专项突破8 电磁感应中的电路问题-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）

(3)当磁感应强度均变为2B时，粒子在磁场里运动的轨道 半径为R'三由几何关系知，粒子在两个磁场中的圆心角 均为120°，粒子运动的周期为T=2πm=m因此粒子在 2Bg Bq 每个磁场中运动的时间均为写工粒子想要在无磁场区域运 动时间最长，需路程最长，由此可得轨迹如图所示 ·0 0 电系不付说 (552πm +eos30-（6m+3)B两 专项突破7楞次定律的广义表述 1.B解析：AB.磁铁靠近铝环，铝环中的磁通量变大，根据 楞次定律可知，要想阻碍铝环中磁通量变化，铝环会有缩小 趋势，且远离磁铁，A错误，B正确：C.磁铁靠近铝环，铝环中 磁感线方向向右，磁通量增大，根据楞次定律及右手螺旋定 则可知，要想阻碍磁通量变化，铝环中应产生逆时针方向电 流（从A向B看），C错误：D.能量是守恒的，不可能凭空产 生，D错误故选B. 2.B解析：B.第一种情形下，小磁铁只受重力的作用，则小磁 铁做自由落体运动，第二种情形下，穿过导线的磁通量发生 变化，导线中有感应电流产生，则电流传感器有示数，故B正 确；A.小磁铁下落速度越大，导线中产生的感应电流越大， 对小磁铁的阻碍作用越大，小磁铁的合力越小，加速度越小， 所以小磁铁在第二种情形下不是匀变速运动，故A错误： C.由以上分析可知，第一种情形小磁铁的加速度较大，则小 磁铁下落过程所用的时间较短，t1<2,故C错误；D.第一种 情形小磁铁的机械能守恒，则有meh=之m,第二种情形由 能量守恒定律得mgh=2m听+Q,显然>2，故D错误故 选B. 3.C解析：吉他弦向右靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增大， 线圈中产生感应电流，由“来拒去留”可知吉他弦受到向左 的安培力，由“增缩减扩”可知线圈有收缩趋势，故ABD错 误，C正确.故选C. 4.A解析：A.当带负电的绝缘圆环α顺时针加速旋转时，相 当于逆时针方向的电流在增大，根据右手螺旋定则，其内 (金属圆环α内)有垂直纸面向外的磁场，其外（金属圆环b 处)有垂直纸面向里的磁场，并且磁场的磁感应强度在增 大，金属圆环b包围的面积内的磁场的总磁感应强度垂直纸 参考答案与解析 面向外（因为向外的比向里的磁通量多，向外的是全部，向 里的是部分)且增大，根据楞次定律，b中产生的感应电流的 磁场垂直纸面向里，磁场对电流的作用力向外，故b中产生 顺时针方向的感应电流，根据左手定则，磁场对感应电流的 作用力向外，所以有扩张趋势，故A正确；B.同理可得，当a 顺时针减速转动时，b产生逆时针方向电流并有收缩趋势， 故B错误；C.同理可得，当α顺时针匀加速转动时，b产生顺 时针方向电流并有扩张趋势，故C错误；D.当α顺时针匀速 转动时，相当于恒定不变的逆时针方向电流，金属圆环b包 围的面积内的磁通量不变，b不产生感应电流，b不受安培 力，没有收缩趋势，故D错误，故选A. 5.BC解析：AB.线圈从位置1向位置2运动和从位置2向位 置3运动的这两个过程中，穿过线圈的磁通量先向上增加后 向上减小，根据楞次定律可知，从上往下看，线圈从位置1向 位置2运动和从位置2向位置3运动的这两个过程中，产生 的感应电流方向先沿顺时针方向后沿逆时针方向，故A错 误，B正确；C.线圈所受安培力的方向与运动方向相反，线 圈做减速直线运动，故C正确：D.线圈从位置1向位置2运 动的过程中，为了阻碍穿过线圈的磁通量增大，线圈有离开 磁铁的趋势，线圈对桌面的压力小于线圈的重力，在位置2 时，线圈对桌面的压力等于线圈的重力，从位置2向位置3 运动的过程中，为了阻碍穿过线圈的磁通量减小，线圈有靠 近磁铁的趋势，线圈对桌面的压力大于线圈的重力，故D错 误故选BC 专项突破8电磁感应中的电路问题 1.D解析：A.利用微元法，将圆盘看作由沿半径方向的一根 根细导线构成，每一根细导线均等效为一个电源，所有等效 电源为并联关系，则电动势为E=BL上=】B,可知电 22 动势大小一定，根据右手定则，电动势方向一定，圆盘发电机 产生的是直流电，故A错误；B.结合上述可知，法拉第圆盘 发电机的电动势为2B0L,故B错误；C,感应电流为1： R+,电源的输出功率为P=rR= =4R),故C错误D.结 PRR=1,可知电 合上述可知，电源的效率为n=P(R+r)R+ -= r 1*R 阻R越大，电源的效率越高，故D正确.故选D. 2.D解析：A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α，故A错误； B,矩形线圈产生的感应电动势E,=S,=ks,两个小圆线 圈产生的感应电动势E2=2S,=2%S2,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=E,+E2= k(S+2S,),故B错误，C.定值电阻中的电流大小1= R+, k(S,+2S,）,故C错误，D.定值电阻中的电流是恒定电流，定 R+r 值电阻两端的电压U=R= (S+2S,）,故D正确故选D. R+r 黑白题53 3.D解析：A.由法拉第电磁感应定律知感应电动势为E= △Φ△BTr2B ,A项错误；B.由楞次定律知圆形金属线圈 △t△tto 中的感应电流方向为顺时针方向，金属线圈相当于电源，电 源内部的电流从负极流向正极，则电容器的下极板带正电， 上极板带负电，B项错误：C.由闭合电路欧姆定律得感应电 流为1R+R+R,3。,o时间内流过R的电荷量为g Tr2Bo Ito=- 3R,C项错误；D.稳定后线圈两端的电压为U=1(R,+ _2BTr R2)= ，D项正确故选D 3to 4BD解析：AB.由B=:可得，磁感应强度变化率为AB 长，由 电酸感应定律可得E9是，其中5=以，解得回路中产 生的感应电动势为E=AB.P=,设金属线框每个边的电 △t 阻为R,abgh正方形线框相当于电源，则有内阻为3R,外电 路的电阻为风，-075R,由楞次定律可，6点为等 效电源的正极，h点为等效电源的负极，则有d点电势比c点 ER外 电势低，由闭合电路欧姆定律可得U。R+,不 Q75R+3R075R=专证，A错误，B正确：CD.由欧蝴定律可 kL2 、Ud_kL 得UR35有e串联，电阻相等，则有UD 么，-答C结误，D正魔放选m 专项突破9电磁感应中的动力学问题 1.D解析：AB.线框完全离开磁场后的运动为a=g的匀加速 运动，由题意可知，加速度恒为+g,AB错误；C.cd边刚进入 磁场时，线框恰好做匀速直线运动，所受安培力等于重力，线 框完全进入磁场后的运动为a=g的匀加速运动，故cd边刚 离开磁场时竖直方向的分速度大于cd边刚进入磁场时竖直 方向的分速度，所受安培力大于重力，可知cd边离开磁场的 过程中做加速度减小的减速运动，根据C选项的图像，ab边 出磁场时，加速度为零，安培力等于重力，即此时的速度刚好 等于cd边进入磁场时的速度；而从ab边刚进人磁场到cd边 刚出磁场，线框的加速度为g,位移为：接下来再运动位移 为l时，加速度均小于g,ab边刚出磁场时速度肯定大于ab 刚进入磁场时的速度，所以加速度不可能为零，C错误：D.cd 边刚出磁场时的速度大小不确定，线框的加速度大于g、等 于g和小于g均有可能，D正确.故选D. 2(1)5/g电流方向由d到e(2)号T(3)见解析 解析：(1)在t=0时刻根据牛顿第二定律有F=m1a, 且由图可知，t=0时F=5N,代入得a=5m/s2, 由右手定则可知，cd棒的电流方向是由d到c. (2)由题知cd棒做匀加速直线运动，经过时间t,cd棒速度 为v=at, 选择性必修第二册·RJ 此时E=B=Ba,1=nE ΓR1+R2 则cd棒的安培力为F零=BL= B'Lat R1+R21 由牛顿第二定律得F-F安=m,a, 由以上各式整理得F=ma+R,+R' B'L'at 由图线可知t=2s,F=13N, 代入得B=4T 3 (3)①当mn左侧的匀强磁场与倾斜轨道平行斜向上时，f 棒受力如图1所示，当F,=m2gcos0时，cf棒在倾斜轨道上 的速度达到最大，之后ef棒飞离轨道，由于F,=BL= Ba,联立解得=4s R1+R2 m2g 图1 ②当mn左侧的匀强磁场与倾斜轨道平行斜向下时，ef棒受 力如图2所示.当2=m2gsin0时，ef棒在倾斜轨道上的速度 达到最大，之后ef棒减速并最终停在导轨上，且=P2= B'L'at u(m2gcos 0+F2),F2 =BIL= ,联立解得t2=21s. R1+R2 图2 专项突破10电磁感应中的动量问题 1.A解析：时间极短，可认为磁感应强度均匀变化，设线框左 右两边的磁感应强度差为△B,由动量定理可知有△BLIt 4BL4 R=mw=p,根据题意，A、B为同种均匀材料，可得 R 0,所以有PA-A△中4R:-1163 Pm。AD。`R,2x2×48,故选A 3 2.A解析：根据动量定理-BL=m×子-m,B1L=B☑= 4记，联立得=产L BL.Ad-BL.B 4R。 mR,放选A 3.C解析：A.两导体棒与导轨构成闭合回路，流过两导体棒 的电流相等，则两导体棒所受的安培力大小相等，由牛顿第 二定律得F=ma,可知导体棒P、Q的加速度大小之比为2： 1,故A错误；B.两导体棒P、Q组成的系统所受合力为零，则 系统的动量守恒，设最终达到的共同速度为v,由动量守恒 定律得m,=3m,解得=号，放B错误；C对导体棒P,由 动量定理得-B业=mm-m,又q=九，解得g=2,放C正 黑白题54心专项突破8 电磁感应中的电路 1.(2024·浙江台州期中)如图所示，一个半 径为L的金属圆盘在水平向右的匀强磁场 B中以角速度ω匀速转动，这样构成一个法 拉第圆盘发电机.假设其电动势为E,等效 内阻为π.下列说法正确的是 A.圆盘发电机产生的是交流电 B.法拉第圆盘发电机的电动势为E=BL B2Lw'r C.电源的输出功率为 4(R+r)2 D.电阻R越大，电源的效率越高 2.将一根涂有绝缘 ..0..0. 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π，闭合回 路所构成的矩形的面积为S,两个线圈构 成的小圆的面积均为S,,磁感应强度大小 随时间变化的规律为B=B。+t,B。和k均 为大于零的常数，则 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 (S1+S2) R+r k(S1+2S2） D.定值电阻两端的电压为 R+r 3.（2024·辽宁大连期末)在如图甲所示的电 路中，电阻R,=R2=R,圆形金属线圈半径为 r1,线圈导线的电阻也为R,半径为r2(r2< ,)的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里 问题 的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的 关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的交 点坐标分别为t和B。,其余导线的电阻不 计.t=0时闭合S,至t1时刻，电路中的电流 已稳定，下列说法正确的是 () ↑B A线圈中产生的感应电动势的大小为， to B.电容器下极板带负电 C.t时间内流过R,的电荷量为 ,Tr吃 中 BoTr2 D.稳定后线圈两端的电压为 3to 4.（2023·山东菏 导线 泽期中)（多 选)如图所示， 由同一金属材料制成的硬质金属线框，其中 abgh正方形线框无右边，cdef是正方形线 框，各边长度为L.h和d、g和c用导线相连 (导线电阻不计)，线框abgh放置在垂直纸 面向里的磁场中，金属框平面与磁场方向垂 直磁感应强度B随时间t均匀增加，变化 规律为B=t,下列说法正确的是() Ad点电势比c点电势高址 B.c点电势比d点电势高L2 C.f、e两点间的电势差与c、d两点间的相等 D.c、f两点间的电势差与f、e两点间的 相等 进阶突破·专项练09 心专项突破9 电磁感应中的动力 1.(2023·河北衡水中学质检)边长为1的正 方形线框以初速度vo水平抛出，在其正下 方有一宽度为2、水平足够长的垂直于纸面 向里的匀强磁场区域，如图所示.cd边刚进 入磁场时，线框恰好做匀速直线运动.以cd 边刚离开磁场时为计时起点，此后线框的 加速度与其竖直方向位移的关系图像可能 正确的是（忽略空气阻力，线框在此过程中 不发生转动，取竖直向下为正方向)（) 21 B D 2.（2024·四川成都模拟)如图甲所示，一对 足够长金属导轨由等宽的右侧水平导轨和 左侧倾斜导轨两部分在虚线mn处连接组 成，mn右侧存在竖直向下的匀强磁场，mn 左侧存在与倾斜轨道平行的匀强磁场（图 中未画出)，mn两侧磁场的磁感应强度B 大小相等(B的大小未知)，导轨的间距为 L=1.5m,倾角0=37°，在t=0时刻，置于倾 斜导轨上的ef棒由静止释放，置于水平导 轨上的cd棒在一水平向右的外力F的作用 下由静止开始做匀加速直线运动，外力随 10黑白题物理|选择性必修第二册·RJ 学问题 时间的变化规律如图乙所示，cd、ef棒的质 量分别为m1=1.0kg、m2=2.0kg,电阻分别 为R,=2D、R2=32,忽略导轨的电阻，f棒 与金属导轨的动摩擦因数为私=0.12，不计 cd棒与导轨之间的摩擦，sin37°=0.6， cos37°=0.8，g取10m/s2,求： (1)t=0时刻cd棒的加速度大小及cd棒的 电流方向； (2)磁感应强度B的大小： (3)经过多长时间ef棒在倾斜轨道上的速 度达到最大？ F/N 10 之