专题03 楞次定律和法拉第电磁感应定律(人教版2019)-【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理下学期期中真题分类汇编(人教版2019)
2025-03-31
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2份
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58页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版选择性必修 第二册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第二章 电磁感应 |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 电磁感应 |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 14.99 MB |
| 发布时间 | 2025-03-31 |
| 更新时间 | 2025-03-31 |
| 作者 | 鼎力物理 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期中真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-03-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51350752.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题03 楞次定律和法拉第电磁感应定律
经典基础题 1
考点01楞次定律和右手定则 1
考点02法拉第电磁感应定律 4
考点03自感 涡流 电磁阻尼和驱动 7
考点04电磁感应现象中的电路问题 10
考点05电磁感应现象中的图像问题 13
优选提升题 17
考点01楞次定律和右手定则 17
考点02法拉第电磁感应定律 20
考点03自感 涡流 电磁阻尼和驱动 25
考点04电磁感应现象中的电路问题 28
考点05电磁感应现象中的图像问题 34
楞次定律和右手定则
1.(24-25高二上·浙江·期中)如图所示,用绳吊起一个铝环,用条形磁体的N极去靠近或者远离铝环,下列判断正确的是( )
A.磁体向右侧靠近铝环时,铝环向左摆动
B.使铝环摆动的力是磁场对铝环的安培力
C.若磁体向左侧远离铝环,铝环一定不会摆动
D.磁体向右侧靠近铝环时,从右向左看铝环产生逆时针的感应电流
【答案】B
【详解】A.根据楞次定律“来拒去留”可知,磁体向右侧靠近铝环时,铝环向右摆动,选项A错误;
B.磁铁靠近或者远离线圈时,穿过线圈的磁通量发生变化从而在线圈中产生感应电流,从而受到安培力作用,即使铝环摆动的力是磁场对铝环的安培力,选项B正确;
C.根据楞次定律“来拒去留”可知,若磁体向左侧远离铝环,铝环一定向左摆动,选项C错误;
D.磁体向右侧靠近铝环时,穿过线圈的磁通量向右增加,根据楞次定律可知,从右向左看铝环产生顺时针的感应电流,选项D错误。
故选B。
2.(23-24高二下·山东·期中)如图甲所示是焊接自行车零件的原理图,其中外圈M是线圈,N是自行车的零件,a是待焊接的接口,将焊口两端接触在一起,当M两端接入如图乙所示的正弦电流后,接口处的金属便会熔化而焊接起来。以逆时针方向为正方向,下列说法正确的是( )
A.零件中的电流方向为逆时针
B.零件中的电流大小不断减小
C.零件有收缩的趋势
D.时刻零件受到线圈M的作用力最大
【答案】C
【详解】A.时间内M中电流逐渐增大,则穿过N的磁通量向上增大,有楞次定律可知零件中的电流方向为顺时针,故A错误;
B.时间内M中电流逐渐减小,则磁通量逐渐减小,而磁通量的变化率逐渐增大,则由法拉第电磁感应定律可知电流大小不断增大,故B错误;
C.时间内M中电流顺时针增大,N中的磁通量增大,由楞次定律可知零件有收缩的趋势,故C正确;
D.时刻M中的电流的变化率为零,故N中感应电流为零,则零件受到线圈M的作用力为零,故D错误。
故选C。
3.(22-23高二下·浙江·期中)如图甲所示,长直导线与闭合金属环位于同一平面内,长直导线中通入电流i随时间t的变化关系如图乙所示。规定直导线中电流方向向上为正,则在0~T时间内,下列说法正确的是( )
A.感应电流方向先顺时针后逆时针 B.感应电流方向先逆时针后顺时针
C.环受到的安培力先向左后向右 D.环受到的安培力方向一直向左
【答案】C
【详解】AB.直导线中的电流先向下减小后向上增加,则穿过线圈的磁通量先向外减小后向里增加,根据楞次定律可知,感应电流方向始终为逆时针方向,选项AB错误;
CD.圆环受的安培力由靠近直导线部分的圆环决定,因靠近直导线部分的圆环电流向下,则根据左手定则可知,环受到的安培力先向左后向右,选项C正确,D错误。
故选C。
4.(23-24高二下·陕西西安·期中)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。现让金属杆PQ向右做减速运动,在之后的运动过程中,关于感应电流的方向,下列说法正确的是( )
A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向
B.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向
C.T具有扩张趋势,PQ受到向右的安培力
D.T具有收缩趋势,PQ受到向左的安培力
【答案】B
【详解】AB.根据右手定则,PQRS中电流沿逆时针方向,PQRS中电流在线框T处产生的磁场方向垂直纸面向外;金属杆PQ向右做减速运动,则PQRS中电流减小,产生的磁场减弱,根据楞次定律,T中电流沿逆时针方向,故A错误,B正确;
CD.由于不知道PQRS产生的磁场强弱,则若PQRS内,净磁通为向里,T具有收缩趋势;若PQRS内,净磁通为向外,则具有扩张趋势;根据左手定则,PQ受到向左的安培力,故CD错误。
故选B。
法拉第电磁感应定律
5.(24-25高二上·吉林长春·期中)穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加 2Wb,则( )
A.线圈中感应电动势每秒增加2V
B.线圈中感应电动势始终为2V
C.线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于 2V
D.线圈中感应电动势每秒减少2V
【答案】B
【详解】ABD.磁通量始终保持每秒钟均匀地增加2Wb,即
根据法拉第电磁感应定律,可知
因此,线圈中感应电动势始终为2V,A、D错误,B正确;
C.线圈中产生的感应电动势的大小与线圈的电阻无关,故C错误。
故选B。
6.(24-25高二上·广东佛山·期中)将电阻率为、横截面积为S的硬质细导线做成半径为r的圆环,其内接正方形区域内充满垂直于圆环面的磁场,时磁场方向如图甲所示,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示,规定垂直纸面向外为磁场的正方向,则在到的时间内,下列说法正确的是( )
A.圆环中的感应电流大小先变小后变大
B.圆环中的感应电流方向先顺时针后逆时针
C.圆环中的感应电流为
D.圆环中产生的热量为
【答案】D
【详解】AC.根据法拉第电磁感应定律
由图乙知,磁感应强度变化率一直不变
感应电流为
则感应电流一直不变,故A错误;
C.根据电阻定律
联立解得
故C错误;
B.根据楞次定律和安培定则可知,圆环中感应电流方向沿顺时针方向,故B错误;
D.根据焦耳定律圆环中产生的热量为
故D正确。
故选D。
7.(23-24高二下·山东·期中)如图甲所示,横截面积为的金属线圈水平放置,线圈匝数。竖直方向上有一随时间变化的磁场,磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示,规定磁场方向向上为正,下列说法正确的是( )
A.0~2s内感应电动势的平均值为
B.0~2s内感应电动势的平均值为0
C.时线圈中的感应电动势的大小为0
D.时线圈中的感应电动势的大小为1V
【答案】A
【详解】AB.根据法拉第电磁感应定律
所以0~2s内感应电动势的平均值为,故A正确,B错误;
CD.由图可知,平均感应电动势等于瞬时感应电动势,故时线圈中的感应电动势的大小为,故CD错误。
故选A。
8.(23-24高二下·安徽·期中)如图,水平长直玻璃管外套有线圈,线圈与电压传感器组成闭合回路,玻璃管内、线圈的左侧有一磁铁通过细绳与电动机(图中未画出)相连。通过调节磁铁速度大小以及接入回路中的线圈匝数,可以研究法拉第电磁感应定律。现分别让磁铁以恒定速度v、2v匀速穿过线圈,线圈接入回路中的匝数分别调节为n、2n,得到下列四幅线圈两端电压随时间变化的图像(图像中标注的时间段对应磁铁通过的距离是相同的)。已知磁铁运动过程中不会发生翻转,线圈缠绕方向已标出,电压传感器可视为理想电压表,下列说法正确的是( )
A.从右向左看,线圈电流方向先顺时针后逆时针
B.图3对应的磁铁速度为2v、线圈匝数为n
C.线圈对磁铁的作用力先向左后向右
D.图3、图4中t轴上方面积相同
【答案】D
【详解】A.磁铁S极向右,线圈磁通量先变大后变小,根据楞次定律与右手螺旋定则,线圈电流方向先逆时针后顺时针,A错误;
B.磁铁以恒定速度v、2v穿过线圈,所用时间分别为t、,所以图1,图3对应的磁铁速度为v,图2、图4对应的磁铁速度为2v,若其余条件相同,仅匝数分别为n、2n时,线圈电动势最大值应为2倍关系,图1,图2对应的线圈匝数为n,图3,图4对应的线圈匝数为2n,B错误;
C.根据楞次定律来拒去留可知线圈对磁铁的作用力始终阻碍两者的相对运动,C错误;
D.根据法拉第电磁感应定律,图3、图4中t轴上方面积为,D正确。
故选D。
自感 涡流 电磁阻尼和驱动
9.(23-24高二下·山东日照·期中)在如图所示电路中,A、B是两个完全相同的灯泡,L是理想电感线圈,D是理想二极管,R为保护电阻。下列说法错误的是( )
A.闭合开关,A立即亮,随后逐渐熄灭 B.闭合开关,B立即亮,随后更亮
C.断开开关瞬间,b点电势高于a点电势 D.断开开关瞬间,A、B都闪亮一下后再熄灭
【答案】D
【详解】AB.闭合开关时,由于线圈的阻碍作用,所以AB立即亮,但之后流过线圈的电流逐渐增大,将A短路,A逐渐熄灭,使得回路中总电阻减小,B更亮,故AB正确;
CD.断开开关瞬间,线圈和A构成闭合回路,流过A的电流方向向左,所以b点电势高于a点电势,B和二极管被短路,所以B立即熄灭,A闪亮后逐渐熄灭,故C正确,D错误。
本题选错误的,故选D。
10.(23-24高二下·安徽亳州·期中)电磁炉(或电磁灶)是家家户户常见的电器,如图所示.关于电磁炉,以下说法中正确的是( )
A.烹调锅换成陶瓷的也可以正常加热食物
B.电磁炉是利用变化的磁场产生涡流,使铁质锅底迅速升温,进而对锅内食物加热的
C.电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的
D.在锅和电磁炉中间放一纸板,则电磁炉不能起到加热作用
【答案】B
【详解】ABC.由题意知,电磁炉的原理是利用涡流加热的.交变电流通过线圈产生变化的磁场,在铁质锅体底部产生涡流,使锅体被加热,从而加热锅内食物,烹调锅换成陶瓷的不可以正常加热食物,故AC错误,B项正确;
D.电磁炉工作依靠变化的磁场传递能量,在锅和电磁炉中间放一纸板,电磁炉依然能起到加热的作用,故D错误。
故选B。
11.(23-24高二下·山东潍坊·期中)磁电式电流表是实验室中常用的电学实验器材,图为其结构示意图,其线圈绕在一个与指针、转轴固连的铝框骨架上,并处在极靴和铁质圆柱间的磁场中。线圈未通电时,指针竖直指在表盘中央;线圈通电时指针随之偏转,由此就能确定电流的大小。下列说法正确的是( )
A.极靴和铁质圆柱间的磁场为匀强磁场
B.磁电式电流表的工作原理是电磁感应
C.为了节约成本,可以将铝框骨架换成轻质的塑料框
D.搬运电流表时,为防止指针偏转幅度过大,可以将正、负接线柱用导线连接
【答案】D
【详解】A.极靴与圆柱间的磁场是均匀地辐向分布,并不是匀强磁场,这样即可保证线圈转动过程中各个位置的磁感应强度的大小不变,从而使电流表表盘刻度均匀,A错误;
B.磁电式电流表的工作原理是安培力对通电线框的转动作用,故B错误;
C.用金属铝做线圈框架,主要原因有:铝不导磁,用铝做框架可以减小对磁场的影响,保证仪表的准确性更高;铝材料较轻,电阻率较小,能更好地利用电磁阻尼现象,使指针迅速停下来,所以不能用塑料筐,C错误;
D.在运输时用导线将电流表的两个接线柱连在一起,电流表短路,指针摆动时产生感应电流,感应电流受安培力作用,从而可减缓指针的晃动,D正确;
故选D。
12.(23-24高二下·江苏连云港·期中)如图所示,将圆柱形强磁铁吸在干电池负极,金属导线折成上端有一支点、下端开口的导线框,使导线框的顶端支点和底端分别与电源正极和磁铁都接触良好但不固定,这样整个线框就可以绕电池轴心旋转起来。下列判断中正确的是( )
A.俯视观察,线框沿逆时针方向旋转
B.线框能旋转起来,是因为电磁感应
C.电池输出的电功率等于线框旋转的机械功率
D.旋转达到稳定时,线框中电流比刚开始转动时的大
【答案】A
【详解】AB.由题图可知,圆柱形磁铁产生的磁场为从下端的N极出发,回到磁铁上端的S极;金属导线内的电流方向为从电源的正极流向负极。分析右侧导线框,该线框电流方向为顺时针方向,该区域磁场方向为逆时针方向,画出示意图并根据左手定则可以判断导线框受到垂直于纸面向里的安培力,同理可以判断左侧导线框受到垂直于纸面向外的安培力,故线框能够在安培力的作用下沿逆时针方向旋转,而并不是因为电磁感应,故B错误,A正确。
CD.电池输出的电能转化为线框旋转的机械能以及导线发热两部分,由能量守恒定律知,电池输出的电能大于线框旋转的机械能,再由可知电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率。随着线框由静止开始转动,安培力对外做功消耗电能,当旋转达到稳定时,相当于在电路中串联一个发动机,总等效电阻大于线框自身的电阻,而线框刚开始转动时总电阻即为线框自身的电阻,电池电动势不变,由欧姆定律知此时线框中电流比刚开始转动时的小,故CD错误。
故选A。
电磁感应现象中的电路问题
13.(23-24高二下·四川·期中)如图所示,一边长L=10cm、匝数N=100匝、电阻r=2的正方形金属线框ABCD与阻值R=8的电阻组成闭合回路,其内三角形ECD区域存在垂直于纸面且随时间均匀变化的磁场(以垂直于纸面向外为正),E是AB边的中点,导线电阻不计,则t=0.1s时,通过电阻R的电流大小和方向是( )
A.0 B.5.0A,a到b
C.2.5A,a到b D.2.5A,b到a
【答案】D
【详解】由图可知磁场先向外减小,再向里增大,根据楞次定律知该电流由b到a通过R;
由法拉第电磁感应定律得感应电动势为
V=25V
由闭合电路的欧姆定律可知
A
故选D。
14.(23-24高二下·山东潍坊·期中)如图甲所示,100匝半径的圆形金属线圈总电阻为,在线圈内部半径的圆形区域内存在垂直于线圈平面的匀强磁场,一阻值的电阻与线圈连成闭合回路。磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示,已知磁场方向垂直于线圈平面向里为正,通过电阻R的电流方向由a到b为正,下列说法正确的是( )
A.时电阻R上通过的电流为负
B.时电阻R上通过的电流大小为0.02A
C.时电阻R两端的电压为12V
D.内穿过线圈磁通量的变化量为
【答案】C
【详解】A.时间内通过线圈的磁通量先是垂直于纸面向外减小后垂直于纸面向里增加,由楞次定律可知,该时间通过电阻R上的电流方向为由a到b,即为正,故A项错误;
B.由
通过的电流为
故B项错误;
C.电阻R两端的电压为
故C项正确;
D.,磁通量的变化量为
故D项错误。
故选C。
15.(24-25高二上·浙江·期中)如图所示,固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为阻值为2R的金属棒,一端固定在竖直导电转轴上,随轴以角速度水平匀速转动,转动时棒与圆环接触良好,在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和一个平行板电容器,有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。不计其他电阻和摩擦,下列说法正确的是( )
A.带电微粒带负电
B.若增大角速度,微粒将向下运动
C.金属棒产生的电动势为
D.电阻消耗的电功率为
【答案】D
【详解】A.导体棒转动时,根据右手定则可知,产生的感应电流流过电阻R的方向向上,可知电容器下板带正电,带电微粒带正电,选项A错误;
B.若增大角速度,则电容器两板间电压变大,场强变大,向上的电场力变大,可知微粒将向上运动,选项B错误;
C.金属棒产生的电动势为
选项C错误;
D.感应电流
电阻消耗的电功率为
选项D正确。
故选D。
16.(23-24高二下·四川成都·期中)如图所示,MN、PQ为水平光滑金属导轨(金属导轨电阻忽略不计),MN、PQ相距,导体棒AB在两轨道间的电阻为,且可以在MN、PQ上滑动,定值电阻,,整个装置放在磁感应强度为的匀强磁场中,磁场方向垂直于整个导轨平面,现用水平外力F拉着AB棒向右以速度做匀速运动( )
A.导体棒AB产生的感应电动势 B.导体棒AB两端的电压
C.导体棒AB受到的外力 D.定值电阻和的总电功率为6.4W
【答案】B
【详解】A.导体棒AB产生的感应电动势故A错误;
B.并联电阻阻值电路电流导体棒AB两端的电压故B正确;
C.导体棒AB受到的安培力导体棒匀速运动,外力平衡安培力,所以外力大小为1.6N,故C错误;
D.定值电阻和的总电功率为外电路功率(电源的输出功率)故D错误。故选B。
电磁感应现象中的图像问题
17.(23-24高二下·山东德州·期中)如图所示,等边三角形金属框的一个边与有界磁场边界平行,金属框在外力作用下以垂直于边界的速度匀速进入磁场,则线框进入磁场的过程中,线框中的感应电流、外力大小、线框中电功率的瞬时值、通过导体某横截面的电荷量与位移的关系可能正确的是( )
A.B.C. D.
【答案】C
【详解】A.设为线框边长为,则切割磁感线的有效长度为
()
感应电动势为
()
感应电流为
()
可知感应电流随位移均匀减小,图像为直线,故A错误;
B.金属框匀速运动,外力与安培力平衡,外力大小为
()
可知外力随位移不是均匀减小,图像不是直线,故B错误;
C.电功率为
()
可知电功率随位移的增大而减小,图像为开口向上的抛物线,当,电功率为0,故C正确;
D.根据
,,
可得
磁场通过线框的有效面积随时间变化关系为
()
联立可得
()
可知通过导体某横截面的电荷量随位移的增大而增大,且图像不是直线,故D错误。
故选C。
18.(22-23高二下·江苏连云港·期中)如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a,磁感应强度的大小为B。一边长为a、电阻为R的正方形均匀导线框CDEF从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域,规定顺时针电流方向为正,安培力沿x轴正方向为正。则关于线框CD两端的电势差UCD、线框EF两端的电势差UEF、线框中电流I、线框所受安培力F与线框移动距离x的关系图象可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】线圈进入磁场在0-a时,感应电动势E=Bav感应电流逆时针方向,大小,,安培力F=BIa方向向左;在a-2a时,感应电动势E=Bav感应电流为零安培力为零;在2a-3a时,感应电动势E=Bav感应电流顺时针方向,大小,,安培力F=BIa方向向左;总和上述分析可知,选项A正确,BCD错误。故选A。
19.(23-24高二下·重庆·期中)如图甲所示,一个矩形线圈悬挂在竖直平面内,悬点P为AB边中点。矩形线圈水平边,竖直边,在EF下方有一个范围足够大、方向垂直纸面(竖直平面)的匀强磁场。取垂直纸面向外为磁感应强度的正方向,电流逆时针方向为正方向,安培力向下为正方向,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列关于线圈内的感应电流i、线圈受到的安培力F随时间t变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】AB.在一个周期内,B先线性增大,再线性减小,且增大时的变化率比减小时的变化率大,所以线圈内的磁通量先垂直纸面向外线性增大,再垂直纸面向外线性减小,前者的变化率大于后者的变化率,根据楞次定律可知,感应电流先沿顺时针(逆方向),再沿逆时针(正方向),且根据法拉第电磁感应定律可知,顺时针的电流大于逆时针的电流,故A错误,B正确;
CD.根据左手定则可知,当电流沿顺时针方向时,F方向向上,且线性增大;当电流沿逆时针方向时,F方向向下,且线性减小,根据可知,F线性增大时的变化率大于线性减小时的变化率,故CD错误。故选B。
20.(23-24高二下·吉林·期中)如图甲所示,导体框架abcd放置于水平面内,ab平行于cd,导体棒MN与两导轨垂直并与导轨接触良好,整个装置放置于垂直于框架平面的磁场中,磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所示,MN始终保持静止。规定竖直向上为磁场正方向,沿导体棒由N到M为感应电流I正方向,水平向右为导体棒所受安培力F的正方向,下列图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】AB.在0~2s内根据楞次定律可知,感应电流从M到N,则电流为负方向;因不变,可知感应电动势不变,感应电流大小不变;同理在2~4s内根据楞次定律可知,感应电流从N到M,则电流为正方向;因不变,可知感应电动势不变,感应电流大小不变;选项AB错误;
CD.根据F=BIL在0~1s内B均匀减小,则安培力均匀减小,方向向右为正方向;在1~2s内B均匀增加,则安培力均匀增加,方向向左为负方向;在2~3s内B均匀减小,则安培力均匀减小,方向向右为正方向;在3~4s内B均匀增加,则安培力均匀增加,方向向左为负方向;选项C错误,D正确。
故选D。
楞次定律和右手定则
21.(24-25高二上·辽宁沈阳·期中)如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,MN的左边有一如图所示的闭合电路,当PQ在一外力的作用下运动时,MN向左运动,则PQ所做的运动可能是( )
A.向右加速运动 B.向左加速运动
C.向右减速运动 D.向左减速运动
【答案】AD
【详解】根据安培定则可知,ab右侧产生的磁场方向垂直纸面向里,MN在安培力作用下向左运动,说明MN受到的安培力向左,由左手定则可知MN中电流N流向M,线圈L1中感应电流的磁场向下,由楞次定律可知,线圈L1中的磁场应该向上增强,或向下减弱,则线圈L2中的磁场向上增强,或向下减弱,由安培定则可知PQ中感应电方向由P到Q且增大,或PQ中感应电流方向由Q到P且减小,再由右手定则可知PQ向右加速运动或向左减速运动。
故选AD。
22.(24-25高二上·新疆乌鲁木齐·期中)某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置如图所示,在电梯挂厢上安装永久磁铁,并在电梯的井壁上铺设闭合线圈,这样可以在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置,下列说法正确的是( )
A.当电梯突然坠落时,该安全装置不可能使电梯悬停在线圈A、B之间
B.当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时,线圈A、B中的电流方向相同
C.当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时,线圈A、B均在阻碍电梯下落
D.当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时,线圈A在阻碍电梯下落,线圈B在促进电梯下落
【答案】AC
【详解】ACD.若电梯突然坠落,线圈内的磁通量发生变化,将在两个线圈中产生感应电流,根据楞次定律,两个线圈的感应电流都会阻碍磁铁的相对运动,但不能阻止磁铁的运动,可起到应急避险作用,但不可能使电梯悬停在线圈A、B之间。故AC正确,D错误;
B.根据楞次定律,当电梯坠落时,磁铁在线圈A中产生向上的磁场减弱,故线圈A中会产生逆时针电流(俯视),磁铁在线圈B中产生向上的磁场增强,则B中产生顺时针电流(俯视),则A和B中电流方向相反,故B错误。
故选AC。
23.(23-24高二下·广东茂名·期中)如图所示,两固定在绝缘水平面上的同心金属圆环P、Q水平放置,圆环P中通有如图所示的电流,以图示方向为电流正方向,下列说法正确的是( )
A.时刻,两圆环相互排斥
B.时刻,圆环Q中感应电流最大,受到的安培力为零
C.时间内,圆环Q中感应电流始终沿逆时针方向
D.时间内,圆环Q有收缩的趋势
【答案】BD
【详解】A.时刻,P中电流最大,但电流的变化率为零,则在Q中的感应电流为零,则两圆环无相互作用力,故A错误;
B.时刻,圆环P中电流的变化率最大,此时圆环Q中感应电流最大,但是由于圆环P中电流为零,则Q受到的安培力为零,故B正确;
C.时间内,圆环P中电流先沿正方向减小,后沿负方向增加,则根据楞次定律可知,圆环Q中感应电流始终沿顺时针方向,故C错误;
D.时间内,圆环P中电流负向减小,则根据楞次定律可知,圆环Q中产生逆时针方向的电流,圆环Q所处的磁场方向向下,由左手定则可知,圆环Q受安培力指向圆心,则有收缩的趋势,故D正确。
故选BD。
24.(23-24高二下·四川成都·期中)如图,一条形磁铁竖直固定在水平地面上,在其上方有一水平固定光滑绝缘桌面,桌面上一导体圆形线圈以某一初速度从左向右沿直线通过条形磁铁上方,在位置2时,条形磁铁中心轴线过线圈圆心。线圈从位置1经位置2运动到位置3的过程中( )
A.线圈产生的感应电流方向一直不变
B.从上往下看,线圈产生的感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向
C.线圈做减速直线运动
D.线圈对桌面的压力先大于线圈重力后小于线圈重力
【答案】BC
【详解】AB.线圈从位置1向位置2运动和从位置2向位置3运动的这两个过程中,穿过线圈的磁通量先向上增加后向上减小,根据楞次定律可知,从上往下看,线圈从位置1向位置2运动和从位置2向位置3运动的这两个过程中,产生的感应电流方向先沿顺时针方向后沿逆时针方向,故A错误,B正确;
C.线圈所受安培力的方向与运动方向相反,线圈做减速直线运动,故C正确;
D.线圈从位置1向位置2运动的过程中,为了阻碍穿过线圈的磁通量增大,线圈有离开磁铁的趋势,线圈对桌面的压力小于线圈重力,在位置2时,线圈对桌面的压力等于线圈重力,从位置2向位置3运动的过程中,为了阻碍穿过线圈的磁通量减小,线圈有靠近磁铁的趋势,线圈对桌面的压力大于线圈重力,故D错误。
故选BC。
法拉第电磁感应定律
25.(23-24高二下·江西·期中)将四根绝缘硬质细导线顺次绕成如图甲、乙、丙、丁所示的线圈,其中大圆面积均为S₁,小圆面积均为S₂,垂直线圈平面有一向里的随时间t变化的磁场。磁场磁感应强度大小,B₀和k均为大于零的常量,下列说法正确的是( )
A.甲图的大圆中感应电流方向沿顺时针方向
B.乙图的大圆和小圆总电动势为
C.丙图的大圆和小圆总电动势为
D.丁图的大圆和小圆所受安培力的合力为零
【答案】CD
【详解】AB.根据楞次定律和甲、乙两图中的绕线方式可判断,甲、乙两图中大圆和小圆中产生的感应电流、感应电动势方向均相反,实际线圈中感应电流方向应以大圆中感应电流方向为准,大圆中感应电流方向为逆时针方向,大圆和小圆总电动势为两电动势之差
选项AB错误;
C.根据楞次定律和丙图中的绕线方式可知,丙图中大圆和小圆中产生感应电动势方向相同,大圆和小圆总电动势为两电动势之和
选项C正确;
D.由左手定则和对称性可知,丁图的大圆和小圆所受安培力的合力均为零,所以大圆和小圆所受安培力的合力为零,选项D正确。
故选CD。
26.(23-24高二下·福建福州·期中)如图甲所示,列车车头底部安装强磁铁,线圈及电流测量仪埋设在轨道地面(测量仪未画出),P、Q为接测量仪器的端口,磁铁的匀强磁场垂直地面向下、宽度与线圈宽度相同,俯视图如图乙。当列车经过线圈上方时,测量仪记录线圈的电流为0.12A。磁铁的磁感应强度为0.005T,线圈的匝数为10,ab边长度为0.2m,总电阻为,则在列车经过线圈的过程中,下列说法正确的是( )
A.线圈的磁通量一直增加 B.线圈的电流方向先逆时针后顺时针方向
C.线圈的安培力大小为N D.列车运行的速率为6m/s
【答案】BD
【详解】AB.在列车经过线圈的上方时,由于列车上的磁场的方向向下,所以线圈内的磁通量方向向下,先增大后减小,根据楞次定律可知,线圈中的感应电流的方向为先逆时针,再顺时针方向,故A错误,B正确;
C.线圈的安培力大小为
故C错误;
D.导线切割磁感线的电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得
联立,解得
故D正确。
故选BD。
27.(23-24高二下·福建福州·期中)如图所示,甲是一兴趣小组通过DIS实验探究感应电动势与磁通量变化率关系的模型简图,实验中通过电源使原线圈中的电流发生变化,利用传感器即可得到原线圈产生的磁感应强度随时间变化的图像[图乙(a)],以及副线圈中对应的感应电动势随时间变化的情况[图乙(b)]。根据图像信息,以下说法正确的是( )
A.原线圈中磁感应强度不为零,副线圈中的感应电动势就不为零
B.副线圈中感应电动势与穿过线圈的磁通量变化率成正比
C.副线圈中感应电动势与穿过线圈的磁通量成正比
D.实验中,若测得副线圈的横截面积,根据图像数据即可测得副线圈的匝数
【答案】BD
【详解】A.由图可知,当B恒定时,可得E为0,故A错误;
BC.根据法拉第电磁感应定律可得副线圈中感应电动势与穿过线圈的磁通量变化率成正比,故B正确,C错误;
D.利用两组图像求出几组磁感应强度变化率()和对应的感应电动势E的数据,由图象纵轴是电动势,横轴是磁场的变化率,由法拉第电磁感应定律可得当线圈面积一定时,电动势与磁场的变化率成正比。因此图象的斜率的大小表示线圈的横截面与匝数乘积,即可测得副线圈的匝数,故D正确。
故选BD。
28.(23-24高二下·湖北武汉·期中)如图所示,水平面内有一根闭合导线(由细软导线制成)绕过两固定且光滑的小钉子A和D,以及E点处的动滑轮,一根橡皮筋两端连接动滑轮轴心和固定点,使各段导线保持绷紧拉直状态。以AD为直径、半径为R的半圆形区域内,有磁感应强度大小为B、方向垂直水平面向下的有界匀强磁场。已知P点为半圆弧的中点,导线框的电阻为r。现将导线上的某点C以恒定角速度(相对圆心O)从D点沿圆弧移动,则下列说法正确的是( )
A.在C点从D点沿圆弧移动到A点的过程中,导线框中感应电流的方向先为逆时针方向,后为顺时针方向
B.当C点沿圆弧移动到P点时,导线框中的感应电动势最大
C.在C点从D点沿圆弧移动到图中位置的过程中,通过导线的平均电流为
D.在C点从D点沿圆弧移动到A点的过程中,感应电流的有效值为
【答案】ACD
【详解】A.设转过的角度为,则
线框在磁场中的面积
磁通量
随着角度的变化,磁通量先增大后减小,根据楞次定律可知,感应电流先逆时针,后顺时针,A正确;
B.当C点沿圆弧移动到P点时
根据法拉第电磁感应定律
导线框中的感应电动势为0,B错误;
C.当时,转过的角度
根据
线框运动的时间
根据欧姆定律可知,平均电流
C正确;
D.在C点从D点沿圆弧移动到A点的过程中,此时线框中的感应电动势大小
电流的最大值
所以感应电流的有效值
D正确。
故选ACD。
自感 涡流 电磁阻尼和驱动
29.(23-24高二下·福建泉州·期中)某同学设计了如图甲所示的电路来对比电感线圈和小灯泡对电路的影响,电路两端电压U恒定,、为完全相同的电流传感器。某次实验中得到通过两电流传感器的图像如图乙所示。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.该实验演示的是通电自感现象
B.线圈的直流电阻小于灯泡的电阻
C.断开开关后,小灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭
D.乙图中的a曲线表示电流传感器测得的数据
【答案】BC
【详解】A.由图像乙得,从计时开始两条支路都存在电流,分别是和,断开K后瞬间,L的电流要减小,于是L中产生自感电动势,阻碍自身电流的减小,电流逐渐减小为零;因此本实验是:开关断开,电路中产生了感应电流,演示断电自感现象,故A错误;
BCD.断开开关前后的一小段时间内,通过自感线圈的电流方向是不变的,则自感线圈所在支路的电流如曲线a所示,乙图中的曲线a表示电流传感器A2测得的数据,由
说明电感的直流电阻是小于灯泡的电阻的;断开开关之前通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流,则断开开关后,线圈产生自感电动势阻碍电流减小,线圈相当电源,由于线圈、电阻和灯泡重新组成回路,则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭。故BC正确,D错误。
故选BC。
30.(22-23高二下·湖北武汉·期中)随着电动汽车的大量普及,汽车无线充电受到越来越多的关注。无线充电简单方便,不需手动操作,没有线缆拖拽,大大提高了用户体验。将受电线圈安装在汽车的底盘上,将供电线圈安装在地面上,如图所示。当电动汽车行驶到供电线圈装置上,受电线圈即可“接收”到供电线圈的电流,从而对蓄电池进行充电。关于无线充电,下列说法正确的是( )
A.无线充电技术与变压器的工作原理相同
B.为了保护受电线圈不受损坏,可在车底加装一个金属护板
C.只有将供电线圈接到直流电源上,才能对蓄电池进行充电
D.受电线圈没有对准供电线圈(二者没有完全重合)时,仍能进行无线充电
【答案】AD
【详解】A.无线充电技术就是通过电磁感应原理,当穿过受电线圈的磁通量发生变化时,受电线圈会产生感应电动势,有了感应电流,对蓄电池进行充电,与变压器的工作原理相同,A正确;
B.如果在车底加装一个金属护板,金属护板会产生涡流,损耗能量,同时屏蔽磁场,使受电线圈无法产生感应电流,B错误;
C.供电线圈只有接到交流电源上,能产生变化的磁场,从而使受电线圈产生感应电流给蓄电池充电,C错误;
D.当受电线圈没有对准供电线圈(二者没有完全重合)时,只要穿过受电线圈的磁通量发生变化,就能产生电磁感应,给蓄电池充电,D正确。
故选AD。
31.(23-24高二下·广东深圳·期中)“电磁橇”是我国建成的世界首个电磁驱动地面超高速试验设施。图甲是一种线圈形电磁弹射装置的原理图,开关拨向1,向电容器充电,充完电后,在时刻开关拨向2,发射线圈被弹射出去。图乙是驱动线圈的电流随时间的变化图像。发射导管材质绝缘且内壁光滑,下列说法正确的是( )
A.开关拨向2的瞬间,驱动线圈和发射线圈中的电流同向
B.开关拨向2的瞬间,驱动线圈和发射线圈相互排斥
C.在时间内,发射线圈中的电流不断减小
D.发射导管越长,发射线圈的出射速度越大
【答案】BC
【详解】AB.开关拨向2瞬间,驱动线圈电流增大,线圈周围的磁场增强,根据楞次定律可知,发射线圈中的感应电流与驱动线圈中的电流反向,则驱动线圈和发射线圈相互排斥,故A错误,B正确;
C.时间内,驱动线圈中的电流变化率逐渐减小,则周围磁感应强度的变化率逐渐减小,由法拉第电磁感应定律可知,发射线圈中的感应电动势减小,则发射线圈中的电流不断减小,故C正确;
D.时刻过后驱动线圈中电流减小,发射线圈中的感应电流与驱动线圈中的电流同向,驱动线圈和发射线圈相互吸引,发射线圈减速,所以选择合适的发射管长度,当发射线圈在时刻能刚好到达管口时,发射线圈的出射速度最大,故D错误。
故选BC。
32.(23-24高二下·湖北黄冈·期中)如图所示分别是目前被广泛采用的两种电机的简化原理示意图,它们的相同点是利用作为定子的三组电磁铁交替产生磁场,实现电磁铁激发的磁场在平面内沿顺时针方向转动的效果,以驱动转子运动;不同点是甲电机的转子是一个永磁铁,乙电机的转子是绕有闭合线圈的软铁。通过电磁驱动使转子转动,可以为电动汽车提供动力。 甲假定两种电机的每组电磁铁中电流的变化周期和有效值均相同,下列说法正确的是( )
A.电机稳定工作时,乙电机转子的转速与电磁铁激发磁场的转速相同
B.电机稳定工作时,乙转子的转动方向也为顺时针
C.电机稳定工作时,乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速,其所受安培力就越大
D.刹车(停止供电)时,转子由于仍在旋转,甲电机可以通过反向发电从而回收动能而乙电机不可以
【答案】BD
【详解】AB.乙电机中,转子的转动是因为穿过转子上线圈的磁通量发生变化从而产生感应电流,通电线圈受到了安培力的作用,相当于电磁驱动,所以乙转子的转动方向也为顺时针,安培力阻碍定子和转子间的相对运动,但不能阻止,故转子比定子转得慢一些,A错误,B正确;
C.乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速,磁通量变化越慢,感应电流越小,所受安培力越小,C错误;
D.刹车(停止供电)时,甲电机转子由于惯性旋转,使得通过定子上线圈的磁通量发生变化,产生感应电流,反向发电从而回收动能,而乙电动机闭合线圈不产生磁场,所以无法反向发电,不能回收动能,D正确。
故选BD。
故选BD。
电磁感应现象中的电路问题
33.(23-24高二下·湖南长沙·期中)如图所示,平行金属导轨平面与水平面夹角为,导轨与定值电阻和相连,有一导体棒在沿平行于导轨向上的拉力作用下沿导轨向上滑动,导体棒与导轨始终垂直且接触良好。已知和的阻值分别为和,匀强磁场方向垂直导轨平面向上,导体棒的质量为、电阻为、与导轨之间的动摩擦因数为。当导体棒速度为时,流过的电流为,此时( )
A.导体棒两端的电势差
B.导体棒产生的电动势是
C.导体棒受到的安培力为
D.拉力的功率为
【答案】BC
【详解】A.流过的电流为,而和并联,且阻值分别为和,则流过的电流为,则总电流为
导体棒两端的电势差为路端电压,由右手定则可知感应电流由,即b端为等效电源的正极,则有
故A错误;
B.导体棒产生的电动势为
故B正确;
C.由右手定则可知
联立可得
故C正确;
D.对导体棒受力分析,由牛顿第二定律有
则拉力的功率为
故D错误。
故选BC。
34.(23-24高二下·四川成都·期中)如图甲所示,两根完全相同的光滑平行导轨固定,与水平面成,导轨两端均连接电阻,阻值,导轨间距。在矩形区域内分布有垂直斜面向上的磁场,磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。时刻,在右侧导轨斜面上与距离处,有一根阻值,的金属棒ab在导轨上由静止释放,恰好匀速通过整个磁场区域。已知从静止释放到恰好通过磁场区域的过程中,流过的电流大小始终不变,重力加速度取,导轨电阻不计。下列说法正确的是 ( )
A.ab在磁场中运动的速度
B.流过的电流方向在时发生了改变
C.磁场上下边界、的距离
D.磁感应强度的最大值
【答案】AC
【详解】A.金属棒运动到磁场边界由牛顿第二定律可知
金属棒运动到磁场边界做匀加速直线运动,有
解得
金属棒进入磁场后匀速直线运动,速度为
解得
A正确;
B.根据右手定则可知在内的电流方向为从左到右,后的电流方向为从左到右,即的电流方向未发生改变,B正确;
D.金属棒进入磁场,金属棒产生的感应电动势为
金属棒通过的感应电流为
金属棒恰好匀速通过整个磁场区域,则
联立解得
D错误。
C.由于的电流大小始终不变,即两端的电压始终相等,即内产生的感生电动势等于后产生的动生电动势。金属棒还没进入磁场,此时产生的感应电动势为
则
解得
C正确。
故选AC。
35.(23-24高二下·重庆·期中)一种带有闪烁灯的自行车后轮结构如图所示,车轮与轮轴之间均匀地连接4根金属条,每根金属条中间都串接一个小灯,每个小灯阻值恒为,金属条与车轮金属边框构成闭合回路,车轮半径;,轮轴半径可以忽略。车架上固定一个强磁铁,可形成圆心角的扇形匀强磁场区域,磁感应强度,方向如图所示,若自行车正常前进时,后轮顺时针转动的角速度恒为,不计其他电阻和车轮厚度,以下说法正确的是( )
A.金属条ab进入磁场时,金属条上电流的方向从b流向a
B.金属条ab进入磁场时,ab间的电压大小为1.2V
C.自行车后轮正常转动一周,金属条ab从进入磁场到离开磁场区域的过程中,流过金属条ab的电荷量为
D.自行车后轮正常转动一周的过程中,4个小灯消耗的总电能为
【答案】ACD
【详解】A.当金属条ab进入磁场时,金属条ab相当于电源,由右手定则可知,电流从b流向a,故a端电势高于b端电势,故A正确;
B.等效电路图如图
ab间的电压大小
故B错误;
C.金属条ab从进入磁场到离开磁场区域的过程中,流过金属条ab的电荷量为
故C正确;
D.车轮运动一周过程中每根金属条充当电源的时间为
电流做功
则自行车后轮正常转动一周的过程中,4个小灯消耗的总电能为
故D正确。
故选ACD。
36.(23-24高二下·陕西西安·期中)在如图(a)所示的电路中,电阻,圆形金属线圈半径为,线圈导线的电阻也为R,电容器的电容为C,半径为的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示,图线与横、纵轴的交点坐标分别为和,其余导线的电阻不计。时闭合S,至时刻,电路中的电流已稳定,下列说法正确的是( )
A.电容器下极板带正电
B.时刻电容器所带的电荷量为
C.线圈中产生的感应电动势的大小为
D.稳定后线圈两端的电压为
【答案】AD
【详解】A.由楞次定律可知,线圈中产生顺时针方向的电流,则电容器下极板带正电,选项A正确;
BC.感应电动势回路的感应电流时刻电容器所带的电荷量为选项BC错误;
D.稳定后线圆两端的电压为选项D正确。故选AD。
电磁感应现象中的图像问题
37.(23-24高二下·重庆南岸·期中)如图所示,三个有界匀强磁场的磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向外、向里和向外,磁场宽度均为L,在磁场区域的左侧边界处,有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直。现用垂直磁场边界的水平力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正,磁感线垂直纸面向里时的磁通量Φ为正值,水平力F向右为正。下列能反映线框中的磁通量Φ、感应电动势E、水平力F和电功率P随时间t的变化规律的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【详解】A.当线框开始进入磁场时,磁通量垂直纸面向外增加,当全部进入时达最大;此后向里的磁通量增加,向外的磁通量减小,总磁通量向外减小,当运动1.5L时,磁通量为零;当运动2L时磁通量向里最大,此后向外的磁通量增加,向里的磁通量减小,总磁通量减小,当运动2.5L时,磁通量为零,当运动3L时向外的磁通量最大,此后向外的磁通量减小,当运动4L时为零,故A正确。
B.当线框进入第一个磁场时,由
可知,E保持不变,感应电动势为顺时针方向,为负值;而开始进入第二个磁场时,两边同时切割磁感线,电动势应为
方向为逆时针方向,为正值;开始进入第三个磁场时,两边同时切割磁感线,电动势为
方向为顺时针方向,为负值;出磁场时,感应电动势为
沿逆时针方向,为正值,故B错误;
C.安培力的方向一直与运动方向相反,故外力F一直向右,当线框进入第一个磁场时,安培力为
开始进入第二个磁场时,两边同时切割磁感线,感应电动势变为两倍,由
可知,电流变为原来的两倍,同时有两根导线受到安培力,线框总安培力变成原来的四倍;开始进入第三个磁场时与第二个磁场情况相同;出磁场时,安培力变为与进入第一个磁场相同,故C正确;
D.拉力的功率
因速度不变,而线框在左边第一个磁场时,电流为定值,拉力也为定值;两边分别在两个磁场中时
因此安培力变为进磁场时的4倍,则拉力的功率变为进磁场时的4倍,出磁场时,与进磁场时拉力的功率相同,故D正确。
故选ACD。
38.(22-23高二下·湖南·期中)如图所示,在直角坐标系的第一象限中有一等腰直角三角形区域,其内部存在垂直纸面向里的匀强磁场,它的边在轴上且长为。边长也为的正方形导线框的一条边也在轴上,时刻,该线框恰好位于图中所示位置,此后线框在外力的作用下沿轴正方向以恒定的速度通过磁场区域。规定逆时针方向为导线框中电流的正方向,则线框通过磁场区域的过程中,线框中的感应电流i、穿过线框平面的磁通量、通过线框横截面的电荷量、外力随线框的位移变化的图像中可能正确的是(图中曲线是抛物线的一部分)( )
A.B.C. D.
【答案】ACD
【详解】A.线框前进过程中,单边(右边框)切割磁感线,有
其中为实际切割长度,随着导线框的移动而增大,与水平位移成正比,故感应电流增大。同理导线框前进过程中,也是单边(左边框)切割,其实际切割长度一直在增大,其感应电流随位移呈线性关系增大,A正确;
B.当线框沿轴正方向运动位移时,穿过线框的磁通量最大,最大值
在这之前(),磁通量关于位移的表达式为在这之后(),磁通量关于位移的表达式为,B错误;
C.通过线框横截面的电荷量
故通过线框横截面的电荷量与穿过线框的磁通量成正比关系,故C图像符合,C正确;
D.由左手定则判断可知,穿过磁场过程中线框受到的安培力一直向左,在内,其大小在内,其大小,D正确。故选ACD。
39.(23-24高二下·山东泰安·期中)如图所示,在坐标系中,有边长为L的正方形金属线框,其一条对角线和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处。在y轴的右侧,在Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的上边界与线框的边刚好完全重合,左边界与y轴重合,右边界与y轴平行。时刻,线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域,取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正,则在线框穿过磁场区域的过程中,感应电流i、间的电势差随时间t变化的图线是下图中的( )
A. B. C.D.
【答案】AD
【详解】AB.在d点运动到点过程中,ab边切割磁感线,根据右手定则可知线框中电流方向为逆时针,即正方向,根据几何知识,切割的有效长度均匀减小到0,故电动势均匀减小到0,则电流均匀减小到0,接着cd边开始切割磁感线,根据右手定则可知感应电流的方向为顺时针,即负方向,电动势均匀减小到0,则电流均匀减小到0,故A正确,B错误;
CD.在d点运动到O点过程中,ab边切割磁感线,则ab相当于电源,且b点的电势高于a点电势,ab间的电势差为负值,设金属线框电阻为,则ab间的电势差为
可知ab间的电势差逐渐减小。接着cd边开始切割磁感线,cd边相当于电源,且b点的电势高于a点电势,ab间的电势差为负值,为可知ab间的电势差逐渐减小,故D正确,C错误。故选AD。
40.(23-24高二下·云南昆明·期中)如图所示,在空间中存在一范围足够大的匀强磁场区域,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,MN为磁场区域的上边界,磁场上方有一个正方形导线框abcd,ab边与MN平行,线框平面处于竖直面内。已知线框质量为m,边长为L,总电阻为R,重力加速度为g,线框从图示位置由静止开始下落,则在ab边进入磁场的过程中,关于线框的运动,以下图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【详解】若线框刚进入磁场时,安培力等于重力,则线框匀速进磁场,加速度为零,即,,解得若线框刚进入磁场时,安培力大于重力,线框做加速度减小的减速运动,当线框速度减小到上述速度时仍未全部进入磁场,线框后面将做匀速运动;若线框刚进入磁场时,安培力小于重力,线框做加速度减小的加速运动,当线框速度达到上述速度时仍未全部进入磁场,线框后面将做匀速运动。
故选BCD。
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专题03 楞次定律和法拉第电磁感应定律
经典基础题 1
考点01楞次定律和右手定则 1
考点02法拉第电磁感应定律 3
考点03自感 涡流 电磁阻尼和驱动 4
考点04电磁感应现象中的电路问题 6
考点05电磁感应现象中的图像问题 7
优选提升题 10
考点01楞次定律和右手定则 10
考点02法拉第电磁感应定律 11
考点03自感 涡流 电磁阻尼和驱动 13
考点04电磁感应现象中的电路问题 15
考点05电磁感应现象中的图像问题 18
楞次定律和右手定则
1.(24-25高二上·浙江·期中)如图所示,用绳吊起一个铝环,用条形磁体的N极去靠近或者远离铝环,下列判断正确的是( )
A.磁体向右侧靠近铝环时,铝环向左摆动
B.使铝环摆动的力是磁场对铝环的安培力
C.若磁体向左侧远离铝环,铝环一定不会摆动
D.磁体向右侧靠近铝环时,从右向左看铝环产生逆时针的感应电流
2.(23-24高二下·山东·期中)如图甲所示是焊接自行车零件的原理图,其中外圈M是线圈,N是自行车的零件,a是待焊接的接口,将焊口两端接触在一起,当M两端接入如图乙所示的正弦电流后,接口处的金属便会熔化而焊接起来。以逆时针方向为正方向,下列说法正确的是( )
A.零件中的电流方向为逆时针
B.零件中的电流大小不断减小
C.零件有收缩的趋势
D.时刻零件受到线圈M的作用力最大
3.(22-23高二下·浙江·期中)如图甲所示,长直导线与闭合金属环位于同一平面内,长直导线中通入电流i随时间t的变化关系如图乙所示。规定直导线中电流方向向上为正,则在0~T时间内,下列说法正确的是( )
A.感应电流方向先顺时针后逆时针 B.感应电流方向先逆时针后顺时针
C.环受到的安培力先向左后向右 D.环受到的安培力方向一直向左
4.(23-24高二下·陕西西安·期中)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。现让金属杆PQ向右做减速运动,在之后的运动过程中,关于感应电流的方向,下列说法正确的是( )
A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向
B.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向
C.T具有扩张趋势,PQ受到向右的安培力
D.T具有收缩趋势,PQ受到向左的安培力
法拉第电磁感应定律
5.(24-25高二上·吉林长春·期中)穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加 2Wb,则( )
A.线圈中感应电动势每秒增加2V
B.线圈中感应电动势始终为2V
C.线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于 2V
D.线圈中感应电动势每秒减少2V
6.(24-25高二上·广东佛山·期中)将电阻率为、横截面积为S的硬质细导线做成半径为r的圆环,其内接正方形区域内充满垂直于圆环面的磁场,时磁场方向如图甲所示,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示,规定垂直纸面向外为磁场的正方向,则在到的时间内,下列说法正确的是( )
A.圆环中的感应电流大小先变小后变大
B.圆环中的感应电流方向先顺时针后逆时针
C.圆环中的感应电流为
D.圆环中产生的热量为
7.(23-24高二下·山东·期中)如图甲所示,横截面积为的金属线圈水平放置,线圈匝数。竖直方向上有一随时间变化的磁场,磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示,规定磁场方向向上为正,下列说法正确的是( )
A.0~2s内感应电动势的平均值为
B.0~2s内感应电动势的平均值为0
C.时线圈中的感应电动势的大小为0
D.时线圈中的感应电动势的大小为1V
8.(23-24高二下·安徽·期中)如图,水平长直玻璃管外套有线圈,线圈与电压传感器组成闭合回路,玻璃管内、线圈的左侧有一磁铁通过细绳与电动机(图中未画出)相连。通过调节磁铁速度大小以及接入回路中的线圈匝数,可以研究法拉第电磁感应定律。现分别让磁铁以恒定速度v、2v匀速穿过线圈,线圈接入回路中的匝数分别调节为n、2n,得到下列四幅线圈两端电压随时间变化的图像(图像中标注的时间段对应磁铁通过的距离是相同的)。已知磁铁运动过程中不会发生翻转,线圈缠绕方向已标出,电压传感器可视为理想电压表,下列说法正确的是( )
A.从右向左看,线圈电流方向先顺时针后逆时针
B.图3对应的磁铁速度为2v、线圈匝数为n
C.线圈对磁铁的作用力先向左后向右
D.图3、图4中t轴上方面积相同
自感 涡流 电磁阻尼和驱动
9.(23-24高二下·山东日照·期中)在如图所示电路中,A、B是两个完全相同的灯泡,L是理想电感线圈,D是理想二极管,R为保护电阻。下列说法错误的是( )
A.闭合开关,A立即亮,随后逐渐熄灭 B.闭合开关,B立即亮,随后更亮
C.断开开关瞬间,b点电势高于a点电势 D.断开开关瞬间,A、B都闪亮一下后再熄灭
10.(23-24高二下·安徽亳州·期中)电磁炉(或电磁灶)是家家户户常见的电器,如图所示.关于电磁炉,以下说法中正确的是( )
A.烹调锅换成陶瓷的也可以正常加热食物
B.电磁炉是利用变化的磁场产生涡流,使铁质锅底迅速升温,进而对锅内食物加热的
C.电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的
D.在锅和电磁炉中间放一纸板,则电磁炉不能起到加热作用
11.(23-24高二下·山东潍坊·期中)磁电式电流表是实验室中常用的电学实验器材,图为其结构示意图,其线圈绕在一个与指针、转轴固连的铝框骨架上,并处在极靴和铁质圆柱间的磁场中。线圈未通电时,指针竖直指在表盘中央;线圈通电时指针随之偏转,由此就能确定电流的大小。下列说法正确的是( )
A.极靴和铁质圆柱间的磁场为匀强磁场
B.磁电式电流表的工作原理是电磁感应
C.为了节约成本,可以将铝框骨架换成轻质的塑料框
D.搬运电流表时,为防止指针偏转幅度过大,可以将正、负接线柱用导线连接
12.(23-24高二下·江苏连云港·期中)如图所示,将圆柱形强磁铁吸在干电池负极,金属导线折成上端有一支点、下端开口的导线框,使导线框的顶端支点和底端分别与电源正极和磁铁都接触良好但不固定,这样整个线框就可以绕电池轴心旋转起来。下列判断中正确的是( )
A.俯视观察,线框沿逆时针方向旋转
B.线框能旋转起来,是因为电磁感应
C.电池输出的电功率等于线框旋转的机械功率
D.旋转达到稳定时,线框中电流比刚开始转动时的大
电磁感应现象中的电路问题
13.(23-24高二下·四川·期中)如图所示,一边长L=10cm、匝数N=100匝、电阻r=2的正方形金属线框ABCD与阻值R=8的电阻组成闭合回路,其内三角形ECD区域存在垂直于纸面且随时间均匀变化的磁场(以垂直于纸面向外为正),E是AB边的中点,导线电阻不计,则t=0.1s时,通过电阻R的电流大小和方向是( )
A.0 B.5.0A,a到b
C.2.5A,a到b D.2.5A,b到a
14.(23-24高二下·山东潍坊·期中)如图甲所示,100匝半径的圆形金属线圈总电阻为,在线圈内部半径的圆形区域内存在垂直于线圈平面的匀强磁场,一阻值的电阻与线圈连成闭合回路。磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示,已知磁场方向垂直于线圈平面向里为正,通过电阻R的电流方向由a到b为正,下列说法正确的是( )
A.时电阻R上通过的电流为负
B.时电阻R上通过的电流大小为0.02A
C.时电阻R两端的电压为12V
D.内穿过线圈磁通量的变化量为
15.(24-25高二上·浙江·期中)如图所示,固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为阻值为2R的金属棒,一端固定在竖直导电转轴上,随轴以角速度水平匀速转动,转动时棒与圆环接触良好,在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和一个平行板电容器,有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。不计其他电阻和摩擦,下列说法正确的是( )
A.带电微粒带负电
B.若增大角速度,微粒将向下运动
C.金属棒产生的电动势为
D.电阻消耗的电功率为
16.(23-24高二下·四川成都·期中)如图所示,MN、PQ为水平光滑金属导轨(金属导轨电阻忽略不计),MN、PQ相距,导体棒AB在两轨道间的电阻为,且可以在MN、PQ上滑动,定值电阻,,整个装置放在磁感应强度为的匀强磁场中,磁场方向垂直于整个导轨平面,现用水平外力F拉着AB棒向右以速度做匀速运动( )
A.导体棒AB产生的感应电动势 B.导体棒AB两端的电压
C.导体棒AB受到的外力 D.定值电阻和的总电功率为6.4W
电磁感应现象中的图像问题
17.(23-24高二下·山东德州·期中)如图所示,等边三角形金属框的一个边与有界磁场边界平行,金属框在外力作用下以垂直于边界的速度匀速进入磁场,则线框进入磁场的过程中,线框中的感应电流、外力大小、线框中电功率的瞬时值、通过导体某横截面的电荷量与位移的关系可能正确的是( )
A.B.C. D.
18.(22-23高二下·江苏连云港·期中)如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a,磁感应强度的大小为B。一边长为a、电阻为R的正方形均匀导线框CDEF从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域,规定顺时针电流方向为正,安培力沿x轴正方向为正。则关于线框CD两端的电势差UCD、线框EF两端的电势差UEF、线框中电流I、线框所受安培力F与线框移动距离x的关系图象可能正确的是( )
A. B.
C. D.
19.(23-24高二下·重庆·期中)如图甲所示,一个矩形线圈悬挂在竖直平面内,悬点P为AB边中点。矩形线圈水平边,竖直边,在EF下方有一个范围足够大、方向垂直纸面(竖直平面)的匀强磁场。取垂直纸面向外为磁感应强度的正方向,电流逆时针方向为正方向,安培力向下为正方向,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列关于线圈内的感应电流i、线圈受到的安培力F随时间t变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
20.(23-24高二下·吉林·期中)如图甲所示,导体框架abcd放置于水平面内,ab平行于cd,导体棒MN与两导轨垂直并与导轨接触良好,整个装置放置于垂直于框架平面的磁场中,磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所示,MN始终保持静止。规定竖直向上为磁场正方向,沿导体棒由N到M为感应电流I正方向,水平向右为导体棒所受安培力F的正方向,下列图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
楞次定律和右手定则
21.(24-25高二上·辽宁沈阳·期中)如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,MN的左边有一如图所示的闭合电路,当PQ在一外力的作用下运动时,MN向左运动,则PQ所做的运动可能是( )
A.向右加速运动 B.向左加速运动
C.向右减速运动 D.向左减速运动
22.(24-25高二上·新疆乌鲁木齐·期中)某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置如图所示,在电梯挂厢上安装永久磁铁,并在电梯的井壁上铺设闭合线圈,这样可以在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置,下列说法正确的是( )
A.当电梯突然坠落时,该安全装置不可能使电梯悬停在线圈A、B之间
B.当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时,线圈A、B中的电流方向相同
C.当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时,线圈A、B均在阻碍电梯下落
D.当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时,线圈A在阻碍电梯下落,线圈B在促进电梯下落
23.(23-24高二下·广东茂名·期中)如图所示,两固定在绝缘水平面上的同心金属圆环P、Q水平放置,圆环P中通有如图所示的电流,以图示方向为电流正方向,下列说法正确的是( )
A.时刻,两圆环相互排斥
B.时刻,圆环Q中感应电流最大,受到的安培力为零
C.时间内,圆环Q中感应电流始终沿逆时针方向
D.时间内,圆环Q有收缩的趋势
24.(23-24高二下·四川成都·期中)如图,一条形磁铁竖直固定在水平地面上,在其上方有一水平固定光滑绝缘桌面,桌面上一导体圆形线圈以某一初速度从左向右沿直线通过条形磁铁上方,在位置2时,条形磁铁中心轴线过线圈圆心。线圈从位置1经位置2运动到位置3的过程中( )
A.线圈产生的感应电流方向一直不变
B.从上往下看,线圈产生的感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向
C.线圈做减速直线运动
D.线圈对桌面的压力先大于线圈重力后小于线圈重力
法拉第电磁感应定律
25.(23-24高二下·江西·期中)将四根绝缘硬质细导线顺次绕成如图甲、乙、丙、丁所示的线圈,其中大圆面积均为S₁,小圆面积均为S₂,垂直线圈平面有一向里的随时间t变化的磁场。磁场磁感应强度大小,B₀和k均为大于零的常量,下列说法正确的是( )
A.甲图的大圆中感应电流方向沿顺时针方向
B.乙图的大圆和小圆总电动势为
C.丙图的大圆和小圆总电动势为
D.丁图的大圆和小圆所受安培力的合力为零
26.(23-24高二下·福建福州·期中)如图甲所示,列车车头底部安装强磁铁,线圈及电流测量仪埋设在轨道地面(测量仪未画出),P、Q为接测量仪器的端口,磁铁的匀强磁场垂直地面向下、宽度与线圈宽度相同,俯视图如图乙。当列车经过线圈上方时,测量仪记录线圈的电流为0.12A。磁铁的磁感应强度为0.005T,线圈的匝数为10,ab边长度为0.2m,总电阻为,则在列车经过线圈的过程中,下列说法正确的是( )
A.线圈的磁通量一直增加 B.线圈的电流方向先逆时针后顺时针方向
C.线圈的安培力大小为N D.列车运行的速率为6m/s
27.(23-24高二下·福建福州·期中)如图所示,甲是一兴趣小组通过DIS实验探究感应电动势与磁通量变化率关系的模型简图,实验中通过电源使原线圈中的电流发生变化,利用传感器即可得到原线圈产生的磁感应强度随时间变化的图像[图乙(a)],以及副线圈中对应的感应电动势随时间变化的情况[图乙(b)]。根据图像信息,以下说法正确的是( )
A.原线圈中磁感应强度不为零,副线圈中的感应电动势就不为零
B.副线圈中感应电动势与穿过线圈的磁通量变化率成正比
