专题06 电磁感应（期中真题汇编）（全国通用）高二物理下学期

专题06 电磁感应 3大高频考点概览 考点01 楞次定律判断感应电流方向 考点02 法拉第电磁感应定律的计算 考点03 动生电动势与电路、动力学、能量问题 地 城 考点01 楞次定律判断感应电流方向 一、单选题 1．（24-25高二下·贵州·期中）如图所示，铁芯左边悬挂一个轻质金属环，铁芯上绕有线圈M，线圈M和电源、开关、热敏电阻相连。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，下列说法正确的是（　　） A．开关闭合瞬间，从左向右看，金属环中有顺时针方向的电流 B．开关闭合瞬间，金属环向左摆动 C．若将金属环挂在铁芯右侧，开关闭合瞬间，金属环向左摆动 D．保持开关闭合，当温度迅速升高时，从左向右看，金属环中有顺时针方向的电流 2．（24-25高二下·四川资阳·期中）某电磁弹射装置的简化模型如图所示，线圈固定在水平放置的光滑绝缘杆上，将金属环放在线圈左侧，闭合开关瞬间，则下列说法正确的是（　　） A．金属环仍保持静止 B．金属环将向右运动 C．从左向右看，金属环中感应电流沿顺时针方向 D．金属环有扩张的趋势 3．（24-25高二下·江西新余·期中）一种新型合金被发现，只要略微提高温度，这种合金就会从非磁合金变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示。A为圆柱形合金材料，B为线圈，套在圆柱形合金材料中间，线圈的半径大于合金材料的半径。现对A进行加热，下列说法正确的是（　　） A．B线圈的磁通量将减小 B．B线圈一定有收缩的趋势 C．将线圈B向左移动，磁通量大小不变 D．若从右向左看线圈B中产生顺时针方向的电流，则A左端是强磁性合金的S极 4．（24-25高二下·山东临沂·期中）如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个圆形线圈，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。当把条形磁铁向上移动远离线圈时，线圈始终保持静止。移动磁铁的过程中，从上方俯视，下列说法正确的是（　　） A．线圈有收缩的趋势 B．线圈对桌面的压力大于重力 C．线圈中产生的电流沿顺时针方向（俯视） D．若极朝上，线圈有收缩的趋势 5．（24-25高二下·广东惠州·期中）如图所示，为正方形金属线圈，将线圈从图示位置匀加速向右拉出匀强磁场的过程中，线圈产生的感应电流方向、受到安培力方向分别为（　） A．顺时针、向左 B．顺时针，向右 C．逆时针、向左 D．逆时针、向右 6．（24-25高二下·云南昆明·期中）某同学学习了电磁感应相关知识后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，手握条形磁铁静止在线圈的正上方，此时电子秤的示数为。则当磁铁远离线圈时（　　） A．线圈中产生的电流沿顺时针方向（俯视） B．线圈有扩张的趋势 C．电子秤的示数等于 D．电子秤的示数大于 7．（24-25高二下·天津·期中）空间某区域内磁场的磁感线分布如图所示，磁感线穿过大小不变的闭合圆形金属线圈。线圈由位置I水平向右平移到位置II的过程中（　　） A．线圈有扩张的趋势 B．穿过线圈的磁通量变大 C．若线圈不闭合，线圈中没有感应电动势 D．若线圈匀速移动，线圈中没有感应电流 8．（24-25高二下·安徽·期中）如图所示，正三角形形状的导线框在水平桌面上，绕其中心沿顺时针做匀速圆周运动，过点的虚线左侧有垂直桌面向下的匀强磁场导线框的形状一直不变，下列说法正确的是（　　） A．图示时刻，导线框中的感应电流方向沿逆时针方向 B．导线框转动一周，感应电流的方向变化3次 C．图示时刻，导线框中的感应电流达到最大值 D．导线框再转动，感应电流达到最大值 9．（24-25高二下·广东深圳·期中）图甲为某公司自主研发的“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示。按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管，螺线管内部产生感应电流；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位。下列说法正确的是（　　） A．按下按钮瞬间，螺线管内部电流方向为：Q→P B．按下按钮瞬间，螺线管受到磁铁的作用力向右 C．松开按钮瞬间，螺线管内部电流方向为：P→Q D．松开按钮瞬间，螺线管线圈会有扩张的趋势 10．（24-25高二下·山东济宁·期中）如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形金属线框与导线在竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中不与导线碰撞，则关于线框内感应电流的方向说法正确的是（　　） A．先逆时针后顺时针再逆时针 B．