【02-暑假预习】第03讲 电磁感应现象及应用 (学生版) -2025年新高二物理暑假衔接讲练 (人教版)

这是一份【02-暑假预习】第03讲 电磁感应现象及应用 (学生版) -2025年新高二物理暑假衔接讲练 (人教版)，共14页。试卷主要包含了划时代的发现的意义等内容，欢迎下载使用。
第一步：学
析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习
练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点 强知识：核心考点精准练
第二步：记
串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步：测
过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1：划时代的发现
1.1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小磁针偏转，说明电流产生磁场，这种作用称为电流的磁效应，即“电能生磁”。
2.1831年，19世纪伟大的物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁能生电”。
3.由磁得到电的现象叫作电磁感应现象。在电磁感应现象中产生的电流叫作感应电流。
4.划时代的发现的意义：为电和磁的统一创造了条件，推动人类进入电气化时代 。
知识点2：产生感应电流的条件
实验1：闭合电路的部分导体切割磁感线
在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，如图所示。
导体棒左右平动、前后平动、上下平动，观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中。
表1：
实验2：向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出
如图所示，把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，或从线圈中抽出，或静止地放在线圈中。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表2中。
表2：
实验3：模拟法拉第的实验
如图所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面。观察以下四项操作中线圈B中是否有电流产生。把观察到的现象记录在表3中。
表3：
结论
不论用什么方法，不论何种原因，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。
考点一：感应电流产生的判定
1．跳绳也可以“发电”。用一根带有绝缘皮的长铜导线做跳绳，将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动跳绳时，发现灵敏电流计的指针左右摆动。则（ ）
A．向任意方向摇绳一定都能产生电流
B．只能在赤道平面上产生电流
C．跳绳发电属于电磁感应
D．跳绳发电属于电流的磁效应
2．如图所示，ab是闭合电路的一部分，处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法正确的是（ ）
A．当ab垂直于纸面向外平动时，ab中有感应电流B．当ab垂直于纸面向里平动时，ab中有感应电流
C．当ab垂直于磁感线向右平动时，ab中有感应电流D．当ab垂直于磁感线向左平动时，ab中无感应电流
3．如图所示，竖直放置的长直导线通以竖直向上的恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面上，现使线框先向右移动，然后以长直导线为轴逆时针旋转。下列说法中正确的是（ ）
A．长直导线左侧区域的磁场垂直纸面向里
B．在题中叙述的两个过程中，线框内均会产生感应电流
C．只有在线框水平向右移动过程中，线框内才会产生感应电流
D．在以长直导线为轴逆时针旋转过程中，线框中的磁通量先减小后增大
4．某同学将电流计、线圈A、线圈B、蓄电池、滑动变阻器、开关用导线连接成如图所示的电路来研究“电磁感应”现象，其中小线圈A套在大线圈B中，两线圈之间彼此绝缘。可以观察到的现象是（ ）
A．闭合开关的瞬间，电流计的指针发生偏转
B．断开开关的瞬间，电流计的指针发生偏转
C．仅保持开关闭合，电流计的指针不发生偏转
D．保持开关闭合，移动滑动变阻器滑片的过程，电流计的指针不发生偏转
5．在如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电源构成闭合电路，三个闭合金属圆环半径大小为，假设线圈产生的磁场全部集中在铁芯内。下列说法正确的是（ ）

A．穿过环的磁通量大于环的磁通量
B．穿过、、三个环的磁通量依次增大
C．当滑动变阻器的滑片迅速向右滑动时，只有、两个环中有感应电流
D．当滑动变阻器的滑片迅速向右滑动时，、、三个环中都有感应电流
考点二：实验：探究感应电流产生的条件
1．学生进行动手实验探究，有助于思维发展、提升实践技能、增强综合素质。某老师在高二物理课上带领学生进行了电磁感应现象的实验研究，分别设计了如甲、乙、丙三个实验。
(1)图甲中，导体棒向左移动切割磁感线时，灵敏电流计的指针发生了偏转，若导体棒沿竖直方向上下移动，灵敏电流计的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。
(2)图乙中，下列能使灵敏电流计指针发生偏转的是___________。
A．条形磁铁在线圈上方附近左右移动
B．条形磁铁向下插入线圈
C．条形磁铁置于线圈中不动
D．条形磁铁不动，线圈在条形磁铁的正下方上下运动
(3)图丙中，小车静止在光滑水平地面上，小车上固定有一个线圈，线圈与反向并联的发光二极管（具有单向导电性，通有正向电流时会发光）相连，当磁铁迅速靠近线圈时，小车会被排斥远离磁铁，此过程原磁场方向与感应电流产生的磁场方向相反；当磁铁迅速远离线圈时，小车会被吸引追随磁铁运动，此过程二极管 （填“A”或“B”）亮。
2．某同学利用如图所示的器材来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向，其中为原线圈（图中已标示外侧导线电流方向），为副线圈和灵敏电流计G（电流由正接线柱流入时指针向正接线柱一侧偏转）。
（1）将实验仪器连成完整的实验电路；
（2）若连接好实验电路并检查无误后，该同学闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏了一下，说明线圈 中有了感应电流。那么开关闭合后，将线圈插入稳定后再迅速拔出瞬间，电流计指针将 ；
（3）根据（2）中实验现象，在上图中画出线圈L2的绕制方法（要求画出导线的绕向） 。
3．小明想用楞次定律判断线圈中导线的缠绕方向。器材有：一个绕向未知的线圈，一块条形磁铁，一只多用电表，导线若干。
(1)在测量前，首先进行的操作应是机械调零，需要调节部件 （填“a”“b”或“c”），使多用电表的指针指在表盘最 （填“左”或“右”）端的零刻度线位置；
(2)然后，小明将多用电表调节到10mA的挡位，并将多用电表和线圈按图甲连接。条形磁铁插入线圈中的某一瞬间，拍下多用电表指针如图丙所示，此时读数为 mA；
(3)为了使条形磁铁N极向下插入线圈时，多用电表正常工作（指针向右偏转），导线的缠绕方向应和图乙中的 （填“A”或“B”）相同。
4．晓宇为了探究影响感应电流方向的因素，设计了如图甲、乙所示的实验，并进行了如下的操作。
(1)图甲中，条形磁铁的N极插入线圈，电流从电流计的正极流入，电流计的指针向左偏转，能使电流计的指针向左发生偏转的是_______。
A．条形磁铁的S极插入线圈B．条形磁铁的N极拔出线圈
C．条形磁铁N极向下，向右平移D．条形磁铁S极向下，向右平移
(2)图乙中，闭合开关瞬间，电流计的指针向右发生偏转，保持电键闭合，线圈A拔出瞬间，电流计的指针 （填“向左”、“不”或“向右”）偏转；滑动变阻器的滑片快速向左滑动的过程中，电流计的指针 （填“向左”、“不”或“向右”）偏转；
(3)完成实验后，下列操作正确的是______。
A．先拆除线圈A所在的电路B．先拆除线圈B所在的电路
5．在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，请回答下列问题。
(1)为弄清灵敏电流表指针摆动方向与电流方向的关系，某同学想用多用电表的某一挡位来进行探究，他应选用多用电表的 挡（选填“欧姆”、“直流电流”、“直流电压”、“交流电流”或“交流电压”），对灵敏电流表进行测试。该同学先将多用电表的红表笔接灵敏电流表的正接线柱，再将黑表笔 （选填“短暂”或“持续”）接灵敏电流表的负接线柱，此时发现灵敏电流表的指针向左摆动。
(2)实验中，该同学将磁铁向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，说明磁铁的下端为 极（选填“S”或“N”）。
(3)另一位同学利用图乙所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。
①在给出的实物图中，已用实线作为导线连接了部分实验电路，请从图乙中1、2箭头开始用实线作为导线完善其余电路的连接；
②将插入后，下列实验操作产生的感应电流与合上开关时产生的感应电流方向相同的是 。
A．闭合开关，稳定后断开开关 B．闭合开关，稳定后拔出线圈
C．闭合开关，稳定后拔出软铁棒 D．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P左移
知识导图记忆
知识目标复核
1.知道电磁感应现象。
2.探究分析和总结感应电流产生的条件，并能够分析有关问题。
1．如图所示，边界MN右侧存在匀强磁场，现使边长为L的正方形闭合金属线框由边界左侧以速度v匀速运动到图中虚线位置，此过程线框中产生感应电流的时间为（ ）
A．B．C．D．
2．如图所示导电圆环P中通有逆时针方向的恒定电流，圆心位于平面直角坐标系坐标原点O，金属圆环Q圆心在x轴正半轴上，开始时两圆环均在平面内。穿过圆环Q的磁通量为，下列说法正确的是（ ）
A．若P沿x轴负方向移动，一直减小
B．若P沿y轴负方向移动，一直不变
C．若P沿x轴正方向移动到圆心与圆环Q圆心重合，一直增加
D．若P以x轴为转动轴，旋转90°角的过程中，圆环Q中无感应电流
3．如图所示为两闭合线圈A、B，其半径分别为2m、1m，垂直纸面向里、磁感应强度大小为1T的匀强磁场只分布在B线圈内，以下说法正确的是（ ）
A．A中磁通量大小为
B．B中磁通量大小为
C．若磁场随时间均匀增强，A中有感应电流
D．若磁场随时间均匀减弱，B中无感应电流
4．以下关于电磁感应现象的几个场景说法正确的是（ ）
A．图甲中，线框以直导线为轴旋转，会产生感应电流
B．图乙中，线圈中的磁通量大于线圈中的磁通量
C．图丙中，线圈绕垂直于磁场的转动轴转动时会产生感应电流
D．图丁中，线圈垂直于匀强磁场方向向右运动，线圈右边未离开磁场前，线圈会产生感应电流
5．在长直的塑料管的末端有铜制匝线圈，用电流传感器连接线圈并连接好计算机。当强磁体从图中位置静止释放，则下列说法正确的是（ ）
A．强磁铁下落的整个过程中始终不会出现感应电流
B．强磁铁从处进入会产生感应电流
C．强磁铁从处离开不会产生感应电流
D．强磁铁下落离开塑料管的过程中，机械能守恒
6．如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，闭合线圈a、b、c、d中感应电流的情况是（ ）
A．线圈a中有感应电流B．线圈b中有感应电流
C．线圈c中无感应电流D．线圈d中有感应电流
7．如图所示，水平虚线上方存在垂直纸面向里的磁场，沿水平方向的磁感应强度恒定，沿竖直向上的方向磁感应强度大小逐渐减弱，矩形导线框ABCD垂直磁场方向放置。下列说法正确的是（ ）
A．导线框向上平移的过程中，导线框中不能产生感应电流
B．使线框绕AB轴转动的过程中，导线框中能产生感应电流
C．导线框向右平移的过程中，导线框中能产生感应电流
D．使导线框绕过C点垂直纸面的轴在纸面内转动的过程中，导线框中不能产生感应电流
8．空间存在一无限大匀强磁场，一正方形闭合导线框在磁场中以不同的形式运动，下列四种情况中，导线框中可以产生感应电流的是（ ）
A．图甲中，匀强磁场垂直于纸面，导线框在纸面内水平向右加速运动
B．图乙中，匀强磁场垂直于纸面，导线框在纸面内绕顶点O逆时针匀速转动
C．图丙中，匀强磁场垂直于纸面，导线框绕轴匀速转动
D．图丁中，匀强磁场水平向右，导线框绕轴匀速转动
9．如图所示，面积为S、匝数为N的闭合线圈水平放置，与匀强磁场B的夹角（磁场方向与边在纸面内）。现将线圈以边为轴顺时针转动，则下列说法正确的是（ ）
A．该过程线圈的磁通量变化量为零
B．该过程线圈的磁通量变化量大小为
C．该过程线圈的磁通量变化量大小为
D．该过程线圈中没有感应电流产生
10．如图甲所示，列车车头底部安装强磁铁，线圈及电流测量仪埋设在轨道地面（测量仪未画出），、为接测量仪器的端口，磁铁的匀强磁场垂直地面向下、宽度与线圈宽度相同，俯视图如图乙。当列车经过线圈的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．线圈的磁通量一直增加B．线圈没有感应电流
C．线圈的磁通量先增大后减小D．线圈的磁通量先减小后增大
11．如图所示，正方形金属线圈abcd与通电长直导线位于同一纸面内，ad与导线平行，虚线为平行于ad的轴线。下列判断正确的是（ ）
A．若线圈在纸面内远离导线，不能产生感应电流
B．若线圈在纸面内沿轴线向右运动，能产生感应电流
C．若线圈绕着虚线匀速转动，能产生感应电流
D．若线圈垂直纸面向外运动，不能产生感应电流
12．如图，一根通电导线AB竖直放置，它周围的磁场强度大小为，I为通电导线的电流，r为某点到通电导线的距离，在竖直平面内还有一矩形金属线圈，当线圈在做下述运动的过程中，从图示开始的一小段时间内，关于线圈中的电流，下列说法错误的是（ ）
A．线圈绕转动，线圈有电流
B．线圈绕转动，线圈有电流
C．线圈沿方向运动，线圈有电流
D．线圈绕导线AB转动，线圈有电流
13．磁场的高斯定理指出通过磁场中任一闭合曲面的总磁通量恒等于零。如图所示为一金属球壳的俯视图，CD过球心O，AB不过球心，在球心O的右侧放置一小磁针，以磁感线穿入球壳的方向为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A．C、D两点处的磁感应强度方向相反
B．若小磁针沿CD运动，球壳上有感应电流产生
C．球壳上单位面积的磁通量大小处处相等
D．AB左右两侧球壳上的磁通量大小相等
14．如图是法拉第探究“磁生电”的实验，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，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。下列说法正确的是（ ）
A．A线圈接通电流瞬间，小磁针偏转一下，随即复原
B．保持开关闭合，小磁针始终发生偏转
C．开关断开瞬间，小磁针不会发生偏转
D．A、B线圈没有直接连接，无论如何操作小磁针都不会发生偏转
15．某处地下有水平埋设的长直导线，现用如图所示的闭合线圈和电流传感器探测导线的位置及其走向。探测时线圈保持水平，探测过程及电流情况如表所示：
下列判断正确的是（ ）
A．导线东西走向，但不能确定其具体位置
B．导线东西走向，且可以确定其在初始时线圈中心点O的正下方
C．导线南北走向，且可以确定其在初始时线圈中心点O的正下方
D．导线南北走向，且电流恒定不变
导体棒的运动
表针的摆动方向
导体棒的运动
表针的
摆动方向
向右平动
向左摆动
向后平动
不摆动
向左平动
向右摆动
向上平动
不摆动
向前平动
不摆动
向下平动
不摆动
结论：只有左右平动时，导体棒切割磁感线，才有电流产生；前后平动、上下平动，导体棒都不切割磁感线，没有电流产生
磁铁的运动
表针的摆动方向
磁铁的运动
表针的摆动方向
N极插入线圈
向右摆动
S极插入线圈
摆动
N极停在线圈中
不摆动
S极停在线圈中
不摆动
N极从线圈中抽出
向左摆动
S极从线圈中抽出
摆动
结论：只有磁铁相对线圈运动时，才有电流产生；磁铁相对线圈静止时，没有电流产生
操作
现象
开关闭合瞬间
有电流产生
开关断开瞬间
有电流产生
开关闭合时，滑动变阻器的滑片不动
无电流产生
开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片
有电流产生
结论：只有当线圈A中电流变化时，线圈B中才有电流产生
教材习题01
下列说法符合物理学史的是（ ）
A．法拉第发现了电流的磁效应
B．库仑通过扭秤实验测出了电子的电荷量
C．伽利略发现力不是维持物体运动的原因
D．牛顿发现了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量G的值
解题方法
A．电流的磁效应由奥斯特发现，法拉第的主要贡献是电磁感应现象，故A错误；
B．库仑通过扭秤实验得出了库仑定律（电荷间作用力的规律），而电子的电荷量由密立根通过油滴实验测得，故B错误；
C．伽利略通过理想实验指出，力不是维持物体运动的原因，而是改变运动状态的原因，这为牛顿第一定律奠定了基础，故C正确；
D．牛顿提出了万有引力定律，但引力常量G的值是由卡文迪许通过扭秤实验首次测出，故D错误。故选C。
【答案】C
教材习题02
下列操作中能使灵敏电流计的指针发生偏转的是（ ）
A．导体棒保持静止 B．导体棒竖直向下运动
C．导体棒向左运动 D．导体棒竖直向上运动
解题方法
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。导体棒静止和在竖直方向运动时均不切割磁感线，电路中不会产生感应电流；导体棒左右运动时会切割磁感线，电路中会产生感应电流，电路中灵敏电流计的指针会发生偏转；故选C。
【答案】C
教材习题03
线圈与电流表相连，把磁铁的某一个磁极向线圈中插入或从线圈中抽出时，电流表的指针发生了偏转。实验中观察到，当把磁铁N极向线圈中插入时，电流表指针向右偏转。下列操作中，同样可使电流表指针向右偏转的是（ ）
A．保持磁铁N极处在线圈中静止
B．把磁铁的N极从线圈中抽出
C．把磁铁的S极从线圈中抽出
D．把磁铁的S极向线圈中插入
解题方法
根据题意可知，当穿过线圈的原磁场向下，且磁通量变大时，电流表指针向右偏转
A．保持磁铁N极处在线圈中静止，穿过线圈的磁通量不变，不产生感应电流，电流表指针不偏转，故A错误；
B．把磁铁的N极从线圈中抽出，穿过线圈的原磁场向下，磁通量减小，电流表指针向左偏转，故B错误；
C．把磁铁的S极从线圈中抽出，穿过线圈的原磁场向上，磁通量减小，电流表指针向右偏转，故C正确；
D．把磁铁的S极向线圈中插入，穿过线圈的原磁场向上，磁通量变大，电流表指针向左偏转，故D错误。故选C。
【答案】C
线圈移动情况
初始时静止放置
南北方向移动
南北方向移动后静止
东西方向移动
东西方向移动后静止
电流情况
无电流
无电流
无电流
有电流
有电流