专题突破练(15) 电磁感应(Word练习)-【优化指导】2025年高考物理二轮复习高中总复习·第2轮

专题突破练(十五)　电磁感应 1．(2024·湖北卷)《梦溪笔谈》中记录了一次罕见的雷击事件：房屋被雷击后，屋内的银饰、宝刀等金属熔化了，但是漆器、刀鞘等非金属却完好(原文为：有一木格，其中杂贮诸器，其漆器银扣者，银悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一宝刀，极坚钢，就刀室中熔为汁，而室亦俨然)。导致金属熔化而非金属完好的原因可能为(　　) A．摩擦 B．声波 C．涡流 D．光照 C　解析：雷击时，瞬时非均匀变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场在金属内产生涡电流，发热使金属熔化，C正确。 2．(2023·江苏卷)如图所示，圆形区域内有垂直于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 A　解析：导体棒OA段转动切割磁感线，相当于电源，则根据右手定则可知φO>φA，其中导体棒AC段不在磁场中，不切割磁感线，不产生感应电动势，则φA＝φC，则φO>φC，A正确，B、C错误；根据以上分析可知φO－φA>0，φA－φC＝0，则φO－φA>φA－φC，D错误。 3．(2024·福建福州模拟)近年来，无线门铃逐渐流行。图甲为某款无线门铃按钮，其“自发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是(　　) A．按下按钮过程，螺线管上的导线Q端电势较高 B．松开按钮过程，螺线管上的导线P端电势较低 C．按住按钮不动，螺线管上的导线两端PQ间仍有电势差 D．按下和松开按钮过程，螺线管产生的感应电动势大小一定相等 A　解析：按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增加，根据楞次定律可知，螺线管上产生的感应电流从P流向Q，则螺线管上的导线Q端电势较高，A正确；松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知，螺线管上产生的感应电流从Q流向P，螺线管上的导线P端电势较高，B错误；按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，则螺线管无感应电动势产生，PQ两端没有电势差，C错误；按下和松开按钮过程，时间不一定相等，则磁通量的变化率不一定相等，则螺线管产生的感应电动势大小不一定相等，D错误。 4．(2024·广东汕头模拟)如图所示是汽车的磁电式轮速传感器，轮速传感器中线圈和永久磁铁均固定，当车轮旋转时，与车轮同轴的铁质齿圈随之旋转，齿圈与永久磁铁之间的空气间隙(即气隙)大小发生周期性变化，从而在传感器中产生脉冲电压信号。已知气隙越大，磁通量越小，下列说法正确的是(　　) A．车轮旋转的过程中，线圈中的电流大小会发生变化，但方向不变 B．当轮齿靠近感应线圈时，轮速传感器的线圈中的磁通量增大 C．线圈的输出电压与车轮转速无关 D．车轮转速越快，相邻两轮齿经过轮速传感器时，线圈的磁通量变化量越大 B　解析：车轮旋转的过程中，轮齿靠近和远离线圈时，线圈中的原磁通量方向不变，但是因为穿过线圈的磁通量有时增大有时减小，所以感应电流的磁场方向有时与原磁场方向相反，有时与原磁场方向相同，所以产生的感应电流大小及方向均会发生周期性变化，A错误；当轮齿靠近感应线圈时，气隙减小，则轮速传感器的线圈中的磁通量增大，B正确；车轮转速越快，相邻两轮齿经过轮速传感器时，线圈的磁通量变化量保持不变，但磁通量的变化率会变大，根据法拉第电磁感应定律可知线圈中产生的感应电动势也变大，显然线圈的输出电压与车轮转速有关，C、D错误。 5．(2023·海南卷)汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针(俯视)方向电流，当汽车经过线圈时(　　) A．线圈1、2产生的磁场方向竖直向上 B．汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd C．汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd D．汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同 C　解析：埋在地下的线圈1、2通上顺时针(俯视)方向的电流，则根据右手定则可知，线圈1、2产生的磁场方向竖直向下，A错误；汽车进入线圈1过程中，向下的磁通量增大，根据楞次定律和安培定则可知产生的感应电流方向为adcb，B错误；汽车离开线圈1过程中，向下的磁通量减小，根据楞次定律和安培定则可知产生的感应电流方向为abcd，C正确；汽车进入线圈2过程中，向下的磁通量增大，根据楞次定律和安培定则可知产生的感应电流方向为adcb，再根据左手定则可知，汽车受到的安培力方向与速度方向相反，D错误。 6．(2022·北京卷)如图所示的平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一个矩形金属线框abcd，ad边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则(　　) A．线框中产生的感应电流方向为a→b→c→d→a B．线框中产生的感应电流逐渐增大 C．线框ad边所受的安培力大小恒定 D．线框整体受到的安培力方向水平向右 D　解析：根据安培定则可知，通电直导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度随时间均匀增加，根据楞次定律可知线框中产生的感应电流方向为a→d→c→b→a，A错误；线框中产生的感应电流为I＝＝n＝n·，空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，故线框中产生的感应电流不变，B错误；线框ad边感应电流保持不变，磁感应强度随时间均匀增加，根据安培力表达式F安＝BIL可知ad边所受的安培力变大，C错误；线框所处空间的磁场方向垂直于纸面向里，线框中产生的感应电流方向为a→d→c→b→a，根据左手定则可知，线框ad边所受的安培力水平向右，线框bc边所受的安培力水平向左，由通电直导线的磁场分布特点可知ad边所处位置的磁场较强，根据安培力表达式F安＝BIL可知，线框整体受到的安培力方向水平向右，D正确。 7．(2024·广东江门模拟)半径分别为r和2r的同心半圆导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。在N、Q之间接有一阻值也为R的电阻。导体棒AB以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计，则下列说法正确的是(　　) A．导体棒A端相当于电源正极 B．导体棒中的电流方向为B→A C．导体棒AB两端的电压大小为 D．若导体棒不动，要产生同方向的感应电流，可使磁感应强度增大 C　解析：导体棒旋转切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，由右手定则可知，导体棒中感应电流的方向是A→B，A点相当于电源负极，A、B错误；AB棒产生的感应电动势为E＝Blv，其中v＝＝＝ωr，所以E＝Blv＝Br2ω，导体棒AB两端的电压大小为U＝R＝Br2ω，C正确；若导体棒不动，使磁感应强度增大，磁通量增大，根据楞次定律可得电流由B流向A，D错误。 8．(多选)(2024·石家庄二中模拟)如图甲所示，正方形线圈abcd内有垂直于线圈的匀强磁场，已知线圈匝数n＝10，边长ab＝1 m，线圈总电阻r＝1 Ω，线圈内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示。设图示的磁场方向与感应电流的方向为正方向，则下列有关线圈的电动势e、感应电流i、焦耳热Q以及ab边受到的安培力F(取向下为正方向)随时间t的变化图像正确的是(　　) CD　解析：0～1 s内产生的感应电动势为e1＝＝2 V，方向为逆时针方向(负方向)，同理1～5 s内产生的感应电动势为e2＝＝1 V，方向为顺时针方向(正方向)，A错误；0～1 s内的感应电流大小为i1＝＝2 A，方向为逆时针方向(负方向)，同理1～5 s内的感应电流大小为i2＝1 A，方向为顺时针方向(正方向)，B错误；ab边受到的安培力大小为F＝nilB，可知0～1 s内0≤F≤4 N，方向向下，1～3 s内0≤F≤2 N，方向向上，3～5 s内0≤F≤2 N，方向向下，C正确；线圈产生的焦耳热为Q＝eit，0～1 s内产生的焦耳热Q1＝4 J，1～5 s内产生的焦耳热Q2＝4 J，D正确。 9．(多选)(2024·河北秦皇岛模拟)如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，有一直径为d、电阻为R的圆形线圈，初始状态线圈直径MN在磁场的竖直边界，现将线圈以M点为轴在纸面内以角速度ω沿逆时针方向匀速旋转90°，则该过程中(　　) A.线圈中感应电流的方向为顺时针方向 B．初始状态感应电动势最大 C．感应电动势的最大值为Bd2ω D．通过导体任意横截面的电荷量为 BD　解析：根据楞次定律可知感应电流应为逆时针方向，A错误；初始状态，线圈切割磁感线的有效长度最大，感应电动势最大，为E＝Bd＝Bd2ω，B正确，C错误；沿逆时针方向匀速旋转90°，磁通量的变化量ΔΦ＝πd2B，通过导体任意横截面的电荷量q＝IΔt＝Δt＝，解得q＝，D正确。 10．(多选)如图甲所示，两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为R的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图乙所示的匀强磁场，t＝0时磁场方向垂直于纸面向里。在t＝0到t＝2t0的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端L处；t＝2t0时，释放金属棒。整个过程中金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，则(　　) A．在t＝时，金属棒受到安培力的大小为 B．在t＝t0时，金属棒中电流的大小为 C．在t＝时，金属棒受到安培力的方向竖直向上 D．在t＝3t0时，金属棒中电流的方向向右 BC　解析：由题图乙可知在0～t0时间段内产生的感应电动势为E＝＝，根据闭合电路欧姆定律有此时间段的电流为I＝＝，在时磁感应强度为，此时安培力为F＝BIL＝，A错误，B正确；由题图乙可知在t＝时，磁场方向垂直于纸面向外并逐渐增大，根据楞次定律可知产生顺时针方向的电流，再由左手定则可知金属棒受到的安培力方向竖直向上，C正确；由题图乙可知在t＝3t0时，磁场方向垂直于纸面向外，金属棒向下掉的过程中磁通量增加，根据楞次定律可知金属棒中的感应电流方向向左，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$