電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用 分層作業(yè)-2026-2027學(xué)年高二物理人教版必修三

13.3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用分層作業(yè)

學(xué)校:姓名：班級(jí):___________考號(hào)：___________

A層

I.小寧同學(xué)用如圖所示的器材研究感應(yīng)電流的方向。將線圈A插入線圈B中，閉合開關(guān)S

瞬間，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針右偏，則保持開關(guān)閉合，以下操作中也能使電流計(jì)右偏的是（）

A.將消動(dòng)變阻器的渭片向右移動(dòng)

B.將滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)

C.斷開開關(guān)S

D.拔出線圈A

2.物理學(xué)的發(fā)展離不開科學(xué)家們的貢獻(xiàn),他們的發(fā)現(xiàn)和研究成果對(duì)生活生產(chǎn)產(chǎn)生了很大的

影響。下列描述正確的是（）

A.通過甲圖的實(shí)驗(yàn)，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象

B.法拉第在乙圖情境中發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，首次建立了電與磁的聯(lián)系

C.伏特根據(jù)丙圖提出了分子電流假說，揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)

D.丁圖中，兩根通電方向相反的長(zhǎng)直導(dǎo)線相互排斥，是通過電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的

3.（多選）關(guān)于圖的分析，正確的是（）

A.圖甲中,地磁場(chǎng)的N極位于地理北極附近

B.圖乙中,小磁針靜止時(shí)的位置如圖中所示,則電源右側(cè)為正極

C.圖丙中，線圈從I位置平移到2位置時(shí)，穿過此線圈平面的磁通量減小

D.圖丁中，閉合線圈在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿水平方向向右運(yùn)動(dòng)，線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電

流

4.（多選）機(jī)器人利用柔性磁膜觸覺傳感器可以輕松拿起雞蛋而不破裂，如圖所示，傳感器

核心部分的結(jié)構(gòu)為內(nèi)置柔性磁膜與固定的線圈矩陣，通過線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流以感知磁膜上表

面受到的壓力變化情況。卜列說法正確的是()

A.磁膜沒有受到壓力時(shí)，線圈沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生

B.磁膜受到壓力穩(wěn)定后，線圈有感應(yīng)電流產(chǎn)生

C.磁膜受到的壓力減小時(shí)，線圈沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生

D.磁膜受到的壓力增大時(shí)，線圈有感應(yīng)電流產(chǎn)生

5.如圖所示，將條形磁體從同一高度插入線圈的實(shí)驗(yàn)中:

(1)快速插入和緩慢插入磁通量的變化量△①相同嗎？指針偏轉(zhuǎn)角度相同嗎？

(2)分別用一根磁體和兩根磁體以同樣速度快速插入，磁通量的變化量A①相同嗎？指針偏轉(zhuǎn)

角度相同嗎？

(3)產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小與什么有關(guān)？

6.閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，

電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，如圖甲所示。

甲

(1)金屬棒AB靜止或沿著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生嗎？

(2)金屬棒AB切割磁感線時(shí)，簡(jiǎn)化示意圖如圖乙所示。AB切割磁感線時(shí)，閉合回路中產(chǎn)生

了感應(yīng)電流，磁場(chǎng)沒有變化，閉合回路ABCD的面積發(fā)生了變化。與磁場(chǎng)相關(guān)的哪個(gè)物理

量發(fā)生了變化呢？

B層

7.如圖所示，一個(gè)金屬薄圓盤水平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列做法中能使圓盤中

產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()

A.圓盤繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)

B.圓盤在磁場(chǎng)中向上勻速平移

C.圓盤在磁場(chǎng)中向左勻速平移

D.圓盤以某一水平直徑為軸轉(zhuǎn)動(dòng)

答案第2頁(yè)，共1()頁(yè)

8.（多選）以下是幾幅與磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)現(xiàn)象有關(guān)的圖片，敘述正確的是（)

A.圖甲中斷開開關(guān)S瞬間，與線圈P連接的電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)

B.圖乙中電流方向如圖所示，則鐵環(huán)中心。點(diǎn)的磁場(chǎng)垂直紙面向里

C.圖丙中當(dāng)電流從5流入時(shí),發(fā)現(xiàn)小磁鐵向下運(yùn)動(dòng)，則小磁鐵下端為N極

D.圖丁中水平圓環(huán)位于夕位置時(shí)穿過圓環(huán)的磁通量最大

9.如圖所示，固定于水平面上的金屬架COEF處在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與水平面夾角夕=30”。

一金屬棒MN與磁場(chǎng)方向垂直，并垂直于CQ、EE在框架上向右以速度u=lm/s做勻速運(yùn)動(dòng)。

--0時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度穌=2T,此時(shí)金屬棒到達(dá)的位置恰好使左側(cè)回路構(gòu)成一個(gè)長(zhǎng)為乙=lm

的正方形。

（1）求，=0時(shí)刻，金屬棒與框架所圍成回路的磁通量小

（2）為使金屬棒MN中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從/=（）開始，推導(dǎo)出磁感應(yīng)強(qiáng)度8隨時(shí)間/變化

的關(guān)系式。

C層

10.如圖所示，固定于水平面上的金屬導(dǎo)軌PP'Q'Q,金屬棒MN沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)。/=0時(shí),

垂直導(dǎo)軌平面向卜.的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為紇，金屬棒MN到PQ的距離為/,速度為%,并且

開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為已知金屬棒MN與金屬架始終接觸良好，在金屬

棒MN停止之前，為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則從勺0開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間/的

變化關(guān)系應(yīng)為（)

pMP'

XXXXXX

A2B°lR2即

A?.-,2

l+2v0/+at'2l+2vQt-atXXXX

即2B3

cD.c,?XX

J/+vJ-ar21+v/+at

0o----i---------O'

11.（多選）如圖，MN和PQ是兩根互相平行、豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，電

阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向里。金屬桿他垂直導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌始終良好接觸，金

屬桿具有一定的質(zhì)量和電亞。開始時(shí)，將開關(guān)S斷開，讓金屬桿外由靜止開始自由下落，

經(jīng)過一段時(shí)間，再將開關(guān)S閉合，從閉合開關(guān)S開始計(jì)時(shí)，取豎直向下為正方向，則金屬

桿運(yùn)動(dòng)的速度V、加速度小所受到的安培力r及電流表的示數(shù)i隨時(shí)間，變化的圖像可能正

確的是（）

12.如圖（a）所示，寬度為心的足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌，水平固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度為仄范圍

足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向上。現(xiàn)有一根質(zhì)量為〃?、電阻為R的金屬

棒MN放置在金屬導(dǎo)軌上，金屬棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直，不計(jì)導(dǎo)軌電阻。

（1）若金屬棒MN在水平向右的力尸的作用下以速度I，向右勻速運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)利用能的轉(zhuǎn)化和

能量守恒定律，推導(dǎo)證明棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)￡=。〃，；

（2）若金屬棒在水平恒力廠的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，分析并判斷金屬棒的速度

和加速度的變化情況。

（3）若給金屬棒向右的初速度的同時(shí)施加一水平外力，使金屬棒/WN作勻減速直線運(yùn)

動(dòng)。此過程中，外力隨時(shí)間的變化關(guān)系圖線如圖（b）所示（以初速度方向?yàn)檎较颍瑘D線

與橫、縱坐標(biāo)交點(diǎn)分別為F。。求金屬棒的加速度大小〃和初速度%。

答案第4頁(yè)，共10頁(yè)

參考答案

題號(hào)1234781011

答案BABCAI)DADBBC

1.B

【詳解】A.將線圈A插入線圈B中，閉合開關(guān)S瞬間，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針右偏，說明當(dāng)線

圈B中的磁通量增加時(shí)，電流計(jì)指針右偏。將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)，線圈A中電流

減小，線圈B中的磁通量減少，電流計(jì)指針左偏，故A錯(cuò)誤：

B.將滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)，線圈A中電流增大，線圈B中的磁通量增加，電流計(jì)指

針右偏，故B正確；

C.斷開開關(guān)S,線圈B口的磁通量減少，電流計(jì)指針左偏，故C錯(cuò)誤；

D.拔出線圈A,線圈R中的磁通量減少，電流計(jì)指針左偏，故D錯(cuò)誤。

故選B。

2.A

【詳解】A.圖甲是法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，故A正確；

B.圖乙裝置對(duì)應(yīng)的事件是奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；

C.圖內(nèi)是安培提出的分子電流假說，故C錯(cuò)誤；

D.圖丁的現(xiàn)象是通過電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

3.BC

【詳解】A.甲圖中地磁場(chǎng)的N極位于地理南極附近，故A錯(cuò)誤：

B.由乙圖中小磁針靜止時(shí)的位置可知，螺線管右端為5極，則根據(jù)右手螺旋定則可知，電

源右側(cè)為正極，故B正確；

C.內(nèi)圖中線圈從1位置平移到2位置時(shí)，磁場(chǎng)減弱，根據(jù)中=85可知，穿過此線圈平面的

磁通量減小，故C正確；

D.丁圖中，線圈運(yùn)動(dòng)過程磁通量不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤。

故選BCo

4.AD

【詳解】A.磁膜沒有受到壓力時(shí)，線圈的磁通量不變，線圈沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A正確;

B.磁膜受到壓力穩(wěn)定后，線圈的磁通量不變，線圈沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B錯(cuò)誤：

CD.磁膜受到的壓力減小或增大時(shí)，線圈的磁通量改變，線圈有感應(yīng)電流的產(chǎn)生，故C錯(cuò)

誤，D正確。

故選ADo

5.(1)相同，不相同

(2)不相同，不相同

△①

⑶丁

【詳解】(1)磁通量的變化最相同，但磁通最變化的快慢不同，快速插入比緩慢插入時(shí)磁通

量變化快，指針偏轉(zhuǎn)角度大。

(2)用兩根磁體快速插入時(shí)磁通量的變化量較大，磁通量變化率也較大，指針偏轉(zhuǎn)角度較

大；

(3)由以上現(xiàn)象可知，感應(yīng)電流的大小與空的大小有關(guān)

加

6.(1)沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生

(2)穿過閉合回路的磁通量發(fā)生了變化

【詳解】(I)金屬棒AB靜止或沿著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生。因?yàn)榇磐?/p>

沒有發(fā)生變化。

(2)因?yàn)榇磐?/p>

①=8S

所以，穿過閉合問路的磁通量發(fā)生了變化。

7.D

【詳解】ABC.只有當(dāng)穿過圓盤的磁通量發(fā)生變化時(shí)，圓盤中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)圓盤繞

過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)或圓盤在磁場(chǎng)中向左、向上勻速平移(始終未出磁場(chǎng))時(shí)，穿過圓

盤的磁通量不發(fā)生變化，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故ABC錯(cuò)誤；

D.當(dāng)圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁通量發(fā)生改變，圓盤中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，故

D正確。

故選Do

8.AD

【詳解】A.圖甲中斷開開關(guān)S瞬間，線圈M中的電流從有到無，使得穿過線圈P的破通

量發(fā)生了變化，線圈P中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以與線圈P連接的電流計(jì)的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，

答案第6頁(yè)，共10頁(yè)

故A正確；

B.圖乙中電流方向如圖所示，根據(jù)右手定則，判斷知兩邊螺線管上端均為N極，下端為S

極，磁鐵外部磁感線從N極到S極，可知鐵環(huán)中心。點(diǎn)的磁場(chǎng)豎直向下，故B錯(cuò)誤：

C.圖丙中電流從3流入時(shí)，根據(jù)安培定則，電磁鐵上端為N極，發(fā)現(xiàn)小磁鐵向下運(yùn)動(dòng)，則

小磁鐵的下端為S極，故c錯(cuò)誤；

D.圖丁中水平圓環(huán)從條形磁鐵上方”位置向下運(yùn)動(dòng)，通過圓環(huán)的磁通量為內(nèi)部從S到N

的磁通量和外部從N到S的磁通量的凈磁通，內(nèi)部磁通量大于外部且都相同，外部P處最

小，因此尸位置穿過圓環(huán)的磁通量最大，故D正確；

故選ADo

9.(1)IWb；(2)B=—

t-\

【詳解】(1)由磁通量定義可知

①o=B0S=Bol}sinq

解得

<D0=1Wb

(2)設(shè)經(jīng)過時(shí)間3磁感應(yīng)強(qiáng)度為4,這一過程中金屬棒運(yùn)動(dòng)的距離為

x=vt

此時(shí)的磁通量為

6=4L(L+x)sin8

為不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則

解得

/?=—

r+1

10.B

【詳解】設(shè)MN長(zhǎng)為為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則應(yīng)使磁通量不發(fā)生變化，艮J

BJL=BL(l+vot-^ar)

解得

B=2即

2/+-

故選Bo

解得

11.BC

【詳解】閉合開關(guān)時(shí)，金屬桿受到向下的重力以及向上的安培力，若重力與安培力大小相等，

設(shè)此時(shí)的速度為%，則

mg=8〃=口口

則金屬桿做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度不變，則安培力為

F=婦工

°R

感應(yīng)電流為

q

°R

都不變，加速度為零，各項(xiàng)中的圖像均不符合此情況。

閉合開關(guān)時(shí)，若

"%

此時(shí)安培力小于重力，加速度向下，根據(jù)牛頓第二定律

B2l2v

mg——=ma

金屬桿做加速運(yùn)動(dòng)，隨著速度的增加，安培力逐漸增大，加速度逐漸減小，速度增加的越來

越緩慢，最終勻速運(yùn)動(dòng)，該過程中，在X圖像中，速度逐漸增加到％,斜率逐漸減小最終

趨近于零；。“圖像中，加速度逐漸減小到零，斜率的絕對(duì)值逐漸減小最終趨近于零；廣f圖

像中，安培力為負(fù)值，大小逐漸增大到尸。，斜率逐漸減小最終趨近于零；U圖像中，電流

從某個(gè)值（非零）逐漸增大到％，斜率逐漸減小最終趨近于零.只有B符合要求；

閉合開關(guān)時(shí),若

此時(shí)安培力大于重力，加速度向上，

B2l2v

—----mg=nui

金屬桿做減速運(yùn)動(dòng)，隨著速度的減小，安培力逐漸減小，加速度逐漸減小，速度減小的越來

越緩慢，最終勻速運(yùn)動(dòng)，該過程中，在?圖像中，速度逐漸減小最終趨近于％,斜率逐漸

答案第8頁(yè)，共10頁(yè)

減小最終趨近于零；圖像中，加速度向上逐漸減小到零，斜率的絕對(duì)值逐漸減小最終趨

近于零；凡，圖像中，安培力為負(fù)值，大小逐漸減小外，斜率逐漸減小最終趨近于零：u圖

像中，電流從某個(gè)值逐漸減小斜率逐漸減小最終趨近于零。只有C符合要求。

故選BCo

FRFR

12.（1）見解析；（2）加速度逐漸減小為零，速度逐漸增大至呢=訴后不再變化;（3）志

￡內(nèi)8*%+〃求）

而。

【詳解】（I）根據(jù)右手定則可知電流方向由M指向N,設(shè)感應(yīng)電流為/,MN移動(dòng)距離s所

用的時(shí)間為/，根據(jù)能得轉(zhuǎn)化和能量守恒可得

W=Fs=EIt

根據(jù)力的平衡有

F=Ft.=BIL

由勻速直線運(yùn)動(dòng)有

s

v=-

I

聯(lián)立解得

E=BLv

（2）若金屬棒例N在水平恒力廠的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，則在金屬棒運(yùn)動(dòng)后回路中產(chǎn)生

感應(yīng)電流，從而使金屬棒MN受到與運(yùn)動(dòng)方向相反的安培力，根據(jù)牛頓頂耳定律有

產(chǎn)一七="心o

而

BLv

F安=BIL,

~R~

則有

R

隨著金屬棒MN速度的增大，安培力增大，因此加速度減小，當(dāng)

加速度為零，速度達(dá)到最大L，可得

R

解得