第03講電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用

內(nèi)容導(dǎo)航——預(yù)習(xí)三步曲

第一步：學(xué)

析教材學(xué)知識：教材精講精析、全方位預(yù)習(xí)

練習(xí)題講典例：教材習(xí)題學(xué)解題、快速掌握解題方法

練考點強知識：核心考點精準(zhǔn)練

第二步：記

串知識識框架：思維導(dǎo)圖助力掌握知識框架、學(xué)習(xí)目標(biāo)復(fù)核內(nèi)容掌握

第三步：測

過關(guān)測穩(wěn)提升：小試牛刀檢測預(yù)習(xí)效果、查漏補缺快速提升

知識點1：劃時代的發(fā)現(xiàn)

1.1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)線能使小磁針偏轉(zhuǎn)，說明電流產(chǎn)生磁場，這種作用稱為電流的

磁效應(yīng)，即“電能生磁”。

2.1831年，19世紀(jì)偉大的物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即“磁能生電”。

3.由磁得到電的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)現(xiàn)象。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流。

4.劃時代的發(fā)現(xiàn)的意義：為電和磁的統(tǒng)一創(chuàng)造了條件，推動人類進入電氣化時代。

知識點2：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

實驗1：閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線

在初中學(xué)過，當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動時，電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，如圖所示。

導(dǎo)體棒左右平動、前后平動、上下平動，觀察電流表的指針，把觀察到的現(xiàn)象記錄在表1中。

表1：

導(dǎo)體棒的運動表針的擺動方向?qū)w棒的運動表針的

擺動方向

向右平動向左擺動向后平動不擺動

向左平動向右擺動向上平動不擺動

向前平動不擺動向下平動不擺動

結(jié)論：只有左右平動時，導(dǎo)體棒切割磁感線，才有電流產(chǎn)生；前后平動、上下平動，導(dǎo)體棒都不切割磁

感線，沒有電流產(chǎn)生

實驗2：向線圈中插入磁鐵，把磁鐵從線圈中拔出

如圖所示，把磁鐵的某一個磁極向線圈中插入，或從線圈中抽出，或靜止地放在線圈中。觀察電流表的指

針，把觀察到的現(xiàn)象記錄在表2中。

表2：

磁鐵的運動表針的擺動方向磁鐵的運動表針的擺動方向

N極插入線圈向右擺動S極插入線圈擺動

N極停在線圈中不擺動S極停在線圈中不擺動

N極從線圈中抽出向左擺動S極從線圈中抽出擺動

結(jié)論：只有磁鐵相對線圈運動時，才有電流產(chǎn)生；磁鐵相對線圈靜止時，沒有電流產(chǎn)生

實驗3：模擬法拉第的實驗

如圖所示，線圈A通過滑動變阻器和開關(guān)連接到電源上，線圈B的兩端與電流表連接，把線圈A裝在線圈

B的里面。觀察以下四項操作中線圈B中是否有電流產(chǎn)生。把觀察到的現(xiàn)象記錄在表3中。

表3：

操作現(xiàn)象

開關(guān)閉合瞬間有電流產(chǎn)生

開關(guān)斷開瞬間有電流產(chǎn)生

開關(guān)閉合時，滑動變阻器的滑片不動無電流產(chǎn)生

開關(guān)閉合時，迅速移動滑動變阻器的滑片有電流產(chǎn)生

結(jié)論：只有當(dāng)線圈A中電流變化時，線圈B中才有電流產(chǎn)生

結(jié)論

不論用什么方法，不論何種原因，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

解題方法

A．電流的磁效應(yīng)由奧斯特發(fā)現(xiàn)，法拉第

的主要貢獻是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故A錯誤；

．庫侖通過扭秤實驗得出了庫侖定律（電

教材習(xí)題01B

下列說法符合物理學(xué)史的是（）荷間作用力的規(guī)律），而電子的電荷量由

A．法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)密立根通過油滴實驗測得，故B錯誤；

B．庫侖通過扭秤實驗測出了電子的電荷量C．伽利略通過理想實驗指出，力不是維

C．伽利略發(fā)現(xiàn)力不是維持物體運動的原因持物體運動的原因，而是改變運動狀態(tài)的

D．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并通過實驗測出了引力常原因，這為牛頓第一定律奠定了基礎(chǔ)，故

量G的值C正確；

D．牛頓提出了萬有引力定律，但引力常

量G的值是由卡文迪許通過扭秤實驗首

次測出，故D錯誤。故選C。

【答案】C

教材習(xí)題02解題方法

下列操作中能使靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是（）閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割

A．導(dǎo)體棒ab保持靜止B．導(dǎo)體棒ab豎直向下運動磁感線運動時，電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流。

C．導(dǎo)體棒ab向左運動D．導(dǎo)體棒ab豎直向上運動導(dǎo)體棒ab靜止和在豎直方向運動時均不

切割磁感線，電路中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流；

導(dǎo)體棒ab左右運動時會切割磁感線，電

路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電路中靈敏電流計

的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)；故選C。

【答案】C

解題方法

教材習(xí)題03根據(jù)題意可知，當(dāng)穿過線圈的原磁場向

線圈與電流表相連，把磁鐵的某一個磁極向線圈中插入或從

下，且磁通量變大時，電流表指針向右偏

線圈中抽出時，電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。實驗中觀察到，

轉(zhuǎn)

當(dāng)把磁鐵N極向線圈中插入時，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。下列

A．保持磁鐵N極處在線圈中靜止，穿過

操作中，同樣可使電流表指針向右偏轉(zhuǎn)的是（）

線圈的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，電

A．保持磁鐵N極處在線圈中靜止

流表指針不偏轉(zhuǎn)，故A錯誤；

B．把磁鐵的N極從線圈中抽出

B．把磁鐵的N極從線圈中抽出，穿過線

．把磁鐵的極從線圈中抽出

CS圈的原磁場向下，磁通量減小，電流表指

D．把磁鐵的S極向線圈中插入

針向左偏轉(zhuǎn)，故B錯誤；

C．把磁鐵的S極從線圈中抽出，穿過線

圈的原磁場向上，磁通量減小，電流表指

針向右偏轉(zhuǎn)，故C正確；

D．把磁鐵的S極向線圈中插入，穿過線

圈的原磁場向上，磁通量變大，電流表指

針向左偏轉(zhuǎn)，故D錯誤。故選C。

【答案】C

考點一：感應(yīng)電流產(chǎn)生的判定

1．跳繩也可以“發(fā)電”。用一根帶有絕緣皮的長銅導(dǎo)線做跳繩，將它的兩端與固定在地面上的靈敏電流計相

連，搖動跳繩時，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針左右擺動。則（）

A．向任意方向搖繩一定都能產(chǎn)生電流

B．只能在赤道平面上產(chǎn)生電流

C．跳繩發(fā)電屬于電磁感應(yīng)

D．跳繩發(fā)電屬于電流的磁效應(yīng)

2．如圖所示，ab是閉合電路的一部分，處在垂直于紙面向外的勻強磁場中，下列說法正確的是（）

A．當(dāng)ab垂直于紙面向外平動時，ab中有感應(yīng)電流B．當(dāng)ab垂直于紙面向里平動時，ab中有感應(yīng)電流

C．當(dāng)ab垂直于磁感線向右平動時，ab中有感應(yīng)電流D．當(dāng)ab垂直于磁感線向左平動時，ab中無感

應(yīng)電流

3．如圖所示，豎直放置的長直導(dǎo)線通以豎直向上的恒定電流，有一矩形線框與導(dǎo)線在同一平面上，現(xiàn)使線

框先向右移動，然后以長直導(dǎo)線為軸逆時針旋轉(zhuǎn)。下列說法中正確的是（）

A．長直導(dǎo)線左側(cè)區(qū)域的磁場垂直紙面向里

B．在題中敘述的兩個過程中，線框內(nèi)均會產(chǎn)生感應(yīng)電流

C．只有在線框水平向右移動過程中，線框內(nèi)才會產(chǎn)生感應(yīng)電流

D．在以長直導(dǎo)線為軸逆時針旋轉(zhuǎn)過程中，線框中的磁通量先減小后增大

4．某同學(xué)將電流計、線圈A、線圈B、蓄電池、滑動變阻器、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的電路來研究“電

磁感應(yīng)”現(xiàn)象，其中小線圈A套在大線圈B中，兩線圈之間彼此絕緣。可以觀察到的現(xiàn)象是（）

A．閉合開關(guān)的瞬間，電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)

B．?dāng)嚅_開關(guān)的瞬間，電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)

C．僅保持開關(guān)閉合，電流計的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)

D．保持開關(guān)閉合，移動滑動變阻器滑片的過程，電流計的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)

5．在如圖所示的閉合鐵芯上繞有一組線圈，與滑動變阻器、電源構(gòu)成閉合電路，三個閉合金屬圓環(huán)半徑大

小為RaRbRc，假設(shè)線圈產(chǎn)生的磁場全部集中在鐵芯內(nèi)。下列說法正確的是（）

A．穿過a環(huán)的磁通量大于b環(huán)的磁通量

B．穿過a、b、c三個環(huán)的磁通量依次增大

C．當(dāng)滑動變阻器的滑片迅速向右滑動時，只有a、b兩個環(huán)中有感應(yīng)電流

D．當(dāng)滑動變阻器的滑片迅速向右滑動時，a、b、c三個環(huán)中都有感應(yīng)電流

考點二：實驗：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件

1．學(xué)生進行動手實驗探究，有助于思維發(fā)展、提升實踐技能、增強綜合素質(zhì)。某老師在高二物理課上帶領(lǐng)

學(xué)生進行了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗研究，分別設(shè)計了如甲、乙、丙三個實驗。

(1)圖甲中，導(dǎo)體棒ab向左移動切割磁感線時，靈敏電流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，若導(dǎo)體棒ab沿豎直方向上下

移動，靈敏電流計的指針（選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”）。

(2)圖乙中，下列能使靈敏電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是___________。

A．條形磁鐵在線圈上方附近左右移動

B．條形磁鐵向下插入線圈

C．條形磁鐵置于線圈中不動

D．條形磁鐵不動，線圈在條形磁鐵的正下方上下運動

(3)圖丙中，小車靜止在光滑水平地面上，小車上固定有一個線圈，線圈與反向并聯(lián)的發(fā)光二極管（具有單

向?qū)щ娦?，通有正向電流時會發(fā)光）相連，當(dāng)磁鐵迅速靠近線圈時，小車會被排斥遠離磁鐵，此過程原磁

場方向與感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向相反；當(dāng)磁鐵迅速遠離線圈時，小車會被吸引追隨磁鐵運動，此過程二

極管（填“A”或“B”）亮。

2．某同學(xué)利用如圖所示的器材來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象及判定感應(yīng)電流的方向，其中L1為原線圈（圖中已標(biāo)示

外側(cè)導(dǎo)線電流方向），L2為副線圈和靈敏電流計G（電流由正接線柱流入時指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn)）。

（1）將實驗儀器連成完整的實驗電路；

（2）若連接好實驗電路并檢查無誤后，該同學(xué)閉合開關(guān)的瞬間，觀察到電流計指針向右偏了一下，說明線

圈中有了感應(yīng)電流。那么開關(guān)閉合后，將線圈L1插入L2穩(wěn)定后再迅速拔出瞬間，電流計指針

將；

（3）根據(jù)（2）中實驗現(xiàn)象，在上圖中畫出線圈L2的繞制方法（要求畫出導(dǎo)線的繞向）。

3．小明想用楞次定律判斷線圈中導(dǎo)線的纏繞方向。器材有：一個繞向未知的線圈，一塊條形磁鐵，一只多

用電表，導(dǎo)線若干。

(1)在測量前，首先進行的操作應(yīng)是機械調(diào)零，需要調(diào)節(jié)部件（填“a”“b”或“c”），使多用電表的指針指

在表盤最（填“左”或“右”）端的零刻度線位置；

(2)然后，小明將多用電表調(diào)節(jié)到10mA的擋位，并將多用電表和線圈按圖甲連接。條形磁鐵插入線圈中的

某一瞬間，拍下多用電表指針如圖丙所示，此時讀數(shù)為mA；

(3)為了使條形磁鐵N極向下插入線圈時，多用電表正常工作（指針向右偏轉(zhuǎn)），導(dǎo)線的纏繞方向應(yīng)和圖乙

中的（填“A”或“B”）相同。

4．曉宇為了探究影響感應(yīng)電流方向的因素，設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗，并進行了如下的操作。

(1)圖甲中，條形磁鐵的N極插入線圈，電流從電流計的正極流入，電流計的指針向左偏轉(zhuǎn)，能使電流計的

指針向左發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是_______。

A．條形磁鐵的S極插入線圈B．條形磁鐵的N極拔出線圈

C．條形磁鐵N極向下，向右平移D．條形磁鐵S極向下，向右平移

(2)圖乙中，閉合開關(guān)瞬間，電流計的指針向右發(fā)生偏轉(zhuǎn)，保持電鍵閉合，線圈A拔出瞬間，電流計的指針

（填“向左”、“不”或“向右”）偏轉(zhuǎn)；滑動變阻器的滑片快速向左滑動的過程中，電流計的指針（填“向

左”、“不”或“向右”）偏轉(zhuǎn)；

(3)完成實驗后，下列操作正確的是______。

A．先拆除線圈A所在的電路B．先拆除線圈B所在的電路

5．在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實驗中，請回答下列問題。

(1)為弄清靈敏電流表指針擺動方向與電流方向的關(guān)系，某同學(xué)想用多用電表的某一擋位來進行探究，他應(yīng)

選用多用電表的擋（選填“歐姆”、“直流電流”、“直流電壓”、“交流電流”或“交流電壓”），對靈

敏電流表進行測試。該同學(xué)先將多用電表的紅表筆接靈敏電流表的正接線柱，再將黑表筆（選

填“短暫”或“持續(xù)”）接靈敏電流表的負(fù)接線柱，此時發(fā)現(xiàn)靈敏電流表的指針向左擺動。

(2)實驗中，該同學(xué)將磁鐵向下從線圈上方插入線圈時，發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，說明磁鐵的下端為

極（選填“S”或“N”）。

(3)另一位同學(xué)利用圖乙所示的實驗器材來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象及判定感應(yīng)電流方向。

①在給出的實物圖中，已用實線作為導(dǎo)線連接了部分實驗電路，請從圖乙中1、2箭頭開始用實線作為導(dǎo)線

完善其余電路的連接；

②將L1插入L2后，下列實驗操作產(chǎn)生的感應(yīng)電流與合上開關(guān)時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同的是。

A．閉合開關(guān)，穩(wěn)定后斷開開關(guān)B．閉合開關(guān)，穩(wěn)定后拔出線圈L1

C．閉合開關(guān)，穩(wěn)定后拔出軟鐵棒D．閉合開關(guān)，穩(wěn)定后使變阻器滑片P左移

知識導(dǎo)圖記憶

知識目標(biāo)復(fù)核

1.知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

2.探究分析和總結(jié)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，并能夠分析有關(guān)問題。

1．如圖所示，邊界MN右側(cè)存在勻強磁場，現(xiàn)使邊長為L的正方形閉合金屬線框由邊界左側(cè)以速度v勻速

運動到圖中虛線位置，此過程線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流的時間為（）

L2L3L4L

A．B．C．D．

vvvv

2．如圖所示導(dǎo)電圓環(huán)P中通有逆時針方向的恒定電流，圓心位于平面直角坐標(biāo)系坐標(biāo)原點O，金屬圓環(huán)Q

圓心在x軸正半軸上，開始時兩圓環(huán)均在xOy平面內(nèi)。穿過圓環(huán)Q的磁通量為，下列說法正確的是（）

A．若P沿x軸負(fù)方向移動，一直減小

B．若P沿y軸負(fù)方向移動，一直不變

C．若P沿x軸正方向移動到圓心與圓環(huán)Q圓心重合，一直增加

D．若P以x軸為轉(zhuǎn)動軸，旋轉(zhuǎn)90°角的過程中，圓環(huán)Q中無感應(yīng)電流

3．如圖所示為兩閉合線圈A、B，其半徑分別為2m、1m，垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度大小為1T的勻強磁

場只分布在B線圈內(nèi)，以下說法正確的是（）

A．A中磁通量大小為4πWb

B．B中磁通量大小為4πWb

C．若磁場隨時間均勻增強，A中有感應(yīng)電流

D．若磁場隨時間均勻減弱，B中無感應(yīng)電流

4．以下關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的幾個場景說法正確的是（）

A．圖甲中，線框以直導(dǎo)線MN為軸旋轉(zhuǎn)，會產(chǎn)生感應(yīng)電流

B．圖乙中，線圈b中的磁通量大于線圈a中的磁通量

C．圖丙中，線圈繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動時會產(chǎn)生感應(yīng)電流

D．圖丁中，線圈垂直于勻強磁場方向向右運動，線圈右邊未離開磁場前，線圈會產(chǎn)生感應(yīng)電流

5．在長直的塑料管的末端有銅制N匝線圈，用電流傳感器連接線圈并連接好計算機。當(dāng)強磁體從圖中位置

靜止釋放，則下列說法正確的是（）

A．強磁鐵下落的整個過程中始終不會出現(xiàn)感應(yīng)電流

B．強磁鐵從P處進入會產(chǎn)生感應(yīng)電流

C．強磁鐵從Q處離開不會產(chǎn)生感應(yīng)電流

D．強磁鐵下落離開塑料管的過程中，機械能守恒

6．如圖所示，水平面內(nèi)有兩條相互垂直且彼此絕緣的通電長直導(dǎo)線，以它們?yōu)樽鴺?biāo)軸構(gòu)成一個平面直角坐

標(biāo)系。四個相同的圓形閉合線圈在四個象限內(nèi)完全對稱放置，兩直導(dǎo)線中的電流大小與變化情況完全相同，

電流方向如圖所示，當(dāng)兩直導(dǎo)線中的電流都增大時，閉合線圈a、b、c、d中感應(yīng)電流的情況是（）

A．線圈a中有感應(yīng)電流B．線圈b中有感應(yīng)電流

C．線圈c中無感應(yīng)電流D．線圈d中有感應(yīng)電流

7．如圖所示，水平虛線上方存在垂直紙面向里的磁場，沿水平方向的磁感應(yīng)強度恒定，沿豎直向上的方向

磁感應(yīng)強度大小逐漸減弱，矩形導(dǎo)線框ABCD垂直磁場方向放置。下列說法正確的是（）

A．導(dǎo)線框向上平移的過程中，導(dǎo)線框中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流

B．使線框繞AB軸轉(zhuǎn)動的過程中，導(dǎo)線框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流

C．導(dǎo)線框向右平移的過程中，導(dǎo)線框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流

D．使導(dǎo)線框繞過C點垂直紙面的軸在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動的過程中，導(dǎo)線框中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流

8．空間存在一無限大勻強磁場，一正方形閉合導(dǎo)線框在磁場中以不同的形式運動，下列四種情況中，導(dǎo)線

框中可以產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）

A．圖甲中，勻強磁場垂直于紙面，導(dǎo)線框在紙面內(nèi)水平向右加速運動

B．圖乙中，勻強磁場垂直于紙面，導(dǎo)線框在紙面內(nèi)繞頂點O逆時針勻速轉(zhuǎn)動

C．圖丙中，勻強磁場垂直于紙面，導(dǎo)線框繞軸OO勻速轉(zhuǎn)動

D．圖丁中，勻強磁場水平向右，導(dǎo)線框繞軸OO勻速轉(zhuǎn)動

9．如圖所示，面積為S、匝數(shù)為N的閉合線圈abcd水平放置，與勻強磁場B的夾角45（磁場方向與ad

邊在紙面內(nèi)）?，F(xiàn)將線圈以ab邊為軸順時針轉(zhuǎn)動90，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2BS

C．該過程線圈的磁通量變化量大小為2NBS

D．該過程線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生

10．如圖甲所示，列車車頭底部安裝強磁鐵，線圈及電流測量儀埋設(shè)在軌道地面（測量儀未畫出），P、Q

為接測量儀器的端口，磁鐵的勻強磁場垂直地面向下、寬度與線圈寬度相同，俯視圖如圖乙。當(dāng)列車經(jīng)過

線圈的過程中，下列說法正確的是（）

A．線圈的磁通量一直增加B．線圈沒有感應(yīng)電流

C．線圈的磁通量先增大后減小D．線圈的磁通量先減小后增大

11．如圖所示，正方形金屬線圈abcd與通電長直導(dǎo)線位于同一紙面內(nèi)，ad與導(dǎo)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(nèi)遠離導(dǎo)線，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流

B．若線圈在紙面內(nèi)沿軸線向右運動，能產(chǎn)生感應(yīng)電流

C．若線圈繞著虛線勻速轉(zhuǎn)動，能產(chǎn)生感應(yīng)電流

D．若線圈垂直紙面向外運動，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流