2025年高二物理同步培優(yōu)講練（人教版選擇性必修第二冊(cè)）2.2法拉第電磁感應(yīng)定律（解析版）

2.2法拉第電磁感應(yīng)定律

課程標(biāo)準(zhǔn)物理素養(yǎng)

1.理解并掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，能

夠運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律定量計(jì)算物理觀念：從感應(yīng)電流的角度來(lái)認(rèn)識(shí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小.科學(xué)思維：通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的探究總結(jié)歸納出物理規(guī)律。

2.能夠運(yùn)用E＝Blv或E＝Blvsinθ計(jì)算科學(xué)探究：其次，通過(guò)定性實(shí)驗(yàn)對(duì)問(wèn)題進(jìn)一步深入探究，意在培

養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。用法拉第電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)出導(dǎo)體切割

導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).

磁感線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式。

3.了解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的概念，知道導(dǎo)線切

割磁感線通過(guò)克服安培力做功把其他科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，讓學(xué)生從

形式的能轉(zhuǎn)化為電能．能量守恒的角度理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，形成學(xué)生的能量觀。

（一）課前研讀課本，梳理基礎(chǔ)知識(shí)：

一、電磁感應(yīng)定律

1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫作感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源．

2．法拉第電磁感應(yīng)定律

(1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比．

ΔΦ

(2)公式：E＝n，其中n為線圈的匝數(shù)．

Δt

(3)在國(guó)際單位制中，磁通量的單位是韋伯(Wb)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的單位是伏(V)．

二、導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

1．導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，B、l、v兩兩垂直時(shí)，如圖甲所示，E＝Blv.

甲乙

2．導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，但與磁感線方向夾角為θ時(shí)，如圖乙所示，E＝Blvsinθ.

3．導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)體棒所受安培力的方向與導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)方向相反，導(dǎo)體棒克服安培力

做功，把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．

【題型一】法拉第電磁感應(yīng)定律

ΔΦ

1．磁通量Φ、磁通量的變化量ΔΦ及磁通量的變化率的比較

Δt

ΔΦ

磁通量Φ磁通量的變化量ΔΦ磁通量的變化率

Δt

某時(shí)刻穿過(guò)磁場(chǎng)

物理在某一過(guò)程中，穿過(guò)某個(gè)面穿過(guò)某個(gè)面的磁通量變化

中某個(gè)面的磁感

意義的磁通量的變化量的快慢

線條數(shù)

|Φ2－Φ1|

當(dāng)B、S

－Δt

互相垂Φ2Φ1

＝ΔS

Φ＝BSΔΦB·ΔSΔΦ＝B·

直時(shí)的ΔtΔt

S·ΔB

ΔB

大小·S

Δt

若穿過(guò)的平面中

有方向相反的磁開(kāi)始和轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)平面都與

在－圖像中，可用圖線

場(chǎng)，則不能直接磁場(chǎng)垂直，但穿過(guò)平面的磁Φt

注意ΔΦ

用Φ＝BS.Φ為抵通量是不同的，一正一負(fù)，的斜率表示

Δt

消以后所剩余的ΔΦ＝2BS，而不是零

磁通量

ΔΦ

2.公式E＝n的理解

Δt

ΔΦ

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E由磁通量變化的快慢，即磁通量的變化率決定，與磁通量Φ、磁通量的變化量ΔΦ無(wú)

Δt

關(guān)．

【典型例題1】如圖甲所示，橫截面積S50cm2，匝數(shù)n100匝，電阻r5的線圈，沿線圈軸向有勻強(qiáng)

磁場(chǎng)，設(shè)圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎颍鸥袘?yīng)強(qiáng)度隨圖乙規(guī)律變化，則0~2.0s內(nèi)（??）

A．磁通量的變化量為0.004WbB．磁通量的變化率為0.2Wb/s

C．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的電勢(shì)低0.2VD．在a、b間接一個(gè)理想電流表時(shí)，電示數(shù)為0.4A

【答案】A

【解析】A．在0~2.0s內(nèi)磁通量的變化量為

BS(10.2)50104Wb4103Wb

故A正確；

B．在0~2.0s內(nèi)磁通量的變化率為

3

410

Wb/s=2103Wb/s

t2

故B錯(cuò)誤；

C．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有

En1002103V=0.2V

t

根據(jù)楞次定律可知，a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的電勢(shì)高，故C錯(cuò)誤；

D．在a、b間接一個(gè)理想電流表時(shí)，電流表的示數(shù)為

E

I0.04A

r

故D錯(cuò)誤。

故選A。

【典型例題2】穿過(guò)閉合回路的磁通量Φ-t圖像分別如圖①～④。關(guān)于回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正確的是（）

A．圖①中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變

B．圖②中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一直在變大

C．圖④中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變小后變大

D．圖③中回路在0~t1時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于在t1~t2時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

【答案】C

【解析】A．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律EN可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量的變化率成正比，Φ?t圖像

t

切線斜率絕對(duì)值等于磁通量的變化率，則有

k

t

圖①中磁通量Φ不變，則k0，所以不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故A錯(cuò)誤；

B．圖②中Φ?t圖像的斜率k不變，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，故B錯(cuò)誤；

C．圖④中Φ?t圖像斜率絕對(duì)值先變小后變大，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變小后變大，故C正確。

D．圖③中回路在0～t1時(shí)間內(nèi)的Φ?t圖像斜率大于在t1~t2時(shí)間內(nèi)的Φ?t圖像斜率，所以在0~t1時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生

的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于在t1~t2時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故D錯(cuò)誤。

故選C。

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】某小組設(shè)計(jì)了一種呼吸監(jiān)測(cè)方案：在人身上纏繞彈性金屬線圈，觀察人呼吸時(shí)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)

中的線圈面積變化產(chǎn)生的電壓，了解人的呼吸狀況。如圖所示，線圈P的匝數(shù)為N，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

為B，方向與線圈軸線的夾角為θ。若某次吸氣時(shí)，在t時(shí)間內(nèi)每匝線圈面積增加了S，下列說(shuō)法正確的是（）

A．磁通量增加了NBS

B．磁通量增加了NBScosθ

NBS

C．線圈P在該時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

t

NBScos

D．線圈P在該時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

t

【答案】D

【解析】AB．磁通量增加了BScosθ，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；

CD．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有

NBScos

EN

tt

選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】如圖是學(xué)生常用的飯卡內(nèi)部實(shí)物圖，其由線圈和芯片電路組成。當(dāng)飯卡處于感應(yīng)區(qū)域時(shí)，會(huì)

在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流來(lái)驅(qū)動(dòng)芯片工作。已知線圈面積為S，共n匝，回路總電阻為R。某次刷卡時(shí)，線圈

平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，且全部處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，在感應(yīng)時(shí)間t內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度由0增大到B，此過(guò)程

中（）

A．線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)

B．通過(guò)線圈平面的磁通量變化量為nBS

nBS

C．通過(guò)導(dǎo)線某截面的電荷量為

R

BS

D．線圈的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

t

【答案】C

【解析】A．在感應(yīng)時(shí)間t內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度由0增大到B，此過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律

推論增縮減擴(kuò)，可知線圈有收縮趨勢(shì)，故A錯(cuò)誤；

B．通過(guò)線圈的磁通量變化量大小為

ΔBSBS

故B錯(cuò)誤；

CD．線圈的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

nBS

En

tt

線圈的平均感應(yīng)電流為

EnBS

I

RRt

通過(guò)導(dǎo)線某截面的電荷量為

nBS

qIt

R

故C正確，D錯(cuò)誤。

故選C。

【題型二】導(dǎo)體棒切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

對(duì)公式的理解

(1)當(dāng)B、l、v三個(gè)量的方向互相垂直時(shí)，E＝Blv；當(dāng)有任意兩個(gè)量的方向互相平行時(shí)，導(dǎo)線將不切割磁感

線，E＝0.

(2)當(dāng)l垂直于B且l垂直于v，而v與B成θ角時(shí)，導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E＝Blvsinθ.

(3)若導(dǎo)線是彎折的，或l與v不垂直時(shí)，E＝Blv中的l應(yīng)為導(dǎo)線兩端點(diǎn)在與v垂直的方向上的投影長(zhǎng)度，

即有效切割長(zhǎng)度．

圖甲中的有效切割長(zhǎng)度為：l＝cdsinθ；

圖乙中的有效切割長(zhǎng)度為：l＝MN；

圖丙中的有效切割長(zhǎng)度為：沿v1的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，l＝2R；沿v2的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，l＝R.

【典型例題3】如圖所示，一單匝粗細(xì)均勻的正方形導(dǎo)體線框abcd和直角坐標(biāo)系xOy（x軸水平，y軸豎直）

均處于豎直平面內(nèi)，線框邊長(zhǎng)為L(zhǎng)。空間內(nèi)存在垂直于紙面向里的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度在x方向均勻分布，y

方向上滿足BB0kyk0。初始時(shí)，線框的a點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O重合，ab邊與x軸重合?，F(xiàn)給線框一個(gè)

沿著x軸正方向的速度v0，線框在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終處于xOy平面內(nèi)，其ab邊與x軸始終保持平行，空氣阻

力不計(jì)。則（）

A．下落過(guò)程中線框中有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流

B．開(kāi)始時(shí)線框中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為B0Lv0

C．開(kāi)始時(shí)線框中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為kL2

D．若線框匝數(shù)增大為n匝，則豎直方向最終速度不變

【答案】D

【解析】A．根據(jù)楞次定律，則下落過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量向里增加，則線框中有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，

故A錯(cuò)誤；

BC．開(kāi)始時(shí)線框中磁通量變化率為0，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為0，故BC錯(cuò)誤；

D．線框在磁場(chǎng)中斜向下運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，線框的兩豎直受安培力等大反向，則水平方向

受力為零做勻速直線運(yùn)動(dòng)；水平下邊受安培力豎直向上，水平上邊受安培力豎直向下，但因下邊受安培力

大于上邊，可知豎直方向上受向上的安培力，當(dāng)線框受到該安培力等于重力時(shí)，達(dá)到最終速度，若線框匝

數(shù)增大為n匝，線框的質(zhì)量變?yōu)閚mg，電阻變?yōu)閚R，則

nBLv

nmgnBL

nR

其中

BkL

解得

mgR

v

k2L4

故D正確。

故選D。

【典型例題4】?jī)蓷l平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直。邊長(zhǎng)為0.1m、總電阻為0.005Ω

的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場(chǎng)邊界平行，如圖甲所示。已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運(yùn)

動(dòng)，cd邊于t=0時(shí)刻進(jìn)入磁場(chǎng)。導(dǎo)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示（感應(yīng)電流的方向?yàn)轫?/p>

時(shí)針時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)取正）。下列說(shuō)法正確的是（）

A．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.5T

B．導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)速度的大小為1m/s

C．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里

D．在t=0.4s至t=0.6s這段時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.04N

【答案】D

【解析】AB．由電動(dòng)勢(shì)的圖可知線框在0.2s剛好完全進(jìn)入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)距離為線框長(zhǎng)度L，導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)的速

度為

L0.1

vm/s=0.5m/s

t0.2

根據(jù)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)公式和圖象知

E=BLv=0.01V

代入數(shù)據(jù)解得

B=0.2T

故AB錯(cuò)誤；

C．根據(jù)楞次定律可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外，C錯(cuò)誤；

D．在t=0.4s至t=0.6s這段時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流大小為

E0.01

IA=2A

R0.005

導(dǎo)線框所受的安培力大小為

F=BIL=0.2×2×0.1N=0.04N

故D正確。

故選D。

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3】如圖所示的情況中，金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不是Blv的是（）

A．B．

C．D．

【答案】C

【解析】A．該圖中導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度為l，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Blv，選項(xiàng)A不符合題意；

B．該圖中導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度為l，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Blv，選項(xiàng)B不符合題意；

C．該圖中導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度為lsinθ，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Blvsinθ，選項(xiàng)C符合題意；

D．該圖中導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度為l，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Blv，選項(xiàng)D不符合題意；

故選C。

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4】如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，讓導(dǎo)體PQ在U型導(dǎo)軌上以速度v=10m/s

向右勻速滑動(dòng)，兩導(dǎo)軌間距離l=0.8m，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和P、Q兩點(diǎn)電勢(shì)關(guān)系為（）

A．4V，P點(diǎn)電勢(shì)高B．0.4V，Q點(diǎn)電勢(shì)高

C．4V，Q點(diǎn)電勢(shì)高D．0.4V，P點(diǎn)電勢(shì)高

【答案】A

【解析】產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為

EBlv0.50.810V4V

根據(jù)右手定則可知流過(guò)導(dǎo)體PQ的電流方向由Q流向P，由于導(dǎo)體PQ相當(dāng)于電源的內(nèi)部，則P點(diǎn)電勢(shì)高于

Q點(diǎn)電勢(shì)。

故選A。

【題型三】導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)

1

導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線：E＝Bl2ω.

