专题04 电磁感应（考题猜想）-2024-2025学年高二物理下学期期末考点大串讲（沪科版2020）

专题04 电磁感应 考题猜想（原卷版） 考点1：电磁感应现象及楞次定律 1 考点2：法拉第电磁感应定律及与电路结合问题 5 考点3：力学三大观点与电磁感应问题结合综合问题 10 考点4：电磁感应的应用 19 考点1：电磁感应现象及楞次定律 1．（23-24高二下·上海嘉定·期末）发电机和电动机中，利用“磁场对电流的作用力”工作的是 ；利用“电磁感应原理”工作的是 。（两空均选填“发电机”或“电动机”） 2．在如图所示的物理情境中，能产生感应电流的是（    ） A．如图甲所示，线圈与通电导线在同一平面，线圈竖直向上移动 B．如图乙所示，线圈在竖直向下的匀强磁场中，水平向右匀速运动 C．如图丙所示，开关闭合后，向右移动滑动变阻器的滑片 D．如图丁所示，线圈在条形磁铁所在的平面内远离磁体 3．电吉他的原理用到了电磁感应现象，拾音器的简化结构如图甲所示，当用手拨动被磁化的金属弦时，线圈中产生感应电流，电流经过音箱发出声音。若某次拨动琴弦时，在一段时间内，线圈中的磁通量与时间的变化如图乙所示，线圈中产生的感应电动势E与时间t的变化关系可能正确的是（　　） A． B． C． D． 4．1825年瑞士年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，实验装置如图所示，为避免磁铁的磁场对小磁针产生影响，他把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插入线圈，然后跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。关于科拉顿没看到小磁针偏转的分析，下列说法中正确的是（　　） A．实验过程中磁铁的磁性太强 B．实验过程中小磁针的磁性太强 C．实验过程中通过线圈的磁通量不变 D．是因为当他跑到另一个房间时，电磁感应过程已经结束 5．（多选）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）。俯视图如图乙，磁铁的匀强磁场垂直地面向下，宽度与线圈宽度相同，、为接测量仪器的端口。当磁铁经过线圈的过程中，下列说法正确的是（　　） A．线圈的磁通量先增加后减小 B．线圈的磁通量先减小后增大 C．线圈中的感应电流方向先顺时针后逆时针 D．线圈中的感应电流方向先逆时针后顺时针 6．（多选）如图所示，矩形导线框在匀强磁场内做各种运动的过程中，能够产生感应电流的是（　　） A． B． C． D． 7．（多选）图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“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，螺线管感应电流由P流向Q B．松开按钮过程，螺线管感应电流由P流向Q C．按住按钮不动，螺线管没有产生感应电动势 D．按下和松开按钮过程，螺线管产生大小相同的感应电动势 8．荡秋千是一项同学们喜欢的体育活动。如图所示，两根金属链条（可视为导体）将一根金属棒ab悬挂在固定的金属架cd上，静止时金属棒ab水平且沿东西方向。已知当地的地磁场方向自南向北斜向下与竖直方向成45°角，现让金属棒ab随链条摆起来，通过能量补给的方式可使链条与竖直方向的最大偏角保持45°不变，则下列说法中正确的是（　　） A．当ab棒自南向北经过最低点时，电流从c流向d B．当链条与竖直方向成45°角时，ab棒受到的安培力一定为零 C．当ab棒自南向北摆动的过程中，回路中的电流一直增大 D．当链条与竖直方向成45°角时，回路中的磁通量一定为零 9．如图所示，新能源汽车由地面供电装置（主要装置是发射线圈，并直接连接电源）将电能传送至轿车底部的感应装置（主要装置是接收线圈，并连接充电电池），对车载电池进行充电。则（　　） A．发射线圈和接收线圈的磁通量变化率相等 B．地面供电装置中的电源输出的可以是恒定电压 C．增大发射线圈与接收线圈的间距，接收线圈中感应电流的频率不变 D．车身中感应线圈中感应电流磁场总是与地面发射的电流的磁场方向相反 10．（多选）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 考点2：法拉第电磁感应定律及与电路结合问题 11．（23-24高二下·上海嘉定·期末）如图（a）所示，阻值为2Ω、匝数为100的圆形金属线圈与一个阻值为3Ω的电阻连接成闭合电路。线圈的半径为10cm，在线圈中有一个边长为10cm的正方形匀强磁场区域，该磁场方向垂直于线圈平面。磁感应强度B（向里为正）随时间t变化的关系如图（b）所示，导线电阻不计。则10s时通过电阻的电流方向为 （选填“ab”或“ba”），其大小为 A。 12．如图所示，一个可绕竖直圆心轴转动的水平金属圆盘，圆盘中心O和圆盘边缘D通过电刷与螺线管相连，螺线管右侧有竖直悬挂的铜环，匀强磁场垂直于圆盘平面向上，从上向下看，圆盘逆时针转动，则下述结论中正确的是（　　） A．若圆盘匀速转动，则铜环中有恒定的感应电流 B．若圆盘加速转动，则铜环将靠近螺线管 C．若圆盘不动，逐渐增强磁场，则圆盘上各处电势相等 D．若圆盘不动，逐渐增强磁场，则铜环保持不动 13．（多选）一款锻炼手指力量的运动器材，它的外部是一个空心的软橡胶直筒，通过手握橡胶筒的中部并快速张合达到锻炼的目的。为了便于记录，它内置了一个利用电磁感应原理制成的计数仪：如图，在橡胶直筒中间竖直内置了一个匝数为1000、截面积为的闭合软质导体线圈（图中未画出），线圈的电阻为，在直筒两端各放置一磁铁，可产生磁感应强度大小为、方向向右垂直穿过线圈平面的匀强磁场。现在手指紧握横放的橡胶筒，压缩橡胶筒使导体线圈截面积在时间内收缩为，下列说法正确的是（　　） A．线圈被压缩前，穿过线圈的磁通量为 B．在时间内线圈的平均感应电动势为 C．在时间内通过线圈的电荷量为 D．导体线圈回路中的感应电流方向与图示手抓握橡胶筒的四指弯曲方向相反 14．法拉第制作了最早的圆盘发电机，如图甲所示。兴趣小组仿制了一个金属圆盘发电机，按图乙连接电路。圆盘边缘与电刷紧贴，用导线把电刷与电阻的端连接，圆盘的中心轴线与电阻的端连接。将该圆盘放置在垂直于盘面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为。使圆盘以角速度匀速转动，转动方向如图乙所示。已知圆盘半径为，除电阻外其他电阻不计。求： (1)通过电阻的电流大小和方向。 (2)圆盘转过1圈，电阻上产生的焦耳热。 15.磁生电 当今人类生存的环境是一个“电的世界”，我们的生活离不开电。那么这些我们赖以生存的电，是怎么产生的呢？ 1）如图所示，左端接有阻值电阻的足够长光滑导体框固定在水平面上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度。一根长，质量的导体棒在水平外力的作用下由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小。若框与导体棒的电阻不计，则外力随时间变化的函数表达式为 ，电路中的电功率随时间的表达式 ，0~2s内流经导体棒的电荷量为 C。 2）（证明）图示为某发电机的简化原理图。以点为圆心、半径为的圆弧形金属导轨固定在纸面内，长为的导体棒可绕点以角速度匀速转动，磁感应强度为的匀强磁场垂直纸面向里。请运用法拉第电磁感应定律或切割类感应电动势，证明导体棒产生的感应电动势。 3）如图甲所示是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为、匝数的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度的大小均为，线圈的电阻为，它的引出线接有的小电珠。外力推动线圈框架的端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。当线圈向右的位移随时间变化的规律如图丙所示（取向右为正），求： （1）（计算）线圈运动时产生的感应电动势的大小； （2）（计算）每一次推动线圈运动过程中作用力的大小； （3）（计算）该发电机的输出功率（摩擦等损耗不计）； （4）（简答）某同学说：“该线圈在运动过程中，磁感线始终与线圈平面平行，线圈中的磁通量始终为零，磁通量保持不变，因此线圈中应该没有感应电流产生，但实际却产生了电流，如何解释这个问题呢？”对这个问题说说你的看法。 考点3：力学三大观点与电磁感应问题结合综合问题 16.（23-24高二下·上海·期末）电磁阻拦 某模型小组用小车探究电磁阻拦的效果如图所示（俯视），在遥控小车底面安装有单匝矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度v0向右通过竖直向下的有界匀强磁场。已知小车总质量m=0.2kg，金属框宽为0.1m、长为0.2m，电阻R=2Ω，磁场宽度D=0.4m，磁感应强度B=1T，不计摩擦。 1）若v0=4m/s，则ab边刚进入磁场时，线框中产生的感应电流大小为 A；小车的加速度大小为 m/s2。 2）若cd边刚离开磁场边界MN时，小车速度恰好为零。 （1）线框穿过磁场的过程中，感应电流的方向 A．均为abcda　　B．均为adcba C．先abcda再adcba　　D．先adcba再abcda （2）定性画出小车运动的速度v随时间t变化的关系图像 ； （3）求线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量q ； （4）某同学认为“线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量”，请分析论证该观点 。 3）该小组利用如图（a）所示装置验证感应电动势大小与磁通量变化率之间的关系。线圈匝数和面积均不变，通过调节智能电源在线圈a中产生可控的变化的磁场，用磁传感器测量线圈b内的磁感应强度B，用电压传感器测量线圈b内的感应电动势E。某次实验中 （1）观察图（b）图像，可得：在线圈b中产生恒定感应电动势的条件是 ：感应电动势的大小与 有关。 （2）为了进一步确定定量关系，可利用图（b）中的信息，做出 A．图像    B．E-Δφ图像 C． 图像    D． E-图像 17．（23-24高二下·上海嘉定·期末）如图所示，两条电阻不计、间距为L的长直金属导轨竖直放置，导轨上端接有阻值为R的定值电阻。水平理想边界MN下方空间内存在磁感强度大小恒为B、方向垂直导轨平面的足够大匀强磁场。质量为m、电阻为r的金属棒ab通过两端套环水平套在两金属导轨之间。为使ab保持静止，需在图中面积为S的圆形区域内施加一随时间变化且垂直导轨平面的水平匀强磁场，不计ab与导轨间摩擦及空气阻力。求： （1）ab中电流的大小、方向； （2）圆形区域内匀强磁场的磁感强度变化情况； （3）撤去圆形区域内的磁场后，由静止释放ab，经t时间后 ab的运动状态已经稳定，分析ab的运动情况； （4）求t时间内ab受到安培力的总冲量。 18．如图所示，宽度为的光滑平行金属导轨水平放置，一端连接阻值为的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。将质量为，电阻为的导体棒放在导轨上，与导轨接触良好，其长度恰好等于导轨间距，导轨的电阻忽略不计，导轨足够长。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒从静止开始沿导轨向右运动。当导体棒的速度为时： (1)求导体棒两端的电压； (2)求导体棒所受安培力的功率； (3)若经过时间，导体棒达到最大速度，求此之前导体棒运动的距离。 19．足够长的光滑导轨固定于水平面上，导轨宽度为，导轨处于垂直水平面竖直向下的匀强磁场中，俯视图如图所示，质量为的金属棒置于导轨上，时刻，金属棒在外力作用下由静止开始运动，已知外力随金属棒速度变化的规律满足，导轨左端连接阻值为的电阻，其余电阻不计，求： (1)磁感应强度大小； (2)内通过电阻的电量； (3)0~5s内外力的冲量大小。 20．在“鸡蛋撞地球”活动中，某兴趣小组设想利用“电磁阻尼+弹簧”来设计着地缓冲装置，简化的结构原理如图所示。承重装置和鸡蛋的总质量，其内部区域存在着磁感应强度大小为的匀强磁场；缓冲装置由匝数为的刚性线圈和上端两个轻质弹簧构成，已知每个弹簧的劲度系数均为，线圈的总电阻为、宽度为、高度足够高。现将整体装置在距离地面高度为处自由释放，此时弹簧上端与承重装置相距为。假设弹簧与承重装置接触后立即连接在一起，刚性线圈落地后立即静止不动，整个装置始终处于竖直状态，忽略其他阻力，重力加速度取。 (1)在落地后瞬间，求线圈产生感应电流的大小和方向；（方向选“顺时针”或“逆时针”） (2)从开始到弹簧刚接触承重装置的过程中，求流过线圈某截面的电荷量； (3)若承重装置与弹簧接触前已经做匀速运动，求承重装置匀速运动速度的大小； (4)装置最终处于竖直静止状态，求整个过程中线圈产生的热量。 21．我国第三艘航母“福建号”已装备最先进的电磁弹射技术。某兴趣小组根据所学的物理原理进行电磁弹射设计，其加速和减速过程可以简化为下述过程。两根足够长的平直轨道AB和CD固定在水平面上，其中PQ左侧为光滑金属轨道，轨道电阻忽略不计，AC间接有定值电阻R，PQ右侧为粗糙绝缘轨道。沿CD轨道建立x轴，坐标原点与Q点重合。PQ左侧分布有垂直于轨道平面向下的匀强磁场，PQ右侧为沿x轴渐变的磁场，垂直于x轴方向磁场均匀分布。现将一质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒ab垂直放置在轨道上，与PQ距离为s。PQ的右方还有质量为3m、各边长均为L的U形框cdef，其电阻为3R。ab棒在恒力F作用下向右运动，到达PQ前已匀速。当ab棒运动到PQ处时撤去恒力F，随后与U形框发生碰撞，碰后连接成“口”字形闭合线框，并一起运动，后续运动中受到与运动方向相反的阻力f，阻力大小与速度满足。已知，，，，，，，求： (1)棒ab与U形框碰撞前速度的大小； (2)棒ab与U形框碰撞前通过电阻R的电量； (3)“口”字形线框停止运动时，ed边的坐标； (4)U形框在运动过程中产生的焦耳热。 22．如图1所示，在竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道固定在水平面内，相距为。一质量为的导体棒垂直于放在轨道上，与轨道接触良好。轨道和导体棒的电阻均不计。 (1)如图2所示，若轨道左端间接一阻值为的电阻，导体棒在水平向右的恒力的作用下由静止开始运动。 a．比较两点电势大小的关系； b．求导体棒最终的稳定速度的大小。 (2)如图3甲所示，若轨道左端间接一电动势为、内阻为的电源。闭合开关S，导体棒从静止开始运动。 a．推导导体棒的速度和加速度满足的关系表达式； b．若在轨道左端间再接一阻值为的电阻，如图3乙所示。闭合开关，导体棒从静止开始运动。求导体棒最终的稳定速度的大小。 (3)如图4所示，若轨道左端间接一电容器，电容器的电容为，现给导体棒一个向右的初速度。 a．在图5中画出导体棒速度随时间变化的图像； b．求导体棒最终的稳定速度的大小。 考点4：电磁感应的应用 23．下列与电磁感应有关的现象中说法正确的是（　　） A．甲图中，当蹄形磁体顺时针转动（从上往下看）时，铝框将沿顺时针方向转动 B．乙图中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量使金属熔化，从而冶炼金属 C．丙图中磁电式仪表，把线圈在铝框骨架上，起到电磁驱动的作用 D．图丁中，铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速不变 24．“中国第一高楼”上海中心大厦首次采用了电涡流技术的阻尼器，该阻尼器底部附着永磁铁的质量块摆动通过固定在楼板上的导体板上方时，导体板内产生涡流，示意图如图。关于阻尼器，下列说法正确的是（　　） A．阻尼器摆动时产生的涡流源于电流的磁效应现象 B．导体板没有形成回路，导体板不能形成感应电流 C．阻尼器摆动时产生的涡流源于外部电源供电 D．大厦带动永磁铁摆动时，导体板中的磁通量发生变化，阻尼器将机械能转化为电能，达到保护大楼安全的目的 25．（多选）如图是日常生活中常用到的电磁炉的示意图，它具有升温快、效率高、体积小、安全性高等优点。下列关于电磁炉的说法中正确的是（　　） A．电磁炉是利用图中线圈发热来加热食物的 B．电磁炉是利用金属锅底发热来加热食物的 C．电磁炉可以用陶瓷器皿作为锅具对食物加热 D．可以通过改变电子线路的频率来改变电磁炉的功率 26．（23-24高二下·上海·期末）电感线圈 电感线圈是重要的电学元件。 小李同学用图中两个电路研究通电自感和断电自感现象。图中L是自感系数很大的线圈，直流电阻忽略不计，A、B是两个相同的小灯泡，直流电源为一节新的干电池。请将左侧栏对电键的实验操作与右侧栏可能观察到的小灯泡的现象用直线连接起来：对电键的操作以及实验过程中可能会观察到灯泡的现象； 27.（23-24高二下·上海·期末）家庭电路 随着电气化的发展，电在逐步改变着人们的生活方式。现代人生活已经离不开电。为了保障家庭用电的安全，我们需要掌握基本的用电知识，确保自己的生命和财产安全。 小敏学习了电磁学知识以后，在家里制作了一个简单的电磁灶。如图所示，让线圈接上一个电源，在线圈上端放置一盛有冷水的玻璃杯，闭合开关一段时间，发现没有加热效果。请指出小敏同学这个实验装置中的两个主要错误，并说明原因： 错误1： ； 理由： 。 错误2： ； 理由： 。 1 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 电磁感应 考题猜想（解析版） 考点1：电磁感应现象及楞次定律 1 考点2：法拉第电磁感应定律及与电路结合问题 8 考点3：力学三大观点与电磁感应问题结合综合问题 14 考点4：电磁感应的应用 26 考点1：电磁感应现象及楞次定律 1．（23-24高二下·上海嘉定·期末）发电机和电动机中，利用“磁场对电流的作用力”工作的是 ；利用“电磁感应原理”工作的是 。（两空均选填“发电机”或“电动机”） 【答案】 电动机 发动机 【详解】[1][2]发电机和电动机中，利用“磁场对电流的作用力”工作的是电动机；利用“电磁感应原理”工作的是发电机。 2．在如图所示的物理情境中，能产生感应电流的是（    ） A．如图甲所示，线圈与通电导线在同一平面，线圈竖直向上移动 B．如图乙所示，线圈在竖直向下的匀强磁场中，水平向右匀速运动 C．如图丙所示，开关闭合后，向右移动滑动变阻器的滑片 D．如图丁所示，线圈在条形磁铁所在的平面内远离磁体 【答案】C 【详解】A．如图甲所示，线圈与通电导线在同一平面，线圈竖直向上移动，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，故A不符合题意； B．如图乙所示，线圈在竖直向下的匀强磁场中，水平向右匀速运动，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，故B不符合题意； C．如图丙所示，开关闭合后，向右移动滑动变阻器的滑片，由于线圈A中的电流发生变化，使得穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中有感应电流产生，故C符合题意； D．如图丁所示，线圈在条形磁铁所在的平面内远离磁体，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，故D不符合题意。 故选C。 3．电吉他的原理用到了电磁感应现象，拾音器的简化结构如图甲所示，当用手拨动被磁化的金属弦时，线圈中产生感应电流，电流经过音箱发出声音。若某次拨动琴弦时，在一段时间内，线圈中的磁通量与时间的变化如图乙所示，线圈中产生的感应电动势E与时间t的变化关系可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据图甲可知线圈中磁场始终向上，由图乙可知磁通量先变大后变小再变大，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为，磁通量随时间变化的斜率一开始最大，先变为零再变为反向最大，然后反向变为零再正向逐渐变大，可知ABD错误，C正确。 故选C。 4．1825年瑞士年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，实验装置如图所示，为避免磁铁的磁场对小磁针产生影响，他把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插入线圈，然后跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。关于科拉顿没看到小磁针偏转的分析，下列说法中正确的是（　　） A．实验过程中磁铁的磁性太强 B．实验过程中小磁针的磁性太强 C．实验过程中通过线圈的磁通量不变 D．是因为当他跑到另一个房间时，电磁感应过程已经结束 【答案】D 【详解】只有线圈中的磁通量发生变化时才会产生电磁感应现象，即当磁铁插入或拔出线圈的瞬间，线圈通过的磁通量才会发生变化，才能产生电磁感应现象。因此当科拉顿跑到另一房间时，电磁感应现象早已结束了。 故选D。 5．（多选）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）。俯视图如图乙，磁铁的匀强磁场垂直地面向下，宽度与线圈宽度相同，、为接测量仪器的端口。当磁铁经过线圈的过程中，下列说法正确的是（　　） A．线圈的磁通量先增加后减小 B．线圈的磁通量先减小后增大 C．线圈中的感应电流方向先顺时针后逆时针 D．线圈中的感应电流方向先逆时针后顺时针 【答案】AD 【详解】当列车经过线圈的过程中，线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流方向先逆时针后顺时针。 故选AD。 6．（多选）如图所示，矩形导线框在匀强磁场内做各种运动的过程中，能够产生感应电流的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】A．线框在运动过程中，面积不变、磁感应强度不变，穿过线框的磁通量不变，不产生感应电流，故A错误； BD．线框转动过程中，穿过闭合线框的磁通量发生变化，能产生感应电流，故BD正确； C．线框与磁场平行，线框在运动过程中，穿过线框的磁通量始终为零，不发生变化，没有感应电流产生，故C错误； 故选BD。 7．（多选）图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“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，螺线管感应电流由P流向Q B．松开按钮过程，螺线管感应电流由P流向Q C．按住按钮不动，螺线管没有产生感应电动势 D．按下和松开按钮过程，螺线管产生大小相同的感应电动势 【答案】AC 【详解】A．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流由P流向Q，故A正确； B．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中感应电流由Q流向P，故B错误； C．按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管没有产生感应电动势，故C正确； D．按下和松开按钮过程，若按下和松开按钮的时间不相同，螺线管中磁通量的变化率不相等，根据法拉第电磁感应定律可知，螺线管产生的感应电动势大小不相同，故D错误。 故选AC。 8．荡秋千是一项同学们喜欢的体育活动。如图所示，两根金属链条（可视为导体）将一根金属棒ab悬挂在固定的金属架cd上，静止时金属棒ab水平且沿东西方向。已知当地的地磁场方向自南向北斜向下与竖直方向成45°角，现让金属棒ab随链条摆起来，通过能量补给的方式可使链条与竖直方向的最大偏角保持45°不变，则下列说法中正确的是（　　） A．当ab棒自南向北经过最低点时，电流从c流向d B．当链条与竖直方向成45°角时，ab棒受到的安培力一定为零 C．当ab棒自南向北摆动的过程中，回路中的电流一直增大 D．当链条与竖直方向成45°角时，回路中的磁通量一定为零 【答案】B 【详解】A．当ab棒自南向北经过最低点时，由右手定则知ab棒上的电流方向自东向西，所以金属架上的电流方向为从d流向c，故A错误； B．当链条与竖直方向成45°时，ab到达最高点，其速度为0，不产生感应电动势，回路中感应电流一定为零，ab棒受到的安培力一定为零，故B正确； C．ab棒自南向北摆动的过程中，ab棒的速度先增大后减小，所以感应电动势先增大后减小，感应电流先增大后减小，故C错误； D．当链条与竖直方向成45°角时，回路中的磁通量不为零，故D错误。 故选B。 9．如图所示，新能源汽车由地面供电装置（主要装置是发射线圈，并直接连接电源）将电能传送至轿车底部的感应装置（主要装置是接收线圈，并连接充电电池），对车载电池进行充电。则（　　） A．发射线圈和接收线圈的磁通量变化率相等 B．地面供电装置中的电源输出的可以是恒定电压 C．增大发射线圈与接收线圈的间距，接收线圈中感应电流的频率不变 D．车身中感应线圈中感应电流磁场总是与地面发射的电流的磁场方向相反 【答案】C 【详解】A．由感应装置与供电装置的工作原理可知，非理想状态下由于能量损耗供电线圈和感应线圈的磁通量变化率不等，故A错误； B．如果地面供电装置中的电源输出恒定电压，那么发射线圈中的电流是恒定的，恒定电流产生的磁场是不变的。根据电磁感应定律，穿过接收线圈的磁通量不变，就不会产生感应电动势，无法实现对车载电池充电，所以电源输出的不能是恒定电压，故B错误； C．发射线圈与接收线圈中的磁通量变化的频率相同，增大发射线圈与接收线圈的间距，接收线圈电流的频率不变，故C正确； D．根据楞次定律，当穿过车身感应线圈的磁通量增加时，车身中感应线圈中感应电流磁场与地面发射的电流的磁场方向相反；当穿过车身感应线圈的磁通量减少时，车身中感应线圈中感应电流磁场与地面发射的电流的磁场方向相同，故D错误。 故选C。 10．（多选）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。 考点2：法拉第电磁感应定律及与电路结合问题 11．（23-24高二下·上海嘉定·期末）如图（a）所示，阻值为2Ω、匝数为100的圆形金属线圈与一个阻值为3Ω的电阻连接成闭合电路。线圈的半径为10cm，在线圈中有一个边长为10cm的正方形匀强磁场区域，该磁场方向垂直于线圈平面。磁感应强度B（向里为正）随时间t变化的关系如图（b）所示，导线电阻不计。则10s时通过电阻的电流方向为 （选填“ab”或“ba”），其大小为 A。 【答案】 ba 0.04 【详解】[1]由图b可知，在0~10s时间内，通过电阻的电流方向为ba，在10s以后，通过电阻的电流方向仍为ba，因此10s时，通过电阻的电流电流方向为ba。 [2]由法拉第电磁感应定律可知 其中 根据闭合电路欧姆定律，有 联立，解得 12．如图所示，一个可绕竖直圆心轴转动的水平金属圆盘，圆盘中心O和圆盘边缘D通过电刷与螺线管相连，螺线管右侧有竖直悬挂的铜环，匀强磁场垂直于圆盘平面向上，从上向下看，圆盘逆时针转动，则下述结论中正确的是（　　） A．若圆盘匀速转动，则铜环中有恒定的感应电流 B．若圆盘加速转动，则铜环将靠近螺线管 C．若圆盘不动，逐渐增强磁场，则圆盘上各处电势相等 D．若圆盘不动，逐渐增强磁场，则铜环保持不动 【答案】D 【详解】AB．圆盘可以看成无数根金属条并联切割磁场，产生的电动势为，若圆盘匀速转动，电动势恒定，因此产生恒定的感应电流，则螺线管的磁场恒定，穿过铜环的磁通量不变，则铜环中无感应电流；若圆盘加速转动，电动势增大，产生的感应电流变大，那么螺线管的磁感应强度变大，由右手定则可知电流由圆心流向圆盘边缘在D点流出，根据右手螺旋定则可知螺线管内部磁场方向由F向E，根据楞次定律可得铜环将远离螺线管，故AB错误； CD．圆盘不动，逐渐增强磁场时，圆盘中磁通量增大，由右手螺旋定则可知，从上往下看圆盘中产生顺时针方向的感应电流，可知各处的电动势不同；感应电流只在圆盘中流动，则右侧的螺线管中无电流，则不产生磁场，则铜环中不产生感应电流，所以铜环保持不动，故C错误，D正确。 故选D。 13．（多选）一款锻炼手指力量的运动器材，它的外部是一个空心的软橡胶直筒，通过手握橡胶筒的中部并快速张合达到锻炼的目的。为了便于记录，它内置了一个利用电磁感应原理制成的计数仪：如图，在橡胶直筒中间竖直内置了一个匝数为1000、截面积为的闭合软质导体线圈（图中未画出），线圈的电阻为，在直筒两端各放置一磁铁，可产生磁感应强度大小为、方向向右垂直穿过线圈平面的匀强磁场。现在手指紧握横放的橡胶筒，压缩橡胶筒使导体线圈截面积在时间内收缩为，下列说法正确的是（　　） A．线圈被压缩前，穿过线圈的磁通量为 B．在时间内线圈的平均感应电动势为 C．在时间内通过线圈的电荷量为 D．导体线圈回路中的感应电流方向与图示手抓握橡胶筒的四指弯曲方向相反 【答案】BC 【详解】A．导体线圈未被压缩时，线圈的初始磁通量为，故A错误； B．导体线圈回路的平均感应电动势为，故B正确： C．内导体线圈回路的平均感应电流为，通过线圈的电荷量为，故C正确； D．因线圈面积减小，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场与原磁场方向相同，根据右手螺旋定则可知，导体线圈回路的感应电流方向与手抓握橡胶筒的四指弯曲方向相同，故D错误。 故选BC。 14．法拉第制作了最早的圆盘发电机，如图甲所示。兴趣小组仿制了一个金属圆盘发电机，按图乙连接电路。圆盘边缘与电刷紧贴，用导线把电刷与电阻的端连接，圆盘的中心轴线与电阻的端连接。将该圆盘放置在垂直于盘面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为。使圆盘以角速度匀速转动，转动方向如图乙所示。已知圆盘半径为，除电阻外其他电阻不计。求： (1)通过电阻的电流大小和方向。 (2)圆盘转过1圈，电阻上产生的焦耳热。 【答案】(1)，电流方向b到a (2) 【详解】（1）转动的圆盘可看成由无数根沿着半径的导体棒组成，每根导体棒均切割磁感线，从而产生感应电动势，产生感应电流，根据右手定则，圆盘上感应电流从圆周边缘流向圆心O点，如图乙所示得通过电阻R的电流方向为b到a； 圆盘产生的感应电动势为 根据欧姆定律可得通过电阻R的电流大小为 （2）根据焦耳定律可知 15.磁生电 当今人类生存的环境是一个“电的世界”，我们的生活离不开电。那么这些我们赖以生存的电，是怎么产生的呢？ 1）如图所示，左端接有阻值电阻的足够长光滑导体框固定在水平面上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度。一根长，质量的导体棒在水平外力的作用下由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小。若框与导体棒的电阻不计，则外力随时间变化的函数表达式为 ，电路中的电功率随时间的表达式 ，0~2s内流经导体棒的电荷量为 C。 2）（证明）图示为某发电机的简化原理图。以点为圆心、半径为的圆弧形金属导轨固定在纸面内，长为的导体棒可绕点以角速度匀速转动，磁感应强度为的匀强磁场垂直纸面向里。请运用法拉第电磁感应定律或切割类感应电动势，证明导体棒产生的感应电动势。 3）如图甲所示是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为、匝数的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度的大小均为，线圈的电阻为，它的引出线接有的小电珠。外力推动线圈框架的端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。当线圈向右的位移随时间变化的规律如图丙所示（取向右为正），求： （1）（计算）线圈运动时产生的感应电动势的大小； （2）（计算）每一次推动线圈运动过程中作用力的大小； （3）（计算）该发电机的输出功率（摩擦等损耗不计）； （4）（简答）某同学说：“该线圈在运动过程中，磁感线始终与线圈平面平行，线圈中的磁通量始终为零，磁通量保持不变，因此线圈中应该没有感应电流产生，但实际却产生了电流，如何解释这个问题呢？”对这个问题说说你的看法。 【答案】1） 2 2）见解析 3）（1）；（2）；（3）；（4）见解析 【解析】1）[1]导体棒在水平外力的作用下由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小，根据牛顿第二定律可得 又，，， 联立可得外力随时间变化的函数表达式为 [2]电路中的电功率为 联立解得电路中的电功率随时间的表达式为 0~2s内的导体棒的位移大小为 则0~2s内流经导体棒的电荷量为 解得 2）长为的导体棒可绕点以角速度匀速转动，则端的线速度大小为 在时间内，端转过的弧长为 在时间内，扫过的面积为 根据法拉第电磁感应定律可得导体棒产生的感应电动势为 3）（1）由图丙可以看出，线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，其速度大小为 则线圈运动时产生的感应电动势的大小为 （2）由于线圈每次运动都是匀速直线运动，所以每次运动过程中推力必须等于安培力，则有 其中电流为 解得 （3）该发电机的输出功率等于小电珠的功率，则有 （4）磁感线是闭合曲线，所以在磁铁内部也有磁感线，这些磁感线穿过线圈了，所以线圈中的磁通量不为零，且在运动过程中磁通量发生变化了。 考点3：力学三大观点与电磁感应问题结合综合问题 16.（23-24高二下·上海·期末）电磁阻拦 某模型小组用小车探究电磁阻拦的效果如图所示（俯视），在遥控小车底面安装有单匝矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度v0向右通过竖直向下的有界匀强磁场。已知小车总质量m=0.2kg，金属框宽为0.1m、长为0.2m，电阻R=2Ω，磁场宽度D=0.4m，磁感应强度B=1T，不计摩擦。 1）若v0=4m/s，则ab边刚进入磁场时，线框中产生的感应电流大小为 A；小车的加速度大小为 m/s2。 2）若cd边刚离开磁场边界MN时，小车速度恰好为零。 （1）线框穿过磁场的过程中，感应电流的方向 A．均为abcda　　B．均为adcba C．先abcda再adcba　　D．先adcba再abcda （2）定性画出小车运动的速度v随时间t变化的关系图像 ； （3）求线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量q ； （4）某同学认为“线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量”，请分析论证该观点 。 3）该小组利用如图（a）所示装置验证感应电动势大小与磁通量变化率之间的关系。线圈匝数和面积均不变，通过调节智能电源在线圈a中产生可控的变化的磁场，用磁传感器测量线圈b内的磁感应强度B，用电压传感器测量线圈b内的感应电动势E。某次实验中 （1）观察图（b）图像，可得：在线圈b中产生恒定感应电动势的条件是 ：感应电动势的大小与 有关。 （2）为了进一步确定定量关系，可利用图（b）中的信息，做出 A．图像    B．E-Δφ图像 C． 图像    D． E-图像 【答案】1） 0.2 0.1 2） D 0.01C 见解析 3） 磁感应强度B随时间均匀变化 磁感应强度B的变化率 C 【解析】1）[1]由， 可得 [2]小车受到的安培力为 由牛顿第二定律 解得 2）[1]由楞次定律，进入过程电流方向adcba，穿出过程电流方向为abcda。 故选D。 [2]由上述分析可知，小车在进入磁场、穿出磁场时的加速度为 ab边进入磁场后，受到向左的安培力，且安培力逐渐减小，线框做加速度减小的减速运动，线框全部进入磁场后，线框中没有感应电流，不受安培力作用，线框做匀速直线运动，ab边出磁场后，cd边切割磁感线，线框中有感应电流，cd边受到向左的安培力，线框又做加速度减小的减速运动，因此定性画出小车运动的速度v随时间t变化的关系图像如图所示。 [3]由，， 可得 [4]由F安==ma 可知，进磁场过程中的平均安培力较大，进磁场和出磁场过程的位移相等，由W=Fs可知，进磁场过程中克服安培力做功多，因此线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量。 3）[1]由图（b）图像可知，在线圈b中产生恒定感应电动势的条件是：线圈b内的磁感应强度B随时间t均匀变化。 [2]感应电动势的大小与线圈b内的磁感应强度B随时间的变化有关，即与磁感应强度B的变化率有关。 [3]由产生恒定感应电动势的条件可知，线圈面积不变，应作出感应电动势E与磁感应强度变化率的图像。 故选C。 17．（23-24高二下·上海嘉定·期末）如图所示，两条电阻不计、间距为L的长直金属导轨竖直放置，导轨上端接有阻值为R的定值电阻。水平理想边界MN下方空间内存在磁感强度大小恒为B、方向垂直导轨平面的足够大匀强磁场。质量为m、电阻为r的金属棒ab通过两端套环水平套在两金属导轨之间。为使ab保持静止，需在图中面积为S的圆形区域内施加一随时间变化且垂直导轨平面的水平匀强磁场，不计ab与导轨间摩擦及空气阻力。求： （1）ab中电流的大小、方向； （2）圆形区域内匀强磁场的磁感强度变化情况； （3）撤去圆形区域内的磁场后，由静止释放ab，经t时间后 ab的运动状态已经稳定，分析ab的运动情况； （4）求t时间内ab受到安培力的总冲量。 【答案】（1）；从a到b；（2）；（3）见解析；（4）；竖直向上 【详解】（1）依题意，ab保持静止，可得 解得 根据左手定则可知。电流方向为从a到b。 （2）由法拉第电磁感应定律，可得 又 联立，解得 圆形区域内匀强磁场的磁感强度应均匀变化。 （3）撤去圆形区域内的磁场后，由静止释放ab，则金属棒ab先加速运动，有 其中 联立，解得 可知金属棒ab的加速度逐渐减小，当减到零时，即 金属棒ab将匀速下滑。 （4）取竖直向上为正方向，由动量定理可得 联立，解得 方向竖直向上。 18．如图所示，宽度为的光滑平行金属导轨水平放置，一端连接阻值为的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。将质量为，电阻为的导体棒放在导轨上，与导轨接触良好，其长度恰好等于导轨间距，导轨的电阻忽略不计，导轨足够长。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒从静止开始沿导轨向右运动。当导体棒的速度为时： (1)求导体棒两端的电压； (2)求导体棒所受安培力的功率； (3)若经过时间，导体棒达到最大速度，求此之前导体棒运动的距离。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）导体棒切割磁感线产生的感应电动势为 由闭合电路欧姆定律可知，电路中的感应电流 导体棒两端的电压 （2）导体棒受到的安培力 导体棒所受安培力的功率 整理得 （3）导体棒达到最大速度时，由平衡条件 解得 对导体棒由动量定理可得 其中， 解得此之前导体棒运动的距离为 19．足够长的光滑导轨固定于水平面上，导轨宽度为，导轨处于垂直水平面竖直向下的匀强磁场中，俯视图如图所示，质量为的金属棒置于导轨上，时刻，金属棒在外力作用下由静止开始运动，已知外力随金属棒速度变化的规律满足，导轨左端连接阻值为的电阻，其余电阻不计，求： (1)磁感应强度大小； (2)内通过电阻的电量； (3)0~5s内外力的冲量大小。 【答案】(1)4T (2)2C (3) 【详解】（1）对导体棒，由牛顿第二定律有 联立解得 因为 可知有 代入题中数据解得， （2）以上分析可知，棒做匀加速直线运动，内位移 通过电阻的电量 联立解得 （3）0~5s内位移 5s时速度 规定向右为正方向，对棒，由动量定理得 因为 联立解得 20．在“鸡蛋撞地球”活动中，某兴趣小组设想利用“电磁阻尼+弹簧”来设计着地缓冲装置，简化的结构原理如图所示。承重装置和鸡蛋的总质量，其内部区域存在着磁感应强度大小为的匀强磁场；缓冲装置由匝数为的刚性线圈和上端两个轻质弹簧构成，已知每个弹簧的劲度系数均为，线圈的总电阻为、宽度为、高度足够高。现将整体装置在距离地面高度为处自由释放，此时弹簧上端与承重装置相距为。假设弹簧与承重装置接触后立即连接在一起，刚性线圈落地后立即静止不动，整个装置始终处于竖直状态，忽略其他阻力，重力加速度取。 (1)在落地后瞬间，求线圈产生感应电流的大小和方向；（方向选“顺时针”或“逆时针”） (2)从开始到弹簧刚接触承重装置的过程中，求流过线圈某截面的电荷量； (3)若承重装置与弹簧接触前已经做匀速运动，求承重装置匀速运动速度的大小； (4)装置最终处于竖直静止状态，求整个过程中线圈产生的热量。 【答案】(1)，逆时针 (2) (3) (4) 【详解】（1）设落地瞬间承重装置的速度为，感应电流大小为，则 方向为逆时针 （2）设流过线圈某截面的电荷量，则 得 （3）设承重装置做匀速运动速度的大小为，感应电流大小为，则 得 （4）设装置最终保持竖直静止状态时弹簧的压缩量为，则 弹性势能 设整个过程中线圈产生的热量为，由能量关系 得 21．我国第三艘航母“福建号”已装备最先进的电磁弹射技术。某兴趣小组根据所学的物理原理进行电磁弹射设计，其加速和减速过程可以简化为下述过程。两根足够长的平直轨道AB和CD固定在水平面上，其中PQ左侧为光滑金属轨道，轨道电阻忽略不计，AC间接有定值电阻R，PQ右侧为粗糙绝缘轨道。沿CD轨道建立x轴，坐标原点与Q点重合。PQ左侧分布有垂直于轨道平面向下的匀强磁场，PQ右侧为沿x轴渐变的磁场，垂直于x轴方向磁场均匀分布。现将一质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒ab垂直放置在轨道上，与PQ距离为s。PQ的右方还有质量为3m、各边长均为L的U形框cdef，其电阻为3R。ab棒在恒力F作用下向右运动，到达PQ前已匀速。当ab棒运动到PQ处时撤去恒力F，随后与U形框发生碰撞，碰后连接成“口”字形闭合线框，并一起运动，后续运动中受到与运动方向相反的阻力f，阻力大小与速度满足。已知，，，，，，，求： (1)棒ab与U形框碰撞前速度的大小； (2)棒ab与U形框碰撞前通过电阻R的电量； (3)“口”字形线框停止运动时，ed边的坐标； (4)U形框在运动过程中产生的焦耳热。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）由闭合电路欧姆定律得 此时安培力和恒力等大反向，则 联立，解得 （2）棒ab与U形框碰撞前通过电阻R的电量为 其中， 联立，可得 （3）设碰后瞬间金属框的速度为，根据动量守恒 此后任意时刻闭合线框的速度为v，ab边处磁场为，de边处磁场为，则回路中的电动势为 回路总电阻为4R，根据闭合电路欧姆定律 其中 此时回路受到的安培力大小为 根据动量定理 其中 联立，解得 （4）根据功能关系可知，回路运动过程中产生的总热量为 因任意时刻安培力与摩擦力1∶2，所以焦耳热与摩擦热也1∶2，即 所以 解得 22．如图1所示，在竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道固定在水平面内，相距为。一质量为的导体棒垂直于放在轨道上，与轨道接触良好。轨道和导体棒的电阻均不计。 (1)如图2所示，若轨道左端间接一阻值为的电阻，导体棒在水平向右的恒力的作用下由静止开始运动。 a．比较两点电势大小的关系； b．求导体棒最终的稳定速度的大小。 (2)如图3甲所示，若轨道左端间接一电动势为、内阻为的电源。闭合开关S，导体棒从静止开始运动。 a．推导导体棒的速度和加速度满足的关系表达式； b．若在轨道左端间再接一阻值为的电阻，如图3乙所示。闭合开关，导体棒从静止开始运动。求导体棒最终的稳定速度的大小。 (3)如图4所示，若轨道左端间接一电容器，电容器的电容为，现给导体棒一个向右的初速度。 a．在图5中画出导体棒速度随时间变化的图像； b．求导体棒最终的稳定速度的大小。 【答案】(1)a．a点电势大于b点电势；b． (2)a．；b． (3)a．；b． 【详解】（1）a．根据右手定则，可判断电流方向由到，所以a点电势大于b点电势。 b．导体棒向右做加速度减小的加速运动，当安培力与外力平衡时，导体棒达到最大速度，有，， 解得 （2）a．当导体棒速度大小为时，其切割磁感线产生的感应电动势大小为 感应电动势与电源电动势方向相反，所以此时通过导体棒的电流为 导体棒所受安培力大小为 对导体棒,根据牛顿第二定律有 联立可得表达式为 b．当导体棒产生的感应电动势等于电阻两端的电压时，导体棒稳定，有, 可得 （3）a．导体棒向右运动，切割磁感线，产生感应电动势，从而使电容器充电，随着电容器板间电压的增大，电路中电流减小，导体棒受到的安培力减小，加速度减小，导体棒先做加速度减小的减速运动，当电容器极板间电压等于导体棒产生的感应电动势时，电路中没有电流，导体棒不受安培力，向右做匀速运动，所以图为： b．以导体棒为研究对象，根据动量定理有， 可得 根据电容的定义可知 导体棒稳定运动时，电容器两段电压 三式联立可得 考点4：电磁感应的应用 23．下列与电磁感应有关的现象中说法正确的是（　　） A．甲图中，当蹄形磁体顺时针转动（从上往下看）时，铝框将沿顺时针方向转动 B．乙图中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量使金属熔化，从而冶炼金属 C．丙图中磁电式仪表，把线圈在铝框骨架上，起到电磁驱动的作用 D．图丁中，铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速不变 【答案】A 【详解】A．根据电磁驱动原理可知，当蹄形磁体顺时针转动（从上往下看）时，铝框也顺时针转动，故A正确； B．真空冶炼炉外线圈通入高频交流电时，周围空间产生高频磁场，炉内的金属内部就产生很强的涡流，从而冶炼金属，故B错误； C．磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，线圈通电受力后带动铝框转动，铝框内产生涡流，在电磁阻尼的作用下，线圈很快停止摆动，故C错误； D．铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘中产生涡流，铜盘受到电磁阻尼作用，铜盘的转速变小，故D错误。 故选A。 24．“中国第一高楼”上海中心大厦首次采用了电涡流技术的阻尼器，该阻尼器底部附着永磁铁的质量块摆动通过固定在楼板上的导体板上方时，导体板内产生涡流，示意图如图。关于阻尼器，下列说法正确的是（　　） A．阻尼器摆动时产生的涡流源于电流的磁效应现象 B．导体板没有形成回路，导体板不能形成感应电流 C．阻尼器摆动时产生的涡流源于外部电源供电 D．大厦带动永磁铁摆动时，导体板中的磁通量发生变化，阻尼器将机械能转化为电能，达到保护大楼安全的目的 【答案】D 【详解】ABC．阻尼器摆动时，永磁铁通过导体板上方使通过导体板的磁通量发生变化，从而在导体板中产生涡流，属于电磁感应现象，故ABC错误； D．通过阻碍质量块和永磁铁的运动，阻尼器将动能转化为电能，并通过电流做功将电能最终转化为焦耳热，故D正确。 故选D。 25．（多选）如图是日常生活中常用到的电磁炉的示意图，它具有升温快、效率高、体积小、安全性高等优点。下列关于电磁炉的说法中正确的是（　　） A．电磁炉是利用图中线圈发热来加热食物的 B．电磁炉是利用金属锅底发热来加热食物的 C．电磁炉可以用陶瓷器皿作为锅具对食物加热 D．可以通过改变电子线路的频率来改变电磁炉的功率 【答案】BD 【详解】电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具，由高频感应加热线圈（即励磁线圈）、高频电力转换装置、控制器及铁磁材料锅底炊具等部分组成。使用时，加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生交变磁场，交变磁场的磁感线大部分通过金属锅体，在锅底中产生大量涡流，从而产生烹饪所需的热。所以电磁炉发热部分需要用铁锅底部，而不能用陶瓷器皿作为锅具对事物加热，由题意可知可以通过改变电子线路的频率来改变电磁炉的功率。 故选BD。 26．（23-24高二下·上海·期末）电感线圈 电感线圈是重要的电学元件。 小李同学用图中两个电路研究通电自感和断电自感现象。图中L是自感系数很大的线圈，直流电阻忽略不计，A、B是两个相同的小灯泡，直流电源为一节新的干电池。请将左侧栏对电键的实验操作与右侧栏可能观察到的小灯泡的现象用直线连接起来：对电键的操作以及实验过程中可能会观察到灯泡的现象； 【答案】 【详解】电键S1由断开到闭合，线圈和灯泡串联，因为线圈产生自感现象阻碍电流增加，所以灯泡慢慢变亮，最后亮度不变；电键S1由闭合到断开，虽然线圈也会产生断电自感，但不能形成闭合回路，故灯泡立即熄灭； 电键S2由断开到闭合，线圈和灯泡并联，线圈会产生通电自感，所以灯泡立即发光，但是稳定后灯泡会熄灭；电键S2由闭合到断开，线圈产生断电自感，由于灯泡此时能和线圈组成回路，所以灯泡会闪亮一下，然后熄灭。 27.（23-24高二下·上海·期末）家庭电路 随着电气化的发展，电在逐步改变着人们的生活方式。现代人生活已经离不开电。为了保障家庭用电的安全，我们需要掌握基本的用电知识，确保自己的生命和财产安全。 小敏学习了电磁学知识以后，在家里制作了一个简单的电磁灶。如图所示，让线圈接上一个电源，在线圈上端放置一盛有冷水的玻璃杯，闭合开关一段时间，发现没有加热效果。请指出小敏同学这个实验装置中的两个主要错误，并说明原因： 错误1： ； 理由： 。 错误2： ； 理由： 。 【答案】使用了直流电源 直流电产生的磁场不变，不能产生电磁感应，得不到涡流 盛水使用了玻璃杯 玻璃是绝缘体，不能产生涡流 【解析】 [1][2]错误1：使用了直流电源（不能用直流电源；要使用交流电），理由：直流电产生的磁场不变，不能产生电磁感应，得不到涡流； [3][4]错误2：盛水使用了玻璃杯（不能用玻璃杯；用金属杯），理由：玻璃是绝缘体，不能产生涡流。 1 / 30 学科网（北京）股份有限公司 $$