专题06 电磁感应（期末真题汇编，北京专用）高二物理上学期

专题06 电磁感应 7大高频考点概览 考点01 电磁感应现象 楞次定律 考点02 法拉第电磁感应定律 考点03 电磁感应中的电路及图像问题 考点04 电磁感应中的动力学和能量问题 考点05 电磁感应中的动量问题 考点06 自感和涡流 考点07 探究影响感应电流方向的因素 地 城 考点01 电磁感应现象 楞次定律 一、单选题 1．（24-25高二上·北京昌平·期末）用如图所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。将条形磁体的某一极插入和拔出线圈的过程中，下列判断正确的是（　　） A．电流表指针发生偏转，且偏转方向不同 B．电流表指针发生偏转，且偏转方向相同 C．磁体受到线圈的作用力，且方向均向上 D．磁体受到线圈的作用力，且方向均向下 【答案】A 【解析】AB．将条形磁体的某一极插入和拔出线圈的过程中，线圈所在位置的原磁场方向一定，穿过线圈的磁通量分别增大和减小，线圈中均有感应电流，电流表指针均发生偏转，根据楞次定律可知，插入和拔出线圈的过程中，感应电流方向相反，即电流表指针偏转方向不同，故A正确，B错误； CD．根据楞次定律可知，感应电流激发的磁场对原磁体有磁场力的作用，该力总要阻碍原磁体的相对运动，即磁体受到线圈的作用力，插入时方向向上，拨出时方向向下，故CD错误。故选A。 2．（24-25高二上·北京通州·期末）用如图所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。把条形磁体的N极或S插入，拔出螺线管，观察实验现象。下列说法正确的是（　　） A．实验过中需要记录电流表读数 B．线圈中感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极无关 C．图甲和图乙表明当磁体插入线圈的过程中仅从磁体磁场的方向即可判断线圈中感应电流的方向 D．图甲和图丁表明仅从磁体运动方向即可判断线圈中感应电流的方向 【答案】C 【解析】A．实验过中需要记录电流表指针偏转的方向，不需要记录电流表的读数，故A错误； B．根据图甲与图乙可知，线圈中感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关，故B错误； C．磁体插入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量增大，若知道穿过线圈的磁场方向，根据楞次定律就能够确定感应电流的方向，即图甲和图乙表明当磁体插入线圈的过程中仅从磁体磁场的方向即可判断线圈中感应电流的方向，故C正确； D．图甲和图丁中磁体运动方向相反，但是电流计指针偏转方向相同，则图甲和图丁表明仅从磁体运动方向即不能够判断线圈中感应电流的方向，故D错误。故选C。 3．（24-25高二上·北京通州·期末）如图所示，水平桌面上放置一闭合铝环，铝环正上方有一条形磁体由静止开始下落。下列说法正确的是（　　） A．磁体做匀加速直线运动 B．感应电流在铝环轴线上产生的磁场方向向下 C．线圈对桌面的压力增大 D．下落过程中条形磁体机械能增加 【答案】C 【解析】A．磁体下落，穿过铝环的磁场方向向下，穿过环的磁通量增大，根据楞次定律可知，环中产生的感应电流的方向从上往下看为逆时针方向，由于磁通量增大，环中感应电流激发的磁场对磁体的磁场力阻碍磁体的相对运动，即磁体受到向上的磁场力，磁体做变加速直线运动，故A错误； B．结合上述，感应电流的方向从上往下看为逆时针方向，根据安培定则可知，感应电流在铝环轴线上产生的磁场方向向上，故B错误； C．由于穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的效果阻碍磁通量的增大，则环在磁体磁场对其感应电流的安培力作用下有向下运动的趋势，即线圈对桌面的压力增大，故C正确； D．结合上述可知，磁体受到向上的磁场力，该力对磁体做负功，则下落过程中条形磁体机械能减小，故D错误。故选C 4．（24-25高二上·北京八一学校·期末）如图所示，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两个接线柱连接到灵敏电流计上，把线圈A静置于线圈B的内部。下列判断正确的是（　　） A．开关闭合，向右移动滑动变阻器滑片的过程中，电流计指针不偏转 B．开关闭合，向上拔出线圈A的过程中，线圈B将排斥线圈A C．开关闭合瞬间，电流计指针不偏转 D．开关闭合瞬间，电流计指针会偏转 【答案】D 【解析】A．开关闭合，向右移动滑动变阻器滑片的过程中，线圈A中的电流发生变化，则穿过线圈B的磁通量发生变化，则会产生感应电流，即电流计指针偏转，选项A错误； B．开关闭合，向上拔出线圈A的过程中，根据楞次定律“来拒去留”，可知，线圈B将吸引线圈A，选项B错误； CD．开关闭合瞬间，线圈A中的电流发生变化，则穿过线圈B的磁通量发生变化，则会产生感应电流，电流计指针偏转，选项C错误，D正确。故选D。 5．（24-25高二上·北京五十中·期末）某实验小组探究感应电流产生的条件，现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、安培表、开关、线圈B、电流计分别连接组成回路，如图所示。线圈A静置于线圈B中，在开关保持闭合的状态下，同学发现安培表的指针发生偏转，电流计的指针没有偏转。关于线圈B中未产生感应电流的原因，以下说法可能正确的是（　　） A．线圈A、B之间是绝缘的 B．线圈B中没有磁场 C．穿过线圈B的磁通量未发生变化 D．线圈A中没有磁场 【答案】C 【解析】A．线圈B产生感应电流不需要A、B之间直接存在“电”的联系，故A错误； BD．安培表指针发生了偏转，说明线圈A中通有电流，则线圈A、B中必有磁场，故BD错误； C．线圈B中未产生感应电流的原因可能是因为穿过线圈B的磁通量未发生变化，因此导致线圈B中无感应电流，故C正确。故选C。 6．（24-25高二上·北京丰台·期末）利用如图所示装置可研究电磁感应现象。线圈A通过滑动变阻器和开关S连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。某同学发现闭合开关S时，电流表指针向右偏转，由此可以判断（　　） A．线圈A向上移动时，电流表指针向右偏转 B．铁芯向下插入线圈A中时，电流表指针向左偏转 C．滑动变阻器的滑片匀速向右滑动时，电流表指针不偏转 D．滑动变阻器的滑片加速向右滑动时，电流表指针向右偏转 【答案】D 【解析】AB．闭合开关S时通过线圈B的磁通量增加，可知当穿过线圈B的磁通量增大时，电流表指针向右偏转。线圈A向上移动时，穿过线圈B的磁通量均减小，电流表指针应向左偏转，当线圈A中铁芯向下插入时，穿过线圈B的磁通量增大，则电流表指针向右偏转，故AB错误；CD．滑动变阻器的滑片向右滑动时(无论加速还是匀速)电阻减小，通过A的电流增大，则穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针向右偏转，故C错误，D正确。故选D。 7．（24-25高二上·北京石景山·期末）如图所示，、为正方形金属线圈，线圈从图示位置匀速向右拉出匀强磁场的过程中，、中产生的感应电流方向分别为（      ） A．顺时针、顺时针 B．逆时针、逆时针 C．顺时针、逆时针 D．逆时针，顺时针 【答案】A 【解析】线圈a从磁场中向右匀速拉出磁场的过程中穿过a线圈的磁通量在减小，则根据楞次定律可知a线圈的电流为顺时针，由于线圈a从磁场中匀速拉出，则a中产生的电流为恒定电流，则线圈a靠近线圈b的过程中线圈b的磁通量在向外增大，同理可得线圈b产生的电流为顺时针。故选A。 8．（24-25高二上·北京石景山·期末）如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框，边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（　　） A．线框中产生的感应电流方向为 B．线框中产生的感应电流逐渐增大 C．线框边所受的安培力大小恒定 D．线框整体受到的安培力方向水平向右 【答案】D 【解析】A．根据安培定则可知，通电直导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度随时间均匀增加，根据楞次定律可知线框中产生的感应电流方向为，A错误； B．线框中产生的感应电流为 空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，故线框中产生的感应电流不变，B错误； C．线框边感应电流保持不变，磁感应强度随时间均匀增加，根据安培力表达式，故所受的安培力变大，C错误； D．线框所处空间的磁场方向垂直纸面向里，线框中产生的感应电流方向为，根据左手定则可知，线框边所受的安培力水平向右，线框边所受的安培力水平向左。通电直导线的磁场分部特点可知边所处的磁场较大，根据安培力表达式可知，线框整体受到的安培力方向水平向右，D正确。故选D。 9．（24-25高二上·北京石景山·期末）如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引 B．闭合开关，达到稳定后，电流表的示数最大 C．断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b D．断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向右 【答案】D 【解析】A．闭合开关瞬间，穿过线圈P的磁通量增加，则线圈P中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反，根据楞次定律可知，线圈P中感应电流方向与线圈M中电流方向相反，则二者相互排斥，故A错误； B．闭合开关，达到稳定后，穿过线圈P的磁通量保持不变，则感应电流为零，电流表的示数为零，故B错误； CD．断开开关瞬间，通过线圈P的磁场方向向右，磁通量减小，由楞次定律可知感应电流的磁场方向向右，因此流过电流表的感应电流方向由b到a，故C错误，D正确。故选D。 10．（24-25高二上·北京丰台·期末）如图甲所示，某同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，时刻电流为正向最大值，时刻电流为0，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．在时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大 B．在时刻，强磁铁的加速度大于重力加速度 C．强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力始终向上 D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量 【答案】C 【解析】A．由图乙知，时刻线圈中电流为零，说明线圈产生的感应电动势为零，由法拉第电磁感应定律 可知，穿过线圈的磁通量的变化率等于零，故A错误； B．由“来拒去留”可知，在时刻，强磁铁受到线圈向上的作用力F，磁铁的加速度小于重力加速度，故B错误； C．由“来拒去留”可知，强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力始终向上，故C正确； D．