第31讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流（专项训练）（安徽专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 第31讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流 (专项训练) 模拟•基础演练 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 A B AC AC B C AC AC A 题号 11 12 13 14 答案 C AB C AC 4Bav 10. 【答案】) 3R, 电流方向为N→M? 3 SBa'v 8B2av2 9R￥ 3R 【详解】(1)当金属棒经过圆心O时，有效切割长度为2a,由动生电动势公式得： E=BLv=B·2av=2Bw 圆环总电阻为2R,金属棒经过圆心时，圆环被N分成两个半圆弧，每个半圆弧的电阻为R,二者属于并 R 联关系，因此外电路总并联电阻R并 3 I=- E2Bav4Bav 金属棒自身电阻为，相当于电源内阻，由闭合电路欧姆定律： R+R并R+ R 3R 个 2 由右手定则，磁场垂直纸面向里，棒向右运动，感应电流在棒内从N指向M。 Uw是路端电压，即并联圆环的分压：w=1-R=4Bg-Bav 3R23 (4Bav'R 8Ba'v (2)圆环消耗的热功率即外电路的热功率：，=1PR-(3R)2 9R 由能量关系，总功率等于感应电动势的总功率：总=EI=2Bw 4Bav 8B2a2v2 3R 3R 重难•创新演练 题号 1 3 答案 BD AD C 112 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 真题•实战演练 题号 1 2 3 4 5 6 答案 B D C BD CD BC 2/2 第31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 2 知识点1法拉第电磁感应定律 2 知识点2涡流、电磁阻尼和电磁驱动 3 知识点3互感现象和自感现象 4 模拟·基础演练 5 题型01 法拉第电磁感应定律的理解和应用 5 题型02 导体棒切割磁感线产生感应电动势的计算 7 题型03 自感现象及互感、涡流、电磁阻尼 10 重难·创新演练 11 真题·实战演练 13 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 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 甘肃·T2、江苏·T10、 河北·T6、黑吉蒙辽·T6、浙江(1月)·T8 江西·T8、天津·T13、全国卷·T8、甘肃·T6、 广东·T9、湖北·T5、 浙江(1月)·T13、 福建·T4、北京·T14、广东·T4、浙江(6月)·T13、湖南·T4、 自感、涡流和电磁阻尼 浙江(6月)·T8、江西·T8、广西·T7、浙江(1月)·T10 北京·T9、河南·T5、广东·T12、 甘肃·T6、湖北·T1、浙江(1月)·T13、 考情分析 题型与考向： 本节题型选择题为高频考点，考向包含：法拉第电磁感应定律基础判断、磁通量变化率、E=n理解；通电/断电自感现象、I-t图像分析；涡流的应用（电磁炉、安检、金属探测、涡流制动、铁芯硅钢片减涡流）。 计算题多为压轴题，常和楞次定律、能量、动量捆绑考查，计算题区分度高。考向包含：导体棒平动切割（动生电动势 E=BLv），结合闭合电路欧姆定律、安培力、平衡；变加速切割，结合动量定理、能量守恒（单杆、双杆）；转动切割电动势E＝Bl2ω。 命题情境： 1．实验情境：通电断电自感演示实验； 2．生产生活情境：电磁炉、金属探测器、变压器铁芯、涡流刹车； 3．模型情境：导轨导体棒、旋转金属杆、有界磁场、变化磁场（感生电场）。 命题立意: 1．立足物理观念：电动势本质、电磁感应中能量转化； 2．突出科学思维：模型建构、图像分析、微元/动量方法处理变力问题； 3．联系STSE，考查学以致用，区分死记公式和理解原理。 复习目标 1．理解法拉第电磁感应定律，区分平均感应电动势、瞬时感应电动势； 2．掌握动生电动势、感生电动势的计算方法； 3．理解自感现象、自感系数、涡流的产生原理与特点，记住通电自感、断电自感现象规律。 巩固·知识解构 知识点1 法拉第电磁感应定律 1．感应电动势 (1)概念：在_______________中产生的电动势。 (2)产生条件：穿过回路的_________发生改变，与电路是否闭合_________。 (3)方向判断：感应电动势的方向用_________或_________来判断。 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__________________成正比。 (2)公式：_________，其中n为_________。 (3)感应电流与感应电动势的关系：遵守__________________定律，即I＝_________。 ( ✨ 得分速记 法拉第电磁感应定律的规范应用 (1)一般解题步骤 ①分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况； ②利用楞次定律确定感应电流的方向； ③灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解。 (2)应注意的问题 ①用公式 E ＝ n 求解的是一个回路中某段时间内的平均感应电动势，只有在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值； ②通过回路的电荷量 q 仅与 n 、Δ Φ 和回路总电阻 R 有关，与变化过程所用的时间长短无关，推导过程： q ＝ Δ t ＝ Δ t ＝ 。 ) 3．导体切割磁感线时的感应电动势 切割方式 电动势表达式 说明 垂直切割 E＝Blv ①导体棒与磁场方向垂直，磁场为匀强磁场； ②式中l为导体切割磁感线的有效长度； ③旋转切割中导体棒的平均速度等于中点位置的线速度lω 倾斜切割 E＝Blvsinθ(θ为v与B的夹角) 旋转切割(以一端为轴) E＝Bl＝Bl2ω ( ✨ 得分速记 切割磁感线的那部分导体相当于电路中的电源，常见的情境有以下两种： 1．导体平动切割磁感线 对于导体平动切割磁感线产生感应电动势的计算式 E ＝ Blv ，应从以下几个方面理解和掌握： (1)正交性 ： 本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场，还需 B 、 l 、 v 三者相互垂直。当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算。 (2)平均性 ： 导体平动切割磁感线时，若 v 为平均速度，则 E 为平均感应电动势，即 ＝ Bl 。 (3)瞬时性 ： 导体平动切割磁感线时，若 v 为瞬时速度，则 E 为相应的瞬时感应电动势。 (4)有效性 ： 公式中的 l 为导体有效切割长度，即导体在与 v 共同所在平面上垂直于 v 的方向上的投影长度。下图中有效长度分别为： 甲图： l ＝ cd sin β (容易错算成 l ＝ ab sin β )。 乙图：沿 v 1 方向运动时， l ＝ MN ；沿 v 2 方向运动时， l ＝0。 