高中物理选修2电磁感应 知识点梳理和总结

电磁感应

考纲展示要求复习定位

1.本章是高考考查的热点.考题既有选择题又有计算题，选择题

1.电磁感应现象I

主要以电磁感应现象的定性分析和图象问题等为主，计算题主

要以学科内的力、电综合题为主.

2.磁通量I

2.本章的复习应注意以下三点：

(1)应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向.

3.法拉第电磁感应定律n

(2)结合各种图象(如⑦T图象、5T图象和i图象)，考查

感应电流的产生条件及其方向的判定，导体切割磁感线产生感

4.楞次定律n

应电动势的计算.

(3)电磁感应现象与磁场、电路、力学等知识的综合，以及电磁

5.自感、涡流i感应与实际相结合的题目.

第1节电磁感应现象楞次定律

主干回顾夯基固源

重温教材扫清盲点

一\磁通量

1.概念：磁感应强度3与面积S的乘积.

2.计算

(1)公式：(P=BS.

(2)适用条件：①匀强磁场；②S是垂直磁场的有效面积.

(3)单位：韦伯(Wb),lWb=lTm2.

3.意义：穿过某一面积的磁感线的条数.

4.标矢性：磁通量是标量,但有正、负.

二,电磁感应

1.电磁感应现象

当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有电流产生，这种现象称为电

磁感应现象.

2.产生感应电动势和感应电流的条件

(1)产生感应电动势的条件

无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，回路中就有感应

电动势.产生感应电动势的那部分导体相当于电遮.

(2)产生感应电流的条件

①电路闭合.②磁通量变化.

三、感应电流方向的判断

1.右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同

一个平面内；让磁感线从掌心垂直进入，并使拇指指向导线运动的方向,这时四

指所指的方向就是感应电流的方向.如右图所示.

2.楞次定律

内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要限碍引起感应电流

的磁通量的变化.

［自我诊断］

1.判断正误

(1)磁通量虽然是标量，但有正、负之分.(J)

(2)当导体切割磁感线运动时，导体中一定产生感应电流.(X)

(3)穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关.(J)

(4)电路中磁通量发生变化时，就一定会产生感应电流.(X)

(5)感应电流的磁场总是与原磁场方向相反.(X)

(6)楞次定律和右手定则都可以判断感应电流的方向，二者没什么区别.(X)

(7)回路不闭合时，穿过回路的磁通量发生变化也会产生“阻碍”作用.(X)

2.如图所示，匀强磁场中有一个矩形闭合导线框.在下列四种情况下，线

框中会产生感应电流的是()

A.如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动

B.如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运

动

C.如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线A3转动

D.如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动

解析：选C.保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动，磁

通量一直为零，故磁通量不变，无感应电流，选项A错误；保持线框平面始终

与磁感线平行，线框在磁场中上下运动，磁通量一直为零，故磁通量不变，无感

应电流，选项B错误；线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线转动，

磁通量周期性地改变，故一定有感应电流，故选项C正确；线框绕位于线框平

面内且与磁感线平行的轴线CD转动，磁通量一直为零，故磁通量不变，无感应

电流，选项D错误.

3.如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁（N极朝上，

S极朝下）由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感

应电流的方向（从上向下看），下列说法正确的是（）

A.总是顺时针

B.总是逆时针

C.先顺时针后逆时针

D.先逆时针后顺时针

解析：选C.磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，则导体环中，先是向上的

磁通量增加，磁铁过中间以后，向上的磁通量减少，根据楞次定律，产生的感应

电流方向先顺时针后逆时针，选项C正确.

4.如图所示，AOC是光滑的金属导轨，电阻不计，A。沿竖直方向，。。沿

水平方向；PQ是金属直杆，电阻为R,几乎竖直斜靠在导轨A。上，由静止开

始在重力作用下运动，运动过程中P、。端始终在金属导轨AOC上；空间存在

着垂直纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆从开始滑动到P端滑到0C的过程中，

PQ中感应电流的方向()

A.始终是由P-Q

B.始终是由。一尸

C.先是由PfQ,后是由Q—P

D.先是由Q-P,后是由P-Q

解析：选C.在PQ杆滑动的过程中，△POQ的面积先增大后减小，穿过△

POQ的磁通量先增加后减少，根据楞次定律可知，感应电流的方向先是由P-Q,

后是由Q-P,C正确.