先逆时针后顺时针再逆时针再顺时针 C．先顺时针后逆时针再顺时针 D．先顺时针后逆时针再顺时针再逆时针 11．（24-25高二下·甘肃酒泉·期中）如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的中心轴线竖直向上运动，使圆环内产生了感应电流。下列说法正确的是（　　） A．穿过圆环的磁通量变大 B．感应电流沿逆时针（俯视）方向 C．圆环有收缩的趋势 D．圆环对桌面的压力变大 12．（24-25高二下·北京东城·期中）如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在条形磁体的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，且ad边、bc边一直在同一水平面上，由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ，这个过程中线圈中的感应电流（　　） A．沿abcda流动 B．沿dcbad流动 C．先沿abcda流动，后沿dcbad流动 D．先沿dcbad流动，后沿abcda流动 二、多选题 13．（24-25高二下·河北秦皇岛·期中）如图，是光滑的直角金属导轨，沿竖直方向，沿水平方向。为靠在导轨上的一根金属棒。开始时金属棒处于竖直状态，给金属棒一个微小扰动后，金属棒从静止开始在重力作用下运动，运动过程中两端始终不脱离导轨，直至完全落在上。整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，则（　　） A．金属棒中的感应电流方向始终由到 B．金属棒受到的安培力始终与金属棒垂直 C．金属棒两端的速度大小始终相等 D．整个运动过程通过金属棒横截面的电荷量为零 14．（24-25高二下·江西抚州·期中）如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（　　） A．拨至M端，圆环向右运动 B．拨至N端，圆环向左运动 C．拨至M端，圆环有扩张趋势 D．拨至N端，圆环有收缩趋势 15．（24-25高二下·云南·期中）如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（　　） A．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流 B．穿过线圈a的磁通量变大 C．线圈a有收缩的趋势 D．线圈a对水平桌面的压力FN减小 16．（24-25高二下·福建·期中）如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动。为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运动方向，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈。通过观察图形，判断下列说法正确的是（　　） A．第5个线圈是不合格线圈 B．第4个线圈是不合格线圈 C．传送带向右运动 D．传送带向左运动 17．（24-25高二下·湖南·期中）如图所示，在一水平固定的铝环上方，有一条形磁铁，从离地而高h处由静止开始下落，最后落在地面上。磁铁下落过程从铝环中心穿过，且不与铝环接触。若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．磁铁靠近铝环的过程中，铝环有收缩趋势 B．磁铁下落过程中，从上往下看铝环中的感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向 C．磁铁下落过程中，磁铁的机械能不断减少 D．磁铁落地时的速率等于 三、实验题 18．（24-25高二下·福建泉州·期中）甲、乙、丙三位同学利用如图所示电磁感应实验装置进行实验。 (1)如图1所示，甲同学“探究感应电流方向”的实验，将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则下列甲同学操作中同样能使指针向右偏转的有______（填字母）。 A．开关闭合后将A线圈迅速从B线圈中拔出 B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动 C．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动 (2)如图2所示，乙同学对课本演示实验装置改进后制作了“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、黄两只发光二极管（简称LED）、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后。将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，出现的现象是______（填字母）。 A．红灯短暂发光、黄灯不发光 B．