第二章 电磁感应 感知高考-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册练习手册（人教版）

高中物理选择性必修第二册（人教版) 8.AB【解析】由题意可知，本题中是涡流现象的 应用，即采用线圈产生的磁场使金属杯产生感应电流从 而进行加热的，由Q=和法拉第电磁感应定律可知， R 增加线圈的匝数、提高交流电源的频率均可以增大感应 电动势，从而提高发热功率，则可以缩短加热时间，故 A、B正确；将杯子换作瓷杯不会产生涡流，则无法加 热水，故C错误；取走铁芯，磁场减弱，感应电动势变 小，则加热时间变长，故D错误。 9.C【解析】不连接接线柱时，晃动电表，表针在 外力作用下摆动，故A错误：连接接线柱后，电表自身 形成闭合回路，晃动电表，闭合回路在磁场中运动，会 产生感应电流，从而出现安培阻力，表针晃动幅度变 小，并能较快停下，这是电磁阻尼现象，故B、D错误， C正确。 10.B【解析】附近的被测金属物中感应出电流，则 探测环中的发射线圈通的是交变电流，故A错误，B正 确；因为探测环中的发射线圈通的是交变电流，被测金 属物中的磁通量也是变化的，所以探测器与被测金属物 相对静止时也能发出警报，故C错误；违规携带的物品 只要是金属就会被探测到，故D错误。 11.AC【解析】内部电阻越小，电流越大，安培力 越大，阻尼现象越明显，B错误，A正确；减震过程中 会产生电流，内部有电阻，就会产生焦耳热，D错误， C正确。 12.C【解析】断开开关时，线圈与人组成闭合回 路，所以流过人体的电流等于流过线圈的电流，故A错 误：断开开关时，线圈中产生的感应电流从左到右，线 圈相当于电源，所以线圈的右端相当于电源的正极，故 A点电势比B点低，所以流过人的电流方向为B→A, 故B错误，C正确：断开开关时，线圈中的电流减小， 线圈发生自感，产生感应电流，阻碍原电流的减小， 使电流不会发生突变，即线圈中的电流由原来的值逐渐 减小，故D错误。 13.BC【解析】感应线圈随汽车一起运动过程中会 产生感应电流，在路面线圈的磁场中受到安培力，根 据“来拒去留”可知，此安培力一定阻碍相对运动， 即阻碍汽车运动，安培力随速度的增加而增大，故牵 引力不能不变，故A、D错误，C正确；由安培定则知 路面上相邻圆形线圈内部的磁场方向相反，分析可知 汽车在行驶过程中，感应线圈中感应电流产生的磁场 方向与地面线圈产生的磁场方向时而相同，时而相反， 故B正确。 62 n感知高考 1.C【解析】如图，相当于 Oa、Ob、Oc导体棒转动切割磁 感线，根据右手定则可知0点 电势最高；根据 E=-Bl=号a X 同时有l%=l=V5R 第1题答图 可得OkUa<Um=Ua 得P>p>p6=p: 故选C。 2.D【解析】由图乙可知，线圈中两部分磁场方向 相反，所以穿过线圈的磁通量为0，A错误；根据法拉 第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势正比于磁通 量变化率，即永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电 动势越大，B、C错误；由楞次定律可知，永磁铁相对 线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向，D 正确。 3.A【解析】线圈a从磁场中匀速拉出的过程中穿 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产生的磁 场为顺时针。A正确。 4.CD【解析】设平行金属导轨间距为L,金属杆在 AABB区域向右运动的过程中切割磁感线有 E-m,品 金属杆在AABB区域运动的过程中根据动量定理有 -BIL△t=m△ 则_B2A=mA 2R 由于d=∑v△t,则上面方程左右两边累计求和，可得 BLd-mvn-mo 2R BLd 则v=r2mR 设金属杆在BB,C,C区域运动的时间为o,同理可 得，则金属杆在BBCC区域运动的过程中有 BL'd 2Rumgto=-mv8 解得g装e。 综上有受+学受 则金属杆经过BB,的速度大于四，故A错误。 在整个过程中，根据能量守恒有 之mwi-wmgd+Q 则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 Q.0-mi-7ngd 故B错误。 金属杆经过AABB与BB,CC区域，金属杆所受安 培力的冲量为-ΣM-之欲4紧 2R 则金属杆经过AABB与BB,C,C区域滑行距离均为 d,金属杆所受安培力的冲量相同，故C正确。 根据A选项可得，金属杆以初速度o在磁场中运 动有-BLx2d 2R umgto=-mvo 金属杆的初速度加倍，则金属杆通过AABB区域 时中有-BEL=m-2m0 2R 则金属杆的初速度加倍，则金属杆通过BB,时速度 为2r 则设金属杆通过BBCC区域的时间为t,则 BLd 2R ung4=m2-mwa,-)R是 umgt-0-2mvo 则-BL3x2 2R -umgt =mv-2mvo, (2mv-uimgt )2mvo pmgtix2d mvo-umgto 由于t<o,则x>4d 可见若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中 运动的距离大于原来的2倍，故D正确， 5.C【解析】如图所示，导体 棒匀速转动，设速度为，导体棒 从A到A'过程中，棒转过的角度 A 为0，则导体棒垂直于磁感线方向 的分速度为v1=cos0。可知导体 第5题答图 棒垂直于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A'点和A'点关 于P点的对称点时，电流方向发生变化，根据u=BLv1 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。 6.AC【解析】弹簧伸展过程中，根据右手定则可 知，回路中产生顺时针方向的电流，A正确。任意时 刻，设电流为L,则PQ受安培力FwBI·2d,方向向左； 参考答案与解析⊙ MN受安培力Fn=2BId,方向向右，可知两棒系统受合 外力为零，动量守恒。设PQ质量为2m,则MN质量为 m,PQ速率为v时，则2mw=mwo,解得o=2v。回路的 感应电流1上2BB2血=2Bb,MN所受安培力大小 3R R 为=2=产，B错误。两棒最终停止时弹簧处 于原长状态，由动量守恒可得mx=2mx2,x1+2=L,则最 终MN位向左移动号，P0位置向右移动安号。 因任意时刻两棒受安培力和弹簧弹力大小都相同，设 整个过程两棒受的弹力的平均值为F,安培力平均值 为F安，则整个过程根据动能定理F-F安x=O,F弹 0,可得”女子，C正确。两棒最后停止 时，弹簧处于原长位置，此时两棒间距增加了L,由上 述分析可知，MN向左位登移动号，PQ位置向右移动 台.期g=1402B号4B52 3 R8 3R 2祭，D结设。 7.AC【解析】依题意，M、N两点连线与长直导线 平行、两点与长直导线的距离相同，根据右手螺旋定则 可知，通电长直导线在M、N两点产生的磁感应强度大 小相等，方向相同，故A正确：根据右手螺旋定则，线 圈在P点时，磁感线穿进与穿出在线圈中对称，磁通量 为零。在向N点平移过程中，磁感线穿进与穿出线圈不 再对称，线圈的磁通量会发生变化，故B错误；根据右 手螺旋定则，线圈从P点竖直向上运动过程中，磁感线 穿进与穿出线圈对称，线圈的磁通量始终为零，没有发 生变化，线圈无感应电流，故C正确；线圈从P点到M 点与从P点到N点，线圈的磁通量变化量相同，依题意 知P点到M点所用时间较从P点到N点时间长，根据 法拉第电磁感应定律，则两次的感应电动势不相等， 故D错误。 8.D【解析】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→d一→c→b→a,A错误；线框中产生的感应电流为I= 部音兰，空间各点的慰培应强度随时间的 匀增加，故线框中产生的感应电流不变，B错误；线框 αd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F安=BL,故所受的安培力变 大，C错误；线框所处空间的磁场方向垂直于纸面向 63 高中物理选择性必修第二册（人教版） 里，线框中产生的感应电流方向为→d→c→b→a,根 据左手定则可知，线框ad边所受的安培力水平向右， 线框bc边所受的安培力水平向左，由通电直导线的磁 场分布特点可知ad边所处的磁场较大，根据安培力表 达式F安=BL可知，线框整体受到的安培力方向水平 向右，D正确。 9.()B,方向水平向左 2R 2)(i)就 (ii)2mvoR (3)2≤k<3 3B2L2 【解析】(1)细金属杆M以初速度o向右刚进入 磁场时，产生的感应电动势为E=BLo,电流方向为→ b,电流的大小为上=E 2R' 则所受的安培力大小为FBL=BL0,安培力的方 2R 向由左手定则可知水平向左。 (2)(ⅰ)金属杆N在磁场内运动过程中，由动量 定理有B~A=m号-0，且9=1·4， 联立解得通过回路的电荷量为q。 (ⅱ)设两杆在磁场中相对靠近的位移为△x,有 景 △t 整理可得g=BL△ 2R 联立可得△x=2mvB 3B2L29 若两杆在磁场内刚好相撞，N到ab的最小距离为 A那器。 (3)两杆出磁场后在平行光滑长直金属导轨上运 动，若N到cd的距离与第(2)问初始时刻的相同，到 ab的距离为kx(k>I),则N到cd边的速度大小恒为 号，根据动量守恒定律可知m,=mv+m·号， 解得N出磁场时，M的速度大小为F子 由题意可知，此时M到cd边的距离为s=(k-1)x。 若要保证M出磁场后不与N相撞，则有两种临界 情况： ①M减速出磁场，出磁场时的速度刚好等于N的速 度，一定不与V相撞，对M根据动量定理有 Larm:子om号 9=△=BL(k-1)x 2R 64 联立解得k=2。 ②M运动到cd边时，恰好减速到零，则对M由动 量定理有 B7,L·△1，=m.20-0, 3 92=12·4,=BL:(k-1)x 2R 联立解得k=3。 综上所述，M出磁场后不与N相撞条件下k的取值 范围为2≤k<3 10.()0.18N(2)a2kg0.375（3)sm 【解析】(1)根据题意可得金属棒和导体框在没有 进人磁场时一起做匀加速直线运动，由动能定理可得 (M+m)s血号（(M+m加i,代入数据解得o弓ms, 金属棒在磁场中切割磁场产生感应电动势，由法拉第电 磁感应定律可得E=BLo,由闭合回路的欧姆定律可得 上是，则导体棒刚进人蓝场时受到的安培力为F=B: 0.18N。 (2)金属棒进入磁场以后因为瞬间受到安培力的作 用，根据楞次定律可知金属棒的安培力沿斜面向上，之 后金属棒相对导体框向上运动，因此金属棒受到导体框 给的沿斜面向下的滑动摩擦力，因匀速运动，可有 mgsin a+-umgcos a=F安，此时导体框向下做匀加速运动， 根据牛顿第二定律可得Mgsin a-umgcos a=Ma,设磁场 区域的宽度为x,则金属棒在磁场中运动的时间为t= 戈，则此时导体框的速度为=o+,则导体框的位移 =g+分因此导体框和金属棒的相对位移为△= x=子心，由题意知当金属棒离开磁场时金属框的上端 EF刚好进人线框，则有位移关系so一△x=x,金属框进入 磁场时匀速运动，此时的电动势为E,=B,1B,导 R 体框受到向上的安培力和滑动摩擦力，因此可得Mgsina= umgcos a+BIl,联立以上可得x=0.3m,a=5m/s2,m= 0.02kg,=0.375。 (3)金属棒出磁场以后，速度小于导体框的速度， 因此受到向下的摩擦力，做加速运动，则有mgsin a+ mgcos a=ma,金属棒向下加速，导体框匀速，当共速 时导体框不再匀速，则有v+t=1,导体框匀速运动的 距离为，代人数据解得号m高m。N 高中物理选择性必修第二册（人教版） 感知 1.(2024·湖南·高考真 题)如图，有一硬质 0-- 导线Oabc,其中abc 0 是半径为R的半圆弧， b为圆弧的中点，直 第1题图 线段Oa长为R且垂直于直径ac。该导线 在纸面内绕O点逆时针转动，导线始终 在垂直纸面向里的匀强磁场中。则O、α、 b、c各点电势关系为( A.PoPaPu>Pe B.Po<p<p<Pe C.Pop>PL=Pe D.po<9<9=P。 2.(2024·高考广东卷)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，结构如图甲所示。两对永磁铁 可随发动机一起上下振动，每对永磁铁 间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度 大小均为B。磁场中，边长为L的正方形 线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁 场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁 振动时磁场分界线不会离开线圈。关于 图乙中的线圈。下列说法正确的是 线 ·XX 场分界线 ××× 甲 第2题图 54)练 高考 A.穿过线圈的磁通量为 B.永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感 应电动势越大 C.永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感 应电动势越小 D.永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应 电流的方向为顺时针方向 3.(2024高考江苏卷)如图所示，在绝缘的 水平面上，有闭合的两个线圈a、b,线 圈a处在匀强磁场中，现将线圈a从磁场 中匀速拉出，线圈a、b中产生的感应电 流方向分别是()×× A.顺时针，顺时针 ××I B.顺时针，逆时针 ×× ai a C.逆时针，顺时针 ×× D.逆时针，逆时针 第3题图 4.(多选)(2024·高考湖南卷)某电磁缓冲 装置如图所示，两足够长的平行金属导 轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻 值为R的定值电阻相连，导轨BC段与 BC1段粗糙，其余部分光滑，AA1右侧处 于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m 的金属杆垂直于导轨放置。现让金属杆 以初速度o沿导轨向右经过AA,进入磁 场，最终恰好停在CC,处。已知金属杆接 入导轨之间的阻值为R,与粗糙导轨间的 摩擦因数为4，AB=BC=d。导轨电阻不 计，重力加速度为g,下列说法正确的 是() B IC ×××!×××× 第4题图 A.金属杆经过BB,的速度为0 2 B.在整个过程中，定值电阻R产生的热 量为2mi-mgd C.金属杆经过AABB与BBC,C区域，金 属杆所受安培力的冲量相同 D.若将金属杆的初速度加倍，则金属杆 在磁场中运动的距离大于原来的2倍 5.(2023·辽宁)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() ●7 第5题图 e 第二章电磁感应。 6.(多选)(2023·辽宁)如图，两根光滑平 行金属导轨固定在绝缘水平面上，左、 右两侧导轨间距分别为d和2d,处于竖 直向上的磁场中，磁感应强度大小分别 为2B和B。已知导体棒MN的电阻为R、 长度为d,导体棒PQ的电阻为2R、长度 为2d,PQ的质量是MN的2倍。初始时 刻两棒静止，两棒中点之间连接一压缩 量为L的轻质绝缘弹簧。释放弹簧，两 棒在各自磁场中运动直至停止，弹簧始 终在弹性限度内。整个过程中两棒保持 与导轨垂直并接触良好，导轨足够长且 电阻不计。下列说法正确的是() M 0 第6题图 A.弹簧伸展过程中，回路中产生顺时针 方向的电流 B.PQ速率为v时，MW所受安培力大小 为4BB 3R C.整个运动过程中，MN与PQ的路程之 比为2：1 D.整个运动过程中，通过MN的电荷量 为驶 7.(多选)(2022·广 YA 东)如图所示，水 线圈 平地面(xOy平面) 下有一根平行于y轴 且通有恒定电流I的 第7题图 练 55 高中物理选择性必修第二册（人教版） 长直导线。P、M和N为地面上的三点， P点位于导线正上方，MN平行于y轴， PN平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈 圆心在P点，可沿不同方向以相同的速 率做匀速直线运动，运动过程中线圈平 面始终与地面平行。下列说法正确的有 () A.N点与M点的磁感应强度大小相等， 方向相同 B.线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的 磁通量不变 C.线圈从P点开始竖直向上运动时，线 圈中无感应电流 D.线圈从P到M过程的感应电动势与从 P到N过程的感应电动势相等 8.(2022·北京)如图所示平面 内，在通有图示方向电流1的 长直导线右侧，固定一矩形金 属线框abcd,ad边与导线平第8题图 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a→b→ c→d→a B.线框中产生的感应电流逐渐增大 C.线框ad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.(2022·辽宁)如图所示，两平行光滑长直 金属导轨水平放置，间距为L。abcd区域 有匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向 竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属 杆M以初速度o向右运动，磁场内的细 金属杆N处于静止状态。两金属杆与导 轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂 (56)练 直。两杆的质量均为m,在导轨间的电 阻均为R,感应电流产生的磁场及导轨 的电阻忽略不计。 (1)求M刚进入磁场时受到的安培力F 的大小和方向。 (2)若两杆在磁场内未相撞且N出磁场 时的速度为兮，求： ()N在磁场内运动过程中通过回路 的电荷量q; (i)初始时刻N到ab的最小距离x。 (3)初始时刻，若N到cd的距离与第 (2)问初始时刻的相同，到ab的距 离为kx(k>1),求M出磁场后不与 N相撞条件下k的取值范围。 第9题图 第二章电磁感应。 10.(2021·全国乙卷)如图，一倾角为α的 光滑固定斜面的顶端放有质量M=0.06kg 的U形导体框，导体框的电阻忽略不 计；一电阻R=3Ω的金属棒CD的两端 置于导体框上，与导体框构成矩形回路 CDEF;EF与斜面底边平行，长度l= 0.6m。初始时CD与EF相距so=0.4m, 金属棒与导体框同时由静止开始下滑， 金居棒下滑距离1名。m后进入一方向 垂直于斜面的匀强磁场区域，磁场边界 (图中虚线)与斜面底边平行；金属棒在 磁场中做匀速运动，直至离开磁场区 域。当金属棒离开磁场的瞬间，导体框 的EF边正好进入磁场，并在匀速运动 一段距离后开始加速。已知金属棒与导 体框之间始终接触良好，磁场的磁感应 强度大小B=1T,重力加速度g取10ms2, sina=0.6。求： (1)金属棒在磁场中运动时所受安培力 的大小。 (2)金属棒的质量以及金属棒与导体框 之间的动摩擦因数。 (3)导体框匀速运动的距离。 第10题图 练(（57