课时分层检测(64)法拉第电磁感应定律、自感和涡流-【创新大课堂】2026年高三物理一轮总复习

左手定则，可知b盘沿顺时针方向（俯视）转动，！ A、B、D错误，C正确，门 10.AD[根据安培定则，开关闭合时铁芯上产生： 水平向右的磁场，开关闭合后的瞬间，根据楞 次定律，直导线上将产生由北向南的电流，根： 据安培定则，直导线上方的磁场垂直纸面向 里，故小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向！ 转动，A项正确；开关闭合并保持一段时间后， 直导线上没有感应电流，故小磁针的N极指 北，B、C项错误：开关闭合并保持一段时间再： 断开后的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产 生由南向北的电流，这时直导线上方的磁场垂 直纸面向外，故小磁针的N极朝垂直纸面向 外的方向转动，D项正确，] 11.答案(1)滑动变阻器和灵敏电流表 (2)机械电磁场电(3)ABD 解析(1)某同学选择了电源、开关和带铁芯 的原、副线圈，还需选择的器材有：滑动变阻器： 和灵敏电流表 ②)从能量转化的角度来看，闭合电路的部分 导体切割磁感线而产生感应电流的过程中机！ 械能转化为电能：若闭合电路中的感应电流是： 因磁感应强度发生变化而产生的，则是磁场能！ 转化为电能. (3)甲图中N极插入螺线管时，向下的磁通量 增加，根据楞次定律可知，电流表的电流从 “十”接线柱流入，则指针偏转方向向右，选项！ A正确：乙图中感应电流从“一”接线柱流入电！。 流表，根据右手螺旋定则可知螺线管内部的磁！ 场方向向下，选项B正确：丙图中感应电流从 “十”接线柱流入电流表，则根据右手螺旋定则！ 可知螺线管内部的磁场方向向上，则图中条形！ 磁体向上运动，选项C错误：丁图中感应电流！ 从“十”接线柱流入电流表，条形磁体向上运 动，则螺线管中感应电流的磁场向下，则螺线！ 管的绕线方向从上往下看为顺时针方向，选项 D正确 12.CD[若线圈静止在导线正上方，当导线中通 过正弦交流电，由对称性可知，通过线圈的磁！ 通量为零，变化量为零，感应电流为零，故A 错误：若线圈在恒定电流正上方由西向东运！ 动，由对称性可知，通过线圈的磁通量为零，变 化量为零，感应电流为零，安培力为零，故B错！ 误：根据通电直导线周围的磁感线分布特点， 检测线圈自北靠近直导线到导线正上方的过： 程中，穿过线圈的磁场有向下的分量，且磁通 量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可： 知，线圈中的电流方向（俯视）先逆时针后顺时 针：当检测线圈逐渐远离直导线的过程中，穿 过线圈的磁场有向上的分量，磁通量先增大后！ 减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的 身清向空时共到 到安培力在水平方向的分量一直向北，故！ D正确，门 课时分层检测（六十四） 1.B[按线圈绕向可以将线圈分成两部分，不规！ 则部分和大圆部分产生的感应电动势叠加，大 小为E=AB(5十S1)=(S,十S1),小图部分 产生的感应电动势的方向与不规则部分产生的· 感应电动势相反，大小为E,=A5S,=6S,则 △ 线圈产生的感应电动势大小为E=瓦一E,= k(S?十S1一S2),故B正确.] 2.A[导体棒ab切割磁感线在电路部分的有效 长度为d,故感应电动势为E-Bdw,回路中感1 应电流为上卡，根据右手定则，判断电流方向 为b流向a,故导体棒ab所受的安培力为F=! BId=Bd巴，方向向左，故选A] R 3.D[磁感应强度B先正向减小后反向增大，根！ 据楞次定律和安培定则可知R2中的电流方向} 一直向左，A错误：根据法拉第电磁感应定律得】 E=mS5=1W2)=2mB,B错误：由 A 题图乙可知磁感应强度B一直在发生变化，所} 以1=1。时刻，回路中的电流不为零，C错误：根！ 据闭合电路欧姆定律可知，R1消耗的电功率为 E P-RRR R-R24R 一，由此可知， 当R1=R2时，R1消耗的电功率最大，D正确.] A[磁体从题图乙位置开始转动时，导致通过} 铝笼裁面的磁通量增加，从而产生感应电流，方！ 向为a6c之da,因而受到安培力作用，导 致铝笼转动，所以铝笼是因为受到安培力而转 动的，A项正确，C项错误：根据楞次定律可知，} 为阻碍磁通量增加，则导致铝笼与磁体转动方 向相同，但快慢不相同，铝笼的转速一定比磁体 的转速小，B项错误：当磁体停止转动后，如果 忽略空气阻力和摩擦阻力，由于铝笼转动的过 程中仍然能产生感应电流，所以铝笼会受到反 方向安培力作用逐渐减速直到停止运动，D项 错误， AD[由法拉第电磁感应定律可知磁场变化时： 才会产生感生电场，故A正确：变化的磁场在 真空室中激发出的电场为无源场，电场线为封 闭曲线，与静电场不同，故B错误：当题图乙中 感生电场沿逆时针方向时，电子沿顺时针方向！ 加速运动，故C错误：题图甲线圈中的电流增 大的过程中，竖直向上的磁场增强，由楞次定律 可知题图乙中形成顺时针方向的感生电场，故！ D正确.] A[根据右手定则可知，回路中感应电流的方 向为逆时针方向，故C正确：根据左手定则可 知，回路中ab边电流的方向为a→b,磁场的方， 向向外，所以安培力的方向向左；同理，cd边电 流的方向为c→d,磁场的方向向里，所受安培 力方向向左，即ab边与cd边所受安培力方向， 相同，故A错误；ab边切割磁感线产生的电动 势b端为等效电源的正极，(d边切剖磁感线产！ 生的电动势c端为等效电源的负极，故回路中 感应电动势为E=2B0,故B正确：此时回路 中有一半面积磁场垂直纸面向外，一半面积磁 场垂直纸面向内，因此穿过回路的磁通量为零，！ 故D正确.] 答案(1) (2)2mgR 2 解析(1)根据法拉第电磁感应定律有 E=· △t (2)由题图可知线框受到的安培力大小为 A=Bn-哭-然·！ 当线框开始向上运动时有FA一g 解得o=2T 2mgR D「由于导体中产生了涡流，根据Q=R1可！ 知，制动过程中，导体会发热，A错误：导体运动 速度越大，穿过导体中回路的磁通量的变化率} 越大，产生的涡流越大，则所受安培力，即制动 力越大，即制动力的大小与导体运动的速度有 关，B错误：根据楞次定律，可知，原磁场对涡流 的安培力总是要阻碍导体的相对运动，即改变 线圈中的电流方向，导体受到的安培力仍然为 阻力，C错误：制动过程中，导体的速度逐渐减 小，穿过导体中回路的磁通量的变化率变小，产 生的涡流变小，则所受安培力，即制动力变小，！ D正确.] BD[突然断开开关，由于螺线管的自感现象， 线圈产生自感电动势，使得电流11（向右）不能 突变，而是逐渐变为0，L逐渐熄灭，由于二极！ 管的单向导电性，L2马上熄灭，由于I1>I3,所！ 以L闪亮后熄灭，故A错误，B正确；穿过线圈！ 内的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈和螺 线管间将有引力作用，线圈向右摆动，且有扩张 趋势，线圈中的感应电流方向为逆时针方向（从 左向右看)，故C错误，D正确，门 0.BCD[两根导线长度相同，有2πr1=2πr2X2, 12 2 即门二之，则两圆环面积之比为号一了' 了，故A错误； 4 根据法拉第电磁感应定律有E= 537 可得营子B正： 两导线完金相同有片=，故C 正确： 通过的电荷量g=n△BS,可得 R ，故 D正确.] .C[根据右手定则，a端相当于电源正极，b 端为负极，a端电势高于b端电势，故A错误； 当导体杆ab和直径重合时，切割磁感线的有 效长度1=2R,此时产生的感应电动势最大， ab杆切割磁感线产生的感应电动势为E 立Bw=2BR2,故B错误：根据法拉第电磁 感应定律可知，全过程中，ab杆平均电动势为 E=△=BR'a,故C正确：当0=120°时，ab 杆切割磁感线的有效长度l'=√5R,ab杆切割 磁感线产生的感应电动势为E=号B1?。 子BRw,故D错误.门 答案9。尽”，方向水平向左 (2)3Bh Bo2h1 10 ,(3)4rR 解析(1)由题图可知1=0时线框切割磁感 线产生的感应电动势为E=2Bohw十B,h)= 3Bh,则感应电流大小为I=R E 3Bohu R 线框所受的安培力为 F=2Bo 3Boh十B 3B。h巴h=9BN R R R 方向水平向左： (2)在x时刻，ab边运动到距区域I的左边界 宁处，线框的递废近似为车，此时线框被 固定， 则t=1.2x时穿过线框的磁通量为 市16R:子-A·合-8B 10 方向垂直纸面向里： (3)2x一3x时间内，Ⅱ区磁感应强度也线性减 小到0，则有E=4师B2 Boh" △1 T E'Bh2 感应电流大小为1=卡-2讯，则2x一3r时间 Bo h 内，线框中产生的热量为Q=2Rx= 4πR 由法拉第电磁感应定律可知，E9 西的单位为V·s,由Q=It可知，Q的单位为 A·s,则QUU与I的单位相同均为V·A·s, A错误，符合题意：由题图可知，从单位角度分 析有M三号=：三Q,B正确，不符合题 意：由R=号知亡=京，可以用来描迷物体 的导电性质，C正确，不符合题意：由电感的定 义1=9-会曾以及法拉第电险感应定排7 解得E=L △Φ ,D正确，不符合题意，] 课时分层检测（六十五） A[由右手定则可知，通过MN的电流方向为 N→M,电路闭合，流过电阻R的电流方向由b 到d,B、D错误：导体杆切割磁感线产生的感应 电动势为E=B,导体杆为等效电源，其电阻 为等效电源内阻，由闭合电路欧姆定律可知， E U=IR=求·R=2Bl,A正确，C错误.] D[有效切割长度即 a、b连线的长度，如图所 B b 示，由几何关系知有效 R ××× 切割长度为√2R,所以产 0 XX 生的电动势为E=BLw= B·√2R,电流的方向 XXx课时分层检测（六十四） 法拉乡 基础达标练 1.将一根绝缘硬质细导线顺次绕成 如图所示的线圈，其中大圆面积为 S1,小圆面积为S2,不规则形状的 面积为S3,垂直线圈平面方向有一 随时间t变化的磁场，磁感应强度 大小B=B。十k1,B。和k均为大于零的常量.则 线圈中总的感应电动势大小为 ( ) A.k(S3-S2) B.k(S3+S1-S2) C.k(S3-S1-S2) D.k(S3+S2-S1) 2.(2024·高考甘肃卷)如图，相距为 ×××× d的固定平行光滑金属导轨与阻值 为R的电阻相连，处在磁感应强度 R 大小为B、方向垂直纸面向里的匀 强磁场中长度为L的导体棒ab沿 导轨向右做匀速直线运动，速度大 小为.则导体棒ab所受的安培力为 ( A B2d2v °尺”，方向向左 R,方向向右 ,方向向左 方向向右 D 3.如图甲所示，正方形虚线框为匀强磁场区域的边：6 界，取垂直纸面向里为正方向，磁感应强度B随 时间t变化的规律如图乙示.匝数为n、半径为 r的导线圈恰好处于虚线框的外接圆上，导线圈 与电阻箱R,、定值电阻R2组成回路，回路中的 其他电阻不计.以下说法正确的是 XX X A.R2中的电流方向先向左，再向右 B.回路中的电动势为不r2B 7 to C.t=to时刻，回路中的电流为零 D.R1=R2时，R1消耗的电功率最大 4如图甲所示为探究电磁驱动的实验装置.某个铝 笼置于U形磁体的两个磁极间，铝笼可以绕支点 自由转动，其截面图如图乙所示.开始时，铝笼和 磁体均静止，转动磁体，会发现铝笼也会跟着发 生转动，下列说法正确的是 A.铝笼是因为受到安培力而转动的 B.铝笼转动的速度的大小和方向与磁体相同 413 第电磁感应定律、自感和涡流 C.磁体从图乙位置开始转动时，铝笼截面abcd 中的感应电流的方向为a→d→c→b→a D.当磁体停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦 阻力，铝笼将保持匀速转动 (多选)电子感应加速器 基本原理如图所示，图甲 的上、下两个电磁铁线圈 真空室 中电流的大小、方向可以 变化，产生的感生电场使 真空室中的电子加速.如 图乙所示，从上向下看电 甲侧视图 子沿逆时针方向运动.下 列说法正确的是() A.磁场变化才能产生感 生电场 B.变化的磁场在真空室 靶 、电子枪 乙真空室俯视图 中激发出的电场与静 电场完全相同 C.当图乙中感生电场沿逆时针方向时，电子沿逆 时针方向加速运动 D.图甲线圈中的电流增大的过程中，图乙中形成 顺时针方向的感生电场 如图所示，空间存在两个磁 MOP 场，磁感应强度大小均为B, 方向相反且垂直纸面，MN、 × PQ为其边界，OO为其对称 轴.一导线折成边长为1的 6 正方形闭合回路abcd,回路 NOO 在纸面内以恒定速度0向 右运动，当运动到关于OO对称的位置时，下列 说法不正确的是 A.回路中ab边与cd边所受安培力方向相反 B.回路中感应电动势大小为2Blvo C回路中感应电流的方向为逆时针方向 D.穿过回路的磁通量为零 (2023·天津卷·11)如图，有 一正方形线框，质量为m,电 阻为R,边长为，静止悬挂 着，一个三角形磁场垂直于线 框所在平面，磁感线垂直纸面 '××× 向里，且线框中磁区面积为线 ××××X XXXXXXx 框面积一半，磁感应强度变化 B=k1(k>0),已知重力加速 XX×××X××× 度g,求： (1)感应电动势E; (2)线框开始向上运动的时刻t0. 能力提升练 8.汽车使用的电磁制动原 电源 理示意图如图所示，当 mm 导体在固定通电线圈产 铁芯 线卷 生的磁场中运动时，会 产生涡流，使导体受到 阻碍运动的制动力.下 列说法正确的是( 旋转轴运动导体（转盘） A.制动过程中，导体不会发热 B.制动力的大小与导体运动的速度无关 C.改变线圈中的电流方向，导体就可获得动力 D.制动过程中导体获得的制动力逐渐减小 9.(多选)如图所示，三个灯 泡L1、L2、L3规格相同，螺 线管和二极管的导通电阻 可以忽略.竖直悬挂的线 圈中心轴线与螺线管的轴 线水平共线.现突然断开 开关S,将发生的现象是 ( A.L1逐渐熄灭，L2、L3逐渐熄灭 B.L1逐渐熄灭，L2立即熄灭，L3先变亮后熄灭 C.线圈向左摆动，并有收缩趋势 D.线圈中的感应电流为逆时针（从左向右看） 10.（多选)如图所示，用两根完全 相同的带有绝缘外皮的导线 首尾相接，分别绕制成一个单 匝闭合圆环和两匝闭合圆环， 把它们垂直放在随时间均匀变化的同一磁场 中，下列说法正确的是 ( ) A.穿过两环的磁通量之比为2：1 B.两环的感应电动势之比为2：1 C.两环的感应电流之比为2：1 D.相同时间内通过两环任一截面的电荷量之比 为2：1 11.如图所示，在半径为 R的圆形区域内存 XXX 在垂直于平面向里 的匀强磁场，磁感应 XXXXX 强度大小为B,圆外 无磁场.一根长为 2R的导体杆ab水平 a 放置，a端处在圆形磁场的下边界，现使杆绕a 端以角速度w逆时针匀速旋转180°，在旋转过 程中 ) A.b端的电势始终高于a端 B.ab杆的电动势最大值E=BR2w C.全过程中，ab杆平均电动势E=BR2w D.当杆旋转0=120时，ab间电势差Uh=2BR2w 12.光滑绝缘的水平面上有垂直平面的匀强磁场， 磁场被分成区域I和Ⅱ，宽度均为h,其俯视图 如图(a)所示，两磁场磁感应强度随时间t的变 化如图(b)所示，0~x时间内，两区域磁场恒定， 方向相反，磁感应强度大小分别为2B。和B。, 一电阻为R,边长为h的刚性正方形金属框： -414 abcd,平放在水平面上，ab、cd边与磁场边界平 行.t=0时，线框ab边刚好跨过区域I的左边 界以速度v向右运动.在x时刻，ab边运动到距 区域【的左边界号处，线框的速度近似为零，此 时线框被固定，如图(a)中的虚线框所示.随后 在x~2x时间内，I区磁感应强度线性减小到 0,Ⅱ区磁场保持不变；2x~3x时间内，Ⅱ区磁感 应强度也线性减小到0.求： 2B b X -Bo h (a) (b) (1)t=0时线框所受的安培力F； (2)1=1.2x时穿过线框的磁通量Φ； (3)2x一3x时间内，线框中产生的热量Q. 强基培优练 3.(2024·高考北京卷)电荷量Q、电压U、电流I 和磁通量Φ是电磁学中重要的物理量，其中特 定的两个物理量之比可用来描述电容器、电阻、 电感三种电磁学元件的属性，如图所示.类似 地，上世纪七十年代有科学家预言Φ和Q之比 可能也是一种电磁学元件的属性，并将此元件 命名为“忆阻器”，近年来实验室已研制出了多 种类型的“忆阻器”.由于“忆阻器”对电阻的记 忆特性，其在信息存储、人工智能等领域具有广 阔的应用前景.下列说法错误的是 电压 电荷量 U 电容器 Q U 电阻 忆阻器 M-Q 电感 φ L=I 电流 磁通量 Y Φ A.QU的单位和ΦI的单位不同 B.在国际单位制中，图中所定义的M的单位是 欧姆 C.可以用来描述物体的导电性质 D.根据图中电感L的定义和法拉第电磁感应定 律可以推导出自感电动势的表达式E=L △