假期必刷25 电磁感中的电路及图像问题-【快乐假期必刷题】2025年高二物理暑假作业必刷题

１０．解析:(１)将线圈B和灵敏电流计串联组成一个回路,将开 关、滑动变阻器、电源、线圈 A 串联组成另一个回路即可, 连接图如图所示． (２)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一 下,说明穿过B线圈的磁通量增加,电流计指针向右偏,合 上开关后,将 A线圈迅速插入 B线圈中时,穿过 B线圈的 磁通量增加,灵敏电流计指针将向右偏;A 线圈插入 B线 圈后,将滑动变阻器滑片迅速向左移动时,线圈 A 中电流 减小,穿过B线圈的磁通量减少,电流计指针将向左偏． (３)在灵敏电流计所在的电路中,为电路提供电流的是线 圈B． 答案:(１)见解析图　(２)向右偏　向左偏　(３)B 素养培优 １１．BD　[根据楞次定律可知,当快速将磁铁从图示位置向下 拔出时,线圈的磁通量减小,又此时强磁铁 N 极朝上,故俯 视超导线圈,其电流的方向为逆时针,A 错误,B正确;将磁 铁S极朝上再从下方靠近超导线圈时,根据楞次定律可知, 线圈下方为S极,故线圈受斥力,C错误,D正确．] 假期必刷２４ 素养训练 １．C　[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 为 从 P 端 流 入 从 Q 端 流 出,螺 线 管 充 当 电 源,则 Q 端 电 势 较 高,故 A 错 误; 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 为 从Q 端 流 入,从P 端 流 出,螺 线 管 充 当 电 源,则 P 端 电 势 较 高,故 B错 误;按 住 按 钮 不 动,穿 过 螺 线 管 的 磁 通 量 不 变,螺 线 管 不 会 产 生 感应 电 动 势,故 C正 确;按 下 和 松 开 按 钮 过 程,螺 线 管 中 磁通 量 的 变 化 率 不 一 定 相 同,故 螺 线 管 产 生 的 感 应 电 动 势 不 一 定 相 同,故 D错 误．] ２．C　[图甲中,断开开关 S１ 瞬间,灯 A１ 突然闪亮,随后逐渐 变暗,说明在电路稳定时通过L１ 的电流大于通过灯 A１ 的 电流,即 A１ 的电阻值大于L１ 的电阻值,故 A、B错误;图乙 中,开关闭合,最终 A２ 与 A３ 的亮度相同,可知上下两个支 路的电流相同,电阻相同,即变阻器R 与L２ 的电阻值相同, 故C正确;图乙中,闭合S２ 瞬间,由于L２ 中产生感应电动势 阻碍电流增加,可知L２ 中电流比变阻器R 中电流小,故 D 错误．] ３．B　[由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势E＝nΔΦΔt＝ nΔBΔtS＝n ２B－B Δt 􀅰 １ ２πa ２＝πnBa ２ ２Δt ,选 项 B 正 确,A、C、D 错误．] ４．C　[由题意可知,铜丝构成的“莫比乌斯环”形成了两匝(n ＝２)线圈串联的闭合回路,穿过回路的磁场有效面积为S＝ πr２,根据法拉第电磁感应定律可知,回路中产生的感应电动 势大小为E＝nΔΦΔt＝n ΔB􀅰S Δt ＝２kπr ２,故选 C．] ５．D　[金属棒 MN 垂直于磁场放置,运动速度v与棒垂直,且 v⊥B,即已构成两两相互垂直的关系,MN 接入导轨间的有 效长度为l＝ dsinθ ,所以E＝Blv＝Bdvsinθ ,I＝ER ＝ Bdv Rsinθ ,故 选项 D正确．] ６．A　[导体棒ab切割磁感线在电路部分的有效长度为d,故 感应电动势为E＝Bdv, 回路中感应电流为I＝ER , 根据右手定则,判断电流方向为从b流向a．故导体棒ab所 受的安培力为F＝BId＝B ２d２v R ,方向向左．] ７．C　[a、b、c点绕O 点逆时针转动时, 相当于长为Oa、Ob、Oc的导体棒转动 切割磁感线,由右手定则可知,O 点电 势最高．由法拉 第 电 磁 感 应 定 律 有 E ＝ Blv ＝ １２Bωl ２,又 lOb ＝lOc ＝ R２＋(２R)２＝ ５R,则０＜UOa＜UOb＝ UOc,则φO＞φa＞φb＝φc,C正确．] ８．解析:(１)根据右手定则,电流方向b→a, 金属棒在回路中产生的感应电动势为 E＝Bl０＋lω２ , 通过电动机的电流I＝E－U１ ２R , 电动机的输出功率P＝UI－I２r, 解得P＝０􀆰５W． (２)金属棒在PQ 段两端的电压为 UPQ＝Bl lω＋２lω ２ , 金属棒两端点的电压UPO＝UPQ＋UQO , UQO＝U． 解得UPO＝１１V． 答案:(１)电流方向b→a　０􀆰５W　(２)１１V 素养培优 ９．D　[受电线圈平面磁感应强度向上,由B１ 均匀增加到B２, 根据楞次定律可得受电线圈中的感应电流为顺时针(从上往 下),即受电线圈中的电流为c→d,受电线圈作为等效电源, 电源内部电流由低电势流向高电势,即φc＜φd,故 A 项和 B 项错误;根据法拉第电磁感应定律可求得受电线圈的感应电 动势大小为E＝－nΔφΔt＝ n(B２－B１)S t２－t１ 又因为φc＜φd,则c、d之间电势差为Ucd＝ n(B２－B１)S t２－t１ 故C项错误;仅增加送电线圈中的电流的变化率,穿过受电 线圈的ΔB Δt 增大,所以c、d两端的电势差增大,故D项正确．] 假期必刷２５ 素养训练 １．B　[导体棒ef 有电阻,将ef 看成等效电源,则E＝Blv,内 阻为r,所以Uef＝IR＝ E R＋rR＝ BlvR R＋r ,故B正确．] ２．D　[正方形金属线圈从题图所示位置转过９０°时,磁通量变 化量为 ΔΦ＝B􀅰 １２L ２ ＝BL ２ ２ ,q＝NΔΦR ＝ NBL２ ２R ,故 D 正确．] ３．B　[根据法拉第 电 磁 感 应 定 律 可 得 E＝nΔΦΔt＝n ΔB ΔtS＝ nkd２,则a、b 两 点 间 的 电 压 为 Uab ＝ RE R＋r＝ Rnd２k R＋r ,故 B 正确．] ４．BD　[线框进入磁场后切割磁感线,甲中产生的感应电动势 是乙中感应电动势的一半,设甲线框的电阻为４r,乙线框的 电阻为８r,则有U甲 ＝BLv􀅰 ３r ４r＝ ３ ４BLv , U乙 ＝B􀅰２Lv􀅰 ６r ８r＝ ３ ２BLv ,故U甲 ＝ １ ２U乙 ,A 错误,B正 确;根 据 F＝ILB、E＝BLv,得 出 F甲 ＝ B２L２v ４r ,F乙 ＝ B２(２L)２v ８r ,所以F甲 ＝ １ ２F乙 ,C错误,D正确．] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ３２１ ５．A　[导体棒AB 摆到竖直位置时,AB 切割磁感线产生的瞬 时感应电动势E＝B􀅰２a􀅰 １２v＝Bav． 外电路电阻大小为 R外 ＝ R ２ 􀅰R ２ R ２＋ R ２ ＝R４ ,由闭合电路欧姆定律有|UAB|＝ E R ２＋ R ４ ×R４＝ １ ３Bav ,故 A正确．] ６．BD　[由右手定则可知,ad 边的电流方向为d→a,选项 A 错误,B正确;在线框以速度v向右运动移出磁场的过程中, 只有ad边在切割磁感线,产生感应电动势,则线框上的感 应电动势E＝BLv;设每边的电阻为R,根据闭合电路的欧 姆定律得I＝BLv４R ,a、d两点间的电势差的绝对值是路端电 压,则Uad＝I􀅰３R＝ ３ ４BLv ,选项 C错误,D正确．] ７．BD　[令线圈处于磁场中的面积为S,根据法拉第电磁感应 定律有e＝ΔΦΔt＝S ΔB Δt ,B－t图像中,前半个周期与后半个 周期内,磁感应强度的变化率均为一个定值,一负一正,表明 电动势的方向相反,故 A 错误;结合上述可知,前半个周期 与后半个周期内,感应电动势的大小均一定,方向相反,根据 欧姆定律可知,前半个周期与后半个周期内,感应电流的大 小均一定,根据楞次定律可知,电流方向先沿顺时针,后沿逆 时针,方向相反,故B正确;结合上述可知,感应电流的大小 一定,根据Q＝I２Rt,可知,电热与时间成正比,故 C错误;结 合上述可知,前半个周期与后半个周期内,感应电动势的大 小均一定,方向相反,根据F＝BIL,可知,安培力大小与磁 感应强度大小成正比,根据左手定则可知,在一个周期内安 培力方 向 先 向 左 后 向 右,再 向 左 最 后 向 右,故 D 正 确．故 选BD．] ８．解析:(１)由法拉第电磁感应定律 E＝ΔBΔtS 代入数据得E＝４×１０－３V; (２)由闭合电路欧姆定律得I＝ ER１＋R２ , 由部分电路欧姆定律得U＝IR２, 电容器所带电荷量为Q＝CU＝４􀆰８×１０－８C． 答案:(１)４×１０－３V　(２)４􀆰８×１０－８C 素养培优 ９．A　[进入磁场前线框做自由落体运动,ab边进入磁场时,如 果安培力大于重力,线框减速运动,安培力减小,合力减小, 加速度减小,有可能在cd边进入磁场前安培力减到和重力 相等,线框做匀速运动; 在cd边进入磁场后,安培力消失,线框做匀加速运动,A 错 误,B正确;进入磁场前线框做自由落体运动,ab边进入磁 场时,如果安培力小于重力,线框做加速运动,但加速度减 小,在cd边进入磁场后,安培力消失,线框做匀加速运动,C 正确;进入磁场前线框做自由落体运动,ab边进入磁场时, 如果安培力大小等于重力,线框做匀速运动,在cd边进入磁 场后,安培力消失,线框做匀加速运动,D正确．] 假期必刷２６ 素养训练 １．D　[磁感应强度均匀减小,穿过闭合回路的磁通量减小,根 据楞次定律结合安培定则可知,ab中的感应电流方向由a 到b,选项 A错误;由于磁感应强度均匀减小,根据法拉第电 磁感应定律可得E＝ΔBSΔt ,可知感应电动势恒定,则ab中的 感应电流不变,选项 B错误;根据安培力公式F＝IlB 知,电 流不变,B 随时间均匀减小,则安培力F 减小,选项 C错误; ab始终保持静止,处于平衡状态,安培力和静摩擦力大小相 等,即Ff＝F,安培力减小,则静摩擦力减小,选项 D正确．] ２．B　[线圈进入磁场前和全部进入磁场后,都仅受重力,所以 加速度a１＝a３＝g．线圈在题图中２位置时,受到重力和向 上的安培力,且已知F安２＜mg,所以a２＝ mg－F安２ m ＜g． 而由 于线圈完全在磁场中时做加速度为g的加速运动,故４位置 时的速度 大 于 ２ 位 置 时 的 速 度,根 据 F安 ＝ B２L２v R 及a＝ mg－F安 m 可得a４＜a２,故线圈在１、２、３、４位置时的加速度关 系为a１＝a３＞a２＞a４,故B正确．] ３．C　[由右手定则可知,导体棒中感应电流的方向为b→a,B 错误;由左手定则可知,安培力方向向左,导体棒的速度逐渐 变小,故感应电动势逐渐变小,感应电流逐渐变小,导体棒受 到的安培力逐渐变小,加速度逐渐变小,故 A 错误;由能量 守恒定律可知,总电阻消耗的总电能为 １ ２mv ２ ０,故电阻R 消 耗的电能为 mv２０R ２(R＋r) ,C正确;由动能定理可知,导体棒克服 安培力做的总功等于１ ２mv ２ ０,D错误．] ４．CD　[ab边向下摆动过程中,金属框内磁通量逐渐减小,根 据楞次定律及右手螺旋定则可知感应电流方向为b→a,选 项 A错误;ab边由水平位置到达最低点过程中,机械能一部 分转化为焦耳热,故v＜ ２gL,选项B错误,C正确;根据能 量守恒定律可知,金属框中产生的焦耳热应等于此过程中损 失的机械能,即Q＝mgL－１２mv ２,选项 D正确．] ５．D　[设正方形线框边长为L,导体切割磁感线产生感应电 动势E＝BLv,根据闭合电路欧姆定律I＝ ER总 可知先后两次进入磁场中的电流之比 I１ I２ ＝１２ ,故 A错误;根据 安培力的表达式F＝IlB, 可知 F１ F２ ＝１２ ,故B错误; 线框匀速进入磁场,所用时间t＝Lv 根据焦耳定律Q＝I２R总t, 可知焦耳热之比 Q１ Q２ ＝１２ ,故 C错误; 根据纯电阻电路中电荷量的表达式 q＝I􀅰Δt＝ ER总 􀅰Δt＝ΔΦR总 ＝B 􀅰ΔS R总 ． 可知通过线框横截面的电荷量相等,故 D正确．] ６．C　[当b棒先向下运动时,在a棒和b棒以及导轨所组成的 闭合回路中产生感应电流,于是a棒受到向下的安培力,b 棒受到向上的安培力,且二者大小相等,释放a棒后,经过时 间t,分别以a 棒和b 棒为研究对 象,根 据 动 量 定 理,则 有 (mg＋F)t＝mva, (mg－F)t＝mvb－mv０, 联立解得vb＝１８m/s,故 C正确．] ７．AC　[以两导体棒为研究对象,在导体棒运动过程中,两导 体棒所受的安培力大小相等,方向相反,且不受其他水平外 力作用,在水平方向两导体棒组成的系统动量守恒,对系统 有mv０＝２mv,解得两导体棒运动的末速度为v＝ １ ２v０ ,棒ab 做变减速运动,棒cd做变加速运动,稳定时两导体棒的加速 度为零,一起向右做匀速运动,选项 A 正确,B错误;ab棒和 cd 棒最后做匀速运动,棒与导轨组成的回路磁通量不变化, 不会产生感应电流,选项 C正确,D错误．] ８．ABD　[由于金属棒 MN 运动过程切割磁感线产生感应电 动势,回路有感应电流,产生焦耳热,金属棒 MN 的机械能 不断减小,由于金属导轨光滑,所以经过多次往返运动,MN 最终一定静止于OO′位置,故 A正确;当金属棒 MN 向右运 动,根据右手定则可知,MN 中电流方向由M 到N,根据左 手定则,可知金属棒 MN 受到的安培力水平向左,则安培力 做负功;当金属棒 MN 向左运动,根据右手定则可知,MN 中电流方向由N 到 M,根据左手定则,可知金属棒 MN 受 到的安培力水平向右,则安培力做负功;可知 MN 运动过程 中安培力始终做负功,故B正确;金属棒 MN 从释放到第一 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４２１ 　　假期必刷２５　电磁感应中的电路及图像问题　　　　　　　　 １．产生电动势的那部分导体相当于电源,电源 内部电流由负极流向正极,电源两端电压为 路端电压． ２．判断图像正误时,注意电磁感应发生的几个过 程和图像的变化是否对应,优先使用排除法． １．如图所示,磁感应强度为B,ef 长为l,ef的电阻为r,定值电 阻R,其余电阻不计．当ef在 外力作用下向右以速度v匀速运动时,则ef 两端的电压为 (　　) A．Blv　　　　　　B．BlvRR＋r C．BlvrR＋r D． Blvr R ２．如图所示,正方形金属线圈 位于纸面内,边长为L,匝数 为N,电阻为R,过ab中点和 cd中点的连线OO′恰好位于 垂直于纸面向里的匀强磁场的右边界上,磁 感应强度为B,当线圈从图示位置绕OO′转 过９０°时,穿过线圈某横截面的总电荷量为 (　　) A．BL２ B．NBL２ C．BL ２ ２R D． NBL２ ２R ３．如图所示,一个匝数为n 的正方形线圈,边长为d, 电阻为r,将其两端a、b与 阻值为R 的电阻相连接,其他部分电阻不 计．在线圈中存在垂直线圈平面向里的磁场 区域,磁感应强度B 随时间t均匀增加,ΔBΔt ＝k．则a、b两点间的电压为 (　　) A．nd２k B．Rnd ２k R＋r C．rnd ２k R＋r D． nd２ k(R＋r) ４．(多选)用相同的导线绕制 的边长分别为L 和２L 的 正方形闭合线框,以相同 的速度匀速进入右侧的匀强磁场,如图所 示,在线框进入磁场的过程中,a、b和c、d 两点间的电压分别为U甲 和U乙 ,ab边和cd 边所受的安培力分别为F甲 和F乙 ,则下列 判断正确的是 (　　) A．U甲＝U乙 B．U甲＝１２U乙 C．F甲＝F乙 D．F甲＝１２F乙 ５．如图所示,竖直平面内有一 金属圆环,半径为a,总电阻 为R(指剪开拉直时的电阻), 磁感应强度为B 的匀强磁场 垂直穿过环平面．环的最高点 A 用铰链连 接长度为２a、电阻为R２ 的导体棒AB,AB 由 水平位置紧贴环面摆下,导体棒与圆环接触 良好,当摆到竖直位置时,B 点的线速度为 v,则这时A、B 两端的电压大小为 (　　) A．Bav３ B． Bav ６ C．２Bav３ D．Bav ６．(多选)粗细均匀的电阻丝 围成边长为L 的正方形线 框,置于有界匀强磁场中, 磁场方向垂直于线框平面,磁感应强度大小 为B,其右边界与正方形线框的bc边平行． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ９４ 现使线框以速度v匀速平移出磁场,如图所 示,则在移出的过程中 (　　) A．ad边的电流方向为a→d B．ad边的电流方向为d→a C．a、d两点间的电势差绝对值为１４BLv D．a、d两点间的电势差绝对值为３４BLv ７．(多选)(２０２５􀅰山东泰安高二检测)如图甲, 虚线框内存在垂直直面向里的匀强磁场,磁 感应强度随时间的变化规律如图乙所示,一 固定的金属线圈abcd 有部分处于磁场中． 则线圈中产生的电动势e、电流i、焦耳热Q、 线框受到的安培力F 与时间t的关系可能 正确的是 (　　) ８．如图所示,单匝正方形 线圈A 边长为０􀆰２m, 线圈平面与匀强磁场 垂直,且一半处在磁场中,磁感应强度随时 间变化的规律为B＝(０􀆰８－０􀆰２t)T．开始时 开关S断开,R１＝４Ω,R２＝６Ω,C＝２０μF, 线圈及导线电阻不计．闭合开关S,待电路 中的电流稳定后．求: (１)回路中感应电动势的大小; (２)电容器所带的电荷量． ９．(创新应用)如图,矩形闭合导体线框在匀强 磁场上方,由不同高度静止释放,用t１、t２ 分 别表示线框ab边和cd 边刚进入磁场的时 刻．线框下落过程形状不变,ab边始终保持 与磁场水平边界线OO′平行,线框平面与磁 场方向垂直．设OO′下方磁场区域足够大, 不计空气阻力影响,则下列图像不可能反映 线框下落过程中速度v随时间t变化的规 律的是 (　　) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ０５