丙图：沿 v 1 方向运动时， l ＝ R ；沿 v 2 方向运动时， l ＝0；沿 v 3 方向运动时， l ＝ R 。 (5)相对性 ： E ＝ Blv 中的速度 v 是相对于磁场的速度，若磁场也运动时，应注意速度间的相对关系。 2．导体转动切割磁感线 当导体棒在垂直于磁场的平面内，绕导体棒上某一点以角速度 ω 匀速转动时，则： (1)以导体棒中点为轴时， E ＝0(相同两段的代数和)。 (2)以导体棒端点为轴时， E ＝ Bωl 2 。 (3)以导体棒上任意一点为轴时， E ＝ Bω ( l － l )(不同两段的代数和，其中 l 1 > l 2 )。 ) 知识点2 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 1．感生电场 (1)感生电场的定义：_______变化时在空间激发的一种电场。 (2)感生电场与静电场的区别：感生电场_______(填“是”或“不是”)由电荷产生的。 (3)感生电动势：_________在闭合导体中产生的感应电动势。 (4)应用：电子感应加速器。 2．涡流：如果穿过导体的磁通量发生变化，由于_________，导体内会产生_________，这种电流像水中的漩涡，所以叫作涡电流，简称涡流。 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_________，安培力的方向总是_____导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。 4．电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生_________，它使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。 交流感应电动机就是利用_________的原理工作的。 5．电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了_________的推广应用。 知识点3 互感现象和自感现象 1．互感现象 两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生_________。这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作_______电动势。 2．自感现象 (1)定义：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在_________激发出_________，这种现象称为自感。 (2)自感电动势 ①定义：由于_________而产生的感应电动势。 ②表达式：E＝_________。 ③自感系数L 相关因素：与线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁芯等因素有关。 单位：亨利(H)，1 mH＝______H，1 μH＝_______ H。 3．自感现象中磁场的能量 (1)线圈中的电流从无到有，电源把能量输送给_________，储存在_________中。 (2)线圈中的电流减小时，储存在_________中的能量释放出来，转化为电能。 ( ✨ 得分速记 1．自感现象的四大特点 (1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化。 (2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化。 (3)电流稳定时，自感线圈就相当于 普通导体 。 (4)线圈的自感系数越大，自感现象越 明显 ，自感电动势只是延缓了过程的进行，即它不能使过程停止，更不能使过程反向。 2．通电自感和断电自感的分析 灯泡与线圈串联 灯泡与线圈并联 电路图 通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 电流突然增大，灯泡立刻变亮，然后电流逐渐减小达到稳定，灯泡比刚通电时暗些 断电时 电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向 不变 电路中稳态电流为 I 1 、 I 2 ①若 I 2 ≤ I 1 ，灯泡逐渐变 暗 ； ②若 I 2 > I 1 ，灯泡 闪亮后逐渐变暗 。两种情况灯泡中电流方向均 改变 ) 模拟·基础演练 考查重点：感生电动势大小计算与方向判断；导体棒切割磁感线产生的感应电动势的计算方法与方向判断；涡流、电磁阻尼与电磁驱动；自感现象与互感现象 ⏳题型01 法拉第电磁感应定律的理解和应用 1．▶新考法◀（24-25高三上·安徽合肥·期末）如图所示，将两根表面涂有绝缘漆的相同硬质细导线分别绕成闭合线圈a、b，两线圈中大圆环半径均为小圆环的3倍，垂直线圈平面方向有一匀强磁场，磁感应强度随时间均匀变化，则 a、b两线圈中产生的感应电动势大小之比为（　　） A． B． C． D． 2．（2026·安徽·二模）如图所示，质量为m，电阻为R，直径为d的圆形金属线框置于粗糙绝缘的水平桌面上，线框的左半部分处于一个垂直桌面向下的正方形匀强磁场区域，磁场区域边长也为d，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，其中B0、t0均为已知量，圆形线框一直处于静止状态。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．0~t0时间内线框中的感应电流方向为顺时针 B．2t0时刻线框所受安培力大小为 C．0.5t0与2t0时刻，线框受到的摩擦力大小相等，方向相反 D．0~t0和t0~3t0时间内，导体框中产生的焦耳热之比为4:1 3．（2025·河北秦皇岛·模拟预测）（多选）如图所示，半径为、粗细均匀的单匝圆形金属线圈内有一半径为的圆形区域存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于线圈平面向外，磁感应强度B随时间t的变化关系为，、k为正的常量，线圈电阻为R，则磁感应强度从增大到2时间内（　　） A．线圈中电子沿逆时针方向定向移动 B．线圈面积有缩小的趋势 C．线圈中产生的焦耳热为 D．通过导线横截面的电荷量为 4．▶新情境◀（2026·安徽六安·模拟预测）（多选）如图甲所示，边长为2m、总阻值为的正方形线框静置在水平地面上，为正方形的几何中心，左侧区域存在垂直纸面向里的均匀分布磁场，磁感应强度大小为，右侧存在垂直纸面向外的均匀分布磁场，磁感应强度大小为，、随时间变化的图像如图乙所示，已知线框始终静止，则（　　） A．时，线框受到水平向左的摩擦力 B．内线框中的感应电流为0.3A C．和时线框受到的安培力大小相等、方向相同 D．内线框中产生的焦耳热为0.048J ⏳题型02 导体棒切割磁感线产生感应电动势的计算 5．（25-26高三·全国·一轮复习）如图所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，已知ab＝bc＝L，当它以速度v向右水平运动时，a、c两点间的电势差为（　　） A．BLv B．BLvsin C．BLvcos D．BLv（1＋sin） 6．