第二章 电磁感应（专项训练）物理人教版选择性必修第二册

第二章 电磁感应（原卷版） 目录 A题型建模・专项突破 题型一、感应电流的产生条件 1 题型二、楞次定律的理解与应用（重点及难点） 2 题型三、法拉第电磁感应定律的应用（重点及难点） 3 题型四、电磁感应中电路的分析和计算（重点） 3 题型五、涡流、电磁阻尼和电磁驱动 4 题型六、互感和自感 5 B综合攻坚・能力跃升 题型一、感应电流的产生条件 1．（25-26高二上·山西·期中）下列选项中的操作，能产生感应电流的是（　　） A．图1中，条形磁铁向下靠近不闭合金属线圈的过程 B．图2中，磁铁静止不动，撑开的弹性金属线圈放手后收缩的过程 C．图3中，条形磁铁的中轴线和闭合金属线圈直径重合，磁铁靠近线圈的过程 D．图4中，条形磁铁的中轴线和闭合金属线圈直径重合，线圈绕中轴线转动的过程 2．（2025·北京海淀·三模）如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁。“+”为灵敏电流计G的正接线柱位置，电流从“+”流入电流计时指针向右偏转。当磁铁向下运动（但未插入线圈内部）时，线圈中（　　） A．感应电流的方向与图中箭头方向相反，电流表指针向左偏 B．感应电流的方向与图中箭头方向同，电流表指针向右偏 C．仅改变线圈的绕向，线圈中感应电流的磁场方向也会改变 D．仅改变线圈的绕向，流入电流计的电流方向也会改变 题型二、楞次定律的理解与应用 3．（2025·江苏南京·模拟预测）如图所示，有一根竖直向下的长直导线，导线中通有向下的恒定电流，从靠近导线的位置以水平向右的速度抛出一金属圆环，圆环运动过程中始终与导线处于同一竖直面。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．圆环中不会产生感应电流 B．圆环中会产生顺时针方向的电流 C．圆环做平抛运动 D．开始的一段时间内，圆环所受安培力向左 4．如图所示，现有一闭合半圆形金属线框，开始时直边与匀强磁场的边界平行且重合，磁场的宽度大于圆的半径，线框由静止下落，穿过该磁场区域，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．线框穿出磁场过程中感应电流为顺时针方向 B．线框进入磁场的过程做匀加速直线运动 C．线框刚穿出磁场时的加速度一定比刚进入磁场时的加速度小 D．线框离开磁场过程比线框进入磁场过程通过线框横截面的电荷量多 题型三、法拉第电磁感应定律的应用 5.（2025·广东·模拟预测）（多选）如图所示，正方形金属线框abcd下方存在宽度为L的匀强磁场区域，该区域的上、下边界水平，磁感应强度的大小为B。线框从距磁场上边界高度为h处由静止开始自由下落。线框ab边进入磁场时开始减速，cd边穿出磁场时的速度是ab边进入磁场时速度的。已知线框的边长为L，质量为m，电阻为R，重力加速度大小为g，线框下落过程中ab边始终与磁场边界平行，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．线框ab边刚进入磁场时，产生的感应电流方向为abcda B．线框ab边刚进入磁场时，产生的感应电动势大小为 C．线框在穿过磁场区域的过程中最大加速度为 D．线框在穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热为 6．（2025·辽宁葫芦岛·二模）（多选）磁悬浮电梯是基于电磁学原理使电梯的轿厢悬停及上下运动的，如图甲所示，它主要由磁场和含有导线框的轿厢组成。其原理简化为：竖直面上相距为的两根绝缘平行直导轨，置于等距离分布的方向相反的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，磁感应强度大小均为，每个磁场分布区间的长度都是，相间排列，如图乙所示。当这些磁场在竖直方向匀速平动时，跨在两导轨间的宽为、长为、总电阻为的导线框（固定在轿厢上）将受到安培力。当磁场平动速度为时，轿厢悬停；当磁场平动速度为时，轿厢最终竖直向上做匀速运动。重力加速度为，下列说法中正确的是（　　） A．磁场平动的速度方向竖直向上 B．磁场平动的速度方向竖直向下 C．导线框和电梯轿厢的总质量为 D．当磁场以速度平动时，轿厢最终速度为 题型四、电磁感应中电路的分析和计算 7．（23-24高二下·福建漳州·阶段练习）（多选）在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1m2，线圈电阻为1Ω。规定线圈中感应电流I 的正方向从上往下看是顺时针方向，如图1所示。磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示。则以下说法正确的是（　　） A．在时间0~5s内I的最大值为0.1A B．在时间0~5s内I的方向先顺时针后逆时针 C．在时间0~5s内，线圈最大发热功率为 D．在时间0~5s内，通过线圈某截面的总电量为零 8．（24-25高三下·河南三门峡·月考）如图所示，纸面内有一粗细均匀的导线围成的闭合线框，，的边长为L。线框以垂直于且恒定的速率进入右侧的匀强磁场中，磁场的方向垂直纸面向里，磁场的磁感应强度大小为B，且边始终与磁场的虚线边界平行，，则边的中点经过磁场边界时，边两端的电势差为（　　） A． B． C． D． 题型五、涡流、电磁阻尼和电磁驱动 9．（25-26高三上·河南新乡·开学考试）如图所示，用绝缘轻质细线将一个金属圆环悬于O点，水平虚线以下存在垂直纸面向外的匀强磁场。将金属圆环从图中所示的位置由静止释放，圆环在摆动过程中始终与磁场垂直，忽略空气阻力，则金属圆环（　　） A．进入磁场的过程中产生逆时针方向的电流 B．第一次刚要进入和完全离开磁场时，速度大小相等 C．摆动幅度逐渐减小，最终停止在最低点 D．摆动幅度先逐渐减小，后保持不变 题型六、互感和自感 10．（2026届北京市普通高中学业水平等级性考试适应性练习物理试卷）如图所示，P和Q是两个相同的小灯泡，L是自感系数很大的线圈，其电阻小于灯泡的电阻，两灯泡在以下操作中不会被烧坏。下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合时，P灯先亮，Q灯后亮 B．开关S闭合一段时间后，两灯的亮度相同 C．开关S断开前后通过P灯的电流方向改变 D．开关S由闭合变为断开时，Q灯闪亮后熄灭 1．（23-24高二上·全国·课时练习）如图所示，一个绕圆心轴MN匀速转动的金属圆盘，匀强磁场垂直于圆盘平面，磁感应强度为B，圆盘中心和圆盘边缘通过电刷与螺线管相连，圆盘转动方向如图所示，则下述结论中正确的是（　　）    A．圆盘上的电流由圆心流向边缘 B．圆盘上的电流由边缘流向圆心 C．金属圆盘上各处电势相等 D．螺线管产生的磁场，F端为N极 2．（2025·江苏南京·模拟预测）半径为的金属圆环由两种材料组成，圆弧为圆周，电阻为，圆弧为圆周，电阻为，圆内有垂直环面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间均匀增大，变化率，则为（　 　） A． B． C． D． 3．（2025·山东·模拟预测）如图所示，一实验小组利用传感器测量通电螺线管的磁场随时间变化的实验规律，测得螺线管的匝数为匝、横截面积，螺线管电阻，与螺线管串联的外电阻。穿过螺线管的磁场的方向如图甲所示，磁感应强度按图乙所示的规律变化（以磁场方向向左为正方向），则时（　　） A．通过R的电流方向为M→N B．通过R的电流为1mA C．R的电功率为 D．螺线管两端M、N间的电势差 4．（23-24高二下·福建漳州·阶段练习）如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab。导轨的一端连接电阻R，其它电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动。则（　　） A．随着ab运动速度的增大，其加速度也增大 B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能 C．当ab做匀速运动时，外力F做功的功率大于电路中的电功率 D．无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能 5．（25-26高三上·山东青岛·开学考试）如图所示，、为间距的足够长光滑平行金属导轨，导轨平面与水平面夹角为30°，两导轨间接的电阻。与导轨垂直的虚线上方有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。电阻不计、长为的金属杆在沿斜面向上的恒力F作用下，由静止开始沿斜面向上运动，经0.5s到达时的速度为，最终匀速运动的速度为。重力加速度，则恒力F大小及金属杆的质量m分别为（    ） A．， B．， C．， D．， 6．（24-25高二下·广东·阶段练习）在如图所示的电路中，电源的电动势为、内阻为，线圈的自感系数很大，线圈的直流电阻小于灯泡的电阻。在时刻闭合开关S，经过一段时间后，在时刻断开S。下列选项中，通过灯泡的电流随时间变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 7．（25-26高三上·山西长治·开学考试）（多选）如图所示，边长为l的正方形导线框abcd电阻为R，该线框在光滑水平面内以速度沿x轴正向运动，线框刚好穿过磁感应强度为B、竖直向下的匀强磁场区域。下列说法中正确的是（　　） A．导线框进入磁场时导线框中产生顺时针方向的电流 B．导线框的质量 C．当导线框完全在磁场中运动时ab两端的电压为 D．导线框进入磁场过程和离开磁场过程中产生的热量之比为 8．（25-26高三上·云南德宏·开学考试）（多选）如图所示是我国自主研究设计的舰载机返回航母甲板时电磁减速的简化原理图。固定在绝缘水平面上足够长的平行光滑金属导轨，左端接有定值电阻，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，导轨的电阻不计。舰载机等效为电阻不计的导体棒，当导体棒以一定初速度水平向右运动过程中，其速度、加速度、所受安培力、流过的电量与运动时间变化关系图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 9．（25-26高三上·河北保定·开学考试）（多选）如图所示，相距2m的两光滑平行金属导轨（足够长且电阻不计）处于同一绝缘水平面内，和两金属杆垂直导轨静止放置，轻绳的一端系在杆的中点，另一端跨过光滑定滑轮系一质量为0.8kg的物块，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中。时起，杆在方向水平向左的拉力作用下，向左由静止开始做加速度大小为的匀加速直线运动，时，物块刚要离开水平地面。两金属杆接入电路的有效电阻均为，质量均为1kg，取重力加速度大小。下列说法正确的是（   ） A．匀强磁场的磁感应强度大小为1.5T B．内，流过杆的电荷量为4C C．内，拉力对杆所做的功为2J D．时，拉力对杆做功的功率为18W 10．（多选）如图所示，a、b、c为三个相同的灯泡，额定电压稍大于电源的电动势，电源内阻可以忽略。L是一个本身电阻可忽略的电感线圈。开关S闭合或突然断开，已知在这一过程中灯泡都不会烧坏，则下列关于c灯的说法中正确的是（　　） A．开关S突然闭合，将变暗一下，而后逐渐恢复原来的亮度 B．开关S突然闭合，将闪亮一下，而后逐渐熄灭 C．开关S突然断开，将闪亮一下，而后逐渐恢复原来的亮度 D．开关S突然断开，将变暗一下，而后逐渐恢复原来的亮度 11．（24-25高二下·甘肃临夏·期末）如图所示，两条足够长的平行长直金属细导轨、固定于同一水平面内，它们之间的距离为，电阻可忽略不计，导轨之间有方向竖直向上、大小为的匀强磁场。导轨左边接有阻值为的定值电阻，质量为 的导体棒垂直放在水平金属导轨上，的有效电阻为。导体棒在外力作用下以的速度向右匀速运动，运动过程中与金属导轨保持良好接触并始终与平行，不计摩擦。求： (1)导体棒中感应电流的大小和方向； (2)外力的功率； (3)撤去外力后导体棒最终会停下来，在此过程中电阻上产生的热量。 12．（25-26高三上·辽宁沈阳·期中）如图甲所示，间距为的平行金属导轨由倾斜部分和水平部分连接而成，导轨光滑且电阻不计。倾斜部分足够长，其间接一阻值为的电阻，倾角，处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，其磁感应强度大小未知。水平部分接有面积为、电阻为的单匝线圈，线圈水平放置且处在方向竖直向下的磁场中，磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示。将质量为的导体棒垂直倾斜导轨由静止释放，在内导体棒恰好处于静止状态。已知导体棒接入电路的电阻为，，，取， (1)求内间的电压； (2)求磁感应强度的大小； 13．（24-25高二下·山东日照·阶段练习）在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2．螺线管导线电阻R=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，C=30μF．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．求： （1）求螺线管中产生的感应电动势； （2）闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻R2的电功率； （3）S断开后，求流经R2的电量． 14．（25-26高三上·安徽蚌埠·开学考试）如图所示，正方形单匝金属线圈在外力作用下以速度向右匀速进入匀强磁场，第二次又以匀速进入同一匀强磁场。求： (1)第二次进入与第一次进入时外力做功的功率之比； (2)第二次进入与第一次进入过程中线圈产生的热量之比。 15．（25-26高三上·云南昆明·阶段练习）如图甲所示，光滑绝缘的水平面存在一有界的匀强磁场，磁感应强度随时间变化如图乙所示，规定磁场方向垂直纸面向里为正，、均为已知量，磁场中静止放置一边长为、质量为的正方形导线框，线框总电阻为，则 (1)求内线框中产生的热量； (2)求内线框边所受安培力的最大值，并在图丙中画出内边所受安培力的图像，规定安培力垂直边向右为正； (3)若磁感应强度保持不变，方向垂直纸面向里，给线框一向右初速度，求线框运动的整个过程中经过导线横截面的电荷量。 16．（25-26高二下·全国·随堂练习）如图所示，水平固定且足够长的光滑U形金属导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，在导轨上放置金属棒。定值电阻的阻值为R，金属棒的电阻为r，导轨宽度为L。若棒分别以初速度v0、2v0向右运动， (1)请分析棒的运动情况？ (2)两种情况下，从棒开始运动至棒停止过程中，通过R的电荷量q1、q2之比为多少？ (3)两种情况，从棒开始运动至棒停止时的位移x1、x2之比为多少？ 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 电磁感应（解析版） 目录 A题型建模・专项突破 题型一、感应电流的产生条件 1 题型二、楞次定律的理解与应用（重点及难点） 2 题型三、法拉第电磁感应定律的应用（重点及难点） 3 题型四、电磁感应中电路的分析和计算（重点） 3 题型五、涡流、电磁阻尼和电磁驱动 4 题型六、互感和自感 5 B综合攻坚・能力跃升 题型一、感应电流的产生条件 1．（25-26高二上·山西·期中）下列选项中的操作，能产生感应电流的是（　　） A．图1中，条形磁铁向下靠近不闭合金属线圈的过程 B．图2中，磁铁静止不动，撑开的弹性金属线圈放手后收缩的过程 C．图3中，条形磁铁的中轴线和闭合金属线圈直径重合，磁铁靠近线圈的过程 D．图4中，条形磁铁的中轴线和闭合金属线圈直径重合，线圈绕中轴线转动的过程 【答案】B 【解析】A．图1中，条形磁铁向下靠近不闭合金属线圈的过程，由于不是闭合回路，所以不会产生感应电流，故A错误； B．图2中，磁铁静止不动，撑开的弹性金属线圈放手后收缩的过程，穿过金属线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，故B正确； C．图3中，条形磁铁的中轴线和闭合金属线圈直径重合，磁铁靠近线圈的过程，穿过金属线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，故C错误； D．图4中，条形磁铁的中轴线和闭合金属线圈直径重合，线圈绕中轴线转动的过程，穿过金属线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，故D错误。 故选B。 2．（2025·北京海淀·三模）如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁。“+”为灵敏电流计G的正接线柱位置，电流从“+”流入电流计时指针向右偏转。当磁铁向下运动（但未插入线圈内部）时，线圈中（　　） A．感应电流的方向与图中箭头方向相反，电流表指针向左偏 B．感应电流的方向与图中箭头方向同，电流表指针向右偏 C．仅改变线圈的绕向，线圈中感应电流的磁场方向也会改变 D．仅改变线圈的绕向，流入电流计的电流方向也会改变 【答案】D 【解析】AB．线圈所在处的磁场方向竖直向下；磁铁向下运动，线圈的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向竖直向上；根据安培定则，感应电流的方向与图示方向相同；电流从“+”流出电流计，指针向左偏转。AB错误； C．仅改变线圈的绕向，线圈所在处的磁场方向竖直向下；磁铁向下运动，线圈的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向竖直向上；线圈中感应电流的磁场方向不变，C错误； D．仅改变线圈的绕向，线圈所在处的磁场方向竖直向下；磁铁向下运动，线圈的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向竖直向上；根据安培定则，电流从“+”流入电流计，电流方向发生改变。D正确。 故选D。 题型二、楞次定律的理解与应用 3．（2025·江苏南京·模拟预测）如图所示，有一根竖直向下的长直导线，导线中通有向下的恒定电流，从靠近导线的位置以水平向右的速度抛出一金属圆环，圆环运动过程中始终与导线处于同一竖直面。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．圆环中不会产生感应电流 B．圆环中会产生顺时针方向的电流 C．圆环做平抛运动 D．开始的一段时间内，圆环所受安培力向左 【答案】D 【详解】AB．根据右手螺旋定则可知导线右边的磁场方向垂直纸面向外，圆环水平向右的速度抛出，离通电直导线越远，磁感应强度越小，故圆环中的磁通量向外变小，根据楞次定律，可判断出圆环的感应电流为逆时针方向的电流，故AB错误； C．圆环中有感应电流，而圆环在运动过程中会受到安培力的作用，不再只受重力，所以圆环不做平抛运动，故C错误； D．开始的一段时间内，圆环中产生逆时针方向的电流，把圆环看成由无数小段电流元组成，根据左手定则，每一小段电流元受到的安培力的合力方向向左，所以圆环所受安培力向左，故D正确。 故选D。 4．如图所示，现有一闭合半圆形金属线框，开始时直边与匀强磁场的边界平行且重合，磁场的宽度大于圆的半径，线框由静止下落，穿过该磁场区域，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．线框穿出磁场过程中感应电流为顺时针方向 B．线框进入磁场的过程做匀加速直线运动 C．线框刚穿出磁场时的加速度一定比刚进入磁场时的加速度小 D．线框离开磁场过程比线框进入磁场过程通过线框横截面的电荷量多 【答案】A 【详解】A．线框穿出磁场过程中磁通量向里减小，根据楞次定律知，线框穿出磁场过程中感应电流为顺时针方向，故A正确； B．根据法拉第电磁感应定律可得，产生的感应电动势 根据闭合电路的欧姆定律可得回路中的感应电流 线框受到的安培力 由牛顿第二定律可得 整理可得线框的加速度 加速度为变量，线框不是做匀加速直线运动，故B错误； C．由于题目未给出磁场区域的高度，故不能判断线框刚穿出磁场时的加速度和刚进入磁场时的加速度关系，故C错误； D．根据法拉第电磁感应定律可得 根据闭合电路的欧姆定律可得 又因为 整理可得 由于线框“进入”与“离开”磁场过程中磁通量变化量相同，因此线框离开磁场过程和线框进入磁场过程通过线框横截面的电荷量相等，故D错误。 故选A。 题型三、法拉第电磁感应定律的应用 5.（2025·广东·模拟预测）（多选）如图所示，正方形金属线框abcd下方存在宽度为L的匀强磁场区域，该区域的上、下边界水平，磁感应强度的大小为B。线框从距磁场上边界高度为h处由静止开始自由下落。线框ab边进入磁场时开始减速，cd边穿出磁场时的速度是ab边进入磁场时速度的。已知线框的边长为L，质量为m，电阻为R，重力加速度大小为g，线框下落过程中ab边始终与磁场边界平行，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．线框ab边刚进入磁场时，产生的感应电流方向为abcda B．线框ab边刚进入磁场时，产生的感应电动势大小为 C．线框在穿过磁场区域的过程中最大加速度为 D．线框在穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热为 【答案】AD 【解析】A．根据右手定则可得线框ab边刚进入磁场时，产生的感应电流方向为abcda，选项A正确； B．设ab边进入磁场时的速度大小为v，有 ab边进入磁场时，感应电动势 解得，选项B错误； C．ab边进入磁场时，线框的加速度最大，根据闭合电路欧姆定律可知，线框中感应电流的大小 ab边受到的安培力大小 根据牛顿第二定律有 得，选项C错误； D．线框穿过磁场的过程中，根据能量守恒定律有，选项D正确。 故选AD。 6．（2025·辽宁葫芦岛·二模）（多选）磁悬浮电梯是基于电磁学原理使电梯的轿厢悬停及上下运动的，如图甲所示，它主要由磁场和含有导线框的轿厢组成。其原理简化为：竖直面上相距为的两根绝缘平行直导轨，置于等距离分布的方向相反的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，磁感应强度大小均为，每个磁场分布区间的长度都是，相间排列，如图乙所示。当这些磁场在竖直方向匀速平动时，跨在两导轨间的宽为、长为、总电阻为的导线框（固定在轿厢上）将受到安培力。当磁场平动速度为时，轿厢悬停；当磁场平动速度为时，轿厢最终竖直向上做匀速运动。重力加速度为，下列说法中正确的是（　　） A．磁场平动的速度方向竖直向上 B．磁场平动的速度方向竖直向下 C．导线框和电梯轿厢的总质量为 D．当磁场以速度平动时，轿厢最终速度为 【答案】ACD 【解析】AB．依题意，轿厢悬停或者竖直向上做匀速运动时，均需要竖直向上的安培力，由楞次定律的“阻碍作用”可知，磁场相对轿厢的运动方向均为竖直向上，即速度v1和v2的方向都是竖直向上，故A正确，B错误； C．设导线框和电梯轿厢的总质量为m。轿厢悬停时，导线框中的电流大小为 又由平衡条件有mg=2BI1d 联立解得 ，故C正确； D．当磁场平动速度为v2时，线框向上运动，当其加速度为零时，达到最大速度，设轿厢向上能达到的最终速度为v，则有 又由平衡条件有mg=2BI2d 联立解得v=v2-v1，则D正确。 故选ACD。 题型四、电磁感应中电路的分析和计算 7．（23-24高二下·福建漳州·阶段练习）（多选）在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1m2，线圈电阻为1Ω。规定线圈中感应电流I 的正方向从上往下看是顺时针方向，如图1所示。磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示。则以下说法正确的是（　　） A．在时间0~5s内I的最大值为0.1A B．在时间0~5s内I的方向先顺时针后逆时针 C．在时间0~5s内，线圈最大发热功率为 D．在时间0~5s内，通过线圈某截面的总电量为零 【答案】BCD 【解析】A．电路电流，可知磁感应强度的变化量越大，则电流越大，磁感应强度的变化率最大值为0.1，则最大电流，故A错误； B．根据楞次定律可知，在时间0~5s内感应电流的方向先顺时针后逆时针，故B正确； C．当电流最大时，发热功率最大，则，故C正确； D．根据，因为在时间0~5s内，磁通量的变化量为零，则通过线圈某横截面的总电量为零，故D正确。 故选BCD。 8．（24-25高三下·河南三门峡·月考）如图所示，纸面内有一粗细均匀的导线围成的闭合线框，，的边长为L。线框以垂直于且恒定的速率进入右侧的匀强磁场中，磁场的方向垂直纸面向里，磁场的磁感应强度大小为B，且边始终与磁场的虚线边界平行，，则边的中点经过磁场边界时，边两端的电势差为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】线框由粗细均匀的导线绕制而成，故三个边的电阻与边长成正比，设线框的总电阻为R，则边的电阻 根据右手定则可知，线框进入磁场的过程中电流方向为逆时针。线框边中点经过磁场虚线边界时，线框边产生的电动势 而线框内产生的总感应电动势 线框内的感应电流 根据闭合电路欧姆定律可知 联立解得 故选D。 题型五、涡流、电磁阻尼和电磁驱动 9．（25-26高三上·河南新乡·开学考试）如图所示，用绝缘轻质细线将一个金属圆环悬于O点，水平虚线以下存在垂直纸面向外的匀强磁场。将金属圆环从图中所示的位置由静止释放，圆环在摆动过程中始终与磁场垂直，忽略空气阻力，则金属圆环（　　） A．进入磁场的过程中产生逆时针方向的电流 B．第一次刚要进入和完全离开磁场时，速度大小相等 C．摆动幅度逐渐减小，最终停止在最低点 D．摆动幅度先逐渐减小，后保持不变 【答案】D 【解析】A．进入磁场的过程中，磁通量向外增大，根据楞次定律，可知圆环产生顺时针方向的电流，故A错误； B．进入和离开磁场的过程中一部分机械能转化为电能，则圆环第一次进入磁场时的速度大于第一次离开磁场时的速度，故B错误； CD．进入磁场和离开磁场的过程中机械能减小，故摆动幅度逐渐减小，当不再出磁场时，机械能不变，摆动幅度保持不变，故C错误，D正确。 故选D。 题型六、互感和自感 10．（2026届北京市普通高中学业水平等级性考试适应性练习物理试卷）如图所示，P和Q是两个相同的小灯泡，L是自感系数很大的线圈，其电阻小于灯泡的电阻，两灯泡在以下操作中不会被烧坏。下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合时，P灯先亮，Q灯后亮 B．开关S闭合一段时间后，两灯的亮度相同 C．开关S断开前后通过P灯的电流方向改变 D．开关S由闭合变为断开时，Q灯闪亮后熄灭 【答案】C 【解析】A．开关S闭合瞬间，线圈L因自感作用阻碍电流变化，相当于断路。此时电流通过Q灯和P灯所在支路，两灯同时开始有电流，故两灯同时亮，A错误。 B．闭合稳定后，线圈L与P灯并联，总电阻小于Q灯电阻。根据并联分流规律，Q灯两端电压更高，电流更大，因此Q灯比P灯更亮，两灯亮度不同，故B错误。 C．开关断开前，P灯电流方向向右；断开后，线圈自感电流通过P灯形成回路，即P灯电流方向向左，与原来反向，故C正确。 D．开关断开时，Q灯所在支路被切断，立即熄灭。线圈自感电流仅通过P灯释放能量，Q灯无电流通过，不会闪亮，故D错误。 故选C。 1．（23-24高二上·全国·课时练习）如图所示，一个绕圆心轴MN匀速转动的金属圆盘，匀强磁场垂直于圆盘平面，磁感应强度为B，圆盘中心和圆盘边缘通过电刷与螺线管相连，圆盘转动方向如图所示，则下述结论中正确的是（　　）    A．圆盘上的电流由圆心流向边缘 B．圆盘上的电流由边缘流向圆心 C．金属圆盘上各处电势相等 D．螺线管产生的磁场，F端为N极 【答案】A 【解析】AB．当圆盘转动方向如题图所示时，根据右手定则可判断出圆盘上的感应电流是从圆心流向边缘的，故A正确，B错误； C．由于圆盘上存在感应电流，故其上各处的电势并不相等，故C错误； D．由螺线管中的电流方向和安培定则可判断出E端为N极，故D错误。 故选A。 2．（2025·江苏南京·模拟预测）半径为的金属圆环由两种材料组成，圆弧为圆周，电阻为，圆弧为圆周，电阻为，圆内有垂直环面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间均匀增大，变化率，则为（　 　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据题意，由法拉第电磁感应定律可得金属圆环产生的感应电动势为 由楞次定律可判断感应电流的方向为逆时针，根据闭合电路欧姆定律可得感应电流为 由于圆弧为圆周，电阻为，则圆弧的感应电动势为 电流流过圆弧后电势降低，大小为 则有 故选A。 3．（2025·山东·模拟预测）如图所示，一实验小组利用传感器测量通电螺线管的磁场随时间变化的实验规律，测得螺线管的匝数为匝、横截面积，螺线管电阻，与螺线管串联的外电阻。穿过螺线管的磁场的方向如图甲所示，磁感应强度按图乙所示的规律变化（以磁场方向向左为正方向），则时（　　） A．通过R的电流方向为M→N B．通过R的电流为1mA C．R的电功率为 D．螺线管两端M、N间的电势差 【答案】C 【解析】A．由乙图可知，通过螺线管的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，结合安培定则可知，通过的电流方向为，故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律可知，电路中的感应电动势，结合闭合电路的欧姆定律可得，故B错误； C．根据，代入数据解得定值电阻的电功率为，故C正确； D．根据楞次定律判断螺线管端等效于电源正极，欧姆定律可得螺线管两端间的电势差，故D错误。 故选C。 4．（23-24高二下·福建漳州·阶段练习）如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab。导轨的一端连接电阻R，其它电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动。则（　　） A．随着ab运动速度的增大，其加速度也增大 B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能 C．当ab做匀速运动时，外力F做功的功率大于电路中的电功率 D．无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能 【答案】D 【解析】A．金属棒所受的安培力 由牛顿第二定律可得 随着ab运动速度的增大，安培力增大，ab加速度减小，故A错误； B．根据能量守恒得，外力F对ab做的功等于电路中产生的电能以及ab棒的动能，故B错误； C．当ab匀速运动时，外力做的功全部转化为电路中的电能，则外力F做功的功率等于电路中的电功率，故C错误； D．根据功能关系知，克服安培力做的功等于电路中产生的电能，故D正确。 故选D。 5．（25-26高三上·山东青岛·开学考试）如图所示，、为间距的足够长光滑平行金属导轨，导轨平面与水平面夹角为30°，两导轨间接的电阻。与导轨垂直的虚线上方有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。电阻不计、长为的金属杆在沿斜面向上的恒力F作用下，由静止开始沿斜面向上运动，经0.5s到达时的速度为，最终匀速运动的速度为。重力加速度，则恒力F大小及金属杆的质量m分别为（    ） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【解析】金属杆沿斜面由静止运动到，加速度为，由运动学公式 由牛顿第二定律可知 金属杆最终匀速运动的速度为，可知 又 联立解得， 故选A。 6．（24-25高二下·广东·阶段练习）在如图所示的电路中，电源的电动势为、内阻为，线圈的自感系数很大，线圈的直流电阻小于灯泡的电阻。在时刻闭合开关S，经过一段时间后，在时刻断开S。下列选项中，通过灯泡的电流随时间变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】在时刻闭合开关S，由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的增大，所以灯泡与电源构成回路，灯泡马上有电流，之后随着通过线圈的电流的增大，通过灯泡的电流逐渐减小；稳定时，由于线圈的直流电阻小于灯泡的电阻，所以通过线圈的电流大于通过灯泡的电流，在时刻断开S，由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的减小，且与灯泡构成回路，所以灯泡的电流突变为原来线圈的电流，方向与灯泡原电流方向相反，且电流逐渐减小为0。 故选B。 7．（25-26高三上·山西长治·开学考试）（多选）如图所示，边长为l的正方形导线框abcd电阻为R，该线框在光滑水平面内以速度沿x轴正向运动，线框刚好穿过磁感应强度为B、竖直向下的匀强磁场区域。下列说法中正确的是（　　） A．导线框进入磁场时导线框中产生顺时针方向的电流 B．导线框的质量 C．当导线框完全在磁场中运动时ab两端的电压为 D．导线框进入磁场过程和离开磁场过程中产生的热量之比为 【答案】BC 【解析】A．由右手定则或楞次定律可以判断当导线框进入磁场中导线框中的感应电流方向为逆时针，故A错误； B．当导线框完全进入磁场时的速度为，导线框进入磁场的过程中对导线框分析由动量定理有 而 导线框离开磁场的过程中对导线框分析由动量定理有 而 解得 故B正确； C．当线框完全在磁场中运动时，回路中的电流为0，线框不受安培力，速度不变，所以两端的电压，故C正确； D．导线框进入磁场的过程中对导线框分析，由能量守恒有 导线框离开磁场的过程中对导线框分析，由能量守恒有 所以，故D错误。 故选BC。 8．（25-26高三上·云南德宏·开学考试）（多选）如图所示是我国自主研究设计的舰载机返回航母甲板时电磁减速的简化原理图。固定在绝缘水平面上足够长的平行光滑金属导轨，左端接有定值电阻，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，导轨的电阻不计。舰载机等效为电阻不计的导体棒，当导体棒以一定初速度水平向右运动过程中，其速度、加速度、所受安培力、流过的电量与运动时间变化关系图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】AC 【解析】A．导体棒向右运动过程中，根据左手定则可知，导体棒受到向左的安培力，则有， 所以导体棒向右做减速运动，加速度大小为 由于速度减小，则加速度减小，所以图像的切线斜率绝对值逐渐减小，故A正确； B．根据 则有 由于速度逐渐减小，加速度逐渐减小，所以图像的切线斜率绝对值应减小，故B错误； C．导体棒受到向左的安培力，大小为 可知图像的形状与图像的形状一致，故C正确； D．根据 由于速度逐渐减小，所以图像的切线斜率应逐渐减小，故D错误。 故选AC。 9．（25-26高三上·河北保定·开学考试）（多选）如图所示，相距2m的两光滑平行金属导轨（足够长且电阻不计）处于同一绝缘水平面内，和两金属杆垂直导轨静止放置，轻绳的一端系在杆的中点，另一端跨过光滑定滑轮系一质量为0.8kg的物块，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中。时起，杆在方向水平向左的拉力作用下，向左由静止开始做加速度大小为的匀加速直线运动，时，物块刚要离开水平地面。两金属杆接入电路的有效电阻均为，质量均为1kg，取重力加速度大小。下列说法正确的是（   ） A．匀强磁场的磁感应强度大小为1.5T B．内，流过杆的电荷量为4C C．内，拉力对杆所做的功为2J D．时，拉力对杆做功的功率为18W 【答案】BD 【详解】A．题意可知2s时物块刚要离开水平地面，对cd棒有 其中 代入解得，故A错误； B．因为 内，ab的位移 联立解得流过杆的电荷量为，故B正确； C．对ab棒动能定理可得 拉力对杆所做的功为大于2J，故C错误； D．对ab棒有 其中，代入数据解得 可知时拉力为9N，则时，拉力对杆做功的功率为，故D正确。 故选BD。 10．（多选）如图所示，a、b、c为三个相同的灯泡，额定电压稍大于电源的电动势，电源内阻可以忽略。L是一个本身电阻可忽略的电感线圈。开关S闭合或突然断开，已知在这一过程中灯泡都不会烧坏，则下列关于c灯的说法中正确的是（　　） A．开关S突然闭合，将变暗一下，而后逐渐恢复原来的亮度 B．开关S突然闭合，将闪亮一下，而后逐渐熄灭 C．开关S突然断开，将闪亮一下，而后逐渐恢复原来的亮度 D．开关S突然断开，将变暗一下，而后逐渐恢复原来的亮度 【答案】AC 【解析】AB．开关S闭合前，通过L的电流等于通过c灯电流，c灯电压为电源电压；开关S突然闭合，稳定后，灯泡a被短路，b、c两灯的电压为电源电压，则通过L的电流变为原来的2倍；所以开关S突然闭合时，L产生反向电动势阻碍电流的增大，最终稳定时，c灯电压仍为电源电压，所以c灯变暗一下，而后逐渐恢复原来的亮度，故A正确，B错误； CD．开关S闭合稳定后，灯泡a被短路，b、c两灯的电压为电源电压，通过L的电流为电源电压下灯泡工作电流的2倍；电键S断开后，a、b灯串联，L与c灯串联，稳定后通过L的电流变为原来的一半；所以开关S突然断开时，L产生同向电动势阻碍电流的减小，稳定后c灯电压仍为电源电压，则c灯将闪亮一下，而后逐渐恢复原来的亮度，故C正确，D错误。 故选AC。 11．（24-25高二下·甘肃临夏·期末）如图所示，两条足够长的平行长直金属细导轨、固定于同一水平面内，它们之间的距离为，电阻可忽略不计，导轨之间有方向竖直向上、大小为的匀强磁场。导轨左边接有阻值为的定值电阻，质量为 的导体棒垂直放在水平金属导轨上，的有效电阻为。导体棒在外力作用下以的速度向右匀速运动，运动过程中与金属导轨保持良好接触并始终与平行，不计摩擦。求： (1)导体棒中感应电流的大小和方向； (2)外力的功率； (3)撤去外力后导体棒最终会停下来，在此过程中电阻上产生的热量。 【答案】(1)由到， (2) (3) 【解析】（1）根据楞次定律或右手定则可知，导体棒中感应电流的方向为由到 感应电动势 由闭合电路欧姆定律得感应电流的大小 （2）匀速运动时导体棒受到的安培力大小 则外力 外力的功率 （3）由能量守恒定律可知，导体棒的动能全部转化为电路中产生的热量 即 故电阻上产生的热量为 12．（25-26高三上·辽宁沈阳·期中）如图甲所示，间距为的平行金属导轨由倾斜部分和水平部分连接而成，导轨光滑且电阻不计。倾斜部分足够长，其间接一阻值为的电阻，倾角，处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，其磁感应强度大小未知。水平部分接有面积为、电阻为的单匝线圈，线圈水平放置且处在方向竖直向下的磁场中，磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示。将质量为的导体棒垂直倾斜导轨由静止释放，在内导体棒恰好处于静止状态。已知导体棒接入电路的电阻为，，，取， (1)求内间的电压； (2)求磁感应强度的大小； 【答案】(1) (2) 【详解】（1）0-1s内，感应电动势 解得 总电阻 总电流 ab间的电压为 联立解得 （2）对导体棒，根据平衡条件，有 通过导体棒的电流 联立解得 13．（24-25高二下·山东日照·阶段练习）在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2．螺线管导线电阻R=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，C=30μF．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．求： （1）求螺线管中产生的感应电动势； （2）闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻R2的电功率； （3）S断开后，求流经R2的电量． 【答案】（1）1.2V；（2）；（3）1.8×10-5C 【详解】（1）根据法拉第电磁感应律 计算得出 （2）根据闭合电路欧姆定律 解得I=0.12A。 根据 计算得出 （3）S断开后，流经的电量即为S闭合时C上所带的电量Q，电容器两端的电压 解得U=0.6V 流经的电量Q=CU 解得Q=1.8×10-5C 14．（25-26高三上·安徽蚌埠·开学考试）如图所示，正方形单匝金属线圈在外力作用下以速度向右匀速进入匀强磁场，第二次又以匀速进入同一匀强磁场。求： (1)第二次进入与第一次进入时外力做功的功率之比； (2)第二次进入与第一次进入过程中线圈产生的热量之比。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设线圈边长为，电阻为，当线圈以速度匀速进入磁场时，线圈中的感应电流为 线圈受到的外力为 此时外力的功率为 同理，线圈以速度匀速进入磁场时，外力的功率为 第二次进入与第一次进入时外力做功的功率之比为 （2）线圈以速度完全进入磁场所用时间为 线圈第一次进入磁场过程中产生的热量为 解得 同理，线圈以速度匀速进入磁场过程中产生的热量为 第二次进入与第一次进入过程中线圈产生的热量之比为 15．（25-26高三上·云南昆明·阶段练习）如图甲所示，光滑绝缘的水平面存在一有界的匀强磁场，磁感应强度随时间变化如图乙所示，规定磁场方向垂直纸面向里为正，、均为已知量，磁场中静止放置一边长为、质量为的正方形导线框，线框总电阻为，则 (1)求内线框中产生的热量； (2)求内线框边所受安培力的最大值，并在图丙中画出内边所受安培力的图像，规定安培力垂直边向右为正； (3)若磁感应强度保持不变，方向垂直纸面向里，给线框一向右初速度，求线框运动的整个过程中经过导线横截面的电荷量。 【答案】(1) (2)， (3)或 【详解】（1）内线框中电流大小恒定为 故内线框中产生的热量 （2）内线框中电流大小恒定，磁感应强度最大为，故边所受安培力的最大值 内边所受安培力 故 根据楞次定律判断知时间内线框中电流为逆时针方向，边所受安培力方向向右，时间内线框中电流为顺时针方向，边所受安培力方向向左，时间内线框中电流为顺时针方向，磁感应强度方向垂直纸面向外，边所受安培力方向向右，时间内线框中电流为逆时针方向，边所受安培力方向向左，故内边所受安培力的图像为 （3）若线框运动的整个过程中，出了磁场区域，经过导线横截面的电荷量 若线框没有完全出磁场区域就停下，则根据动量定理 故经过导线横截面的电荷量 16．（25-26高二下·全国·随堂练习）如图所示，水平固定且足够长的光滑U形金属导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，在导轨上放置金属棒。定值电阻的阻值为R，金属棒的电阻为r，导轨宽度为L。若棒分别以初速度v0、2v0向右运动， (1)请分析棒的运动情况？ (2)两种情况下，从棒开始运动至棒停止过程中，通过R的电荷量q1、q2之比为多少？ (3)两种情况，从棒开始运动至棒停止时的位移x1、x2之比为多少？ 【答案】(1)见解析 (2) (3) 【详解】（1）由于导体棒在磁场中切割磁感线运动，产生感应电流，而通电导体在磁场中受到安培力的作用，根据左手定则可知，安培力的方向与导体棒的运动方向相反，导体棒做减速运动，感应电流逐渐减小，安培力随之减小，根据牛顿第二定律可知，导体棒的加速度逐渐减小，综上所述，导体棒做加速度逐渐减小的减速运动。 （2）对导体棒受力分析，当导体棒的速度为时，根据动量定理可得 又因为 联立解得 同理当导体棒的速度为时，通过定值电阻的电荷量 两种情况下，从棒开始运动至棒停止过程中，通过R的电荷量 （3）对导体棒受力分析，当导体棒的速度为时，根据动量定理可得 根据法拉第电磁感应定律可得 结合闭合电路的欧姆定律可得 联立解得 同理当导体棒的速度为时，从棒开始运动至棒停止时的位移 则两次的位移之比为 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $