专题07 电磁感应（期末真题汇编，福建专用）高二物理上学期

专题07 电磁感应 3大高频考点概览 考点01 楞次定律 考点02 法拉第电磁感应定律 考点03 自感与电磁波 地 城 考点01 楞次定律 一、单选题 1．(24-25高二上·福建福州·期末)在电磁学的发展过程中，下列叙述符合史实的是（　　） A．安培发现了电流的磁效应 B．法拉第发现电磁感应现象 C．库仑提出了分子电流假说 D．奥斯特首先提出场的概念 【答案】B 【详解】A．奥斯特发现了电流的磁效应，故A错误； B．1831年物理学家法拉第首次发现电磁感应现象，故B正确； C．安培提出了分子电流假说，故C错误； D．法拉第首先提出场的概念，故D错误。 故选B。 2．(24-25高二上·福建莆田第四中学·期末)下列说法正确的是（　　） A．电场、电场线、磁场、磁感线都是客观存在的物质 B．带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用 C．感应电流的磁场方向总是和引发感应电流的磁场方向相反 D．有感应电流就一定有感应电动势 【答案】D 【详解】A．电场、磁场是客观存在的物质，电场线和磁场线是为了形象描绘场而假想的曲线，在场中是不存在的，故A错误； B．当运动电荷的速度方向与磁场平行时，电荷在磁场中不受洛伦兹力作用，故B错误； C．根据楞次定律内容，当磁通量增大时，感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相同；即感应电流的磁场一定是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故C错误； D．当穿过回路的磁通量发生变化时，电路中就有感应电动势，磁通量发生变化的同时电路闭合，电路才有感应电流，因此，有感应电流就一定有感应电动势，故D正确。 故选D。 3．(24-25高二上·福建莆田第八中学·期末)如图所示，正六边形导线框ABCDEF处于垂直纸面向里的匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，O为导线框的几何中心，磁场空间足够大。为使导线框中能产生感应电流，下列措施可行的是（　　） A．使导线框向右匀速运动 B．使导线框向左加速运动 C．使导线框绕过O点且垂直于线框平面的轴旋转 D．使导线框以AD连线为轴转动。 【答案】D 【详解】AB．磁场空间足够大，说明导线框无论向左还是向右运动，穿过闭合导线框的磁通量不发生改变，AB错误。 C．导线框绕过O点且垂直于线框平面的轴旋转时，磁通量不发生改变，C错误。 D．导线框以AD连线为轴转动时，有效面积发生变化，磁通量发生变化，导线框中产生了感应电流，D正确。 故选D。 4．(24-25高二上·福建莆田砺志中学·期末)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。 5．(24-25高二上·福建莆田第二十五中学·期末)如图，在“探究感应电流产生的条件”试验中，闭合电键后，不能使灵敏电流计指针偏转的措施是  (    ) A．把原线圈从副线圈中拔出 B．断开电键 C．保持电路中电路稳定 D．改变滑动变阻器阻值 【答案】C 【分析】穿过闭合回路的磁通量发生变化，产生感应电流；穿过闭合回路的磁通量不变，不产生感应电流；根据图示与题意分析答题． 【详解】A项：把原线圈从副线圈中拔出，通过螺线管的磁通量减小，从而产生感应电流，导致电流计指针偏转，故A正确； B项：当断开电键，通过螺线管的磁通量减小，从而产生感应电流，导致电流计指针偏转，故B正确； C项：保持电路中的电流恒定，穿过螺线管的磁通量不变，不产生感应电流，灵敏电流计指针不发生偏转，故C错误； D、当改变滑动变阻器的阻值，穿过闭合回路的磁通量变化，产生感应电流，灵敏电流计指针偏转，故D正确． 本题选择不偏转的，故选C． 【点睛】本题考查了判断磁通量是否变化、判断电流计指针是否偏转，分析清楚题意与图示情景、知道感应电流产生的条件即可正确解题． 6．(24-25高二上·福建莆田第五中学·期末)下列给出了与感应电流产生条件相关的四幅情景图，其中判断正确的是（　　） A．图甲磁铁向右插入不闭合线圈的过程中，线圈中会产生感应电动势 B．图乙正方形金属线圈水平向右移动的过程中，正方形线圈中会有感应电流 C．图丙闭合导线框以其任何一条边为轴在磁场中旋转，都能产生感应电流 D．图丁水平放置的圆形线圈直径正上方通有逐渐增大的电流，圆线圈中有感应电流 【答案】A 【详解】A．图甲中磁铁向右插入不闭合线圈，线圈中磁通量发生变化，线圈中会产生感应电动势由于线圈不闭合，线圈中不会产生感应电流，A正确； B．图乙中正方形金属线圈水平向右移动，由于线圈的磁通量保持不变，矩形线圈中不会产生感应电流，B错误； C．图丙中的闭合导线框，若以竖直边为轴在磁场中旋转，不能产生感应电流，C错误； D．图丁中水平放置的圆形线圈直径正上方导线中电流增大，线圈的磁通量一直为零，保持不变，线圈中没有感应电流，D错误。 故选A。 7．(24-25高二上·福建福州福建师范大学附属中学·期末)置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连。套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平光滑导轨上，如图所示，导轨上有一根金属棒ab静止处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。要使ab棒向左运动，则圆盘可以（　　） A．顺时针匀速转动 B．顺时针加速转动 C．逆时针匀速转动 D．逆时针加速转动 【答案】B 【详解】当圆盘顺时针加速转动时，根据右手定则可知产生的感应电流方向为由圆心指向盘边缘，在线圈A中的磁场方向为由A指向B，且磁场在增强，在线圈B中产生感应电流，棒ab中电流方向由a流向b，根据左手定则可知ab棒向左运动，同理可知，圆盘顺时针减速转动时，ab棒向右运动，圆盘匀速转动时，ab棒不受力，静止不动，圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向右运动。 故选B。 二、多选题 8．(24-25高二上·福建宁德·期末)下列过程中能产生感应电流的是（　　） A．甲图，匀强磁场中的圆形线圈从实线位置向右平移到虚线位置 B．乙图，半圆形线圈从实线位置逆时针旋转到虚线位置 C．丙图，导体棒沿磁感线方向向上平移一小段距离 D．丁图，通电直导线旁的导线框垂直纸面向纸内平移 【答案】BD 【详解】A．甲图，匀强磁场中的圆形线圈从实线位置向右平移到虚线位置，穿过线圈的磁通量不发生变化，所以线圈中没有感应电流，故A错误； B．乙图，半圆形线圈从实线位置逆时针旋转到虚线位置，穿过线圈的磁通量减少，所以线圈中有感应电流，故B正确； C．丙图，导体棒沿磁感线方向向上平移一小段距离，穿过回路的磁通量不发生变化，所以回路中没有感应电流，故C错误； D．丁图，通电直导线旁的导线框垂直纸面向纸内平移，，穿过线圈的磁通量减少，所以线圈中有感应电流，故D正确。 故选BD。 9．(24-25高二上·福建漳州·期末)下列闭合回路中能产生感应电流的是（　　） A．图甲中条形磁铁以速度向右远离螺线管 B．图乙中水平轨道上两根金属棒分别向两侧匀速移动 C．图丙中水平放置的圆形导线框圆心正上方的直导线电流不断增大 D．图丁中导线框在匀强磁场中绕平行于磁场的轴转动 【答案】AB 【详解】A．图甲中条形磁铁向右远离螺线管，闭合线圈内磁通量变小，可以产生感应电流，故A正确； B．图乙中两根导体棒以一定的速度向相反方向运动，穿过闭合回路的磁通量变大，可以产生感应电流，故B正确； C．根据通电直导线周围磁场的分布规律以及对称性可知圆形导线框中的磁通量始终为零，不能产生感应电流，故C错误； D．丁图中导线框在匀强磁场中绕平行于磁场的OO＇轴转动，导线框中的磁通量始终为零，不能产生感应电流，故D错误。 故选AB。 10．(24-25高二上·福建福州第一中学·期末)如图所示，长直导线与心形金属线框放在光滑绝缘的水平面上，且长直导线与心形线框的对称轴MN垂直。当长直导线中通以图示方向的电流I，且电流增大时，下列关于心形线框的说法正确的是（    ） A．线框有面积缩小的趋势 B．线框中产生顺时针方向的感应电流 C．线框在水平面内沿逆时针方向旋转 D．线框沿垂直于直导线方向向右平动 【答案】AD 【详解】AB．直导线中的电流增大，导线框中向里的磁通量增大，由楞次定律知，线框有面积缩小的趋势，线框中产生逆时针方向的感应电流。故A正确；B错误； CD．由对称性知，线框对称轴MN上、下两部分受到平行于直导线方向上安培力的合力为零，导线框受到安培力沿对称轴向右，线框沿垂直于直导线方向向右平动。故C错误；D正确。 故选AD。 三、填空题 11．(24-25高二上·福建泉州·期末)如图，不可伸长的细绳上端固定，下端系在面积为的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。磁感应强度B随时间t的变化关系为（国际单位制）。时，穿过金属框的磁通量为 Wb，金属框中 （选填“有”或“没有”）感应电流。 【答案】 0.02 有 【详解】[1]时， 穿过金属框的磁通量为 [2]金属框磁通量减小，则会有感应电流。 12．(24-25高二上·福建莆田莆田四中、仙游一中·期末)如图所示，光滑固定金属导轨M，N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时，P、Q将互相 （选填“靠拢”或“远离”），磁铁的加速度 g（选填“＞”“=”或“＜”） 【答案】 靠拢 < 【详解】[1]当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知P、Q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用； [2]由于磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g。 四、实验题 13．(24-25高二上·福建莆田莆田四中、仙游一中·期末)(1)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图连接。下列不会引起电流计指针偏转的是( )（选填①②③④⑤⑥⑦） ①开关闭合的瞬间 ②开关断开的瞬间 ③开关闭合后，线圈A的铁芯拔出 ④开关闭合后，无其他操作 ⑤开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动 ⑥开关闭合后，滑动变阻器的滑片P加速滑动 (2)如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。小磁块先后在管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。则小磁块在P中的下落时间 在Q中的下落时间、落至底部时在P中的速度 在Q中的速度（全部选填“大于”“等于”或“小于”） 【答案】(1)④ (2) 大于 小于 【详解】（1）在线圈B中产生感应电流时，电流计指针偏转；当开关闭合的瞬间、开关断开的瞬间线圈B中磁通量变化；开关闭合后，线圈A的铁芯拔出、滑动变阻器的滑片P匀速滑动、滑动变阻器的滑片P加速滑动磁通量都变化；电流计指针偏转；开关闭合后，无其他操作，线圈B中磁通量不变，故电流计指针偏转；所以不会引起电流计指针偏转的是④。 （2）[1][2]当小磁块在光滑的铜管P下落时，由于穿过铜管的磁通量变化，导致铜管产生感应电流，从而产生安培阻力，而对于塑料管内小磁块没有任何阻力，在做自由落体运动，所以在铜管中小磁块受到安培阻力，则在P中的下落时间大于在Q中的下落时间、落至底部时在P中的速度小于在Q中的速度。 14．(24-25高二上·福建龙岩·期末)某同学利用如图所示的实验电路研究电磁感应现象。 (1)闭合电键的瞬间，发现电流计的指针向右偏转，下列操作中能使电流计的指针向右偏转的是______ A．闭合电键后再断开电键 B．闭合电键后将滑动变阻器的滑动触头P向右滑动 C．闭合电键后将a线圈从b线圈中抽出的瞬间 (2)闭合电键电路稳定后，断开电键的瞬间，线圈a和线圈b中电流的磁场方向 （选填“相同”或“相反”）。 (3)某同学第一次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端，第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端，发现电流计指针摆动的幅度大小不同，原因是 。 【答案】(1)B (2)相同 (3)磁通量变化率不同 【详解】（1）A．闭合电键的瞬间，穿过线圈的磁通量增大，电流计的指针向右偏转；闭合电键后再断开电键，磁通量减小，指针向左偏转，故A错误； B．闭合电键后将滑动变阻器的滑动触头P向右滑动，磁通量增大，指针向右偏转，故B正确； C．闭合电键后将a线圈从b线圈中抽出的瞬间，磁通量减小，指针向左偏转，故C错误。 故选B。 （2）断开电键的瞬间，线圈a中电流减小，磁场减弱，磁通量减小，由楞次定律可知线圈a和线圈b中电流的磁场方向相同。 （3）某同学第一次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端，第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端，发现电流计的指针摆动的幅度大小不同，原因是线圈中的磁通量变化率不同。 地 城 考点02 法拉第电磁感应定律 一、单选题 1．(24-25高二上·福建师范大学附属中学·期末)如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则（　　） A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B．a、b线圈中感应电动势之比为81:1 C．a、b线圈中感应电流之比为9:1 D．a、b线圈中电功率之比为27:1 【答案】D 【详解】A．磁感应强度随时间均匀增大，则穿过线圈的磁通量增大，所以感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，应为垂直纸面向外，根据安培定则可以判断感应电流方向为逆时针，故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生的感应电动势为 因为两个线圈在同一个磁场中，磁感应强度的变化率（）相同，匝数相同，所以两线圈中的感应电动势之比为它们的面积之比，即 故B错误； C．根据电阻定律可知两线圈的电阻之比为 所以根据欧姆定律可知，线圈中的电流之比为 故C错误； D．线圈中的电功率P＝EI，所以两线圈中的电功率之比为 故D正确。 故选D。 2．(24-25高二上·福建莆田莆田四中、仙游一中·期末)在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1500匝，横截面积S＝20 cm2螺线管导线电阻r=1Ω，R1=4Ω，R2=5 Ω，C=30 μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化，则下列说法中正确的是（　　） A．螺线管中产生的感应电动势为1 V B．电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为 C．闭合S，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电 D．S断开后，通过R2的电荷量为 【答案】D 【详解】A．由法拉第电磁感应定律，可得螺线管内产生的电动势为 故A错误； B．电路中的电流稳定后，电流为 则电阻R1的电功率为 故B错误； C．闭合S，电路中的电流稳定后，对通电螺线管分析，可知通过它的磁场向下增大，则磁量增大，根据楞次定律可知，会产生一个向上的感应磁场，以阻碍其增大，则根据安培定则 可知，感应电流从螺线管的上端流到下端，此时通电螺线管相当于电源，则下端是正极，上端是负极，故电容器下板带正电，故C错误； D．闭合S，电路中的电流稳定后，因电容器与并联，故电容器两端的电压等于两端的电压，则有 故充入电容器的电荷量为 S断开后，电容器放电，直到电荷量为零，故S断开后，通过R2的电荷量为为 故D正确。 故选D。 3．(24-25高二上·福建三明·期末)如图，法拉第圆盘发电机的两电刷间接有一定值电阻。已知圆盘半径为r，绕中心轴以角速度逆时针旋转，回路中总电阻为R，大小为B的匀强磁场垂直圆盘向上，则ab端（　　） A．感应电流方向不断变化 B．感应电流方向始终a到b C．感应电流大小 D．两点间电势差大小 【答案】C 【详解】AB．将圆盘看成由一根根沿半径方向的辐条构成，每一根辐条均为一个电源，所有电源均为并联关系，根据右手定则可知，感应电流方向始终b到a，故AB错误； C．感应电动势 根据闭合电路欧姆定律有 解得 故C正确； D．根据欧姆定律可知，两点间电势差大小 故D错误。 故选C。 二、多选题 4．(24-25高二上·福建龙岩·期末)智能手表通常采用无线充电的方式充电。如图甲为智能手表及无线充电基座，图乙为充电原理示意图，充电基座接交流电源，基座内的送电线圈产生交变磁场，从而使智能手表内的受电线圈产生电流。现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为n，若在到时间内，磁场向上穿过受电线圈，其磁通量由均匀增加到。下列说法正确的是（　　） A．若用塑料薄膜将充电基座包裹起来，仍能为智能手表充电 B．受电线圈中感应电流方向由d到c C．无线充电的原理是利用充电基座内的线圈发射电磁波传输能量 D．c、d之间的电势差大小为 【答案】AD 【详解】AC．无线充电的原理是基座内的线圈电流变化，产生变化的磁场，导致手表内部线圈中的磁通量发生改变，线圈产生感应电流，原理是互感，因此用塑料薄膜将充电基座包裹起来，仍能为智能手表充电，故A正确，C错误； B．在到时间内，穿过受电线圈的磁通量向上增加，根据楞次定律可知，受电线圈中感应电流方向由c到d，故B错误； D．在到时间内，磁场向上穿过受电线圈，其磁通量由均匀增加到，根据法拉第电磁感应定律可得c、d之间的电势差大小为 故D正确。 故选AD。 5．(24-25高二上·福建福州第一中学·期末)如图甲所示，匝的圆形线圈M，其电阻为，它的两端点a、b与阻值为的定值电阻R相连，穿过线圈的磁通量的变化规律如图乙所示，则（　　） A．线圈中感应电流是逆时针方向 B．线圈中感应电动势大小为 C．电路中电流是 D．a、b两点的电势差为 【答案】ABC 【详解】A．由图像知，穿过的磁通量均匀增加，根据楞次定律可知线圈中感应电流是逆时针方向，故A正确； B．由法拉第电磁感应定律得 故B正确； C．由闭合电路欧姆定律得 故C正确； D．a、b两点的电势差为 故D错误。 故选ABC。 6．(24-25高二上·福建龙岩·期末)如甲图所示，宽为0.75m的固定导轨间存在着垂直于纸面且磁感应强度的匀强磁场，虚线框Ⅰ、Ⅱ中有定值电阻和最大阻值为20Ω的滑动变阻器R。一根与导轨等宽的金属杆（电阻不计）以恒定速率向右运动，图乙和图丙分别为滑动变阻器全部接入和一半接入时沿abcda方向电势变化的图像。则下列说法正确的是（　　） A．匀强磁场的方向垂直纸面向外 B．定值电阻在虚线框I中 C．定值电阻 D．金属杆的速率 【答案】BD 【详解】A．因为沿abcd方向电势降低，可见金属杆切割磁感线产生的电动势上端电势高，根据右手定则判断，匀强磁场的方向垂直纸面向里，A错误； B．滑动变阻器接入阻值减小时，Uab变大，根据串联电路分压特点，说明I中的阻值分到的电压增多，I中为定值电阻R0，滑动变阻器在II中，B正确； CD．金属杆的电阻不计，则有 根据串联分压的原则可知，滑动变阻器在两种情况下的电压， 解得， 金属杆切割磁感线产生感应电动势，则有 代入数据解得 C错误，D正确。 故选BD。 7．(24-25高二上·福建师范大学附属中学·期末)如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线、、、，在、之间、、之间存在匀强磁场，大小均为1T，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈，宽度，质量为0.1kg，电阻为，将其从图示位置静止释放（边与重合），速度随时间的变化关系如图乙所示，时刻边与重合，时刻边与重合，时刻边与重合，已知的时间间隔为0.6s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向。（重力加速度g取）则（　　） A．在时间内，通过线圈的电荷量为0.5C B．线圈匀速运动的速度大小为8m/s C．线圈的长度为1m D．时间内，线圈产生的热量为1.8J 【答案】BD 【详解】B．由图可知，t2~t3时间内ab在L3L4内匀速直线运动，有 联立，可得 故B正确； C．从cd边出L2到ab边刚进入L3，一直是匀加速，因而ab刚进磁场时，cd也应刚进磁场，设磁场宽度是d，有 解得 线圈的长度为 故C错误； D．时间内，线圈产生的热量为 解得 故D正确； A．在时间内，通过线圈的电荷量为 解得 故A错误。 故选BD。 三、填空题 8．(24-25高二上·福建福州第一中学·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 9．(24-25高二上·福建龙岩·期末)如图所示为法拉第圆盘发电机原理图，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于竖直向上的匀强磁场B中。圆盘以恒定的角速度转动时，电流大小 （选填“恒定”或“不恒定”），从上往下看，圆盘顺时针转动，通过R的电流方向为 （选填“a→b”或“b→a”）。若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则R的热功率变为原来的 倍。 【答案】 恒定 a→b 4 【详解】[1]根据切割磁感线运动产生感应电动势 感应电流 由于圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定； [2]从上向下看，若圆盘顺时针转动，根据右手定则，圆盘中电流沿着半径向里，则电阻R中的电流从a流向b; [3]根据热功率的计算公式 结合上述结论 联立可知，故圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率变为原来的4倍。 四、解答题 10．(24-25高二上·福建龙岩·期末)如图所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，导轨平面与水平面成，导轨相距，上端连接定值电阻R。质量为、电阻不计的金属棒放在导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为。求： (1)金属棒由静止开始下滑时的加速度a的大小； (2)金属棒下滑速度达到稳定时，安培力F的大小； (3)金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度v的大小。 【答案】(1)4m/s2 (2)0.8N (3)12.5m/s 【详解】（1）金属棒开始下滑的初速度为零，根据牛顿第二定律 解得 （2）设金属棒运动达到稳定时，速度为v，所受安培力为F，则 ，， 解得安培力 （3）此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率。则 解得 11．(24-25高二上·福建福州第一中学·期末)如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻，一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下，金属杆的电阻为r，导轨的电阻可忽略，让ab杆沿导轨由静止开始下滑，下滑高度h已达到稳定速度，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦： （1）由b向a方向看到的装置如图乙所示，在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图； （2）当ab杆的速度大小为v时（未到达最大速度），求此时ab杆两端的电压及其加速度的大小； （3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值； （4）求ab杆下滑高度2h所产生的热量。 【答案】（1）见解析；（2），；（3）；（4） 【详解】 （1）如图所示，ab杆受重力mg，竖直向下；支持力FN，垂直于斜面向上；安培力F安，沿斜面向上。 （2）当ab杆速度大小为v时，感应电动势为 ab杆两端电压是 此时电路中电流 ab杆受到安培力为 根据牛顿第二定律，有 解得 （3）当a＝0时，ab杆有最大速度 （4）ab杆下滑高度2h过程中，根据能量守恒，电路产生总热量 根据热量公式可得 联立以上可得，所以ab杆下滑高度2h所产生的热量为 12．(24-25高二上·福建莆田莆田四中、仙游一中·期末)如图所示，两条足够长的平行金属导轨相距L，与水平面的夹角为θ，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，虚线上方轨道光滑且磁场方向向上，虚线下方轨道粗糙且磁场方向向下。当导体棒EF 以初速度沿导轨上滑至最大高度的过程中，导体棒MN一直静止在导轨上，若两导体棒质量均为m，电阻均为R，导轨电阻不计，重力加速度为g，在此过程中导体棒EF产生的焦耳热为Q，求： (1)EF上滑的初始时刻，MN中的电流大小和方向 (2)导体棒MN 受到的最大摩擦力 (3)若（2）中导体棒MN 受到的最大摩擦力为最大静摩擦力，EF在滑动过程中始终处于虚线上方区域的磁场中，试求： ①导体棒EF 能上升的最大高度。 ②此后导体棒MN刚要滑动的时刻导体棒EF速度的大小 【答案】(1)，电流由N流向M (2) (3)①；② 【详解】（1）EF获得向上的初速度v0时，感应电动势 E=BLv0 根据欧姆定律有 由右手定则可知EF中的电流方向由E到F，故MN中的电流由N流向M。 （2）由左手定则知MN受安培力F沿导轨向下，当EF刚上滑时，MN受安培力最大，摩擦力也最大，受力分析如图所示。 对导体棒EF切割磁感线知 E=BLv0 由闭合电路欧姆定律知 I= 对导体棒MN，由平衡条件得 得导体棒MN受最大摩擦力 （3）①导体棒EF 上升过程，MN 一直静止，对系统由能量的转化和守恒定律知 解得 ②设导体棒 MN刚要滑动时，导体棒EF的速度大小为v，则导体棒EF下滑时，对MN受力分析，MN刚要上滑时所受摩擦力为最大静摩擦力Ff，EF棒的感应电动势 电路中的感应电流 设MN所受安培力为 此时 MN受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件有 解得 13．(24-25高二上·福建莆田莆田第五中学·期末)如图所示，两条足够长的平行金属导轨间距为0.5m，固定在倾角为37°的斜面上。导轨顶端连接一个阻值为1Ω的电阻。在下方存在方向垂直于斜面向上、大小为1T的匀强磁场。质量为0.5的金属棒从处由静止开始沿导轨下滑，其运动过程中的图像如图2所示。金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，取，，。求： （1）金属棒与导轨间的动摩擦因数； （2）金属棒在磁场中能够达到的最大速率； （3）已知金属棒从进入磁场到速度达到5时通过电阻的电荷量为1.3C，求此过程经历的时间以及电阻产生的焦耳热。 【答案】（1）0.25；（2）8m/s；（3）0.575s，2.95J 【详解】（1）由图2可知，金属棒在0-1s内做初速度为0的匀加速直线运动，1s后做加速度减小的加速运动，可知金属棒第1s末进入磁场.，在0-1s过程中，由图2可知，金属棒的加速度 在这个过程中，沿斜面只有重力的分力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有 解得金属棒与导轨间的动摩擦因数 （2）金属棒在磁场中能够达到的最大速率时，金属棒处于平衡状态，设金属棒的最大速度为，金属棒切割磁感线产生的感应电动势为 根据闭合回路欧姆定律有 根据安培力公式有 根据平衡条件有 解得 （3）根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，可得金属棒从进入磁场通过电阻的电荷量为 解得，金属棒在磁场下滑的位移 由动量定理有 此过程经历的时间 由动能定理有 此过程中电阻产生的焦耳热等于克服安培力做的功 解得此过程中电阻产生的焦耳热 14．(24-25高二上·福建三明·期末)如图甲，两相距为d足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN水平放置，内侧存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两根电阻均为R的金属棒1、2垂直导轨放置。初始时棒1锁定，棒2的中心用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与物块相连，滑轮左侧细绳始终保持与导轨平行。时，物块从距地面高为H处静止释放，时，物块落地，棒2与细绳恰好分离，同时解锁棒1。过程棒2的图如图乙所示。已知棒2质量为m、物块质量为2m，重力加速度为g，整个运动过程两棒始终与导轨接触良好，棒2不碰滑轮，物块落地后不反弹，不计一切阻力。求： (1)物块刚释放瞬间的加速度大小； (2)棒2匀速运动时的速度大小； (3)物块下落的时间； (4)之后，棒2的加速度表达式（棒1、2的瞬时速度用表示），在乙图中定性画出图。 【答案】(1) (2) (3) (4)或 【详解】（1）设绳子的拉力为F，由牛顿第二定律，对物块则有 对棒2，则有 联立解得 （2）当棒2匀速运动时受力平衡，由牛顿第二定律有 由法拉第电磁感应定律、欧姆定律有对棒2，则有， 联立解得 （3）物块下落过程中：设极短内通过棒2的电流为，则有 对物块、棒2整体，由牛顿第二定律可得， 联立可得 其中 解得 （4）之后，由法拉第电磁感应定律、欧姆定律，对棒1有 对棒2有 电路中的电流 由牛顿第二定律，对棒2： 联立解得 棒2的图如图1或2所示 15．