（26-27高二上·山东济南·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，则电流大小发生变化 D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 7．（2026·安徽马鞍山·二模）（多选）如图所示，竖直平面内有一金属圆环，直径为L，总电阻为4R。圆环区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于圆环面。环最高点处用铰链连接一长也为L、质量为m、电阻为R的导体棒OP，使导体棒由水平位置紧贴环面摆下，第一次摆至竖直位置时，导体棒P端速度为v。不计一切摩擦，重力加速度为g。该过程中（　　） A．导体棒摆动的角速度先增加后减小 B．导体棒在竖直位置时，棒所受安培力为 C．导体棒在竖直位置时，棒两端电压为 D．整个系统产生的热量为 8．▶新考法◀（2026·安徽芜湖·一模）（多选）如图所示，水平面内有两根足够长的平行光滑金属导轨，间距为L，两端分别接有电容为C的电容器和阻值为R的电阻，导轨间有垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现有一长为2L的金属棒垂直放在导轨上，在金属棒以O点为轴沿顺时针方向以角速度转过的过程中（金属棒电阻不计，脱离导轨前始终与导轨接触良好）（　　） A．刚开始时通过定值电阻的电流方向由a到b B．金属棒刚开始转动时，产生的感应电动势最大 C．通过定值电阻的电荷量为 D．通过定值电阻的电荷量为 9．（2025·安徽六安·模拟预测）感应电动势是由回路中磁通量的变化引起的，根据磁通量变化的原因不同，可分为感生电动势和动生电动势。由磁场变化引起磁通量变化而产生的感应电动势称为感生电动势。变化的磁场在其周围空间会激发出感应电场（称为涡旋电场），这种电场迫使导体内的电荷做定向移动而产生感生电动势，如图甲所示；导体切割磁感线产生的电动势称为动生电动势。导体切割磁感线时，导体中的自由电子由于和导体一起运动，因而受到洛伦兹力的作用，使导体两端产生电动势，如图乙所示。下列说法不正确的是（　　） A．对甲图，当如图所示的磁感应强度增加时，导体中电子将受到如图所示的涡旋电场力 B．对甲图，电荷定向移动对应的电能来自于让磁通量变化所需的能量 C．对乙图，当电子沿着导体棒运动时，会产生另一个洛伦兹力分量，但总洛伦兹力不做功 D．对乙图，电荷定向移动所增加的电势能来源于外力移动导体棒时所提供给系统的能量 10．把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，将其水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，一长度为2a，电阻等于R，粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终接触良好，当金属棒以恒定速度v向右移动经过圆环圆心O时，求： (1)金属棒上电流的大小、方向及棒两端的电压； (2)圆环消耗的热功率、圆环和金属棒上消耗的总热功率。 ⏳题型03 自感现象及互感、涡流、电磁阻尼 11．如图甲所示，某同学做自感现象的实验。自感线圈L的直流电阻为RL， 和是完全相同的两个小灯泡，R为滑动变阻器，现调节滑动变阻器R的阻值大于RL的阻值。在实验时，先闭合开关S，待稳定状态后又突然断开S，下列说法正确的是 （　　） A．在闭合S瞬间，因为R的阻值大于RL的阻值，所以灯先亮 B．在突然断开S瞬间，先熄灭，会闪亮一下再熄灭 C．在突然断开S瞬间，灯会闪亮一下，然后与灯一起熄灭 D．若将自感线圈L换成如图乙的双线绕法线圈，则观察到的自感现象会更明显 12．（多选）相同的电灯A1、A2和自感系数较大的电感线圈L接入如图甲所示的电路中，电源电动势为E，内阻不计。闭合开关S，待电路稳定后开始计时，t1时刻断开开关S，t2时刻整个电路的电流均为零。t1时刻前后通过电灯A2的电流—时间(iA2­t) 图像如图乙所示，用I1和I2分别表示开关S断开瞬间前后通过电灯A2的电流大小。下列说法正确的是（　　） A．电感线圈的直流电阻不可忽略 B．断开开关S后，电灯A1、A2电流大小始终相等 C．断开开关S后，流过电灯A2的电流方向向左 D．线圈的自感系数是由线圈本身决定的，与是否有铁芯无关 13．航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，则合上开关S的瞬间（　　） A．两个金属环都向左运动 B．两个金属环都向右运动 C．从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向 D．铜环受到的安培力等于铝环受到的安培力 14．（多选）图甲是磁电式电表内部结构示意图，蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，在铝框上绕有铜线圈。电表指针固定在线圈上，可与线圈一起转动。线圈的两端分别接在两个接线柱上。蹄形磁铁与铁芯间的磁场可看作是均匀辐射分布的，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．线圈转动时，线圈平面始终与磁感线平行 B．当电表中通以如图乙的电流时，指针将向左偏 C．增大线圈中的匝数，可以增大电表的灵敏度 D．将更轻便的木框代替铝制框，在使用电表时可以使指针更迅速稳定在示数位置上 重难·创新演练 设题创新:电磁阻尼、电磁驱动（T1）、三维空间的旋转切割（T2）、变化的有界磁场中导线框的感应电动势（T3） 1．（25-26高三上·山东日照·阶段检测）（多选）加速性能、电能利用率、动能回收等是电动汽车电机的重要指标。如图所示，甲、乙分别是目前被广泛采用的两种电机的简化原理示意图，它们的相同点是利用作为定子的电磁铁（1和4；2和5；3和6）三组线圈交替产生磁场，实现了电磁铁激发的磁场在平面内沿顺时针方向转动的效果，以驱动转子运动；不同的是甲图所示电机的转子是一个永磁铁，而乙图所示电机的转子是绕有闭合线圈的软铁。通过电磁驱动转子转动，可以为电动汽车提供动力。若假定两种电机的每组电磁铁中电流变化周期和有效值均相同，下列说法正确的是（　　） A．电机稳定工作时，乙电机转子的转速与电磁铁激发磁场的转速相同 B．电机稳定工作时，乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速，其所受安培力就越小 C．电机稳定工作时，乙电机转子上的线圈需要加独立电源 D．刹车（停止供电）时，甲电机可利用电磁感应原理实现回收动能 2．▶新考法◀（24-25高三·全国·二轮复习）（多选）如图所示在空间直角坐标系O-xyz之中有一等腰直角三角形线框，其中一条直角边与z轴重合，另一条直角边在xOy平面内，线框总电阻为r，直角边长为l，当线框在外力作用下绕着z轴以角速度ω匀速转动时，线框上的P点先后经过x轴和y轴，整个装置处于沿y轴方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，则下列判断正确的是（　　） A．当线框经过y轴时，P、Q两点电势差为 B．当线框经过x轴时，OP两点间的电势差 C．线框由x轴位置转到y轴位置的过程中，通过线框截面的电量为 D．线框在转动一圈的过程中产生的焦耳热为 3．如图甲所示，在水平面内有圆心为O、半径为r的圆形磁场区域，规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，一个由同种材料、相同粗细金属制成的边长为r的等边三角形线框OAB置于磁场中，线框OAB单位长度的电阻为，则（　　） A．时间内，线框中的感应电流方向为顺时针方向 B．时间内，线框AB边所受安培力大小不变 C．时间内，线框中的感应电流大小为 D．时间内，线框中产生的热量为 真题·实战演练 高频考点：法拉第电磁感应定律；自感现象；导体棒平动切割、转动切割的感应电动势 1．（2026·甘肃·高考真题）如图，边长为的正方形回路内，存在半径为的圆形匀强磁场区域，磁感应强度的方向与回路所在平面垂直、变化率（为常量）。除了电阻，不计其他电阻，则通过电阻的电流大小为（　　） A．0 B． C． D． 2．（2026·河北·高考真题）如图所示，在长直螺线管中间区域放置一个匝数为、面积为的同轴小线圈。已知，长直螺线管通电后其内部磁场处处相同，磁感应强度的大小与螺线管中的电流成正比，即。在一段时间内，若电流随时间的变化关系满足（为常量），由理想电压表测出小线圈的感应电动势为，则可以表示为（　　） A． B． C． D． 3．（2025·甘肃·高考真题）闭合金属框放置在磁场中，金属框平面始终与磁感线垂直。如图，磁感应强度B随时间t按正弦规律变化。为穿过金属框的磁通量，E为金属框中的感应电动势，下列说法正确的是（　　） A．t在内，和E均随时间增大 B．当与时，E大小相等，方向相同 C．当时，最大，E为零 D．当时，和E均为零 4．（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 5．（2025·江西·高考真题）（多选）如图所示，一细金属导体棒在匀强磁场中沿纸面由静止开始向右运动，磁场方向垂直纸面向里。不考虑棒中自由电子的热运动。下列选项正确的是（　　） A．电子沿棒运动时不受洛伦兹力作用 B．棒运动时，P端比Q端电势低 C．棒加速运动时，棒中电场强度变大 D．棒保持匀速运动时，电子最终相对棒静止 6．（2025·全国卷·高考真题）（多选）如图，过P点的虚线上方存在方向垂直于纸面的匀强磁场。一金属圆环在纸面内以P点为轴沿顺时针方向匀速转动，O为圆环的圆心，OP为圆环的半径。则（　　） A．圆环中感应电流始终绕O逆时针流动 B．OP与虚线平行时圆环中感应电流最大 C．圆环中感应电流变化的周期与环转动周期相同 D．圆环在磁场内且OP与虚线垂直时环中感应电流最大 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第31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 2 知识点1法拉第电磁感应定律 2 知识点2涡流、电磁阻尼和电磁驱动 3 知识点3互感现象和自感现象 4 模拟·基础演练 5 题型01 法拉第电磁感应定律的理解和应用 5 题型02 导体棒切割磁感线产生感应电动势的计算 9 题型03 自感现象及互感、涡流、电磁阻尼 14 重难·创新演练 16 真题·实战演练 19 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 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 甘肃·T2、江苏·T10、 河北·T6、黑吉蒙辽·T6、浙江(1月)·T8 江西·T8、天津·T13、全国卷·T8、甘肃·T6、 广东·T9、湖北·T5、 浙江(1月)·T13、 福建·T4、北京·T14、广东·T4、浙江(6月)·T13、湖南·T4、 自感、涡流和电磁阻尼 浙江(6月)·T8、江西·T8、广西·T7、浙江(1月)·T10 北京·T9、河南·T5、广东·T12、 甘肃·T6、湖北·T1、浙江(1月)·T13、 考情分析 题型与考向： 本节题型选择题为高频考点，考向包含：法拉第电磁感应定律基础判断、磁通量变化率、E=n理解；通电/断电自感现象、I-t图像分析；涡流的应用（电磁炉、安检、金属探测、涡流制动、铁芯硅钢片减涡流）。 计算题多为压轴题，常和楞次定律、能量、动量捆绑考查，计算题区分度高。考向包含：导体棒平动切割（动生电动势 E=BLv），结合闭合电路欧姆定律、安培力、平衡；变加速切割，结合动量定理、能量守恒（单杆、双杆）；转动切割电动势E＝Bl2ω。 命题情境： 1．实验情境：通电断电自感演示实验； 2．生产生活情境：电磁炉、金属探测器、变压器铁芯、涡流刹车； 3．模型情境：导轨导体棒、旋转金属杆、有界磁场、变化磁场（感生电场）。 命题立意: 1．立足物理观念：电动势本质、电磁感应中能量转化； 2．突出科学思维：模型建构、图像分析、微元/动量方法处理变力问题； 3．联系STSE，考查学以致用，区分死记公式和理解原理。 复习目标 1．理解法拉第电磁感应定律，区分平均感应电动势、瞬时感应电动势； 2．掌握动生电动势、感生电动势的计算方法； 3．理解自感现象、自感系数、涡流的产生原理与特点，记住通电自感、断电自感现象规律。 巩固·知识解构 知识点1 法拉第电磁感应定律 1．感应电动势 (1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。 (2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。 (3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则来判断。 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。 (3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路欧姆定律，即I＝。 ( ✨ 得分速记 法拉第电磁感应定律的规范应用 (1)一般解题步骤 ①分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况； ②利用楞次定律确定感应电流的方向； ③灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解。 (2)应注意的问题 ①用公式 E ＝ n 求解的是一个回路中某段时间内的平均感应电动势，只有在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值； ②通过回路的电荷量 q 仅与 n 、Δ Φ 和回路总电阻 R 有关，与变化过程所用的时间长短无关，推导过程： q ＝ Δ t ＝ Δ t ＝ 。 ) 3．导体切割磁感线时的感应电动势 切割方式 电动势表达式 说明 垂直切割 E＝Blv ①导体棒与磁场方向垂直，磁场为匀强磁场； ②式中l为导体切割磁感线的有效长度； ③旋转切割中导体棒的平均速度等于中点位置的线速度lω 倾斜切割 E＝Blvsinθ(θ为v与B的夹角) 旋转切割(以一端为轴) E＝Bl＝Bl2ω ( ✨ 得分速记 切割磁感线的那部分导体相当于电路中的电源，常见的情境有以下两种： 1．导体平动切割磁感线 对于导体平动切割磁感线产生感应电动势的计算式 E ＝ Blv ，应从以下几个方面理解和掌握： (1)正交性 ： 本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场，还需 B 、 l 、 v 三者相互垂直。当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算。 (2)平均性 ： 导体平动切割磁感线时，若 v 为平均速度，则 E 为平均感应电动势，即 ＝ Bl 。 (3)瞬时性 ： 导体平动切割磁感线时，若 v 为瞬时速度，则 E 为相应的瞬时感应电动势。 (4)有效性 ： 公式中的 l 为导体有效切割长度，即导体在与 v 共同所在平面上垂直于 v 的方向上的投影长度。下图中有效长度分别为： 甲图： l ＝ cd sin β (容易错算成 l ＝ ab sin β )。 乙图：沿 v 1 方向运动时， l ＝ MN ；沿 v 2 方向运动时， l ＝0。 丙图：沿 v 1 方向运动时， l ＝ R ；沿 v 2 方向运动时， l ＝0；沿 v 3 方向运动时， l ＝ R 。 (5)相对性 ： E ＝ Blv 中的速度 v 是相对于磁场的速度，若磁场也运动时，应注意速度间的相对关系。 2．导体转动切割磁感线 当导体棒在垂直于磁场的平面内，绕导体棒上某一点以角速度 ω 匀速转动时，则： (1)以导体棒中点为轴时， E ＝0(相同两段的代数和)。 (2)以导体棒端点为轴时， E ＝ Bωl 2 。 (3)以导体棒上任意一点为轴时， E ＝ Bω ( l － l )(不同两段的代数和，其中 l 1 > l 2 )。 ) 知识点2 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 1．感生电场 (1)感生电场的定义：磁场变化时在空间激发的一种电场。 (2)感生电场与静电场的区别：感生电场不是(填“是”或“不是”)由电荷产生的。 (3)感生电动势：感生电场在闭合导体中产生的感应电动势。 (4)应用：电子感应加速器。 2．涡流：如果穿过导体的磁通量发生变化，由于电磁感应，导体内会产生感应电流，这种电流像水中的漩涡，所以叫作涡电流，简称涡流。 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，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。 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，它使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。 交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。 5．电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用。 知识点3 互感现象和自感现象 1．互感现象 两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作互感电动势。 2．自感现象 (1)定义：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。 (2)自感电动势 ①定义：由于自感而产生的感应电动势。 ②表达式：E＝L。 ③自感系数L 相关因素：与线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁芯等因素有关。 单位：亨利(H)，1 mH＝10－3 H，1 μH＝10－6 H。 3．自感现象中磁场的能量 (1)线圈中的电流从无到有，电源把能量输送给磁场，储存在磁场中。 (2)线圈中的电流减小时，储存在磁场中的能量释放出来，转化为电能。 ( ✨ 得分速记 1．自感现象的四大特点 (1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化。 (2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化。 (3)电流稳定时，自感线圈就相当于 普通导体 。 (4)线圈的自感系数越大，自感现象越 明显 ，自感电动势只是延缓了过程的进行，即它不能使过程停止，更不能使过程反向。 2．通电自感和断电自感的分析 灯泡与线圈串联 灯泡与线圈并联 电路图 通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 电流突然增大，灯泡立刻变亮，然后电流逐渐减小达到稳定，灯泡比刚通电时暗些 断电时 电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向 不变 电路中稳态电流为 I 1 、 I 2 ①若 I 2 ≤ I 1 ，灯泡逐渐变 暗 ； ②若 I 2 > I 1 ，灯泡 闪亮后逐渐变暗 。两种情况灯泡中电流方向均 改变 ) 模拟·基础演练 考查重点：感生电动势大小计算与方向判断；导体棒切割磁感线产生的感应电动势的计算方法与方向判断；涡流、电磁阻尼与电磁驱动；自感现象与互感现象 ⏳题型01 法拉第电磁感应定律的理解和应用 1．▶新考法◀（24-25高三上·安徽合肥·期末）如图所示，将两根表面涂有绝缘漆的相同硬质细导线分别绕成闭合线圈a、b，两线圈中大圆环半径均为小圆环的3倍，垂直线圈平面方向有一匀强磁场，磁感应强度随时间均匀变化，则 a、b两线圈中产生的感应电动势大小之比为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】a图中小圆的产生的感应电动势和大圆中产生的感应电动势方向相反，即电动势为 b图中小圆的产生的感应电动势和大圆中产生的感应电动势方向相同，即电动势为 a、b两线圈中产生的感应电动势大小之比。 故选A。 2．（2026·安徽·二模）如图所示，质量为m，电阻为R，直径为d的圆形金属线框置于粗糙绝缘的水平桌面上，线框的左半部分处于一个垂直桌面向下的正方形匀强磁场区域，磁场区域边长也为d，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，其中B0、t0均为已知量，圆形线框一直处于静止状态。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．0~t0时间内线框中的感应电流方向为顺时针 B．2t0时刻线框所受安培力大小为 C．0.5t0与2t0时刻，线框受到的摩擦力大小相等，方向相反 D．0~t0和t0~3t0时间内，导体框中产生的焦耳热之比为4:1 【答案】B 【详解】A．时间内，磁感应强度垂直桌面向下增大，磁通量增加，根据楞次定律，感应电流的磁场垂直桌面向上，由右手螺旋定则可知，感应电流为逆时针，故A错误； B．由法拉第电磁感应定律可知，内线框产生的感应电动势 感应电流 ​时刻，安培力，故B正确； C． 内线框产生的感应电动势 电流​ 安培力大小 ​ 安培力方向向右，摩擦力向左； ​时刻安培力大小 安培力方向向左，摩擦力向右，所以，0.5t0与2t0时刻，线框受到的摩擦力大小不相等，方向相反，故C错误； D．和内导体框内的电流之比 产生的焦耳热之比 ，故D错误。 故选B。 3．（2025·河北秦皇岛·模拟预测）（多选）如图所示，半径为、粗细均匀的单匝圆形金属线圈内有一半径为的圆形区域存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于线圈平面向外，磁感应强度B随时间t的变化关系为，、k为正的常量，线圈电阻为R，则磁感应强度从增大到2时间内（　　） A．线圈中电子沿逆时针方向定向移动 B．线圈面积有缩小的趋势 C．线圈中产生的焦耳热为 D．通过导线横截面的电荷量为 【答案】AC 【详解】A．根据楞次定律和右手定则可知，线圈中感应电流为顺时针方向，因此电子运动方向为逆时针，故A正确； B．线圈不在磁场中，不受安培力，无收缩扩张的趋势，故B错误； C．线圈中磁通量变化率为，线圈中的感应电动势为，变化过程中产生的焦耳热为，由于，联立解得，故C正确； D．通过导线的电荷量为，解得，故D错误。 故选AC。 4．▶新情境◀（2026·安徽六安·模拟预测）（多选）如图甲所示，边长为2m、总阻值为的正方形线框静置在水平地面上，为正方形的几何中心，左侧区域存在垂直纸面向里的均匀分布磁场，磁感应强度大小为，右侧存在垂直纸面向外的均匀分布磁场，磁感应强度大小为，、随时间变化的图像如图乙所示，已知线框始终静止，则（　　） A．时，线框受到水平向左的摩擦力 B．内线框中的感应电流为0.3A C．和时线框受到的安培力大小相等、方向相同 D．内线框中产生的焦耳热为0.048J 【答案】AC 【详解】A．由图乙可知，内只有随时间均匀减小，根据楞次定律结合安培定则可知，线框中的感应电流为逆时针方向，根据左手定则可知，线框受到的安培力水平向右，由受力平衡可知，时，线框受到水平向左的摩擦力，故A正确； B．由图乙可知，内只有随时间均匀减小，根据法拉第电磁感应定律可得电动势为 则线框中的感应电流为，故B错误； C．内线框中的感应电流方向始终不变（逆时针），根据左手定则可知，线框左右两边受到的安培力均水平向右，且任意时刻，恒定不变，线框受到的安培力大小为  可知和时线框受到的安培力大小相等、方向相同，故C正确 D．内线框中产生的焦耳热为 内根据法拉第电磁感应定律可得电动势为 线框中的感应电流为 内线框中产生的焦耳热为 则内线框中产生的焦耳热为，故D错误； 故选AC。 ⏳题型02 导体棒切割磁感线产生感应电动势的计算 5．（25-26高三·全国·一轮复习）如图所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，已知ab＝bc＝L，当它以速度v向右水平运动时，a、c两点间的电势差为（　　） A．BLv B．BLvsin C．BLvcos D．BLv（1＋sin） 【答案】B 【详解】当金属弯杆以速度v向右水平运动时，其切割磁感线的有效长度为Lsinθ，故感应电动势大小为，即a、c两点间的电势差为BLvsinθ 故选B。 6．（26-27高二上·山东济南·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，则电流大小发生变化 D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 【答案】C 【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，不是呈周期性变化，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．根据，若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则感应电动势发生变化，则电流大小发生变化，故C正确； D．根据；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，根据电功率的计算公式，所以电流在R上的热功率也变为原来的4倍，故D错误。 故选C。 7．（2026·安徽马鞍山·二模）（多选）如图所示，竖直平面内有一金属圆环，直径为L，总电阻为4R。圆环区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于圆环面。环最高点处用铰链连接一长也为L、质量为m、电阻为R的导体棒OP，使导体棒由水平位置紧贴环面摆下，第一次摆至竖直位置时，导体棒P端速度为v。不计一切摩擦，重力加速度为g。该过程中（　　） A．导体棒摆动的角速度先增加后减小 B．导体棒在竖直位置时，棒所受安培力为 C．导体棒在竖直位置时，棒两端电压为 D．整个系统产生的热量为 【答案】AC 【详解】A．导体棒下摆过程中，重力的切向分力一开始大于安培力，导体棒加速；随着速度增大，重力的切向分力小于安培力，导体棒减速，因此角速度先增大后减小，故A正确； B．导体棒在竖直位置时，感应电动势为 圆环两个半环并联，总外电阻为 电路总电阻为 总电流为 安培力为，故B错误； C．导体棒在竖直位置时，棒两端电压为，故C正确； D．根据能量守恒定律可知整个系统产生的热量为，故D错误。 故选AC。 8．▶新考法◀（2026·安徽芜湖·一模）（多选）如图所示，水平面内有两根足够长的平行光滑金属导轨，间距为L，两端分别接有电容为C的电容器和阻值为R的电阻，导轨间有垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现有一长为2L的金属棒垂直放在导轨上，在金属棒以O点为轴沿顺时针方向以角速度转过的过程中（金属棒电阻不计，脱离导轨前始终与导轨接触良好）（　　） A．刚开始时通过定值电阻的电流方向由a到b B．金属棒刚开始转动时，产生的感应电动势最大 C．通过定值电阻的电荷量为 D．通过定值电阻的电荷量为 【答案】AC 【详解】A．根据右手定则可知，刚开始时通过定值电阻的电流方向由a到b，故A正确； B．金属棒产生的电动势为 其中，为金属棒切割磁感线的长度， 解得 由题意可知，金属棒转动过程中，金属棒切割磁感线的长度增大，所以电动势增大，故B错误； CD．由题意可知，当金属棒转过后，金属棒与上导轨脱离，在此之前，通过定值电阻的电荷量为 其中 解得 此次，金属棒产生的电动势为 即电容器储存的电荷量为 此后，金属棒继续转动，电容器通过定值电阻放电，则通过定值电阻的电荷量为，故C正确，D错误。 故选AC。 9．（2025·安徽六安·模拟预测）感应电动势是由回路中磁通量的变化引起的，根据磁通量变化的原因不同，可分为感生电动势和动生电动势。由磁场变化引起磁通量变化而产生的感应电动势称为感生电动势。变化的磁场在其周围空间会激发出感应电场（称为涡旋电场），这种电场迫使导体内的电荷做定向移动而产生感生电动势，如图甲所示；导体切割磁感线产生的电动势称为动生电动势。导体切割磁感线时，导体中的自由电子由于和导体一起运动，因而受到洛伦兹力的作用，使导体两端产生电动势，如图乙所示。下列说法不正确的是（　　） A．对甲图，当如图所示的磁感应强度增加时，导体中电子将受到如图所示的涡旋电场力 B．对甲图，电荷定向移动对应的电能来自于让磁通量变化所需的能量 C．对乙图，当电子沿着导体棒运动时，会产生另一个洛伦兹力分量，但总洛伦兹力不做功 D．对乙图，电荷定向移动所增加的电势能来源于外力移动导体棒时所提供给系统的能量 【答案】A 【详解】A．对甲图，当如图所示的磁感应强度增加时，根据楞次定律，感应电流的磁场向里，由右手定则可知，感应电场方向为顺时针方向，则导体中电子将受到与如图所示的方向相反的涡旋电场力，选项A错误，符合题意； B．由能量关系可知，对甲图，电荷定向移动对应的电能来自于让磁通量变化所需的能量，选项B正确，不符合题意； C．对乙图，当电子随导体棒向右运动时受到向上的洛伦兹力作用，该洛伦兹力对电子做正功；另一方向当电子沿着导体棒运动时，电子有沿导体棒向上运动的速度，受到向左的洛伦兹力作用，该洛伦兹力做负功，则电子受到的合洛伦兹力不做功，选项C正确，不符合题意； D．由能量关系可知，对乙图，电荷定向移动所增加的电势能来源于外力移动导体棒时所提供给系统的能量，选项D正确，不符合题意。 故选A。 10．把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，将其水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，一长度为2a，电阻等于R，粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终接触良好，当金属棒以恒定速度v向右移动经过圆环圆心O时，求： (1)金属棒上电流的大小、方向及棒两端的电压； (2)圆环消耗的热功率、圆环和金属棒上消耗的总热功率。 【答案】(1)，电流方向为， (2)， 【详解】（1）当金属棒经过圆心O时，有效切割长度为，由动生电动势公式得： 圆环总电阻为2R，金属棒经过圆心时，圆环被MN分成两个半圆弧，每个半圆弧的电阻为R，二者属于并联关系，因此外电路总并联电阻 金属棒自身电阻为，相当于电源内阻，由闭合电路欧姆定律： 由右手定则，磁场垂直纸面向里，棒向右运动，感应电流在棒内从N指向M。 是路端电压，即并联圆环的分压： （2）圆环消耗的热功率即外电路的热功率： 由能量关系，总功率等于感应电动势的总功率： ⏳题型03 自感现象及互感、涡流、电磁阻尼 11．如图甲所示，某同学做自感现象的实验。自感线圈L的直流电阻为RL， 和是完全相同的两个小灯泡，R为滑动变阻器，现调节滑动变阻器R的阻值大于RL的阻值。在实验时，先闭合开关S，待稳定状态后又突然断开S，下列说法正确的是 （　　） A．在闭合S瞬间，因为R的阻值大于RL的阻值，所以灯先亮 B．在突然断开S瞬间，先熄灭，会闪亮一下再熄灭 C．在突然断开S瞬间，灯会闪亮一下，然后与灯一起熄灭 D．若将自感线圈L换成如图乙的双线绕法线圈，则观察到的自感现象会更明显 【答案】C 【详解】A．在闭合S瞬间，因为自感，所以灯先亮，故A错误； BC．滑动变阻器R的阻值大于RL的阻值，则电路稳定后，灯所在支路的电流大于灯支路的电流，则会闪亮一下，但、灯同时熄灭，故B错误，C正确； D．由于两个线圈的绕向相同，但电流方向相反，所以其磁场方向相反。两者磁性强度相同，磁场方向相反，相互抵消，所以螺线管内没有磁场，两股导线中原电流的磁通量相互抵消，没有自感现象，故D错误； 故选C。 12．（多选）相同的电灯A1、A2和自感系数较大的电感线圈L接入如图甲所示的电路中，电源电动势为E，内阻不计。闭合开关S，待电路稳定后开始计时，t1时刻断开开关S，t2时刻整个电路的电流均为零。t1时刻前后通过电灯A2的电流—时间(iA2­t) 图像如图乙所示，用I1和I2分别表示开关S断开瞬间前后通过电灯A2的电流大小。下列说法正确的是（　　） A．电感线圈的直流电阻不可忽略 B．断开开关S后，电灯A1、A2电流大小始终相等 C．断开开关S后，流过电灯A2的电流方向向左 D．线圈的自感系数是由线圈本身决定的，与是否有铁芯无关 【答案】AB 【详解】由题图乙可知，通过电感线圈L支路的电流小于通过电灯A2支路的电流，所以电感线圈的直流电阻不可忽略，A正确；稳定后当开关S断开瞬间，由于线圈的自感现象，线圈中的电流只能逐渐减小，线圈L、电灯A1、A2构成闭合回路，两灯都过一会儿再熄灭，电灯A1、A2电流大小始终相等，且流过电灯A2的电流方向向右，故B正确，C错误；有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多，D错误。 13．航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，则合上开关S的瞬间（　　） A．两个金属环都向左运动 B．两个金属环都向右运动 C．从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向 D．铜环受到的安培力等于铝环受到的安培力 【答案】C 【详解】AB．铝环所在位置的磁通量增大，根据楞次定律，可知铝环向左运动，同理可判断，铜环向右运动，故A、B错误； C．开关S闭合后，线圈中的电流从右侧流入，由安培定则可知，磁场方向向左，在合上开关S的瞬间，磁场变强，由楞次定律可知，从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向，故C正确； D．由于铜的电阻率较小，铜环和铝环的形状大小相同，所以铜环的电阻较小，故铜环中的感应电流较大，则铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，故D错误。 故选C。 14．（多选）图甲是磁电式电表内部结构示意图，蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，在铝框上绕有铜线圈。电表指针固定在线圈上，可与线圈一起转动。线圈的两端分别接在两个接线柱上。蹄形磁铁与铁芯间的磁场可看作是均匀辐射分布的，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．线圈转动时，线圈平面始终与磁感线平行 B．当电表中通以如图乙的电流时，指针将向左偏 C．增大线圈中的匝数，可以增大电表的灵敏度 D．将更轻便的木框代替铝制框，在使用电表时可以使指针更迅速稳定在示数位置上 【答案】AC 【详解】A．蹄形磁铁与铁芯间的磁场可看作是均匀辐射分布的，磁感线始终垂直于铁芯圆柱表面，可知线圈转动时，线圈平面始终与磁感线平行，故A正确； B．当电表中通以如图乙的电流时，线圈左右两侧分别受安培力向上和向下，线圈顺时针转动，可知指针将向右偏，故B错误； C．线圈匝数越多，受到的安培力合力越大，越容易转动，可以提高电流表的灵敏度，故C正确； D．用铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，通过铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动，将更轻便的木框代替铝制框达不到此作用，故D错误。 故选AC。 重难·创新演练 设题创新:电磁阻尼、电磁驱动（T1）、三维空间的旋转切割（T2）、变化的有界磁场中导线框的感应电动势（T3） 1．（25-26高三上·山东日照·阶段检测）（多选）加速性能、电能利用率、动能回收等是电动汽车电机的重要指标。如图所示，甲、乙分别是目前被广泛采用的两种电机的简化原理示意图，它们的相同点是利用作为定子的电磁铁（1和4；2和5；3和6）三组线圈交替产生磁场，实现了电磁铁激发的磁场在平面内沿顺时针方向转动的效果，以驱动转子运动；不同的是甲图所示电机的转子是一个永磁铁，而乙图所示电机的转子是绕有闭合线圈的软铁。通过电磁驱动转子转动，可以为电动汽车提供动力。若假定两种电机的每组电磁铁中电流变化周期和有效值均相同，下列说法正确的是（　　） A．电机稳定工作时，乙电机转子的转速与电磁铁激发磁场的转速相同 B．电机稳定工作时，乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速，其所受安培力就越小 C．电机稳定工作时，乙电机转子上的线圈需要加独立电源 D．刹车（停止供电）时，甲电机可利用电磁感应原理实现回收动能 【答案】BD 【详解】A．乙电机中，转子也是线圈，乙转子的转动是由于穿过转子线圈的磁通量发生变化而产生感应电流，电流受安培力作用而运动，相当于电磁驱动，安培力阻碍定子和转子间的相对运动，但不能阻止，故转子比定子转得慢一些，故A错误； B．转速越接近，则磁通量变化越慢，感应电流越小，所受安培力越小，故B正确； C．乙电机属于感应异步电机，其转子本身是闭合线圈绕制在软铁上，工作时定子产生的旋转磁场转速大于转子转速，旋转磁场相对转子运动，会持续改变穿过转子闭合线圈的磁通量，闭合线圈会自动感应出感应电动势和感应电流，感应电流在定子磁场中受安培力即可驱动转子转动。因此乙的转子线圈不需要额外加独立电源供电，依靠电磁感应就能获得工作电流，故C错误； D．停止供电后，甲的转子是磁铁，甲电机转子由于惯性旋转，使得线圈中磁通量发生变化，产生反向感应电流，反向发电从而回收动能，故D正确。 故选BD。 2．▶新考法◀（24-25高三·全国·二轮复习）（多选）如图所示在空间直角坐标系O-xyz之中有一等腰直角三角形线框，其中一条直角边与z轴重合，另一条直角边在xOy平面内，线框总电阻为r，直角边长为l，当线框在外力作用下绕着z轴以角速度ω匀速转动时，线框上的P点先后经过x轴和y轴，整个装置处于沿y轴方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，则下列判断正确的是（　　） A．当线框经过y轴时，P、Q两点电势差为 B．当线框经过x轴时，OP两点间的电势差 C．线框由x轴位置转到y轴位置的过程中，通过线框截面的电量为 D．线框在转动一圈的过程中产生的焦耳热为 【答案】AD 【详解】A．当线框经过y轴时，线框的有效切割长度为l，此时产生的感应电动势 根据几何关系可知PQ的长度为，PQ切割磁感线，P点的电势高于Q点的电势，P、Q两点电势差为路端电势差，故A正确； B．当线框经过x轴时，此时线框平面与磁场垂直，属于中性面，中性面的电压为零，即，故B错误； C．线框由x轴位置转到y轴位置的过程中，线框中磁通量的变化量为 通过线框截面的电荷量为，故C错误； D．感应电动势最大值 有效值为 电流 焦耳热 联立解得，故D正确。 故选AD。 3．如图甲所示，在水平面内有圆心为O、半径为r的圆形磁场区域，规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，一个由同种材料、相同粗细金属制成的边长为r的等边三角形线框OAB置于磁场中，线框OAB单位长度的电阻为，则（　　） A．时间内，线框中的感应电流方向为顺时针方向 B．时间内，线框AB边所受安培力大小不变 C．时间内，线框中的感应电流大小为 D．时间内，线框中产生的热量为 【答案】C 【详解】A．时间内，由图乙可知穿过线框中的磁通量向外减小，根据楞次定律可知，线框中的感应电流方向为逆时针方向，故A错误； BCD．时间内，根据法拉第电磁感应定律可知，线框中的感应电动势为 线框的总电阻为 则线框中的感应电流大小为 时间内，线框中产生的热量为 线框AB边所受安培力大小为 由于磁感应强度发生变化，所以时间内，线框AB边所受安培力大小发生变化，故BD错误，C正确。 故选C。 真题·实战演练 高频考点：法拉第电磁感应定律；自感现象；导体棒平动切割、转动切割的感应电动势 1．（2026·甘肃·高考真题）如图，边长为的正方形回路内，存在半径为的圆形匀强磁场区域，磁感应强度的方向与回路所在平面垂直、变化率（为常量）。除了电阻，不计其他电阻，则通过电阻的电流大小为（　　） A．0 B． C． D． 【答案】B 【详解】根据法拉第电磁感应定律可得，回路产生的电动势为 则通过电阻的电流大小为 故选B。 2．（2026·河北·高考真题）如图所示，在长直螺线管中间区域放置一个匝数为、面积为的同轴小线圈。已知，长直螺线管通电后其内部磁场处处相同，磁感应强度的大小与螺线管中的电流成正比，即。在一段时间内，若电流随时间的变化关系满足（为常量），由理想电压表测出小线圈的感应电动势为，则可以表示为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据法拉第电磁感应定律有 根据题意有， 联立可得 解得 故选D。 3．（2025·甘肃·高考真题）闭合金属框放置在磁场中，金属框平面始终与磁感线垂直。如图，磁感应强度B随时间t按正弦规律变化。为穿过金属框的磁通量，E为金属框中的感应电动势，下列说法正确的是（　　） A．t在内，和E均随时间增大 B．当与时，E大小相等，方向相同 C．当时，最大，E为零 D．当时，和E均为零 【答案】C 【详解】A．在时间内，磁感应强度B增加，根据则磁通量增加，但是图像的斜率减小，即磁感应强度B的变化率逐渐减小，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E逐渐减小，选项A错误； B．当和时，因B-t图像的斜率大小相等，符号相反，可知感应电动势E大小相等，方向相反，选项B错误； C．时，B最大，则磁通量最大，但是B的变化率为零，则感应电动势E为零，选项C正确； D ．时，B为零，则磁通量为零，但是B的变化率最大，则感应电动势E最大，选项D错误。 故选C。 4．（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。 5．（2025·江西·高考真题）（多选）如图所示，一细金属导体棒在匀强磁场中沿纸面由静止开始向右运动，磁场方向垂直纸面向里。不考虑棒中自由电子的热运动。下列选项正确的是（　　） A．电子沿棒运动时不受洛伦兹力作用 B．棒运动时，P端比Q端电势低 C．棒加速运动时，棒中电场强度变大 D．棒保持匀速运动时，电子最终相对棒静止 【答案】CD 【详解】A．由左手定则可知，电子沿棒运动时受到竖直方向的洛伦兹力作用，A错误； B．根据右手定则可知，棒向右运动时，P端比Q端电势高，B错误； C．PQ两端电势差U=BLv，可知棒中电场强度，则棒加速运动时，棒中电场强度变大，C正确； D．棒保持匀速运动时，PQ两端电势差保持恒定，电子将集聚在导体棒下端，最终相对棒静止，D正确。 故选CD。 6．（2025·全国卷·高考真题）（多选）如图，过P点的虚线上方存在方向垂直于纸面的匀强磁场。一金属圆环在纸面内以P点为轴沿顺时针方向匀速转动，O为圆环的圆心，OP为圆环的半径。则（　　） A．圆环中感应电流始终绕O逆时针流动 B．OP与虚线平行时圆环中感应电流最大 C．圆环中感应电流变化的周期与环转动周期相同 D．圆环在磁场内且OP与虚线垂直时环中感应电流最大 【答案】BC 【详解】A．在圆环进入磁场的过程中圆环中感应电流绕O逆时针流动，圆环出磁场的过程中圆环中感应电流绕O顺时针流动，故A错误； BCD．由几何关系可知圆环进入磁场的过程中，圆环的圆心轨迹是以P点为圆心且半径与圆环的半径大小相等的圆，则圆环切割磁感线的有效长度为l = 2rcos(90°－ωt)，其中ω为圆环匀速转动的角速度，90°－ωt为OP与虚线的夹角 则金属圆环在纸面内以P点为轴沿顺时针方向匀速转动产生的感应电动势瞬时值为 化简得e = Bωr2[1－cos(2ωt)] 可见OP与虚线平行时即ωt = 90°或270°圆环中感应电流最大；分析可知当环转动一圈的过程中，圆环中的感应电流先逆时针增大再减小，后顺时针增大再减小，故圆环中感应电流变化的周期与环转动周期相同；而圆环在磁场内且OP与虚线垂直时ωt = 180°此时环中感应电流为零，故BC正确、D错误。 故选BC。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $