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核心知识查漏011 电磁感应用
一、电磁感应中感应电流方向的判定
1．产生感应电流的三种常见情况
导线切割磁感线
结论：只要穿过闭合导
体回路的磁通量发生变化，
闭合导体回路中就会产生感
应电流
磁铁与回路相对运动
磁场发生变化
2．深刻理解楞次定律中“阻碍”的含义，巧判感应电流的方向
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二、电磁感应定律的应用-----电路问题
1．电磁感应中的电路特征：内电路和外电路：切割磁感线运动的导体或磁通量发生变
化的线圈相当于电源，该部分导体或线圈相当于内电路，其余部分是外电路．
2．四种求电动势的方法及应用
推论
例证
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
阻碍相对运动——“来拒去留”
使回路面积有扩大或缩小的趋势——
“增缩减扩”
阻碍原电流的变化——“增反减同”
2
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3．解题思路
三、电磁感应中的“杆-轨”模型
1．“单杆”模型：如图，金属导轨水平光滑，导轨间距为L，导体棒的质量为m，回
路总电阻为R.导体棒在水平力F 的作用下运动，进入磁场时的速度为v0，导体棒在磁场中
的运动情况分析如下：
项目
条件
运动情况分析
F 为恒力
F＝
合力为0，做匀速运动
F>
v↑⇒BLv↑⇒I↑⇒BIL↑⇒a↓⇒a＝0，匀速运动
F<
v↓⇒BLv↓⇒I↓⇒BIL↓⇒a↓⇒a＝0，匀速运动
F 随时间t 按一定线性规律变化
棒做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：F
＝ma＋
2．“双杆”模型：电磁感应中“双杆问题”，涉及电磁感应、安培力、牛顿运动定
律、动量定理、动量守恒定律及能量守恒定律的综合应用．注意分析两杆的“收尾状态”
建立关系式，是解题的关键。
（上海市2024 年等级考物理试卷模拟卷2）法拉第圆盘发电机
法拉第发明了世界上第一台发电机──圆盘发电机。有人说法拉第圆盘发电机像一只
简陋可笑的儿童玩具，产生的电流甚至不能让一只小灯泡发光。但这是世界上第一台发电
机，是它首先向人类揭开了机械能转化为电能的序幕。法拉第圆盘发电机就是利用了电磁
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感应定律。
1．某实验装置如图所示，在铁芯P 上绕着两个线圈A 和B。如果线圈 A 中电流 i 与
时间t 的关系有甲、乙、丙、丁四种情况，那么在 t1～t2 这段时间内，哪种情况可以观察
到线圈B 中有变化的感应电流（ ）
A．甲图
B．乙图
C．丙图
D．丁图
2．如图所示， A、B 为不同金属制成的正方形线框，导线截面积相同，A 的边长是
B 的二倍，A 的密度是 B 的
，A 的电阻是 B 的 4 倍，当它们的下边在同一高度竖
直下落，垂直进入如图所示的磁场中，A 框恰能匀速进入，那么（ ）
A． B 线框也是匀速进入磁场
B．下边刚进入磁场时，A、B 中感应电流强度之比是 2：1
C．线框全部进入磁场的过程中，通过截面的电量之比为 2:1
D．线框全部进入磁场的过程中，消耗的电能之比为 4:1
3．如图所示，两块水平放置的金属板距离为 d，用导线、开关 K 与一个 n 匝的线
圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场 B 中．两板间放一台小型压力传感
器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电
小球，K 没有闭合时传感器有示数，K 闭合时传感器示数变为原来的一半。则线圈中磁场
B 的变化情况和磁通量的变化率分别为（ ）
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A．正在增强，
B．正在减弱，
C．正在增强，
D．正在减弱，
4．如图（甲）所示，倾角 α=30°、宽度 L=0.5m、电阻不计的光滑金属轨道足够长，
在轨道的上端连接阻值 R=1.0Ω 的定值电阻，金属杆 MN 的电阻 r=0.25Ω，质量
m=0.2kg，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。将金属杆由静止开始释放，在计
算机屏幕上同步显示出电流i 和时间t 的关系如图（乙）所示，已知t=3.2s 之后电流渐近于
某个恒定的数值，杆与轨道始终保持垂直，0~3.2s 内金属杆下滑的距离 s=2m。
（g=10m/s2）求：
（1）磁感应强度B 的大小？
（2）1.0s 时金属棒的加速度大小？
（3）求 3.2s 时金属杆的速度大小？
（4）求 0～3.2s 内回路中产生总的焦耳热？
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在一场精彩的大型文艺演出中，舞台的设计和舞台上的表演运用了许多奇妙的物理知
识。
5．（2025 青浦一模·三·第9 题）利用各色小彩灯布置晚会舞台。如图所示，通过理想
降压变压器给串联在副线圈cd 两端的多个小彩灯供电，已知原、副线圈的匝数分别为n1和
n2。电源的输入电压不变，如果只将原线圈匝数增加，小彩灯亮度将 （选填“变
亮、变暗、不变”）。如果其中一个小彩灯被短路，变压器的输入功率将
（选填“变大、变小、不变”）。
6．（2025 奉贤一模·四·第9 题）远距离输电要用到变压器。
（1）变压器的基本结构如图所示，在变压器中，铁芯的主要作用是 ；理想变压
器的输入功率和输出功率的比值 （选涂：A．大于1 B．等于1 C．小于1）。
（2）变压器的铁芯由相互绝缘的多层硅钢片叠加组成，并使硅钢片平面与磁感应强度
的方向 （选涂：A．平行 B．垂直）。
线圈在电路中有很多功能，比如作为电感器、变压器。
7．（2025 嘉定一模·五·第1 题）如图所示，开关S 接通1 后，自由电荷在______力作
用下向电容器两极板积聚，定值电阻R 两端的电势差逐渐______。
A．增大
B．减小
C．不变
E
V
V
S
1
2
C
L
R
6
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8．（2025 嘉定一模·五·第2 题）将开关从1 置于2 形成LC 电磁振荡回路（线圈L 的
电阻不为零）。
（1）下图为LC 回路电磁振荡过程中的4 个状态，开始的一个振荡周期内按照发生的
先后顺序可将其排序为__________。
A．①③②④ B．①④②③ C．②④①③ D．②③①④
（2） 从上图③状态开始的四分之一个电磁振荡周期内，回路中的磁场能转化为
______。
9．（2025 嘉定一模·五·第3 题）（简答）某变压器的原线圈匝数n1 = 2200，副线圈匝
数n2 = 360，输入电压U1 =220 V，为求解输出电压，小李解答过程如下：
由 得 。你是否同意该解答，说明理由。
（2025 松江一模·三·第3 题）变压器
变压器是根据电磁感应原理设计而成的能够改变交流电电压的电气设备。
10．以下四种电流i 随时间t 周期性变化的图像中，描述交流电的有________。
A．
B．
C．
D．
11．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，用到的器材除了导线和
可拆变压器外，还需________。
A．干电池组B．直流电流表 C．低压交流电源 D．多用电表 E．直流电压表
12．如图，一理想变压器原、副线圈匝数分别为
、
，当输入正弦交流电的电压为
时，穿过该变压器副线圈的磁通量变化率的最大值为 。若原线圈中电流为
，
则副线圈中电流为 。
13．通过变压器为一电动机供电，该电动机的原理如图所示。磁感应强度为B 的匀强
磁场以角速度
绕
轴逆时针匀速转动（俯视），边长为L 的单匝正方形闭合导线框
abcd 位于该磁场中，在旋转磁场作用下绕
轴转动，稳定转动时的角速度为
。当磁场
转至与线框abcd 所在平面平行时，穿过线框abcd 的磁通量为 ，ab 边中的电流方
向为 ，线框abcd 内产生的感应电动势大小为 。
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（2025 松江一模·五·第5 题）体外自动除颤仪
图（a）所示的体外自动除颤仪（简称AED）是一种使心脏恢复正常心律的医疗急救
仪器。其除颤部分的简化原理如图（b）所示。通过两个单刀双掷开关
和
控制电容器
充电与放电除颤之间的转换。电路中R 的阻值远大于人体电阻。
14．除颤治疗时，电极贴于人体。在充电完成后，若已不需对患者除颤，须通过电阻
R 进行内部放电，此时______。
A．
拨到1，
拨到4
B．
拨到2，
拨到3
C．
与1、2 均断开，
与3、4 均断开
15．某同学受除颤仪简化原理启发，连接了一个如图（a）所示的电路，先将开关S 置
于1，为电容器充电；然后将开关S 置于2，电容器放电电流变化规律如图（b）所示，则
______。
A．
时刻，电容器极板上电荷量最大 B．
时刻，电感器内储存的磁场能最大
C．
时间内，电容器先充电后放电 D．
时间内，电感器内的磁场方向不变
16．若启动除颤程序即开始为电容器充电，当电荷量达到满电状态的80%即自动执行
对人体的放电电击程序。某型号除颤仪中电容器的充电过程电流I 随时间t 变化的图象如图
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所示，则启动后至少需要等待 s 才会发生第一次对人电击。（保留1 位有效数字）
17．除颤仪的重要部件之一是电容器。某面积足够大的平行板电容器两极板水平且间
距为d，两极板与输出电压为U 的恒压电源相连，如图所示，其中图（a）为正视图，图
（b）为立体图。与正极板相距h 的P 点有一放射源，向过P 点的水平面上方及水平方向发
射大量速度方向不同、大小均为
的电子，落到极板即被吸收。已知电子质量为m，元电
荷为e。建立Oxyz 坐标系，y 轴正向竖直向上。
①电子到达正极板前瞬间的动能
= ；
②求电子的最大水平位移的大小
；
③若两板间另加一个匀强磁场，使初速度
沿x 轴正方向的电子恰做直线运动。求该
磁场的磁感应强度B 。
（上海市2024 年等级考物理试卷模拟卷5）昏暗的年代
想象一个没有电灯、电机、电泵、电扇、冰箱或者电梯的世界。如果没有微波，就没
有收音机或电视。下次当你按下开关时，你应该想一想尼古拉·特斯拉。特斯拉比其他任何
一位发明家都更有资格说自己开创了电力时代。但在他去世70 年后，在他的那些主要发明
问世一个世纪后，他的名字共不像托马斯·爱迪生，亚历山大·格雷厄姆·贝尔或莱特兄弟那
样为人所熟知，特斯拉不安于现状的大脑使他可以进一步超越这些在电力和机械方面的创
新。他发明了一种“放大线圈”，它可以大幅度提高电流的频率和电压。特斯拉发现这样
的电流可以辐射出电磁波，他敏锐地意识到这些电磁波大有可为。今天，“无线”已经是
计算机网络世界中一个无处不在的术语。而特斯拉在100 多年前就发现了这一原理。图为
特斯拉线圈。
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18．从材料中可以看出，线圈在电磁感应现象中扮演了重要的角色。如图所示，灯泡
，
的规格完全相同，线圈L 的电阻不计，下列说法中正确的是（ ）
A．当接通电路时，
和
始终一样亮
B．当接通电路时，
先达到最大亮度，
后达到最大亮度，最后两灯一样亮
C．当断开电路时，
立即熄灭、
过一会才熄灭
D．当断开电路时，两灯都立即熄灭
19．我们可以做很多有趣的小实验来探究电磁感应现象的规律。如图所示，铝管竖直
置于水平桌面上，小磁体从铝管正上方由静止开始下落，在磁体穿过铝管的过程中，磁体
不与管壁接触，且无翻转，不计空气阻力。下列选项正确的是（ ）
A．磁体做匀加速直线运动
B．磁体的机械能守恒
C．磁体动能的增加量小于重力势能的减少量
D．铝管对桌面的压力大于铝管和磁体的重力之和
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20．如图所示，a、b 两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为10 匝，半径
，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小。则（ ）
A．两线圈中的电流方向均为逆时针方向
B．两线圈均有缩小的趋势
C．a、b 两线圈中产生的感应电动势之比
D．线圈中感应电流之比
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