考点透析题组冲关不同考点详简编排

考点一电磁感应现象的判断

1.穿过闭合电路的磁通量发生变化的四种情况

(1)磁感应强度5不变，线圈面积S发生变化.

(2)线圈面积S不变，磁感应强度3发生变化.

(3)线圈面积S变化，磁感应强度3也变化，它们的乘积发生变化.

(4)线圈面积S不变，磁感应强度5也不变，但二者之间夹角发生变化.

2.判断电磁感应现象能否发生的一般流程：

1确定研究的电路J—T明确电路内的磁场分布‘

［电路闭合，有感应电流H

—f中变化•一IV----------

电路不闭合，无感应」

研究该市路

电流、有感应电动势一的磁通量中

:无感应电流、无感应电动势)—［中不变)」

题组冲关强化训练提升考能

1.如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒漏,

有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角

为夕在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是()

A.向右运动，同时使。减小

B.使磁感应强度5减小，。角同时也减小

C.仍向左运动，同时增大磁感应强度3

D."向右运动，同时增大磁感应强度3和。角（0。＜。＜90。）

解析：选A.本题中引起磁通量变化都有两个方面，面积的变化和夹角改变，

向右运动的同时。减小都会使磁通量变大，所以A项正确.

2.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈3、电流计及开关按

如图所示连接.下列说法中正确的是（）

A.开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转

B.线圈A插入线圈3中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转

C.开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中

央零刻度

D.开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转

解析：选A.只要闭合回路磁通量发生变化就会产生感应电流，故A正确，

B错误；开关闭合后，只要滑片P滑动就会产生感应电流，故C、D错误.

3.（多选）1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中

将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁

针，如图所示.实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转

时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后.下列说法正确的是（）

铜圆盘

A.圆盘上产生了感应电动势

B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动

C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化

D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁

针转动

解析：选AB.A.当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，

产生感应电动势，选项A正确；

B.如图所示，铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的

闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流阻

碍其相对运动，但抗拒不了相对运动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，

选项B正确；

C.在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零，选项

C错误；

D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方

向，会使磁针沿轴线方向偏转，选项D错误.

方法技巧」

确定磁通量变化的两种方法

(1)通过对穿过回路磁感线条数的分析和计算，可以确定磁通量是否变化.

(2)依据公式OMBSsin。(。是5与S的夹角)确定磁通量与哪些因素有关.

考点二楞次定律的理解及应用

1.判断感应电流方向的两种方法

方法一用楞次定律判断

确

明

研

的

究

闭

电

合

路

方法二用右手定则判断

该方法适用于切割磁感线产生的感应电流.判断时注意掌心、拇指、四指的

方向：

(1)掌心——磁感线垂直穿入；

(2)拇指——指向导体运动的方向；

(3)四指----指向感应电流的方向.

2.楞次定律推论的应用

楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应

电流的原因，列表说明如下：

内容例证

阻碍原磁通量变化

——“增反减同”

阻碍相对运动——“来拒

去留”

P、Q是光滑固定导轨,

a、6是可动金属棒，

磁铁下移，面积应减

使回路面积有扩大或缩小小，0、6靠近

的趋势一“增缩减扩”

xxxXB

x0

XXXXB减小,线圈扩张

阻碍原电流的变化

合上S,B先亮

——“增反减同”

题组冲关强化训练提升考能

考向1：应用楞次定律判感应电流方向

［典例1］如图所示，在磁感应强度大小为3、方向竖直向上的匀强磁场中,

有一质量为小阻值为R的闭合矩形金属线框abed用绝缘轻质细杆悬挂在。点,

并可绕。点摆动.金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高

点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面.则线框中感

应电流的方向是（）

A.afb—c—d—a

B.d—c—b—cifd

C.先是dfc—b—a-d,后是a—b—cfd—a

D.先是。-c—d—a,后是dfc—b—a—d

解析由楞次定律可知，在线框从右侧摆动到。点正下方的过程中，向上

的磁通量在减小，故感应电流的方向沿d-c-0-a->d;同理，线框从。点正下

方向左侧摆动的过程中，电流方向沿d-c-b-a-d,B正确.

答案B

考向2：右手定则判感应电流的方向

［典例2］如图所示，MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在

导轨上的两根金属杆，垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面,

则（）

M叼N

GP1H

A.若固定ab,使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向为

a—b—d—c—a

B.若a。、cd以相同的速度一起向右滑动，则回路有电流，电流方向

为a—c—d—b-a

C.若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路中的电流为零

D.若"、cd都向右运动，且两杆速度则abdc回路有电流，电

流方向为qfc-d-。一a

解析由右手定则可判断出A项做法使回路产生顺时针方向的电流，故A

项错.若ab、cd同向运动且速度大小相同，ab、cd所围面积不变，磁通量不变，

故不产生感应电流，故B项错.若"向左，cd向右，则"de回路中有顺时针

方向的电流，故C项错.若ab、cd都向右运动，且两杆速度加则。氏

cd所围面积发生变化，磁通量也发生变化，由楞次定律可判断出，时及回路中

产生顺时针方向的电流，故D项正确.

答案D

考向3：“阻碍法”的应用

[典例3]（2017•东北三省五校联考）如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌

面上，在。的正上方固定一竖直螺线管。，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动

变阻器连接成如图所示的电路.若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述

正确的是（）

A.线圈。中将产生俯视顺时针方向的感应电流

B.穿过线圈。的磁通量减少

C.线圈a有扩张的趋势

D.线圈a对水平桌面的压力RN将增大

解析当滑片P向下移动时滑动变阻器连入电路的电阻减小，由闭合电路

欧姆定律可知通过6的电流增大，从而判断出穿过线圈。的磁通量增加，方向向

下，选项B错误；根据楞次定律即可判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆

时针，选项A错误；再根据楞次定律“阻碍”含义的推广，线圈a应有收缩或

远离6的趋势来阻碍磁通量的增加，所以C错误，D正确.

答案D

r规律总结

感应电流方向判断的两点注意

（1）楞次定律可应用于磁通量变化引起感应电流的各种情况（包括一部分导体

切割磁感线运动的情况）.

（2）右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情景，是楞次

定律的一种特殊情况.

考点三“三定则、一定律”的理解及应用

1.“三个定则、一个定律”的应用对比:

应用的定则或定

名称基本现象因果关系

律

电流的磁效应运动电荷、电流产生磁场因电生磁安培定则

磁场对运动电荷、电流有

洛伦兹力、安培力因电受力左手定则

作用力

部分导体做切割磁感线

因动生电右手定则

电磁感应运动

闭合回路磁通量变化因磁生电楞次定律

2.三个定则、一个定律”的相互联系：

（1）应用楞次定律时，一般要用到安培定则.

（2）研究感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定电流方向，再用左

手定则确定安培力的方向，有时也可以直接应用楞次定律的推论确定.

题组冲关强化训练提升考能

1.（多选）如图所示，在匀强磁场中放有平行金属导轨，它与大线圈〃相连

接，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在金属导轨上的金属棒

ab的运动情况是（两线圈共面放置）（）

A.向右匀速运动B.向左加速运动

C.向右减速运动D.向右加速运动

解析：选BC.欲使N产生顺时针方向的感应电流，感应电流的磁场方向垂直

纸面向里，由楞次定律可知有两种情况：一是“中有沿顺时针方向逐渐减小的

电流，使其在N中的磁场方向向里，且磁通量在减小；二是M中有逆时针方向

逐渐增大的电流，使其在N中的磁场方向向外，且磁通量在增大.因此对前者

应使（7。向右减速运动；对于后者，则应使＜7。向左加速运动.

