13.3 电磁感应现象及应用常见七种题型（提高卷）-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常见七种题型（提高卷） 题型一　产生感应电流的条件判断 题型二　探究实验与互感分析 题型三　磁通量变化与综合分析 题型四　多选题专项判断 题型五　电磁感应的应用与技术装置 题型六　填空、实验与解答 题型一　产生感应电流的条件判断 【解题技巧】（地磁场的N极在地理南极附近、S极在地理北极附近，故指南针N极指北；地磁两极与地理两极并不重合，存在磁偏角（沈括最早记载）。磁化的本质是物体内部分子电流取向趋于一致，安培分子电流假说指出磁性来自运动电荷的环形电流。判断题注意：地球内部磁感线由地磁N极指向S极；到地理北极附近，磁针N极将指向下。） 1．如图，金属做成的圆环悬挂在范围足够大的匀强磁场中，磁场方向与纸面垂直，以下说法正确的是（     ） A．圆环1在纸面内左右摆动时，圆环内有电流产生 B．圆环2以悬挂它的悬线为轴转动时，圆环内有电流产生 C．圆环3在纸面内向下运动时，圆环内有电流产生 D．圆环3在纸面内向上运动时，圆环内有电流产生 2．一个金属圆环水平放置在如图所示的非匀强磁场中，下列不能使圆环中产生感应电流的是（     ） A．使圆环绕过圆心的水平轴转动 B．保持圆环水平并在磁场中上下移动 C．保持圆环水平并在磁场中左右移动 D．保持圆环水平并使圆环绕过圆心的竖直轴转动 3．如图所示一矩形金属框两侧分别接上一个电流表和电压表，整个线框处在一个垂直纸面向里的无界匀强磁场中，现向右匀速拉动金属框，稳定后，两表的示数情况是（　　） A．两表都没有示数 B．两表都有示数 C．只有电流表有示数 D．只有电压表有示数 4．下列图中，金属线圈在磁感应强度为的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路连接一灵敏电流计，其中不能使灵敏电流计指针偏转的是（　　） A． B． C． D． 5．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 题型二　探究实验与互感分析 【解题技巧】（奥斯特实验说明电流周围存在磁场（电流的磁效应），磁场方向由安培定则判断。运动电荷等效于电流：正电荷的运动方向即电流方向，负电荷（电子束）的电流方向与运动方向相反。判断小磁针偏转先定电流方向，再用右手定则：直导线大拇指指电流、四指指磁感线环绕方向。罗兰实验进一步表明，运动的电荷（等效电流）也能产生磁场。） 6．如图，在一个软铁圆环上绕两个互相绝缘的线圈a和b。a与电池、开关组成回路，b的两端用导线连接，导线正下方有一枚小磁针。法拉第运用此装置取得突破性进展，以下表述正确的是（     ） A．a线圈中产生的磁场使小磁针发生偏转 B．闭合开关瞬间，观察到小磁针发生偏转 C．闭合开关后，观察到小磁针将持续转动 D．断开开关瞬间，线圈b中的电能转换为磁场能 7．法拉第最初发现电磁感应现象的实验装置如图所示。软铁环上绕有M、N两个线圈，下列判断正确的是（   ） A．闭合S瞬间，穿过线圈N的磁通量增大，电流表指针发生偏转 B．闭合S瞬间，穿过线圈N的磁通量减小，电流表指针发生偏转 C．断开S瞬间，穿过线圈N的磁通量减小，电流表指针不偏转 D．断开S瞬间，穿过线圈N的磁通量增大，电流表指针不偏转 8．法拉第最早使用如图装置研究电磁感应现象。将甲、乙两个线圈绕在同一个闭合铁环上，甲的两端与直流电源连接，乙的两端与灵敏电流表连接。电路连接完好，但电流表的指针没有偏转，其主要原因是（　　） A．甲中电流较小，产生磁场较弱 B．甲中电流恒定，不会产生磁场 C．甲中电流恒定，产生稳恒磁场 D．乙线圈匝数较少，产生的感应电流微弱 9．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 题型三　磁通量变化与综合分析 【解题技巧】（安培定则（右手螺旋定则）：直导线大拇指指电流、四指指磁感线环绕方向；螺线管用右手握住，四指指电流方向、大拇指指N极。螺线管极性由电流方向与绕线方向共同决定，与有无铁芯、有无小磁针无关；插入铁芯磁性增强但极性不变。外部磁感线从N极出、S极入，小磁针N极指向与该点磁感线切线方向一致，螺线管内部磁场由S极指向N极。） 10．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 11．如图所示，面积为的矩形线圈位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行，位置的磁感应强度大小为。下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈的磁通量大小为 B．线圈以边为轴旋转的过程中，穿过线圈的磁通量变化量为0 C．线圈以边为轴旋转，线圈中会产生感应电流 D．线圈以通电导线为轴旋转，线圈中会产生感应电流 12．在磁共振成像（MRI）设备的调试过程中，需用小型闭合校准线圈检测设备内部不同区域的磁场均匀性。设备内部因部件布局差异，存在磁场疏密不同的区域，线圈的电磁信号可辅助校准磁场分布。如图所示，磁场中垂直于纸面方向放置两个相同的闭合导体线圈S1、S2，下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈S1的磁通量比穿过线圈S2的磁通量大 B．穿过线圈S1的磁通量比穿过线圈S2的磁通量小 C．穿过线圈S1的磁通量和穿过线圈S2的磁通量一样大 D．线圈S1向S2移动过程中，S1中不会产生感应电流 题型四　多选题专项判断 【解题技巧】（直线电流的磁感线是以导线为圆心的同心圆，离导线越远磁场越弱；环形电流中心轴线上的磁场垂直于环面，方向由安培定则判定。对称问题抓两条结论：等大同向电流中垂线上各点磁场方向相同、等大反向电流连线中点磁场加倍。多导线合场先用右手逐个定方向，再按平行四边形定则合成：同向相加、反向相减、垂直用勾股定理。） 13．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，条形磁铁向下插入线圈中 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接通，当改变滑动变阻器阻值时 14．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 15．如图所示，A、B两回路中各有一开关，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的现象可能发生的是（     ） A．先闭合，稳定后再闭合的瞬间，电流计指针发生偏转 B．先闭合、，稳定后再断开的瞬间，电流计指针发生偏转 C．先闭合，稳定后再闭合的瞬间，电流计指针发生偏转 D．先闭合、，稳定后再断开的瞬间，电流计指针发生偏转 16．如图所示，正方形线框有一半处在足够大的匀强磁场中，虚线为磁场的边界，下列过程线框中有感应电流产生的是（     ） A．线框以平行于虚线边界的速度向上平移 B．线框以垂直于虚线边界的速度向右平移 C．线框以为轴向纸面外转动 D．线框以为轴向纸面外转动 题型五　电磁感应的应用与技术装置 【解题技巧】（磁场叠加遵循矢量合成：先由安培定则分别确定每根导线在各点磁场的方向与大小（B∝I/r），再按平行四边形定则合成。等大同向电流连线中点磁场为零；等大反向电流连线中点磁场加倍。正三角形、正方形、正六边形等几何对称问题先画矢量图，利用对称性抵消部分分量，剩余分量按角度合成；存在匀强磁场时将其作为一项逐点矢量相加。） 题型六　填空、实验与解答 【解题技巧】（电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关。磁体间"同名相斥、异名相吸"，电流间"同向相吸、异向相斥"。动态电路题按"滑片移动→电阻变化→电流变化→磁性变化→磁力变化→测力计示数或摩擦力变化"的链条逐段分析；受力分析时注意磁力方向随极性变化，并用牛顿第三定律检查作用力与反作用力。） 17．如图所示，闭合金属线框abcd置于匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面向里，ab边与磁场上边界MN重合。若将线框竖直向上拉出磁场，则此过程中穿过线框的磁通量将_______（选填“增大”或“减小”），线框中将_______（选填“会”或“不会”）产生感应电流；若将线框以ab边为轴旋转，则此过程中线框中将_______（选填“会”或“不会”）产生感应电流。 18．如图为“探究感应电流产生的条件及影响感应电流方向的因素”的实验装置，有铁芯的线圈A放在线圈B中。 （1）图甲是小明同学进行“探究感应电流产生条件”的实验装置； （2）为了保护电器，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应位于__________（填“最左端”“正中央”或“最右端”）； （3）在闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏转，保持开关闭合，仅将滑动变阻器的滑片P向另一端滑动的过程中，灵敏电流计的指针______偏转（填“向左”或“向右”）； （4）把二极管、线圈按如图乙所示电路用导线连接成实验电路； ①把条形磁铁插入线圈时，二极管B发光；拔出时，二极管A发光； ②已知线圈的缠绕方向如图丙中的B所示，把条形磁铁插入线圈时二极管B发光，由此可知此时线圈中感应电流的方向为__________（填“由上向下”或“由下向上”）。 《13.3 电磁感应现象及应用常见七种题型（提高卷）》参考答案 答题卡 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 B D A C A B A C C C C 12 13 14 15 16 A BD BCD AD BD 题型一　产生感应电流的条件判断 1．B 【详解】A．闭合圆环只有在穿过它的磁通量变化时才产生感应电流。圆环1在纸面内左右摆动，环面朝向和面积均不变，又始终处于匀强磁场中，磁通量不变，没有感应电流产生，故A错误； B．圆环2绕悬线转动时，环面与磁场方向的夹角改变，穿过圆环的磁通量随之变化，圆环内有电流产生，故B正确； CD．圆环3在纸面内向上或向下运动，都只改变圆环的位置，环面朝向和面积不变，穿过圆环的磁通量不变，圆环内没有电流产生，故CD错误。 故选B。 2．D 【详解】A．使圆环绕过圆心的水平轴转动，穿过线圈的磁通量发生改变，产生感应电流，A错误； B．保持圆环水平并在磁场中上下移动时，穿过线圈的磁通量发生改变，产生感应电流，B错误； C．保持圆环水平并在磁场中左右移动，穿过线圈的磁通量改变，产生感应电流，C错误； D．保持圆环水平并使圆环绕过圆心的竖直轴转动，穿过线圈的磁通量不变，不产生感应电流，D正确。 故选D。 3．A 【详解】线框在匀强磁场中匀速运动，磁通量不变，无感应电流，电流表无示数；左右两边切割磁感线产生的电动势相互抵消，电压表两端无电势差，电压表也无示数。 故选A。 4．C 【详解】图ABD中，当线圈绕轴以角速度匀速转动时，穿过线圈的磁通量不断变化，则线圈中会产生感应电流，则灵敏电流计指针会偏转；而在图C中，当线圈绕轴以角速度匀速转动时，穿过线圈的磁通量始终为零，则线圈中不会产生感应电流，则灵敏电流计指针不会偏转。 故选C。 5．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。 题型二　探究实验与互感分析 6．B 【详解】A．小磁针偏转的直接原因是线圈中产生了感应电流，感应电流的磁场对小磁针有作用，而不是线圈中的磁场直接使小磁针偏转，故A错误； BC．闭合开关瞬间，线圈中的电流由零增大，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，小磁针因此发生短暂偏转。开关持续闭合后，线圈中的电流稳定，穿过线圈的磁通量不再变化，线圈中没有感应电流，小磁针不会持续转动，故B正确，C错误； D．断开开关瞬间，线圈和软铁环中原有的磁场能因电流减小而释放，并在线圈中产生感应电流；能量是由磁场能转化为线圈回路中的电能，随后主要以焦耳热等形式耗散，不是线圈中的电能转化为磁场能，故D错误。 故选B。 7．A 【详解】AB．闭合S瞬间，穿过N的磁通量从无到有（增加），穿过线圈N的磁通量增大，产生感应电流，电流表指针偏转，A正确，B错误； CD．S断开瞬间，线圈N中磁通量减小，会产生感应电流，电流表指针偏转，CD错误。 故选A。 8．C 【详解】A．产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，与磁场的强弱无直接关系。只要磁通量发生变化，即使磁场较弱，灵敏电流表指针也会偏转，故A错误； B．根据电流的磁效应，任何电流（包括恒定电流）周围都会产生磁场，故B错误； C．甲线圈与直流电源连接，电路中电流恒定。根据电流的磁效应，恒定电流在铁环中产生稳恒磁场，穿过乙线圈的磁通量保持不变，乙线圈中磁通量不变，因此没有感应电流，电流表指针不偏转，故C正确； D．若穿过乙线圈的磁通量发生变化，即使乙线圈匝数较少，产生的感应电流较弱，灵敏电流表的指针也会发生偏转。指针不偏转的根本原因是没有产生感应电流，而非电流微弱，故D错误。 故选C。 9．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。 题型三　磁通量变化与综合分析 10．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。 11．C 【详解】A．通电长直导线产生的磁场是非匀强磁场，离导线越远磁感应强度越小，线圈所在区域的磁感应强度小于处的，故穿过线圈的磁通量，故A错误； B．线圈以边为轴旋转的过程中，初末状态线圈平面均与磁场垂直，但线圈翻转，若规定初状态磁通量为，则末状态磁通量为，磁通量变化量为，故B错误； C．线圈以边为轴旋转，根据B选项分析可知，穿过线圈的磁通量发生变化，闭合线圈中会产生感应电流，故C正确； D．线圈以通电导线为轴旋转，线圈相对导线的位置不变，穿过线圈的磁感线数量不变，即磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，故D错误。 故选C。 12．A 【详解】根据磁通量所指为垂直穿过线圈面积的磁感线的条数，由题图可知由于穿过线圈的磁感线条数比穿过线圈的多，所以，穿过线圈的磁通量比穿过线圈的磁通量大，则线圈向移动过程中，穿过闭合线圈的磁通量发生变化，因此中将会产生感应电流。 故选A。 题型四　多选题专项判断 13．BD 【详解】A．导体AB顺着磁感线运动，穿过闭合电路的磁通量不变，不会产生感应电流，故A不符合题意； B．条形磁铁向下插入线圈中，穿过线圈的磁通量变化，会产生感应电流，故B符合题意； C．小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时，小螺线管A中的电流恒定，小螺线管A产生的磁场分布不变，穿过大螺线管B的磁通量不变，不会产生感应电流，故C不符合题意； 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，小螺线管A中的电流发生改变，小螺线管A产生的磁场发生变化，穿过大螺线管B的磁通量发生变化，产生感应电流，故D符合题意。 故选BD。 14．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。 15．AD 【详解】A．先闭合S2，构成闭合电路，当后闭合S1的瞬间时，通过回路A的电流从无到有，导致穿过回路B的磁通量发生变化，从而产生感应电流，则指针发生偏转，故A正确； B．当S1、S2闭合后，稳定后回路B中磁通量没有变化，因而回路B中没有感应电流，在断开S2的瞬间，指针也不偏转，故B错误； C．先闭合S1，后闭合S2的瞬间，穿过回路B的磁通量没有变化，则不会产生感应电流，故C错误； D．当S1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，导致穿过回路B的磁通量发生变化，因而出现感应电流，故D正确。 故选AD。 16．BD 【详解】A．线框沿平行虚线（竖直方向）向上平移时，线框在磁场中的面积不变，磁感应强度不变，因此磁通量不变，无感应电流，故A错误； B．线框沿垂直虚线（水平向右）平移时，线框处在磁场中的面积逐渐减小，磁感应强度不变，磁通量减小，发生变化，因此有感应电流产生，故B正确； C．设正方形边长为，初始磁通量 以为轴转过程中，线框垂直磁场方向的投影总面积不变，磁通量不变，无感应电流，故C错误； D．初始磁通量，以为轴转后，线框垂直磁场方向的投影全部落在磁场外（虚线右侧），最终磁通量，转动过程中，线框垂直磁场方向的投影总面积减小，磁通量发生变化，因此有感应电流产生，故D正确。 故选BD。 题型五　电磁感应的应用与技术装置 题型六　填空、实验与解答 17． 减小 会 会 【详解】[1]设线框处于磁场中的有效面积为，磁场方向与线框平面垂直，穿过线框的磁通量大小为 线框竖直向上运动时，处于磁场中的有效面积逐渐减小，因此穿过线框的磁通量减小。 [2]在线框向上移出磁场的过程中，穿过闭合线框的磁通量发生变化 因此线框中会产生感应电流。 [3]线框绕ab边转动时，设磁场方向与线框平面法线的夹角为，穿过线框的磁通量为 线框旋转过程中由增大到，磁通量由BS减小到。 可见磁通量发生变化，因此线框中会产生感应电流。 18． 最右端 向右 由上向下 【详解】[1]为保护用电器，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片置于最大电阻处，即滑片处于最右端。 [2]由题意可得，闭合开关，线圈A通以电流，产生磁场，即穿过线圈B的磁通量增大，指针右偏，将滑动变阻器的滑片向另一端滑动，滑动变阻器接入阻值变小，线圈A通过的电流增大，磁场变强，穿过线圈B的磁通量变大，所以指针向右偏。 由题意可知，把条形磁铁插入线圈时，二极管B发光；拔出时，二极管A发光。二极管具有单向导电性，插入时二极管B发光，说明电流从B的正极流入，即线圈中感应电流的方向由上向下。 第 1 页 第 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $