第二章 专题七 电磁感应与电路问题-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修2同步课件(粤教版)

物理 选择性必修 第二册 YJ 1 7 专题七 电磁感应与电路问题 刷题型 2 1.［广东潮州2024高二下月考］一直径为、电阻为 的均匀光滑金属圆环水平放置在方向竖直向 下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为，如图所示.一根长为、电阻为的金属棒 在圆环 上以速度（方向与棒垂直）匀速平动，与圆环接触良好.当棒运动到圆环的直径位置时， 棒 中的电流为( ) B A. B. C. D. 题型1 电磁感应电路中的电压、电流及安培力的计算 3 思路导引 棒垂直切割磁感线,根据求出 棒产生的感应电动势,分析电路结构,求出电路的总电阻, 再根据闭合电路欧姆定律求 棒中的电流. 题型1 电磁感应电路中的电压、电流及安培力的计算 4 解析 当棒运动到圆环的直径位置时,产生的感应电动势大小为,电路中 棒相当于电源, 金属圆环上下两部分并联,则电路的总电阻为,则棒中的电流为 ,故选B. 题型1 电磁感应电路中的电压、电流及安培力的计算 5 关键点拨 解答本题的关键是要明确电路结构,知道 棒相当于电源,金属圆环上下两部分并联. 题型1 电磁感应电路中的电压、电流及安培力的计算 6 2.［辽宁沈阳十五中2025高二上段考］如图所示，整个空间中存在方向垂直导轨平面向里的匀强 磁场，导轨间距为且足够长，左端接阻值为的定值电阻，导轨电阻不计，现有一长为 、电 阻为的均匀金属棒垂直放在导轨上，金属棒的下端在导轨上，沿着导轨以恒定的速度 向 右运动，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，则( ) B A.通过定值电阻的电流方向由到 B.通过定值电阻的电流大小为 C.金属棒两端的电压为 D.金属棒受到的安培力大小为 题型1 电磁感应电路中的电压、电流及安培力的计算 7 解析 金属棒以恒定的速度向右运动切割磁感线，产生动生电动势,其大小为 ,由 右手定则可知通过定值电阻的电流方向由到 ,故A错误；金属棒的上端切割磁感线只产生电动势, 下端切割磁感线产生的电动势接入电路,其电阻为,外电路的电阻也为 ,则通过定值电阻的电流大 小为,故B正确；金属棒 两端的电压分为两部分,上端为棒的电动势,下端为闭合电路的路 端电压,电压为 ,故C错误；金属棒的下半部分受安培力, 大小为 ,故D错误. 题型1 电磁感应电路中的电压、电流及安培力的计算 8 3.［山东2024高二下联考］如图甲所示，电阻 、匝数匝的线圈两端、 与电阻 相连， ，线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示的规律变 化.下列说法正确的是( ) D 甲 乙 A.通过的电流方向为由到 B.线圈两端的电压为 C.的电功率为 D.时间内通过电阻的电荷量为 题型2 回路中感应电荷量的求解 9 解析 根据楞次定律可得,穿过线圈垂直纸面向里的磁通量增大,感应电流产生的磁场方向与原磁场 方向相反,由安培定则知通过的电流方向为由到 ,A错误；根据法拉第电磁感应定律可得 ,则 ,所以线圈两端的电压为 ,B错误；的电功率为,C错误；时间内通过电阻 的电 荷量为 ,D正确. 题型2 回路中感应电荷量的求解 10 4.［江苏南京2024高二上期中］如图所示，虚线 左侧有面积足够大的磁感 应强度为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里， 右侧为无磁场区域.使边 长为的正方形单匝导线框绕其一顶点在纸面内顺时针转动，线框电阻为 ， 经时间 匀速转到图中虚线位置，则( ) C A.导线框 中感应电流方向为逆时针方向 B.该过程中流过线框任意横截面的电荷量为 C.导线、所受安培力的大小之比为 D.转动过程中导线受到的安培力的合力方向垂直于 边指向右上 题型2 回路中感应电荷量的求解 11 解析 由题意可知,通过线框垂直纸面向里的磁通量减少,根据楞次定律和安培定则可知,线框中的 电流为顺时针方向,故A错误；线框在磁场中运动时的磁通量的变化量为 ,线框运动 过程中产生的平均感应电动势为,平均感应电流为 ,所以流过线框任意横截面的电荷量 为,故B错误；设线框中电流大小为,导线所受安培力的大小为,导线 所受安培力的大小为,则 ,故C正确；由左手定则可知转动过程中导线 受到的安培力的合力方向垂直于 边指向左下,故D错误. 题型2 回路中感应电荷量的求解 12 方法总结 通过导体横截面的电荷量的计算方法：（1）根据法拉第电磁感应定律求平均感应电动势,根据闭 合电路欧姆定律求平均感应电流,则电荷量.（2）安培力的冲量为 ,若已 知导体初、末速度,可根据动量定理求电荷量. 题型2 回路中感应电荷量的求解 13 5.［陕西宝鸡中学2025高二上期中］光滑水平面上有一边长 的单匝均匀正方形导线框 ，质量，电阻 .两平行边界及中间区域存在竖直向下的匀强磁场，开始 时边恰好位于磁场左边界上，其俯视图如图1所示.时，线框以初速度在恒力 的作用下 进入匀强磁场，已知线框从Ⅰ位置到Ⅱ位置过程中的图像如图2所示，且在 时， ，则( ) 题型2 回路中感应电荷量的求解 14 图1 图2 A.时线框中的感应电动势为 B.线框在离开磁场的过程中克服安培力做的功为 C.恒力的大小为 D.线框进入磁场的过程中通过线框横截面的电荷量为 √ 题型2 回路中感应电荷量的求解 15 解析 时,有,解得,由，解得 ，故A错误；线框完全进入 磁场后做匀加速运动,根据牛顿第二定律可得, ,解得 ,故C错误；根据动能定理,线框在进入磁场的过程中有 ,代入数 据解得 ,线框在离开磁场与进入磁场的过程中克服安培力做功相等,故B正确；线框在进 入磁场的过程中通过线框横截面的电荷量为 ,故D错误. 题型2 回路中感应电荷量的求解 16 6.［山东百师联盟2025联考］如图所示，两足够长的平行金属导轨，水平部分粗糙并固定在绝缘 水平面上，弯曲部分光滑，两部分平滑连接，空间中存在竖直向下的匀强磁场，导轨右端与定值 电阻相连.让导体棒 从弯曲导轨上某位置由静止开始下滑，在水平导轨上运动一段距离后静止， 导体棒 运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计.下列说法正确的是( ) D A.导体棒 运动过程中，回路中产生逆时针方向的电流（从上往下看） B.导体棒 沿光滑弯曲导轨运动过程中，通过电阻的电流一直增加 C.导体棒 沿弯曲导轨运动过程中，所受安培力方向沿导轨切线向上 D.导体棒 运动过程中，其机械能的减少量大于定值电阻和导体棒产生的焦耳热之和 题型3 电磁感应中电功率、焦耳热的计算 17 解析 导体棒 运动过程中,根据右手定则可知,回路中产生顺时针方向的电流（从上往下看）,故A 错误；导体棒 沿光滑弯曲导轨运动过程中,由左手定则可知,所受安培力方向水平向左,当导体棒 运动到底端时,重力沿切线方向的分力为0,所以在弯曲导轨运动过程中,重力沿切线方向的分力 先大于安培力沿切线方向的分力,导体棒 的速率增加；当重力沿切线方向的分力等于安培力沿 切线方向的分力时,导体棒 的速率最大；之后重力沿切线方向的分力小于安培力沿切线方向的 分力,导体棒的速率减小,根据,可知电流 先增大后减小,故B、C错误.根据能量守恒定律可 知,导体棒 运动过程中减少的机械能转化为回路中定值电阻和导体棒产生的焦耳热之和以及在 水平轨道因摩擦而产生的热量,故其机械能的减少量大于定值电阻和导体棒产生的焦耳热之和,故D 正确. 题型3 电磁感应中电功率、焦耳热的计算 18 7.［安徽皖江名校联盟2025高二上联考］（多选）如图所示，金属轮可绕中心金属轴 转动，金 属轮由三根金属辐条和金属环组成，辐条长均为、电阻均为 ，金属环的电阻可以忽略，三根辐 条互成 角，在图中 的扇形区域内存在平行于轴向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 ， 轮的轴和金属环边缘电刷引出导线，金属轮以角速度 顺时针匀速转动，下列判断正确的是 ( ) BCD A.电阻两端的电压大小为 B.金属轮转动一周，流过电阻的电荷量为 C.金属轮转动一周，三根辐条产生的热量为 D.外力做功的功率为 题型3 电磁感应中电功率、焦耳热的计算 19 思路导引 等效电路图如图所示. 题型3 电磁感应中电功率、焦耳热的计算 20 解析 切割磁感线的辐条可以看作电源,另外两根辐条和电阻 并联接在外电路,切割磁感线产生的 感应电动势为,干路中感应电流为,所以电阻 两端的电压即路端电压,为 ,A错误；金属轮转动一周，流过电阻的电荷量为 ,B正确；金属 轮转动一周,产生的总热量为,电阻上产生的热量为 ,故三 根辐条产生的热量为 ,C正确；由功能关系可知,外力做功的功率为 ,D正确. 题型3 电磁感应中电功率、焦耳热的计算 21 8.［浙江台州中学等校2025高二上联考］如图所示，固定在水平面上的半径为 的金属圆环内存在 方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场.长为 的水平金属棒，一端固定在竖直导电转轴 上，随轴以角速度 匀速转动，转动时棒与圆环接触良好，在圆环的 点和电刷间接有阻值 为的电阻和电容为、板间距为 的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态. 已知重力加速度为 ，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是( ) C A.棒产生的电动势为 B.微粒的比荷为 C.电阻消耗的电功率为 D.电容器所带的电荷量为 题型4 含电容器的电磁感应电路 22 解析 由题图可知,金属棒切割磁感线的有效长度为,则棒产生的感应电动势 ,A错误； 金属棒电阻不计,电容器两极板间的电压等于金属棒产生的感应电动势,微粒在电容器极板间处于 静止状态,重力与静电力平衡,有,可得 ,B错误；电阻消耗的电功率为 ,C正确；电容器所带电荷量为 ,D错误. 题型4 含电容器的电磁感应电路 23 易错分析 本题易弄错金属棒切割磁感线的有效长度而错选A项. 题型4 含电容器的电磁感应电路 24 $$