法拉第电磁感应定律-2024届高考物理一轮复习热点题型归类训练（原卷版）

专题27法拉第电磁感应定律

目录

题型一实验：探究影响感应电流方向的因素........................................1

题型二感应电流的产生和方向判断.................................................6

题型三楞次定律推论的应用.......................................................9

题型四“三定则、一定律”的应用..................................................12

题型五法拉第电磁感应定律的理解及应用.........................................14

题型六导体切割磁感线产生的感应电动势........................................17

类型1平动切割磁感线.......................................................18

类型2转动切割磁感线.......................................................19

类型3有效长度问题.........................................................22

题型六自感现象.................................................................24

题型一实验：探究影响感应电流方向的因素

1.实验设计

如图2所示，通过将条形磁体插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量，根据电流表指针

的偏转方向判断感应电流的方向。

2.实验结论

当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过线圈的磁通量减

小时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同。

3.注意事项

实验前应首先查明电流表中电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系，判断的方法是:

采用如图所示的电路，把一节干电池与电流表及线圈串联，由于电流表量程较小，所以在电

路中应接入限流变阻器R,电池采用旧电池，开关S采用瞬间接触，记录指针偏转方向。

【例1】（2023•海南•统考模拟预测）某同学在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图甲接

线，判断电流表指针的偏转方向与电流方向的关系，然后依次按图乙将电流表与A线圈连

成一个闭合回路，按图丙将电流表与导体棒仍连成一个闭合回路（图中N、S两极上下正

对）。在图甲中，当闭合开关S时，观察到电流表指针向右偏转（不通电时电流表指针停在

正中央），贝1J：

（1）在图乙中，在磁体S极插入线圈A的过程中，电流表的指针将偏转；磁体放在

A中不动时，电流表的指针将偏转。（均选填“向左”、“向右”或“不发生”）

（2）在图丙中，处在两磁极之间的导体棒仍向右移动过程中，电流表的指针将偏转；

导体棒必竖直向上移动过程中，电流表的指针将偏转。（均选填“向左”、“向右”或“不

发生”）

【例2】.（2023•全国•高三专题练习）为了探究电磁感应现象，如图所示为“探究产生感应电

流的条件的实验装置”。

(1)如图1所示，下列操作中，电流表的指针不发生偏转的是()

A.将条形磁铁放在线圈中不动

B.将条形磁铁插入线圈

C.将条形磁铁从线圈中拔出

D.将条形磁铁从图示位置向左移动

(2)某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图2所

示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针左偏。由此可知：

(a)当滑动变阻器的滑片P向左移动时，灵敏电流计的指针(填“左偏”、“不动”、

“右偏”)；

(b)将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针(填“左偏”、“不动”、“右偏”)。

(3)某同学在实验室按如图2所示重做电磁感应现象的实验，当他接通、断开开关时，电

流表的指针都没有偏转，其可能的原因_______。

A.开关接线柱断路

B.电流表的正负极接错

C.线圈B的接头接反

D.蓄电池的正负极接反

【例3】.(2023春•上海嘉定•高三统考阶段练习)为探究“影响感应电流方向的因素”，某同

学实验如下：

(1)首先按图甲所示连接电路，闭合开关后，发现灵敏电流计指针向左偏转；再按图乙所

示连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验的目的是检验()

A.各仪器及导线是否完好

B.干电池是否为新电池

C.电流计测量的电流是否准确

D.电流计指针偏转方向与电流方向的关系

(2)接下来用如图所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某

次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电

流方向(从上往下看)是沿(选填“顺时针”或“逆时针”)方向，由此可推断磁铁下端

的磁极为极。

(3)用通电螺线管代替条形磁铁，实验器材如图所示，请完善实物连接图.

（4）连好电路，并将B线圈插入A线圈中。在闭合电键瞬间，发现灵敏电流计的指针向右

偏了一下，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，滑动变阻器的滑片应向滑动。

【例4】.（2023•全国•模拟预测）甲、乙、丙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流

方向的因素。

（1）如图。，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指

针向右偏转的有o

A.闭合开关

B.开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动

C,开关闭合时将A线圈从8线圈中拔出

D.开关闭合时将A线圈倒置再重新插入B线圈中

（2）为确切判断5线圈中的感应电流方向，应在实验前先查明灵敏电流计

的关系。

（3）如图6,乙同学将条形磁铁从8线圈上方由静止释放，使其笔直落入B线圈中，多次

改变释放高度，发现释放高度越高，灵敏电流计指针偏转过的角度越大。该现象说明了线圈

中（选填“磁通量”“磁通量变化量”或“磁通量变化率”）越大，产生的感应电流越

大。

（4）丙同学设计了如图。所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡

对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔接

触的是二极管的（选填“正极”或“负极”）。实验操作时将磁铁插入线圈时，只有灯

（选填"C”或"D”）短暂亮起。

题型二感应电流的产生和方向判断

1.产生感应电流的三种情况

结

论•.

只

要

穿

过

闭合

回

导

体

磁

的

路

发

量

磁通量通

化

变

生

导

合

闭

回

路

体

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有

中

应

电

感

流

2.用楞次定律判断

方向

B的

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回路及

研究的

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原

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二

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，

三

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四

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3.用

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关于

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测）

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东•模

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【例2

A.图甲中，当两导体棒以相同的速度在导轨上匀速向右运动时，导体棒中能产生感应电流

B.图乙中，当导体棒H在匀强磁场中以恒定的角速度转动时，导体棒中能产生感应电流

C.图丙中，当闭合圆环导体（水平放置）某一直径正上方的直导线中通有直电流时，闭合

圆环导体中能产生感应电流

D.图丁中，当滑动变阻器的滑片尸向右滑动时，不闭合的导体环中能产生感应电流

【例3】（2023•湖北武汉•统考模拟预测）如图所示平面内，在通有图示方向电流/的长直导

线右侧，固定一正方形导线框用打，湖边与直导线平行。调节电流/的大小，使得空间各

点的磁感应强度随时间均匀增加，则（）

A.导线框中产生的感应电流逐渐增大

B.导线框中产生的感应电流沿顺时针方向

C.导线框的反边受到的安培力大小恒定

D.导线框整体受到的安培力方向水平向右

【例3】.（2022•广东选择考模拟）如图为电磁刹车实验装置，小车底面安装有矩形导线框abed,

线框底面平行于地面，在小车行进方向有与。6加等宽、等长的有界匀强磁场，磁场方向垂

直地面向上。小车进入磁场前撤去牵引力，小车穿过磁场后滑行一段距离停止。则小车（）

A.进入磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为adcba

B.离开磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为油加。

C.穿过磁场的过程中，中间有一段时间矩形导线框中没有感应电流

D.穿过磁场的过程中，矩形导线框受到的安培力方向始终水平向左

题型三楞次定律推论的应用

内容例证

可

阻碍原磁通量变化——“增反减

同“B原

磁铁靠近线圈，8域与2娘方向相反

///////////

磁铁靠近，是斥力

阻碍相对运动一“来拒去留”/〃〃(/〃〃

^NAS.

噫7

磁铁远离，是引力

汨］

Qi

使回路面积有扩大或缩小的趋

a1)

势——“增缩减扩”

P、。是光滑固定导轨，〃、b是可动金属棒，磁铁下移，a、

b靠近

A

阻碍原电流的变化——“增反减

同”

合上S,B先亮

【例1】（2023•北京朝阳•统考二模）如图所示，用细线吊起一个铝环，将磁铁的N极沿铝环

的中心轴线靠近铝环，铝环向右摆动。下列说法正确的是（）

A.N极靠近铝环时，从左向右看铝环中的感应电流方向为顺时针

B.铝环右摆的过程中，磁铁对铝环做的功大于铝环动能的增加量

C.仅将铝环改为铁环，铁环也一定会向右摆动

D.若将磁铁的S极沿铝环的中心轴线靠近铝环，铝环将会向左摆动

【例2】.（2023•北京东城•北京市广渠门中学校考三模）在匀强磁场中放置一个金属圆环，

磁场方向与圆环平面垂直。规定图1所示磁场方向为正。当磁感应强度8随时间/按图2所

示的正弦规律变化时，下列说法正确的是（）

图1图2

A.A时刻，圆环中无感应电流

B.J时刻，圆环上各点受到的安培力最大

C.时间内，圆环中感应电流方向始终沿顺时针方向

D.时间内，圆环先出现扩张趋势，后出现收缩趋势

【例3工（2023•海南•统考模拟预测）如图，固定的弹性金属圆环与螺线管共轴，在闭合开

关S的瞬间，有关环中的感应电流/的方向（从环的右侧往左侧看）和环形变的说法正确的

是（）

A.顺时针方向，扩张B.顺时针方向，收缩

C.逆时针方向，扩张D.逆时针方向，收缩

【例4】.（2023•河北沧州•沧县中学校考模拟预测）如图甲所示，一长直导线与闭合金属线

框位于同一竖直平面内，长直导线中的电流i随时间/的变化关系如图乙所示（以水平向右

为电流的正方向），则在0L时间内，下列说法正确的是（）

长直导线

闭合金属线框

甲乙

A.穿过线框的磁通量一直减小

B.线框中始终产生顺时针方向的感应电流

C.线框先有收缩的趋势后有扩张的趋势

D.线框所受安培力的合力先向下后向上

【例5】（2023•广东•模拟预测）某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置

如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金

属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对箱内人员的伤害。当电梯轿厢坠落

到图示位置时，下列说法正确的是（）

A.从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿顺时针方向

B.从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿顺时针方向

C.金属线圈A对电梯轿厢下落有阻碍作用，B没有阻碍作用

D.金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势

题型四“三定则、一定律”的应用

“三个定则”“一个定律”的比较

名称用途选用原则

安培定则判断电流产生的磁场（方向）分布因电生磁

左手定则判断通电导线、运动电荷所受磁场力的方向因电受力

右手定则判断导体切割磁感线产生的感应电流方向或电源正负极因动生电

因磁通量

楞次定律判断因回路磁通量改变而产生的感应电流方向

变化生电

【例1】（2023•全国•高三专题练习）如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的

金属棒PQ、MN,的左边有一如图所示的闭合电路，当P。在一外力的作用下运动时,

向右运动，则尸。所做的运动可能是（）

A.向右加速运动B.向左加速运动

C.向右减速运动D,向左减速运动

【例2】.（2021•全国•高三专题练习）如图所示，一电子以初速度v沿与金属板平行的方向

飞入极板间，发现电子向M板偏转，则可能是（）

A.电键S闭合瞬间

B.电键S由闭合到断开瞬间

C.电键S是闭合的，变阻器滑片P向左迅速滑动

D.电键S是闭合的，变阻器滑片P向右迅速滑动

【例3】.（2023•高三单元测试）如图甲所示，螺线管P穿过一固定圆形线圈Q,P中通有变

化的电流。规定图示电流方向为正，电流随时间变化的规律如图乙所示，则（）

A.,时亥I],从上往下看,线圈Q中有顺时针方向的电流

B.这时刻，线圈Q中没有感应电流

C.ti~t2时间内，Q中电流在增大

D.攵~右时间内，Q中磁通量的变化率在增大

【例4】(2023•广东•统考二模)如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放

在绝缘且内壁光滑的发射导管内。闭合开关S后，在。内驱动线圈的电流心随时间，的

变化如图乙所示。在这段时间内，下列说法正确的是()

A.驱动线圈内部的磁场水平向左

C.f=0时发射线圈所受的安培力最大D.f=时发射线圈中的感应电流最大

题型五法拉第电磁感应定律的理解及应用

1.感应电动势

⑴感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势.

(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变,与电路是否闭合无关.

2.法拉第电磁感应定律

(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.

(2)公式：£=普，其中〃为线圈匝数.

(3)感应电流与感应电动势的关系：/=急.

(4)说明：E的大小与。、无关，决定于磁通量的变化率笑.

2.若已知⑦一/图像，则图线上某一点的切线斜率为等.

3.当A0仅由8的变化引起时，E=n-,其中S为线圈在磁场中的有效面积.若8=为

ktf贝（J△/=k.

4.当△⑦仅由S的变化引起时，E=nB-r:.

=7粤萨由右合等.求瞬时值是分别求出动生电动势El

5.当5、S同时变化时，则E

和感生电动势也并进行叠加.

【例1】（2022•上海•高考真题）如图所示，将一个单位长度电阻为％的均匀圆形金属线圈用

一根不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，线圈的半径为R,粗细不计。过圆心。的直线MN的

下方有方向始终垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B的大小随时间/的变化关系为

B=Bo-kt（Bo>O,k>O）,直线MN与线圈的交点为。、b。则下列说法正确的是（）

A.线圈中产生的电流大小恒为/=；!—

B.线圈中有逆时针方向的感应电流

C.线圈所受到的安培力大小恒定不变

D.。-2时间内线圈中产生的焦耳热为。=可&

【例2】（2023•湖南长沙•长沙一中校考二模）如图所示，固定的均匀矩形铝框abed,长度为

2L,宽度为L,左边边长为上的正方形区域漏^内存在与铝框平面垂直的匀强磁场。已知

铝的电阻率为小单位体积内的自由电子数为%电子的电荷量为e。某时刻起，磁感应强

度以变化率些=%均匀增加。则（）

△t

XXX!

XXX：

XXX：

beC

A.空间中产生顺时针方向的恒定电场

B.铝框中的自由电子受到电场力的作用顺时针方向定向移动形成电流

kL

C.自由电子定向移动的平均速率v=—

t>nep

D.一个电子沿铝框运动一周，电场力做功卬=次L2

【例3】（2023•全国•高三专题练习）如图所示，用均匀导线做成的单匝正方形线圈的面积为

S,正方形的一半放在垂直于线圈平面向里的匀强磁场中，a,b分别为两对边的中点，线圈

的总电阻为凡下列说法正确的是（）

；a