13.2探究电磁感应现象（解析版）--2024高考一轮复习100考点100讲—高中物理

这是一份13.2探究电磁感应现象（解析版）--2024高考一轮复习100考点100讲—高中物理，共15页。试卷主要包含了2讲 探究电磁感应现象，实验结果分析及结论得出等内容，欢迎下载使用。

第13.2讲 探究电磁感应现象
【知识点精讲】
[考纲解读]
(1)会设计实验记录表，并记录实验现象。
(2)能够按照“电流可变”的要求设计电路，并会选择合适的电源电压。
(3)知道滑动变阻器滑片移动方向与电流变化的关系。
(4)能够对实验步骤进行设计，使电流变化的方式相对完整。
(5)能够根据实验记录的数据，总结实验规律。
(6)通过探究，初步了解决定感应电流方向的因素。
一、探究电磁感应的产生条件
1．“磁铁运动式”的实验器材及连接如图所示：
2．条形磁铁不同运动方式中的磁通量变化情况：插入磁铁时磁通量增加，拔出磁铁时磁通量减少。
3．感应电流有无与条形磁铁运动的关系：无论磁铁插入还是拔出，都有感应电流。
4．“电流变化式”的实验器材及连接如图所示：
5．电源电压的选择：直流电压。更多课件 教案 视频 等优质滋源请 家 威杏 MXSJ663 6．电流变化与磁通量变化的关系：磁通量增加时有感应电流，磁通量减少时也有感应电流。
7．记录实验现象：
(1)“磁铁运动式”现象记录表
(2)“电流变化式”现象记录表
8.实验结果分析及结论得出：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。
二、探究感应电流方向的规律
1．实验探究
(1)选旧干电池用试触的方法明确电流方向与电流表指针偏转方向之间的关系。
(2)实验装置
将螺线管与电流计组成闭合电路，如图所示。
(3)实验记录
分别将条形磁铁的N极、S极插入、抽出线圈，如图所示，记录感应电流的方向如下。
(4)实验分析
①线圈内磁通量增加时的情况
②线圈内磁通量减少时的情况
(5)归纳结论
当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加；当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁通量的减少。
2．楞次定律
感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
【最新高考题精练】
1．（2017年4月浙江选考）如图所示的装置做“探究感应电流方向的规律”实验，磁体从靠近线圈的上方静止下落。当磁体运动到如图所示的位置时，流过线圈的感应电流方向从___________（填“a到b”或“b到a”）。在磁体穿过整个线圈的过程重，传感器显示的电流i随时间t的图象应该时__________。
【参考答案】 (2)b到a A
【考点】本题主要考察 “探究感应电流方向的规律’实验.
【名师解析】 (2)根据题目可知.当磁体下落时.穿过线圈的磁场方向向上增加.由楞次定律可知感应电流的磁场应向下.则由安培定则，可知电流方从b到a‘;当磁体穿过线圈下落的过程中.穿过线圈磁通量向上.故先增加后减小，限据楞次定律.感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化.故感应电流的磁场先向下后向上，故感应电流的方向先从b到a，后从a到b。
2.（2013高考上海物理第26题）(3分)演示地磁场存在的实验装置(由环形线圈，微电流传感器，DIS等组成)如图所示。首先将线圈竖直放置，以竖直方向为轴转动，屏幕上的电流指针＿＿＿＿(填：“有”或“无”)偏转；然后仍将线圈竖直放置，使其平面与东西向平行，并从东向西移动，电流指针＿＿＿＿(填：“有”或“无”)偏转；最后将线圈水平放置，使其从东向西移动，电流指针＿＿＿＿(填：“有”或“无”)偏转。
【参考答案】：有 无 无
【名师解析】：首先将线圈竖直放置，以竖直方向为轴转动，线圈中磁通量变化，屏幕上的电流指针有偏转。然后仍将线圈竖直放置，使其平面与东西向平行，并从东向西移动，线圈中磁通量不变化，电流指针无偏转。最后将线圈水平放置，使其从东向西移动，线圈中磁通量不变化，电流指针无偏转。
3.（2012·上海物理）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。己知线圈由a端开始绕至b端：当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。
（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为____________（填：“顺时针”或“逆时针”）。
（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为____________（填：“顺时针”或“逆时针”）。
【参考答案】：（1）顺时针（2）逆时针
【名师解析】：（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，说明L中电流从b到a。根据楞次定律，L中应该产生竖直向上的磁场。由安培定则可知，俯视线圈，电流为逆时针方向，线圈其绕向为顺时针。
（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，说明L中电流从a到b。根据楞次定律，L中应该产生竖直向上的磁场。由安培定则可知，俯视线圈，电流为逆时针方向，俯视线圈，其绕向为逆时针。
【考点定位】此题考查电磁感应、楞次定律、安培定则及其相关知识。
4．(5 分)（2011上海高考）在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验(见图(a))中，得到图线如图(b)所示。
(1)(多选题)在实验中需保持不变的是
(A)挡光片的宽度 (B)小车的释放位置
(C)导轨倾斜的角度 (D)光电门的位置
(2)线圈匝数增加一倍后重做该实验，在图(b)中画出实验图线。
【参考答案】
(1) A，D (3分)
(2)见图 (2分)
【名师解析】在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中，需要保持不变的是挡光片的宽度、光电门的位置。线圈匝数增加一倍后重做该实验，线圈中产生的感应电动势增大，图像在原来图像上方，且斜率增大。
【最新模拟题精练】
1．（2023湖北孝感高二期末）（9分）图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）将图中所缺的导线补接完整。
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将原线圈A迅速插入副线圈B时，灵敏电流计的指针将______。
②原线圈A插入副线圈B后，将滑动变阻器的阻值调小时，灵敏电流计的指针______（均填“向左偏”或“向右偏”）。
（3）如果副线圈B两端不接任何元件，则副线圈电路______。
A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．不能用楞次定律判断感应电动势的方向
C．可以用楞次定律判断感应电动势的方向
D．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
【参考答案】．（1）电路如图（3分）
（2）①向右偏（2分） ②向右偏（2分）
（3）CD（2分）（选对一个得一分，有选错的不得分）
【名师解析】（1）将副线圈与电流表连接成闭合电路，原线圈与开关、电池、滑动变阻器连接成闭合回路。
（2）①开关闭合时，灵敏电流计的指针向右偏，表明在磁场方向不变的情况下，增大磁通量。因为灵敏电流计的指针向右偏，所以将原线圈迅速插入副线圈时，磁通量增大，灵敏电流计的指针将向右偏。②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调小时，螺线管中电流增大，磁场增强，磁通量增加，灵敏电流计的指针将向右偏。
（3）在副线圈中磁通量发生变化时，即使副线圈不闭合，副线圈中也有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势，同样可以利用楞次定律判断感应电动势的方向，选项C、D均正确。
2. （2023吉林长春重点高中质检） 胡丽同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲所示。
（1）为了探究电磁感应规律，胡同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是______（填“向上拔出”或“向下插入” QUOTE ) ）。
（2）胡丽同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路，要想使电流计指针发生偏转，下列四种操作中可行的是___________
A.闭合开关，螺线管A和螺线管B相对静止向上运动
B.闭合开关，螺线管B不动，螺线管A插入或拔出螺线管B
C.闭合开关，螺线管A、B不动，移动滑动变阻器的滑片
D.螺线管A、B和滑动变阻器的滑片不动，闭合或断开开关
【参考答案】（1）向下插入；（2）BCD。
【名师解析】
（1）要使灵敏电流计的指针向左偏转，可知线圈中感应电流的方向是顺时针的，由安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，条形磁铁磁场方向向上，根据楞次定律可知，磁通量增加，条形磁铁向下插入；
（2）要使灵敏电流计的指针发生偏转，线圈的磁通量必须发生改变．
螺线管A QUOTE A 和螺线管B相对静止向上运动，并没有使得线圈B磁通量发生改变，故A错误；
.螺线管A插入或拔出螺线管B，B线圈中的磁场发生改变，故其磁通量发生变化，故B正确；
移动滑动变阻器的滑片，A线圈电流变化，则在B线圈的磁场也变化，进而磁通量改变，故C正确；
D. 螺线管A、B和滑动变阻器的滑片不动，闭合或断开开关，使得A线圈电流发生变化，则在B线圈的磁场也变化，进而磁通量改变，故D正确。
3. （2023广东湛江7中质检）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：

（1）将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将向______（“左”或“右”）偏转。
（2）原线圈插入副线圈后，闭合开关，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将向_______（“左”或“右”）偏转。
（3）原线圈插入副线圈后，闭合开关，将滑动变阻器触头从最左端拉到最右端，第一次快拉，第二次较慢拉，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是______。
【参考答案】 ①. 右 ②. 右 ③. 大于
【名师解析】
（1）[1]闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,说明线圈B中磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针右偏，现将原线圈迅速插入副线圈时，线圈B中磁通量增加，故产生的感应电流也使灵敏电流计的指针右偏；
（2）[2]同理可知，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，线圈B中磁通量增加，灵敏电流计指针将向右；
（3）[3]由法拉第电磁感应定律可知
滑动变阻器触头从最左端拉到最右端滑动的越快，线圈A中的电流变化越快，线圈B中的磁通量变化越快，产生的感应电动势越大，故两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是。
4．（12分）（2023北京海淀北京医学院附中模拟）某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。
(1)首先按图甲(1)所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图甲(2)所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是（______）
A．检查电流计测量电路的电流是否准确
B．检查干电池是否为新电池
C．推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系。
(2)接下来用图乙所示的装置做实验，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。
(3)下表是该小组的同学设计的记录表格的一部分，表中完成了实验现象的记录，还有一项需要推断的实验结果未完成，请帮助该小组的同学完成_______________（选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”）。
实验记录表（部分）
(4)该小组同学通过实验探究，对楞次定律有了比较深刻的认识。结合以上实验，有同学认为，理解楞次定律，关键在于抓住__________（选填“B0”或“”）总是要阻碍________填“B0”或“B'”）磁通量的变化。
【参考答案】（1）、C （2） 顺时针 （3）垂直纸面向外 （4） B′ B0
【名师解析】
(1)[1]由题意可知，电流从电流计左边进时，指针左偏，右边进时，指针右偏，本实验目的是探究感应电流的方向，则进行上述实验的目的是推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系，故选C；
(2)[2]电流计指针向右偏转，说明电流从电流计的右边（正接线柱）流入，则说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿顺时针方向；
(3)[3]由题意可知，感应电流的方向为逆时针，由右手螺旋定则可知，感应电流的磁场方向垂直纸面向外；
(4)[4]由题意可知，理解楞次定律，关键在于抓住总是要阻碍磁通量的变化
5. （2023江西部分重点高中联考）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”。
图1图2
（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
【参考答案】A（2分） 右偏（1分） 右偏（1分） A（2分）
【名师解析】（1）A.将条形磁铁放在线圈中不动，线圈内磁通量不变，没有感应电流产生，电流表的指针不会发生偏转，故A符合题意；
B.将条形磁铁插入线圈，线圈内磁通量增加，有感应电流产生，电流表的指针会发生偏转，故B不符合题意；
C.将条形磁铁从线圈中拔出，线圈内磁通量减少，有感应电流产生，电流表的指针会发生偏转，故C不符合题意；
D.将条形磁铁从图示位置向左移动，线圈内磁感应强度变小，磁通量减小，有感应电流产生，电流表的指针会发生偏转，故D不符合题意。故选A。
（2）闭合开关时灵敏电流计的指针左偏，即线圈内磁通量增加时，灵敏电流计的指针左偏。滑动变阻器的滑片P向左移动时，接入的有效电阻变大，回路中电流变小，线圈内的磁场变弱，磁通量减少，所以灵敏电流计的指针右偏；将线圈A拔出时，线圈内磁通量减小，灵敏电流计的指针右偏
（3）A.若开关和灵敏电流计构成回路，则开关闭合、断开时，不会引起线圈B的磁通量变化，电流计指针不会偏转，A正确；
B.电流表的正负极接错，只是偏转方向变化，B错误；
C.线圈B的接头接反，开关闭合、断开时，线圈B的磁通量会发生变化，指针会偏转，C错误；
D.蓄电池的正负极接反，电流计指针偏转方向变化，D错误。
6．（7分）（2023河南名校联考）如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置，连好电路后，闭合开关时，灵敏电流计的指针向左偏了一下．
（1）合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将______偏转；（填“向左”“向右”或“不”）
（2）连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向右偏转，可采取的操作是：______；
A．拔出A线圈B．插入铁芯C．变阻器的滑片向左滑动D．断开电键S瞬间
（3）如图1所示，G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏．今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图2中的条形磁铁的运动方向是向______（填“上”、“下”）；图3中的条形磁铁上端为______极（填“N”、“S”）．
【参考答案】（1）向左（1分） （2）AD（2分） （3）下（2分） N（2分）
【名师解析】依据题意，磁通量增加时，灵敏电流计指针向左偏转．
（1）合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中时，B线圈中的磁通量增加，所以电流计指针将向左偏转；
（2）若要使灵敏电流计的指针向右偏转，根据楞次定律知，磁通量应该减小．
A．拔出A线圈，B线圈中的磁通量减小．选项A正确；
B．插入铁芯时，B线圈中的磁通量增加．选项B错误；
C．变阻器的滑片向左滑动，电流变大，B线圈中的磁通量增加．选项C错误；
D．断开电键S瞬间，电流变小，B线圈中的磁通量减小．选项D正确．
（3）图2中指针向左偏，可知感应电流的方向是顺时针（俯视线圈），感应电流的磁场方向向下，条形磁铁的磁场方向向上，由楞次定律可知，磁通量增加，条形磁铁应该向下运动；图3中指针向右偏，可知感应电流的方向是逆时针（俯视线圈），感应电流的磁场方向向上，条形磁铁向上运动，即磁通量减小，由楞次定律可知，条形磁铁的磁场方向应该向上，所以条形磁铁上端为N极，下端为S极．
7 （2023湖北部分名校联考）某同学在“研究电磁感应现象”的实验中，如图所示，首先按图甲接线，用来查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系，然后再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ab连成闭合回路。在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则：
（1）在图乙中，磁体N极插入线圈A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（选填“向左”、“向右”或“不发生”）；
（2）在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将___________偏转；导体棒ab向上移动过程中，电流表的指针将___________偏转（选填“向左”、“向右”或“不发生”）。
【参考答案】 ①. 向左 ②. 不发生 ③. 向右 ④. 不发生
【名师解析】
（1）[1]当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，说明电流从负接线柱流入时，电流表指针向左偏。磁体N极插入线圈A过程中，线圈A中磁通量向下增大，根据楞次定律可知感应电流将从电流表负接线柱流入，则此时电流表的指针将向左偏转。
[2]磁体放在A中不动时，A中磁通量不变，不产生感应电流，所以电流表的指针不发生偏转。
（2）[3]在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，根据右手定则可知感应电流从电流表正接线柱流入，则此时电流表的指针将向右偏转。
[4]导体棒ab向上移动过程中，不切割磁感线，感应电流为零，电流表的指针将不发生偏转。
8.．（2023山东滕州质检）胡丽同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲所示。
（1）为了探究电磁感应规律，胡同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是______（填“向上拔出”或“向下插入”）。
（2）胡丽同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。此时电路已经连接好，A线圈已插入B线圈中，她合上开关后，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，可采取的操作是______。
A．在A线圈中插入铁芯 B．拔出A线圈
C．变阻器的滑片向右滑动 D．变阻器的滑片向左滑动
（3）通过本实验可以得出：感应电流产生的磁场，总是____ __。
【参考答案】． （1） 向下插入 （2） BC##CB （3） 阻碍引起感应电流的磁通量的变化
【名师解析】（1）[1]要使灵敏电流计的指针向左偏转，可知线圈中感应电流的方向时顺时针的，由安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，条形磁铁磁场方向向上，根据楞次定律可知，磁通量增加，条形磁铁向下插入。
（2）[2]A．要使灵敏电流计的指针向左偏转，根据楞次定律可知，磁通量减小，插入铁芯，B线圈磁通量增加，故A错误；
B．拔出线圈A时，B线圈中的磁通量减小，B正确；
CD．滑动变阻器滑片向右滑动，电流减小，B线圈磁通量减小，故C正确，D错误。
故选BC。
（3）[3]通过本实验可以得出：感应电流产生的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
9. （2023湖北武汉部分重点高中高二联考） 如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）将图中所缺的导线补接完整（要求滑动变阻器滑片向右移时，电阻减小）。（ ）
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将A线圈迅速插入B绕圈时，灵敏电流计指针将___________。（填“向右偏一下”，“向左偏一下”，“不动”）
②A线圈插入B线圈稳定后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将___________。（填“向右偏一下”，“向左偏一下”，“不动”）
（3）在做“研究电磁感应现象”实验时，如果B线圈两端不接任何元件，则B线圈电路中将（ ）
A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C．不能用楞次定律判断感应电动势方向
D．可以用楞次定律判断感应电动势方向
【参考答案】 （1）
（2）①. 向右偏转一下 ②. 向左偏转一下 （3） . BD
【名师解析】
(1)[1]如图所示。
(2)①[2]依据楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，则向右偏转一下。
②[3]依据楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，向左偏转一下。
(3)[4]穿过电路中的磁通量发生变化，即产生电磁感应现象；因电路不闭合，无感应电流，但有感应电动势，且可以用楞次定律判断出感应电动势的方向，要产生感应电流，电路必须闭合，故BD正确，AC错误。磁铁的动作
有无感应电流
磁铁的动作
有无感应电流
N极插入线圈
有
S极插入线圈
有
N极停在线圈中
无
S极停在线圈中
无
N极从线圈中抽出
有
S极从线圈中抽出
有
开关和滑动变阻器的状态
有无感应电流
开关闭合瞬间
有
开关断开瞬间
有
开关闭合时，滑动变阻器不动
无
开关闭合时，滑动变阻器滑动
有
图号
磁场
方向
感应电流的
方向(俯视)
感应电流的
磁场方向
归纳总结
甲
向下
逆时针
向上
感应电流的磁场阻碍磁通量的增加
乙
向上
顺时针
向下
图号
磁场
方向
感应电流的
方向(俯视)
感应电流的
磁场方向
归纳总结
丙
向下
顺时针
向下
感应电流的磁场阻碍磁通量的减少
丁
向上
逆时针
向上
操作
N极朝下插入螺线管
从上往下看的平面图（B0表示原磁场，即磁铁产生的磁场）
原磁场通过螺线管磁通量的增减
增加
感应电流的方向
沿逆时针方向
感应电流的磁场B'的方向