课时测评12 电磁感应中的电路及图像问题-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（粤教版）

课时测评12　电磁感应中的电路及图像问题 (时间：30分钟　满分：40分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－5题，每题4分，6－9题，每题5分，共40分) 1．如图甲所示，线圈总电阻r＝0.5 Ω，匝数n＝10，其端点a、b与R＝1.5 Ω的电阻相连，穿过线圈的磁通量变化规律如图乙所示。关于a、b两点电势φa、φb及两点电势差Uab，正确的是(　　) A．φa>φb，Uab＝1.5 V B．φa<φb，Uab＝－1.5 V C．φa<φb，Uab＝－0.5 V D．φa>φb，Uab＝0.5 V 答案：A 解析：从题图乙可知，穿过线圈的磁通量是增大的，根据楞次定律，感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，即感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向外，根据右手螺旋定则可知，线圈中感应电流的方向为逆时针方向。在回路中，线圈相当于电源，由于电流的方向是逆时针方向，所以a相当于电源的正极，b相当于电源的负极，所以a点的电势高于b点的电势。根据法拉第电磁感应定律得E＝n＝10× V＝2 V，I＝＝ A＝1 A。a、b两点的电势差等于电路中的路端电压，所以Uab＝IR＝1.5 V，故A正确。 2．如图所示，一匝数为N，面积为S、总电阻为R的圆形线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面。当线圈由原位置翻转180°，此过程中通过线圈导线横截面的电荷量为(　　) A． B． C． D． 答案：B 解析：由于开始时线圈平面与磁场方向垂直，把线圈翻转180°，有ΔΦ＝2BS，则通过线圈导线横截面的电荷量q＝N＝，选项B正确，A、C、D错误。 3．(2024·广州市高二期末)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ρ、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。t＝0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，则在t＝0到t＝t1的时间内(　　) A．圆环所受安培力的方向始终不变 B．圆环中的感应电流始终沿逆时针方向 C．圆环中的感应电流大小为 D．圆环中的感应电动势大小为 答案：C 解析：根据B-t图像，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针，在t0时刻，磁场的方向发生变化，故安培力方向在t0时刻发生变化，t＝0至t＝t0时间内，安培力向左，t＝t0至t＝t1时间内，安培力向右，故A、B错误；由闭合电路欧姆定律得I＝，又根据法拉第电磁感应定律得E＝＝·＝，由电阻定律有R＝ρ，联立解得I＝，故C正确，D错误。故选C。 4．(2024·潮州市高二统考期末)如图所示，在一磁感应强度为B的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距L的平行金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R的电阻。导轨上垂直放置着金属棒ab，其接入电路的电阻为r。当金属棒在水平拉力作用下以速度v向左做匀速运动时(　　) A．ab棒所受安培力向右 B．N、Q间电势差为BLv C．a端电势比b端电势低 D．撤去拉力后ab棒所受安培力向左 答案：A 解析：金属棒在水平拉力作用下以速度v向左做匀速运动，根据右手定则，可知感应电流方向沿b→a，根据左手定则可知ab棒所受安培力向右，故A正确；金属棒切割磁感线的感应电动势为E＝BLv，回路中的感应电流为I＝，N、Q间电势差为U＝IR，解得U＝，故B错误；根据上述分析可知ab棒相当于一个等效电源，且a端为等效电源的正极，可知a端电势比b端电势高，故C错误；撤去拉力后ab棒速度方向仍然向左，根据右手定则，感应电流方向仍然沿b→a，根据左手定则可知ab棒所受安培力仍然向右，故D错误。故选A。 5．(2024·广州市高二统考期末)固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，边长为l，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线。磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。现有一段与ab段的材料、粗细、长度均相同的电阻丝PQ架在导线框上，如图所示。若PQ以恒定的速度v从ad滑向bc，当其滑过l的距离时，通过aP段电阻的(　　) A．电流大小为，方向由P到a B．电流大小为，方向由a到P C．电流大小为，方向由P到a D．电流大小为，方向由a到P 答案：A 解析：PQ右移切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，外电路由Pa与Pb并联而成，PQ滑过时的等效电路如图所示。 PQ切割磁感线产生的感应电动势大小为E＝Blv，电流方向由Q指向P，外电路总电阻为R外＝＝R，电路总电流为I＝＝＝，aP段电流大小为IaP＝I＝，方向由P到a。故选A。 6．如图甲所示，圆形导线框O固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向外，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示。若规定顺时针方向为感应电流的正方向，则下列各图中能正确描述圆形导线框中感应电流随时间t变化规律的是(　　) 答案：A 解析：据楞次定律可知，在0～1 s内，圆形导线框中产生顺时针的感应电流，与规定的正方向相同，据法拉第电磁感应定律E＝＝S可知，产生的感应电动势恒定，形成的感应电流恒定，对比选项可知，A正确。 7．(2024·珠海市高二统考期末)如图所示，在光滑的水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，t＝0线框在水平外力的作用下，从静止开始向右始终做匀加速直线运动，bc边刚进入磁场的时刻为t1，ad边刚进入磁场的时刻为t2，设线框中通过的磁通量为Φ，产生的感应电流的大小为i，则Φ、i随时间t变化关系图像正确的是(　　) 答案：C 解析：根据题意，设线框做匀加速直线运动的加速度为a，由运动学公式可得，bc边刚进入磁场的速度为v0＝at1，进入磁场后，线框进入磁场的距离为s＝v0(t－t1)＋a(t－t1)2＝at2－at，则线框中通过的磁通量为Φ＝BS＝BLs＝BLat2－BLat，可知，Φ-t图像为抛物线，故A、B错误；结合上述分析可知，bc边进入磁场后的感应电动势为E＝BLv＝BLat(t1≤t≤t2)，感应电流为i＝＝·t(t1≤t≤t2)，可知，i-t图像为反向延长线过原点的直线，故D错误，C正确。故选C。 8．(2025·广东模拟)将一根涂有绝缘层的细导线绕成如图所示的线圈，再将线圈和阻值为R的定值电阻构成闭合回路，线圈内部存在方向垂直纸面向外的变化磁场，已知细导线的电阻为r，闭合回路所构成的矩形的面积为S1，两个线圈构成的小圆的面积均为S2，磁感应强度大小随时间变化的规律为B＝B0＋kt，B0和k均为大于零的常数，下列说法正确的是(　　) A．定值电阻中的电流方向为a流向b B．闭合回路中的感应电动势为k(S1－2S2) C．定值电阻两端的电流大小为 D．定值电阻两端的电压为 答案：D 解析：闭合回路的磁通量增加，由楞次定律和右手螺旋定则可知，定值电阻中的电流方向为b流向a，故A错误；矩形线圈产生的感应电动势E1＝S1＝kS1，两个小圆线圈产生的感应电动势E2＝2S2＝2kS2，由楞次定律可知，两部分感应电动势的方向相同，所以总电动势E＝E1＋E2＝k(S1＋2S2)，故B错误；定值电阻中的电流大小I＝＝，故C错误；定值电阻中的电流是恒定电流，定值电阻两端的电压U＝IR＝，故D正确。故选D。 9．在水平光滑绝缘桌面上有一边长为L的正方形线框abcd，被限制在沿ab方向的水平直轨道自由滑动。bc边右侧有一正直角三角形匀强磁场区域efg，直角边ge和ef的长也等于L，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示，线框在水平拉力作用下向右以速度v匀速穿过磁场区域，若图示位置为t＝0时刻，设逆时针方向为电流的正方向。则感应电流i-t图像正确的是(时间单位为)(　　) 答案：D 解析：bc边的位置坐标x在0～L的过程，根据楞次定律判断可知线框中感应电流方向沿a→b→c→d→a，为正值。线框bc边有效切线长度为l＝L－vt，感应电动势为E＝Blv＝B(L－vt)·v，随着t均匀增加，E均匀减小，感应电流i＝，则感应电流均匀减小。同理，x在L～2L过程，根据楞次定律判断出来感应电流方向沿a→d→c→b→a，为负值，感应电流仍均匀减小，故A、B、C错误，D正确。 学生用书第58页 学科网（北京）股份有限公司 $