2.（多选）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P。、

MN,MN的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，

向右运动，则PQ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

解析：选BC.MN向右运动，说明受到向右的安培力，因为ab在MN

左手定则安培定则

处的磁场垂直纸面向里---->中的感应电流由---->Li中感应电

楞次定律12中磁场方向向上减弱

流的磁场方向向上__A<.若Li中磁场方向向上减弱

/2中磁场方向向下增强

安培定则右手定则

——>PQ中电流为Q-P且减小——>向右减速运动；若心中磁场方向向

安培定则右手定则

下增强——>PQ中电流为P-Q且增大——>向左加速运动.

3.（多选）如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经

标出.左线圈连着平行导轨般和N,导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金

属棒a。，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中.下列说法中正确的是（）

M

I-

b

A.当金属棒a。向右匀速运动时，。点电势高于6点，。点电势高于d点

B.当金属棒M向右匀速运动时，6点电势高于。点，c点与d点等电势

C.当金属棒时向右加速运动时，6点电势高于a点，c点电势高于d点

D.当金属棒a。向右加速运动时，6点电势高于a点，d点电势高于c点

解析：选BD.当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时，金属棒产生恒定感应

电动势，由右手定则判断电流方向由a―0.根据电流从电源（aZ?相当于电源）正极

流出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断》点电势高于a点.又左线圈中的

感应电动势恒定，则感应电流也恒定，所以穿过右线圈的磁通量保持不变，不产

生感应电流，A错误，B正确.当ab向右做加速运动时，由右手定则可推断”＞的，

电流沿逆时针方向.

又由E=BLv可知ab导体两端的E不断增大，那么左边电路中的感应电流

也不断增大，由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的，并

且场强不断增强，所以右边电路的线圈中的向上的磁通量不断增加.由楞次定律

可判断右边电路的感应电流方向应沿逆时针，而在右线圈组成的电路中，感应电

动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上.把这个线圈看作电源，由于电流是从

c沿内电路（即右线圈）流向d,所以d点电势高于c点，C错误，D正确.

方法技巧J

左、右手定则区分技巧

（1）抓住“因果关系”：“因动而电”——用右手；“因电而动”——用左

手.

（2）形象记忆：把两个定则简单地总结为“通电受力用左手，运动生电用右

手”.“力”的最后一笔方向向左，用左手；“电”的最后一笔“L”方

向向右，用右手.

3395"电磁感应现象幡次定律

课时规范训练

［基础巩固题组］

1.在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应

电流的是（）

A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化

B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化

C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁

铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化

D.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断

电的瞬间，观察电流表的变化

解析：选D.产生感应电流的条件为：闭合回路内磁通量发生变化.A项中，

线圈绕在磁铁上，磁通量未变，不会产生感应电流，A错误.同理B错误.C项

中，往线圈中插入条形磁铁的瞬间，线圈中磁通量发生变化，此时线圈中将产生

感应电流，但插入后磁通量不再变化，无感应电流，故到相邻房间观察时无示数,

C错误.D项中，在线圈通电或断电的瞬间，磁通量发生变化，产生感应电流，

D正确.

2.如图所示，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，若要使圆

环中产生图中箭头方向的瞬时感应电流，下列方法可行的是（）

A.使匀强磁场均匀增大

B.使圆环绕水平轴ab如图转动30°

C.使圆环绕水平轴cd如图转动30°

D.保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动

解析：选A.根据右手定则，圆环中感应电流产生的磁场竖直向下与原磁场

方向相反，根据楞次定律，说明圆环磁通量在增大.磁场增强则磁通量增大，A

正确.使圆环绕水平轴时或cd转动30°,圆环在垂直磁场方向上的投影面积减

小，磁通量减小，只会产生与图示方向相反的感应电流，B、C错误.保持圆环

水平并使其绕过圆心的竖直轴转动，圆环仍与磁场垂直，磁通量不变，不会产生

感应电流，D错误.

3.如图甲所示，在同一平面内有两个相互绝缘的金属圆环A、B,圆环A

平分圆环5为面积相等的两部分，当圆环A中的电流如图乙所示变化时，甲图

中A环所示的电流方向为正，下列说法正确的是（）

4

OnB

甲乙

A.5中始终没有感应电流

B.3中有顺时针方向的感应电流

C.3中有逆时针方向的感应电流

D.3中先有顺时针方向的感应电流，后有逆时针方向的感应电流

解析：选B.由于圆环A中的电流发生了变化，故圆环3中一定有感应电流

产生，由楞次定律判定3中有顺时针方向的感应电流，故选项B正确.

4.（多选）如图，两同心圆环A、3置于同一水平面上，其中3为均匀带负电

绝缘环，A为导体环.当3绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是

（）

A.A中产生逆时针的感应电流

B.A中产生顺时针的感应电流

C.A具有收缩的趋势

D.A具有扩展的趋势

解析：选BD.由图可知，3为均匀带负电绝缘环，3中电流为逆时针方向，

由右手螺旋定则可知，电流的磁场垂直纸面向外且逐渐增大；由楞次定律可知，

磁场增大时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，所以感应电流的磁场的方向

垂直纸面向里，A中感应电流的方向为顺时针方向，故A错误，B正确；3环外

的磁场的方向与3环内的磁场的方向相反，当3环内的磁场增强时，A环具有面

积扩展的趋势，故C错误，D正确.

5.（多选）航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的.电磁驱动原理如

图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈端点的金属环被弹射出去.现

在固定线圈左侧同一位置，先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形

状、大小相同的两个闭合环，且电阻率p铜力铝.闭合开关S的瞬间（）

左

A.从左侧看环中感应电流沿顺时针方向

B.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力

C.若将环放置在线圈右方，环将向左运动

D.电池正负极调换后，金属环不能向左弹射

解析：选AB.线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程

中，磁场变强，则由楞次定律可知，环中感应电流由左侧看为顺时针，A正确.由

于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大，故铜环受到的安培力要大于铝环的，

B正确.若将环放在线圈右方，根据“来拒去留”可得，环将向右运动，C错误.电

池正负极调换后，金属环受力仍向左，故仍将向左弹出，D错误.

6.多年来物理学家一直设想用实验证实自然界中存在“磁单极子”.磁单

极子是指只有S极或只有N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场

线分布.如图所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一，abed为用超导材

料围成的闭合回路.设想有一个N极磁单极子沿abed轴线从左向右穿过超导回

路，那么在回路中可能发生的现象是（）

A.回路中无感应电流

B.回路中形成持续的"c而流向的感应电流

C.回路中形成持续的。旅加流向的感应电流

D.回路中形成先"eda流向后adeba流向的感应电流

解析：选C.N极磁单极子的磁感线分布类似于正点电荷的电场线分布，由

楞次定律知，回路中形成方向沿ad&w流向的感应电流，由于回路为超导材料做

成的，电阻为零，故感应电流不会消失，C项正确.

［综合应用题组］

7.（多选）如图所示，一接有电压表的矩形闭合线圈ABCD向右匀速穿过匀

强磁场的过程中，下列说法正确的是（）

XXXX

A.线圈中有感应电动势，有感应电流

B.线圈中有感应电动势，无感应电流

C.A3边两端有电压，且电压表有示数

D.A3边两端有电压，但电压表无示数

解析：选BD.由于通过回路的磁通量不变，故回路中无感应电流产生，A项

错；由欧姆定律知电压表示数。=Z7?v=0,C项错；由于A3棒切割磁感线A3

两端有电压，B、D项正确.

8.如图所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导

线平行且在同一水平面内，在导轨上有两条可自由滑动的导体棒时和cd,当载

流直导线中的电流逐渐增强时，导体棒。。和cd的运动情况是（）

aA---c---------

B------------

bd

A.一起向左运动

B.一起向右运动

C.溺和cd相向运动，相互靠近

D.溺和cd相背运动，相互远离

解析：选C.电流增强时，电流在Mdc回路中产生的垂直纸面向里的磁场增

强，回路中磁通量增大，根据楞次定律可知回路票减小面积以阻碍磁通量的增加，

因此，两导体棒要相向运动，相互靠近.选项C正确.

9.如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中

通有自东向西稳定、强度较大的直流电流.现用一闭合的检测线圈（线圈中串有

灵敏电流计，图中未画出）检测此通电直导线的位置，若不考虑地磁场的影响，

在检测线圈位于水平面内，从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上

方并移至距直导线很远处的过程中，俯视检测线圈，其中感应电流的方向是

（）

A.先顺时针后逆时针

B.先逆时针后顺时针

C.先顺时针后逆时针，然后再顺时针

D.先逆时针后顺时针，然后再逆时针

解析：选D.如图为地下通电直导线产生的磁场的正视图，当线圈在通电直

导线正上方的左侧时由楞次定律知，线圈中感应电流方向为逆时针，同理在右侧

也为逆时针，当线圈一部分在左侧一部分在右侧时为顺时针，故D正确.

10.（多选）如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀

速转动.现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速.在圆盘减速过

程中，以下说法正确的是（）

A.处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高

B.所加磁场越强越易使圆盘停止转动

C.若所加磁场反向，圆盘将加速转动

D.若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动

解析：选ABD.设想把金属圆盘切割成无数根导体棒，导体棒切割磁感线产

生感应电动势、感应电流，根据右手定则可知，靠近圆心处的电势高，选项A

正确；根据E=3Lo可知，所加磁场3越强，感应电动势E越大，感应电流越大，

因F=BIL,所以安培力也越大，安培力对圆盘的转动阻碍作用越强，选项B正

确；若所加磁场反向，根据楞次定律可知安培力阻碍圆盘的转动，故圆盘仍将减

速运动，选项C错误；若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘的半径切割磁感线，产

生感应电动势，但圆盘内没有涡流，故没有安培力，不消耗机械能，所以圆盘匀

速转动，选项D正确.

n.（多选）如图所示，铁芯上有两个线圈A和B线圈A跟电源相连，LED（发

光二极管，具有单向导电性）M和N并联后接在线圈3两端.图中所有元件均正

常，贝1）（）

A.S闭合瞬间，A中有感应电动势

B.S断开瞬间，A中有感应电动势

C.S闭合瞬间，般亮一下，N不亮

D.S断开瞬间，M和N二者均不亮

解析：选ABC.闭合开关的瞬间，穿过线圈A的磁通量增加，线圈A中将产

生自感电动势，故A正确.开关断开的瞬间，穿过线圈A的磁通量减小，线圈A

中将产生自感电动势，故B正确.闭合开关的瞬间，穿过线圈A的磁通量增加，

根据安培定则可知，A中产生的磁场的方向向上，穿过3的磁通量向上增大时，

根据楞次定律可知，3中感应电流的磁场的方向向下，根据安培定则可知3中感

应电流的方向向下，所以线圈下端的电势高，电流能通过二极管不能通过二

极管N,故C正确.结合C的分析可知，S断开瞬间，穿过线圈B的磁通量减

小，产生感应电流的方向与C中感应电流的方向相反，所以感应电流能通过二

极管N,不能通过二极管故D错误.

12.经过不懈的努力，法拉第终于在1831年8月29日发现了“磁生电”的

现象，他把两个线圈绕在同一个软铁环上（如图所示），一个线圈A连接电池与开

关，另一线圈B闭合并在其中一段直导线附近平行放置小磁针.法拉第可观察

到的现象有（）

A.当合上开关，A线圈接通电流瞬间，小磁针偏转一下，随即复原

B.只要A线圈中有电流，小磁针就会发生偏转

C.A线圈接通后其电流越大，小磁针偏转角度也越大

D.当开关打开，A线圈电流中断瞬间，小磁针会出现与A线圈接通电流瞬

间完全相同的偏转

解析：选A.当合上开关，A线圈接通电流瞬间，穿过A的磁通量发生变化,

使得穿过3的磁通量也变化，所以在3中产生感生电流，电流稳定后穿过A、3

的磁通量不再变化，所以3中不再有感应电流，即小磁针偏转一下，随即复原，

选项A正确；A线圈中有电流，但是如果电流大小不变，则在3中不会产生感

应电流，即小磁针就不会发生偏转，选项B错误；3线圈中的感应电流大小与A

中电流的变化率有关，与A中电流大小无关，故C错误；当开关打开，A线圈

电流中断瞬间，由于穿过3的磁通量减小，则在3中产生的电流方向与A线圈

接通电流瞬间产生的电流方向相反，所以小磁针会出现与A线圈接通电流瞬间

完全相反的偏转，选项D错误.

13.（多选）某同学将一条形磁铁放在水平转盘上，如图甲所示，磁铁可随转

盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边.当转盘（及磁铁）转动时，引

起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化的周期与转盘转动周期一致.经过操

作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象.该同学猜测磁感应强度传感器

内有一线圈，当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时.按照这种

猜测（）

条形磁铁磁感应强度传感器

LI甲

A.在。=0.1s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化

B.在f=0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化

C.在f=01s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值

D.在7=0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值

解析：选AC.题图乙中斜率既能反映线圈内产生的感应电流的方向变化，又

能反映感应电流的大小变化.f=0.1s时刻，图线斜率最大，意味着磁通量的变

化率最大，感应电动势最大，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值，1=

0.1s时刻前后的图线斜率一正一负，说明产生的感应电流的方向发生了变化，

所以A、C正确；同理可知r=0.15s时刻，图线斜率不是最大值，且该时刻前后

图线斜率全为负值，说明线圈内产生的感应电流的方向没有变化，而且大小并未

达到最大值，选项B、D错误.

14.磁感应强度为3的匀强磁场仅存在于边长为2/的正方形范围内，有一

个电阻为R、边长为/的正方形导线框aAd,沿垂直于磁感线方向，以速度。匀

速通过磁场，如图所示，从漏进入磁场时开始计时，到线框离开磁场为止.

d|——|axx

:-XXXi

c---'bi：XXXX

\XXXX：

(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象；

(2)判断线框中有无感应电流.若有，说明感应电流的方向.

解析：(1)当湖边进入磁场时，穿过线框的磁通量均匀增加，在力=:时线框

21

全部进入磁场，磁通量。=35不变化；当在念=5时，a)边离开磁场，穿过线

框的磁通量均匀减少到零，所以该过程的。一/图象如图所示.

(2)ab边进入磁场时有感应电流，根据右手定则可判知感应电流方向为逆时

针；湖边离开磁场时有感应电流，根据右手定则可判知感应电流方向为顺时针；

中间过程力〜々磁通量不变化，没有感应电流.

答案：见解析

第2节法拉第电磁感应定律自感和涡流

主干回顾夯基固源重温教材扫清盲点

一、法拉第电磁感应定律

1.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：E=〃w，72为线圈匝数.

2.导体切割磁感线的情形

(1)若3、I、0相互垂直，则E=幽.

(2)E=Blvsin3,。为运动方向与磁感线方向的夹角.

(3)导体棒在磁场中转动：导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线

方向匀速转动产生感应电动势E=3布:520(平均速度取中点位置线速度5。).

二'自感和涡流

1.自感现象：当导体中电流发生变化时，导体本身就产生感应电动势，这

个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化,这种由于导体本身电流发生变化而产

生的电磁感应现象叫自感现象.

2.自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势E=瑞，其中L叫自感系

数，它与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯有关,自感系数的单位是亨利

(H),1mH=102H,lHH=10~6H.

3.涡流

当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生像水的遮遇状

的感应电流.