红灯、黄灯均不发光 C．红灯不发光、黄灯短暂发光 D．两灯交替短暂发光 (3)如图3，丙同学利用光敏电阻制作了电磁感应演示实验装置。图中R为光敏电阻（光照强度变大，电阻变小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管右侧。当光照增强时，从右向左看，金属环A出现的现象是______（填字母）。 A．金属环A中电流方向顺时针，将向左运动 B．金属环A中电流方向顺时针，将向右运动 C．金属环A中电流方向逆时针，将向左运动 D．金属环A中电流方向逆时针，将向右运动 19．（24-25高二下·北京·期中）用如图甲的实验装置“探究影响感应电流方向的因素”，螺线管的绕线方向如图乙所示。 (1)实验现象：将条形磁铁按如图甲方式S极向下匀速插入螺线管时，请在图乙中标出螺线管中的感应电流方向。 (2)实验结论：当穿过闭合线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向_________（填写“相同”或“相反”）。 (3)总结提炼：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的_________。 (4)拓展应用：如图丙所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A和电源连接，线圈B与直导线ab构成一个闭合回路。弹簧K与衔铁D相连，D的右端触头C连接工作电路（未画出）。开关S闭合状态下，工作电路处于导通状态。S断开瞬间，延时功能启动，此时直导线ab中电流方向为_________（填写“a到b”或“b到a”）。说明延时继电器的“延时”工作原理：__________________。 四、解答题 20．（24-25高二下·广西南宁·期中）如图所示，假定导体棒CD向右运动，若判定感应电流的方向，请结合楞次定律，回答下列问题。 (1)我们研究的是哪部分电路？ (2)当导体棒CD向右运动时，穿过这个闭合回路的磁通量是增大还是减小？ (3)感应电流的磁场应该是沿哪个方向的？ (4)导体棒CD中的感应电流是沿哪个方向的？ 五、填空题 21．（24-25高二下·上海·期中）1834年，物理学家楞次在分析了许多实验事实后，将实验结论用一句话巧妙地表达为：____________________的磁场总是要阻碍引起感应电流的__________，这就是楞次定律，是电磁学中的一个重要定律。 地 城 考点02 法拉第电磁感应定律的计算 一、单选题 1．（24-25高二下·广东·期中）公路上很多地方都安装了“电子眼”，“电子眼”对违法超速车辆进行抓拍，目前普遍使用的一款“电子眼”是一套利用电磁感应制成的交通监测设备。如图所示，在公路的下方相隔距离L埋设了两个通电线圈，当车辆经过通电线圈上方时，回路中会产生变化的电流信号，两个变化的电流信号的时面差即为车通过两线圈的时间，如果时间小于某一值t，“电子眼”就启动拍摄功能，将该车的车牌和经过的时间上传到电脑系统。设某路段上l = 50m，t = 1.5s。现一辆小车以90km/h的速度匀速驶过该路段，则下列说法正确的是（　　） A．车辆经过地面线圈时引起“电子眼”抓拍是电流的磁效应的结果 B．车速越大，线圈中电流的变化越小 C．这辆小车会被抓拍 D．该路段的限速为120km/h 2．（24-25高二下·河北衡水·期中）如图所示，导体AB的长为6R，绕点以角速度匀速转动，长为R，且、、三点在一条直线上，有一磁感应强度为的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂直（图中未画出），那么AB两端的电势差为（　　） A． B． C． D． 3．（24-25高二下·江苏南京·期中）如图甲所示，空间中存在一方向与纸面垂直、磁感应强度随时间变化的匀强磁场，一边长为L的单匝正方形线框固定在纸面内，线框的电阻为R，线框一半面积在磁场中，M、N两点为线框与磁场边界的交点。时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．时间内，线框内的感应电流先顺时针再逆时针 B．时间内，M点电势低于N点电势 C．时间内，线框所受安培力的方向水平向右 D．线框中的感应电流大小为 4．（24-25高二下·江苏常州·期中）如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场和竖直向下的匀强电场（电场未画出），现将一个水平放置的金属棒ab以某一水平速度抛出，金属棒在此后的运动过程中（不考虑空气等阻力的影响），则下列说法正确的是（　　） A．金属棒两端电势a高于b B．金属棒两端电压逐渐变大 C．金属棒做平抛运动且两端同时落地 D．金属棒b端先落地 5．（24-25高二下·江苏连云港·期中）如图所示，一个半径为的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一电荷量为的小球。现将磁感应强度随时间均匀增加，变化率为，则小球在环上运动一周，涡旋电场对小球的作用力做功为（　　） A．