2

如圖所示，長(zhǎng)為l的金屬棒ab，繞b端在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，

ab棒所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小可用下面兩種方法推出．

方法一：棒上各處速率不等，故不能直接用公式E＝Blv求．由v＝ωr可知，棒上各點(diǎn)的線速度跟半徑成正

比．故可用棒的中點(diǎn)的速度作為平均切割速度代入公式計(jì)算．

ωl1

v＝，E＝Blv＝Bl2ω.

22

方法二：設(shè)經(jīng)過(guò)Δt時(shí)間，ab棒掃過(guò)的扇形面積為ΔS，

11

則ΔS＝lωΔtl＝l2ωΔt，

22

1

磁通量的變化ΔΦ＝BΔS＝Bl2ωΔt，

2

ΔΦBΔS1

所以E＝n＝n＝Bl2ω(n＝1)．

ΔtΔt2

【典型例題5】如圖，有一硬質(zhì)導(dǎo)線Oabc，其中abc是半徑為R的半圓弧，b為圓弧的中點(diǎn)，直線段Oa長(zhǎng)

為R且垂直于直徑ac。該導(dǎo)線在紙面內(nèi)繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線始終在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。則O、

a、b、c各點(diǎn)電勢(shì)關(guān)系為（）

A．OabcB．Oabc

C．OabcD．Oabc

【答案】C

【解析】如圖，相當(dāng)于Oa、Ob、Oc導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，根據(jù)右手定則可知O點(diǎn)電勢(shì)最高；根據(jù)

1

EBlvBl2

2

同時(shí)有

lOblOc5R

可得

0<UOa<UObUOc

得

O>a>bc

故選C。

【典型例題6】夏季，在北半球，當(dāng)我們抬頭觀看教室內(nèi)的電扇時(shí)，發(fā)現(xiàn)電扇正在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。金屬材質(zhì)的

電扇示意圖如圖所示，由于地磁場(chǎng)的存在，下列關(guān)于A、O兩點(diǎn)的電勢(shì)及電勢(shì)差的說(shuō)法正確的是（）

A．A點(diǎn)電勢(shì)比O點(diǎn)電勢(shì)高

B．A點(diǎn)電勢(shì)比O點(diǎn)電勢(shì)低

C．若將一個(gè)燈泡用導(dǎo)線接在A、O兩點(diǎn)間，則扇葉中的電流方向從A到O

D．扇葉長(zhǎng)度越短，轉(zhuǎn)速越快，A、O兩點(diǎn)間的電勢(shì)差數(shù)值越大

【答案】A

【解析】ABC．因北半球地磁場(chǎng)方向斜向下（磁場(chǎng)豎直分量豎直向下），電風(fēng)扇逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，切割磁感

線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)右手定則知，A點(diǎn)相當(dāng)于電源的正極，O點(diǎn)相當(dāng)于電源的負(fù)極，所以A點(diǎn)的電勢(shì)

高于O點(diǎn)的電勢(shì)，故A正確，BC錯(cuò)誤；

D．扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)切割的電動(dòng)勢(shì)

1

EBL2

2

則知扇葉長(zhǎng)度越短，轉(zhuǎn)速越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定越大，A、O兩點(diǎn)間的電勢(shì)差數(shù)值不一定越大，故D錯(cuò)誤。

故選A。

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練5】法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示。銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓

盤的邊緣和銅軸接觸，關(guān)于流過(guò)電阻R的電流，下列說(shuō)法正確的是（）

A．若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定，則電流大小恒定

B．若從上往下看，圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則電流沿b到a的方向流過(guò)電阻R

C．若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化

D．若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍

【答案】A

【解析】A．若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定，根據(jù)

1

EBr2

2

可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小恒定，則電流大小恒定，選項(xiàng)A正確；

B．若從上往下看，圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)右手定則可知，電流沿a到b的方向流過(guò)電阻R，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C．若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D．根據(jù)

1

EBr2

2

若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，根據(jù)

E2

P

R

可知，電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選A。

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練6】如圖所示，固定在水平面上的半徑為r的金屬圓環(huán)內(nèi)存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。長(zhǎng)度也為r、電阻為R的直導(dǎo)體棒OA置于圓導(dǎo)軌上面，導(dǎo)體棒在外力作用下繞O點(diǎn)以角速

度ω順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。直導(dǎo)體棒O端和圓軌道引出導(dǎo)線分別與電阻R1=R、R2=2R和電容為C的平行板電容

