法拉第電磁感應(yīng)定律（學(xué)生版）-2025高考物理復(fù)習(xí)熱點題型講義

專題27法拉第電磁感應(yīng)定律

目錄

題型一實驗：探究影響感應(yīng)電流方向的因素........................................1

題型二感應(yīng)電流的產(chǎn)生和方向判斷.................................................5

題型三楞次定律推論的應(yīng)用.......................................................7

題型四“三定則、一定律”的應(yīng)用..................................................12

題型五法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用.........................................14

題型六導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢........................................16

類型1平動切割磁感線.......................................................18

類型2轉(zhuǎn)動切割磁感線.......................................................19

類型3有效長度問題.........................................................22

題型六自感現(xiàn)象................................................................25

題型一實驗：探究影響感應(yīng)電流方向的因素

1.實驗設(shè)計

如圖2所示，通過將條形磁體插入或拔出線圈來改變穿過螺線管的磁通量，根據(jù)電流表指針

的偏轉(zhuǎn)方向判斷感應(yīng)電流的方向。

2.實驗結(jié)論

當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反；當(dāng)穿過線圈的磁通量減

小時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相同。

3.注意事項

實驗前應(yīng)首先查明電流表中電流的流向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系，判斷的方法是:

采用如圖所示的電路，把一節(jié)干電池與電流表及線圈串聯(lián)，由于電流表量程較小，所以在電

路中應(yīng)接入限流變阻器R,電池采用舊電池，開關(guān)S采用瞬間接觸，記錄指針偏轉(zhuǎn)方向。

【例1】為探究影響感應(yīng)電流方向的因素，同學(xué)們做了如下的實驗。

（1）所用電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系為：當(dāng)電流從"+"接線柱流入電流計時，

指針向右偏轉(zhuǎn)；

（2）如圖甲，將條形磁鐵S極向下插入螺線管時，發(fā)現(xiàn)電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)。螺線管的

繞線方向如圖乙所示，則螺線管中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向（填"向下"或"向上"）;

（3）關(guān)于該實驗，下列說法正確的是0（填正確答案標號）

A.將磁鐵插入的速度越大，電流計指針偏轉(zhuǎn)幅度越大

B.將磁鐵插入的速度越大，電流計指針偏轉(zhuǎn)幅度越小

C.將磁鐵的N極向下，并將其抽出，電流計指針向左偏轉(zhuǎn)

D.將磁鐵的N極向下，并將其插入，電流計指針向右偏轉(zhuǎn)

（4）本實驗也可以用發(fā)光二極管代替電流計進行實驗，如圖丙所示，將條形磁鐵N極向下

插入螺線管，可觀察到發(fā)光二極管（填"DJ或"D?"）短暫發(fā)光。由此可分析得

出：當(dāng)穿過螺線管的磁通量增加時，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與條形磁鐵的磁場方向

（填"相同"或"相反"）。

【例2】.在"探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實驗中，請回答下列問題。

14

甲

⑴為弄清靈敏電流表指針擺動方向與電流方向的關(guān)系，某同學(xué)想用多用電表的某一擋位來

進行探究，他應(yīng)選用多用電表的擋（選填"歐姆"、"直流電流"、"直流電壓"、"交流電

流"或"交流電壓”），對靈敏電流表進行測試。該同學(xué)先將多用電表的紅表筆接靈敏電流表的

正接線柱，再將黑表筆（選填"短暫"或"持續(xù)"）接靈敏電流表的負接線柱，此時發(fā)現(xiàn)

靈敏電流表的指針向左擺動。

（2）實驗中，該同學(xué)將磁鐵向下從線圈上方插入線圈時，發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，說明

磁鐵的下端為極（選填"S"或"N"）。

⑶另一位同學(xué)利用圖乙所示的實驗器材來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象及判定感應(yīng)電流方向。

①在給出的實物圖中，已用實線作為導(dǎo)線連接了部分實驗電路，請從圖乙中1、2箭頭開始

用實線作為導(dǎo)線完善其余電路的連接；（）

②將4插入右后，下列實驗操作產(chǎn)生的感應(yīng)電流與合上開關(guān)時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同的

是O

A.閉合開關(guān)，穩(wěn)定后斷開開關(guān)B.閉合開關(guān)，穩(wěn)定后拔出線圈4

C.閉合開關(guān)，穩(wěn)定后拔出軟鐵棒D.閉合開關(guān)，穩(wěn)定后使變阻器滑片P左移

【例3］某同學(xué)用如圖所示的電路探究影響感應(yīng)電流的因素，G為靈敏電流計（已知電流

由"+"接線柱流入，指針向右偏轉(zhuǎn)；電流由接線柱流入，指針向左偏轉(zhuǎn)），采用如下步驟完

成實驗：

⑴如圖（a）,將條形磁鐵的S極向下插入線圈的過程中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針—

（填"向左偏轉(zhuǎn)”"向右偏轉(zhuǎn)"或"不偏轉(zhuǎn)”）。

（2）如圖（b）,將條形磁鐵的N極向上抽出線圈的過程中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針—

（填"向左偏轉(zhuǎn)""向右偏轉(zhuǎn)"或"不偏轉(zhuǎn)"）。

⑶經(jīng)過多次實驗操作，得出結(jié)論：當(dāng)穿過線圈的磁通量增大時，感應(yīng)電流的磁場方向與條

形磁鐵在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向（填"相同""相反"或"沒有關(guān)系”）；當(dāng)穿過線圈的磁通

量減小時，感應(yīng)電流的磁場方向與條形磁鐵在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向（填"相同""相

反"或"沒有關(guān)系"）。

圖（a）圖（b）

【例4】.甲、乙、丙三位同學(xué)利用如圖所示裝置探究影響感應(yīng)電流方向的因素。

圖a

圖b

（1）如圖。，甲同學(xué)在斷開開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，下列操作中同樣能使指

針向右偏轉(zhuǎn)的有0

A.閉合開關(guān)

B.開關(guān)閉合時將滑動變阻器的滑片向左滑動

C.開關(guān)閉合時將A線圈從B線圈中拔出

D.開關(guān)閉合時將A線圈倒置再重新插入B線圈中

（2）為確切判斷B線圈中的感應(yīng)電流方向，應(yīng)在實驗前先查明靈敏電流計

的關(guān)系。

（3）如圖6,乙同學(xué)將條形磁鐵從3線圈上方由靜止釋放，使其筆直落入B線圈中，多次

改變釋放高度，發(fā)現(xiàn)釋放高度越高，靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)過的角度越大。該現(xiàn)象說明了線圈

中（選填“磁通量”“磁通量變化量”或“磁通量變化率”）越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越

大。

（4）丙同學(xué)設(shè)計了如圖c所示的裝置來判斷感應(yīng)電流的方向。他先使用多用電表的歐姆擋

對二極管正負極進行確認，某次測量時發(fā)現(xiàn)多用電表指針幾乎沒有偏轉(zhuǎn)，說明此時黑表筆接

觸的是二極管的（選填“正極”或“負極”）。實驗操作時將磁鐵插入線圈時，只有燈

（選填"C”或"D”）短暫亮起。

題型二感應(yīng)電流的產(chǎn)生和方向判斷

1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況

結(jié)

論?.

只

穿

要

過合

閉

回

導(dǎo)

體

磁

路

的

發(fā)

通

量

化

生

變

導(dǎo)

合

閉

路

回

體

有

就

中

電

應(yīng)

感

流

2.用楞次定律判斷

向

B的方

原磁場

回路及

研究的

一明確要

原

4

二

變

I

三

感

—

四

電

流

則判斷

右手定

3.用

入。

線穿

磁感

心—

⑴掌

向。

的方

運動

導(dǎo)體

指向

指一

(2)拇

向。

的方

電流

感應(yīng)

指向

指---

(3)四

下，依

高處落

線圈自

，閉合

磁場

勻強

里的

面向

于紙

垂直

間有

和n之

虛線I

示，

圖所

】如

【例1

)

是(

確的

法正

列說

置.下

三個位

6、C

過0、

次經(jīng)

[

--

1--

---

---

---

1--

---

---

X

X；

；X

X

B

-

X

X;

又

X1

b!

Ji

j——X

----X

_X——

_J

___

___

___

CL

電流

生感應(yīng)

不會產(chǎn)

置Q

在位

線畫

A.

動

加速運

一定做

置b

在位

線圈

B.

電流

生感應(yīng)

。會產(chǎn)

位置

b和

位置

只有

線圈

C.

生

電流產(chǎn)

有感應(yīng)

位置都

C三個

、b、

線圈4

D.

)

是(

確的

，正

說法

圖的

四幅

、丁

、丙

、乙

于甲

列關(guān)

】下

【例2

Mm

A.圖甲中，當(dāng)兩導(dǎo)體棒以相同的速度在導(dǎo)軌上勻速向右運動時，導(dǎo)體棒中能產(chǎn)生感應(yīng)電流

B.圖乙中，當(dāng)導(dǎo)體棒仍在勻強磁場中以恒定的角速度轉(zhuǎn)動時，導(dǎo)體棒中能產(chǎn)生感應(yīng)電流

C.圖丙中，當(dāng)閉合圓環(huán)導(dǎo)體(水平放置)某一直徑正上方的直導(dǎo)線中通有直電流時，閉合

圓環(huán)導(dǎo)體中能產(chǎn)生感應(yīng)電流

D.圖丁中，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右滑動時，不閉合的導(dǎo)體環(huán)中能產(chǎn)生感應(yīng)電流

【例3】如圖所示平面內(nèi)，在通有圖示方向電流/的長直導(dǎo)線右側(cè)，固定一正方形導(dǎo)線框仍力,

仍邊與直導(dǎo)線平行。調(diào)節(jié)電流/的大小，使得空間各點的磁感應(yīng)強度隨時間均勻增加，則

()

A.導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流逐漸增大

B.導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿順時針方向

C.導(dǎo)線框的be邊受到的安培力大小恒定

D.導(dǎo)線框整體受到的安培力方向水平向右

題型三楞次定律推論的應(yīng)用

內(nèi)容例證

阻礙原磁通量變化一“增反減

同“

磁鐵靠近線圈，8感與8原方向相反

Nv

磁鐵靠近.杲斥力

阻礙相對運動——“來拒去留”

.NAS_v

磁鐵遠離，是引力

汕

使回路面積有擴大或縮小的趨:二工

勢——“增縮減擴”ab

尸、。是光滑固定導(dǎo)軌，。、6是可動金屬棒，磁鐵下移，4、

6靠近

A

阻礙原電流的變化——“增反減

同“

合上S,B先亮

【例1】如圖所示，彈簧上端固定，下端懸掛一個磁鐵，在磁鐵正下方有一個放置在水平桌

面上的閉合銅質(zhì)線圈。將磁鐵豎直向下拉至某一位置后放開，磁鐵開始上下振動，線圈始終

保持靜止下列說法正確的是（）

A.磁鐵振動過程中，線圈中產(chǎn)生方向不變的感應(yīng)電流

B.磁鐵振動過程中，線圈對桌面的壓力始終大于線圈的重力

C.磁鐵遠離線圈時，線圈有縮小的趨勢

D.磁鐵振動過程中，屬于阻尼振動，彈簧和磁鐵組成的系統(tǒng)機械能不守恒

【例2】如圖所示，用細線吊起一個鋁環(huán)，將磁鐵的N極沿鋁環(huán)的中心軸線靠近鋁環(huán)，鋁環(huán)

向右擺動。下列說法正確的是（）

A.N極靠近鋁環(huán)時，從左向右看鋁環(huán)中的感應(yīng)電流方向為順時針

B.鋁環(huán)右擺的過程中，磁鐵對鋁環(huán)做的功大于鋁環(huán)動能的增加量

C.僅將鋁環(huán)改為鐵環(huán)，鐵環(huán)也一定會向右擺動

D.若將磁鐵的S極沿鋁環(huán)的中心軸線靠近鋁環(huán)，鋁環(huán)將會向左擺動

【例2].如圖所示，鋁環(huán)A用輕線靜止懸掛于長直螺線管左側(cè)，且與長直螺線管共軸。下

列說法正確的是（）

A.閉合開關(guān)S瞬間，鋁環(huán)A將向左擺動

B.閉合開關(guān)S穩(wěn)定后，斷開開關(guān)S瞬間，鋁環(huán)A的面積有收縮趨勢

C.保持開關(guān)S閉合，將滑動變阻器的滑片迅速向右滑，從左往右看鋁環(huán)A中將產(chǎn)生逆

時針方向的感應(yīng)電流

D.保持開關(guān)S閉合，將滑動變阻器的滑片迅速向左滑，鋁環(huán)A將向右擺動

【例3].如圖所示，水平桌面上有一閉合鋁環(huán)，在鋁環(huán)軸線上方有一條形磁鐵，當(dāng)條形磁

鐵沿軸線豎直向上迅速運動時，下列判斷正確的是（）

A.鋁環(huán)有的收縮趨勢，對桌面壓力增大B.鋁環(huán)有收縮的趨勢，對桌面壓力減小

C.鋁環(huán)有擴張的趨勢，對桌面壓力減小D.鋁環(huán)有擴張的趨勢，對桌面壓力增大

【例4】.如圖甲所示是焊接自行車零件的原理圖，其中外圈M是線圈，N是自行車的零件,

a是待焊接的接口，將焊口兩端接觸在一起，當(dāng)M兩端接入如圖乙所示的正弦電流后，接

口處的金屬便會熔化而焊接起來。以逆時針方向為正方向，下列說法正確的是（）

逆時針方向

A.0?。零件中的電流方向為逆時針

B.。?/2零件中的電流大小不斷減小

C.弓?與零件有收縮的趨勢

D.4時刻零件受到線圈M的作用力最大

【例5】.如圖甲所示，一長直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一豎直平面內(nèi)，長直導(dǎo)線中的電

流i隨時間，的變化關(guān)系如圖乙所示（以水平向右為電流的正方向），則在0~芍時間內(nèi)，下

列說法正確的是（）

A.穿過線框的磁通量一直減小

B.線框中始終產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流

C.線框先有收縮的趨勢后有擴張的趨勢

D.線框所受安培力的合力先向下后向上

【例6】某同學(xué)設(shè)想的減小電梯墜落時造成傷害的一種應(yīng)急安全裝置如圖所示，在電梯轎廂

底部安裝永久強磁鐵，磁鐵N極朝上，電梯井道內(nèi)壁上鋪設(shè)若干金屬線圈，線圈在電梯轎

廂墜落時能自動閉合，從而減小對箱內(nèi)人員的傷害。當(dāng)電梯轎廂墜落到圖示位置時，下列說

法正確的是（）

A.從上往下看，金屬線圈A中的感應(yīng)電流沿順時針方向

B.從上往下看，金屬線圈B中的感應(yīng)電流沿順時針方向

C.金屬線圈A對電梯轎廂下落有阻礙作用，B沒有阻礙作用

D.金屬線圈B有收縮的趨勢，A有擴張的趨勢

題型四“三定則、一定律”的應(yīng)用

“三個定則”“一個定律”的比較

名稱用途選用原則

安培定則判斷電流產(chǎn)生的磁場（方向）分布因電生磁

左手定則判斷通電導(dǎo)線、運動電荷所受磁場力的方向因電受力

右手定則判斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向或電源正負極因動生電

因磁通量

楞次定律判斷因回路磁通量改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向

變化生電

【例1】如圖甲所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方固定一螺線管Q,P和Q共

軸，Q中通有變化的電流，電流隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，電流正方向如圖甲中箭頭所

示。P所受的重力為G,桌面對P的支持力為然，則（）

A.4時刻，穿過線圈P的磁通量最大，感應(yīng)電流也最大

B.L時刻，線圈P中感應(yīng)電流最大，然等于G

C.。?匕時間內(nèi)，螺線管對線圈是吸引力

D.?％時間內(nèi)，穿過線圈P的磁通量變小，且線圈P有擴張的趨勢

【例2].如圖所示，水平放置的兩條電阻不計的光滑軌道上有可自由移動的金屬棒尸。、

MN,當(dāng)VN在外力作用下向左勻加速運動運動時，P0的電流方向及運動情況是（）

M

xx

XX

ATp

XX

XX

Q

A.P^Q,向右運動B.Q^P,向右運動

C.P今Q,向左運動D.。-P,向左運動

【例3】.如圖甲所示，螺線管P穿過一固定圓形線圈Q,P中通有變化的電流3規(guī)定圖示

電流方向為正，電流隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，則（）

A.〃時刻，從上往下看,線圈Q中有順時針方向的電流

B.〃時刻，線圈Q中沒有感應(yīng)電流

C.〃?”時間內(nèi)，Q中電流在增大

D.四?打時間內(nèi)，Q中磁通量的變化率在增大

【例4】如圖甲所示，驅(qū)動線圈通過開關(guān)S與電源連接，發(fā)射線圈放在絕緣且內(nèi)壁光滑的發(fā)

射導(dǎo)管內(nèi)。閉合開關(guān)S后，在0內(nèi)驅(qū)動線圈的電流強隨時間/的變化如圖乙所示。在這

段時間內(nèi)，下列說法正確的是（）

0

S甲乙

A.驅(qū)動線圈內(nèi)部的磁場水平向左B.發(fā)射線圈內(nèi)部的感應(yīng)磁場水平向左

C.f=0時發(fā)射線圈所受的安培力最大D./=/()時發(fā)射線圈中的感應(yīng)電流最大

題型五法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用

1.感應(yīng)電動勢

⑴感應(yīng)電動勢：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢.

(2)產(chǎn)生條件：穿過回路的磁通量發(fā)生改變,與電路是否閉合無關(guān).

2.法拉第電磁感應(yīng)定律

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

(2)公式：E=n迪,其中“為線圈匝數(shù).

加

(3)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的關(guān)系：/='.

(4)說明：￡的大小與0、△。無關(guān)，決定于磁通量的變化率

△t

2.若已知。一:圖像，則圖線上某一點的切線斜率為

Kt

3.當(dāng)僅由3的變化引起時，E=n其中S為線圈在磁場中的有效面積.若2=瓦

△t

+kt,則，^=左

\t

A<?

4.當(dāng)A。僅由S的變化引起時，E=nB-.

At

5.當(dāng)3、S同時變化時，則出二幽加地生.求瞬時值是分別求出動生電動勢辦

NtAf

和感生電動勢及并進行疊加.

【例1】如圖所示，將一個單位長度電阻為4的均勻圓形金屬線圈用一根不可伸長的輕繩懸

掛在天花板下，線圈的半徑為R,粗細不計。過圓心。的直線的下方有方向始終垂直于

紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B的大小隨時間t的變化關(guān)系為B=B0-kt(B°>0,k>0),

直線MN與線圈的交點為。、b。則下列說法正確的是（）

A.線圈中產(chǎn)生的電流大小恒為/=丁

B.線圈中有逆時針方向的感應(yīng)電流

C.線圈所受到的安培力大小恒定不變

D.0-。時間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的焦耳熱為。=上吟

4%

【例2】如圖所示，固定的均勻矩形鋁框仍cd,長度為2L寬度為3左邊邊長為工的正

方形區(qū)域仍歹內(nèi)存在與鋁框平面垂直的勻強磁場。已知鋁的電阻率為2，單位體積內(nèi)的自由

電子數(shù)為小電子的電荷量為e。某時刻起，磁感應(yīng)強度以變化率竺=左均勻增加。貝心）

\t

XXX

xx8x

XXX

A.空間中產(chǎn)生順時針方向的恒定電場

B.鋁框中的自由電子受到電場力的作用順時針方向定向移動形成電流

C.自由電子定向移動的平均速率v=

6nep

D.一個電子沿鋁框運動一周，電場力做功彳=6小

【例3】如圖所示，用均勻?qū)Ь€做成的單匝正方形線圈的面積為S,正方形的一半放在垂直

于線圈平面向里的勻強磁場中，a,b分別為兩對邊的中點，線圈的總電阻為R。下列說法

正確的是（）

A.當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強度增大時，線圈中的電流沿順時針方向

B.當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強度以竺的變化率增大時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為理

At\t

C.在磁場的磁感應(yīng)強度大小由8減小到零的過程中，通過線圈某一橫截面的電荷量為生

2R

D.在線圈以防為軸轉(zhuǎn)動一周的過程中，某一段時間內(nèi)線圈中沒有感應(yīng)電流

【例4】水平桌面上放置著兩個用同一根均勻金屬絲制成的單匝線圈1和線圈2,半徑分別

為2R和&（俯視圖如圖1所示）。豎直方向有勻強磁場，磁感應(yīng)強度隨時間變化的關(guān)系如圖

2所示。線圈中的感應(yīng)電動勢、電流強度、電功率分別用E、/、尸表示，不考慮兩個線圈間

的影響，下列關(guān)系正確的是（）

B.:￡2=4:1,片：￡=2:1

C.片：￡=2:1,《：巴=8:1D.《：鳥=4:1,:/2=1:1

題型六導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

1.大小計算

切割方式表達式

垂直切割E=Blv

傾斜切割E=Blvsin3,其中。為v與8的夾角

旋轉(zhuǎn)切割（以一

E=-Bl2a)

端為軸）2

2.方向判斷

（1）把產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分電路或?qū)w當(dāng)作電源的內(nèi)電路，那部分導(dǎo)體相當(dāng)

于電源。

（2）若電路是不閉合的，則先假設(shè)有電流通過，然后應(yīng)用楞次定律或右手定則判

斷出電流的方向。

（3）電源內(nèi)部電流的方向是由負極（低電勢）流向正極（高電勢），外電路順著電流方

向每經(jīng)過一個電阻電勢都要降低。

3產(chǎn)生電動勢的“四種”情形

磁場變化平動切割轉(zhuǎn)動切割旋轉(zhuǎn)切割

XXXX

/><Xx\

XX/XXa.-：-.b

情景圖(xxx)XXLX-。

XXXXy~)x

x

XXXXd:c

一段直導(dǎo)線繞一端垂直勻強繞與勻強磁場垂直

研究對回路（不一定

（或等效成直磁場勻速轉(zhuǎn)動的的軸勻速轉(zhuǎn)動的導(dǎo)

象閉合）

導(dǎo)線）一段導(dǎo)體棒線框

E=NBScosincot

?\①

表達式E=n——E=Blvsin0E=-BPCD（從中性面

2

位置開始