0 B． C． D． 6．（24-25高二下·山东日照·期中）如图所示为日照地区某学校教室内的一台吊扇，正常工作时沿逆时针匀速转动（从下向上仰视观察）。已知叶片长度为，角速度为，该地理位置地磁场的磁感应强度大小为，A、两点的电势分别为，，下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 7．（24-25高二下·北京·期中）法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场中。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（　　） A．若圆盘转动方向不变，角速度大小均匀增大，则产生恒定电流 B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则P点电势低于Q点电势 C．若圆盘转动的半径变为原来的2倍，则圆盘产生的感应电动势变为原来的2倍 D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电阻R的热功率也变为原来的2倍 8．（24-25高二下·广东深圳·期中）如图所示，歼-35A和直-20分别是我国最先进的战斗机和直升机，其中歼-35A的翼展为L，直-20的螺旋桨桨叶长为2L，若歼-35A和直-20从我国中部地区自西向东飞行演练（机身和地面平行），此时歼-35A的速度为v，直-20的顶端螺旋桨叶片逆时针匀速转动（俯视），转动角速度为ω，该处的地磁场的水平分量为，竖直分量为，下列分析正确的是（　　） A．歼-35A两翼电势差为，飞行员右翼电势高 B．歼-35A两翼电势差为，飞行员左翼电势高 C．悬停时，直-20桨叶电动势为，桨叶外端比内端电势低 D．悬停时，直-20桨叶电动势为，桨叶外端比内端电势高 9．（24-25高二下·广西玉林·期中）著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验装置：一块绝缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动，如图所示，圆板的四周固定着一圈带负电的金属小球，在圆板的中部有一个线圈，当线圈中通入图示方向并且均匀增大的电流时。关于圆板的转动（俯视）下列说法正确的是（　　） A．静止不动 B．沿逆时针方向匀速转动 C．沿逆时针方向加速转动 D．沿顺时针方向加速转动 10．（24-25高二下·广东·期中）如图甲，单匝圆形金属线圈处于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，取垂直纸面向里为磁场正方向，磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙，下列说法正确的是（　　） A．0~t1，线圈中的感应电流沿顺时针方向 B．0~t1，线圈中的感应电流逐渐增大 C．t1~t2，线圈有扩张的趋势 D．t1时刻线圈的感应电动势最大 11．（24-25高二下·湖北武汉·期中）一辆电动汽车在武汉平直公路上以速度v自东向西匀速行驶，如图为汽车及从外侧看的左前轮转动示意图。已知当地地磁场竖直分量大小为、水平分量大小为，金属车头两点A、B垂直车身间距为L。下列说法正确的是（　　） A．A点电势比B点电势高 B．D点电势比C点电势高 C．A、B之间电势差 D．如果汽车改为由西向东行驶，则A点电势比B点电势高 12．（24-25高二下·山东烟台·期中）单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示。则（　　） A．线圈中时刻感应电动势最大 B．线图中时刻感应电动势为零 C．线图中0时刻感应电动势最小 D．线圈从0至时间内平均感应电动势为 二、多选题 13．（24-25高二下·广东·期中）某同学学完电磁感应后动手制作了一个简易发电机，并成功点亮了一个小灯泡，原理图如图所示。固定金属圆环内存在垂直圆环平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，金属棒一端固定在导电转轴OO'上，另一端与圆环接触良好，导电转轴OO'带动金属棒以角速度ω沿顺时针方向（从上往下看）匀速转动。已知金属棒长为l，圆环半径为r（r<l），转轴过圆环中心，小灯泡电阻为R，不计其他电阻，下列说法正确的是（　　） A．流过小灯泡的电流方向为C→A B．金属棒产生感应电动势为 C．流过小灯泡的电流为 D．小灯泡的电功率为 14．（24-25高二下·安徽马鞍山·期中）如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为、电阻为R的辐条，辐条与圆环接触良好，现将此装置放置于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰与圆环的直径在同一直线上，现使辐条以角速度绕O点逆时针匀速转动，右侧电路通过电刷与辐条中心和环的边缘相接触，，开关S处于闭合状态，不计其他电阻，则下列判断正确的是（　　） A．