(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力,安

培力的方向总是阻碍导体的运动.

(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流,使导

体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来.交流感应电动机就是利用电磁驱

动的原理工作的.

［自我诊断］

1.判断正误

(1)线圈中磁通量越大，产生的感应电动势越大.(X)

(2)线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大.(X)

(3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大.(J)

(4)线圈中的电流越大，自感系数也越大.(X)

(5)磁场相对导体棒运动时，导体棒中也能产生感应电动势.(J)

（6）对于同一线圈，电流变化越快，线圈中的自感电动势越大.（J）

2.如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面

垂直.磁感应强度3随时间均匀增大.两圆环半径之比为2：1,圆环中产生的

感应电动势分别为和EA不考虑两圆环间的相互影响.下列说法正确的是

A.EaEb=41,感应电流均沿逆时针方向

B.EaEb=41,感应电流均沿顺时针方向

C.Ea-Eb=21,感应电流均沿逆时针方向

D.EaEb=21,感应电流均沿顺时针方向

解析：选B.由题意可知笑=左，导体圆环中产生的感应电动势石=笑=当6

=△/兀d，因厂＜7.乃=2.1,故Ea-Eb=4.1;由楞次定律知感应电流的方向均

沿顺时针方向，选项B正确.

3.如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当

它以速度。沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小

为E;将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的

平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度。运动时，棒两端的感应电动

E'

势大小为/,则方等于（）

A.|B.半

C.1D.^2

解析：选B.设金属棒长度为/,匀强磁场的磁感应强度为3,根据电磁感应

定律得E=3/0.金属棒弯折后，切割磁感线运动的有效长度变为坐/,故E'=坐

Er

BE因此〒=4，B正确.

乜L

4.（2017.江苏盐城中学学情检测）（多选）如图所示,L是自感系数很大的线圈,

但其自身的电阻几乎为零.A和B是两个完全相同的灯泡，则下列说法中正确

的有（）

A.当开关S闭合瞬间，A、B两灯同时亮，最后B灯熄灭

B.当开关S断开瞬间，A、B两灯同时熄灭

C.当开关S断开瞬间，。点电势比》点电势低

D.当开关S断开瞬间，流经灯泡B的电流是由。到6

解析：选AD.开关S闭合瞬间，线圈L对电流有阻碍作用，则相当于灯泡A

与B串联，因此同时亮，且亮度相同，稳定后B被短路熄灭，选项A正确；稳

定后当开关S断开后，A马上熄灭，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其

相当于电源，左端电势高，与灯泡B构成闭合回路放电，流经灯泡B的电流是

由。到4B闪一下再熄灭，选项D正确，B、C错误.

考点透析题组冲关

不同考点详简编排

考点一法拉第电磁感应定律的理解及应用

1.感应电动势大小的决定因素

(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率等和线圈的匝数共

同决定，而与磁通量。、磁通量的变化量△。的大小没有必然联系.

(2)当仅由3引起时，则当△。仅由S引起时，则E=

当△◎由3、S的变化同时引起，则石=卢艾清等.

2.磁通量的变化率等是。一/图象上某点切线的斜率.

3.应用等时应注意的几个问题

(1)由于磁通量有正负之分，计算磁通量的变化时一定要规定磁通量的正方

向.正向的磁通量增加与反向的磁通量减少产生的感应电流的方向相同.

(2)公式后=噌是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择.若等为恒

量，则平均电动势等于瞬时电动势.

(3)用公式E=〃端求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内垂直磁场方向的

有效面积.

强化训练提升考能

1.图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n,面积为S.

若在A到/2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小

由B1均匀增加到B2,则该段时间线圈两端。和匕之间的电势差加一帆)

从0均匀变化到一~一

D.从。均匀变化到

t2-tl

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Illi

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解析：选C.根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势E=〃笔=7严一囱”

由楞次定律和右手螺旋定则可判断》点电势高于a点电势，因磁场均匀变化，所

以感应电动势恒