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專題 24 法拉第電磁感應定律的理解及應用
考點 考情 命題方向
考點 法拉第 2024 年高考甘肅卷 法拉第電磁感應定律是電磁感
電磁感應定律 2024 年高考廣東卷 應的核心知識點，年年考查，
2024 年高考北京卷 一般與安培力、動力學、功和
2023 年高考湖北卷 能結合考查。
2023 高考江蘇卷
2022 年高考天津卷
題型一 對法拉第電磁感應定律的理解及應用
1．感應電動勢
(1)感應電動勢：在電磁感應現象中產生的電動勢．產生感應電動勢的那部分導體就相當于電源，導
體的電阻相當于電源內阻．
E
(2)感應電流與感應電動勢的關系：遵循閉合電路歐姆定律，即 I＝ .
R＋r
2．感應電動勢大小的決定因素
ΔΦ
(1)感應電動勢的大小由穿過閉合電路的磁通量的變化率 和線圈的匝數共同決定，而與磁通量 Φ、
Δt
磁通量的變化量 ΔΦ 的大小沒有必然聯系．
ΔB·S B·ΔS
(2)當 ΔΦ 僅由 B 的變化引起時，則 E＝n ；當 ΔΦ 僅由 S 的變化引起時，則 E＝n ；當 ΔΦ
Δt Δt
B2S2－B1S1 ΔB·ΔS
由 B、S 的變化同時引起時，則 E＝n ≠n .
Δt Δt
ΔΦ
3．磁通量的變化率 是 Φ－t 圖象上某點切線的斜率．
Δt
[模型演練1] （2024 泰州模擬）如圖所示，正三角形 ABC 區域存在方向垂直紙面向里、大小隨時
間均勻增加的磁場。以三角形頂點 C 為圓心，粗細均勻的銅導線制成圓形線圈平行于紙面固定
放置，則下列說法正確的是（　　）
A．線圈中感應電流的方向為順時針
B．線圈有擴張趨勢
C．線圈所受安培力方向與 AB 邊垂直
D．增加線圈匝數，線圈中感應電流變小
【解答】解：AB、磁場垂直紙面向里，磁感應強度增大，穿過線圈的磁通量增加，根據楞次定律
可知，感應電流的方向為逆時針。因感應電流的磁場要阻礙磁通量的變化，所以線圈有收縮趨勢，
故 AB 錯誤；
C、線圈的有效長度與 AB 邊平行，根據左手定則可知，線圈所受安培力方向與 AB 邊垂直，故 C
正確；
D、設 B＝kt（k＞0，且為常數），圓形線圈的半徑為 l，電阻為 R。
根據法拉第電磁感應定律有

E = N = = =
2
磁場的有效面積為S = 6
2
感應電流的大小為I = = = 6
可知增加線圈匝數 N，則線圈中感應電流變大，故 D 錯誤。
故選：C。
[模型演練2] （2024 唐山一模）用一條均勻直導線繞成如圖所示的閉合回路，平行紙面放置，小圓
環半徑為 R，大圓環半徑為 4R，整個回路處于垂直紙面向外的磁場中，磁場強度大小隨時間的
變化規律為 B＝kt（k＞0），則閉合回路產生的感應電動勢大小為（　　）
A．kπR2 B．7kπR2 C．13kπR2 D．19kπR2
【解答】解：由法拉第電磁感應定律得

E = = = kS
根據楞次定律可知，三個小圓環中的感應電動勢與大圓環中的感應電動勢方向相反，可知回路中
產生的感應電動勢大小為
E＝kπ（4R）2﹣3×kπR2＝13kπR2，故 ABD 錯誤，C 正確。
故選：C。
[模型演練3] （2024 江蘇二模）如圖所示，半徑為 r2 的圓形單匝線圈中央有半徑為 r1 的有界勻強
磁場，磁感應強度隨時間變化關系為 B＝B0+kt（k＞0），線圈電阻為 R，則磁感應強度從 B0 增
大到 2B0 時間內（　　）
A．線圈面積有縮小的趨勢
B．線圈中電子沿逆時針方向定向移動
2 4
C 0 1．線圈中產生的焦耳熱為
2
D 0 2．通過導線橫截面電荷量為
【解答】解：A.線圈未在磁場中，不受力，沒有縮小或擴張的趨勢，故 A 錯誤；
B.根據楞次定律和右手定則可知，線圈中感應電流為逆時針方向，因此電子運動方向為順時針，
故 B 錯誤；

C.線圈中的感應電動勢為 E = = kπ
2
1
2
變化過程中產生的焦耳熱為 Q = t
0
由于 t = =
2 4
聯立可得 Q = 0 1
故 C 正確；

D.通過導線的電荷量為 q＝It = t
2
q = 0 1可得
故 D 錯誤。
故選：C。
[模型演練4] （2024 下城區校級模擬）在豎直方向的勻強磁場中，水平放置一閉合金屬圓環，面積
為 S，電阻為 R。規定圓環中電流的正方向如圖甲所示，磁場向上為正。當磁感應強度 B 隨時
間 t 按圖乙變化時，下列說法正確的是（　　）
A．0～1s 內感應電流的磁場在圓環圓心處的方向向上
B．1～2s 內通過圓環的感應電流的方向與圖甲所示方向相反
0
C．0～2s 內線圈中產生的感應電動勢為 2
2 2 2
D．2～4s 0內線圈中產生的焦耳熱為
【解答】解：A、0～1s 內磁場向下減小，根據楞次定律可知感應電流的磁場在圓環圓心處的方向
向下，故 A 錯誤；
B、1～2s 內磁場向上增大，根據楞次定律可知感應電流的磁場在圓環圓心處的方向向下，所以感
應電流方向與圖甲所示方向相同，故 B 錯誤；

