2025年人教版高中物理精講精練必修3第18講：電磁感應現(xiàn)象及應用 原卷版

第18講：電磁感應現(xiàn)象及應用【考點梳理】考點一：感應電路產生的條件考點二：線圈進出磁場產生的感應電流考點三：磁鐵靠近和原理線圈產生的感應電流考點四：切割磁場或者開關產生的感應電路考點五：電磁感應的探究實驗考點六：電磁感應及其應用綜合【知識梳理】知識點一、劃時代的發(fā)現(xiàn)1．丹麥物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)載流導體能使小磁針轉動，這種作用稱為電流的磁效應，揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間存在密切聯(lián)系．2．英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，即“磁生電”現(xiàn)象，他把這種現(xiàn)象命名為電磁感應．產生的電流叫作感應電流．知識點二、感應電流的產生條件1．磁通量(1)概念：穿過某個面的磁通量等于閉合導體回路的面積與垂直穿過它的磁感應強度的乘積．(2)公式：Φ＝BS.2．產生感應電流的條件只要穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導體回路中就有感應電流知識點三：技巧方法總結：1．磁通量的正、負：其正、負是這樣規(guī)定的：任何一個面都有正、反兩面，若規(guī)定磁感線從正面穿入為正磁通量，則磁感線從反面穿入即為負磁通量．反之亦可．磁通量的變化大致可分為以下幾種情況：(1)磁感應強度B不變，有效面積S發(fā)生變化．如圖(a)所示．(2)有效面積S不變，磁感應強度B發(fā)生變化．如圖(b)所示．(3)磁感應強度B和有效面積S都不變，它們之間的夾角發(fā)生變化．如圖(c)所示．5．產生感應電流的條件(1)電路為閉合電路；(2)穿過電路的磁通量發(fā)生變化．注意：(1)、(2)兩條必須同時滿足，才能產生感應電流．2．判斷感應電流有無的方法：(1)明確電路是否為閉合電路．(2)判斷穿過回路的磁通量是否發(fā)生變化．3．ΔΦ與Φ意義不同，大小也沒有必然的聯(lián)系．感應電流的產生與Φ無關，只取決于Φ的變化，與ΔΦ有關．【題型歸納】題型一：感應電路產生的條件1．（24-25高二上·山東·期中）如圖所示，閉合線框在磁場中做下列四種運動，能夠產生感應電流的是（）A．甲圖中，線框與條形磁鐵中心軸線在同一平面內且遠離磁鐵B．乙圖中，線框在紙面內平行于通電導線向上移動C．丙圖中，線框垂直于勻強磁場方向水平向右運動D．丁圖中，線框繞垂直于勻強磁場方向的軸轉動2．（24-25高二上·山東日照·期中）如圖所示，正方形金屬線圈abcd與通電長直導線位于同一紙面內，ad與導線平行，虛線為平行于ad的軸線。下列判斷正確的是（）A．若線圈在紙面內遠離導線，不能產生感應電流B．若線圈在紙面內沿軸線向右運動，能產生感應電流C．若線圈繞著虛線勻速轉動，能產生感應電流D．若線圈垂直紙面向外運動，不能產生感應電流3．（24-25高二上·江蘇南京·期中）某同學在探究感應電流產生的條件時，進行了如圖所示的實驗。下面幾種情況中，線圈B中沒有感應電流產生的是（）A．開關閉合或開關斷開的瞬間B．開關閉合穩(wěn)定后，快速移動滑動變阻器滑片C．開關閉合穩(wěn)定后，將線圈A從線圈B中拔出D．開關斷開狀態(tài)下，將線圈A從線圈B中拔出題型二：線圈進出磁場產生的感應電流4．（23-24高二上·江蘇鹽城·期末）虛線框內有垂直于紙面的勻強磁場。閉合線圈由位置1經過位置2、3，穿過虛線框運動到位置4。下列過程線圈中能產生感應電流的是（

）A．僅由位置1到位置2B．僅由位置2到位置3C．僅由位置3到位置4D．由位置1到位置2及由位置3到位置45．（23-24高二上·福建廈門·期中）如圖所示，O1O2是矩形導線框abcd的對稱軸，其左方有垂直于紙面向外的勻強磁場。以下情況中，abcd中沒有感應電流產生的是（）A．將abcd以O1O2為軸轉動90°B．將abcd向右平移C．將abcd以ab為軸轉動60°D．將abcd以cd為軸轉動60°6．（21-22高二上·云南玉溪·階段練習）如圖所示，線圈abcd水平向右穿過磁場區(qū)域B時，在以下情況中，線圈中有感應電流產生的是（）

A．整個線圈在磁場中上下平動時B．整個線圈都在磁場中左右平動C．線圈離開磁場的過程中D．線圈進入磁場后在它所在的平面內繞過a點垂直于紙面的軸旋轉題型三：磁鐵靠近和原理線圈產生的感應電流7．（21-22高二上·廣西桂林·期中）探究產生感應電流條件的實驗裝置如圖所示，保持線圈不動，在下列情況下，無法產生感應電流的是（）A．將S極插入線圈 B．將S極從線圈中抽出C．將N極插入線圈 D．將N極放在線圈中不動8．（19-20高二下·北京西城·期末）如圖，A和B都是鋁環(huán)，環(huán)A是閉合的，環(huán)B是斷開的，兩環(huán)分別固定在一橫梁的兩端，橫梁可以繞中間的支點轉動。下列判斷正確的是（）A．用磁鐵的N極靠近A環(huán)時，A環(huán)會轉動靠近磁鐵B．用磁鐵的N極靠近B環(huán)時，B環(huán)會轉動靠近磁鐵C．用磁鐵的N極靠近A環(huán)，A環(huán)不會有感應電流產生D．用磁鐵的N極靠近B環(huán)，B環(huán)不會有感應電流產生9．（19-20高二下·四川樂山·階段練習）如圖是驗證楞次定律實驗的示意圖，豎直放置的線圈固定不動，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，線圈和電流表構成的閉合回路中就會產生感應電流。各圖中分別標出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運動方向以及線圈中產生的感應電流的方向等情況，其中不正確的是（）A．B． C． D．題型四：切割磁場或者開關產生的感應電路10．（22-23高二上·上海奉賢·期末）如圖示閉合電路的部分電路在磁場中的運動情況，產生感應電流的為（）A． B． C．D．11．（23-24高二上·安徽合肥·期末）圖示裝置是某同學探究感應電流產生條件的實驗裝置?，F(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流表及開關按如圖所示連接。下列說法中正確的是（）A．線圈A插入線圈B中后，開關閉合和斷開的瞬間電流表指針均不會偏轉B．開關閉合后，將線圈A從B中拔出會引起電流表指針偏轉C．開關閉合后，滑動變阻器的滑片P勻速滑動，電流表指針不偏轉D．開關閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流表指針才會偏轉12．（21-22高二上·江蘇蘇州·期中）在我國南海上有一浮桶式燈塔，其結構如圖所示，浮桶下部由內、外兩密封圓筒構成（圖中陰影部分），其內部為產生磁場的磁體，磁體通過支柱固定在暗礁上，浮桶內置圓形線圈能夠隨波浪相對磁體沿豎直方向上下運動，線圈與塔燈相連，下列說法錯誤的是（）A．當海面無波浪時，該燈塔無法發(fā)光B．該裝置的工作原理是電磁感應現(xiàn)象C．當線圈上下運動時，回路中無感應電流D．圓形線圈上各位置的磁感應強度大小相等題型五：電磁感應的探究實驗13．（23-24高二下·山東·階段練習）在“探究影響感應電流方向的因素”實驗中：(1)實驗發(fā)現(xiàn)，電流由“+”接線柱流入時靈敏電流計指針向右偏轉，電流由“-”接線柱流入時指針向左偏轉；如圖甲所示，實驗發(fā)現(xiàn)指針向右偏轉，則條形磁鐵的N極（選填“向上”或“向下”）運動。(2)如圖乙為另一種實驗裝置，開關閉合前小螺線管已插入到大螺線管中。①請用筆畫線代替導線，將電路圖補充完整。()②在閉合開關時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏轉了一下。在開關閉合的狀態(tài)下，將小螺線管迅速抽出時，靈敏電流計指針將向（選填“左”或“右”）偏轉；斷開開關的瞬間，靈敏電流計的指針（選填“向左”“向右”或“不”）偏轉。③將滑動變阻器的滑片迅速向左滑動，靈敏電流計指針將向（選填“左”或“右”）偏轉；進一步分析，滑動變阻器的滑片向左滑動的速度越大，電流表指針偏轉角度（選填“越大”或“越小”）。14．（23-24高二下·江蘇揚州·階段練習）在“探究影響感應電流方向的因素”實驗中，用試觸的方法確定電流方向與電流表指針偏轉方向的關系。如圖甲所示實驗表明，電流從電流表正接線柱流入，電流表指針向右偏轉。

(1)觀察如圖乙所示的線圈繞線方向，若電流從A流入線圈，從B流出線圈，從上向下看電流的方向為（填“順時針”或“逆時針”）。(2)用如圖丙所示的實驗裝置，若電流表指針向右偏轉，則線圈中感應電流在線圈內產生的磁場的方向（填“向上”或“向下”）。(3)小齊設計了一種延時繼電器：如圖2所示是一種延時繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個線圈A和B。線圈A和電源連接，線圈B與直導線構成一個閉合回路。彈簧K與銜鐵D相連，D的右端觸頭C連接工作電路（未畫出）。開關S閉合狀態(tài)下，工作電路處于導通狀態(tài)。S斷開瞬間，延時功能啟動，此時直導線中電流方向為（填寫“a到b”或“b到a”）。15．（24-25高二上·湖北·期中）某實驗小組準備了如下圖所示的實驗裝備組成實驗電路，研究電磁感應現(xiàn)象．(1)接好電路，合上開關的瞬間，電流計指針發(fā)生偏轉是（）A．甲圖 B．乙圖 C．甲圖和乙圖 D．都未發(fā)生偏轉(2)實驗探究過程中，下列說法正確的是（）（多選，填正確答案前的標號）A．圖甲，導體在磁場中分別垂直于磁感線與沿著磁感線運動時，電流計指針均會偏轉B．圖乙，閉合開關，拔出線圈中的鐵棒一瞬間時，電流計的指針發(fā)生偏轉C．圖乙，當開關閉合，線圈電流穩(wěn)定后，電流計的指針發(fā)生偏轉D．圖乙，開關閉合時，移動滑動變阻器的滑片，電流計的指針偏轉，線圈中出現(xiàn)感應電流．(3)圖乙接通開關進行實驗時，滑動變阻器滑片應該滑置在（填“”或“”）端。題型六：電磁感應及其應用綜合16．（22-23高二上·北京懷柔·期末）在圖中，線圈和線圈繞在同一鐵芯上。請回答以下問題：（1）當合上開關的一瞬間，線圈里有沒有感應電流？說明理由；（2）當線圈里有恒定電流通過時，線圈里有沒有感應電流？說明理由；（3）當斷開開關的一瞬間，線圈里有沒有感應電流？說明理由。17．（23-24高二上·河南·階段練習）如圖所示，足夠長的金屬框架MON與足夠長的導體棒構成回路，處在勻強磁場中且與磁場垂直。（1）若，從O點出發(fā)，向右以的速度勻速運動6s，求回路中磁通量的變化量；（2）在圖中，若回路面積從變到，同一時間內磁感應強度大小B從變到，求回路中磁通量的變化量；（3）若開始時，從O點右側1m處出發(fā)，向右以的速度勻速運動，且閉合回路中沒有感應電流產生，求磁感應強度大小B隨時間t變化的表達式。

18．（22-23高二上·江蘇連云港·期中）圖示固定于水平桌面上的金屬框架處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒擱在框架上，且可無摩擦滑動，此時恰好構成邊長為的正方形，時磁感應強度為。求：（1）時穿過面的磁通量；（2）若從時起，磁感應強度隨時間開始變化，同時棒以恒定速率沿導軌方向向右運動，使棒中不產生感應電流，請推導出與的關系式。

【高分達標】一、單選題19．（24-25高二上·山東濰坊·期中）隨著社會的發(fā)展，人民生活水平大大提高，廣大樂迷喜愛的電吉他等樂器也進入生活。電吉他的琴弦?guī)в写判?，琴身上裝有拾音器，琴弦振動時會使拾音器線圈中的磁通量發(fā)生變化，線圈產生的信號經放大器放大后使揚聲器發(fā)聲。拾音器的原理圖如圖所示。下列說法正確的是（）A．拾音器線圈的工作原理是電流的磁效應B．電吉他的琴弦可以用純尼龍材料制成C．琴弦不動時，線圈中有感應電流D．琴弦振動時，線圈中產生感應電流20．（24-25高二上·遼寧·期中）如圖所示，虛線左側的區(qū)域內存在垂直紙面向里的勻強磁場，右側的區(qū)域內存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小均為B。面積為S的正方形線圈abcd垂直于磁場放置。初始時cd邊恰好與虛線重合，下列判斷正確的是（）A．把線圈以cd為軸轉過180°，通過線圈磁通量的變化量為零B．把線圈以bc為軸轉過180°，通過線圈磁通量的變化量為零C．把線圈向右平移到ab與虛線重合，通過線圈磁通量的變化量為零D．把線圈向右平移到ab與虛線重合，線圈中不產生感應電流21．（24-25高二上·河南·期中）如圖所示，A中條形磁鐵插入或拔出線圈時；B中閉合線圈豎直向下平動時；C中線圈在勻強磁場中，保持線圈平面始終與磁感線垂直左右運動時；D中線圈以速度v遠離磁體的過程中。其中能產生感應電流的是（）A． B． C． D．22．（24-25高二上·浙江臺州·期中）下列選項中的操作能產生感應電流的操作是（）A．甲圖中，使導體棒AB順著磁感線向下運動B．乙圖中，使條形磁鐵在線圈中保持不動C．丙圖中，開關S保持閉合，將螺線管A插入B中或者從B中拔出D．丁圖中，條形磁鐵插入有開口的圓環(huán)23．（24-25高二上·廣西桂林·階段練習）各圖所描述的物理情境中，沒有產生感應電流的是（）A．開關S閉合的瞬間，線圈N中B．磁鐵向鋁環(huán)A靠近，鋁環(huán)A中C．金屬線圈從A位置向B位置運動，金屬線圈中D．金屬框向右遠離通電導線，金屬框中24．（24-25高二上·山東青島·階段練習）如圖，在垂直于紙面的范圍足夠大的勻強磁場中，有一個矩形線圈abcd，線圈平面與磁場垂直，O1O2與O3O4都是線圈的兩個對稱軸。線圈在下列運動中，能使其中產生感應電流（）A．向上或向下平動 B．繞O1O2軸變速轉動C．向左或向右平動 D．垂直紙面向外運動25．（23-24高一下·河北邯鄲·期末）如圖所示，在通有電流i的長直導線附近有一個矩形線圈ABCD，線圈與導線在同一平面內且線圈的兩個邊與導線平行。當矩形線圈遠離導線移動時，若在時間內，線圈中沒有感應電流，則導線中的電流i與時間t的關系圖像可能正確是（）A．B．C．D．26．（23-24高一下·江蘇徐州·期末）環(huán)形導線M、N在同一平面內，圓心均在O點。M中的電流方向如圖所示。則（）A．O處的磁場方向與平面平行 B．O處的磁場方向垂直平面向里C．M中電流增大時，穿過N的磁通量不變 D．M中電流增大時，N中產生感應電流27．（23-24高二上·河南·期末）如圖所示，面積為S、匝數(shù)為N的閉合線圈水平放置，與勻強磁場B的夾角（磁場方向與邊在紙面內）?，F(xiàn)將線圈以邊為軸順時針轉動，則下列說法正確的是（）A．該過程線圈的磁通量變化量為零B．該過程線圈的磁通量變化量大小為C．該過程線圈的磁通量變化量大小為D．該過程線圈中沒有感應電流產生28．（2024高二上·四川·學業(yè)考試）如圖所示，處于磁場中的導體棒和電流表連接成閉合回路。下列判斷正確的是（

）A．導體棒沿著磁感線向上運動，有感應電流 B．導體棒沿著磁感線向下運動，有感應電流C．導體棒垂直磁感線向左運動，有感應電流 D．導體棒垂直磁感線向右運動，無感應電流29．（2024·海南·模擬預測）如圖所示，水平桌面上放置閉合導體圓環(huán)，圓環(huán)某一直徑正上方有通電直導線，下列情況中，閉合圓環(huán)中有感應電流產生的是（

）A．增大通電直導線中的電流 B．圓環(huán)繞圖示直徑旋轉C．通電直導線豎直向上遠離圓環(huán) D．通電直導線豎直向下靠近圓環(huán)二、多選題30．（24-25高二上·海南·期中）如圖所示，閉合圓形導線框在勻強磁場中運動，能產生感應電流的是（）A． B．C． D．31．（24-25高二上·湖南·階段練習）如圖所示，矩形線圈abcd位于通電長直導線附近，線圈與導線在同一平面內，線圈的ad、bc兩個邊與導線平行。下列操作中能夠使線圈中產生感應電流的是（）A．在平面內線圈遠離直導線移動B．在平面內線圈沿平行于直導線方向向上移動C．線圈以虛線為軸轉動D．線圈以通電導線為軸轉動，且轉動過程中線圈和直導線始終共面32．（24-25高二上·浙江·階段練習）如圖，矩形線圈ABCD位于通電長直導線附近，線圈與導線在同一平面內，線圈的兩個邊與導線平行。下列哪些情形中，線圈中會出現(xiàn)感應電流（）A．電流逐漸增大B．線圈ABCD在紙平面內向上運動C．線圈ABCD在紙平面內繞自身幾何中心點旋轉D．線圈ABCD以通電長直導線為軸，垂直平面向外旋轉33．（24-25高二上·全國·單元測試）下列情況能產生感應電流的是（）A．圖甲所示的導體棒AB順著磁感線運動B．圖乙所示的條形磁鐵插入或拔出線圈C．圖丙所示的小螺線管A插入大螺線管B中不動D．圖丙所示的小螺線管A插入大螺線管B中不動，改變滑動變阻器接入電路的電阻34．（24-25高二上·貴州遵義·開學考試）如圖所示，垂直于紙面的勻強磁場局限在到的范圍內，邊長為10cm的正方形閉合線圈MNPQ從圖示位置向右運動，運動過程中MQ、NP邊始終平行于x軸。當PQ邊在哪些范圍內運動時線圈中有感應電流產生？（

）A．0~10cm B．10~20cm C．20~30cm D．30~40cm35．（23-24高一下·貴州貴陽·期末）下列如圖所示的各物理情境中，能產生感應電流的是（）A．如圖甲所示，線圈與通電導線在同一平面，且線圈豎直向上移動B．如圖乙所示，先把線圈撐開，然后放手讓線圈收縮的過程中C．如圖丙所示，開關閉合時，迅速移動滑動變阻器的滑片D．如圖丁所示，將條形磁鐵從左向右靠近線圈36．（23-24高二上·山東聊城·期末）工程施工過程中，有時需要確定地下電纜的具體深度及走向，如圖所示，水平地面下有一平行于y軸且通有恒定電流I的長直導線，P、M和N為地面上的三點，P點位于導線正上方，MN平行于y軸，PN平行于x軸，P、Q關于導線上下對稱，圓形金屬線圈水平放置，其圓心位于P點，不考慮地磁場的影響，則（）A．電流在P、Q兩點產生磁場的磁感應強度相同B．線圈在圖示位置的磁通量為零C．線圈從圖中位置豎直向上運動的過程中會產生感應電流D．線圈從N點沿直線加速運動到M點的過程中不會產生感應電流三、填空題37．（22-23高二上·陜西寶雞·期末）現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關按如圖所示連接。請根據(jù)實驗現(xiàn)象填空：（1）開關閉合后，將線圈A插入或拔出線圈B，可以看到電流計指針；（2）開關閉合后，線圈A在線圈B中靜止不動，可以看到電流計指針；（3）開關閉合后，將滑動變阻器的滑片P勻速滑動，電流計指針。（各空均選填“偏轉”或者“不偏轉”）38．（21-22高二下·內蒙古赤峰·階段練習）如圖所示，是研究電磁感應現(xiàn)象的實驗裝置，已知電流表的電流從正極流入時指針向右偏轉，裝置已完整連接且能正常工作。（1）磁鐵插入螺線管或從螺線管中拔出來的過程，可以看到，磁鐵相對于螺線管運動的時候，電流表的指針（填“偏轉”或“不偏轉”），表明螺線管中（填“有電流”或“無電流”）產生；（2）如圖，N極向上抽出線圈的過程，電流表指針將（填“向右偏轉”或“向左偏轉”），感應電流在線圈中心產生的磁場方向為（填“向上”或“向下”），表明感應電流的磁場對原磁通的作用是。四、實驗題39．（23-24高二上·河北邯鄲·期末）某物理興趣小組利用圖甲中電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈、線圈、靈敏電流計及開關等器材研究電磁感應現(xiàn)象并判定感應電流方向。（1）在圖甲給出的實物圖中，用筆畫線作為導線將實驗器材連成實驗電路。（2）連接好實驗器材，在開關閉合、線圈放在線圈中的情況下，某同學發(fā)現(xiàn)當他將滑動變阻器的滑動端P向右加速滑動時，電流計指針向右偏轉。由此可以推斷（填選項前的字母）。A．線圈向上移動或將滑動變阻器的滑動端P向左加速滑動，都能引起電流計指針向左偏轉B．線圈中鐵芯向上拔出或僅斷開開關瞬間，都能引起電流計指針向右偏轉C．滑動變阻器的滑動端P勻速向左或勻速向右滑動，都能使電流計指針靜止在中央D．因為線圈、線圈的繞線方向未知，故無法判斷電流計指針偏轉的方向（3）興趣小組利用圖乙裝置分析磁體穿過整個線圈的過程中感應電流大小的變化，傳感器顯示的電流i隨時間t變化的圖像應該是。A．B．C．D．40．（23-24高二上·河南信陽·期末）在“探究影響感應電流方向的因素”的實驗中。（1）如圖甲所示，小明同學用小磁針代替電流表判斷回路中是否有感應電流以及感應電流的方向。為使小磁針在回路中有電流時一定發(fā)生偏轉，小磁針上方的導線應該（選填“東西方向放置”“南北方向放置”或“任意方向放置均可”），圖甲為小磁針開始靜止時的情形，當條形磁鐵向下插入螺線管，小磁針的極（選填“向紙面內偏轉”“向紙面外偏轉”或“不發(fā)生偏轉”）（2）已知電流從右邊正接線柱流入電流表時，指針向右擺動，小華同學為了驗證這個結論，她先將多用電表（此時為歐姆擋）的紅表筆接靈敏