器相連。已知重力加速度為g，不計(jì)其他電阻和摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）

A．M板帶負(fù)電

B．導(dǎo)體棒OA產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為Br2ω

1

C．電容器所帶電荷量為CBr2

4

B2r22

D．電阻R1上消耗的電功率為

64R

【答案】C

【解析】A．根據(jù)右手定則可知，等效電源OA的A端為正極，則M板帶正電，故A錯(cuò)誤；

B．導(dǎo)體棒OA垂直磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

1Br2

EBrr

22

故B錯(cuò)誤；

C．回路的感應(yīng)電流

E

I

RR1R2

電容器兩端電壓

U2IR2

根據(jù)電容的定義式有

Q

C

U

解得

1

QCBr2

4

故C正確；

D．電阻R1上消耗的電功率為

2

PIR1

結(jié)合上述解得

B2r42

P

64R

故D錯(cuò)誤。

故選C。

【基礎(chǔ)強(qiáng)化】

1．如圖所示，半徑為r的閉合環(huán)形線圈，在t時(shí)間內(nèi)，內(nèi)部磁場(chǎng)從B?減小到0；外部磁場(chǎng)從0增加到B?，

（B?、B?均大于0，垂直于紙面向內(nèi)為正方向），則該過(guò)程線圈產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為（）

Br2Br2BBr2BBr2

A．1B．2C．12D．12

ttt2t

【答案】A

【解析】閉合環(huán)形圈的磁通量的有效面積為

Sr2

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知

Br2

E1

tt

A正確。

故選A。

1

2．如圖所示，勻質(zhì)硬導(dǎo)線ab、ac、bc均為圓弧，連接后分別固定在xOy、xOz、yOz平面內(nèi)，圓心都在

4

O點(diǎn)且半徑r10cm，指向x軸正方向的磁場(chǎng)以9103T/s的速率均勻增大，下列說(shuō)法正確的是（??）

A．bc段導(dǎo)線中的電流從b流向c

B．導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為9105V

C．a(chǎn)c段導(dǎo)線所受安培力方向沿y軸負(fù)方向

D．a(chǎn)b段導(dǎo)線所受安培力大小小于bc段導(dǎo)線所受安培力大小

【答案】D

【解析】A．通過(guò)bc截面的磁通量向x軸正方向增加，根據(jù)楞次定律，可知bc段導(dǎo)線中的電流從c流向b，

故A錯(cuò)誤；

B．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為

2

SBrB9

E105V

t4t4

故B錯(cuò)誤；

C．由A分析知，ac段導(dǎo)線電流方向?yàn)閺腶流向c，根據(jù)左手定則，ac段導(dǎo)線所受安培力方向沿y軸正方向，

故C錯(cuò)誤；

D．a(chǎn)b段導(dǎo)線和bc段導(dǎo)線電流大小相同，但ab段導(dǎo)線有效長(zhǎng)度為r，bc段導(dǎo)線有效長(zhǎng)度為2r，故ab段

導(dǎo)線所受安培力大小小于bc段導(dǎo)線所受安培力大小，故D正確。

故選D。

3．正方體abcda1b1c1d1的上表面水平，沿中心線O1O2放置一根通有恒定電流I的長(zhǎng)直導(dǎo)線，現(xiàn)使一閉合金

屬小圓環(huán)沿不同方向以相同速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中圓環(huán)平面始終水平。下列說(shuō)法正確的是（）

A．a(chǎn)1點(diǎn)與c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等

B．小圓環(huán)的圓心從ad邊的中點(diǎn)豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，小圓環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流

C．小圓環(huán)的圓心從b1移到c1過(guò)程中，穿過(guò)小圓環(huán)的磁通量先增加后減少

D．小圓環(huán)的圓心從a移到d與從a移到c，小圓環(huán)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等

【答案】B

【解析】A．由右手定則可知，a1點(diǎn)與c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，但方向相反，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B．小圓環(huán)的圓心從ad邊的中點(diǎn)時(shí)，其磁通量為零，在其豎直向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)小圓環(huán)的磁通量始終

為零，所以其通過(guò)小圓環(huán)的磁通量未發(fā)生變化，即小圓環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流，故B項(xiàng)正確；

C．小圓環(huán)在b1位置時(shí)，其磁通量不為零，在到達(dá)導(dǎo)線正下方時(shí)，其磁通量為零，在c1點(diǎn)時(shí)小圓環(huán)的磁通量

也不為零，所以整個(gè)過(guò)程穿過(guò)小圓環(huán)的磁通量是先減小，后增加，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；

D．由于小圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的速度大小不變，而從a移動(dòng)到d與從a移動(dòng)到c的過(guò)程其位移不同，所以兩次運(yùn)動(dòng)所

用時(shí)間不同。由右手定則可知，小圓環(huán)在c點(diǎn)和d點(diǎn)的磁通量相同，所以小圓環(huán)在兩次移動(dòng)過(guò)程中，磁通

量的變化量相同，根據(jù)

E

t

可知，小圓環(huán)兩次移動(dòng)過(guò)程的平均電動(dòng)勢(shì)不相等，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

故選B。

4．下列關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象說(shuō)法正確的是（）

A．穿過(guò)閉合電路的磁通量越大，閉合電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大

B．穿過(guò)閉合電路的磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零

C．穿過(guò)閉合電路的磁通量變化越多，閉合電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大

D．穿過(guò)閉合電路的磁通量變化越快，閉合電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大

【答案】D

【解析】D．穿過(guò)閉合電路的磁通量變化越快，磁通量變化率越大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律

En

t

可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，故D正確；

A．穿過(guò)閉合電路的磁通量越大，磁通量變化率不一定大，則閉合電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定大，故A錯(cuò)誤；

B．磁通量為零時(shí)，磁通量可能在變，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零，故B錯(cuò)誤；

C．磁通量的變化大，即大，但磁通量的變化率不一定大，故閉合電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定大，故C

錯(cuò)誤。

故選D。

5．如圖所示為地球磁場(chǎng)分布示意圖，下列與地磁場(chǎng)相關(guān)的說(shuō)法正確的是（）

A．一束宇宙粒子（質(zhì)子流）沿與地球表面垂直的方向射入赤道上空，這束質(zhì)子流將向西偏轉(zhuǎn)

B．地球的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)分布比較相似，可以將地磁場(chǎng)類比成一個(gè)帶負(fù)電荷的天體自轉(zhuǎn)形成的

C．若有一架從赤峰飛往呼和浩特的客機(jī)，在高空水平飛行時(shí)右側(cè)機(jī)翼的電勢(shì)較高

D．赤道包圍面積的磁通量比同步衛(wèi)星軌道包圍面積的磁通量小

【答案】B

【解析】A．一束宇宙粒子（質(zhì)子流）沿與地球表面垂直的方向射入赤道上空，根據(jù)左手定則可知，這束質(zhì)

子流受洛倫茲力向東，將向東偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B．地球的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)分布比較相似，因地球自西向東轉(zhuǎn)，地理南極是地磁的N極，由右手定則

可知，可以將地磁場(chǎng)類比成一個(gè)帶負(fù)電荷的天體自轉(zhuǎn)形成的，選項(xiàng)B正確；

C．若有一架從赤峰飛往呼和浩特的客機(jī)，在高空水平飛行時(shí)切割向下方向的地磁場(chǎng)，由右手定則可知，左

側(cè)機(jī)翼的電勢(shì)較高，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D．地球的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)分布比較相似，赤道所在圓的半徑小于地球同步衛(wèi)星的軌道圓半徑，則赤

道包圍面積的磁通量比同步衛(wèi)星軌道包圍面積的磁通量大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選B。

6．汽車測(cè)速利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，汽車可簡(jiǎn)化為一個(gè)矩形線圈abcd，埋在地下的線圈分別為1、2，通上

順時(shí)針（俯視）方向電流，當(dāng)汽車經(jīng)過(guò)線圈時(shí)（）

A．線圈1、2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向上

B．汽車進(jìn)入線圈1過(guò)程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcd

C．汽車離開(kāi)線圈1過(guò)程中，電流大小與速度成正比

D．汽車進(jìn)入線圈1過(guò)程安培力方向與速度方向相反，離開(kāi)線圈2過(guò)程受到的安培力方向與速度方向相

同

【答案】C

【解析】A．由題知，埋在地下的線圈1、2通順時(shí)針（俯視）方向的電流，則根據(jù)右手定則，可知線圈1、

2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向下，故A錯(cuò)誤；

B．汽車進(jìn)入線圈1過(guò)程中，磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcb（逆時(shí)針），故B錯(cuò)

誤；

C．汽車離開(kāi)線圈1過(guò)程中，由

E=BLv

E

I

R

可知電流與速度成正比，C正確；

D．根據(jù)楞次定律可知，無(wú)論汽車進(jìn)入線圈還是離開(kāi)線圈，汽車所受安培力均與汽車速度方向相反，故D錯(cuò)

誤。

故選C。

7．我國(guó)自行研制、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型噴氣式民用飛機(jī)C919于2022年12月9日正式交付使用。C919

機(jī)身高度4.166米，機(jī)長(zhǎng)38.9米、翼展33.6米。北京地區(qū)地磁場(chǎng)的豎直分量約為3106T，水平分量約為

3.0105T。該機(jī)在北京郊區(qū)水平試飛速度為約為280m/s。有關(guān)C919飛機(jī)的說(shuō)法正確的是（）

A．C919飛機(jī)往北飛的時(shí)候，西面機(jī)翼的電勢(shì)較低，兩側(cè)機(jī)翼的最大電勢(shì)差約為0.028V

B．C919飛機(jī)往東飛的時(shí)候，南面機(jī)翼的電勢(shì)較低，兩側(cè)機(jī)翼的最大電勢(shì)差約為0.28V

C．無(wú)論C919飛機(jī)往哪個(gè)方向飛，都是右邊機(jī)翼的電勢(shì)較低，兩側(cè)機(jī)翼的最大電勢(shì)差約為0.028V

D．無(wú)論C919飛機(jī)往哪個(gè)方向飛，都是右邊機(jī)翼的電勢(shì)較低，兩側(cè)機(jī)翼的最大電勢(shì)差約為0.42V

【答案】C

【解析】A．飛機(jī)水平飛行，只需考慮地磁場(chǎng)的豎直分量，往北飛時(shí)東面機(jī)翼的電勢(shì)較低，兩側(cè)機(jī)翼的最大

電勢(shì)差約為

UByLv0.028V

A錯(cuò)誤；

B．往東飛的時(shí)候，南面機(jī)翼的電勢(shì)較低，兩側(cè)機(jī)翼的最大電勢(shì)差約為0.028V，B錯(cuò)誤；

CD．無(wú)論C919飛機(jī)往哪個(gè)方向飛，都是右邊機(jī)翼的電勢(shì)較低，兩側(cè)機(jī)翼的最大電勢(shì)差約為0.028V，C正確，

D錯(cuò)誤。

故選C。

【素養(yǎng)提升】

8．（多選）如圖所示，圓心為O、半徑為l的金屬半圓弧導(dǎo)軌ab固定在水平面上，Oa間用導(dǎo)線連接一電阻

M。金屬棒一端固定在O點(diǎn)，另一端P繞過(guò)O點(diǎn)的軸，在水平面內(nèi)以角速度為逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，該過(guò)程

棒與圓弧良好接觸。半圓弧內(nèi)磁場(chǎng)垂直紙面向外，半圓弧外磁場(chǎng)垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，已

知金屬棒由同種材料制成且粗細(xì)均勻，棒長(zhǎng)為2l、總電阻為2r，M阻值為r，其余電阻忽略不計(jì)。當(dāng)棒轉(zhuǎn)

到圖中所示的位置時(shí)，棒與圓弧的接觸處記為Q點(diǎn)，則（）

5Bl2

A．UPO為

4

B2l3

B．PO棒受的安培力為

4r

Bl2

C．通過(guò)M的電流大小為

8r

πBl2

D．棒在半圓弧導(dǎo)軌上轉(zhuǎn)動(dòng)120°的過(guò)程中流經(jīng)M的電量為

4r

【答案】AB

【解析】A．金屬棒OQ轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為

l

EBl

2

根據(jù)歐姆定律有

EBl2

I

R總4r

由于Q端為電源正極

ErBl2

U

QOrr4

金屬棒PQ兩點(diǎn)間的電壓為

2ll3Bl2

UBl

PQ22

5Bl2

UUU

POPQQO4

選項(xiàng)A正確；

C．金屬棒OQ轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為

l

EBl

2

根據(jù)歐姆定律有

EBl2

I

R總4r

電阻M的電流

Bl2

I

M4r

選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

B．PO棒受的安培力即QO段受的安培力為

B2l3

FBIl

4r

選項(xiàng)B正確；

D．棒在半圓弧導(dǎo)軌上轉(zhuǎn)動(dòng)120的過(guò)程中流經(jīng)M的電量為

12

lB2

EBl

qItt3

2r2r2r6r

選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選AB。

9．（多選）如圖，電阻不計(jì)的固定直角金屬導(dǎo)軌AOC的兩邊AOOCl，角度為45°的“”形均勻金屬

桿可繞O'轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好。最初“”形金屬桿的a段恰好與A端接觸，b段恰

好與O接觸，整個(gè)空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙而向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?！啊毙谓饘贄U從圖示

位置以恒定角速度ω沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)45°的過(guò)程中（）

A．回路中感應(yīng)電流先沿順時(shí)針?lè)较?，后沿逆時(shí)針?lè)较?/p>

B．穿過(guò)回路的磁通量先增大后減小

C．回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Bl2

D．“”形金屬桿a、b兩段產(chǎn)生的焦耳熱相等

【答案】BD

【解析】

AB．“”形金屬桿從圖示位置以恒定角速度ω沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)45°的過(guò)程中，閉合電路在磁場(chǎng)中的面積

先增大后減小，所以穿過(guò)回路的磁通量先增大后減小；由楞次定律可知回路中感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針?lè)较颍?/p>

后沿順時(shí)針?lè)较?，故A錯(cuò)誤，B正確；

C．在開(kāi)始時(shí)a、b兩金屬棒的長(zhǎng)度差最大，回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為

2ll1

EB2l·Bl·Bl2

m222

故C錯(cuò)誤；

D．“”形金屬桿從圖示位置以恒定角速度ω沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)45°的過(guò)程中電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先減小后

增大，開(kāi)始時(shí)的電動(dòng)勢(shì)與最后的電動(dòng)勢(shì)大小相等；“”形金屬桿a、b兩段的電流相等，由于運(yùn)動(dòng)中電

動(dòng)勢(shì)的對(duì)稱性及電阻的對(duì)稱性，又由QI2Rt可知金屬桿a、b兩段產(chǎn)生的焦耳熱相等，故D正確。

故選BD。

10．（多選）法拉第發(fā)明了世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)——法拉第圓盤發(fā)電機(jī)，銅質(zhì)圓盤豎直放置在水平向左的勻

強(qiáng)磁場(chǎng)中，圓盤圓心處固定一個(gè)搖柄，邊緣和圓心處各有一個(gè)銅電刷與其緊貼，用導(dǎo)線將電刷與電阻R連

接起來(lái)形成回路。轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄，使圓盤按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，圓盤半徑為r，

圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T。下列說(shuō)法正確的是（）

A．流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閺腶到bB．流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閺腷到a

Br22Br2

C．圓盤產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為D．圓盤產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為

TT

【答案】BC

【解析】AB．轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤可看成由無(wú)數(shù)根沿著半徑的導(dǎo)體棒組成，每根導(dǎo)體棒均切割磁感線，從而產(chǎn)生感

應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（感應(yīng)電流），根據(jù)右手定則可知，圓盤上感應(yīng)電流從圓周邊緣流向圓心，則流過(guò)電阻R的電流方

向?yàn)閺腷到a，故B正確，A錯(cuò)誤；

CD．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得圓盤產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

0rBr2

EBrvBr

2T

故C正確、D錯(cuò)誤。

故選BC。

11．（多選）電磁阻攔索是航空母艦的核心戰(zhàn)斗力之一。如圖所示為電磁阻攔系統(tǒng)的簡(jiǎn)化原理：艦載機(jī)通過(guò)

絕緣阻攔索與金屬棒ab一起在磁場(chǎng)中減速滑行至停止。已知艦載機(jī)質(zhì)量為M，金屬棒ab質(zhì)量為m，兩者

以共同速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)。軌道一端MP間所接電阻為R，其他電阻均不計(jì)。水平平行金屬導(dǎo)軌MN與PQ間

距離為L(zhǎng)，軌道間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，除安培力外艦載機(jī)系統(tǒng)所受其他阻力均不計(jì)，

則（）

A．金屬棒ab相當(dāng)于電源，a端的電勢(shì)較高

B．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電阻R中的電流方向?yàn)镸→R→P

C．艦載機(jī)將做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

B2L2v

D．金屬棒ab所受的最大安培力為F0

mR

【答案】ABD

【解析】AB．金屬棒ab切割磁感線，相當(dāng)于電源，根據(jù)右手定則可知金屬棒R中感應(yīng)電流方向M→R→P，

則a端的電勢(shì)較高，故AB正確；

C．因?yàn)榕炤d機(jī)與金屬棒一起減速運(yùn)動(dòng)，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，感應(yīng)電流減小，安培力減小，則加速度

減小，不是勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；

D．金屬棒向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到向左的安培力使其減速，故可知金屬棒產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為以共同速度v0

進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間，此時(shí)根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知最大電流為

EBLv

I0