C、根據法拉第電磁感應定律有：E＝n = ns ，0～2s 內線圈中產生的感應電動勢為 E＝B0S，
故 C 錯誤；
2
D、同 C 選項可知在 2～4s 內線圈中的感應電動勢為 E＝B0S，焦耳熱 P = t，解得：P =
2 20 2
，故 D 正確；
故選：D。
題型二 導體切割磁感線產生感應電動勢
1．公式 E＝Blv 的使用條件
(1)勻強磁場．
(2)B、l、v 三者相互垂直．
(3)如不垂直，用公式 E＝Blvsin θ 求解，θ 為 B 與 v 方向間的夾角．
2．“瞬時性”的理解
(1)若 v 為瞬時速度，則 E 為瞬時感應電動勢．
(2)若 v 為平均速度，則 E 為平均感應電動勢．
3．切割的“有效長度”
公式中的 l 為有效切割長度，即導體在與 v 垂直的方向上的投影長度．圖 4 中有效長度分別為：
圖 4
甲圖：l＝cdsin β；
乙圖：沿 v1方向運動時，l＝MN；沿 v2方向運動時，l＝0.
丙圖：沿 v1方向運動時，l＝ 2R；沿 v2方向運動時，l＝0；沿 v3方向運動時，l＝R.
4．“相對性”的理解
E＝Blv 中的速度 v 是相對于磁場的速度，若磁場也運動，應注意速度間的相對關系．
類型 1 平動切割磁感線
[模型演練5] （2024 蘇州校級二模）如圖所示，空間中存在勻強磁場 B，方向垂直紙面向里。一長
度為 l 的銅棒以速度 v 向右勻速運動，速度方向與銅棒之間的夾角為 30°，則銅棒 ab 兩端的電
勢差 Uab 為（　　）
1 1
A．Blv B．﹣Blv C．2 D． ― 2
【解答】解：銅棒 ab 切割磁感線產生感應電動勢，銅棒 ab 相當于電源，根據右手定則可知 a 端
相當于電源的負極，b 端相當于電源的正極，則 a 端的電勢低于 b 端的電勢，根據法拉第電磁感
1
應定律可得U = ― = ― 30° = ― 2 ，故 ABC 錯誤，D 正確。
故選：D。
[模型演練6] （2024 重慶模擬）如圖所示，金屬框 abcd 置于水平絕緣平臺上，ab 和 dc 邊平行，
和 bc 邊垂直。ab、dc 足夠長，整個金屬框電阻可忽略，一根具有一定電阻的導體棒 MN 置于
金屬框上，用水平恒力 F 向右拉動金屬框，運動過程中，裝置始終處于豎直向下的勻強磁場中，
MN 與金屬框保持良好接觸，且與 bc 邊保持平行，不計一切摩擦。則（　　）
A．金屬框的速度逐漸增大，最終趨于恒定
B．金屬框的加速度逐漸減小，最終為零
C．導體棒所受安培力逐漸增大，最終趨于恒定
D．導體棒到金屬框 bc 邊的距離逐漸增大，最終趨于恒定
【解答】解：設金屬框的質量為 M、導體棒的質量為 m，導體棒的電阻為 R。
ABC、當金屬框在恒力 F 作用下向右加速時，bc 邊產生從 c 向 b 的感應電流，線框的加速度為
a1，對線框，由牛頓第二定律得：F﹣BIL＝Ma1，導體棒 MN 中感應電流從 M 向 N，在感應電流
安培力作用下向右加速，加速度為 a2，對導體棒 MN，由牛頓第二定律得：BIL＝ma2，當線框和
( 1 2)
導體棒 MN 都運動后，線框速度為 v1，MN 速度為 v2，感應電流為：I = ，感應電流

從 0 開始增大，則 a2 從零開始增加，a1 從 開始減小，當 a1＝a2＝a，速度之差恒定，電流不變，
此后金屬框與 MN 的速度差維持不變，加速度不變，v﹣t 圖象如圖所示：
所以金屬框的速度逐漸增大，加速度逐漸減小，最后做勻加速直線運動；導體棒所受安培力逐漸
增大，最終趨于恒定，故 AB 錯誤、C 正確；
D、MN 與金屬框的速度差不變，但 MN 的速度小于金屬框速，MN 到金屬框 bc 邊的距離越來越
大，故 D 錯誤。
故選：C。
[模型演練7] （2024 沙坪壩區校級模擬）如圖所示，一“＜”形的光滑金屬導軌 AOC，OA＝OC＝
d，∠AOC＝60°，單位長度的電阻為 R0。整個裝置豎直固定放置于磁感應強度大小為 B、方
向垂直紙面向里的勻強磁場中。一質量為 m、電阻不計且長也為 d 的金屬棒平行于 AC 連線放
置，O 在金屬棒的中點，從 O 端開始在一水平外力作用下以速度 v0 水平向右勻速運動至 A、C
端點，整個運動過程中金屬棒與導軌接觸良好。關于金屬棒運動的整個過程中（不含 O 點），
下列說法正確的是（　　）
A．通過金屬棒的電流不變
B．感應電流方向為順時針方向
C．A、C 兩點的電勢始終有 φA＜φC
3
D．整個過程中通過金屬棒的電荷量為 8
【解答】解：B.根據右手定則可知感應電流方向為逆時針方向，故 B 錯誤；
C.金屬棒的上端為等效電源的正極，下端為負極，始終有 φA＞φC，故 C 錯誤；
2 30° 0
A.設金屬棒運動的距離為 x，可知金屬棒產生的感應電流 I = 2
30° 0
0
得 I = 2 ，為定值，故 A 正確；0
0 30° 3
D.整個過程中通過金屬棒的電荷量 q＝It = 2 = ，故 D 錯誤。0 0 4 0
故選：A。
類型 2 轉動切割磁感線
[模型演練8] （2023 春 包河區校級期末）如圖，合肥一中某教室墻上有一朝南的鋼窗，將鋼窗右
側向外打開 45°，在這一過程中，以推窗人的視角來看，下列說法正確的是（　　）
A．AB 邊切割地磁場過程中可以等效成一個左負右正的電源
B．鋼窗中有順時針電流
C．鋼窗有收縮趨勢
D．B 點電勢高于 C 點
【解答】解：A、合肥所在處地磁場的水平分量由南指向北，豎直分量豎直向下，將朝南的鋼窗
右側向外打開 45°，根據右手定則可知AB邊切割地磁場過程中可以等效成一個左正右負的電源，
故 A 錯誤；
BC、鋼窗右側向外打開過程，向北穿過窗戶的磁通量減少，根據楞次定律可知，鋼窗中感應電流
產生的磁場方向由南指向北，以推窗人的視角來看，感應電流為逆時針電流，同時根據“增縮減
擴”推論可知，鋼窗有擴張趨勢，故 BC 錯誤；
D、由于流過 BC 邊的感應電流方向由 B 到 C，BC 為外電路，所以 B 點電勢高于 C 點，故 D 正
確。
故選：D。
[模型演練9] （2024 濟南三模）如圖所示，半徑為 R 的半圓形閉合金屬線框可繞圓心 O 在紙面內
逆時針勻速轉動，過 O 點的邊界上方存在垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為 B，
初始時線框直徑與虛線邊界垂直。已知線框的電阻為 r，線框勻速轉動的角速度為 ω，從圖示位
置開始計時，以順時針為感應電流的正方向，下列關于線圈中的感應電流 i 隨時間 t 的變化關系
正確的是（　　）
A． B．
C． D．

【解答】解：在 0 ― 2 時間內，t 時刻有效切割長度為 L＝2Rsinωt
0 1 1
感應電動勢瞬時值為 e＝BLv = BL 2 = 2
2 = 2 (2 )
2 = 2BR2ωsin2ωt
2 2 2 2 1 2 2
感應電流瞬時值為 i = =
2 = =
sin ωt 2 （1﹣cos2ωt）
2
對 i 求導數得：i′ = ωsin2ωt，i 隨著 t 增大，i′先增大后減小，則 i﹣t 圖像切線斜率先增
大后減小；

在2 ― 時間內，磁通量不變，沒有感應電流；
3
在 ― 2 時間內，電流大小變化情況與 0 ― 2 時間內相同，方向相反；
3 2
在2 ― 時間內，線框在磁場外，沒有感應電流，故 ABC 錯誤，D 正確。
故選：D。
[模型演練10] （2024 淇濱區校級模擬）如圖所示，整個空間中存在方向垂直導軌平面向里的勻強磁
場 B，導軌間距為 l 且足夠長，左端接阻值為 R 的定值電阻，導軌電阻不計，現有一長為 2l 的
金屬棒垂直放在導軌上，在金屬棒以 O 點為軸沿順時針方向以恒定角速度 ω 轉過 60°的過程中
（金屬棒始終與導軌接觸良好，電阻不計）（　　）
A．通過定值電阻的電流方向由 b 到 a
B．轉動過程中棒兩端的電動勢大小不變
2
C．通過定值電阻的最大電流為
D 3
2
．通過定值電阻的電荷量為
8
【解答】解：A、根據右手定則可知，通過定值電阻的電流方向由 a 到 b，故 A 錯誤；
B、整個導體棒都在磁場中切割磁感線，切割長度不變，故產生感應電動勢不變，故 B 正確；
C、當金屬棒轉過 60°時，即金屬棒兩端接觸到導軌時，回路內的感應電動勢最大，且為
0 2
Em＝B 2lv = 2Bl 2 = 2Bl
2ω
則最大感應電流為
2 2
I = = ，故 C 錯誤；
D、轉過 60°的過程中，通過定值電阻的電荷量為

q = = = =

1
= = 3又ΔS 22 3 2
= 3
2
聯立解得：q ，故 D 錯誤。
2
故選：B。
類型 3 有效長度問題
[模型演練11] （2024 春 懷柔區校級期中）如圖所示的情況中，金屬導體中產生的感應電動勢不是
Blv 的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：A、由圖 A 所示可知，B⊥l⊥v，則動生電動勢為 E＝Blv，故 A 不符合題意；
B、由圖 B 所示可知，水平金屬導體不切割磁感線，只有豎直導體切割磁感線，感應電動勢為 E
＝Blv；故 B 不符合題意；
C、由圖 C 所示可知，v 與金屬導體不垂直，有效切割長度小于 l，則感應電動勢小于 Blv；故 C
符合題意；
D、由圖 D 所示可知，金屬導體切割磁感線的有效長度為 l，感應電動勢 E＝Blv，故 D 不符合題
意；
本題選產生的感應電動勢不是 Blv 的是，故選：C。
[模型演練12] （2024 春 煙臺期中）如圖所示，一根長為 L 的金屬棒 CD 在磁場方向豎直向上、磁
感應強度大小為 B 的勻強磁場中，繞豎直軸 OO1 順時針（俯視）轉動，O 為金屬棒與豎直軸的
3
交點。圓錐母線與 OO1 夾角為 30°角速度為 ω，OC = 5L，則金屬桿兩端的電勢差 UCD 為（　　）
1 1 1 1
A． 220BωL B． ― 20BωL
2 C．40BωL
2 D． ― 240BωL
【解答】解：根據導體棒切割磁感線產生感應電動勢的公式，得到金屬桿兩端的電勢差為：
1 3 1 2 1
UCD＝UCO+UOD = ― 2B（5 sin30°）
2ω + 2B（5Lsin30°）
2ω = ― 240BωL ，故 ABC 錯誤，D
正確。
故選：D。
[模型演練13] （2024 春 錫山區校級期中）半徑分別為 r 和 2r 的同心半圓導軌 MN、PQ 固定在同一
水平面內，一長為 r、電阻為 R 的導體棒 AB 置于半圓軌道上面，BA 的延長線通過導軌的圓心
O，裝置的俯視圖如圖所示。整個裝置位于磁感應強度大小為 B、方向豎直向下的勻強磁場中。
在 N、Q 之間接有一阻值也為 R 的電阻。導體棒 AB 以角速度 ω 繞 O 順時針勻速轉動，在轉動
過程中始終與導軌保持良好接觸。導軌電阻不計，則下列說法正確的是（　　）
A．導體棒 A 端相當于電源正極
B．導體棒中的電流方向為 B→A
3 2
C．導體棒 AB 兩端的電壓大小為 4
D．若導體棒不動，要產生同方向的感應電流，可使磁感應強度增強
【解答】解：AB、導體棒旋轉切割磁感線產生感應電動勢相當于電源，由右手定則可知，導體棒
中感應電流的方向是從 A 端流向 B 端，A 點相當于電源負極，B 點相當于電源正極，故 AB 錯誤；
2 3
C、AB 棒產生的感應電動勢為 E＝Brv = Br 2 = 2Br
2ω，導體棒 AB 兩端的電壓大小為
3
U = 2 = 4
2 ，故 C 正確；
D、若導體棒不動，使磁感應強度增強，穿過回路的磁通量向里增加，根據楞次定律可得導體棒
中感應電流的方向由 B 端流向 A 端，同理可知，要產生同方向的感應電流，可使磁感應強度減小，
故 D 錯誤。
故選：C。
[模型演練14] （2023 秋 攀枝花期末）如圖所示，在邊長為 2l 的正三角形 ABC 區域內有垂直紙面向
外的勻強磁場，一邊長為 l 的菱形單匝金屬線框 abcd 的底邊與 BC 在同一直線上，菱形線框的
∠c＝60°。使線框保持恒定的速度沿平行于 BC 方向勻速穿過磁場區域。以 ab 邊剛進磁場時
為零時刻，規定導線框中感應電流沿順時針方向時為正，則感應電流 i 與時間 t 的關系圖線可能
正確的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：線框進入磁場時，根據楞次定律可以判斷出感應電流的方向為順時針，所以感應電
流為正值，由于 ab 邊與 AB 邊平行，所以 ab 邊進入磁場后線框切割磁感線的有效長度一直為：
l' = lsin60 = 3
2
根據動生電動勢公式有：E＝Bl′v

線框中的電流為：I =
可知，有效切割長度不變，電流都不變。
線框全部進入磁場后，由幾何關系可知，a 點即將從 AC 邊穿出，在穿出磁場過程中根據楞次定
律，可判斷出感應電流方向為逆時針，所以電流為負值。
線框在穿出磁場的過程中有效切割長度從 0 開始增大到 l′后又逐漸減小到 0，
根據動生電動勢公式有：E＝Bl′v

線框中的電流：I = ，可知，電流先增大后減小。故 ACD 錯誤，B 正確。
故選：B。
題型三 自感現象
1．自感現象
(1)概念：由于導體本身的電流變化而產生的電磁感應現象稱為自感，由于自感而產生的感應電動勢
叫做自感電動勢．
ΔI
(2)表達式：E＝L .
Δt
(3)自感系數 L 的影響因素：與線圈的大小、形狀、匝數以及是否有鐵芯有關．
2．自感現象“阻礙”作用的理解
(1)流過線圈的電流增加時，線圈中產生的自感電動勢與電流方向相反，阻礙電流的增加，使其緩慢
地增加．
(2)流過線圈的電流減小時，線圈中產生的自感電動勢與電流方向相同，阻礙電流的減小，使其緩慢
地減小．
線圈就相當于電源，它提供的電流從原來的 IL 逐漸變小．
3．自感現象的四大特點
(1)自感電動勢總是阻礙導體中原電流的變化．
(2)通過線圈中的電流不能發生突變，只能緩慢變化．
(3)電流穩定時，自感線圈就相當于普通導體．
(4)線圈的自感系數越大，自感現象越明顯，自感電動勢只是延緩了過程的進行，但它不能使過程停
止，更不能使過程反向．
4．斷電自感中，燈泡是否閃亮問題
(1)通過燈泡的自感電流大于原電流時，燈泡閃亮．
(2)通過燈泡的自感電流小于或等于原電流時，燈泡不會閃亮．
[模型演練15] （2024 重慶模擬）如圖甲為手機正在進行無線充電，無線充電的原理圖如圖乙所示，
充電器和手機各有一個線圈，充電器端的叫發射線圈（匝數為 n1），手機端的叫接收線圈（匝
數為 n2），兩線圈面積均為 S，在Δt 內發射線圈產生磁場的磁感應強度增加量為ΔB。磁場可
視為垂直穿過線圈。下列說法正確的是（　　）
A．手機端的接收線圈 b 點的電勢低于 a 點
2
B．手機端的接收線圈 a 和 b 間的電勢差值為
C．接收線圈和發射線圈是通過自感實現能量傳遞
D．增加 c、d 間電流的變化率，接收線圈 a 和 b 間的電勢差始終不變
【解答】解：A．由楞次定律得，電流從 a 流向 b，線圈是電源，在內電路電流由低電勢流向高
電勢，所以手機端的接收線圈 b 點的電勢高于 a 點，故 A 錯誤；
B．手機端的接收線圈 a 和 b 間的電勢差值為 Uba，由法拉第電磁感應定律得：

U = 2
故 B 正確；
C．無線充電利用的是電磁感應原理，所以送電線圈和受電線圈通過互感現象實現能量傳遞，故
C 錯誤；
D．增加 c、d 間電流的變化率，將會使磁場的變化率增加，根據法拉第電磁感應定律可知，接收
線圈 a 和 b 間的電勢差變大，故 D 錯誤。
故選：B。
[模型演練16] （2024 春 成都期末）如圖所示，電路中 A、B 是兩個完全相同的燈泡，L 是一個自感
系數很大、電阻可忽略的自感線圈，C 是電容很大的電容器。在 S 剛閉合時與閉合足夠長時間
之后，A、B 兩燈泡的發光情況是（　　）
A．S 剛閉合時，B 亮一下又逐漸變暗
B．S 剛閉合時，A 亮一下又逐漸熄滅
C．S 閉合足夠長時間后，A 和 B 一樣亮
D．S 閉合足夠長時間后，A、B 都熄滅
【解答】解：開關剛閉合時，由于線圈自感系數很大，對電流阻礙作用很強，相當于斷路，B 燈
與電容并聯后與 A 燈串聯，所以兩燈瞬間都亮，但由于線圈電阻可忽略，S 閉合足夠長時間后，
線圈相當于導線，燈泡 A 被短路而熄滅，B 燈中電流增大，所以 A 亮一下又逐漸變暗，燈泡 B
亮度增大，故 B 正確，ACD 錯誤。
故選：B。
[模型演練17] （2024 春 南岸區校級期中）如圖所示，兩個完全相同的燈泡 A、B 與定值電阻的阻值
均為 R，L 為自感系數很大的線圈，其直流電阻也是 R。下列說法中正確的是（　　）
A．S 閉合時，B 燈先亮，穩定后 A 燈比 B 燈亮
B．S 閉合時，B 燈先亮，穩定后兩燈一樣亮
C．S 由通路斷開時，A 燈逐漸熄滅，B 燈立即熄滅
D．S 由通路斷開時，B 燈會閃亮一下再逐漸熄滅
【解答】解：A、閉合開關的瞬間，B 燈立即正常發光，A 燈所在電路上線圈產生自感電動勢，
阻礙電流的增大，電流只能逐漸增大，A 燈逐漸變亮；A 燈支路的電流增大，則電源消耗的內電
壓增大，所以 B 燈逐漸變暗；待電路穩定后由于兩個支路的電阻值相等，所以流過兩個支路的電
流相等，兩燈一樣亮，故 A 錯誤，B 正確。
CD、閉合開關，待電路穩定后流過兩個支路的電流相等；斷開開關，L 中產生自感電動勢，相當
于電源，電流從穩定時的電流值開始減小，A、B 兩燈串聯，A 的電流不會增大，所以兩燈都逐
漸變暗，B 燈不會閃亮一下，故 CD 錯誤。
故選：B。
[模型演練18] （2024 北京）電荷量 Q、電壓 U、電流 I 和磁通量 Φ 是電磁學中重要的物理量，其中
特定的兩個物理量之比可用來描述電容器、電阻、電感三種電磁學元件的屬性，如圖所示。類
似地，上世紀七十年代有科學家預言 Φ 和 Q 之比可能也是一種電磁學元件的屬性，并將此元件
命名為“憶阻器”，近年來實驗室已研制出了多種類型的“憶阻器”。由于“憶阻器”對電阻的
記憶特性，其在信息存儲、人工智能等領域具有廣闊的應用前景。下列說法錯誤的是（　　）
A．QU 的單位和 ΦI 的單位不同
B．在國際單位制中，圖中所定義的 M 的單位是歐姆

C．可以用 來描述物體的導電性質

D．根據圖中電感 L 的定義和法拉第電磁感應定律可以推導出自感電動勢的表達式E = L

【解答】解：A、由法拉第電磁感應定律：E = ，可知 Φ 的單位為 V s，所以 ΦI 的單位為 V
A s。由 Q＝It，可知 Q 的單位為 A s，則 QU 的單位相同為 V A s，可見 QU 的單位和 ΦI 的單
位是相同的，故 A 錯誤；

B、圖中 M 的定義式為：M = ，那么 M 的單位為： = / ，電阻的單位也是 V/A，因此在
國際單位制中，圖中 M 的單位為歐姆，故 B 正確；
1
C、由歐姆定律可得： = ，當導體的兩端電壓 U 不變時，通過的電流越大，導體的電阻越小，

說明物體導電能力越大，因此可以用 來描述物體的導電性質，C 正確；

D、根據電感的定義式：L = = ，法拉第電磁感應定律：E = ，聯立解得：E = L ，故 D
正確。
本題選擇說法錯誤的，故選：A。
題型四 渦流 電磁阻尼和電磁驅動
一、渦流
1.渦流：當線圈中的電流隨時間變化時，線圈附近的任何導體中都會產生感應電流，電流在導體中
組成閉合回路，很像水中的旋渦，所以把它叫做渦電流，簡稱渦流.
ΔB
2.渦流大小的決定因素：磁場變化越快( 越大)，導體的橫截面積 S 越大，導體材料的電阻率越小，
Δt
形成的渦流就越大.
二、電磁阻尼
當導體在磁場中運動時，導體中產生的感應電流會使導體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導體
的運動，這種現象稱為電磁阻尼.
三、電磁驅動
若磁場相對導體轉動，在導體中會產生感應電流，感應電流使導體受到安培力的作用，安培力使導
體運動起來，這種作用常常稱為電磁驅動.
[模型演練19] （2024 松江區校級三模）渦流、電磁驅動和電磁阻尼都是電磁感應現象，三者常常有
緊密聯系。下列說法正確的是（　　）
A．圖甲中，如果在上下振動的磁鐵下固定一個鋁板，磁鐵會很快靜止下來，這屬于電磁阻尼現
象
B．圖甲中，如果在上下振動的磁鐵下固定一個鋁板，磁鐵振動時，鋁板中會產生渦流，渦流對
磁鐵總有排斥作用
C．圖乙中，豎直放置的蹄形磁鐵轉動后，同軸的閉合線圈會同向轉動，這屬于電磁阻尼現象
D．圖乙中，蹄形磁鐵勻速轉動時間足夠長，閉合線圈的轉速可以大于蹄形磁鐵的轉速
【解答】解：AB.磁鐵上下運動中，穿過鋁板磁通量發生變化，產生感應電流，根據楞次定律可
知，向下振動時，相互排斥，向上運動時相互吸引，屬于電磁阻尼現象，故 A 正確，B 錯誤；
C.豎直放置的蹄形磁鐵轉動后，同軸的閉合線圈由于阻礙其相對運動，會同向轉動，這就是電磁
驅動現象，故 C 錯誤；
D.如果閉合線圈的轉速超過蹄形磁鐵的轉速，則穿過線圈的磁通量就會增大，與楞次定律相矛盾，
所以閉合線圈的轉速一定小于蹄形磁鐵的轉速，故 D 錯誤。
故選：A。
[模型演練20] （2024 春 常州期中）如圖，質量為 1kg 的方形鋁管靜置在足夠大的絕緣水平面上，
現使質量為 2kg 的條形磁鐵（條形磁鐵橫截面比鋁管管內橫截面小）以 v＝6m/s 的水平初速度
自左向右穿過鋁管，忽略一切摩擦，不計管壁厚度。則（　　）
A．磁鐵穿過鋁管過程中，鋁管受到的安培力可能先水平向左后水平向右
B．磁鐵穿過鋁管后，鋁管速度可能為 5m/s
C．磁鐵穿過鋁管時的速度不小于 4m/s
D．磁鐵穿過鋁管過程所產生的熱量可能達到 15J
【解答】解：A.磁鐵穿過鋁管的過程中，根據“來拒去留”的思路分析，鋁管受到的安培力一直
向右的方向，故 A 錯誤；
B.根據題意，磁鐵和鋁管組成的系統在水平方向作用時滿足動量守恒定律，規定向右的方向為正
方向，有 m 磁 v＝m 磁 v 磁+m 鋁 v 鋁，代入數據 2×6＝2v 磁+1×5，得 v 磁＝3.5m/s＜5m/s，不符合題
意，故 B 錯誤；
C.根據動量守恒定律，規定向右的方向為正方向，假設磁鐵和鋁管共速，有 m 磁 v＝（m 磁+m 鋁）
v 共，代入數據解得 v 共＝4m/s，題中給定的條件是磁鐵穿過鋁管，說明磁鐵的速度要大于這個速
度，鋁管的速度就會小于這個速度，故 C 正確；
1 1
D.假設磁鐵和鋁管最終共速，則產生的熱量最多，此時產生的熱量為 Qm = 2m 磁 v
2 ― 2（m 磁+m 鋁）
v2共，代入數據解得 Qm＝12J，實際上因為磁鐵穿過了鋁管，故能量損失沒有達到 12J，所以產生
的熱量也不可能大于 12J，故 D 錯誤。
故選：C。
[模型演練21] （2024 延邊州一模）物理學中有很多關于圓盤的實驗，第一個是法拉第圓盤，圓盤全
部處于磁場區域，可繞中心軸轉動，通過導線將圓盤圓心和邊緣與外面電阻相連。第二個是阿
拉果圓盤，將一銅圓盤水平放置，圓盤可繞中心軸自由轉動，在其中心正上方用柔軟細線懸掛
一枚可以自由旋轉的磁針，第三個是費曼圓盤，一塊水平放置的絕緣體圓盤可繞過其中心的豎
直軸自由轉動，在圓盤的中部有一個線圈，圓盤的邊緣固定著若干帶負電的金屬小球。以下說
法正確的是（　　）
A．法拉第圓盤在轉動過程中，圓盤中磁通量不變，有感應電動勢，無感應電流
B．阿拉果圓盤實驗中，轉動圓盤，小磁針會同向轉動，轉動小磁針，圓盤也會同向轉動
C．費曼圓盤中，當開關閉合的一瞬間，圓盤會逆時針（俯視）轉動
D．法拉第圓盤和阿拉果圓盤都是電磁驅動的表現
【解答】解：A．圓盤運動過程中，圓盤中磁通量不變，但沿半徑方向的金屬條在切割磁感線，
在圓心和邊緣之間產生了感應電動勢，會產生感應電流，故 A 錯誤；
B．阿拉果圓盤實驗中，轉動圓盤或小磁針，都產生感應電流，根據楞次定律的推論，感應電流
的磁場總要阻礙相對運動，因安培力的作用，另個物體也會跟著轉動，屬于電磁驅動，故 B 正確；
C．開關閉合瞬間，線圈產生向下的磁場且強度在增加，再根據電磁場理論可知，產生逆時針方
向的電場，負電荷受到的電場力與電場方向相反，則有順時針電場力，圓盤會順時針（俯視）轉
動，故 C 錯誤；
D．如果磁場相對于導體運動，在導體中會產生感應電流，感應電流使導體受到安培力的作用，
安培力使導體運動起來，這種作用就是電磁驅動，顯然法拉第圓盤是機械能轉化為電能的過程，
并不是電磁驅動，故 D 錯誤。
故選：B。
[模型演練22] （2024 春 溫州期末）高達 632 米的上海中心大廈，在工程師的巧妙設計下，它能抵
擋 15 級大風，位于第 126 層的“電渦流擺設式調諧質量阻尼器”起到了關鍵作用。這款阻尼器
由我國自主研發，重達 1000 噸，在大廈受到風力作用搖晃時，阻尼器質量塊的由于慣性產生反
向擺動，在質量塊下方圓盤狀的永磁體與樓體地板正對，由于電磁感應產生渦流，從而使大廈
減振減擺，其簡化示意圖如圖所示。下列關于該阻尼器的說法正確的是（　　）
A．質量塊下方相對的地板可以是導體也可以是絕緣體，對減振效果沒有影響
B．阻尼器的振動頻率取決于自身的固有頻率
C．大廈受到風力作用搖晃時，阻尼器質量塊的振動頻率小于大廈的搖晃頻率
D．地板隨大廈搖晃時，在地板內產生渦流，使大廈搖晃的機械能最終轉化為熱能
【解答】解：A、根據題意，該阻尼器依靠電磁感應原理產生渦流實現減振，地板必須是導體才
行，故 A 錯誤；
BC、該阻尼器是在大廈受到風力作用搖晃時由于慣性反向擺動來工作的，屬于受迫振動，所以其
振動頻率等于大廈搖晃的頻率，故 BC 錯誤；
D、質量塊與地板發生相對運動，相當于地板在切割永磁體的磁場，從而在地板內部產生渦流，
即大廈搖晃的機械能轉化成了電能，并通過渦流產生熱能耗散掉，故 D 正確。
故選：D。專題 24 法拉第電磁感應定律的理解及應用
考點 考情 命題方向
考點 法拉第 2024 年高考甘肅卷 法拉第電磁感應定律是電磁感
電磁感應定律 2024 年高考廣東卷 應的核心知識點，年年考查，
2024 年高考北京卷 一般與安培力、動力學、功和
2023 年高考湖北卷 能結合考查。
2023 高考江蘇卷
2022 年高考天津卷
題型一 對法拉第電磁感應定律的理解及應用
1．感應電動勢
(1)感應電動勢：在電磁感應現象中產生的電動勢．產生感應電動勢的那部分導體就相當于電源，導
體的電阻相當于電源內阻．
E
(2)感應電流與感應電動勢的關系：遵循閉合電路歐姆定律，即 I＝ .
R＋r
2．感應電動勢大小的決定因素
ΔΦ
(1)感應電動勢的大小由穿過閉合電路的磁通量的變化率 和線圈的匝數共同決定，而與磁通量 Φ、
Δt
磁通量的變化量 ΔΦ 的大小沒有必然聯系．
ΔB·S B·ΔS
(2)當 ΔΦ 僅由 B 的變化引起時，則 E＝n ；當 ΔΦ 僅由 S 的變化引起時，則 E＝n ；當 ΔΦ
Δt Δt
B2S2－B1S1 ΔB·ΔS
由 B、S 的變化同時引起時，則 E＝n ≠n .
Δt Δt
ΔΦ
3．磁通量的變化率 是 Φ－t 圖象上某點切線的斜率．
Δt
[模型演練1] （2024 泰州模擬）如圖所示，正三角形 ABC 區域存在方向垂直紙面向里、大小隨時
間均勻增加的磁場。以三角形頂點 C 為圓心，粗細均勻的銅導線制成圓形線圈平行于紙面固定
放置，則下列說法正確的是（　　）
A．線圈中感應電流的方向為順時針
B．線圈有擴張趨勢
C．線圈所受安培力方向與 AB 邊垂直
D．增加線圈匝數，線圈中感應電流變小
[模型演練2] （2024 唐山一模）用一條均勻直導線繞成如圖所示的閉合回路，平行紙面放置，小圓
環半徑為 R，大圓環半徑為 4R，整個回路處于垂直紙面向外的磁場中，磁場強度大小隨時間的
變化規律為 B＝kt（k＞0），則閉合回路產生的感應電動勢大小為（　　）
A．kπR2 B．7kπR2 C．13kπR2 D．19kπR2
[模型演練3] （2024 江蘇二模）如圖所示，半徑為 r2 的圓形單匝線圈中央有半徑為 r1 的有界勻強
磁場，磁感應強度隨時間變化關系為 B＝B0+kt（k＞0），線圈電阻為 R，則磁感應強度從 B0 增
大到 2B0 時間內（　　）
A．線圈面積有縮小的趨勢
B．線圈中電子沿逆時針方向定向移動
2 4
C 0 1．線圈中產生的焦耳熱為
2
D 0 2．通過導線橫截面電荷量為
[模型演練4] （2024 下城區校級模擬）在豎直方向的勻強磁場中，水平放置一閉合金屬圓環，面積
為 S，電阻為 R。規定圓環中電流的正方向如圖甲所示，磁場向上為正。當磁感應強度 B 隨時
間 t 按圖乙變化時，下列說法正確的是（　　）
A．0～1s 內感應電流的磁場在圓環圓心處的方向向上
B．1～2s 內通過圓環的感應電流的方向與圖甲所示方向相反
0
C．0～2s 內線圈中產生的感應電動勢為 2
2 2
D 2 4s 0
2
． ～ 內線圈中產生的焦耳熱為
題型二 導體切割磁感線產生感應電動勢
1．公式 E＝Blv 的使用條件
(1)勻強磁場．
(2)B、l、v 三者相互垂直．
(3)如不垂直，用公式 E＝Blvsin θ 求解，θ 為 B 與 v 方向間的夾角．
2．“瞬時性”的理解
(1)若 v 為瞬時速度，則 E 為瞬時感應電動勢．
(2)若 v 為平均速度，則 E 為平均感應電動勢．
3．切割的“有效長度”
公式中的 l 為有效切割長度，即導體在與 v 垂直的方向上的投影長度．圖 4 中有效長度分別為：
圖 4
甲圖：l＝cdsin β；
乙圖：沿 v1方向運動時，l＝MN；沿 v2方向運動時，l＝0.
丙圖：沿 v1方向運動時，l＝ 2R；沿 v2方向運動時，l＝0；沿 v3方向運動時，l＝R.
4．“相對性”的理解
E＝Blv 中的速度 v 是相對于磁場的速度，若磁場也運動，應注意速度間的相對關系．
類型 1 平動切割磁感線
[模型演練5] （2024 蘇州校級二模）如圖所示，空間中存在勻強磁場 B，方向垂直紙面向里。一長
度為 l 的銅棒以速度 v 向右勻速運動，速度方向與銅棒之間的夾角為 30°，則銅棒 ab 兩端的電
勢差 Uab 為（　　）
1 1
A．Blv B．﹣Blv C．2 D． ― 2
[模型演練6] （2024 重慶模擬）如圖所示，金屬框 abcd 置于水平絕緣平臺上，ab 和 dc 邊平行，
和 bc 邊垂直。ab、dc 足夠長，整個金屬框電阻可忽略，一根具有一定電阻的導體棒 MN 置于
金屬框上，用水平恒力 F 向右拉動金屬框，運動過程中，裝置始終處于豎直向下的勻強磁場中，
MN 與金屬框保持良好接觸，且與 bc 邊保持平行，不計一切摩擦。則（　　）
A．金屬框的速度逐漸增大，最終趨于恒定
B．金屬框的加速度逐漸減小，最終為零
C．導體棒所受安培力逐漸增大，最終趨于恒定
D．導體棒到金屬框 bc 邊的距離逐漸增大，最終趨于恒定
[模型演練7] （2024 沙坪壩區校級模擬）如圖所示，一“＜”形的光滑金屬導軌 AOC，OA＝OC＝
d，∠AOC＝60°，單位長度的電阻為 R0。整個裝置豎直固定放置于磁感應強度大小為 B、方
向垂直紙面向里的勻強磁場中。一質量為 m、電阻不計且長也為 d 的金屬棒平行于 AC 連線放
置，O 在金屬棒的中點，從 O 端開始在一水平外力作用下以速度 v0 水平向右勻速運動至 A、C
端點，整個運動過程中金屬棒與導軌接觸良好。關于金屬棒運動的整個過程中（不含 O 點），
下列說法正確的是（　　）
A．通過金屬棒的電流不變
B．感應電流方向為順時針方向
C．A、C 兩點的電勢始終有 φA＜φC
3
D．整個過程中通過金屬棒的電荷量為 8
類型 2 轉動切割磁感線
[模型演練8] （2023 春 包河區校級期末）如圖，合肥一中某教室墻上有一朝南的鋼窗，將鋼窗右
側向外打開 45°，在這一過程中，以推窗人的視角來看，下列說法正確的是（　　）
A．AB 邊切割地磁場過程中可以等效成一個左負右正的電源
B．鋼窗中有順時針電流
C．鋼窗有收縮趨勢
D．B 點電勢高于 C 點
[模型演練9] （2024 濟南三模）如圖所示，半徑為 R 的半圓形閉合金屬線框可繞圓心 O 在紙面內
逆時針勻速轉動，過 O 點的邊界上方存在垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為 B，
初始時線框直徑與虛線邊界垂直。已知線框的電阻為 r，線框勻速轉動的角速度為 ω，從圖示位
置開始計時，以順時針為感應電流的正方向，下列關于線圈中的感應電流 i 隨時間 t 的變化關系
正確的是（　　）
A． B．
C． D．
[模型演練10] （2024 淇濱區校級模擬）如圖所示，整個空間中存在方向垂直導軌平面向里的勻強磁
場 B，導軌間距為 l 且足夠長，左端接阻值為 R 的定值電阻，導軌電阻不計，現有一長為 2l 的
金屬棒垂直放在導軌上，在金屬棒以 O 點為軸沿順時針方向以恒定角速度 ω 轉過 60°的過程中
（金屬棒始終與導軌接觸良好，電阻不計）（　　）
A．通過定值電阻的電流方向由 b 到 a
B．轉動過程中棒兩端的電動勢大小不變
2
C．通過定值電阻的最大電流為
3 2D．通過定值電阻的電荷量為
8
類型 3 有效長度問題
[模型演練11] （2024 春 懷柔區校級期中）如圖所示的情況中，金屬導體中產生的感應電動勢不是
Blv 的是（　　）
A． B．
C． D．
[模型演練12] （2024 春 煙臺期中）如圖所示，一根長為 L 的金屬棒 CD 在磁場方向豎直向上、磁
感應強度大小為 B 的勻強磁場中，繞豎直軸 OO1 順時針（俯視）轉動，O 為金屬棒與豎直軸的
3
交點。圓錐母線與 OO1 夾角為 30°角速度為 ω，OC = 5L，則金屬桿兩端的電勢差 UCD 為（　　）
1 1 1 1
A．20BωL
2 B． ― 20BωL
2 C．40BωL
2 D． ― 240BωL
[模型演練13] （2024 春 錫山區校級期中）半徑分別為 r 和 2r 的同心半圓導軌 MN、PQ 固定在同一
水平面內，一長為 r、電阻為 R 的導體棒 AB 置于半圓軌道上面，BA 的延長線通過導軌的圓心
O，裝置的俯視圖如圖所示。整個裝置位于磁感應強度大小為 B、方向豎直向下的勻強磁場中。
在 N、Q 之間接有一阻值也為 R 的電阻。導體棒 AB 以角速度 ω 繞 O 順時針勻速轉動，在轉動
過程中始終與導軌保持良好接觸。導軌電阻不計，則下列說法正確的是（　　）
A．導體棒 A 端相當于電源正極
B．導體棒中的電流方向為 B→A
3 2
C．導體棒 AB 兩端的電壓大小為 4
D．若導體棒不動，要產生同方向的感應電流，可使磁感應強度增強
[模型演練14] （2023 秋 攀枝花期末）如圖所示，在邊長為 2l 的正三角形 ABC 區域內有垂直紙面向
外的勻強磁場，一邊長為 l 的菱形單匝金屬線框 abcd 的底邊與 BC 在同一直線上，菱形線框的
∠c＝60°。使線框保持恒定的速度沿平行于 BC 方向勻速穿過磁場區域。以 ab 邊剛進磁場時
為零時刻，規定導線框中感應電流沿順時針方向時為正，則感應電流 i 與時間 t 的關系圖線可能
正確的是（　　）
A． B．
C． D．
題型三 自感現象
1．自感現象
(1)概念：由于導體本身的電流變化而產生的電磁感應現象稱為自感，由于自感而產生的感應電動勢
叫做自感電動勢．
ΔI
(2)表達式：E＝L .
Δt
(3)自感系數 L 的影響因素：與線圈的大小、形狀、匝數以及是否有鐵芯有關．
2．自感現象“阻礙”作用的理解
(1)流過線圈的電流增加時，線圈中產生的自感電動勢與電流方向相反，阻礙電流的增加，使其緩慢
地增加．
(2)流過線圈的電流減小時，線圈中產生的自感電動勢與電流方向相同，阻礙電流的減小，使其緩慢
地減小．
線圈就相當于電源，它提供的電流從原來的 IL 逐漸變小．
3．自感現象的四大特點
(1)自感電動勢總是阻礙導體中原電流的變化．
(2)通過線圈中的電流不能發生突變，只能緩慢變化．
(3)電流穩定時，自感線圈就相當于普通導體．
(4)線圈的自感系數越大，自感現象越明顯，自感電動勢只是延緩了過程的進行，但它不能使過程停
止，更不能使過程反向．
4．斷電自感中，燈泡是否閃亮問題
(1)通過燈泡的自感電流大于原電流時，燈泡閃亮．
(2)通過燈泡的自感電流小于或等于原電流時，燈泡不會閃亮．
[模型演練15] （2024 重慶模擬）如圖甲為手機正在進行無線充電，無線充電的原理圖如圖乙所示，
充電器和手機各有一個線圈，充電器端的叫發射線圈（匝數為 n1），手機端的叫接收線圈（匝
數為 n2），兩線圈面積均為 S，在Δt 內發射線圈產生磁場的磁感應強度增加量為ΔB。磁場可
視為垂直穿過線圈。下列說法正確的是（　　）
A．手機端的接收線圈 b 點的電勢低于 a 點
2
B．手機端的接收線圈 a 和 b 間的電勢差值為
C．接收線圈和發射線圈是通過自感實現能量傳遞
D．增加 c、d 間電流的變化率，接收線圈 a 和 b 間的電勢差始終不變
[模型演練16] （2024 春 成都期末）如圖所示，電路中 A、B 是兩個完全相同的燈泡，L 是一個自感
系數很大、電阻可忽略的自感線圈，C 是電容很大的電容器。在 S 剛閉合時與閉合足夠長時間
之后，A、B 兩燈泡的發光情況是（　　）
A．S 剛閉合時，B 亮一下又逐漸變暗
B．S 剛閉合時，A 亮一下又逐漸熄滅
C．S 閉合足夠長時間后，A 和 B 一樣亮
D．S 閉合足夠長時間后，A、B 都熄滅
[模型演練17] （2024 春 南岸區校級期中）如圖所示，兩個完全相同的燈泡 A、B 與定值電阻的阻值
均為 R，L 為自感系數很大的線圈，其直流電阻也是 R。下列說法中正確的是（　　）
A．S 閉合時，B 燈先亮，穩定后 A 燈比 B 燈亮
B．S 閉合時，B 燈先亮，穩定后兩燈一樣亮
C．S 由通路斷開時，A 燈逐漸熄滅，B 燈立即熄滅
D．S 由通路斷開時，B 燈會閃亮一下再逐漸熄滅
[模型演練18] （2024 北京）電荷量 Q、電壓 U、電流 I 和磁通量 Φ 是電磁學中重要的物理量，其中
特定的兩個物理量之比可用來描述電容器、電阻、電感三種電磁學元件的屬性，如圖所示。類
似地，上世紀七十年代有科學家預言 Φ 和 Q 之比可能也是一種電磁學元件的屬性，并將此元件
命名為“憶阻器”，近年來實驗室已研制出了多種類型的“憶阻器”。由于“憶阻器”對電阻的
記憶特性，其在信息存儲、人工智能等領域具有廣闊的應用前景。下列說法錯誤的是（　　）
A．QU 的單位和 ΦI 的單位不同
B．在國際單位制中，圖中所定義的 M 的單位是歐姆

C．可以用 來描述物體的導電性質

D．根據圖中電感 L 的定義和法拉第電磁感應定律可以推導出自感電動勢的表達式E = L
題型四 渦流 電磁阻尼和電磁驅動
一、渦流
1.渦流：當線圈中的電流隨時間變化時，線圈附近的任何導體中都會產生感應電流，電流在導體中
組成閉合回路，很像水中的旋渦，所以把它叫做渦電流，簡稱渦流.
ΔB
2.渦流大小的決定因素：磁場變化越快( 越大)，導體的橫截面積 S 越大，導體材料的電阻率越小，
Δt
形成的渦流就越大.
二、電磁阻尼
當導體在磁場中運動時，導體中產生的感應電流會使導體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導體
的運動，這種現象稱為電磁阻尼.
三、電磁驅動
若磁場相對導體轉動，在導體中會產生感應電流，感應電流使導體受到安培力的作用，安培力使導
體運動起來，這種作用常常稱為電磁驅動.
[模型演練19] （2024 松江區校級三模）渦流、電磁驅動和電磁阻尼都是電磁感應現象，三者常常有
緊密聯系。下列說法正確的是（　　）
A．圖甲中，如果在上下振動的磁鐵下固定一個鋁板，磁鐵會很快靜止下來，這屬于電磁阻尼現
象
B．圖甲中，如果在上下振動的磁鐵下固定一個鋁板，磁鐵振動時，鋁板中會產生渦流，渦流對
磁鐵總有排斥作用
C．圖乙中，豎直放置的蹄形磁鐵轉動后，同軸的閉合線圈會同向轉動，這屬于電磁阻尼現象
D．圖乙中，蹄形磁鐵勻速轉動時間足夠長，閉合線圈的轉速可以大于蹄形磁鐵的轉速
[模型演練20] （2024 春 常州期中）如圖，質量為 1kg 的方形鋁管靜置在足夠大的絕緣水平面上，
現使質量為 2kg 的條形磁鐵（條形磁鐵橫截面比鋁管管內橫截面小）以 v＝6m/s 的水平初速度
自左向右穿過鋁管，忽略一切摩擦，不計管壁厚度。則（　　）
A．磁鐵穿過鋁管過程中，鋁管受到的安培力可能先水平向左后水平向右
B．磁鐵穿過鋁管后，鋁管速度可能為 5m/s
C．磁鐵穿過鋁管時的速度不小于 4m/s
D．磁鐵穿過鋁管過程所產生的熱量可能達到 15J
[模型演練21] （2024 延邊州一模）物理學中有很多關于圓盤的實驗，第一個是法拉第圓盤，圓盤全
部處于磁場區域，可繞中心軸轉動，通過導線將圓盤圓心和邊緣與外面電阻相連。第二個是阿
拉果圓盤，將一銅圓盤水平放置，圓盤可繞中心軸自由轉動，在其中心正上方用柔軟細線懸掛
一枚可以自由旋轉的磁針，第三個是費曼圓盤，一塊水平放置的絕緣體圓盤可繞過其中心的豎
直軸自由轉動，在圓盤的中部有一個線圈，圓盤的邊緣固定著若干帶負電的金屬小球。以下說
法正確的是（　　）
A．法拉第圓盤在轉動過程中，圓盤中磁通量不變，有感應電動勢，無感應電流
B．阿拉果圓盤實驗中，轉動圓盤，小磁針會同向轉動，轉動小磁針，圓盤也會同向轉動
C．費曼圓盤中，當開關閉合的一瞬間，圓盤會逆時針（俯視）轉動
D．法拉第圓盤和阿拉果圓盤都是電磁驅動的表現
[模型演練22] （2024 春 溫州期末）高達 632 米的上海中心大廈，在工程師的巧妙設計下，它能抵
擋 15 級大風，位于第 126 層的“電渦流擺設式調諧質量阻尼器”起到了關鍵作用。這款阻尼器
由我國自主研發，重達 1000 噸，在大廈受到風力作用搖晃時，阻尼器質量塊的由于慣性產生反
向擺動，在質量塊下方圓盤狀的永磁體與樓體地板正對，由于電磁感應產生渦流，從而使大廈
減振減擺，其簡化示意圖如圖所示。下列關于該阻尼器的說法正確的是（　　）
A．質量塊下方相對的地板可以是導體也可以是絕緣體，對減振效果沒有影響
B．阻尼器的振動頻率取決于自身的固有頻率
C．大廈受到風力作用搖晃時，阻尼器質量塊的振動頻率小于大廈的搖晃頻率
D．地板隨大廈搖晃時，在地板內產生渦流，使大廈搖晃的機械能最終轉化為熱能

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