通过的电流方向自上而下 B．感应电动势的大小为 C．理想电压表的示数为 D．理想电流表的示数为 15．（24-25高二下·山东济南·期中）如图所示，教室阳面的平开玻璃窗，窗扇的闭合金属边框为矩形，转轴竖直，钢窗的窗扇竖直边长为，水平边长为。当地的地磁场水平分量方向指向室内且垂直于窗框水平边，磁感应强度水平分量大小为。一学生在教室内将封闭的窗扇向外推开的过程用时为。下列说法正确的是（　　） A．向外推开过程中，地磁场通过窗扇的磁通量增大 B．从室内向外看，窗扇边框中的感应电流沿逆时针方向 C．从室内向外看，窗扇边框中的感应电流沿顺时针方向 D．窗扇的平均感应电动势大小为 16．（24-25高二下·云南曲靖·期中）图甲所示粗糙U形导线框固定在水平面上，右端放有一金属棒PQ，整个装置处于竖直方向的磁场中，磁感应强度B按图乙规律变化，规定竖直向上为正方向，整个过程金属棒保持静止。则（　　） A．1.5t0时刻，金属棒PQ所受安培力方向向左 B．0~2t0时间内，回路中的感应电流大小不变，但方向改变 C．0~2t0时间内，金属棒PQ所受安培力大小不变，但方向改变 D．0~2t0时间内，金属棒PQ所受摩擦力方向先水平向左，后水平向右 17．（24-25高二下·山东青岛·期中）如图，PAQ为一段固定于水平面上的光滑圆弧导轨，圆弧的圆心为O，半径为L。空间存在垂直导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场。电阻为R的金属杆OA与导轨接触良好，图中电阻R1＝R2＝R，其余电阻不计。现使OA杆在外力作用下以恒定角速度ω绕圆心O顺时针转动，在其转过的过程中，下列说法正确的是（　　） A．流过电阻R1的电流方向为P→R1→O B．A、O两点间电势差为 C．流过OA的电荷量为 D．外力做的功为 三、实验题 18．（24-25高二下·四川南充·期中）我们可以通过以下实验来探究“电磁感应现象”。     (1)如果合上开关后，将原线圈A迅速插入副线圈B时，发现灵敏电流计指针向右偏了一下。那么在原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，电流计指针将向______偏（选填“右”或“左”）。 (2)A线圈插入B线圈后，闭合开关，将滑动变阻器触头从最左端滑到最右端，第一次快速滑动，第二次滑动较慢，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是______；通过线圈导线横截面电荷量的大小关系是______。（均填“大于”、“等于”或“小于”） (3)为了进一步探究实验规律，该小组的同学们连接了如图乙所示的实验电路，则将条形磁铁从线圈中快速向上抽出时，观察到的实验现象是_____。 A．灯泡A、B均不发光 B．灯泡A、B交替短暂发光 C．灯泡A短暂发光，灯泡B不发光 D．灯泡B短暂发光，灯泡A不发光 四、解答题 19．（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期中）如图所示，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为L=0.2m的正方形金属框abcd上，金属框的阻值为。M、N分别为ad边与bc边的中点，M、N所在水平直线的下方存在垂直于金属框所在平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随时间t的变化关系为。求t=2s时： (1)金属框产生的感应电动势E的大小： (2)金属框所受安培力F安的大小。 20．（24-25高二下·江苏镇江·期中）如图所示，一个匝数为n的正方形线圈，边长为d，电阻为r。将其两端a、b与阻值为R的电阻相连接，其他部分电阻不计。在线圈中存在垂直线圈平面向里的磁场区域，磁感应强度B由零随时间t均匀增加，＝k。求： (1)时刻线圈的磁通量； (2)判断a、b两点电势的高低，并求两点间的电势差Uab。 21．（24-25高二下·内蒙古·期中）如图所示，固定金属圆环内存在方向垂直圆环向下的匀强磁场，在外力作用下金属棒Ob可绕着圆心O沿逆时针方向匀速转动。从圆心和圆环边缘用细导线连接足够长的两光滑平行金属导轨，导轨与水平面的夹角，导轨间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，将金属棒cd垂直导轨轻轻放在导轨上，cd棒恰好保持静止。已知圆环内的磁场和导轨间的磁场的磁感应强度大小均为，圆环半径和金属棒Ob的长度均为，导轨宽度和金属棒cd的长度均为，金属棒cd的质量，Ob棒的电阻，cd棒的电阻，其余电阻不计，重力加速度大小。求： (1)金属棒cd的电功率P； (2)Ob棒转动的角速度。 22．（24-25高二下·江苏无锡·期中）一长为l的导体棒在磁感应强度为B的匀强磁场中绕其一端以角速度ω在垂直于磁场的平面内顺时针匀速转动，求： (1)判断a点和b点哪点电势高； (2)ab两端产生的感应电动势。 五、填空题 23．（24-25高二下·福建·期中）如图所示，匝数匝，单匝面积为，总电阻的线圈与阻值的电阻相连。穿过线圈的磁感应强度按如图所示规律变化，取竖直向下为正方向，则A端电势_______（填“高”或“低”）于B端电势；电压表的示数为_______V。 地 城 考点03 动生电动势与电路、动力学、能量问题 一、单选题 1．（24-25高二下·江苏南京·期中）如图所示，在光滑绝缘水平面上，一矩形线圈以速度开始进入磁场，离开磁场区域后速度为。已知磁场区域宽度大于线圈宽度，则线圈（　　） A．进、出磁场过程通过截面的电荷量不同 B．进、出磁场过程中产生的焦耳热相同 C．线圈在磁场中匀速运动的速度为 D．进、出磁场过程的时间相同 2．（24-25高二下·山东淄博·期中）如图，在光滑水平桌面上有一边长为、电阻为的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为的条形匀强磁场区域，磁场的边界与边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动，时边恰与磁场的左边界重合，随后导线框在垂直于边的水平外力作用下沿直线匀加速通过磁场区域。下列图像中，可能正确描述上述过程的是（　　） A． B． C． D． 3．（24-25高二下·广东湛江·期中）如图甲所示，圆形线圈置于垂直线圈平面向外的匀强磁场中，阻值为的电阻两端分别与线圈两端、相连，其他电阻忽略不计。磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，不考虑线圈缺口对感应电动势的影响，下列关于感应电流、通过电阻的电荷量、电阻中产生的热量、线圈的张力随时间变化的图像中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 4．（24-25高二下·湖北·期中）如图所示，光滑足够长水平导轨置于磁场中，左侧导轨间距为，匀强磁场的磁感应强度大小为，右侧导轨间距为，匀强磁场的磁感应强度大小为。导体棒和导体棒均垂直于导轨放置，处于静止状态。棒和棒接入电路的电阻相等，两棒始终在对应的导轨部分运动，且与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。现给棒一水平向右的初速度，在此后的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．和组成的系统动量守恒 B．达到稳定运动状态时，其两端电压为零 C．达到稳定运动状态前，一直做匀减速运动 D．克服安培力做的功等于整个回路产生的焦耳热 5．（24-25高二下·北京·期中）如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（　　） A．线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向 B．线框出磁场的过程中做加速度增大的减速直线运动 C．线框在进磁场的过程中产生的焦耳热大于出磁场的过程中产生的焦耳热 D．线框在进磁场的过程中通过导线横截面的电荷量大于出磁场的过程中通过导线横截面的电荷量 6．（24-25高二下·江苏苏州·期中）在光滑绝缘水平面上有一边长为l、电阻为R的正方形导线框，线框右侧是宽度为、方向竖直向下的匀强磁场区域，磁场的边界与线框的左右两边平行。线框以初速度向右进入磁场，左边出磁场时速度恰为零。建立如图所示的坐标轴，以逆时针方向电流为正。关于线框的加速度a、速度v、所受安培力F三者大小以及线框中电流i随x变化关系的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 7．（24-25高二下·湖北武汉·期中）边长均为l的正方形导线框Ⅰ、Ⅱ由相同材料制成，且导线框Ⅱ的横截面积是导线框Ⅰ的横截面积的两倍。将两导线框从矩形边界磁场上方同一高度静止释放，磁场下边界到地面距离为h，且。关于导线框的运动，下列说法正确的是（　　） A．两导线框刚进入磁场时的加速度不同 B．两导线框落地时的速度不同 C．两导线框穿过磁场产生的总热量不同 D．两导线框从开始释放到落地的时间不同 8．（24-25高二下·河南南阳·期中）如图所示，纸面内一等腰直角三角形金属线框abc向右匀速穿过宽度为d的匀强磁场区域，匀强磁场的方向垂直于纸面向里。已知金属线框的直角边ac的长度为L，且L>d，ac边始终与磁场边界垂直，取a→b→c→a为电流的正方向，则线框穿过磁场区域的过程中，线框中的感应电流i随时间t变化的关系图像可能为（　　） A．B．C．D． 9．（24-25高二下·贵州·期中）如图所示，两根间距为的平行光滑“匚”形导轨与水平面成夹角，大小为的磁场垂直导轨平面向上。现将一导体棒垂直于导轨静止释放，其接入电路的电阻为，经过后达到最大速度，导轨足够长且电阻忽略不计，取重力加速度为，此过程通过导体棒的电荷量为（　　） A． B． C． D． 10．（24-25高二下·江西上饶·期中）如图所示电路，L为一自感线圈，A为电灯，L的直流电阻比A的电阻小得多，接通S，待电路稳定再断开S，断开时（　　） A．通过灯A的电流方向为从左向右 B．灯A将比原来更亮一些后再逐渐熄灭 C．灯A将立即熄灭 D．通过L的电流方向为从右向左 11．（24-25高二下·湖北孝感·期中）如图所示，电路中有相同的灯泡A、B，线圈L的直流电阻不计，为定值电阻，电源电动势为E、内阻不计。关于下面的操作说法正确的是（　　） A．闭合开关S后，灯泡A逐渐变亮后亮度不变 B．闭合开关S后，灯泡B逐渐变暗后亮度不变 C．断开开关S后，灯泡A闪亮后逐渐变暗最后熄灭 D．断开开关S后，灯泡B逐渐变暗最后熄灭 12．（24-25高二下·广东揭阳·期中）高速铁路列车通常使用磁力刹车系统。磁力刹车工作原理可简述如下：将磁铁的N极靠近一块正在逆时针方向旋转的圆形铝盘，使磁感线垂直铝盘向内，铝盘随即减速，如图所示。图中磁铁左方铝盘的甲区域（虚线区域）朝磁铁方向运动，磁铁右方铝盘的乙区域（虚线区域）朝离开磁铁方向运动。下列有关铝盘刹车的说法正确的是（　　） A．铝盘甲区域的感应电流产生垂直铝盘向里的磁场 B．铝盘乙区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场 C．磁铁与甲、乙两区域的感应电流之间的作用力，都会使铝盘减速 D．若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，则磁铁对空洞铝盘的作用力更大 二、多选题 13．（24-25高二下·山东威海·期中）如图所示，足够长的水平放置的光滑平行导轨，宽轨道的间距为窄轨道的2倍，轨道处于竖直方向的匀强磁场中，甲、乙两导体棒垂直导轨放置，质量分别为2m、m，电阻分别为2R、R。某时刻甲以速度v0向右滑动，若甲始终在宽轨道上运动，最终（　　） A．甲的速度为 B．甲的速度为 C．乙产生的热量为 D．乙产生的热量为 14．（24-25高二下·山东临沂·期中）如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线，在之间，之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为1T，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈，宽度，质量为，电阻为，将其从图示位置由静止释放（边与重合），线圈速度随时间的变化关系如图乙所示，时刻边与重合，时刻边与重合，时刻边与重合，已知的时间间隔为，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向（重力加速度取）。则下列说法中正确的是（　　） A．在时间内，通过线圈的电荷量为 B．线圈匀速运动的速度大小为 C．线圈的长度为 D．时间内，线圈产生的热量为 15．（24-25高二下·福建·期中）一个光滑平行金属导轨固定在水平桌面上，导轨间距为d，两导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨左端连接着一个阻值为R的定值电阻，现有一根导体棒先后以甲、乙、丙、丁四种方式放在导轨上均以大小为v0的速度做匀速直线运动，不计导轨和导体棒的电阻，运动过程中导体棒与导轨始终接触良好，则下列四种方式中电阻中电流为的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 16．（24-25高二下·天津·期中）如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终刚好完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（　　） A．线框进磁场的过程中电流方向为逆时针方向 B．线框进入磁场和穿出磁场的过程中产生的热量之比为3：1 C．线框进入磁场和穿出磁场的过程中所用的时间相等 D．线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等 17．（24-25高二下·重庆·期中）某同学欲研究电磁阻尼的现象，设计了图示的实验，光滑绝缘的水平面上存在一系列宽度均为的相同的匀强磁场，相邻两磁场的间距为。线框匝数，边长为的正方形金属线圈（同种材料制成，电阻不变）以初速度垂直于第一个磁场的左边界进入磁场，结果线圈恰好能穿过完整的磁场的个数。则（　　） A．线圈刚进入第4个磁场时速度大小为 B．线圈在第3和第4磁场中匀速运动过程经历的时间之比为 C．线圈通过第3和第4个磁场产生的焦耳热之比为 D．若仅将线圈的匝数增加为，仍以原来的速度进入磁场，则穿过完整的磁场的个数仍为8 18．（24-25高二下·山东聊城·期中）图甲为磁控健身车，图乙为其车轮处结构示意图，在金属飞轮的外侧有一些磁体（与飞轮不接触），人用力蹬车带动飞轮旋转时，磁体会对飞轮产生阻碍作用，拉动旋钮拉线可以改变磁体与飞轮间的距离。下列说法正确的有（　　） A．