2025版《师说》高中全程复习构想物理12.2
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解析：由题知，开始时，开关S闭合时，由于L的电阻很小，Q灯正常发光，P灯 微亮，断开开关前通过Q灯的电流远大于通过P灯的电流，断开开关时，Q所在电 路未闭合，立即熄灭，由于自感，L中产生感应电动势，与P组成闭合回路，故P 灯闪亮后再熄灭．故选D.
例 7 (多选)[2024·湖南校联考模拟预测]相同的电灯A1、A2和自感系 数较大的电感线圈L接入如图甲的电路中，电源电动势为E，内阻不 计．闭合开关S待电路稳定后开始计时，t1时刻断开开关S，t2时刻整 个电路的电流均为零．t1前后通过电灯A2的电流—时间(iA2t)图像如图 乙，用I1和I2分别表示开关S断开瞬间通过电灯A2的电流大小．
考点一Leabharlann 考点二考点三考点一
考点一 法拉第电磁感应定律的理解与应用 【必备知识·自主落实】
1．感应电动势 (1)概念：在___电_磁__感__应____现象中产生的电动势． (2) 产 生 条 件 ： 穿 过 回 路 的__磁__通__量__ 发 生 改 变 ， 与 电 路 是 否 闭 合 ___无__关___． (3)“方向”判断：感应电动势的方向用_楞__次_定__律__或_右__手_定__则__判断．
在电源内部由负极指向正极
2．法拉第电磁感应定律
(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量 的__变__化__率__成正比．
(2)公式：E＝nΔΔΦt ，其中n为线圈匝数． 感应电动势与匝数有关，ΔΦ与匝数无关
Δt
(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的___欧__姆___定律， 即I＝RE+r.
下列选项正确的是( ) A．若圆盘按照图示方向转动，那么平行板电容器D板电势高 B．铜盘产生的感应电动势为E感＝12B1ωL2 C．若一电子从电容器两板中间水平向右射入，恰能匀速直线运动 从右侧水平射出，则电子射入时速度为v＝B21Bω2Ld2 D．若有一带负电的小球从电容器两板中间水平向右射入，在复合 场中做匀速圆周运动又恰好从极板右侧射出，则小球的圆周运动半径 为5d
第2讲 法拉第电磁感应定律 自感现象
课程标准
素养目标
1.通过实验，理解法拉第电磁 感应定律． 2.通过实验，了解自感现象和 涡流现象． 3.能举例说明自感现象和涡流 现象在生产生活中的应用．
物理观念：法拉第电磁感应定律、 涡流、电磁驱动、电磁阻尼、自感 现象、互感现象． 科学思维：利用磁场、磁感线等模 型综合分析电磁感应问题，从能量 角度利用楞次定律分析问题，从动 量角度分析电磁感应类问题．
切割方式 垂直切割 倾斜切割
表达式
E＝Blv E＝Blv sin θ，其中θ为v与B的夹角
E＝12Bl2ω
旋转切割(以 一端为轴)
2.感应电动势“方向”判断 (1)把产生感应电动势的那部分电路或导体当作电源的内电路，那部 分导体相当于电源． (2)若电路是不闭合的，则先假设有电流通过，然后应用楞次定律或 右手定则判断出电流的方向． (3)电源内部电流的方向是由负极(低电势)流向正极(高电势)，外电路 顺着电流方向每经过一个电阻电势都要降低．
运动
导体受安培力的方向与导体运 动方向相同，推动导体运动
能量 转化
导体克服安培力做功， 其他形式的能转化为电 能，最终转化为内能
由于电磁感应，磁场能转化为 电能，通过安培力做功，电能 转化为导体的机械能，而对外 做功
相同点
两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律，都是安培力 阻碍引起感应电流的导体与磁场间的相对运动
答案：A
例 5 (多选)[2024·广东汕头统考三模]如图甲是法拉第发明的铜盘发 电机，也是人类历史上第一台发电机．利用这个发电机给平行金属板 电容器供电，如图乙．已知铜盘的半径为L，加在盘下侧的匀强磁场 磁感应强度为B1，盘匀速转动的角速度为ω，每块平行板长度为d，板 间距离也为d，板间加垂直纸面向内、磁感应强度为B2的匀强磁场．
【关键能力·思维进阶】 1．自感现象的四大特点 (1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化． (2)通电线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化． (3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体． (4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了
过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向．
当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电
流，这种电流，看起来就像水中的漩涡，所以叫涡流．
3．电磁阻尼与电磁驱动的比较
电磁阻尼
电磁驱动
由于导体在磁场中运动 由于磁场运动引起磁通量的变
成因 而产生感应电流，从而 化而产生感应电流，从而使导
使导体受到安培力
体受到安培力
不同 点
安培力的方向与导体运 效果 动方向相反，阻碍导体
4
答案：BCD
考点三
考点三 自感和涡流 电磁阻尼与电磁驱动 【必备知识·自主落实】
1．自感现象 (1)概念：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的___变__化___的磁场在 线圈本身激发出__感__应__电_动__势___，这种现象称为自感． (2)自感电动势 满足法拉第电磁感应定律 ①②定表义达：式在：E自＝感_现__L象_ΔΔ_tI中__产_．生的感应电动势叫作_自__感__电_动__势____． (3)自感系数L ①相关因素：与线圈的___大__小___、形状、匝数以及是否有铁芯有关． ②单位：亨利(H)，1 mH＝___1_0_－_3__ H，1 μH＝10－6 H． 2．涡流
(1)感应电动势E； (2)线框开始向上运动的时刻t0.
考点二
考点二 导体棒切割磁感线产生感应电动势 【必备知识·自主落实】
导体切割磁感线的情形 (1)若B、l、v相互垂直，则E＝Blv． v是导体相对磁场的速度 (2)v∥B时，E＝0. (3)公式中l为有效长度，示例图：
【关键能力·思维进阶】 1．感应电动势大小计算
线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘．若匀强磁场垂直通过此线圈，
磁感应强度变化率为103 T/s，则线圈产生的感应电动势最接近( )
A．0.30 V
B．0.44 V
C．0.59 V
D．4.3 V
答案：B
例 2 [2023·天津卷] 如图，有一正方形线框静止悬挂着，其质量为m、 电阻为R、边长为l.空间中有一个三角形磁场区域，其磁感应强度大小 为B＝kt(k>0)，方向垂直于线框所在平面向里，且线框中磁场区域的 面积为线框面积的一半，已知重力加速度为g，求：
考向1 导体棒平动切割磁感线 例 3 如图所示，水平面内光滑的平行长直金属导轨间距为L，左端 接电阻R，导轨上静止放有一金属棒．正方形虚线框内有竖直向下、 磁感应强度为B的匀强磁场，该磁场正以速度v匀速向右移动，则 () A．电阻R两端的电压恒为BLv B．电阻R中有从a向b的电流 C．导体棒以速度v向左运动 D．导体棒也向右运动，只是速度比v小
【关键能力·思维进阶】
1．法拉第电磁感应定律的理解 (1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率ΔΔΦt 共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系． (2)磁通量的变化率ΔΔΦt 对应Φ t图线上某点切线的斜率． 2．应用法拉第电磁感应定律时应注意的两个问题 (1)公式E＝nΔΔΦt 求解的是一个回路中某段时间内的平均感应电动势， 在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值．
答案：D
考向2 导体棒转动切割磁感线 例 4 [2023·江苏卷]如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁 场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘．现 使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动．O、A、C点电势分别为φO、φA、 φC，则( ) A．φO>φC B．φC>φA C．φO＝φA D．φO－φA＝φA－φC
答案：A
考向3 电磁阻尼和电磁驱动 例 9 [2023·浙江1月]如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平 轴OO′，接入电阻R构成回路．导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体 杆从竖直位置拉开小角度θ静止释放，导体杆开始下摆．当R＝R0时，导体 杆振动图像如图乙所示．若横纵坐标皆采用图乙标度，则当R＝2R0时，导 体杆振动图像是( )
答案：B
下列说法正确的是( ) A．电感线圈的直流电阻不可忽略 B．断开开关S后，电灯A1、A2电流大小始终相等 C．断开开关S后，流过电灯A2的电流方向向左 D．线圈的自感系数是由线圈本身决定，与是否有铁芯无关
答案：AB
考向2 涡流现象 例 8 [2023·全国乙卷]一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如 下比较实验．用图(a)所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相 同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通．两 管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管 内下落至管的下端．实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电 流I随时间t的变化分别如图(b)和图(c)所示，分析可知( ) A. 图(c)是用玻璃管获得的图像 B．在铝管中下落，小磁体做匀变速运动 C．在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D．用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻 璃管时的短
(2)利用公式E＝nSΔΔBt 求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效 面积．
例 1 [2023·湖北卷]近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯，
其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大．如图所示，
一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为1.0 cm、1.2 cm和1.4 cm，图中
种情况灯泡中电流方向均改变
考向1 自感现象 例 6 [2023·北京卷] 如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈， P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮， Q灯正常发光，断开开关( ) A．P与Q同时熄灭 B．P比Q先熄灭 C．Q闪亮后再熄灭 D．P闪亮后再熄灭
答案：D
2．自感现象中灯泡“闪亮”与“不闪亮”的原因
项目
与线圈串联的灯泡
与线圈并联的灯泡
电路图
通电时 断电时
电流逐渐增大，灯泡逐渐变 电流突然增大，然后逐渐减小
亮
达到稳定
电路中稳态电流为I1、I2：①若
电流逐渐减小，灯泡逐渐变 I2≤I1，灯泡逐渐变暗；②若
暗，电流方向不变
I2>I1，灯泡闪亮后逐渐变暗，两
例 7 (多选)[2024·湖南校联考模拟预测]相同的电灯A1、A2和自感系 数较大的电感线圈L接入如图甲的电路中，电源电动势为E，内阻不 计．闭合开关S待电路稳定后开始计时，t1时刻断开开关S，t2时刻整 个电路的电流均为零．t1前后通过电灯A2的电流—时间(iA2t)图像如图 乙，用I1和I2分别表示开关S断开瞬间通过电灯A2的电流大小．
考点一Leabharlann 考点二考点三考点一
考点一 法拉第电磁感应定律的理解与应用 【必备知识·自主落实】
1．感应电动势 (1)概念：在___电_磁__感__应____现象中产生的电动势． (2) 产 生 条 件 ： 穿 过 回 路 的__磁__通__量__ 发 生 改 变 ， 与 电 路 是 否 闭 合 ___无__关___． (3)“方向”判断：感应电动势的方向用_楞__次_定__律__或_右__手_定__则__判断．
在电源内部由负极指向正极
2．法拉第电磁感应定律
(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量 的__变__化__率__成正比．
(2)公式：E＝nΔΔΦt ，其中n为线圈匝数． 感应电动势与匝数有关，ΔΦ与匝数无关
Δt
(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的___欧__姆___定律， 即I＝RE+r.
下列选项正确的是( ) A．若圆盘按照图示方向转动，那么平行板电容器D板电势高 B．铜盘产生的感应电动势为E感＝12B1ωL2 C．若一电子从电容器两板中间水平向右射入，恰能匀速直线运动 从右侧水平射出，则电子射入时速度为v＝B21Bω2Ld2 D．若有一带负电的小球从电容器两板中间水平向右射入，在复合 场中做匀速圆周运动又恰好从极板右侧射出，则小球的圆周运动半径 为5d
第2讲 法拉第电磁感应定律 自感现象
课程标准
素养目标
1.通过实验，理解法拉第电磁 感应定律． 2.通过实验，了解自感现象和 涡流现象． 3.能举例说明自感现象和涡流 现象在生产生活中的应用．
物理观念：法拉第电磁感应定律、 涡流、电磁驱动、电磁阻尼、自感 现象、互感现象． 科学思维：利用磁场、磁感线等模 型综合分析电磁感应问题，从能量 角度利用楞次定律分析问题，从动 量角度分析电磁感应类问题．
切割方式 垂直切割 倾斜切割
表达式
E＝Blv E＝Blv sin θ，其中θ为v与B的夹角
E＝12Bl2ω
旋转切割(以 一端为轴)
2.感应电动势“方向”判断 (1)把产生感应电动势的那部分电路或导体当作电源的内电路，那部 分导体相当于电源． (2)若电路是不闭合的，则先假设有电流通过，然后应用楞次定律或 右手定则判断出电流的方向． (3)电源内部电流的方向是由负极(低电势)流向正极(高电势)，外电路 顺着电流方向每经过一个电阻电势都要降低．
运动
导体受安培力的方向与导体运 动方向相同，推动导体运动
能量 转化
导体克服安培力做功， 其他形式的能转化为电 能，最终转化为内能
由于电磁感应，磁场能转化为 电能，通过安培力做功，电能 转化为导体的机械能，而对外 做功
相同点
两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律，都是安培力 阻碍引起感应电流的导体与磁场间的相对运动
答案：A
例 5 (多选)[2024·广东汕头统考三模]如图甲是法拉第发明的铜盘发 电机，也是人类历史上第一台发电机．利用这个发电机给平行金属板 电容器供电，如图乙．已知铜盘的半径为L，加在盘下侧的匀强磁场 磁感应强度为B1，盘匀速转动的角速度为ω，每块平行板长度为d，板 间距离也为d，板间加垂直纸面向内、磁感应强度为B2的匀强磁场．
【关键能力·思维进阶】 1．自感现象的四大特点 (1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化． (2)通电线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化． (3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体． (4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了
过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向．
当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电
流，这种电流，看起来就像水中的漩涡，所以叫涡流．
3．电磁阻尼与电磁驱动的比较
电磁阻尼
电磁驱动
由于导体在磁场中运动 由于磁场运动引起磁通量的变
成因 而产生感应电流，从而 化而产生感应电流，从而使导
使导体受到安培力
体受到安培力
不同 点
安培力的方向与导体运 效果 动方向相反，阻碍导体
4
答案：BCD
考点三
考点三 自感和涡流 电磁阻尼与电磁驱动 【必备知识·自主落实】
1．自感现象 (1)概念：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的___变__化___的磁场在 线圈本身激发出__感__应__电_动__势___，这种现象称为自感． (2)自感电动势 满足法拉第电磁感应定律 ①②定表义达：式在：E自＝感_现__L象_ΔΔ_tI中__产_．生的感应电动势叫作_自__感__电_动__势____． (3)自感系数L ①相关因素：与线圈的___大__小___、形状、匝数以及是否有铁芯有关． ②单位：亨利(H)，1 mH＝___1_0_－_3__ H，1 μH＝10－6 H． 2．涡流
(1)感应电动势E； (2)线框开始向上运动的时刻t0.
考点二
考点二 导体棒切割磁感线产生感应电动势 【必备知识·自主落实】
导体切割磁感线的情形 (1)若B、l、v相互垂直，则E＝Blv． v是导体相对磁场的速度 (2)v∥B时，E＝0. (3)公式中l为有效长度，示例图：
【关键能力·思维进阶】 1．感应电动势大小计算
线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘．若匀强磁场垂直通过此线圈，
磁感应强度变化率为103 T/s，则线圈产生的感应电动势最接近( )
A．0.30 V
B．0.44 V
C．0.59 V
D．4.3 V
答案：B
例 2 [2023·天津卷] 如图，有一正方形线框静止悬挂着，其质量为m、 电阻为R、边长为l.空间中有一个三角形磁场区域，其磁感应强度大小 为B＝kt(k>0)，方向垂直于线框所在平面向里，且线框中磁场区域的 面积为线框面积的一半，已知重力加速度为g，求：
考向1 导体棒平动切割磁感线 例 3 如图所示，水平面内光滑的平行长直金属导轨间距为L，左端 接电阻R，导轨上静止放有一金属棒．正方形虚线框内有竖直向下、 磁感应强度为B的匀强磁场，该磁场正以速度v匀速向右移动，则 () A．电阻R两端的电压恒为BLv B．电阻R中有从a向b的电流 C．导体棒以速度v向左运动 D．导体棒也向右运动，只是速度比v小
【关键能力·思维进阶】
1．法拉第电磁感应定律的理解 (1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率ΔΔΦt 共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系． (2)磁通量的变化率ΔΔΦt 对应Φ t图线上某点切线的斜率． 2．应用法拉第电磁感应定律时应注意的两个问题 (1)公式E＝nΔΔΦt 求解的是一个回路中某段时间内的平均感应电动势， 在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值．
答案：D
考向2 导体棒转动切割磁感线 例 4 [2023·江苏卷]如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁 场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘．现 使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动．O、A、C点电势分别为φO、φA、 φC，则( ) A．φO>φC B．φC>φA C．φO＝φA D．φO－φA＝φA－φC
答案：A
考向3 电磁阻尼和电磁驱动 例 9 [2023·浙江1月]如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平 轴OO′，接入电阻R构成回路．导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体 杆从竖直位置拉开小角度θ静止释放，导体杆开始下摆．当R＝R0时，导体 杆振动图像如图乙所示．若横纵坐标皆采用图乙标度，则当R＝2R0时，导 体杆振动图像是( )
答案：B
下列说法正确的是( ) A．电感线圈的直流电阻不可忽略 B．断开开关S后，电灯A1、A2电流大小始终相等 C．断开开关S后，流过电灯A2的电流方向向左 D．线圈的自感系数是由线圈本身决定，与是否有铁芯无关
答案：AB
考向2 涡流现象 例 8 [2023·全国乙卷]一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如 下比较实验．用图(a)所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相 同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通．两 管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管 内下落至管的下端．实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电 流I随时间t的变化分别如图(b)和图(c)所示，分析可知( ) A. 图(c)是用玻璃管获得的图像 B．在铝管中下落，小磁体做匀变速运动 C．在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D．用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻 璃管时的短
(2)利用公式E＝nSΔΔBt 求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效 面积．
例 1 [2023·湖北卷]近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯，
其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大．如图所示，
一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为1.0 cm、1.2 cm和1.4 cm，图中
种情况灯泡中电流方向均改变
考向1 自感现象 例 6 [2023·北京卷] 如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈， P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮， Q灯正常发光，断开开关( ) A．P与Q同时熄灭 B．P比Q先熄灭 C．Q闪亮后再熄灭 D．P闪亮后再熄灭
答案：D
2．自感现象中灯泡“闪亮”与“不闪亮”的原因
项目
与线圈串联的灯泡
与线圈并联的灯泡
电路图
通电时 断电时
电流逐渐增大，灯泡逐渐变 电流突然增大，然后逐渐减小
亮
达到稳定
电路中稳态电流为I1、I2：①若
电流逐渐减小，灯泡逐渐变 I2≤I1，灯泡逐渐变暗；②若
暗，电流方向不变
I2>I1，灯泡闪亮后逐渐变暗，两