(24-25高二上·福建福州福建师范大学附属中学·期末)如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R＝3Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L＝1m。整个装置处于磁感应强度B＝2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量m＝1kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r＝1Ω，电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ＝0.5，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2。 （1）判断ab中感应电流的方向； （2）求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm； （3）金属棒ab从释放到速度达到最大的过程中，金属棒下降的高度h=3m，求该过程中导体杆上产生的热量。 【答案】（1）见解析；（2）；（3） 【详解】（1）金属棒ab由静止释放后沿导轨向下运动，由右手定则可知金属棒ab中感应电流由b流向a。 （2）金属棒由静止释放后，在重力、轨道支持力、摩擦力和安培力作用下沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时达到最大速度后保持匀速运动，则有 又安培力大小为 感应电流为 感应电动势为 联解得 （3）若金属棒从静止到最大速度过程中电路产生的总热量为Q，则 解得 该过程中导体杆上产生的热量为 地 城 考点03 自感与电磁波 一、单选题 1．(24-25高二上·福建三明·期末)如图为研究自感现象的电路图。灯1、2完全相同，线圈L自感很大，其阻值与灯1、2相同。闭合开关，调节使灯1、2亮度相同。当开关断开时（　　） A．灯1、2同时熄灭 B．流过灯1的电流方向向左 C．灯2先熄灭，灯1后熄灭 D．灯1闪亮后逐渐熄灭，灯2立即熄灭 【答案】C 【详解】当开关断开时，灯2立即熄灭，由于L中产生自感电动势阻碍电流的减小，则L相当电源，与灯1重新组成新的回路，使得灯1逐渐熄灭，此时通过灯1的电流方向向右；因为线圈L阻值与灯1、2相同，则稳定时通过线圈L的电流与通过灯1的电流相等，则当开关断开时灯1不会闪亮。 故选C。 2．(24-25高二上·福建师范大学附属中学·期末)物理课上，老师做了一个“神奇”的实验：如图所示，将30cm长的铝管竖直放置，一磁性很强的磁铁从上管口由静止释放，观察到磁铁用较长时间才从下管口落出．对于这个实验现象同学们经分析讨论做出相关的判断，你认为正确的是（下落过程中不计空气阻力，磁铁与管壁没有接触）．则（    ） A．如果磁铁的磁性足够强，磁铁会停留在铝管中，永远不落下来 B．磁铁在铝管中运动的过程中，由于不计空气阻力，所以机械能守恒 C．如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铝管中运动时间更长，但一定会落下来 D．如果将铝管换成塑料管，磁铁从塑料管中出来也会用较长时间 【答案】C 【详解】如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铝管中运动受到阻力更大，原因：当磁铁运动时才会导致钢管的磁通量发生变化，才出现感应磁场阻碍原磁场的变化，所以运动时间变长，但一定会落下，故A错误，C正确；磁铁在铝管中运动的过程中，虽不计空气阻力，但在过程中，产生了感应电流，机械能转化电能，所以机械能不守恒，故B错误；如果将铝管换成塑料管，磁铁不会受到安培力阻力，因此出来的时间将会变短，故D错误． 3．(24-25高二上·福建福州第一中学·期末)科学家通过发现物理规律，总结研究方法，推动了生产力的发展和人类文明的进步，下列陈述符合历史事实的是（　　） A．赫兹提出电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在 B．安培发现了电流的磁效应 C．法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场 D．奥斯特通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量 【答案】C 【详解】A．麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故A错误； B．奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误； C．法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场，故C正确； D．密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量，故D错误。 故选C。 4．(24-25高二上·福建漳州·期末)下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　） A．移动电话是利用无线电波进行通信的 B．电磁波在真空中的传播速度为340m/s C．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波 D．赫兹最早预言了电磁波的存在，并通过实验证实了电磁波的存在 【答案】A 【详解】A．移动电话是利用无线电波进行通信的，故A正确； B．电磁波在真空中的传播速度等于真空中的光速，故B错误； C．均匀变化的磁场产生恒定的电场，不能产生电磁波，故C错误； D．麦克斯韦最早预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故D错误。 故选A。 二、多选题 5．(24-25高二上·福建师范大学附属中学·期末)如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（　　） A．闭合开关S接通电路时，A2始终比A1亮 B．闭合开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮 C．断开开关S切断电路时，A2先熄灭，A1过一会儿才熄灭 D．断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭 【答案】BD 【详解】AB．闭合开关S接通电路，A2立即亮，自感线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮，A错误，B正确； CD．断开开关S切断电路时，自感线圈对电流的减小有阻碍作用，相当于电源，与A1和A2串联，所以两灯泡都要过一会儿才熄灭，C错误，D正确。故选BD。 6．(24-25高二上·福建莆田莆田四中、仙游一中·期末)如图所示，是研究自感通电实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合电键调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开电键S。重新闭合电键S，则（　　） A．闭合瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变暗 B．闭合瞬间，A2立刻变亮，A1逐渐变亮 C．稳定后，L和R两端电势差一定相同 D．稳定后，A1和A2两端电势差不相同 【答案】BC 【分析】闭合瞬间，线圈L中要产生自感电动势阻碍电流的增大，所以A1逐渐变亮，A2立刻变亮；稳定后，两个灯泡的亮度相同，都正常发光，说明两灯泡两端的电压相同，则L和R两端电势差一定相同。 【详解】AB．闭合瞬间，通过线圈L的电流增大，线圈L中要产生自感电动势阻碍电流的增大，所以A1逐渐变亮,A2立刻变亮，故A错误，B正确； CD．稳定后，两个灯泡的亮度相同，都正常发光，说明两灯泡两端的电压相同，则L和R两端电势差一定相同，故D错误，C正确。 故选BC。 三、填空题 7．(24-25高二上·福建莆田莆田第五中学·期末)图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、A2和A3是三盏相同的灯泡。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，此时A1中电流方向 （选填“向右”、“向左”），随后逐渐变暗；若已调节滑动变阻器R的电阻值与L2的电阻值相等，则闭合S2瞬间，电感线圈L2中电流 （选填“大于”、“等于”、“小于”）变阻器R中的电流。 【答案】 向左 小于 【详解】[1] 图1中，实验时，断开开关S1瞬间，由自感现象可知电感线圈L1会产生向右的自感电动势，此时A1中电流方向向左。 [2]图2中，闭合S2瞬间，由于自感，电感线圈L2产生阻碍电流增大的自感电动势，致使L2中电流小于变阻器R中的电流。 1 / 25 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 电磁感应 3大高频考点概览 考点01 楞次定律 考点02 法拉第电磁感应定律 考点03 自感与电磁波 地 城 考点01 楞次定律 一、单选题 1．(24-25高二上·福建福州·期末)在电磁学的发展过程中，下列叙述符合史实的是（　　） A．安培发现了电流的磁效应 B．法拉第发现电磁感应现象 C．库仑提出了分子电流假说 D．奥斯特首先提出场的概念 2．(24-25高二上·福建莆田第四中学·期末)下列说法正确的是（　　） A．电场、电场线、磁场、磁感线都是客观存在的物质 B．带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用 C．感应电流的磁场方向总是和引发感应电流的磁场方向相反 D．有感应电流就一定有感应电动势 3．(24-25高二上·福建莆田第八中学·期末)如图所示，正六边形导线框ABCDEF处于垂直纸面向里的匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，O为导线框的几何中心，磁场空间足够大。为使导线框中能产生感应电流，下列措施可行的是（　　） A．使导线框向右匀速运动 B．使导线框向左加速运动 C．使导线框绕过O点且垂直于线框平面的轴旋转 D．使导线框以AD连线为轴转动。 4．(24-25高二上·福建莆田砺志中学·期末)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 5．(24-25高二上·福建莆田第二十五中学·期末)如图，在“探究感应电流产生的条件”试验中，闭合电键后，不能使灵敏电流计指针偏转的措施是  (    ) A．把原线圈从副线圈中拔出 B．断开电键 C．保持电路中电路稳定 D．改变滑动变阻器阻值 6．(24-25高二上·福建莆田第五中学·期末)下列给出了与感应电流产生条件相关的四幅情景图，其中判断正确的是（　　） A．图甲磁铁向右插入不闭合线圈的过程中，线圈中会产生感应电动势 B．图乙正方形金属线圈水平向右移动的过程中，正方形线圈中会有感应电流 C．图丙闭合导线框以其任何一条边为轴在磁场中旋转，都能产生感应电流 D．图丁水平放置的圆形线圈直径正上方通有逐渐增大的电流，圆线圈中有感应电流 7．(24-25高二上·福建福州福建师范大学附属中学·期末)置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连。套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平光滑导轨上，如图所示，导轨上有一根金属棒ab静止处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。要使ab棒向左运动，则圆盘可以（　　） A．顺时针匀速转动 B．顺时针加速转动 C．逆时针匀速转动 D．逆时针加速转动 二、多选题 8．(24-25高二上·福建宁德·期末)下列过程中能产生感应电流的是（　　） A．甲图，匀强磁场中的圆形线圈从实线位置向右平移到虚线位置 B．乙图，半圆形线圈从实线位置逆时针旋转到虚线位置 C．丙图，导体棒沿磁感线方向向上平移一小段距离 D．丁图，通电直导线旁的导线框垂直纸面向纸内平移 9．(24-25高二上·福建漳州·期末)下列闭合回路中能产生感应电流的是（　　） A．图甲中条形磁铁以速度向右远离螺线管 B．图乙中水平轨道上两根金属棒分别向两侧匀速移动 C．图丙中水平放置的圆形导线框圆心正上方的直导线电流不断增大 D．图丁中导线框在匀强磁场中绕平行于磁场的轴转动 10．(24-25高二上·福建福州第一中学·期末)如图所示，长直导线与心形金属线框放在光滑绝缘的水平面上，且长直导线与心形线框的对称轴MN垂直。当长直导线中通以图示方向的电流I，且电流增大时，下列关于心形线框的说法正确的是（    ） A．线框有面积缩小的趋势 B．线框中产生顺时针方向的感应电流 C．线框在水平面内沿逆时针方向旋转 D．线框沿垂直于直导线方向向右平动 三、填空题 11．(24-25高二上·福建泉州·期末)如图，不可伸长的细绳上端固定，下端系在面积为的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。磁感应强度B随时间t的变化关系为（国际单位制）。时，穿过金属框的磁通量为 Wb，金属框中 （选填“有”或“没有”）感应电流。 12．(24-25高二上·福建莆田莆田四中、仙游一中·期末)如图所示，光滑固定金属导轨M，N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时，P、Q将互相 （选填“靠拢”或“远离”），磁铁的加速度 g（选填“＞”“=”或“＜”） 四、实验题 13．(24-25高二上·福建莆田莆田四中、仙游一中·期末)(1)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图连接。下列不会引起电流计指针偏转的是( )（选填①②③④⑤⑥⑦） ①开关闭合的瞬间 ②开关断开的瞬间 ③开关闭合后，线圈A的铁芯拔出 ④开关闭合后，无其他操作 ⑤开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动 ⑥开关闭合后，滑动变阻器的滑片P加速滑动 (2)如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。小磁块先后在管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。则小磁块在P中的下落时间 在Q中的下落时间、落至底部时在P中的速度 在Q中的速度（全部选填“大于”“等于”或“小于”） 14．(24-25高二上·福建龙岩·期末)某同学利用如图所示的实验电路研究电磁感应现象。 (1)闭合电键的瞬间，发现电流计的指针向右偏转，下列操作中能使电流计的指针向右偏转的是______ A．闭合电键后再断开电键 B．闭合电键后将滑动变阻器的滑动触头P向右滑动 C．闭合电键后将a线圈从b线圈中抽出的瞬间 (2)闭合电键电路稳定后，断开电键的瞬间，线圈a和线圈b中电流的磁场方向 （选填“相同”或“相反”）。 (3)某同学第一次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端，第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端，发现电流计指针摆动的幅度大小不同，原因是 。 地 城 考点02 法拉第电磁感应定律 一、单选题 1．(24-25高二上·福建师范大学附属中学·期末)如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则（　　） A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B．a、b线圈中感应电动势之比为81:1 C．a、b线圈中感应电流之比为9:1 D．a、b线圈中电功率之比为27:1 2．(24-25高二上·福建莆田莆田四中、仙游一中·期末)在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1500匝，横截面积S＝20 cm2螺线管导线电阻r=1Ω，R1=4Ω，R2=5 Ω，C=30 μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化，则下列说法中正确的是（　　） A．螺线管中产生的感应电动势为1 V B．电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为 C．闭合S，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电 D．S断开后，通过R2的电荷量为 3．(24-25高二上·福建三明·期末)如图，法拉第圆盘发电机的两电刷间接有一定值电阻。已知圆盘半径为r，绕中心轴以角速度逆时针旋转，回路中总电阻为R，大小为B的匀强磁场垂直圆盘向上，则ab端（　　） A．感应电流方向不断变化 B．感应电流方向始终a到b C．感应电流大小 D．两点间电势差大小 二、多选题 4．(24-25高二上·福建龙岩·期末)智能手表通常采用无线充电的方式充电。如图甲为智能手表及无线充电基座，图乙为充电原理示意图，充电基座接交流电源，基座内的送电线圈产生交变磁场，从而使智能手表内的受电线圈产生电流。现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为n，若在到时间内，磁场向上穿过受电线圈，其磁通量由均匀增加到。下列说法正确的是（　　） A．若用塑料薄膜将充电基座包裹起来，仍能为智能手表充电 B．受电线圈中感应电流方向由d到c C．无线充电的原理是利用充电基座内的线圈发射电磁波传输能量 D．c、d之间的电势差大小为 5．(24-25高二上·福建福州第一中学·期末)如图甲所示，匝的圆形线圈M，其电阻为，它的两端点a、b与阻值为的定值电阻R相连，穿过线圈的磁通量的变化规律如图乙所示，则（　　） A．线圈中感应电流是逆时针方向 B．线圈中感应电动势大小为 C．电路中电流是 D．a、b两点的电势差为 6．(24-25高二上·福建龙岩·期末)如甲图所示，宽为0.75m的固定导轨间存在着垂直于纸面且磁感应强度的匀强磁场，虚线框Ⅰ、Ⅱ中有定值电阻和最大阻值为20Ω的滑动变阻器R。一根与导轨等宽的金属杆（电阻不计）以恒定速率向右运动，图乙和图丙分别为滑动变阻器全部接入和一半接入时沿abcda方向电势变化的图像。则下列说法正确的是（　　） A．匀强磁场的方向垂直纸面向外 B．定值电阻在虚线框I中 C．定值电阻 D．金属杆的速率 7．(24-25高二上·福建师范大学附属中学·期末)如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线、、、，在、之间、、之间存在匀强磁场，大小均为1T，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈，宽度，质量为0.1kg，电阻为，将其从图示位置静止释放（边与重合），速度随时间的变化关系如图乙所示，时刻边与重合，时刻边与重合，时刻边与重合，已知的时间间隔为0.6s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向。（重力加速度g取）则（　　） A．在时间内，通过线圈的电荷量为0.5C B．线圈匀速运动的速度大小为8m/s C．线圈的长度为1m D．时间内，线圈产生的热量为1.8J 三、填空题 8．(24-25高二上·福建福州第一中学·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。 9．(24-25高二上·福建龙岩·期末)如图所示为法拉第圆盘发电机原理图，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于竖直向上的匀强磁场B中。圆盘以恒定的角速度转动时，电流大小 （选填“恒定”或“不恒定”），从上往下看，圆盘顺时针转动，通过R的电流方向为 （选填“a→b”或“b→a”）。若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则R的热功率变为原来的 倍。 四、解答题 10．(24-25高二上·福建龙岩·期末)如图所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，导轨平面与水平面成，导轨相距，上端连接定值电阻R。质量为、电阻不计的金属棒放在导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为。求： (1)金属棒由静止开始下滑时的加速度a的大小； (2)金属棒下滑速度达到稳定时，安培力F的大小； (3)金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度v的大小。 11．(24-25高二上·福建福州第一中学·期末)如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻，一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下，金属杆的电阻为r，导轨的电阻可忽略，让ab杆沿导轨由静止开始下滑，下滑高度h已达到稳定速度，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦： （1）由b向a方向看到的装置如图乙所示，在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图； （2）当ab杆的速度大小为v时（未到达最大速度），求此时ab杆两端的电压及其加速度的大小； （3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值； （4）求ab杆下滑高度2h所产生的热量。 12．(24-25高二上·福建莆田莆田四中、仙游一中·期末)如图所示，两条足够长的平行金属导轨相距L，与水平面的夹角为θ，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，虚线上方轨道光滑且磁场方向向上，虚线下方轨道粗糙且磁场方向向下。当导体棒EF 以初速度沿导轨上滑至最大高度的过程中，导体棒MN一直静止在导轨上，若两导体棒质量均为m，电阻均为R，导轨电阻不计，重力加速度为g，在此过程中导体棒EF产生的焦耳热为Q，求： (1)EF上滑的初始时刻，MN中的电流大小和方向 (2)导体棒MN 受到的最大摩擦力 (3)若（2）中导体棒MN 受到的最大摩擦力为最大静摩擦力，EF在滑动过程中始终处于虚线上方区域的磁场中，试求： ①导体棒EF 能上升的最大高度。 ②此后导体棒MN刚要滑动的时刻导体棒EF速度的大小 13．(24-25高二上·福建莆田莆田第五中学·期末)如图所示，两条足够长的平行金属导轨间距为0.5m，固定在倾角为37°的斜面上。导轨顶端连接一个阻值为1Ω的电阻。在下方存在方向垂直于斜面向上、大小为1T的匀强磁场。质量为0.5的金属棒从处由静止开始沿导轨下滑，其运动过程中的图像如图2所示。金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，取，，。求： （1）金属棒与导轨间的动摩擦因数； （2）金属棒在磁场中能够达到的最大速率； （3）已知金属棒从进入磁场到速度达到5时通过电阻的电荷量为1.3C，求此过程经历的时间以及电阻产生的焦耳热。 14．(24-25高二上·福建三明·期末)如图甲，两相距为d足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN水平放置，内侧存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两根电阻均为R的金属棒1、2垂直导轨放置。初始时棒1锁定，棒2的中心用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与物块相连，滑轮左侧细绳始终保持与导轨平行。时，物块从距地面高为H处静止释放，时，物块落地，棒2与细绳恰好分离，同时解锁棒1。过程棒2的图如图乙所示。已知棒2质量为m、物块质量为2m，重力加速度为g，整个运动过程两棒始终与导轨接触良好，棒2不碰滑轮，物块落地后不反弹，不计一切阻力。求： (1)物块刚释放瞬间的加速度大小； (2)棒2匀速运动时的速度大小； (3)物块下落的时间； (4)之后，棒2的加速度表达式（棒1、2的瞬时速度用表示），在乙图中定性画出图。 15．(24-25高二上·福建福州福建师范大学附属中学·期末)如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R＝3Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L＝1m。整个装置处于磁感应强度B＝2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量m＝1kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r＝1Ω，电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ＝0.5，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2。 （1）判断ab中感应电流的方向； （2）求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm； （3）金属棒ab从释放到速度达到最大的过程中，金属棒下降的高度h=3m，求该过程中导体杆上产生的热量。 地 城 考点03 自感与电磁波 一、单选题 1．(24-25高二上·福建三明·期末)如图为研究自感现象的电路图。灯1、2完全相同，线圈L自感很大，其阻值与灯1、2相同。闭合开关，调节使灯1、2亮度相同。当开关断开时（　　） A．灯1、2同时熄灭 B．流过灯1的电流方向向左 C．灯2先熄灭，灯1后熄灭 D．灯1闪亮后逐渐熄灭，灯2立即熄灭 2．(24-25高二上·福建师范大学附属中学·期末)物理课上，老师做了一个“神奇”的实验：如图所示，将30cm长的铝管竖直放置，一磁性很强的磁铁从上管口由静止释放，观察到磁铁用较长时间才从下管口落出．对于这个实验现象同学们经分析讨论做出相关的判断，你认为正确的是（下落过程中不计空气阻力，磁铁与管壁没有接触）．则（    ） A．如果磁铁的磁性足够强，磁铁会停留在铝管中，永远不落下来 B．磁铁在铝管中运动的过程中，由于不计空气阻力，所以机械能守恒 C．如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铝管中运动时间更长，但一定会落下来 D．如果将铝管换成塑料管，磁铁从塑料管中出来也会用较长时间 3．(24-25高二上·福建福州第一中学·期末)科学家通过发现物理规律，总结研究方法，推动了生产力的发展和人类文明的进步，下列陈述符合历史事实的是（　　） A．赫兹提出电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在 B．安培发现了电流的磁效应 C．法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场 D．奥斯特通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量 4．(24-25高二上·福建漳州·期末)下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　） A．移动电话是利用无线电波进行通信的 B．电磁波在真空中的传播速度为340m/s C．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波 D．赫兹最早预言了电磁波的存在，并通过实验证实了电磁波的存在 二、多选题 5．(24-25高二上·福建师范大学附属中学·期末)如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（　　） A．闭合开关S接通电路时，A2始终比A1亮 B．闭合开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮 C．断开开关S切断电路时，A2先熄灭，A1过一会儿才熄灭 D．断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭 6．(24-25高二上·福建莆田莆田四中、仙游一中·期末)如图所示，是研究自感通电实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合电键调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开电键S。重新闭合电键S，则（　　） A．闭合瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变暗 B．闭合瞬间，A2立刻变亮，A1逐渐变亮 C．稳定后，L和R两端电势差一定相同 D．稳定后，A1和A2两端电势差不相同 三、填空题 7．(24-25高二上·福建莆田莆田第五中学·期末)图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、A2和A3是三盏相同的灯泡。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，此时A1中电流方向 （选填“向右”、“向左”），随后逐渐变暗；若已调节滑动变阻器R的电阻值与L2的电阻值相等，则闭合S2瞬间，电感线圈L2中电流 （选填“大于”、“等于”、“小于”）变阻器R中的电流。 1 / 25 学科网（北京）股份有限公司 $