在到的时间内，线圈中有感应电流产生热量，由能量守恒定律可知，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量加上线圈产生的内能，故D错误。故选C。 11．（24-25高二上·北京西城·期末）如图所示，挂在横梁上的A和B都是薄铝环，横梁可以绕中间的支点转动。手持磁铁将N极沿着A环圆心的轴线靠近或远离 （不接触、未穿过）A环，下列说法正确的是（　　） A．将磁铁N极靠近A 环的过程中，A环中感应电流的方向为顺时针方向 B．将磁铁靠近A 环的过程中，A环被吸引 C．将磁铁靠近A环的过程中，磁场力对磁铁做正功 D．将磁铁远离A 环的过程中，磁场力对磁铁做负功 【答案】D 【解析】A．磁铁N极靠近A环的过程中，铝环磁通量向里增加，由楞次定律知，感应电流磁场向外，根据安培定则可知，A环中感应电流的方向为逆时针方向，故A错误； B．磁铁N极靠近A环的过程中，铝环中产生感应电流，由楞次定律知，A环会远离磁铁，故B错误； C．将磁铁靠近 A环的过程中，两者相互排斥，磁场力对磁铁做负功，故C错误； D．同理，将磁铁远离A 环的过程中，A环磁通量减小，由楞次定律知，两者会相互吸引，磁场力对磁铁做负功，故D正确。故选D。 12．（24-25高二·北京东城·期末）2．电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示．现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是 A．从a到b，上极板带正电 B．从a到b，下极板带正电 C．从b到a，上极板带正电 D．从b到a，下极板带正电 【答案】D 【解析】由图知，穿过线圈的磁场方向向下，在磁铁向下运动的过程中，线圈的磁通量在增大，故感应电流的磁场方向向上，再根据右手定则可判断，流过R的电流从b到a，电容器下极板带正电，所以A、B、C错误，D正确． 13．（24-25高二上·北京一零一中·期末）3．如图所示，矩形线框由静止开始在磁场中运动若边所受磁场力的方向向下，则线框的运动可能是（    ）. A．向右运动，线框未全部进入磁场 B．向左运动，线框未全部离开磁场 C．向右运动，且线框全部进入磁场 D．向上运动，且线框上边未离开磁场 【答案】B 【解析】AB．据题，cd边受到的磁场力的方向与cd边垂直且向下，根据左手定则判断出cd边中感应电流的方向为c→d，即感应电流为顺时针方向，再由楞次定律可知，abcd的运动需要穿过线框的磁通量向里减小，故向左平动未全部离开磁场满足条件；而向右运动线框未全部进入磁场前是磁通量向里增大，不满足条件；故A错误，B正确。 C．线框向右运动且全部进入磁场后，磁通量不变，不能产生感应电流，cd边就不会受安培力；故C错误。 D．线框向上运动且上边未离开磁场，穿过线框的磁通量不变，不能产生感应电流，cd边就不会受安培力；故D错误。故选B。 二、多选题 14．（24-25高二上·北京西城·期末）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 【解析】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。 地 城 考点02 法拉第电磁感应定律 一、单选题 1．（24-25高二上·北京西城·期末）如图如示，横截面积为S、长度为l的导体棒CD，在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，以大小为v的速度做切割磁感线运动。棒中自由电荷带电量为-q，单位体积内自由电荷数为n，不考虑自由电荷的热运动。下列说法正确的是（　　） A．由于自由电荷的堆积，导体棒 C端的电势较低 B．由于随棒运动的速度v，棒中每个自由电荷所受洛伦兹力大小为 nSlqvB C．非静电力将一个自由电荷从导体棒的一端搬到另一端所做的功W非=qvBl D．根据，可得导体棒两端电动势 E的大小为 nlvB 【答案】C 【解析】A．棒中自由电荷受到洛伦兹力的作用，根据左手定则可知，洛伦兹力指向D端，故D端的电势较低，故A错误； B．由于随棒运动的速度v，棒中每个自由电荷所受洛伦兹力大小为 故B错误； C．非静电力将一个自由电荷从导体棒的一端搬到另一端，根据动能定理可知 解得W非=qvBl 故C正确； D．根据，可得导体棒两端电动势 E的大小为 故D错误。故选C。 2．（24-25高二上·北京昌平·期末）电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构示意图如图1所示。两对永磁铁间存在磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场永磁铁可随发动机一起上下振动，边长为的正方形线圈竖直固定在减震装置上，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。图2为侧视图（从右向左看）。下列说法正确的是（　　） A．图2中穿过线圈的磁通量为 B．永磁铁位置相对线圈位置下降时，线圈中一定产生逆时针方向的感应电流 C．永磁铁相对线圈位置变化越大，线圈中感应电动势越大，回收能量越多 D．永磁铁相对线圈位置变化越快，线圈中感应电动势越大，回收能量越多 【答案】D 【解析】A．由于分界线上下侧磁感应强度的方向相反，穿过线圈的磁通量大小为；故A错误。 B．永磁铁位置相对线圈位置下降时，线圈相对于磁场向上运动，当线圈全部处于垂直于纸面向外的磁场中，或者线圈全部处于垂直于纸面向里的磁场中时，根据右手定则可知，线圈上下两边产生的感应电动势大小相等，方向相反，总的感应电动势为0，此时，线圈中没有感应电流，故B错误； C．结合上述，当永磁铁相对线圈位置变化非常大时，线圈全部处于垂直于纸面向外的磁场中，或者线圈全部处于垂直于纸面向里的磁场中，此时线圈总的感应电动势为0，此时，线圈中没有感应电流，回收能量越少，故C错误； D．结合上述，当线圈上部分位于垂直于纸面向外的磁场中，线圈下部分位于垂直于纸面向里的磁场中时，根据右手定则可知，线圈总电动势等于上下两边产生的电动势之和，线圈中有感应电流，根据法律的电磁感应定律可知，永磁铁相对线圈位置变化越快，线圈中感应电动势越大，线圈中的感应电流越大，回收能量越多，故D正确。故选D。 3．（24-25高二上·北京五十中·期末）如图甲所示，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与一个理想电压表相连。线圈内有指向纸内方向的匀强磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。下列说法正确的是（　　） A．A端应接电压表正接线柱，电压表的示数为150V B．A端应接电压表正接线柱，电压表的示数为50.0V C．B端应接电压表正接线柱，电压表的示数为150V D．B端应接电压表正接线柱，电压表的示数为50.0V 【答案】B 【解析】根据楞次定律可知，线圈产生的电流为逆时针方向，则A端应接电压表正接线柱，感应电动势大小 故选B。 4．（24-25高二上·北京一零一中·期末）如图所示,线圈匝数为,横截面积为,线圈电阻为,处于一个均匀增强的磁场中,磁感应强度随时间的变化率为,磁场方向水平向右且与线圈平面垂直,电容器的电容为,定值电阻的阻值为.由此可知,下列说法正确的是（     ） A．电容器下极板带正电 B．电容器上极板带负电 C．电容器所带电荷量为 D．电容器所带电荷量为 【答案】C 【解析】AB．磁感应强度增大，根据楞次定律可知通过电阻r的电流为从左向右，所以r左端电势高于右端电势，则并联在定值电阻两端的电容器上极板电势高带正电，下极板带负电，AB错误； CD．根法拉第电磁感应定律求解感应电动势： 外电阻r分压： 电容器上的带电量： C正确，D错误。 5．（24-25高二上·北京丰台·期末）如图所示，a、b两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为n，半径，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增加。下列说法正确的是（　　） A．a、b线圈中的感应电流均随时间均匀增加 B．a、b线圈中产生的感应电动势之比为4：1 C．a、b线圈中感应电流之比为4：1 D．a、b线圈中产生的热功率之比为16：1 【答案】B 【解析】A．磁感应强度随时间均匀增加，根据法拉第电磁感应定律可知 感应电动势恒定，感应电流恒定，故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律可知 故电动势之比等于半径的平方之比，因，故电动势之比为4：1，故B正确； CD．线圈中电阻 而导线长度 故电阻之比为2：1；由欧姆定律 可知电流之比为2：1，根据 可得热功率之比为8：1，故CD错误。故选B。 二、多选题 6．（24-25高二上·北京海淀·期末）如图所示，闭合开关S，将条形磁铁插入闭合线圈，第一次用时0.2s，第二次用时0.4s，并且两次磁铁的起始和终止位置相同，则（　　） A．第一次线圈中的磁通量变化较快 B．第一次电流表G的最大偏转角较大 C．第二次电流表G的最大偏转角较大 D．若断开S，电流表G均不偏转，故两次线圈两端均无感应电动势 【答案】AB 【分析】两次磁铁的起始和终止位置相同，知磁通量的变化量相同，根据时间长短判断磁通量变化的快慢，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比． 【解析】A项：磁通量变化相同，第一次时间短，则第一次线圈中磁通量变化较快，故A正确； B、C项：感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，磁通量的变化率大，感应电动势大，产生的感应电流大，故B正确，C错误； D项：断开电键，电流表不偏转，知感应电流为零，但感应电动势不为零，故D错误．故选AB． 地 城 考点03 电磁感应中的电路及图像问题 一、单选题 1．（24-25高二上·北京昌平·期末）如图，空间中存在水平向右的匀强磁场，一导体棒绕固定的竖直轴OP在磁场中匀速转动，且始终平行于OP。导体棒两端的电势差u随时间t变化的图像可能正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   【答案】C 【解析】如图所示 导体棒匀速转动，设速度为v，设导体棒从到过程，棒转过的角度为，则导体棒垂直磁感线方向的分速度为 可知导体棒垂直磁感线的分速度为余弦变化，根据左手定则可知，导体棒经过B点和B点关于P点的对称点时，电流方向发生变化，根据 可知导体棒两端的电势差u随时间t变化的图像为余弦图像。故选C。 2．（24-25高二上·北京通州·期末）a、b两个闭合线圈用同样的导线制成且匝数相同，半径之比为2:1。所在区域内有匀强磁场，磁感应强度随时间均匀增大，如图所示。不考虑两线圈间的相互影响，下刻说法正确的是（　　） A．线圈a、b中感应电流沿顺时针方向 B．线圈a、b的感应电动势之比为2:1 C．线圈a、b的感应电流之比为4:1 D．线圈a、b的热功率之比为8:1 【答案】D 【解析】A．磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈a、b中感应电流均沿逆时针方向，故A错误； B．根据法律的电磁感应定律有 ， 解得 故B错误； C．根据欧姆定律有 ， 根据电阻的决定式有 ， 解得 故C错误； D．线圈a、b的热功率 ， 解得 故D正确。故选D。 3．（24-25高二上·北京一零一中·期末）一圆环形铝质金属圈（阻值不随温度变化）放在匀强磁场中，设第1s内磁感线垂直于金属圈平面（即垂直于纸面）向里，如图甲所示。若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，那么第3s内金属圈中（　　） A．感应电流逐渐增大，沿逆时针方向 B．感应电流恒定，沿顺时针方向 C．圆环各微小段受力大小不变，方向沿半径指向圆心 D．圆环各微小段受力逐渐增大，方向沿半径指向圆心 【答案】D 【解析】AB．从图乙中可得第3s内垂直向里的磁场均匀增大，穿过线圈垂直向里的磁通量增大，由楞次定律可得，感应电流为逆时针方向，根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势为 根据欧姆定律产生的感应电流为 正比于，第3s内磁感应强度的变化率恒定，所以产生的感应电流恒定，故AB错误； CD．圆环各微小段受安培力，由于磁感应强度逐渐增大，电流不变，根据公式，可得圆环各微小段受力逐渐增大，由左手定则可得，安培力的方向沿半径指向圆心，故C错误，D正确。故选D。 4．（24-25高二·北京东城·期末）如图甲所示，一个匝数的圆形导体线圈，面积，电阻。在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是（    ） A．圆形线圈中产生的感应电动势为6V B．电阻R两端的电压为4.5V C．通过电阻R的电流为1.5A D．在0~4s时间内，流经电阻R的电荷量为9C 【答案】C 【解析】A．线圈产生的电动势为 V=4.5V 故A错误； BC．根据欧姆定律可知，电流为 A 电阻R两端的电压为 V 故B错误，C正确； C．在0~4s时间内，流经电阻R的电荷量为 C 故D错误；故选C。 二、多选题 5．（24-25高二上·北京一零一中·期末）如图甲所示，两平行光滑金属导轨放置在水平面上，导轨间距为L，左端接定值电阻R，导轨电阻不计．整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中．将电阻为r的金属棒db置于导轨上，当ab受到垂直于金属棒的水平外力F作用由静止开始运动时，ab的速度时间图像如图乙所示，已知ab与导轨始终垂直且接触良好，设ab中的感应电流为i，流过ab横截面的电荷量为q，ab移动距离为x，则下图中大致正确（   ） A． B． C． D． 【答案】AC 【解析】由题可知，棒做匀加速运动，设加速度为a，则其速度v=at；ab中的感应电动势E=BLv，感应电流为，即i-t图为过原点的直线，选项A正确；根据牛顿第二定律：F-F安=ma、F安=BiL，则，即F-t图像为不过原点的直线，选项B错误；电荷量，即q-x图线为过原点的直线，选项C正确，D错误；故选AC. 6．（24-25高二上·北京丰台·期末）如图所示，固定在水平面上的光滑金属架处于竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN以v = 1.0 m/s的初速度向右运动。已知导轨间距L = 0.50 m，导轨的一端连接的电阻阻值R = 2.0 Ω，磁感应强度大小B = 0.2 T，金属棒电阻r = 0.50 Ω，金属棒质量m = 0.5 kg。下列说法正确的是（　　） A．金属棒向右运动过程中做匀减速直线运动 B．金属棒向右运动过程中，通过电阻R的电流方向为Q→P C．金属棒的速度为0.5 m/s时，MN两点间电势差为0.04 V D．从金属棒开始运动到静止的过程中，电阻R产生的热量为0.25 J 【答案】BC 【解析】A．由楞次定律可知，金属棒MN以v = 1.0 m/s的初速度向右运动后，受向左的安培力作用，则其切割磁感线的速度变化，则感应电动势变化、感应电流变化，则安培力变化，故金属棒所受合外力变化、加速度变化，则金属棒向右运动过程中不做匀减速直线运动，故A错误； B．根据右手定则可知，金属棒向右运动过程中，流过导体棒的电流方向为N→M，则通过电阻R的电流方向为Q→P，故B正确； C．MN为电源，在电源内部电流是从低电势到高电势，则M点电势高于N点电势，则MN两点间电势差大于零，则金属棒的速度为0.5 m/s时，MN两点间电势差为 故C正确； D．根据能量守恒定律可知，从金属棒开始运动到静止的过程中，电路产生的热量为 电阻R产生的热量为 联立可得 故D错误。故选BC。 三、解答题 7．（24-25高二上·北京一零一中·期末）如图所示，水平放置的平行金属导轨abdc，相距l＝0.50m，bd间连有一固定电阻R＝0.20Ω，导轨电阻可忽略不计．磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒MN垂直放在导轨上，其电阻也为R，导体棒能无摩擦地沿导轨滑动，当MN以v＝4.0m/s的速度水平向右匀速运动时，求： （1）导体棒MN中感应电动势的大小； （2）回路中感应电流的大小，流过R的电流方向； （3）导体棒MN两端电压的大小． 【答案】(1) 0.80V；(2)2A，b到d；（3）0.4V。 【分析】（1）导体垂直切割磁感线，由公式E=BLv求出感应电动势； （2）MN相当于电源，根据闭合电路欧姆定律求解感应电流大小； （3）棒两端的电压是路端电压，由U=IR即可求出结果． 【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律得：感应电动势 V （2）根据闭合电路的欧姆定律得，通过R的电流 A 由右手定则可知，流过R的电流方向为b到d （3）导体棒MN两端电压为路端电压，则： V 8．（24-25高二上·北京昌平·期末）如图所示，两根相互平行的光滑长直金属导轨MN、PQ水平放置，导轨间距为，导轨电阻不计；导轨右端接有阻值为的电阻。长度也为，阻值为的金属棒垂直于导轨放置，与导轨间保持良好接触。导轨处于磁感应强度为B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场中。在水平外力的作用下以速度向右匀速运动。求： (1)通过电阻的电流大小和方向； (2)水平外力大小； (3)回路中的热功率。 【答案】(1)0.4A，由b指向a (2)0.2N (3)0.8W 【解析】（1）金属棒产生的感应电动势 根据闭合电路欧姆定律有 解得 根据右手定则可知，感应电流的方向由b指向a。 （2）金属棒做匀速直线运动，根据平衡条件有 解得 （3）回路中的热功率 解得P=0.8W 9．（24-25高二上·北京五十中·期末）如图所示，足够长的U形光滑导体框水平放置，宽度为L，一端连接的电阻为R。导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电阻为r的导体棒MN放在导体框上，其长度恰好等于导体框的宽度，且接触良好。其余电阻均可忽略不计。在水平拉力作用下，导体棒向右匀速运动，速度大小为v。 （1）请根据法拉第电磁感应定律推导导体棒匀速运动时产生的感应电动势的大小； （2）求电阻R两端的电压U； （3）若某个时刻撤去拉力，请在图中定性画出撤去拉力后导体棒运动的图像。 【答案】（1）见解析；（2）；（3） 【解析】（1）由 得感应电动势大小 （2）由 得电阻R两端的电压 （3）撤去拉力后，导体棒在安培力作用下做减速运动，由于速度减小，则感应电动势减小，感应电流减小，安培力减小，所以导体棒的加速度减小，即导体棒做加速度减小的减速运动，直至速度减为零，如图所示 10．（24-25高二上·北京通州·期末）法拉第电磁感应定律告诉我们，磁通量的变化会使闭合回路中产生感应电动势。磁通量的变化可以通过改变磁感应强度以及闭合回路在磁场中的投影面积来实现。 (1)用某种金属材料制成一个半径为r的圆环，圆环电阻为R。竖直向下的磁场穿过水平放置的圆环。已知磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示。求： a.圆环产生的感应电动势E； b.时间内圆环上产生的热量Q。 (2)如图丙所示为发电机的简化图。磁感应强度为B的匀强磁场竖直向下，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。电阻率为且粗细均匀的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，导体棒中单位体积内的自由电子数为n。用字母表示导体棒向右做匀速运动的速度大小（平行于轨道MN），用字母v表示自由电子沿导体棒长度方向定向移动的平均速率，已知电子电荷量为e，计算得出的比值。 【答案】(1)a.；b. (2) 【解析】（1）a.由法拉第电磁感应定律 由乙图可知 线圈面积为 联立可得 b.由闭合回路欧姆定律 由焦耳定律 联立上式可得 （2）设金属导体棒的横截面积为，由电流微观表达式 导体棒平动切割磁感线的感应电动势 由闭合回路欧姆定律 由电阻定律 联立上式可得 地 城 考点04 电磁感应中的动力学和能量问题 一、单选题 1．（24-25高二上·北京一零一中·期末）如图所示，两条平行的金属轨道所构成的平面与水平地面的夹角为θ，在轨道的顶端接有恒定电源和滑动变阻器，一根质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，杆与导轨间的动摩擦因数恒定．整个装置处于垂直轨道平面向上的匀强磁场中，滑动变阻器的滑片P处于中点位置，杆处于静止状态。现将滑动变阻器的滑片向M端缓慢滑动一段时间后杆开始下滑，整个过程金属杆始终与导轨垂直且接触良好，导轨及电源内阻不计。下列说法中正确的是（　　） A．此过程中金属杆所受安培力的方向垂直于斜面向下 B．金属杆所受安培力的大小与滑动变电阻器的电阻成反比 C．下滑后，金属杆所受摩擦力大小不变 D．滑片向M端滑动的过程中，金属杆对轨道的压力变大 【答案】C 【解析】A．根据左手定则金属杆所受的安培力沿斜面向下，A错误； B．根据安培力的计算公式可得 因此金属杆所受安培力的大小与滑动变电阻器的电阻和金属杆的电阻总和成反比，B错误； CD．由受力分析可得，滑片向M端滑动的过程中，滑动变阻器的电阻减小，电路中的电流增大，导体棒受到的安培力沿斜面向下增大，但压力始终等于不变，下滑后，滑动摩擦力大小 保持不变，C正确，D错误。故选C。 2．（24-25高二上·北京五十中·期末）如图所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成角（），其中MN与PQ平行且间距为L，N、Q间接有阻值为R的电阻，匀强磁场垂直导轨平面，磁感应强度为B，导轨电阻不计。质量为m的金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒接入电路的电阻为r，当金属棒ab下滑距离x时达到最大速度v，重力加速度为g，则在这一过程中（　　） A．金属棒做匀加速直线运动 B．电阻R上产生的焦耳热为 C．通过金属棒某一横截面的电量为 D．当金属棒速度为时，金属棒的加速度大小为 【答案】C 【解析】A．对金属棒，根据牛顿第二定律可得 又 ， 联立可得 可知随着速度的增大，加速度逐渐减小，所以金属棒做加速度逐渐减小的加速运动，故A错误； B．根据能量守恒可得 则电阻上产生的焦耳热为 故B错误； C．通过金属棒某一横截面的电量为 故C正确； D．金属棒匀速下滑时，有 解得 当金属棒速度为时，金属棒的加速度大小为 故D错误。故选C。 二、多选题 3．（24-25高二上·北京八一学校·期末）如图所示，置于水平面上的两根金属导轨间距为L，分别与电源正、负极相连，导体棒放在导轨上且与导轨垂直，整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导体棒，且与导轨平面夹角为，已知回路中电流为I，导体棒始处于静止状态，关于导体棒的受力情况，下列说法正确的是（　　） A．安培力大小为0 B．安培力大小为 C．静摩擦力大小为 D．静摩擦力大小为 【答案】BD 【解析】AB．因为B与IL的关系为始终垂直，故安培力为 A错误，B正确； CD．导体棒受力如下图所示 因B与水平方向夹角为，而根据左手定则B与垂直，由几何关系易知与竖直方向夹角为，可得 C错误，D正确。故选BD。 三、解答题 4．（24-25高二上·北京顺义一中·期末）如图所示，两平行金属导轨间的距离为，金属导轨所在的平面与水平面夹角为θ=37°。导轨所在平面内分布着磁感应强度，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场，金属导轨的上端接有电动势E=3.0V、内阻的直流电源。现把一个质量。的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻。，金属导轨电阻不计，g取。已知，，求： (1)通过导体棒的电流； (2)导体棒受到的安培力； (3)导体棒受到的摩擦力。 【答案】(1) (2)，方向沿斜面向上 (3)，方向沿斜面向下 【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律，可得通过导体棒的电流为 （2）根据左手定则，可知导体棒受到的安培力方向沿斜面向上，大小为 （3）根据平衡条件可得 解得导体棒受到的摩擦力大小为 方向沿斜面向下。 5．（24-25高二上·北京五十中·期末）如图所示，宽为l的光滑固定导轨与水平面成α角，质量为m的金属杆ab（电阻不计）水平放置在导轨上，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。电源的内阻为r，当变阻器接入电路的阻值为R时，金属杆恰好能静止在导轨上。重力加速度用g表示。求： （1）金属杆静止时受到的安培力的大小F安； （2）电源的电动势E； （3）若保持其它条件不变，仅改变匀强磁场的方向，求由静止释放的瞬间，金属杆可能具有的沿导轨向上的最大加速度a。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）由题意可知，金属杆所受安培力的方向水平向右，因为金属杆静止，所以合力为零，得到 （2）因为 且 得 （3）仅改变匀强磁场的方向时安培力大小不变，因此当安培力沿导轨向上的分量最大，即安培力沿导轨向上时，金属杆具有沿导轨向上的最大加速度，由 得最大加速度 6．（24-25高二上·北京海淀·期末）如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m、质量为6×10－2 kg的通电直导线，电流大小I＝1 A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动。 (1)开始时，整个装置放在无磁场的环境中，即B0＝0，求此时斜面对通电直导线的支持力大小。(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2) (2)给整个装置所处的空间加竖直向上的匀强磁场，若斜面对通电直导线的支持力为零，求磁感应强度B的大小。 【答案】(1) 0.48N  (2) 2T 【解析】(1)斜面对通电直导线的支持力为： ； (2)由题意知导体棒受水平向左安培力: ， 若斜面对通电直导线的支持力为零可得： ， 磁感应强度为 。 答：(1)开始时，整个装置放在无磁场的环境中，即B0＝0，此时斜面对通电直导线的支持力为0.48N； (2)给整个装置所处的空间加竖直向上的匀强磁场，若斜面对通电直导线的支持力为零，磁感应强度。 7．（24-25高二·北京东城·期末）如图1所示，足够长的光滑金属框架竖直放置，顶端留有接口a、b，两竖直导轨间距为d，一质量为m、长度为d的金属棒始终与竖直导轨接触良好，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于框架平面向里，重力加速度为g。不计空气阻力，不计框架和金属棒的电阻及电磁辐射的能量损失。 (1)若在a、b间接入一个阻值为R的定值电阻，如图2所示，从静止释放金属棒。 a．请分析说明金属棒的运动情况； b．定性画出通过电阻R的电流i随时间t变化的图像； c．求出金属棒的最终速度大小。 (2)若在a、b间接入一个电容为C的电容器，如图3所示，同样从静止释放金属棒，若电容器C不会被击穿。 a．依据必要的计算分析，说明金属棒的运动情况，并画出金属棒下降一段时间的速度随时间的变化关系图像； b．求金属棒下降高度为h时的速度。 【答案】(1)a．做加速度减小的加速运动，当时，达到最大速度，之后做匀速运动，b．c． (2)a．匀加速直线运动，，b． 【解析】（1）a．金属棒切割磁感线产生的感应电动势 回路中的电流 金属棒受到的安培力 根据牛顿第二定律 金属棒的速度增大，感应电动势E增大，电流I增大，安培力F增大，加速度a减小，所以金属棒做加速度减小的加速运动，当时，达到最大速度，之后做匀速运动。 b．通过电阻R的电流i随时间t变化的图像如图所示 c．当金属棒向下做匀速运动时，根据平衡条件，有 解得 （2）a．金属棒向下做加速运动，在极短时间内，金属棒的速度变化，根据加速度的定义有 金属棒产生的电动势变化 电容器增加的电荷量 根据电流的定义有 解得 金属棒受到的安培力 根据牛顿第二定律，有 解得 可以判断金属棒做匀加速直线运动，故金属棒下降一段时间的图像如图4所示 b．根据运动学公式 解得 8．（24-25高二上·北京一零一中·期末）某试验列车按照设定的直线运动模式，利用计算机控制制动装置，实现安全准确地进站停车。制动装置（俗称“刹车”）包括电气制动和机械制动两部分。有关列车电气制动，可以借助右图模型来理解。图中水平平行金属导轨间距L，处于竖直方向的匀强磁场B中，质量为m的金属棒MN沿导轨向右运动的过程，对应列车的电气制动过程，MN代表“列车”。回路中的电阻阻值为R，不计金属棒MN及导轨的电阻。 （1）分析电气制动产生的加速度大小随“列车”速度变化的关系，并求出“列车”从v0减速到0前进的距离； （2）为了让“列车”以一开始进入磁场的加速度a0匀减速“进站”，可以配合机械制动，这相当于在“列车”上施加了一个变化的阻力，试写出这个阻力随时间变化的关系； （3）使“列车”以a0匀减速进站，也可以将图中R换做某种智能充电系统（图中没有画出），使得MN产生的电动势以恒定电流I0给充电系统充电，试求“列车”最多能给这个系统充电的能量。 【答案】（1）加速度和速度成正比，；（2）；（3） 【解析】（1）由闭合电路欧姆定律可得 又根据法拉第电磁感应定律有 由安培力公式 又由牛顿第二定律可知 可得 可知，加速度和速度成正比； 由动量定理可得 且 变形得 又 解得 （2）由牛顿第二定律有 又 所以 （3）由运动学公式，可得列车停下时的位移为 由安培力公式 所以最多给这个系统充电的能量为 9．（24-25高二上·北京西城·期末）如图所示，在竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，宽度为l的水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度v0开始运动，最终停在导体框上。 (1)判断刚开始运动时刻，导体棒中的电流方向是“从a到b”还是“从b到a”；并求出此时ab两点的电势差； (2)定性画出导体棒运动的v-t图像； (3)求导体棒运动过程中，电阻R消耗的总电能。 【答案】(1)“从b到a”， (2) (3) 【解析】（1）导体棒向右运动过程中，根据右手定则可知，导体棒中的电流方向是“从b到a”，导体棒运动在电路中产生的电动势 根据闭合电路欧姆定律可得 所以ab两点的电势差为 （2）导体棒向右运动过程中，受到向左的安培力，根据牛顿第二定律可得 由此可知，导体棒向右做加速度减小的减速运动，当速度减为零时，加速度也减为零，其v-t图像如图所示 （3）根据能量守恒定律可知，电路获得的总电能等于导体棒消耗的总机械能，即 根据串联电路电压与电阻成正比，可得电阻R消耗的电能为 所以 地 城 考点05 电磁感应中的动量问题 一、多选题 1．（24-25高二上·北京一零一中·期末）如图所示，一个正方形导线框abcd，边长为L，质量为m．将线框从距水平匀强磁场上方h处由静止释放，在线框下落过程中，不计空气阻力，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行．当ab边刚进入磁场时，线框速度为v．在线框进入磁场的整个过程中，下列说法正确的是           （    ） A．线框可能做加速度减小的加速运动 B．线框不可能做匀速运动 C．安培力对线框的冲量大小一定为mv D．线框克服安培力做功一定为 【答案】AD 【解析】AB．若线框下落进入磁场时的速度较大，产生的感应电流较大，安培力较大，线框可能做加速度减小的减速运动；若下落到磁场的速度较小，线框也可能做加速运动，若速度达到某一大小，其安培力与重力大小相等，则线框做匀速直线运动，故选项A正确，B错误； C．对整个过程运用动量定理可得 IG－I安=mv 故安培力对线框的冲量大小不是mv，选项C错误； D．对整个过程运用能量守恒得 mg（h+L）－W安= 故线框克服安培力做功一定为 选项D正确；故选AD。 二、解答题 2．（24-25高二上·北京八一学校·期末）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． 【解析】（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 地 城 考点06 自感和涡流 一、单选题 1．（24-25高二上·北京昌平·期末）工业上常利用感应电炉冶炼金属，装置如图所示。下列说法正确的是（　　） A．感应炉所接电源应是低频交流电源 B．电源在线圈中产生热量使金属融化 C．交变磁场在金属中产生涡流，涡流的热效应使金属融化 D．若增加交流电的频率，冶炼金属的效率不变 【答案】C 【解析】A．为了产生较大的感应电动势，感应炉所接电源应是高频交流电源，故A错误； BC．感应电炉冶炼金属过程中，交流电源产生交变磁场，从而在金属中产生涡流，涡流的热效应使金属融化，故B错误，C正确； D．若增加交流电的频率，感应电动势增大，冶炼金属的效率增大，故D错误。故选C。 2．（24-25高二上·北京通州·期末）如图所示，A和B是两个相同的小灯泡，L是自感系数很大，电阻几乎为0的线圈。忽略电源内阻，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S，灯泡A先变亮再逐渐变暗 B．闭合开关S，灯泡B先变亮再逐渐熄灭 C．断开开关S，灯泡A逐渐熄灭 D．断开开关S，灯泡B逐渐变暗直至熄灭 【答案】B 【解析】AB．闭合开关S，由于线圈的自感，线圈中的电流由0逐渐增大至稳定值，稳定时，由于其电阻可以忽略，则稳定时，线圈相当于一根导线，则灯泡A、B同时变亮，随后A的亮度逐渐变大，B逐渐变暗最终熄灭，故A错误，B正确； CD．断开开关S，线圈与灯泡B构成新的回路，由于线圈的自感，线圈中的电流在新回路中由原来的稳定值逐渐减为0，即A立即熄灭，B变亮后逐渐变暗直至熄灭，故CD错误。故选B。 3．（24-25高二上·北京昌平·期末）如图所示，将带铁芯的线圈L与灯泡A并联，接到直流电源上。先闭合开关S，稳定后灯泡A正常发光；然后断开开关S，灯泡A先闪亮一下，再熄灭。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S后瞬间，灯泡A缓慢变亮 B．闭合开关S后瞬间，通过线圈L的电流逐渐增大 C．断开开关S后瞬间，通过灯泡A的电流方向为 D．断开开关S前、后瞬间，通过灯泡A的电流一样大 【答案】B 【解析】AB．闭合开关S后瞬间，由于线圈L产生自感电动势阻碍通过线圈电流的增大，所以通过线圈L的电流逐渐增大，而灯泡A马上变亮，故A错误，B正确； CD．断开开关S后瞬间，由于线圈L产生自感电动势阻碍通过线圈电流的减小，且线圈与A构成回路，所以通过灯泡A的电流方向为，由于灯泡A先闪亮一下，再熄灭，所以断开开关S后瞬间通过灯泡A的电流比断开开关S前通过灯泡A的电流大，故CD错误。故选B。 4．（24-25高二上·北京怀柔·期末）如图所示，光滑水平地面上竖直放置两根圆柱形铝管，其粗细，长短均相同，其中管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，两枚略小于管内径的相同小磁铁a、b，同时从两管上端由静止释放，穿过铝管后落到地面（忽略空气阻力）。下列说法正确的是（ ） A．a、b一定同时落地 B．a、b下落过程中都是机械能守恒 C．落地时，a比b的速度小 D．落地时，a、b的速度相等 【答案】C 【解析】AB．管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，所以下落过程中a受到安培阻力，而b不受安培阻力，所以小磁铁b在管乙中下落的速度要大于a在甲管中的下落速度，故a、b一定不会同时落地，由于a球克服安培力做功，所以机械能不守恒，故AB错误； CD．由于小磁铁b只受重力，小磁铁a受重力还受安培阻力，由小磁铁b的加速度较大，所以落地时，a比b的速度小，故C正确，D错误。故选C。 5．（24-25高二上·北京一零一中·期末）如图所示的电路中，a，b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，线圈的电阻不可忽略，E为电源，S为开关。下列说法正确的是（　　） A．合上开关，a先亮，b逐渐变亮，断开开关，a、b同时熄灭 B．合上开关，b先亮，a逐渐变亮，断开开关，a先熄灭，b后熄灭 C．合上开关，b先亮，a逐渐变亮，断开开关，a、b同时熄灭，但b灯要闪亮一下再熄灭 D．合上开关，b先亮，a逐渐变亮，断开开关，a、b同时熄灭，但b灯不会闪亮一下再熄灭 【答案】D 【解析】ABCD. 合上开关，由于自感，b先亮，a逐渐变亮，稳定后由于线圈有电阻，通过b电流大，所以更亮，断开开关，由于自感两灯都是逐渐熄灭，因为是在同一个电路，所以同时熄灭，b灯由于流过的电流小于原来的电流，故b灯不会闪亮一下再熄灭，故选项ABC错误，选项D正确。故选D。 6．（24-25高二上·北京丰台·期末）下列与电磁感应有关的现象中说法不正确的是（　　） A．图甲：摇动手柄使蹄形磁体转动，则铝框会以相同的速度同向转动 B．图乙：铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速减小 C．图丙：搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起是为了减弱指针摆动 D．图丁：安检门利用涡流可以检测金属物品，如携带金属经过时，会触发报警 【答案】A 【解析】A．根据电磁驱动原理，图中当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁体转动的慢，故A错误； B．铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，由于电磁感应，铜盘中会产生感应电流，这个感应电流会受到磁场的作用力，从而阻碍铜盘的转动，使铜盘的转速减小，故B正确； C．搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起，是为了形成一个闭合回路。当电流表受到震动时，指针的摆动会带动连接指针的线圈摆动，线圈在磁场中切割磁感线产生感应电流，会受到安培力作用，安培力阻碍线圈的摆动，从而起到减弱指针摆动的作用，故C正确； D．安检门利用涡流可以检测金属物品。当携带金属物品经过安检门时，金属物品会在交变磁场中产生涡流，这个涡流又会产生交变磁场，被安检门检测到，从而触发报警，故D正确。本题选不正确的，故选A。 7．（24-25高二上·北京丰台·期末）某兴趣小组利用如图所示的电路研究自感现象。、为相同的灯泡，电感线圈L的自感系数较大。先闭合开关S，调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，然后断开开关S。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关， 、立即变亮 B．闭合开关，逐渐变亮，立即变亮 C．闭合开关，待电路稳定后再断开开关，立即熄灭，逐渐熄灭 D．闭合开关，待电路稳定后再断开开关瞬间，通过灯泡的电流方向与原来相反 【答案】B 【解析】AB。闭合开关S，灯泡与电源构成的回路没有线圈，直接亮起，灯泡与线圈串联，由于线圈产生自感电动势阻碍电流增加可知逐渐亮起，故A错误，B正确； CD．电路稳定后断开开关S，由于自感现象，线圈中电流会逐渐减小，灯泡、与线圈构成闭合回路，灯泡、逐渐熄灭，通过灯泡的电流方向与原来相同，故CD错误。故选B。 8．（24-25高二上·北京八一学校·期末）某同学想对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，他设计了如图甲所示的电路，电路两端电压恒定，A1、A2为完全相同的电流传感器。先闭合开关K得到如图乙所示的图像，等电路稳定后，断开开关（断开开关的实验数据未画出）。下列关于该实验的说法正确的是（　　） A．闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零 B．乙图中的曲线表示电流传感器A2测得的数据 C．断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭 D．时刻小灯泡与线圈的电阻相等 【答案】D 【解析】A．闭合开关时，其线圈自感电动势等于电源电动势，则自感线圈中电流为零，故A错误； B．中电流等于自感线圈中电流，自感线圈中电流从零开始逐渐增大，最后趋于稳定，故中数据应为乙图中b曲线，故B错误； C．断开开关前，两支路中电流相等，刚断开开关时，通电线圈的电流不变，故灯泡不会发生明显闪亮，而是逐渐熄灭，故C错误； D．时刻，两支路中电压相等，电流相等，则电阻相等，即小灯泡与线圈的电阻相等，故D正确。故选D。 二、多选题 9．（24-25高二上·北京西城·期末）图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器监测通过电感线圈L中的电流。已知电路中灯泡的电阻R1=6Ω，定值电阻R2=2Ω，电源电动势为6V，内阻不计。闭合开关S使电路处于稳定状态，灯泡发光。在t=0.1s时刻断开开关S，断开开关S前后电流传感器显示电流随时间变化的图像如图乙所示。电流传感器的内阻忽略不计，根据以上信息下列说法中正确的是（　　） A．可以求出电感线圈的电阻 B．可以估算出断开开关后流过灯泡的电荷量 C．可以判断出断开开关后R2两端电压的变化情况 D．可以判断出断开开关后灯泡不会出现闪亮的现象 【答案】ABC 【解析】A．开关S闭合且电路稳定时流过线圈L的电流为1.5A，根据欧姆定律可得 代入数据解得 故A正确； B．根据 可知，I-t图像中图线与坐标轴围成的面积表示流过灯泡的电荷量，所以断开开关后流过灯泡的电荷量为 故B正确； C．由图可知，断开开关后流过R2的电流从1.5A减为零，从而可以判断断开开关后R2两端电压的由3V变为零，故C正确； D．由于 故闭合S时，流过线圈的电流大于流过灯泡电流，断开S发生自感现象时，小灯泡会发生闪亮现象，故D错误。故选ABC。 地 城 考点07 探究影响感应电流方向的因素 一、实验题 1．（24-25高二上·北京石景山·期末）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，所用灵敏电流表的0刻度位于表盘的正中央。如图1所示电路，闭合开关S时，电流表的指针向左偏转。如图2中，当磁铁相对螺线管运动时，电流表的指针向左偏转，可以判断：感应电流在螺线管内部产生的磁场方向 。（选填“向上”或“向下”） 【答案】向下 【解析】如图1所示电路，闭合开关S时，电流表的指针向左偏转，可知电流从电流表的正接线柱流入时，电流表的指针向左偏转；如图2中，当磁铁相对螺线管运动时，电流表的指针向左偏转，则此时感应电流从电流表的正接线柱流入，螺线管中感应电流从上到下，由右手定则可知，感应电流在螺线管内部产生的磁场方向向下。 2．（24-25高二上·北京房山·期末）某实验小组的同学在研究电磁感应现象时，分别设计了如图甲、图乙、图丙所示的电路图，但图丙的电路不完整。 (1)图甲中，导体棒ab向左移动切割磁感线时，灵敏电流计的指针发生了偏转，若将蹄形磁铁上下两极颠倒，导体棒ab向左移动切割磁感线，灵敏电流计的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。 (2)图乙中，下列能使灵敏电流计指针发生偏转的是_____。 A．条形磁铁向下插入线圈 B．条形磁铁置于线圈中不动 C．条形磁铁不动，线圈在条形磁铁的正下方上下运动 (3)图丙电路中的部分导线已连接，请将电路图补充完整 ；正确连接电路后，要使电流表的指针发生偏转，下列可行的操作是 。 A．断开开关，线圈A插入线圈B B．闭合开关，滑动变阻器的滑片P向左快速滑动 C．闭合开关，线圈A和线圈B以相同速度一起向上快速运动 D．闭合开关稳定时，再断开开关瞬间 【答案】(1)偏转 (2)AC (3) BD 【解析】（1）根据感应电流的产生条件可知，将蹄形磁铁上下两极颠倒，导体棒向左移动切割磁感线时，回路中仍有感应电流产生，则灵敏电流计的指针发生偏转。 （2）A．线圈不动，将条形磁铁向线圈中插入线圈，穿过线圈的磁通量增大，电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故A正确； B．条形磁铁放在线圈里不动，穿过线圈的磁通量不变，电路中没有感应电流产生，灵敏电流计指针不偏转，故B错误； C．磁体不动，将线圈上下移动，穿过线圈的磁通量不断变化，电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故C正确；故选AC。 （3）[1]实物图连接如图： [2] A．本实验中线圈A与电源相连，通过改变线圈B中的磁通量从而使线圈B产生电磁感应现象，故线圈B应与灵敏电流计相连，电路如图所示；断开开关，线圈A中没有电流，则线圈A周围没有磁场产生，则穿过线圈B的磁通量始终为零，则线圈B中没有感应电流产生，灵敏电流计指针不偏转，故A错误； B．闭合开关，滑动变阻器的滑片P向左快速滑动，滑动变阻器接入电路的电阻值增大，回路中的电流减小，线圈A周围的磁场减弱，穿过线圈B的磁通量减小，线圈B中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故B正确； C．闭合开关，线圈A和线圈B以相同速度一起向上快速运动，穿过线圈B的磁通量不变，线圈B中没有感应电流产生，灵敏电流计指针不偏转，故C错误； D．闭合开关稳定时，断开开关瞬间，穿过线圈B的磁通量减为零，则线圈B中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故D正确。故选BD。 3．（24-25高二上·北京西城·期末）(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中一次测量的示数如图所示，则该次金属丝直径的测量值d= mm。 (2)利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，实验过程中电流随时间变化的I-t图像如图所示。 关于电容器充电过程中电容器两极板间电压U、电容器所带电荷量Q随时间t变化的图像，下面四个图像中正确的是（　　） A． B． C． D． (3)用如图所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向。关于本实验，下列说法正确的是（　　） A．需要记录感应电流的大小 B．通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向 C．甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关 D．甲和丙表明，感应电流的方向与条形磁体是插入还是拔出有关 【答案】(1)0.381~0.386 (2)AC (3)BCD 【解析】（1）螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以 （2）电容器充电过程中两极板的带电荷量不断增大，两极板电压不断增大，电流不断减小，所以图线的斜率不断减小。故选AC。 （3）A．本实验装置探究影响感应电流方向的因素，即分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向，而不需要记录感应电流的大小，故A错误； BCD．实验中通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向，且由甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关，甲和丙表明，感应电流的方向与条形磁体是插入还是拔出有关，故BCD正确。故选BCD。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 电磁感应 7大高频考点概览 考点01 电磁感应现象 楞次定律 考点02 法拉第电磁感应定律 考点03 电磁感应中的电路及图像问题 考点04 电磁感应中的动力学和能量问题 考点05 电磁感应中的动量问题 考点06 自感和涡流 考点07 探究影响感应电流方向的因素 地 城 考点01 电磁感应现象 楞次定律 一、单选题 1．（24-25高二上·北京昌平·期末）用如图所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。将条形磁体的某一极插入和拔出线圈的过程中，下列判断正确的是（　　） A．电流表指针发生偏转，且偏转方向不同 B．电流表指针发生偏转，且偏转方向相同 C．磁体受到线圈的作用力，且方向均向上 D．磁体受到线圈的作用力，且方向均向下 2．（24-25高二上·北京通州·期末）用如图所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。把条形磁体的N极或S插入，拔出螺线管，观察实验现象。下列说法正确的是（　　） A．实验过中需要记录电流表读数 B．线圈中感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极无关 C．图甲和图乙表明当磁体插入线圈的过程中仅从磁体磁场的方向即可判断线圈中感应电流的方向 D．图甲和图丁表明仅从磁体运动方向即可判断线圈中感应电流的方向 3．（24-25高二上·北京通州·期末）如图所示，水平桌面上放置一闭合铝环，铝环正上方有一条形磁体由静止开始下落。下列说法正确的是（　　） A．磁体做匀加速直线运动 B．感应电流在铝环轴线上产生的磁场方向向下 C．线圈对桌面的压力增大 D．下落过程中条形磁体机械能增加 4．（24-25高二上·北京八一学校·期末）如图所示，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两个接线柱连接到灵敏电流计上，把线圈A静置于线圈B的内部。下列判断正确的是（　　） A．开关闭合，向右移动滑动变阻器滑片的过程中，电流计指针不偏转 B．开关闭合，向上拔出线圈A的过程中，线圈B将排斥线圈A C．开关闭合瞬间，电流计指针不偏转 D．开关闭合瞬间，电流计指针会偏转 5．（24-25高二上·北京五十中·期末）某实验小组探究感应电流产生的条件，现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、安培表、开关、线圈B、电流计分别连接组成回路，如图所示。线圈A静置于线圈B中，在开关保持闭合的状态下，同学发现安培表的指针发生偏转，电流计的指针没有偏转。关于线圈B中未产生感应电流的原因，以下说法可能正确的是（　　） A．线圈A、B之间是绝缘的 B．线圈B中没有磁场 C．穿过线圈B的磁通量未发生变化 D．线圈A中没有磁场 6．（24-25高二上·北京丰台·期末）利用如图所示装置可研究电磁感应现象。线圈A通过滑动变阻器和开关S连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。某同学发现闭合开关S时，电流表指针向右偏转，由此可以判断（　　） A．线圈A向上移动时，电流表指针向右偏转 B．铁芯向下插入线圈A中时，电流表指针向左偏转 C．滑动变阻器的滑片匀速向右滑动时，电流表指针不偏转 D．滑动变阻器的滑片加速向右滑动时，电流表指针向右偏转 7．（24-25高二上·北京石景山·期末）如图所示，、为正方形金属线圈，线圈从图示位置匀速向右拉出匀强磁场的过程中，、中产生的感应电流方向分别为（      ） A．顺时针、顺时针 B．逆时针、逆时针 C．顺时针、逆时针 D．逆时针，顺时针 8．（24-25高二上·北京石景山·期末）如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框，边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（　　） A．线框中产生的感应电流方向为 B．线框中产生的感应电流逐渐增大 C．线框边所受的安培力大小恒定 D．线框整体受到的安培力方向水平向右 9．（24-25高二上·北京石景山·期末）如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引 B．闭合开关，达到稳定后，电流表的示数最大 C．断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b D．断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向右 10．（24-25高二上·北京丰台·期末）如图甲所示，某同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，时刻电流为正向最大值，时刻电流为0，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．在时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大 B．在时刻，强磁铁的加速度大于重力加速度 C．强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力始终向上 D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量 11．（24-25高二上·北京西城·期末）如图所示，挂在横梁上的A和B都是薄铝环，横梁可以绕中间的支点转动。手持磁铁将N极沿着A环圆心的轴线靠近或远离 （不接触、未穿过）A环，下列说法正确的是（　　） A．将磁铁N极靠近A 环的过程中，A环中感应电流的方向为顺时针方向 B．将磁铁靠近A 环的过程中，A环被吸引 C．将磁铁靠近A环的过程中，磁场力对磁铁做正功 D．将磁铁远离A 环的过程中，磁场力对磁铁做负功 12．（24-25高二·北京东城·期末）2．电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示．现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是 A．从a到b，上极板带正电 B．从a到b，下极板带正电 C．从b到a，上极板带正电 D．从b到a，下极板带正电 13．（24-25高二上·北京一零一中·期末）3．如图所示，矩形线框由静止开始在磁场中运动若边所受磁场力的方向向下，则线框的运动可能是（    ）. A．向右运动，线框未全部进入磁场 B．向左运动，线框未全部离开磁场 C．向右运动，且线框全部进入磁场 D．向上运动，且线框上边未离开磁场 二、多选题 14．（24-25高二上·北京西城·期末）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． 地 城 考点02 法拉第电磁感应定律 一、单选题 1．（24-25高二上·北京西城·期末）如图如示，横截面积为S、长度为l的导体棒CD，在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，以大小为v的速度做切割磁感线运动。棒中自由电荷带电量为-q，单位体积内自由电荷数为n，不考虑自由电荷的热运动。下列说法正确的是（　　） A．由于自由电荷的堆积，导体棒 C端的电势较低 B．由于随棒运动的速度v，棒中每个自由电荷所受洛伦兹力大小为 nSlqvB C．非静电力将一个自由电荷从导体棒的一端搬到另一端所做的功W非=qvBl D．根据，可得导体棒两端电动势 E的大小为 nlvB 2．（24-25高二上·北京昌平·期末）电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构示意图如图1所示。两对永磁铁间存在磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场永磁铁可随发动机一起上下振动，边长为的正方形线圈竖直固定在减震装置上，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。图2为侧视图（从右向左看）。下列说法正确的是（　　） A．图2中穿过线圈的磁通量为 B．永磁铁位置相对线圈位置下降时，线圈中一定产生逆时针方向的感应电流 C．永磁铁相对线圈位置变化越大，线圈中感应电动势越大，回收能量越多 D．永磁铁相对线圈位置变化越快，线圈中感应电动势越大，回收能量越多 3．（24-25高二上·北京五十中·期末）如图甲所示，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与一个理想电压表相连。线圈内有指向纸内方向的匀强磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。下列说法正确的是（　　） A．A端应接电压表正接线柱，电压表的示数为150V B．A端应接电压表正接线柱，电压表的示数为50.0V C．B端应接电压表正接线柱，电压表的示数为150V D．B端应接电压表正接线柱，电压表的示数为50.0V 4．（24-25高二上·北京一零一中·期末）如图所示,线圈匝数为,横截面积为,线圈电阻为,处于一个均匀增强的磁场中,磁感应强度随时间的变化率为,磁场方向水平向右且与线圈平面垂直,电容器的电容为,定值电阻的阻值为.由此可知,下列说法正确的是（     ） A．电容器下极板带正电 B．电容器上极板带负电 C．电容器所带电荷量为 D．电容器所带电荷量为 5．（24-25高二上·北京丰台·期末）如图所示，a、b两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为n，半径，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增加。下列说法正确的是（　　） A．a、b线圈中的感应电流均随时间均匀增加 B．a、b线圈中产生的感应电动势之比为4：1 C．a、b线圈中感应电流之比为4：1 D．a、b线圈中产生的热功率之比为16：1 二、多选题 6．（24-25高二上·北京海淀·期末）如图所示，闭合开关S，将条形磁铁插入闭合线圈，第一次用时0.2s，第二次用时0.4s，并且两次磁铁的起始和终止位置相同，则（　　） A．第一次线圈中的磁通量变化较快 B．第一次电流表G的最大偏转角较大 C．第二次电流表G的最大偏转角较大 D．若断开S，电流表G均不偏转，故两次线圈两端均无感应电动势 地 城 考点03 电磁感应中的电路及图像问题 一、单选题 1．（24-25高二上·北京昌平·期末）如图，空间中存在水平向右的匀强磁场，一导体棒绕固定的竖直轴OP在磁场中匀速转动，且始终平行于OP。导体棒两端的电势差u随时间t变化的图像可能正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   2．（24-25高二上·北京通州·期末）a、b两个闭合线圈用同样的导线制成且匝数相同，半径之比为2:1。所在区域内有匀强磁场，磁感应强度随时间均匀增大，如图所示。不考虑两线圈间的相互影响，下刻说法正确的是（　　） A．线圈a、b中感应电流沿顺时针方向 B．线圈a、b的感应电动势之比为2:1 C．线圈a、b的感应电流之比为4:1 D．线圈a、b的热功率之比为8:1 3．（24-25高二上·北京一零一中·期末）一圆环形铝质金属圈（阻值不随温度变化）放在匀强磁场中，设第1s内磁感线垂直于金属圈平面（即垂直于纸面）向里，如图甲所示。若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，那么第3s内金属圈中（　　） A．感应电流逐渐增大，沿逆时针方向 B．感应电流恒定，沿顺时针方向 C．圆环各微小段受力大小不变，方向沿半径指向圆心 D．圆环各微小段受力逐渐增大，方向沿半径指向圆心 4．（24-25高二·北京东城·期末）如图甲所示，一个匝数的圆形导体线圈，面积，电阻。在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是（    ） A．圆形线圈中产生的感应电动势为6V B．电阻R两端的电压为4.5V C．通过电阻R的电流为1.5A D．在0~4s时间内，流经电阻R的电荷量为9C 二、多选题 5．（24-25高二上·北京一零一中·期末）如图甲所示，两平行光滑金属导轨放置在水平面上，导轨间距为L，左端接定值电阻R，导轨电阻不计．整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中．将电阻为r的金属棒db置于导轨上，当ab受到垂直于金属棒的水平外力F作用由静止开始运动时，ab的速度时间图像如图乙所示，已知ab与导轨始终垂直且接触良好，设ab中的感应电流为i，流过ab横截面的电荷量为q，ab移动距离为x，则下图中大致正确（   ） A． B． C． D． 6．（24-25高二上·北京丰台·期末）如图所示，固定在水平面上的光滑金属架处于竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN以v = 1.0 m/s的初速度向右运动。已知导轨间距L = 0.50 m，导轨的一端连接的电阻阻值R = 2.0 Ω，磁感应强度大小B = 0.2 T，金属棒电阻r = 0.50 Ω，金属棒质量m = 0.5 kg。下列说法正确的是（　　） A．金属棒向右运动过程中做匀减速直线运动 B．金属棒向右运动过程中，通过电阻R的电流方向为Q→P C．金属棒的速度为0.5 m/s时，MN两点间电势差为0.04 V D．从金属棒开始运动到静止的过程中，电阻R产生的热量为0.25 J 三、解答题 7．（24-25高二上·北京一零一中·期末）如图所示，水平放置的平行金属导轨abdc，相距l＝0.50m，bd间连有一固定电阻R＝0.20Ω，导轨电阻可忽略不计．磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒MN垂直放在导轨上，其电阻也为R，导体棒能无摩擦地沿导轨滑动，当MN以v＝4.0m/s的速度水平向右匀速运动时，求： （1）导体棒MN中感应电动势的大小； （2）回路中感应电流的大小，流过R的电流方向； （3）导体棒MN两端电压的大小． 8．（24-25高二上·北京昌平·期末）如图所示，两根相互平行的光滑长直金属导轨MN、PQ水平放置，导轨间距为，导轨电阻不计；导轨右端接有阻值为的电阻。长度也为，阻值为的金属棒垂直于导轨放置，与导轨间保持良好接触。导轨处于磁感应强度为B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场中。在水平外力的作用下以速度向右匀速运动。求： (1)通过电阻的电流大小和方向； (2)水平外力大小； (3)回路中的热功率。 9．（24-25高二上·北京五十中·期末）如图所示，足够长的U形光滑导体框水平放置，宽度为L，一端连接的电阻为R。导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电阻为r的导体棒MN放在导体框上，其长度恰好等于导体框的宽度，且接触良好。其余电阻均可忽略不计。在水平拉力作用下，导体棒向右匀速运动，速度大小为v。 （1）请根据法拉第电磁感应定律推导导体棒匀速运动时产生的感应电动势的大小； （2）求电阻R两端的电压U； （3）若某个时刻撤去拉力，请在图中定性画出撤去拉力后导体棒运动的图像。 10．（24-25高二上·北京通州·期末）法拉第电磁感应定律告诉我们，磁通量的变化会使闭合回路中产生感应电动势。磁通量的变化可以通过改变磁感应强度以及闭合回路在磁场中的投影面积来实现。 (1)用某种金属材料制成一个半径为r的圆环，圆环电阻为R。竖直向下的磁场穿过水平放置的圆环。已知磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示。求： a.圆环产生的感应电动势E； b.时间内圆环上产生的热量Q。 (2)如图丙所示为发电机的简化图。磁感应强度为B的匀强磁场竖直向下，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。电阻率为且粗细均匀的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，导体棒中单位体积内的自由电子数为n。用字母表示导体棒向右做匀速运动的速度大小（平行于轨道MN），用字母v表示自由电子沿导体棒长度方向定向移动的平均速率，已知电子电荷量为e，计算得出的比值。 地 城 考点04 电磁感应中的动力学和能量问题 一、单选题 1．（24-25高二上·北京一零一中·期末）如图所示，两条平行的金属轨道所构成的平面与水平地面的夹角为θ，在轨道的顶端接有恒定电源和滑动变阻器，一根质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，杆与导轨间的动摩擦因数恒定．整个装置处于垂直轨道平面向上的匀强磁场中，滑动变阻器的滑片P处于中点位置，杆处于静止状态。现将滑动变阻器的滑片向M端缓慢滑动一段时间后杆开始下滑，整个过程金属杆始终与导轨垂直且接触良好，导轨及电源内阻不计。下列说法中正确的是（　　） A．此过程中金属杆所受安培力的方向垂直于斜面向下 B．金属杆所受安培力的大小与滑动变电阻器的电阻成反比 C．下滑后，金属杆所受摩擦力大小不变 D．滑片向M端滑动的过程中，金属杆对轨道的压力变大 2．（24-25高二上·北京五十中·期末）如图所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成角（），其中MN与PQ平行且间距为L，N、Q间接有阻值为R的电阻，匀强磁场垂直导轨平面，磁感应强度为B，导轨电阻不计。质量为m的金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒接入电路的电阻为r，当金属棒ab下滑距离x时达到最大速度v，重力加速度为g，则在这一过程中（　　） A．金属棒做匀加速直线运动 B．电阻R上产生的焦耳热为 C．通过金属棒某一横截面的电量为 D．当金属棒速度为时，金属棒的加速度大小为 二、多选题 3．（24-25高二上·北京八一学校·期末）如图所示，置于水平面上的两根金属导轨间距为L，分别与电源正、负极相连，导体棒放在导轨上且与导轨垂直，整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导体棒，且与导轨平面夹角为，已知回路中电流为I，导体棒始处于静止状态，关于导体棒的受力情况，下列说法正确的是（　　） A．安培力大小为0 B．安培力大小为 C．静摩擦力大小为 D．静摩擦力大小为 三、解答题 4．（24-25高二上·北京顺义一中·期末）如图所示，两平行金属导轨间的距离为，金属导轨所在的平面与水平面夹角为θ=37°。导轨所在平面内分布着磁感应强度，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场，金属导轨的上端接有电动势E=3.0V、内阻的直流电源。现把一个质量。的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻。，金属导轨电阻不计，g取。已知，，求： (1)通过导体棒的电流； (2)导体棒受到的安培力； (3)导体棒受到的摩擦力。 5．（24-25高二上·北京五十中·期末）如图所示，宽为l的光滑固定导轨与水平面成α角，质量为m的金属杆ab（电阻不计）水平放置在导轨上，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。电源的内阻为r，当变阻器接入电路的阻值为R时，金属杆恰好能静止在导轨上。重力加速度用g表示。求： （1）金属杆静止时受到的安培力的大小F安； （2）电源的电动势E； （3）若保持其它条件不变，仅改变匀强磁场的方向，求由静止释放的瞬间，金属杆可能具有的沿导轨向上的最大加速度a。 6．（24-25高二上·北京海淀·期末）如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m、质量为6×10－2 kg的通电直导线，电流大小I＝1 A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动。 (1)开始时，整个装置放在无磁场的环境中，即B0＝0，求此时斜面对通电直导线的支持力大小。(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2) (2)给整个装置所处的空间加竖直向上的匀强磁场，若斜面对通电直导线的支持力为零，求磁感应强度B的大小。 7．（24-25高二·北京东城·期末）如图1所示，足够长的光滑金属框架竖直放置，顶端留有接口a、b，两竖直导轨间距为d，一质量为m、长度为d的金属棒始终与竖直导轨接触良好，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于框架平面向里，重力加速度为g。不计空气阻力，不计框架和金属棒的电阻及电磁辐射的能量损失。 (1)若在a、b间接入一个阻值为R的定值电阻，如图2所示，从静止释放金属棒。 a．请分析说明金属棒的运动情况； b．定性画出通过电阻R的电流i随时间t变化的图像； c．求出金属棒的最终速度大小。 (2)若在a、b间接入一个电容为C的电容器，如图3所示，同样从静止释放金属棒，若电容器C不会被击穿。 a．依据必要的计算分析，说明金属棒的运动情况，并画出金属棒下降一段时间的速度随时间的变化关系图像； b．求金属棒下降高度为h时的速度。 8．（24-25高二上·北京一零一中·期末）某试验列车按照设定的直线运动模式，利用计算机控制制动装置，实现安全准确地进站停车。制动装置（俗称“刹车”）包括电气制动和机械制动两部分。有关列车电气制动，可以借助右图模型来理解。图中水平平行金属导轨间距L，处于竖直方向的匀强磁场B中，质量为m的金属棒MN沿导轨向右运动的过程，对应列车的电气制动过程，MN代表“列车”。回路中的电阻阻值为R，不计金属棒MN及导轨的电阻。 （1）分析电气制动产生的加速度大小随“列车”速度变化的关系，并求出“列车”从v0减速到0前进的距离； （2）为了让“列车”以一开始进入磁场的加速度a0匀减速“进站”，可以配合机械制动，这相当于在“列车”上施加了一个变化的阻力，试写出这个阻力随时间变化的关系； （3）使“列车”以a0匀减速进站，也可以将图中R换做某种智能充电系统（图中没有画出），使得MN产生的电动势以恒定电流I0给充电系统充电，试求“列车”最多能给这个系统充电的能量。 9．（24-25高二上·北京西城·期末）如图所示，在竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，宽度为l的水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度v0开始运动，最终停在导体框上。 (1)判断刚开始运动时刻，导体棒中的电流方向是“从a到b”还是“从b到a”；并求出此时ab两点的电势差； (2)定性画出导体棒运动的v-t图像； (3)求导体棒运动过程中，电阻R消耗的总电能。 地 城 考点05 电磁感应中的动量问题 一、多选题 1．（24-25高二上·北京一零一中·期末）如图所示，一个正方形导线框abcd，边长为L，质量为m．将线框从距水平匀强磁场上方h处由静止释放，在线框下落过程中，不计空气阻力，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行．当ab边刚进入磁场时，线框速度为v．在线框进入磁场的整个过程中，下列说法正确的是           （    ） A．线框可能做加速度减小的加速运动 B．线框不可能做匀速运动 C．安培力对线框的冲量大小一定为mv D．线框克服安培力做功一定为 二、解答题 2．（24-25高二上·北京八一学校·期末）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。 地 城 考点06 自感和涡流 一、单选题 1．（24-25高二上·北京昌平·期末）工业上常利用感应电炉冶炼金属，装置如图所示。下列说法正确的是（　　） A．感应炉所接电源应是低频交流电源 B．电源在线圈中产生热量使金属融化 C．交变磁场在金属中产生涡流，涡流的热效应使金属融化 D．若增加交流电的频率，冶炼金属的效率不变 2．（24-25高二上·北京通州·期末）如图所示，A和B是两个相同的小灯泡，L是自感系数很大，电阻几乎为0的线圈。忽略电源内阻，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S，灯泡A先变亮再逐渐变暗 B．闭合开关S，灯泡B先变亮再逐渐熄灭 C．断开开关S，灯泡A逐渐熄灭 D．断开开关S，灯泡B逐渐变暗直至熄灭 3．（24-25高二上·北京昌平·期末）如图所示，将带铁芯的线圈L与灯泡A并联，接到直流电源上。先闭合开关S，稳定后灯泡A正常发光；然后断开开关S，灯泡A先闪亮一下，再熄灭。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S后瞬间，灯泡A缓慢变亮 B．闭合开关S后瞬间，通过线圈L的电流逐渐增大 C．断开开关S后瞬间，通过灯泡A的电流方向为 D．断开开关S前、后瞬间，通过灯泡A的电流一样大 4．（24-25高二上·北京怀柔·期末）如图所示，光滑水平地面上竖直放置两根圆柱形铝管，其粗细，长短均相同，其中管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，两枚略小于管内径的相同小磁铁a、b，同时从两管上端由静止释放，穿过铝管后落到地面（忽略空气阻力）。下列说法正确的是（ ） A．a、b一定同时落地 B．a、b下落过程中都是机械能守恒 C．落地时，a比b的速度小 D．落地时，a、b的速度相等 5．（24-25高二上·北京一零一中·期末）如图所示的电路中，a，b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，线圈的电阻不可忽略，E为电源，S为开关。下列说法正确的是（　　） A．合上开关，a先亮，b逐渐变亮，断开开关，a、b同时熄灭 B．合上开关，b先亮，a逐渐变亮，断开开关，a先熄灭，b后熄灭 C．合上开关，b先亮，a逐渐变亮，断开开关，a、b同时熄灭，但b灯要闪亮一下再熄灭 D．合上开关，b先亮，a逐渐变亮，断开开关，a、b同时熄灭，但b灯不会闪亮一下再熄灭 6．（24-25高二上·北京丰台·期末）下列与电磁感应有关的现象中说法不正确的是（　　） A．图甲：摇动手柄使蹄形磁体转动，则铝框会以相同的速度同向转动 B．图乙：铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速减小 C．图丙：搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起是为了减弱指针摆动 D．图丁：安检门利用涡流可以检测金属物品，如携带金属经过时，会触发报警 7．（24-25高二上·北京丰台·期末）某兴趣小组利用如图所示的电路研究自感现象。、为相同的灯泡，电感线圈L的自感系数较大。先闭合开关S，调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，然后断开开关S。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关， 、立即变亮 B．闭合开关，逐渐变亮，立即变亮 C．闭合开关，待电路稳定后再断开开关，立即熄灭，逐渐熄灭 D．闭合开关，待电路稳定后再断开开关瞬间，通过灯泡的电流方向与原来相反 8．（24-25高二上·北京八一学校·期末）某同学想对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，他设计了如图甲所示的电路，电路两端电压恒定，A1、A2为完全相同的电流传感器。先闭合开关K得到如图乙所示的图像，等电路稳定后，断开开关（断开开关的实验数据未画出）。下列关于该实验的说法正确的是（　　） A．闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零 B．乙图中的曲线表示电流传感器A2测得的数据 C．断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭 D．时刻小灯泡与线圈的电阻相等 二、多选题 9．（24-25高二上·北京西城·期末）图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器监测通过电感线圈L中的电流。已知电路中灯泡的电阻R1=6Ω，定值电阻R2=2Ω，电源电动势为6V，内阻不计。闭合开关S使电路处于稳定状态，灯泡发光。在t=0.1s时刻断开开关S，断开开关S前后电流传感器显示电流随时间变化的图像如图乙所示。电流传感器的内阻忽略不计，根据以上信息下列说法中正确的是（　　） A．可以求出电感线圈的电阻 B．可以估算出断开开关后流过灯泡的电荷量 C．可以判断出断开开关后R2两端电压的变化情况 D．可以判断出断开开关后灯泡不会出现闪亮的现象 地 城 考点07 探究影响感应电流方向的因素 一、实验题 1．（24-25高二上·北京石景山·期末）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，所用灵敏电流表的0刻度位于表盘的正中央。如图1所示电路，闭合开关S时，电流表的指针向左偏转。如图2中，当磁铁相对螺线管运动时，电流表的指针向左偏转，可以判断：感应电流在螺线管内部产生的磁场方向 。（选填“向上”或“向下”） 2．（24-25高二上·北京房山·期末）某实验小组的同学在研究电磁感应现象时，分别设计了如图甲、图乙、图丙所示的电路图，但图丙的电路不完整。 (1)图甲中，导体棒ab向左移动切割磁感线时，灵敏电流计的指针发生了偏转，若将蹄形磁铁上下两极颠倒，导体棒ab向左移动切割磁感线，灵敏电流计的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。 (2)图乙中，下列能使灵敏电流计指针发生偏转的是_____。 A．条形磁铁向下插入线圈 B．条形磁铁置于线圈中不动 C．条形磁铁不动，线圈在条形磁铁的正下方上下运动 (3)图丙电路中的部分导线已连接，请将电路图补充完整 ；正确连接电路后，要使电流表的指针发生偏转，下列可行的操作是 。 A．断开开关，线圈A插入线圈B B．闭合开关，滑动变阻器的滑片P向左快速滑动 C．闭合开关，线圈A和线圈B以相同速度一起向上快速运动 D．闭合开关稳定时，再断开开关瞬间 3．（24-25高二上·北京西城·期末）(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中一次测量的示数如图所示，则该次金属丝直径的测量值d= mm。 (2)利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，实验过程中电流随时间变化的I-t图像如图所示。 关于电容器充电过程中电容器两极板间电压U、电容器所带电荷量Q随时间t变化的图像，下面四个图像中正确的是（　　） A． B． C． D． (3)用如图所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向。关于本实验，下列说法正确的是（　　） A．需要记录感应电流的大小 B．通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向 C．甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关 D．甲和丙表明，感应电流的方向与条形磁体是插入还是拔出有关 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $