安培定则可知，CD导线下面的磁场方向垂直纸面向外，小磁针的N极垂直纸面向外转动，S极垂直纸面向里转动，故AB错误； CD．开关断开瞬间，由楞次定律可知线圈B中产生感应电流方向由C到D，由安培定则可知，CD导线下面的磁场方向垂直纸面向里，小磁针的N极垂直纸面向里转动，S极垂直纸面向外转动，故C正确，D错误。 故选C。 13．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。 14．C 【详解】当线圈进入磁场和出离磁场时，穿过线圈的磁通量发生变化，则线圈中都会产生感应电流，进入磁场和出离磁场的时间均为 因，则两段时间不重叠，则线框通过磁场区域中产生感应电流的时间 故选C。 15．BD 【详解】AC．左环存在缺口，不是闭合回路，即使磁体插入时穿过环的磁通量增加，也无法形成感应电流，因此左环不受安培力，横杆不会转动。故AC错误； BD．右环是闭合金属环，磁体插入时穿过闭合环的磁通量增加，会产生感应电流；根据楞次定律的“来拒去留”，感应电流的磁场会阻碍磁体和环的相对运动，环会受到远离磁体的安培力，带动横杆发生转动，故BD正确。 故选BD。 16．BD 【详解】解析　“磁生电”的现象才叫作电磁感应，故A错误，B正确；奥斯特首先发现的是“电生磁”的现象，称为电流的磁效应，不是电磁感应，C错误；法拉第首先发现了“磁生电”的现象即电磁感应，D正确。 故选BD 。 17．CD 【详解】　根据安培定则可判断出电流产生的磁场方向，线圈a中的磁场方向均垂直于纸面向里，线圈c中的磁场方向均垂直于纸面向外，线圈b、d中的合磁通量始终为零，故增大两直导线中的电流时，线圈a、c中的磁通量发生变化，有感应电流产生，而线圈b、d中磁通量没有发生变化，无感应电流产生， 故CD正确。 18．BC 【详解】当声波使膜片前后振动时，穿过金属线圈的磁通量会改变，线圈中产生感应电流，将声音信号转变为电信号，该传感器是根据电磁感应原理工作的，A、D错误，B、C正确。 故选BC。 19．(1) 右 左 左 (2)穿过闭合回路的磁通量发生变化 (3)BC 【详解】（1）[1]连接好电路后，闭合开关，线圈内的磁通量增大，灵敏电流计G的指针向右偏了一下，则将铁芯迅速插入线圈A时，线圈B内的磁通量增大，灵敏电流计G指针将向右偏。 [2]将滑动变阻器连入电路中的阻值调大，回路中电流减小，线圈A产生的磁场减小，线圈B内的磁通量减小，灵敏电流计G指针将向左偏。 [3]稳定后断开开关，线圈B内的磁通量减小，灵敏电流计G指针将向左偏。 （2）闭合回路中产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化。 （3）A．按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量发生变化，螺线管产生感应电动势，门铃均会响，故A错误； B．按住按钮不动，螺线管中磁通量不变，螺线管中的感应电动势为零，门铃不会响，故B正确； C．按下按钮过程，螺线管中向左的磁通量增大，根据楞次定律，可知按下按钮过程，通过门铃电流方向，故C正确； D．按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量的变化率不一定相同，故螺线管产生的感应电动势不一定相同，通过门铃感应电流大小不一定相等，故D错误。 故选BC。 20．(1) (2) 【详解】（1）由，知时， 故磁通量 （2）由，得 为使棒中不产生感应电流，则要使得穿过闭合回路的磁通量不变，即 解得 21．(1) (2)， (3) 【详解】（1）根据磁通量的定义式，其中 代入解得此时穿过金属框的磁通量为 （2）若向纸面外转动，则 所以磁通量的变化量为 若向纸面外转动，则 所以磁通量的变化量为 （3）要使线框中不产生感应电流，即线框中的磁通量不发生变化，则经任意时刻t，线框运动的位移为 此时穿过金属框的磁通量 且 联立可得磁感应强度B与时间t之间的关系式 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $