13.3 电磁感应现象及应用常见七种题型（过关卷）-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（过关卷） 题型一　电磁感应现象与物理学史 题型二　产生感应电流的条件判断 题型三　探究实验与互感分析 题型四　磁通量变化与综合分析 题型五　多选题专项判断 题型六　填空、实验与解答 题型一　电磁感应现象与物理学史 【解题技巧】（磁感线是为了形象描述磁场而假想的闭合曲线，磁体外部由N极指向S极、内部由S极指向N极；磁感线上某点的切线方向即该点磁场方向，也是小磁针静止时N极的指向；疏密表示强弱，越密磁感应强度越大，磁感线在空间不相交。判断题抓住"假想、闭合、切线、疏密、不相交"五个关键词；填空比较强弱先看疏密、再看该点是否靠近磁极。） 1．下列关于磁场和电磁感应的知识，正确的是（　　） A．置于磁场中的电荷一定会受到洛伦兹力 B．电磁感应现象中，只要穿过回路的磁通量发生变化，就一定有感应电流产生 C．磁场对导体棒的安培力可以做功，磁场对运动电荷的洛伦兹力也可以做功 D．通电直导线在磁感应强度大的地方，安培力可能为零 题型二　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。） 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 3．如图，绝缘水平面上四根完全相同、足够长的光滑金属杆围成正方形，彼此接触良好，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中。若四根金属杆均沿垂直杆的方向同时匀速运动，速度大小为，则一定能使回路产生感应电流的是（     ） A． B． C． D． 4．一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 5．在下列几种运动情景中，不能产生感应电流的是（     ） A．图甲所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动 B．图乙所示，线圈从磁场中的M位置移动至N位置的过程 C．图丙所示，条形磁铁沿水平方向穿过固定在桌面的闭合金属圆环 D．图丁所示，金属框在同一平面内沿平行于通电直导线方向运动 6．下列回路中不能产生感应电流的是（     ） A．图甲中条形磁铁向右匀速移动 B．图乙中水平面上两根金属棒处于竖直向上的匀强磁场中分别向两侧匀速移动 C．图丙中水平圆形线圈的正上方通入增大的电流 D．图丁中矩形线圈以MN为轴转动90° 题型三　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。） 7．某实验装置如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B。如果线圈A中电流i与时间t的关系按图a、b、c、d四种情况变化，关于在这段时间内，下列四个选项中解释正确的是（　　） A．A线圈中接a图中的电流，B线圈中有磁通量，且所接电流表有示数 B．A线圈中接b图中的电流，B线圈中的磁通量在减少 C．A线圈中接c图中的电流，B线圈中的磁通量在增加 D．A线圈中接b、c、d图中的三种变化电流，B线圈中均有感应电流 8．某实验装置如右图，在铁芯P上绕着两个线圈M和N。如果线圈M中电流i与时间t的关系有左图所示的A、B、C、D四种情况，那么在这段时间内，可以观察到线圈N中电流表有读数的是（　　） A． B． C． D． 题型四　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。） 9．如图甲所示，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，线圈的边与导线平行。导线中电流与时间的关系如图乙所示，在这段时间内，线圈中不一定产生感应电流的操作是（     ） A．线框沿导线向下做匀速运动 B．线框水平向右远离导线 C．线框水平向左靠近导线 D．线框以直导线为轴转动 10．高压直流输电中，两条输电线 M、N 等高平行排列，导线中通有等大、反向的电流。将一金属圆环置于垂直两输电线所在的平面内，其圆心位于 MN 连线中点 O，与 MN 的中垂线交于 a、b 两点，与 MN 连线交于 c、d。不计圆环对磁场的影响，则（　　） A．O 点磁感应强度为零 B．a、b 两点的磁感应强度方向相反 C．c、d 两点的磁感应强度方向相同 D．若圆环垂直纸面向外移动稍许，圆环内将产生感应电流 11．长直导线通有如图所示的恒定电流，线框与长直导线共面，处于I位置，图中的II位置关于导线左右对称。则（　　） A．长直导线右侧的磁场方向垂直纸面向里 B．线框从I位置匀速平移到Ⅱ位置过程中，在线框中会产生感应电流 C．线框固定在Ⅱ位置，通电导线电流变大，在线框中会产生感应电流 D．线框从I位置平移到关于长直导线对称的III位置，磁通量变化量为零 题型五　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。） 12．下列图示情况，金属圆环中会产生感应电流的是（     ） A．图（a）中，圆环在匀强磁场中向左平移 B．图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴转动 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 13．关于下列四幅图的描述，正确的是（　　）     A．图甲中，直导线通电后，其正下方小磁针的N极将垂直纸面向外旋转 B．图乙中，匀强磁场B的方向沿x轴正方向，则穿过平面NCFE的磁通量为零 C．图丙中，仅当电容器两端电压为时，它的电容才为 D．图丁中，处于磁场中的线圈收缩时，线圈中会产生感应电流 14．两个相同的电流表G1和G2如图所示连接，晃动G1表，当指针向左偏时，静止的G2表的指针也向左偏转，原因是 （多选）。 A．两表都是“发电机” B．G1表是“发电机”，G2表是“电动机” C．G1表和G2表之间存在互感现象 D．G1表产生的电流流入G2表，产生的安培力使G2表指针偏转 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。） 15．在“研究电磁感应现象”实验中，所需的实验器材及其连接如图所示。 (1)实验时，将插入线圈中，合上开关瞬间，观察到灵敏电流表的指针发生偏转，这个现象揭示的规律是_______________________________________________________________； (2)某次操作如下：插入线圈中保持不动，将滑动变阻器的滑片P迅速向左移动，发现中有感应电流产生，电流计发生偏转。以下操作能使穿过副线圈的磁通量同样增大的是________（填标号）。 A．在线圈中插入软铁芯 B．将线圈从线圈中拔出 C．使变阻器的滑片P迅速向右移动 D．断开开关 16．如图所示，面积 S＝0.04 m2 的单匝矩形闭合线圈放在磁感应强度 B＝0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面。求： (1)求穿过线圈的磁通量 ； (2)将线圈绕垂直于磁场的轴顺时针转过 60°，求此时穿过线圈的磁通量 及磁通量的变化量 ； (3)判断在转动过程中线圈中是否有感应电流产生，并说明理由。 17．如图所示，光滑的金属导轨ab、cd竖直平行固定放置，匀强磁场垂直导轨平面向外，导轨的间距为L。a、c两点用垂直导轨的导线连接，与导轨垂直放置始终保持良好接触的金属棒，受到竖直向上的拉力F（与重力mg等大）。时刻匀强磁场的磁感应强度为，金属棒从ef处开始以速度匀速下降，ef与ac相距也为L。求： (1)时刻回路的磁通量； (2)为使回路中不产生感应电流，请推导出从时刻开始，磁感应强度B随时间t变化的关系式。 《13.3 电磁感应现象及应用常见七种题型（过关卷）》参考答案 答题卡 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 D B A D D C D BCD C C AB 12 13 14 BCD BD BD 题型一　电磁感应现象与物理学史 1．D 【详解】A．置于磁场中的电荷不一定会受到洛伦兹力，例如静止的电荷或者速度方向与磁场平行时不受洛伦兹力，A错误； B．产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，题中回路不一定闭合，因此不一定有感应电流产生，B错误； C．磁场对导体棒的安培力可以做功，磁场对运动电荷的洛伦兹力因与速度方向垂直，则对电荷不做功，C错误； D．通电直导线在磁感应强度大的地方，若导线与磁场方向平行，则安培力为零，D正确。 故选D。 题型二　产生感应电流的条件判断 2．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，穿过回路的磁通量均匀变化，回路中电流恒定，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。 3．A 【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。在匀强磁场中，磁通量，由于磁感应强度不变，只要回路面积发生变化，磁通量就会变化，从而产生感应电流。上杆向上、下杆向下、左杆向左、右杆向右运动，四根杆均向正方形外侧运动，回路面积增大，磁通量增大，产生感应电流，故A正确； B．上杆和下杆均向下运动，速度相同；左杆和右杆均向右运动，速度相同。回路整体向右下方平移，面积不变，磁通量不变，不产生感应电流，故B错误； C．上杆和下杆均向上运动，速度相同；左杆和右杆均向左运动，速度相同。回路整体向左上方平移，面积不变，磁通量不变，不产生感应电流，故C错误； D．上杆和下杆均向下运动，速度相同；左杆和右杆均向左运动，速度相同。回路整体向左下方平移，面积不变，磁通量不变，不产生感应电流，故D错误。 故选A。 4．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。 5．D 【详解】A．图甲中，线框绕垂直于磁感线的轴转动，穿过线框的磁通量发生周期性变化，产生感应电流，故A不符合题意； B．图乙中，磁场是非匀强磁场，线圈从移至过程中，穿过线圈的磁感线条数发生变化，即磁通量变化，产生感应电流，故B不符合题意； C．图丙中，条形磁铁穿过闭合金属圆环，穿过圆环的磁通量发生变化，产生感应电流，故C不符合题意； D．图丁中，通电直导线产生的磁场在同一距离处磁感应强度大小相等，金属框沿平行于导线方向运动时，与导线的距离不变，穿过金属框的磁通量保持不变，不产生感应电流，故D符合题意。 故选D。 6．C 【详解】A．图甲中条形磁铁向右匀速移动，磁铁与线圈发生相对运动，闭合线圈中的磁通量发生变化，可以产生感应电流，故A不符合题意； B．图乙中两根金属棒向两侧匀速运动，闭合回路所围面积增大，穿过回路的磁通量增大，可以产生感应电流，故B不符合题意； C．通电直导线周围的磁场关于导线对称，穿过水平圆形线圈的磁通量始终相互抵消为零，磁通量不发生变化，不能产生感应电流，故C符合题意； D．图丁中矩形线圈以MN为轴转动，线圈与磁场的相对方向发生变化，穿过线圈的磁通量发生变化，可以产生感应电流，故D不符合题意； 故选C。 题型三　探究实验与互感分析 7．D 【详解】A．产生感应电流的条件为闭合电路的磁通量要发生变化，A线圈中接a图中的电流，B线圈中有磁通量，但不变化，不会产生感应电流，所以电流表没有示数，所以A错误； B．A线圈中接b图中的电流，电流增加，则B线圈中的磁通量在增加，所以B错误； C．A线圈中接c图中的电流，电流减小，则B线圈中的磁通量在减少，所以C错误； D．b、c、d图中在时间内产生的都是变化的磁场，磁场穿过B线圈后，B线圈磁通量都发生了变化，能产生感应电流，所以D正确； 故选D。 8．BCD 【详解】要在线圈N中产生感应电流，线圈M的电流要改变，从而使穿过N的磁通量变化；甲图中电流是恒定的，不可能激发出感应电流；图乙、丙和丁中的电流都是变化的，能使线圈N中产生感应电流，故A错误，BCD正确。 故选BCD。 题型四　磁通量变化与综合分析 9．C 【详解】AD．在内导线中电流减小，长直导线周围磁感应强度随电流减小而减小。线框沿导线向下匀速运动或以直导线为轴转动时，线框各处到导线的距离不变，线框面与磁场方向的相对关系不变，穿过线框的磁通量随电流减小而减小，能产生感应电流，故AD不符合题意； B．线框水平向右远离导线时，到导线的距离增大，导线电流减小和距离增大都会使穿过线框的磁通量减小，能产生感应电流，故B不符合题意； C．线框水平向左靠近导线时，到导线的距离减小会使磁通量增大，而导线电流减小会使磁通量减小，两种影响可能相互抵消，磁通量可能不变，可能不产生感应电流，C符合题意。 故选C。 10．C 【详解】A．反向平行通电导线，点处两根导线产生的磁场方向相同，磁场叠加，，故A错误； B．根据安培定则，中垂线上、两点磁场方向完全相同，沿圆环平面向下，故B错误； C．、两点分别位于两根导线两侧，两处磁场叠加后方向一致，沿圆环平面向下，故C正确； D．圆环初始位置总磁通量始终为，垂直纸面向外移动时，圆环内合磁通量仍为，磁通量无变化，无感应电流，故D错误。 故选C。 11．AB 【详解】A．根据安培定则可知，长直导线右侧的磁场方向垂直纸面向里，故A正确； B．线框在I位置时磁通量向外，到II位置时磁通量为零，则若线框从I位置匀速平移到II位置过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，则在线框中会产生感应电流，故B正确； C．线圈在II位置时磁通量为零，若线框固定在II位置，通电导线电流变大，磁通量也一直为零，则在线框中不会产生感应电流，故C错误； D．线框在I位置时磁通量向外，到III位置时磁通量向里，若线框从I位置平移到关于长直导线对称的III位置，则磁通量变化量不为零，故D错误。 故选AB。 题型五　多选题专项判断 12．BCD 【详解】A．圆环在匀强磁场中向左平移，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，A错误； B．圆环在匀强磁场中绕轴转动，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，B正确； C．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，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，C正确； D．根据条形磁铁的磁感应特征可知，圆环向条形磁铁N极平移，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，D正确。 故选BCD 。 13．BD 【详解】A．直导线通电后，小磁针所处位置磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针的N极将垂直纸面向里旋转，故A错误； B．由于磁感应强度B的方向与平面NCFE平行，所以穿过平面NCFE的磁通量为零，故B正确； C．电容器的电容与两端电压无关，故C错误； D．处于磁场中的线圈收缩时，穿过线圈的磁通量变化，则线圈中有感应电流，故D正确。 故选BD。 14．BD 【详解】AB．晃动时，的线圈随指针在磁场中做切割磁感线运动，属于电磁感应现象，将机械能转化为电能，相当于发电机。 产生的感应电流会流入的内部线圈，通电线圈在自身的永磁体磁场中受到安培力作用，将电能转化为机械能，驱动的指针偏转，相当于电动机，故A错误，B正确； C．两个电流表通过导线直接连通形成回路，是传导电流的相互作用，并非互感，故C错误； D．的感应电流流入后，安培力是驱动指针偏转的直接原因，故D正确。 故选BD 。 题型六　填空、实验与解答 15．(1)当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合回路中就会产生感应电流 (2)A 【详解】（1）合上开关瞬间，原线圈​中的电流从无到有，产生的磁场穿过副线圈，使穿过线圈闭合回路的磁通量发生变化，进而产生感应电流，使灵敏电流表指针偏转。 这个现象揭示的规律是当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合回路中就会产生感应电流； （2）A．原操作插入线圈中保持不动，将滑动变阻器的滑片P迅速向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，​中的电流增大，其产生的磁场增强，因此穿过​的磁通量同向增大。。 在线圈​​中插入软铁芯，软铁芯会大幅增强磁场的磁感应强度，使穿过线圈的磁通量同样同向增大，与原操作的磁通量变化趋势相同。故A正确。 B．将线圈​从线圈​中拔出，会使穿过的磁通量同向减小，与原操作的磁通量变化趋势相反。故B错误。 C．使变阻器的滑片P迅速向右移动，滑动变阻器接入电阻增大，​​中电流减小，穿过​​的磁通量同向减小，与原操作的磁通量变化趋势相反。故C错误。 D．断开开关，​​中电流减小，穿过​的磁通量同向减小，与原操作的磁通量变化趋势相反。故D错误。 故选A。 16．(1)0.02 Wb (2)0.01 Wb，减少了 0.01 Wb (3)有感应电流。由于闭合回路中磁通量发生变化，所以线圈中会产生感应电流 【详解】（1）线圈平面与磁场垂直，磁通量Φ₁＝BS＝0.5×0.04Wb＝0.02Wb （2）如题图线圈绕垂直于磁场的轴顺时针转过转过60°后，磁通量Φ2＝BScos60°＝0.02×0.5Wb＝0.01Wb 磁通量变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.01Wb－0.02Wb＝－0.01Wb（即减少了0.01Wb） （3）有感应电流。理由：线圈回路闭合，在转动60°的过程中，穿过线圈的磁通量由0.02Wb减小到0.01Wb，发生了变化。根据产生感应电流的条件：闭合回路中磁通量发生变化，线圈中会产生感应电流。 17．(1) (2) 【详解】（1）时刻，回路的面积此时回路的磁通量为 （2）要使回路中不产生感应电流，回路中的磁通量应保持不变，即时刻的磁通量 在时刻，金属棒下滑的距离 此时回路的面积为 此时回路的磁通量为 由于 则有 解得磁感应强度随时间变化的关系式为 第 1 页 第 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $