熱點題型?選擇題攻略

專題06電路與電磁感應

目錄

01.題型綜述..................................................................

02.解題攻略..................................................................

題組01直流電路的動態(tài)分析...........................................................1

題組02交流電的產(chǎn)生、描述以及變壓器..................................................8

題組03楞次定律和法拉第電磁感應定律的應用..........................................17

題組04電磁感應的圖象問題...........................................................23

題組05電磁感應中的力、電綜合與能量轉(zhuǎn)化問題........................................32

題組06電磁感應中的動量問題.........................................................44

03.高考練場............................................56

01題型綜述

電路的基本結(jié)構(gòu)與規(guī)律與電磁感應電動勢產(chǎn)生的機制一直是高考命題的熱點，尤其喜歡以選擇題的

形式考察電路的簡單分析、電磁感應的基本規(guī)律以及變壓器的相關(guān)計算等。本專題包括了兩類電路模型的

分析比較，電磁感應的綜合問題。通過本專題的復習與講解旨在培養(yǎng)學生應用所學知識解決綜合問題的能

力。

<02解題攻略

題組01直流電路的動態(tài)分析

【提分秘籍】

1.直流電路的動態(tài)分析方法

（1）程序法：部分電路阻值變化-電路總電阻R總變化-干路電流/變化一路端電壓。變化T各分量變化，

［增大［增大］減小］增大/分

喊小喊小〔增大撼小I。分

（2）串反并同法：所謂“串反”，即某一電阻阻值增大（減?。r，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端的

電壓、電功率都減小（增大）。所謂“并同”，即某一電阻阻值增大（減?。r，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的

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電流、兩端的電壓、電功率都增大（減?。?

2.直流電路中的功率變化的判斷

⑴定值電阻的功率隨其電壓或電流的增大而增大。

⑵外電阻越接近電源的內(nèi)阻，電源輸出功率越大，等于內(nèi)阻時電源的輸出功率最大.

（3）判斷變化電阻的功率時，可以將其他電路等效到電源內(nèi)部，當變化電阻等于等效電阻時其功率最大，若

不能等于則越接近越大。

【典例剖析】

【例1-1】（2025高三上?山東濟南?階段練習）在如圖所示電路中，電源電動勢E=12V,內(nèi)阻r=8。，定值

電阻4=2Q,凡=10Q,%=20Q,滑動變阻器&的取值范圍為0~30Q,所有電表均為理想電表。閉合開

關(guān)S,在滑動變阻器的滑片從。端滑到6端的過程中，電壓表Y、電壓表電流表A示數(shù)的變化量分別為

△5、△&、X"下列說法正確的是（）

A.Y讀數(shù)變小，y讀數(shù)變大，Bal大于四囚

B.I”。。,耕30。

C.凡的功率先增大后減小，最大值為0.36W

D.電源的輸出功率先增大后減小，最大值為4.5W

【答案】C

【詳解】將A和耳等效為電源內(nèi)阻，則等效電源的電動勢

颯

6V

R[+7?2+F

等效內(nèi)阻

（廠+K氏=50

ri=

r+Rt+R2

A,當滑動變阻器的滑片從a端滑到6端的過程中，凡變大，總電阻變大，總電流減小，路端電壓變大，Y

讀數(shù)變小，則V?讀數(shù)變大，因

U路端=0]+02

可知/⑷小于四囚，故A錯誤;

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B.根據(jù)歐姆定律

5=/6

則

|等卜…。

根據(jù)閉合電路的歐姆定律

&=6+/（6+外）

可得

”公='+4=25。

M31

故B錯誤；

C,將用等效為新電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻為

r2=耳+&=25。

當外電路電阻等于電源內(nèi)阻時輸出功率最大，則當滑動變阻器的滑片從。端滑到b端的過程中，電阻從0

增加到30Q,可知的功率先增大后減小，當凡=25Q時功率最大，最大值為

P=r2=0.36W

故C正確;

D.當滑動變阻器的滑片在。端時，電源E的外電阻為

鄧3生Q

R?+凡3

當滑動變阻器的滑片在6端時，電源后的外電阻為

j?2（j?3+4）

R外2=%+2Q

氏2+氏3+尺43

電源E的內(nèi)阻r=8Q,根據(jù)電源輸出功率和外電阻關(guān)系可知，滑動變阻器的滑片從a端滑到6端的過程中,

電源的輸出功率一直減小，故D錯誤。

故選C。

【例1-2].（2024?北京朝陽?模擬預測）如圖甲所示的電路中，定值電阻凡=與。白熾燈泡L的伏安特性曲

線如圖乙所示。電源電動勢E=100V,內(nèi)阻不計。當開關(guān)S斷開時，燈泡消耗的實際電功率為24W,則開

關(guān)閉合后，燈泡消耗的實際功率約為（）

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//A

A.20WD.9W

【詳解】當開關(guān)S斷開時，燈泡消耗的實際電功率為24W,即電壓電流的乘積為24W,根據(jù)乙圖可知，電

壓為。i=40V,電流為，=0.60A,根據(jù)閉合電路歐姆定律

U{=E-IXRX

解得

凡=1000

據(jù)題意，定值電阻為=",故

R2=1000

開關(guān)閉合后，電源和4、%構(gòu)成一個新電源，此新電源電動勢和內(nèi)阻分別為

E、100

氏=氏2二xl00V=50V

K+刈100+100

【黑=50Q

此新電源短路電流為

圖中畫出此新電源的U-/圖像，圖像與白熾燈泡的伏安特性曲線交點即為燈泡的電壓電流，分別為

U2=26V,I2=0.46A

燈泡消耗的實際功率

P2=U2I2=26x0.46W=l1.96W12W

故選Co

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I/A

【變式演練】

【變式1-1】（2025高三上?江蘇連云港?期中）如圖所示的閉合電路中，%、凡為定值電阻.當變阻器凡的

滑動觸頭尸向上滑動時，理想電壓表與電流表的示數(shù)分別為U、I,其變化量的絕對值分別為△0、X.下

列說法中正確的是（）

...........——1----------

E%"一

A.。不變B./變大

C.普=RD,用的功率變大

【答案】D

【詳解】AB.當變阻器凡的滑動觸頭P向上滑動時，阻值增大，則總電阻增大，總電流變小，路端電壓增

大，即。增大，/變小，選項AB錯誤；

C.根據(jù)

U=E-Ir

可知

△U

----=r

AZ

選項C錯誤；

D.路端電壓增大，總電流變小，以電壓變小，可知治兩端電壓增大，則滅2的功率變大，選項D正確。

故選D。

【變式1-2］（2025高三上?河北石家莊?階段練習）如圖所示，當電動機兩端電壓為時，通過電動機的電

流為/。，風扇不轉(zhuǎn)動.當電動機兩端電壓為。時，通過電動機的電流為/,電動機正常工作，帶動風扇轉(zhuǎn)動。

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若電動機的內(nèi)阻為民則下列說法正確的是（）

A,電動機的內(nèi)阻

B.電動機正常工作時，產(chǎn)生的熱量為U。/。

i2u

C.電動機正常工作時，輸出功率為〃—―產(chǎn)

D.電動機正常工作時，效率為-

【答案】C

【詳解】A.當電動機正常工作時，有

U>IR

所以

RA

I

故A錯誤；

B,電動機正常工作時，產(chǎn)生的熱量為

Q=l-Rt

故B錯誤；

C.電動機正常工作時，輸出功率為

P祗=UI-『R

R旦

所以

故C正確；

D.電動機正常工作時，效率為

〃=余100%=（1一第）x100%

故D錯誤。

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故選c。

【變式1-3］（2025高三上?廣東深圳?階段練習）如圖所示的電路中，E為電源，其內(nèi)電阻為r,V為理想電

壓表，L為阻值恒定的小燈泡，用為定值電阻，鳥為半導體材料制成的光敏電阻（光照越強，電阻越?。?，

電容器兩極板處于水平狀態(tài)，閉合開關(guān)S,電容器中心P點有一帶電油滴處于靜止狀態(tài)，電源負極接地，

下列說法正確的是（）

A.若將用的滑片下移，電壓表的示數(shù)增大

B.若光照變強，則P點電勢升高

C.若光照變強，則燈泡變暗

D.若斷開3節(jié)點，并將電容器上極板上移，油滴仍然保持靜止

【答案】D

【詳解】A.由于電容器在直流電路中相當于斷路，所以當電路穩(wěn)定時，&相當于導線，將鳥的滑片下移

時，電壓表的示數(shù)保持不變，故A錯誤；

BC.若光照變強，光敏電阻用減小，總電阻變小，電流變大，則通過小燈泡的電流變大，燈泡變亮；電容

器兩端電壓為

U=E-/（r+&）/變大，則。變小，即電容器兩板間的電壓變小，場強變小，P點與下極板間電勢差變小，

則尸點電勢降低，故BC錯誤；

D.斷開2節(jié)點，電容器電量保持不變，并將電容器上極板上移，根據(jù)

整理得

E一遜

￡rS

保持不變，油滴仍然保持靜止，故D正確。

故選D。

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題組02交流電的產(chǎn)生、描述以及變壓器

【提分秘籍】

L解決交變電流問題要注意的幾點

(1)理解幾個特殊位置的磁通量、磁通量的變化率、感應電動勢及感應電流的特點。

①線圈平面與中性面重合時，SLB,。最大，呼=0,e=0,z=0,電流方向?qū)l(fā)生改變。

②線圈平面與中性面垂直時，S//B,⑦=0,”最大,e最大，i最大，電流方向不變。

Nt

(2)區(qū)分交變電流的峰值、瞬時值、有效值和平均值.

(3)確定交變電流中電動勢、電壓、電流的有效值后就可以運用直流電路的規(guī)律處理交流電路中的能量問題。

(4)交變電流瞬時值表達式書寫的基本思路

①根據(jù)已知圖象或由公式Em=確定正、余弦交變電流的峰值，其中。=7=27^=2兀〃("為轉(zhuǎn)速)。

②明確線圈的初始位置，找出對應的函數(shù)關(guān)系式。

a.若線圈從中性面位置開始計時，則e-f圖象為正弦函數(shù)，e=Emsma)t;

b,若線圈從垂直中性面位置開始計時，則e-f圖象為余弦函數(shù)，e=￡mcos總

2.計算交變電流有效值的方法

(I)分段計算電熱，然后求和得出一個周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量.

⑵利用兩個公式0=產(chǎn)用和。=?/可分別求得電流有效值和電壓有效值.

(3)若圖象部分是正弦(或余弦)式交變電流，其中的%但必須是從零至最大值或從最大值至零)和1周期部分可

42

直接應用正弦式交變電流有效值與最大值間的關(guān)系/=左、

求解.

3.變壓器動態(tài)變化分析方法

(1)變壓器動態(tài)分析常見的兩種情況

①負載不變，匝數(shù)比變化；

②匝數(shù)比不變，負載變化。

(2)處理此類問題應注意三點

①根據(jù)題意分清變量和不變量；

②要弄清“誰決定誰”的制約關(guān)系一電壓是輸入決定輸出，電流和功率是輸出決定輸入;

③動態(tài)分析順序：

a,由Ui和以決定C/2；

"2

b,由負載電阻R和。2決定/2；

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C.由尸2=6/2確定產(chǎn)1；

d.由P1=U1/1確定/1。

4.解決遠距離輸電問題的一般思路

(1)電路分析：遠距離輸電線路由升壓變壓器、輸電線、降壓變壓器和負載四部分組成。

⑵電壓關(guān)系：升壓變壓器輸入電壓U1是不變的，根據(jù)#=以可以確定升壓變壓器的輸出電壓。2,輸電線上

02ri2

有一定的電壓損失，AU=hR。降壓變壓器輸入端電壓S=U2-AU,降壓變壓器輸出電壓也由將=儂確定。

(74八4

⑶功率關(guān)系：升壓變壓器輸入功率為輸電線上損失功率為AP=BR,降壓變壓器輸出功率為尸%則P

=尸4+公產(chǎn)=24+勵。

(4)電流關(guān)系：用戶電路的電流由/4=且甩確定，降壓變壓器的電流由9=超確定，升壓變壓器的輸出電流/2

R用/4

=/3,升壓變壓器的輸入電流由，=強確定。

hn\

【典例剖析】

【例2-1】如圖甲所示為一臺小型發(fā)電機構(gòu)造示意圖，線圈逆時針轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢隨時間按正弦規(guī)律變

化，圖象如圖乙所示。發(fā)電機線圈內(nèi)電阻為LOQ,外接燈泡的電阻為4.0Q。則()

圖甲圖乙

A.在f=0.005s的時刻，穿過線圈磁通量最大

B,通過燈泡的電流為0.8A

C.電壓表的示數(shù)為5V

D.前0.01s內(nèi)燈泡消耗的電能為0.04J

【答案】D

【詳解】A.在片0.005s的時刻，感應電動勢最大，此時穿過線圈磁通量為零，故A錯誤；B.電動勢有效

值E=^V=5V通過燈泡的電流為/=盧=仄故B錯誤；C.電壓表的示數(shù)為。=N=4V故C錯誤；D.前

0.01s內(nèi)燈泡消耗的電能為E=/%=12x4x0.01J=O.O4J故D正確。故選D.

【例2-2].如圖所示，圖甲為方波交流電源的電壓隨時間周期性變化的圖像，圖乙所示為給方波交流電源

加上二極管后得到的電壓隨時間周期性變化的圖像，則圖甲和圖乙中電壓有效值之比為()

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劭uo||

II

II

II

II

II

O---------T----------------?

￡Tt

2

圖甲圖乙

A.V2：1B.1：V2C,1：2D.2：1

【答案】A

【詳解】根據(jù)有效值定義比4+公馬=瑁-可得圖甲必解得"有i="。圖乙，同理可得

RRR22

T口〃有1-〃o_6

喏3+0=吟2.7解得〃有2=〒〃0故〃有2收1故選A。

乙2.UQ

【例2-3】如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比4：%=〃：1,在原線圈回路中接有定值電阻《，副線

圈回路中接有滑動變阻器鳥。原線圈一側(cè)接在電壓恒為Z的正弦式交流電源上，電流表和電壓表均為理想

交流電表。滑動變阻器滑片自上向下滑動時，下列說法正確的是（）

A.電壓表的示數(shù)增大B.電流表的示數(shù)增大

C.電壓表的示數(shù)減小D.電流表的示數(shù)先增大后減小

【答案】BC

【詳解】設(shè)原副線圈中電流分別為人、由于是理想變壓器，則

4=2

人_也

h?i

%=IR

〃=4一/圈

聯(lián)立解得《=

&+R,n~

滑動變阻器滑片自上向下滑動時，冬減小，A變大，U減小，電壓表示數(shù)仇減小，故BC正確，AD錯誤。

故選BC。

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【例2-4】近些年中國研發(fā)出多項獨有的先進技術(shù)，其中特高壓輸電技術(shù)讓中國標準成為了國際標準，該技

術(shù)可使輸電線電壓高達1000千伏及以上等級.某電廠對用戶進行供電的原理如圖所示。發(fā)電機的輸出電壓

為H=300V,輸電線的總電阻r=50。，為了減小輸電線路上的損耗采用了高壓輸電技術(shù).變壓器視為理

想變壓器，其中升壓變壓器的匝數(shù)比為4：%=1：1000,用戶獲得的電壓為S=220V。若在某一段時間內(nèi)，

發(fā)電廠的輸出功率恒為4=9.0xl()6w,則下列說法中正確的是()

B.降壓變壓器的匝數(shù)比為4：%=14925:11

C.輸電線上損失的功率為9.0x104w

D.若改用1000千伏超高壓輸電，則輸電線路上可減少損失的電功率為4050W

【答案】B

【詳解】A.由月得升壓變壓器的輸入電流為

P9,0X106

xA=3x104A

U~~300

由升壓變壓器原副線圈電流與線圈匝數(shù)的關(guān)系為

人n21000

k?11

可得輸電線上的電流為

/2=30A

故A錯誤；

B.由題意可得

—___1

U2n21000

可得

5

U2=3X10V

因為

U2=U3+I2r

所以

U3=298500V

所以降壓變壓器的匝數(shù)比為

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U3_n3_29850014925

U4一n4-220.11

故B正確；

C.輸電線上損失的功率為

格=/fr=302x50W=4.5xl04W

故C錯誤；

B.若改用1000千伏超高壓輸電，則升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)值比為

U1%3003

添一丁76r-loooo

所以輸電線上的電流為

此時輸電線上損失的功率為

2

^=Z2'V=9X50W=4050W

即輸電線路上可減少損失的電功率為

"=扁-扁'=40950W

故D錯誤。

故選B。

【變式演練】

【變式2-1】（2025高三上?江蘇徐州?階段練習）圖甲是某燃氣灶點火裝置的原理圖，轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)

換為圖乙所示的正弦交流電壓，并加在一臺理想變壓器的原線圈上，電壓表為交流電表。當變壓器副線圈

電壓的瞬時值大于5000V時，就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進而點燃氣體.開關(guān)閉合后（）

A.電壓表的示數(shù)為5VB.放電針每隔時間T點火一次

C.穿過原、副線圈的磁通量之比為1:1D,將鋼針替換為鋼球，更容易引發(fā)電火花

【答案】C

【詳解】A.電壓表的示數(shù)為交流電電壓的有效值，為

4=5"

4141

故A錯誤;

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B.由圖可知半個周期內(nèi)，副線圈電壓的瞬時值能夠大于5000V,所以放電針每隔時間，點火一次，一個周

期T內(nèi)點火兩次，故B錯誤；

C.理想變壓器無漏磁現(xiàn)象，穿過原、副線圈的磁通量是相同的，所以穿過原副線圈的磁通量之比為1:1,

故C正確；

D.若將鋼針替換為鋼球，不容易發(fā)生尖端放電現(xiàn)象，不容易引發(fā)電火花進而點燃氣體，故D錯誤。

故選C。

【變式2-2].（2024?湖北?模擬預測）如圖所示，理想變壓器原線圈接入電壓恒定的正弦交流電，副線圈接

入最大阻值為R的滑動變阻器和阻值為R的定值電阻，電壓表和電流表均為理想交流電表。在變阻器滑片

）

A.電流表A示數(shù)增大B.電壓表V示數(shù)減小

C.定值電阻R消耗的功率減小D.原線圈的輸入功率先減小后增大

【答案】C

【詳解】B.根據(jù)

5=2

U2n2

可知副線圈電壓保持不變，即電壓表V示數(shù)不變，故B錯誤；

A.分析右端電路可知，R與滑動變阻器下半部分并聯(lián)后，再與上半部分串聯(lián)接入電路.設(shè)滑動變阻器下邊

的電阻為x,則副線圈中的總電阻為

]

心=R-x+^-=R-n,

副x+RA.1

X2X

當變阻器滑片從a端向6端緩慢移動的過程中，副線圈的阻值增大，根據(jù)

4=*

可知副線圈電流減小，由

4=生

4?i

可知原線圈電流減小，即電流表A示數(shù)減小，故A錯誤;

C.在變阻器滑片從a端向6端緩慢移動的過程中，滑動變阻器下半部分和R并聯(lián)部分電壓減小，定值電阻

R消耗的功率

第13頁共70頁

=￡1

PRR

減小，故C正確;

D,原線圈的輸入功率

場人=UJi

隨著原線圈電流的減小而減小，故D錯誤。

故選C.

【變式2-3］（2024?全國?模擬預測）如圖所示，變壓器為理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比〃|：%=1：2；4、

此為定值電阻，R=R,&=16R,滑動P可以改變接入電路的線圈匝數(shù)，在。、6兩端接入電壓最大值為U

的正弦交流電，則下列判斷正確的是（）

A.P從上向下滑的過程中電阻用的功率先增大后減小

B.P從上向下滑的過程中變壓器的輸出功率先減小后增大

C.P下滑到線圈的中點時，變壓器的輸出功率最大，為幺

8R

D.P下滑到線圈的中點時，A消耗的功率為次

【答案】C

【詳解】A.等效電路如圖所示

=lfR2

—=生

k?i

可得等效電阻為

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所以通過用的電流為

1A+R'

P從上向下滑的過程中R變小，4變大，所以電阻片的功率一直變大，故A錯誤;

B.由等效電路可知，當R=A時，解得

_1

n24

即P下滑到線圈的中點時&的功率最大，最大功率

此時4消耗的功率與此相同，則P從上向下滑的過程中變壓器的輸出功率先增大后減小，故B錯誤；

C.由上述分析可知，P下滑到線圈的中點時，變壓器的輸出功率最大，為C,c正確；

8R

TT2

D.由上述分析可知，P下滑到線圈的中點時，K消耗的功率為幺，D錯誤。

8R

故選C。

【變式2-4].（2024?全國?模擬預測）逆變器是把直流電轉(zhuǎn)變成交流電的裝置，駕車外出野營或旅游時，用

逆變器連接到汽車蓄電池上就能輸出正弦式交變電流，可以帶動家用的電風扇、電飯煲、照明燈等電器正

常工作。逆變器主要由交流轉(zhuǎn)換器和變壓電路組成，逆變器中的交流轉(zhuǎn)換器可以將電壓為。0的直流電轉(zhuǎn)變

成，=&UoSinlOOm的交變電流。將一逆變器的輸入端接到汽車蓄電池上，在另一端接有燈泡和電風扇，逆

變器內(nèi)變壓器原線圈接有理想交流電流表，開始時開關(guān)K閉合，電流表讀數(shù)為5.5A,燈泡和電風扇都正常

工作。已知燈泡的額定電壓為220V,電阻為2200Q,電風扇的額定電壓為220V,內(nèi)部電動機線圈電阻為

100Q,汽車蓄電池的電壓為12V,變壓器可視為理想變壓器，電風扇可視為一電動機，燈泡為純電阻元件。

下列說法正確的是（）

交

流

轉(zhuǎn)

換

器

A.如果將開關(guān)K斷開，逆變器內(nèi)變壓器原線圈兩端的電壓將減小

B.逆變器內(nèi)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為6:55

C.電風扇的額定功率為44W

D.電風扇的效率為80%

【答案】C

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【詳解】A.轉(zhuǎn)換器可以將電壓為Uo的直流電轉(zhuǎn)變成〃=V^7°sinl00m的交變電流，汽車蓄電池的電壓為

12V,則轉(zhuǎn)變的交變電流的電壓為

u=12\/2sinlOO7tf（V）

交電流電壓的有效值為12V,則逆變器內(nèi)變壓器原線圈兩端的電壓-=12V,不隨負載功率的變化而變化,

故A錯誤；

B.燈泡的額定電壓為220V,燈泡正常工作，則變壓器副線圈兩端的電壓6=220V,變壓器原、副線圈

的匝數(shù)比

n2U255

故B錯誤；

C.電流表讀數(shù)為5.5A,則變壓器原線圈的電流4=5.5A,根據(jù)變壓器原、副線圈的電流與匝數(shù)的關(guān)系

A及2

可得副線圈的電流

/2=0.3A

燈泡的額定電壓為220V,電阻為2200Q,流過燈泡的電流

I,=5-=0.1A

RL

則流過電風扇的電流

z3=4-/L=o.2A

電風扇的額定功率

P=U2I3=44W

故C正確；

D.電風扇的熱功率

4=/"=4W

電風扇的效率

P-P

〃=------Lxl00%=91%

P

故D錯誤。

故選C。

【變式2-5].（2024?北京朝陽?模擬預測）我們一般把變壓器分成左右兩個電路來看待，使得在分析時將問

題變得復雜?，F(xiàn)在我們將變壓器與負載視為一個整體，等效為一個新的電阻R,變成一個單一的回路.若

已知原、副線圈的匝數(shù)比為七副線圈所接電阻為R,則R等于（）

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3

D-k^R

【答案】B

【詳解】設(shè)原線圈的輸入電壓為a,則副線圈的輸出電壓為

“="5=號

々k

則電阻尺消耗的功率為

P-R一面

將變壓器與負載視為一個整體，等效為一個新的電阻R,則R消耗的功率為

P=uL

R'

又

P=P'

聯(lián)立可得

R'=k2R

故選Bo

題組03楞次定律和法拉第電磁感應定律的應用

【提分秘籍】

1.感應電流方向的判斷方法

(1)右手定則，即根據(jù)導體在磁場中做切割磁感線運動的情況進行判斷。

⑵楞次定律，即根據(jù)穿過閉合回路的磁通量的變化情況進行判斷。

2.楞次定律中“阻礙”的主要表現(xiàn)形式

⑴阻礙原磁通量的變化一“增反減同”。

(2)阻礙相對運動一“來拒去留”。

⑶使線圈面積有擴大或縮小的趨勢一“增縮減擴”。

(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)一“增反減同”。

3.感應電動勢大小的計算

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XXXX

/Xxx\$3B

XXXXX￡XX%:Q_

情景圖(xxx)

\XXX/XXXXXXJX--------?---------*■

d;c,

XXXX

回路（不一定閉一段直導線（或繞一端轉(zhuǎn)動的一繞與2垂直的軸轉(zhuǎn)

研究對象

合）等效直導線）段導體棒動的導線框

「A0從圖示時刻計時￡

表達式E=n----E=BLvE=~BL2co

△t2=NBScocoscot

【典例剖析】

【例3-1】如圖所示，螺線管豎直固定，螺線管正下方水平地面上有一金屬圓環(huán)，螺線管的軸線通過圓環(huán)的

圓心，給螺線管通人如圖所示方向的電流，電流均勻增大，圓環(huán)保持不動，則下列說法正確的是（）

A.從上往下看，圓環(huán)中有順時針方向的感應電流

B,圓環(huán)中磁通量均勻增大

C.圓環(huán)中感應電流均勻增大

D.圓環(huán)受到的安培力均勻增大

【答案】BD

【詳解】AB.根據(jù)安培定則可知通電螺線管下端為N極，螺線管上電流電流均勻增大，根據(jù)電流的磁效應，

所以磁場均勻變大，那么圓環(huán)中磁通量均勻增大，根據(jù)楞次定律可知，從上往下看，圓環(huán)中有逆時針方向

的感應電流，A錯誤，B正確；

C.根據(jù)法拉第電磁感應定律與對AB選項的分析可知：圓環(huán)中感應電流大小恒定，方向不變，C錯誤；

D,由于螺線管中的磁場在圓環(huán)位置均勻變大，所以圓環(huán)受到的安培力均勻增大，D正確。

故選BD.

【例3-2】如圖所示，一不可伸長的細繩的上端固定，下端系在邊長為/=0.40m的正方形金屬框的。點上。

金屬框的一條對角線/C水平，其下方有方向垂直于金屬框所在平面的勻強磁場。己知構(gòu)成金屬框的導線單

位長度的阻值為4=5.OxlO-3Q/m。在D到/=3.0s時間內(nèi),磁感應強度大小隨時間/的變化關(guān)系為3（力=0.3-0.1/

（SI制）.則下列說法正確的是（）

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A.片0到Z=3.0s時間內(nèi)，金屬框中產(chǎn)生的感應電動勢為0.016V

B.Z=0到片3.0s時間內(nèi)，金屬框中的電流方向為NTO—CTB—/

C.片2.0s時金屬框所受安培力的大小為0.04及N

D.在Z=0到片2.0s時間內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱為0.032J

【答案】C

【詳解】A.z=0到z=3.0s時間內(nèi)，金屬框中產(chǎn)生的感應電動勢為

￡=—5=?lx-/2=0.1X-X0.402V=0.008V

AZ22

故A錯誤；

B.根據(jù)楞次定律的增反減同可知片0到Z=3.0s時間內(nèi)，金屬框中的電流方向為。故B錯

誤；

C.由歐姆定律?？傻?/p>

R

Z=2.0s時磁感應強度為

4=0.3T-0.1x2.0T=0.1T

金屬框處于磁場中的有效長度為

L=4II

所受安培力的大小為

F=BIL=0.04亞N

故C正確；

D,在t=0到Z=2.0s時間內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱為

0=/2Rf=O.O16J

故D錯誤。

故選C.

【例3-3】（2025高三上?江蘇南京?期中）如圖所示，光滑水平地面上有一輛靜止小車，車上固定一個螺線

管，螺線管通過電阻式連成通路。虛線表示一光滑絕緣軌道穿過線圈內(nèi)部，一個條形磁鐵，N極向右，可

以沿著軌道運動，且磁鐵、軌道和線圈不接觸?，F(xiàn)推動一下磁鐵，使它獲得向右的初速度，下列說法正確

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的是（）

()()

A,磁鐵在運動過程中，速度可能為零

B.當磁鐵處于線圈正中位置時，磁鐵和小車的總動能最小

C.當磁鐵向小車運動時，電阻R中的電流方向由N向3,磁鐵和小車的總動量減少

D.若磁鐵穿過了線圈并逐漸遠離線圈，則此時電阻R中的電流方向由8向磁鐵和小車的總動能減

少

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)楞次定律，來拒去留可知，磁鐵一直減速，直到和小車的速度最終相同，速度不可能為零,

故A錯誤；

C.當磁鐵向小車運動時，由楞次定律和安培定則可知，電阻尺中的電流方向由/向8系統(tǒng)不受外力，故

磁鐵和小車的總動量守恒，保持不變，故C錯誤；

BD.根據(jù)能量守恒定律可知，磁鐵的動能轉(zhuǎn)化為小車的動能與電阻尺產(chǎn)生的熱量，若磁鐵穿過了線圈并逐

漸遠離線圈，根據(jù)楞次定律和安培定則可知此時電阻我中的電流方向由3向4磁鐵和小車的總動能減少,

故當磁鐵處于線圈正中位置時，磁鐵和小車的總動能不是最小，故B錯誤，D正確.

故選D.

【變式演練】

【變式3-1］（2025高三上?湖北武漢?開學考試）有一種科普玩具由一枚強磁鐵和一根厚鋁管組成，鋁管豎

直放置，磁鐵從鋁管上端口由靜止釋放，在鋁管內(nèi)下落很慢。小明同學認為鋁管可以等效成多個鋁環(huán)疊放,

所以用套在長玻璃管外的線圈代替鋁環(huán)，結(jié)合傳感器進行研究，如圖甲所示?，F(xiàn)將連接電流傳感器的線圈

套在豎直放置的長玻璃管上，如圖甲所示。將強磁鐵從離玻璃管上端高為〃處由靜止釋放，磁鐵在玻璃管

內(nèi)下落并穿過線圈.如圖乙所示是實驗中觀察到的線圈中電流隨時間變化的圖像，則（）

A.該科普玩具的原理是電流的磁效應

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B,若上下翻轉(zhuǎn)磁鐵，電流先負向后正向

C,線圈匝數(shù)加倍后重復實驗，電流峰值將加倍

D.〃加倍后重復實驗，電流峰值將加倍

【答案】B

【詳解】A.該科普玩具的原理是電磁感應，故A錯誤；

B,磁鐵上下翻轉(zhuǎn)后重復實驗，穿過圓環(huán)過程中，磁通量方向相反，根據(jù)楞次定律可知，將會產(chǎn)生負向電流

后產(chǎn)生正向電流，故B正確；

C.若將線圈匝數(shù)加倍后，根據(jù)法拉第電磁感應定律

E-n獨

△t

可知，線圈中感應電動勢也加倍，由電阻定律

R=p—

S

可知，線圈匝數(shù)加倍，長度也加倍，電阻加倍，由歐姆定律

I衛(wèi)

R

可知，線圈中感應電流的峰值不會加倍，故C錯誤；

D.若沒有磁場力，則由機械能守恒定律

mgh=；mv1

可得

v=y[2gh

若將〃加倍，速度并非變?yōu)樵瓉淼?倍，實際中存在磁場力做負功，速度也不是原來的2倍，則線圈中產(chǎn)

生的電流峰值不會加倍，故D錯誤。

故選B。

【變式3-2】（2025高三上?甘肅張掖?開學考試）線圈炮由加速線圈和彈丸線圈構(gòu)成，根據(jù)通電線圈之間磁

場的相互作用原理而工作。如圖所示，彈丸線圈放在絕緣且內(nèi)壁光滑的水平發(fā)射導管內(nèi).閉合開關(guān)S后，在

加速線圈中接通方向如圖所示、大小變化的電流驍，發(fā)現(xiàn)靜止的彈丸線圈向右發(fā)射，則下列說法正確的是

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A,加速線圈內(nèi)部磁場方向向左

B.穿過彈丸線圈