C.副线圈中感应电动势与穿过线圈的磁通量成正比
D.实验中,若测得副线圈的横截面积,根据图像数据即可测得副线圈的匝数
28.(23-24高二下·湖北武汉·期中)如图所示,水平面内有一根闭合导线(由细软导线制成)绕过两固定且光滑的小钉子A和D,以及E点处的动滑轮,一根橡皮筋两端连接动滑轮轴心和固定点,使各段导线保持绷紧拉直状态。以AD为直径、半径为R的半圆形区域内,有磁感应强度大小为B、方向垂直水平面向下的有界匀强磁场。已知P点为半圆弧的中点,导线框的电阻为r。现将导线上的某点C以恒定角速度(相对圆心O)从D点沿圆弧移动,则下列说法正确的是( )
A.在C点从D点沿圆弧移动到A点的过程中,导线框中感应电流的方向先为逆时针方向,后为顺时针方向
B.当C点沿圆弧移动到P点时,导线框中的感应电动势最大
C.在C点从D点沿圆弧移动到图中位置的过程中,通过导线的平均电流为
D.在C点从D点沿圆弧移动到A点的过程中,感应电流的有效值为
自感 涡流 电磁阻尼和驱动
29.(23-24高二下·福建泉州·期中)某同学设计了如图甲所示的电路来对比电感线圈和小灯泡对电路的影响,电路两端电压U恒定,、为完全相同的电流传感器。某次实验中得到通过两电流传感器的图像如图乙所示。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.该实验演示的是通电自感现象
B.线圈的直流电阻小于灯泡的电阻
C.断开开关后,小灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭
D.乙图中的a曲线表示电流传感器测得的数据
30.(22-23高二下·湖北武汉·期中)随着电动汽车的大量普及,汽车无线充电受到越来越多的关注。无线充电简单方便,不需手动操作,没有线缆拖拽,大大提高了用户体验。将受电线圈安装在汽车的底盘上,将供电线圈安装在地面上,如图所示。当电动汽车行驶到供电线圈装置上,受电线圈即可“接收”到供电线圈的电流,从而对蓄电池进行充电。关于无线充电,下列说法正确的是( )
A.无线充电技术与变压器的工作原理相同
B.为了保护受电线圈不受损坏,可在车底加装一个金属护板
C.只有将供电线圈接到直流电源上,才能对蓄电池进行充电
D.受电线圈没有对准供电线圈(二者没有完全重合)时,仍能进行无线充电
31.(23-24高二下·广东深圳·期中)“电磁橇”是我国建成的世界首个电磁驱动地面超高速试验设施。图甲是一种线圈形电磁弹射装置的原理图,开关拨向1,向电容器充电,充完电后,在时刻开关拨向2,发射线圈被弹射出去。图乙是驱动线圈的电流随时间的变化图像。发射导管材质绝缘且内壁光滑,下列说法正确的是( )
A.开关拨向2的瞬间,驱动线圈和发射线圈中的电流同向
B.开关拨向2的瞬间,驱动线圈和发射线圈相互排斥
C.在时间内,发射线圈中的电流不断减小
D.发射导管越长,发射线圈的出射速度越大
32.(23-24高二下·湖北黄冈·期中)如图所示分别是目前被广泛采用的两种电机的简化原理示意图,它们的相同点是利用作为定子的三组电磁铁交替产生磁场,实现电磁铁激发的磁场在平面内沿顺时针方向转动的效果,以驱动转子运动;不同点是甲电机的转子是一个永磁铁,乙电机的转子是绕有闭合线圈的软铁。通过电磁驱动使转子转动,可以为电动汽车提供动力。 甲假定两种电机的每组电磁铁中电流的变化周期和有效值均相同,下列说法正确的是( )
A.电机稳定工作时,乙电机转子的转速与电磁铁激发磁场的转速相同
B.电机稳定工作时,乙转子的转动方向也为顺时针
C.电机稳定工作时,乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速,其所受安培力就越大
D.刹车(停止供电)时,转子由于仍在旋转,甲电机可以通过反向发电从而回收动能而乙电机不可以
电磁感应现象中的电路问题
33.(23-24高二下·湖南长沙·期中)如图所示,平行金属导轨平面与水平面夹角为,导轨与定值电阻和相连,有一导体棒在沿平行于导轨向上的拉力作用下沿导轨向上滑动,导体棒与导轨始终垂直且接触良好。已知和的阻值分别为和,匀强磁场方向垂直导轨平面向上,导体棒的质量为、电阻为、与导轨之间的动摩擦因数为。当导体棒速度为时,流过的电流为,此时( )
A.导体棒两端的电势差
B.导体棒产生的电动势是
C.导体棒受到的安培力为
D.拉力的功率为
34.(23-24高二下·四川成都·期中)如图甲所示,两根完全相同的光滑平行导轨固定,与水平面成,导轨两端均连接电阻,阻值,导轨间距。在矩形区域内分布有垂直斜面向上的磁场,磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。时刻,在右侧导轨斜面上与距离处,有一根阻值,的金属棒ab在导轨上由静止释放,恰好匀速通过整个磁场区域。已知从静止释放到恰好通过磁场区域的过程中,流过的电流大小始终不变,重力加速度取,导轨电阻不计。下列说法正确的是 ( )
A.ab在磁场中运动的速度
B.流过的电流方向在时发生了改变
C.磁场上下边界、的距离
D.磁感应强度的最大值
35.(23-24高二下·重庆·期中)一种带有闪烁灯的自行车后轮结构如图所示,车轮与轮轴之间均匀地连接4根金属条,每根金属条中间都串接一个小灯,每个小灯阻值恒为,金属条与车轮金属边框构成闭合回路,车轮半径;,轮轴半径可以忽略。车架上固定一个强磁铁,可形成圆心角的扇形匀强磁场区域,磁感应强度,方向如图所示,若自行车正常前进时,后轮顺时针转动的角速度恒为,不计其他电阻和车轮厚度,以下说法正确的是( )
A.金属条ab进入磁场时,金属条上电流的方向从b流向a
B.金属条ab进入磁场时,ab间的电压大小为1.2V
C.自行车后轮正常转动一周,金属条ab从进入磁场到离开磁场区域的过程中,流过金属条ab的电荷量为
D.自行车后轮正常转动一周的过程中,4个小灯消耗的总电能为
36.(23-24高二下·陕西西安·期中)在如图(a)所示的电路中,电阻,圆形金属线圈半径为,线圈导线的电阻也为R,电容器的电容为C,半径为的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示,图线与横、纵轴的交点坐标分别为和,其余导线的电阻不计。时闭合S,至时刻,电路中的电流已稳定,下列说法正确的是( )
A.电容器下极板带正电
B.时刻电容器所带的电荷量为
C.线圈中产生的感应电动势的大小为
D.稳定后线圈两端的电压为
电磁感应现象中的图像问题
37.(23-24高二下·重庆南岸·期中)如图所示,三个有界匀强磁场的磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向外、向里和向外,磁场宽度均为L,在磁场区域的左侧边界处,有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直。现用垂直磁场边界的水平力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正,磁感线垂直纸面向里时的磁通量Φ为正值,水平力F向右为正。下列能反映线框中的磁通量Φ、感应电动势E、水平力F和电功率P随时间t的变化规律的图像是( )
A. B.
C. D.
38.(22-23高二下·湖南·期中)如图所示,在直角坐标系的第一象限中有一等腰直角三角形区域,其内部存在垂直纸面向里的匀强磁场,它的边在轴上且长为。边长也为的正方形导线框的一条边也在轴上,时刻,该线框恰好位于图中所示位置,此后线框在外力的作用下沿轴正方向以恒定的速度通过磁场区域。规定逆时针方向为导线框中电流的正方向,则线框通过磁场区域的过程中,线框中的感应电流i、穿过线框平面的磁通量、通过线框横截面的电荷量、外力随线框的位移变化的图像中可能正确的是(图中曲线是抛物线的一部分)( )
A.B.C. D.
39.(23-24高二下·山东泰安·期中)如图所示,在坐标系中,有边长为L的正方形金属线框,其一条对角线和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处。在y轴的右侧,在Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的上边界与线框的边刚好完全重合,左边界与y轴重合,右边界与y轴平行。时刻,线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域,取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正,则在线框穿过磁场区域的过程中,感应电流i、间的电势差随时间t变化的图线是下图中的( )
A. B. C.D.
40.(23-24高二下·云南昆明·期中)如图所示,在空间中存在一范围足够大的匀强磁场区域,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,MN为磁场区域的上边界,磁场上方有一个正方形导线框abcd,ab边与MN平行,线框平面处于竖直面内。已知线框质量为m,边长为L,总电阻为R,重力加速度为g,线框从图示位置由静止开始下落,则在ab边进入磁场的过程中,关于线框的运动,以下图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
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