专题07 电磁感应（期中真题汇编，山东专用）高二物理上学期

专题07 电磁感应 一、单选题 1．（24-25高二上·山东省百师联考·期中）下列说法正确的是（    ） A．同一通电导线在磁场中某处受到的磁场力越大，说明该处磁感应强度一定越大 B．当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流 C．电磁波在生活中有很多应用，紫外线可以用来加热理疗，红外线可以消毒 D．麦克斯韦提出：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍 2．（24-25高二上·山东省菏泽市·期中）如图所示，矩形线圈abcd位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的ab边与导线平行。那么下列操作中，线圈中没有感应电流的是（　　） A．通电导线电流变大 B．线圈水平向右移动 C．线圈沿长直导线向上运动 D．以ab为轴转动线圈 3．（24-25高二上·山东省济宁市·期中）电磁感应现象的发现具有极其重大的划时代的历史意义，它为人类大规模利用电能，继而进入电气化时代奠定了理论基础。关于法拉第“磁生电”实验说法正确的是（　　） A．闭合开关时电流计指针发生偏转，断开开关时电流计指针不偏转 B．保持滑动变阻器滑片位置不变，将条形磁体插入螺线管中静止不动时，电流计指针稳定且示数不为零 C．保持滑动变阻器滑片位置不变，将A通电螺线管抽出B螺线管中时，电流计指针发生偏转 D．保持A通电螺线管位置不变，左右移动滑动变阻器滑片，电流计指针不偏转 4．（24-25高二上·山东省名校联盟·期中）如图所示，闭合线框在磁场中做下列四种运动，能够产生感应电流的是（　　） A．甲图中，线框与条形磁铁中心轴线在同一平面内且远离磁铁 B．乙图中，线框在纸面内平行于通电导线向上移动 C．丙图中，线框垂直于匀强磁场方向水平向右运动 D．丁图中，线框绕垂直于匀强磁场方向的轴转动 5．（24-25高二上·山东省日照市·期中）如图所示，正方形金属线圈abcd与通电长直导线位于同一纸面内，ad与导线平行，虚线为平行于ad的轴线。下列判断正确的是（　　） A．若线圈在纸面内远离导线，不能产生感应电流 B．若线圈在纸面内沿轴线向右运动，能产生感应电流 C．若线圈绕着虚线匀速转动，能产生感应电流 D．若线圈垂直纸面向外运动，不能产生感应电流 6．（24-25高二上·山东省青岛市四区县（胶州、平度、黄岛、城阳）·期中）如图所示，匀强磁场中固定一水平金属棒，金属棒两端点F1与F2刚好是绝缘椭圆轨道的两焦点，磁场方向垂直于椭圆面向外。一根金属丝绕过绝缘笔P与F1、F2相接，金属丝处于拉直状态。在绝缘笔沿椭圆轨道从长轴一端A点到另一端B点带动金属丝运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．穿过的磁通量先减小后增大 B．中感应电流方向先顺时针后逆时针 C．先有扩张趋势后有收缩趋势 D．金属棒所受安培力方向先向下后向上 二、多选题 7．（24-25高二上·山东省济南第一中学·期中）如图所示，两根间距为d的足够长光滑金属导轨，平行放置在倾角θ=37°的斜面上，导轨的上端接有阻值为R的电阻，整个装置放在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直。 导轨上有一质量为m、电阻也为R 的金属棒与两导轨垂直且接触良好，金属棒以一定的初速度v0在沿着导轨上滑，上滑的最大距离为L，不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。取sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（　　） A．导体棒返回时先做匀加速运动，最后做匀速直线运动 B．导体棒沿着导轨上滑过程中最大加速度为 C．导体棒沿着导轨上滑过程中克服安培力做的功 D．导体棒沿着导轨上滑过程中阻值为R的电阻生热 8．（24-25高二上·山东省临沂市河东区·期中）某同学使用如图所示的三组器材探究电磁感应现象，下列说法中正确的是（    ） A．在甲图中，AB导线上下运动时，发现有感应电流产生 B．在乙图中，将如图所示条形磁铁从同一位置快速向下插入线圈和慢速插入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量相同 C．在丙图中，闭合开关S后，将滑片P向右移动的过程中，由于导线没有做切割磁感线的运动，故没有感应电流产生 D．在丙图中，闭合开关S后，滑片P向左减速移动的过程中，穿过线圈B的磁通量增加 9．（24-25高二上·山东省菏泽市·期中）在如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电源构成闭合电路，、、为三个闭合金属圆环，且半径依次增大，假设线圈产生的磁场全部集中在铁芯内。下列说法正确的是（　　） A．穿过、两环的磁通量相同 B．穿过、、三个环的磁通量依次增大 C．当滑动变阻器的滑片迅速向右滑动时，、、三个环中都有感应电流 D．当滑动变阻器的滑片迅速向右滑动时，只有、两个环中有感应电流 10．（24-25高二上·山东省聊城市·期中）如图甲为某款“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，松开门铃按钮过程磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（　　） A．按住按钮不动，门铃一直响 B．按下按钮过程，螺线管中产生感应电流 C．松开按钮过程，螺线管中产生感应电流 D．若磁铁两磁极反转，门铃将不能正常工作 三、解答题 11．（24-25高二上·山东省青岛第三十九中学·期中）某物理兴趣小组通过以下装置对火车速度和加速度进行测量。如图A所示，在火车头下方安装一枚磁体，并在铁轨下埋设相距r的两个4匝线圈，每匝都为四边封闭的矩形，且都与测量仪器相连。其原理如图B所示，磁体下表面附近的磁感应强度B=0.002T，线圈材质为铜制（其表面有绝缘漆），长度，宽度为，线圈总电阻R=0.4Ω，线圈与测量仪器间的线路阻值及测量仪器内阻忽略不计，测量数据如图C所示。最终结果均保留2位有效数字。 (1)求火车在处时的速度大小和在处时的速度大小； (2)若火车做匀加速直线运动，求火车加速度大小。 12．（24-25高二上·山东省临沂市河东区·期中）空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。时磁感应强度的方向如图（a）所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，求：在到的时间间隔内 (1)穿过圆环的磁通量变化量的大小； (2)该过程圆环中有无感应电流？写出判断的理由。 13．（24-25高二上·山东省济南第一中学·期中）如图所示，光滑平行金属导轨PP'和QQ'之间距离为1m且足够长， 都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻，阻值R=8Ω，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=2T。现垂直于导轨放置一根导体棒MN，其电阻r=2Ω，电路中导线电阻不计，用一水平向右F=5N的力拉动导体棒 MN从静止开始运动，则 (1)导体棒中的电流方向如何？ （回答M→N还是 N→M） (2)求导体棒最终的速度及此时M、N两点间的电压。 14．（24-25高二上·山东省青岛第三十九中学·期中）如图所示，两条光滑平行导轨所在平面与水平地面的夹角为，两导轨间距为，导轨上端接有一电阻，阻值为，O、P、M、N四点在导轨上，两虚线OP、MN平行且与导轨垂直，两虚线OP、MN间距为d=1.5m，其间有匀强磁场，磁感应强度大小，方向垂直于导轨平面向上。在导轨上放置一质量、长为L、阻值也为R的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。让金属棒从离磁场上边界OP距离d处由静止释放，进入磁场后在到达下边界MN前已匀速。（已知重力加速度大小为，）不计导轨电阻。求： (1)金属棒刚进入磁场时的速度v的大小； (2)金属棒刚进入磁场时的加速度a； (3)金属棒穿过磁场过程中，所用的时间t和金属棒上产生的电热Q。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 电磁感应 一、单选题 1．（24-25高二上·山东省百师联考·期中）下列说法正确的是（    ） A．同一通电导线在磁场中某处受到的磁场力越大，说明该处磁感应强度一定越大 B．当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流 C．电磁波在生活中有很多应用，紫外线可以用来加热理疗，红外线可以消毒 D．麦克斯韦提出：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍 【答案】B 【详解】A．同一通电导线在磁场中某处受到的磁场力越大，该处磁感应强度不一定越大，还得看电流方向与磁场方向之间的夹角，当电流方向与磁场方向平行时，电流受到的安培力为0，故A错误； B．当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流，故B正确； C．电磁波在生活中有很多应用，红外线可以用来加热理疗，紫外线可以消毒，故C错误； D．普朗克提出：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，故D错误。 故选B。 2．（24-25高二上·山东省菏泽市·期中）如图所示，矩形线圈abcd位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的ab边与导线平行。那么下列操作中，线圈中没有感应电流的是（　　） A．通电导线电流变大 B．线圈水平向右移动 C．线圈沿长直导线向上运动 D．以ab为轴转动线圈 【答案】C 【详解】A．通电导线电流变大，则穿过线圈的磁通量增加，线圈中会产生感应电流，故A错误； B．线圈水平向右移动，则穿过线圈的磁通量减小，线圈中会产生感应电流，故B错误； C．线圈沿长直导线向上运动，则穿过线圈的磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，故C正确； D．以ab为轴转动线圈，则穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中会产生感应电流，故D错误。 故选C。 3．（24-25高二上·山东省济宁市·期中）电磁感应现象的发现具有极其重大的划时代的历史意义，它为人类大规模利用电能，继而进入电气化时代奠定了理论基础。关于法拉第“磁生电”实验说法正确的是（　　） A．闭合开关时电流计指针发生偏转，断开开关时电流计指针不偏转 B．保持滑动变阻器滑片位置不变，将条形磁体插入螺线管中静止不动时，电流计指针稳定且示数不为零 C．保持滑动变阻器滑片位置不变，将A通电螺线管抽出B螺线管中时，电流计指针发生偏转 D．保持A通电螺线管位置不变，左右移动滑动变阻器滑片，电流计指针不偏转 【答案】C 【详解】A．闭合开关和断开开关时，通过B螺线管的磁通量发生变化，故闭合开关和断开开关时电流计指针都发生偏转，A错误； B．保持滑动变阻器滑片位置不变，将条形磁体插入螺线管中静止不动时，通过B螺线管的磁通量不变，B螺线管无感应电流，则电流计指针不发生偏转，示数为0，B错误； C．保持滑动变阻器滑片位置不变，将A通电螺线管抽出B螺线管中时，通过B螺线管的磁通量发生变化，电流计指针发生偏转，C正确； D．保持A通电螺线管位置不变，左右移动滑动变阻器滑片，通过B螺线管的磁通量发生变化，电流计指针发生偏转，D错误。 故选C。 4．（24-25高二上·山东省名校联盟·期中）如图所示，闭合线框在磁场中做下列四种运动，能够产生感应电流的是（　　） A．甲图中，线框与条形磁铁中心轴线在同一平面内且远离磁铁 B．乙图中，线框在纸面内平行于通电导线向上移动 C．丙图中，线框垂直于匀强磁场方向水平向右运动 D．丁图中，线框绕垂直于匀强磁场方向的轴转动 【答案】D 【详解】ABC．线框运动过程中，磁通量未发生变化，则不会产生感应电流，故ABC错误； D．线框转动过程中，磁通量发生改变，会产生感应电流，故D正确； 故选D。 5．（24-25高二上·山东省日照市·期中）如图所示，正方形金属线圈abcd与通电长直导线位于同一纸面内，ad与导线平行，虚线为平行于ad的轴线。下列判断正确的是（　　） A．若线圈在纸面内远离导线，不能产生感应电流 B．若线圈在纸面内沿轴线向右运动，能产生感应电流 C．若线圈绕着虚线匀速转动，能产生感应电流 D．若线圈垂直纸面向外运动，不能产生感应电流 【答案】C 【详解】根据安培定则判断知在通电直导线下侧产生垂直纸面向里的磁场，且离导线越近磁场越强，离导线越远磁场越弱。当穿过闭合线圈中的磁通量发生改变时，线圈中将产生感应电流。 A．若线圈在纸面内远离导线，线圈内的磁通量减小，有感应电流产生，故A错误； B．若线圈在纸面内沿轴线向右运动，线圈内磁通量不变，没有感应电流产生，故B错误； C．若线圈绕着虚线匀速转动，线圈内的磁通量发生改变，有感应电流产生，故C正确； D．若线圈垂直纸面向外运动，线圈内的磁通量减小，有感应电流产生，故D错误。 故选C。 6．（24-25高二上·山东省青岛市四区县（胶州、平度、黄岛、城阳）·期中）如图所示，匀强磁场中固定一水平金属棒，金属棒两端点F1与F2刚好是绝缘椭圆轨道的两焦点，磁场方向垂直于椭圆面向外。一根金属丝绕过绝缘笔P与F1、F2相接，金属丝处于拉直状态。在绝缘笔沿椭圆轨道从长轴一端A点到另一端B点带动金属丝运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．穿过的磁通量先减小后增大 B．中感应电流方向先顺时针后逆时针 C．先有扩张趋势后有收缩趋势 D．金属棒所受安培力方向先向下后向上 【答案】B 【详解】A．在绝缘笔沿椭圆轨道从长轴一端A点到另一端B点带动金属丝运动过程中，的面积先增大后减小，故磁通量先增大后减小，A错误； B．由“增反减同”可知，中感应电流方向先顺时针后逆时针，B正确； C．根据“增缩减扩”，可知金属丝先有收缩趋势后有扩张趋势。故C错误； D．金属棒中的感应电流先向左后向右，根据左手定则可知，金属棒所受安培力方向先向上后向下。故D错误。 故选B。 二、多选题 7．（24-25高二上·山东省济南第一中学·期中）如图所示，两根间距为d的足够长光滑金属导轨，平行放置在倾角θ=37°的斜面上，导轨的上端接有阻值为R的电阻，整个装置放在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直。 导轨上有一质量为m、电阻也为R 的金属棒与两导轨垂直且接触良好，金属棒以一定的初速度v0在沿着导轨上滑，上滑的最大距离为L，不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。取sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（　　） A．导体棒返回时先做匀加速运动，最后做匀速直线运动 B．导体棒沿着导轨上滑过程中最大加速度为 C．导体棒沿着导轨上滑过程中克服安培力做的功 D．导体棒沿着导轨上滑过程中阻值为R的电阻生热 【答案】BC 【详解】A．导体棒返回时随着速度的增大，导体棒产生的感应电动势增大，感应电流增大，棒受到的安培力增大，加速度减小，所以导体棒先做加速度减小的变加速运动，最后做匀速直线运动，故A错误； B．导体棒开始上滑时，加速度最大，由牛顿第二定律得 故B正确； CD．导体棒沿着导轨上滑过程中克服安培力做的功等于回路中产生的总热量，由能量守恒定律得 根据题意分析可知，导体棒沿着导轨上滑过程中阻值为R的电阻生热 故C正确，D错误。 故选BC。 8．（24-25高二上·山东省临沂市河东区·期中）某同学使用如图所示的三组器材探究电磁感应现象，下列说法中正确的是（    ） A．在甲图中，AB导线上下运动时，发现有感应电流产生 B．在乙图中，将如图所示条形磁铁从同一位置快速向下插入线圈和慢速插入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量相同 C．在丙图中，闭合开关S后，将滑片P向右移动的过程中，由于导线没有做切割磁感线的运动，故没有感应电流产生 D．在丙图中，闭合开关S后，滑片P向左减速移动的过程中，穿过线圈B的磁通量增加 【答案】BD 【详解】A．在甲图中，AB导线上下运动时，由于运动方向与磁场方向平行，AB导线没有切割磁感线，所以不会有感应电流产生，故A错误； B．在乙图中，将如图所示条形磁铁从同一位置快速向下插入线圈和慢速插入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量相同，只是磁通量的变化率不同，故B正确； C．在丙图中，闭合开关S后，将滑片P向右移动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变大，则线圈A中的电流减小，穿过线圈B的磁通量减小，则有感应电流产生，故C错误； D．在丙图中，闭合开关S后，滑片P向左减速移动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值小，则线圈A中的电流增大，穿过线圈B的磁通量增加，故D正确。 故选BD。 9．（24-25高二上·山东省菏泽市·期中）在如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电源构成闭合电路，、、为三个闭合金属圆环，且半径依次增大，假设线圈产生的磁场全部集中在铁芯内。下列说法正确的是（　　） A．穿过、两环的磁通量相同 B．穿过、、三个环的磁通量依次增大 C．当滑动变阻器的滑片迅速向右滑动时，、、三个环中都有感应电流 D．当滑动变阻器的滑片迅速向右滑动时，只有、两个环中有感应电流 【答案】AD 【详解】A．线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，所以穿过a、b两个环的磁通量始终相同，故A正确； BCD．根据安培定则可知，穿过a的磁感线方向向左，穿过b的磁感线方向向上，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，线圈中电流将发生改变，产生的磁场随之改变，穿过a、b两环的磁通量会发生改变，故a、b两环中都会产生感应电流；而向左和向右穿过c环的磁感线条数相等，完全抵消，总的磁通量为零，不发生变化，故c环中没有感应电流产生，故BC错误，D正确。 故选AD。 10．（24-25高二上·山东省聊城市·期中）如图甲为某款“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，松开门铃按钮过程磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（　　） A．按住按钮不动，门铃一直响 B．按下按钮过程，螺线管中产生感应电流 C．松开按钮过程，螺线管中产生感应电流 D．若磁铁两磁极反转，门铃将不能正常工作 【答案】BC 【详解】A．按住按钮不动，稳定后，穿过螺线管的磁通量保持不变，不会产生感应电流，门铃不会响，故A错误； B．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量增加，螺线管中产生感应电流，故B正确； C．松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量减少，螺线管中产生感应电流，故C正确； D．若磁铁两磁极反转，按下按钮过程或松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量均会发生变化，螺线管中均会产生感应电流，门铃能正常工作，故D错误。 故选BC。 三、解答题 11．（24-25高二上·山东省青岛第三十九中学·期中）某物理兴趣小组通过以下装置对火车速度和加速度进行测量。如图A所示，在火车头下方安装一枚磁体，并在铁轨下埋设相距r的两个4匝线圈，每匝都为四边封闭的矩形，且都与测量仪器相连。其原理如图B所示，磁体下表面附近的磁感应强度B=0.002T，线圈材质为铜制（其表面有绝缘漆），长度，宽度为，线圈总电阻R=0.4Ω，线圈与测量仪器间的线路阻值及测量仪器内阻忽略不计，测量数据如图C所示。最终结果均保留2位有效数字。 (1)求火车在处时的速度大小和在处时的速度大小； (2)若火车做匀加速直线运动，求火车加速度大小。 【答案】(1)15m/s，19m/s (2)0.68m/s2 【详解】（1）当火车经过线圈上方时，线圈中的感应电动势为 由图C可知，在处，感应电流，则有 解得 在处，感应电流，则有 解得 （2）由匀加速直线运动知 解得加速度大小 12．（24-25高二上·山东省临沂市河东区·期中）空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。时磁感应强度的方向如图（a）所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，求：在到的时间间隔内 (1)穿过圆环的磁通量变化量的大小； (2)该过程圆环中有无感应电流？写出判断的理由。 【答案】(1) (2)见解析 【详解】（1）在到的时间间隔内，穿过圆环的磁通量变化量为 可知穿过圆环的磁通量变化量的大小为。 （2）根据法拉第电磁感应定律可得 由于穿过圆环的磁通量变化量不为零，则圆环产生的感应电动势不为零，所以该过程圆环中有感应电流。 13．（24-25高二上·山东省济南第一中学·期中）如图所示，光滑平行金属导轨PP'和QQ'之间距离为1m且足够长， 都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻，阻值R=8Ω，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=2T。现垂直于导轨放置一根导体棒MN，其电阻r=2Ω，电路中导线电阻不计，用一水平向右F=5N的力拉动导体棒 MN从静止开始运动，则 (1)导体棒中的电流方向如何？ （回答M→N还是 N→M） (2)求导体棒最终的速度及此时M、N两点间的电压。 【答案】(1)N→M (2)12.5m/s，20V 【详解】（1）根据右手定则可知，导体棒的电流方向 N→M； （2）导体棒受到外力F和安培力的作用，随着导体棒速度增加，安培力逐渐增大，故导体棒合力逐渐减小，加速度a减小，故导体棒做加速度减小的加速运动，当a=0时达到最大速度，此时 最后以最大速度做匀速直线运动，由闭合电路欧姆定律 法拉第电磁感应定律 联立解得 此时M、N两点间的电压 14．（24-25高二上·山东省青岛第三十九中学·期中）如图所示，两条光滑平行导轨所在平面与水平地面的夹角为，两导轨间距为，导轨上端接有一电阻，阻值为，O、P、M、N四点在导轨上，两虚线OP、MN平行且与导轨垂直，两虚线OP、MN间距为d=1.5m，其间有匀强磁场，磁感应强度大小，方向垂直于导轨平面向上。在导轨上放置一质量、长为L、阻值也为R的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。让金属棒从离磁场上边界OP距离d处由静止释放，进入磁场后在到达下边界MN前已匀速。（已知重力加速度大小为，）不计导轨电阻。求： (1)金属棒刚进入磁场时的速度v的大小； (2)金属棒刚进入磁场时的加速度a； (3)金属棒穿过磁场过程中，所用的时间t和金属棒上产生的电热Q。 【答案】(1) (2)，方向平行导轨向上 (3)s，11J 【详解】（1）金属棒从静止释放到刚进入磁场，机械能守恒，有 解得 （2）根据 ，， 则金属棒受到的安培力 根据牛顿第二定律得 解得 方向平行导轨向上。 （3）金属棒穿过磁场过程，由能量守恒得 金属棒匀速运动时 得 =2m/s 金属棒上产生的电热 Q棒= 对m在穿越磁场过程中由动量定理：取沿斜面向下为正，由微元再累加可得 且 得 s 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $