电磁感应现象及应用 分层作业-2026-2027学年高二物理人教版必修三

13.3电磁感应现象及应用分层作业

学校:姓名：班级:___________考号：___________

A层

I.小宁同学用如图所示的器材研究感应电流的方向。将线圈A插入线圈B中，闭合开关S

瞬间，发现电流计指针右偏，则保持开关闭合，以下操作中也能使电流计右偏的是（）

A.将消动变阻器的渭片向右移动

B.将滑动变阻器的滑片向左移动

C.断开开关S

D.拔出线圈A

2.物理学的发展离不开科学家们的贡献,他们的发现和研究成果对生活生产产生了很大的

影响。下列描述正确的是（）

A.通过甲图的实验，法拉第发现了电磁感应现象

B.法拉第在乙图情境中发现了电流的磁效应，首次建立了电与磁的联系

C.伏特根据丙图提出了分子电流假说，揭示了磁现象的电本质

D.丁图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的

3.（多选）关于图的分析，正确的是（）

A.图甲中,地磁场的N极位于地理北极附近

B.图乙中,小磁针静止时的位置如图中所示,则电源右侧为正极

C.图丙中，线圈从I位置平移到2位置时，穿过此线圈平面的磁通量减小

D.图丁中，闭合线圈在竖直向下的匀强磁场中沿水平方向向右运动，线圈中会产生感应电

流

4.（多选）机器人利用柔性磁膜触觉传感器可以轻松拿起鸡蛋而不破裂，如图所示，传感器

核心部分的结构为内置柔性磁膜与固定的线圈矩阵，通过线圈产生感应电流以感知磁膜上表

面受到的压力变化情况。卜列说法正确的是()

A.磁膜没有受到压力时，线圈没有感应电流产生

B.磁膜受到压力稳定后，线圈有感应电流产生

C.磁膜受到的压力减小时，线圈没有感应电流产生

D.磁膜受到的压力增大时，线圈有感应电流产生

5.如图所示，将条形磁体从同一高度插入线圈的实验中:

(1)快速插入和缓慢插入磁通量的变化量△①相同吗？指针偏转角度相同吗？

(2)分别用一根磁体和两根磁体以同样速度快速插入，磁通量的变化量A①相同吗？指针偏转

角度相同吗？

(3)产生感应电流的大小与什么有关？

6.闭合电路的部分导体切割磁感线，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，

电路中会产生感应电流，如图甲所示。

甲

(1)金属棒AB静止或沿着磁感线运动时，电路中有感应电流产生吗？

(2)金属棒AB切割磁感线时，简化示意图如图乙所示。AB切割磁感线时，闭合回路中产生

了感应电流，磁场没有变化，闭合回路ABCD的面积发生了变化。与磁场相关的哪个物理

量发生了变化呢？

B层

7.如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中

产生感应电流的是()

A.圆盘绕过圆心的竖直轴转动

B.圆盘在磁场中向上匀速平移

C.圆盘在磁场中向左匀速平移

D.圆盘以某一水平直径为轴转动

答案第2页，共1()页

8.（多选）以下是几幅与磁场、电磁感应现象有关的图片，叙述正确的是（)

A.图甲中断开开关S瞬间，与线圈P连接的电流计的指针发生偏转

B.图乙中电流方向如图所示，则铁环中心。点的磁场垂直纸面向里

C.图丙中当电流从5流入时,发现小磁铁向下运动，则小磁铁下端为N极

D.图丁中水平圆环位于夕位置时穿过圆环的磁通量最大

9.如图所示，固定于水平面上的金属架COEF处在磁场中，磁场方向与水平面夹角夕=30”。

一金属棒MN与磁场方向垂直，并垂直于CQ、EE在框架上向右以速度u=lm/s做匀速运动。

--0时，磁感应强度稣=2T,此时金属棒到达的位置恰好使左侧回路构成一个长为乙=lm

的正方形。

（1）求，=0时刻，金属棒与框架所围成回路的磁通量小

（2）为使金属棒MN中不产生感应电流，从/=（）开始，推导出磁感应强度8随时间/变化

的关系式。

C层

10.如图所示，固定于水平面上的金属导轨PP'Q'Q,金属棒MN沿导轨向右运动。/=0时,

垂直导轨平面向卜.的磁场磁感应强度为纥，金属棒MN到PQ的距离为/,速度为%,并且

开始做匀减速直线运动，加速度大小为已知金属棒MN与金属架始终接触良好，在金属

棒MN停止之前，为使MN棒中不产生感应电流，则从勺0开始，磁感应强度B随时间/的

变化关系应为（)

pMP'

XXXXXX

A2B°lR2即

A•.-,2

l+2v0/+at'2l+2vQt-atXXXX

即2B3

cD.c,?XX

J/+vJ-ar21+v/+at

0o----i---------O'

11.（多选）如图，MN和PQ是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨，导轨足够长，电

阻不计，匀强磁场垂直导轨平面向里。金属杆他垂直导轨放置，与导轨始终良好接触，金

属杆具有一定的质量和电亚。开始时，将开关S断开，让金属杆外由静止开始自由下落，

经过一段时间，再将开关S闭合，从闭合开关S开始计时，取竖直向下为正方向，则金属

杆运动的速度V、加速度小所受到的安培力r及电流表的示数i随时间，变化的图像可能正

确的是（）

12.如图（a）所示，宽度为心的足够长光滑金属导轨，水平固定在磁感应强度为仄范围

足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上。现有一根质量为〃?、电阻为R的金属

棒MN放置在金属导轨上，金属棒始终与导轨接触良好且垂直，不计导轨电阻。

（1）若金属棒MN在水平向右的力尸的作用下以速度I，向右匀速运动，请利用能的转化和

能量守恒定律，推导证明棒产生的感应电动势£=。〃，；

（2）若金属棒在水平恒力厂的作用下由静止开始运动，分析并判断金属棒的速度

和加速度的变化情况。

（3）若给金属棒向右的初速度的同时施加一水平外力，使金属棒/WN作匀减速直线运

动。此过程中，外力随时间的变化关系图线如图（b）所示（以初速度方向为正方向），图线

与横、纵坐标交点分别为F。。求金属棒的加速度大小〃和初速度%。

答案第4页，共10页

参考答案

题号1234781011

答案BABCAI)DADBBC

1.B

【详解】A.将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，说明当线

圈B中的磁通量增加时，电流计指针右偏。将滑动变阻器的滑片向右移动，线圈A中电流

减小，线圈B中的磁通量减少，电流计指针左偏，故A错误：

B.将滑动变阻器的滑片向左移动，线圈A中电流增大，线圈B中的磁通量增加，电流计指

针右偏，故B正确；

C.断开开关S,线圈B口的磁通量减少，电流计指针左偏，故C错误；

D.拔出线圈A,线圈R中的磁通量减少，电流计指针左偏，故D错误。

故选B。

2.A

【详解】A.图甲是法拉第发现电磁感应的实验装置，故A正确；

B.图乙装置对应的事件是奥斯特发现电流的磁效应，故B错误；

C.图内是安培提出的分子电流假说，故C错误；

D.图丁的现象是通过电流产生的磁场实现的，故D错误。

故选Ao

3.BC

【详解】A.甲图中地磁场的N极位于地理南极附近，故A错误：

B.由乙图中小磁针静止时的位置可知，螺线管右端为5极，则根据右手螺旋定则可知，电

源右侧为正极，故B正确；

C.内图中线圈从1位置平移到2位置时，磁场减弱，根据中=85可知，穿过此线圈平面的

磁通量减小，故C正确；

D.丁图中，线圈运动过程磁通量不变，不会产生感应电流，故D错误。

故选BCo

4.AD

【详解】A.磁膜没有受到压力时，线圈的磁通量不变，线圈没有感应电流产生，故A正确;

B.磁膜受到压力稳定后，线圈的磁通量不变，线圈没有感应电流产生，故B错误：

CD.磁膜受到的压力减小或增大时，线圈的磁通量改变，线圈有感应电流的产生，故C错

误，D正确。

故选ADo

5.(1)相同，不相同

(2)不相同，不相同

△①

⑶丁

【详解】(1)磁通量的变化最相同，但磁通最变化的快慢不同，快速插入比缓慢插入时磁通

量变化快，指针偏转角度大。

(2)用两根磁体快速插入时磁通量的变化量较大，磁通量变化率也较大，指针偏转角度较

大；

(3)由以上现象可知，感应电流的大小与空的大小有关

加

6.(1)没有感应电流产生

(2)穿过闭合回路的磁通量发生了变化

【详解】(I)金属棒AB静止或沿着磁感线运动时，电路中没有感应电流产生。因为磁通量

没有发生变化。

(2)因为磁通量

①=8S

所以，穿过闭合问路的磁通量发生了变化。

7.D

【详解】ABC.只有当穿过圆盘的磁通量发生变化时，圆盘中才会产生感应电流。当圆盘绕

过圆心的竖直轴匀速转动或圆盘在磁场中向左、向上匀速平移(始终未出磁场)时，穿过圆

盘的磁通量不发生变化，不能产生感应电流，故ABC错误；

D.当圆盘以某一水平直径为轴匀速转动时，磁通量发生改变，圆盘中将产生感应电流，故

D正确。

故选Do

8.AD

【详解】A.图甲中断开开关S瞬间，线圈M中的电流从有到无，使得穿过线圈P的破通

量发生了变化，线圈P中将产生感应电流，所以与线圈P连接的电流计的指针会发生偏转，

答案第6页，共10页

故A正确；

B.图乙中电流方向如图所示，根据右手定则，判断知两边螺线管上端均为N极，下端为S

极，磁铁外部磁感线从N极到S极，可知铁环中心。点的磁场竖直向下，故B错误：

C.图丙中电流从3流入时，根据安培定则，电磁铁上端为N极，发现小磁铁向下运动，则

小磁铁的下端为S极，故c错误；

D.图丁中水平圆环从条形磁铁上方”位置向下运动，通过圆环的磁通量为内部从S到N

的磁通量和外部从N到S的磁通量的净磁通，内部磁通量大于外部且都相同，外部P处最

小，因此尸位置穿过圆环的磁通量最大，故D正确；

故选ADo

9.(1)IWb；(2)B=—

t-\

【详解】(1)由磁通量定义可知

①o=B0S=Bol}sinq

解得

<D0=1Wb

(2)设经过时间3磁感应强度为4,这一过程中金属棒运动的距离为

x=vt

此时的磁通量为

6=4L(L+x)sin8

为不产生感应电流，则

解得

/?=—

r+1

10.B

【详解】设MN长为为使MN棒中不产生感应电流，则应使磁通量不发生变化，艮J

BJL=BL(l+vot-^ar)

解得

B=2即

2/+-

故选Bo

解得

11.BC

【详解】闭合开关时，金属杆受到向下的重力以及向上的安培力，若重力与安培力大小相等，

设此时的速度为%，则

mg=8〃=口口

则金属杆做匀速直线运动，速度不变，则安培力为

F=妇工

°R

感应电流为

q

°R

都不变，加速度为零，各项中的图像均不符合此情况。

闭合开关时，若

"%

此时安培力小于重力，加速度向下，根据牛顿第二定律

B2l2v

mg——=ma

金属杆做加速运动，随着速度的增加，安培力逐渐增大，加速度逐渐减小，速度增加的越来

越缓慢，最终匀速运动，该过程中，在X图像中，速度逐渐增加到％,斜率逐渐减小最终

趋近于零；。“图像中，加速度逐渐减小到零，斜率的绝对值逐渐减小最终趋近于零；广f图

像中，安培力为负值，大小逐渐增大到尸。，斜率逐渐减小最终趋近于零；U图像中，电流

从某个值（非零）逐渐增大到％，斜率逐渐减小最终趋近于零.只有B符合要求；

闭合开关时,若

此时安培力大于重力，加速度向上，

B2l2v

—----mg=nui

金属杆做减速运动，随着速度的减小，安培力逐渐减小，加速度逐渐减小，速度减小的越来

越缓慢，最终匀速运动，该过程中，在〜图像中，速度逐渐减小最终趋近于％,斜率逐渐

答案第8页，共10页

减小最终趋近于零；图像中，加速度向上逐渐减小到零，斜率的绝对值逐渐减小最终趋

近于零；凡，图像中，安培力为负值，大小逐渐减小外，斜率逐渐减小最终趋近于零：u图

像中，电流从某个值逐渐减小斜率逐渐减小最终趋近于零。只有C符合要求。

故选BCo

FRFR

12.（1）见解析；（2）加速度逐渐减小为零，速度逐渐增大至呢=诉后不再变化;（3）志

£内8*%+〃求）

而。

【详解】（I）根据右手定则可知电流方向由M指向N,设感应电流为/,MN移动距离s所

用的时间为/，根据能得转化和能量守恒可得

W=Fs=EIt

根据力的平衡有

F=Ft.=BIL

由匀速直线运动有

s

v=-

I

联立解得

E=BLv

（2）若金属棒例N在水平恒力厂的作用下由静止开始运动，则在金属棒运动后回路中产生

感应电流，从而使金属棒MN受到与运动方向相反的安培力，根据牛顿顶耳定律有

产一七="心o

而

BLv

F安=BIL,

~R~

则有

R

随着金属棒MN速度的增大，安培力增大，因此加速度减小，当

加速度为零，速度达到最大L，可得

R

解得