飞轮受到的阻力主要来源于磁体对它的安培力 B．飞轮转速一定时，磁体越靠近飞轮，飞轮受到的阻力越小 C．磁体和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，受到的阻力越小 D．磁体和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，内部的涡流越强 三、实验题 19．（24-25高二下·上海徐汇·期中）如图甲所示的电路中，已知灯泡电阻不变且阻值为R。闭合开关S后，流过两个电流传感器的图像如图乙所示。后电流传感器示数稳定示数分别为、（不计电流传感器内阻）。 (1)测量小灯电流的是图乙中曲线________（填a或b） (2)已知：线圈L产生的自感电动势，是电流的变化率，k为常数，时刻突然断开电键，请在图上继续画出两个电流传感器电流随时间的变化大致图像，即大致形状。 (3)时刻电源两端的输出电压为________。 (4)由图像乙中的数据和题干条件是否可以算出电源的内阻。若能，请计算出内阻，若不能，则说明理由。 四、解答题 20．（24-25高二下·江西上饶·期中）如图所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为，电阻不计。在MQ之间接有一阻值的电阻。导体杆ab质量为，电阻，并与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度，使杆向右运动。求： (1)ab杆速度减为2m/s时，ab杆加速度大小a； (2)整个过程电阻R上产生的热量； (3)整个过程通过电阻R的电荷量q及导体杆ab移动的距离x。 21．（24-25高二下·上海浦东·期中）如图所示，两根间距为m，电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角，导轨底端接入一阻值为Ω的定值电阻，所在区域内存在磁感应强度为T的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向上。在导轨上垂直于导轨放置一质量为kg、电阻为Ω的金属杆ab，开始时使金属杆ab保持静止，某时刻开始给金属杆一个沿斜面向上N的恒力，金属杆由静止开始运动了1.2m达到最大速度，重力加速度m/s2。金属杆从静止到运动1.2m的过程中，求： (1)金属杆能获得的最大速度； (2)金属杆运动位移达1.2m时刻，两端的电势差； (3)金属杆从静止到运动1.2m的过程中，回路产生的热量Q。 22．（24-25高二下·浙江·期中）随着福建舰舰载机的成功弹射，“电磁弹射”、“电磁阻拦”成为热门话题。一物理兴趣小组尝试用如图所示的装置来展开实验探究：图中，电源电动势为E，内阻为r，电阻阻值为R，电容器电容为C，初始不带电，间距为L的两平行光滑导轨水平固定在平台上，其中和段由绝缘材料所制，其余部分为导体，电阻不计且足够长，导轨全部处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为m、电阻不计的金属棒静置于左侧导轨上。闭合开关S，金属棒沿导轨开始运动，在到达MN前已达到稳定状态。已知电容器所储存的电能与电容器的电容值及两极板间电压的关系为，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，求： (1)开关S闭合瞬间，金属棒的加速度大小a： (2)到达MN前，金属棒稳定运动时的速度大小v； (3)金属棒进入右侧导轨后，电容器上最终储存的电能Ep。 23．（24-25高二下·江苏常州·期中）一简易的电动机模型如图所示，光滑且水平的金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，间距为，磁感应强度为，一质量为且不计电阻的金属棒置于导轨上方，与电源导轨构成闭合回路，电源电动势为，内阻为，金属棒用一轻绳通过定滑轮悬挂一个物体，闭合开关一段时间后物体开始匀速上升（不计一切摩擦，已知重力加速度为），此时电流表示数是。求： (1)物体的质量； (2)物体匀速上升时的速度大小； (3)若仅将电源换成电容为的电容器（起初不带电），用手托住，保持细线恰好拉直。现将由静止释放，下落高度，需要的时间。 五、填空题 24．（24-25高二下·福建泉州·期中）如图，足够长的光滑平行金属直导轨固定在水平面上，左侧轨道间距为2d，右侧轨道间距为d。轨道处于竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为2m、有效电阻为2R的金属棒a静止在左侧轨道上，质量为m、有效电阻为R的金属棒b静止在右侧轨道上。现给金属棒a一水平向右的初速度，经过一段时间后两金属棒达到稳定状态。已知两金属棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，导轨电阻忽略不计，金属棒a始终在左侧轨道上运动，则达到稳定状态时，a棒和b棒的速度之比为______，整个运动过程中金属棒a产生的焦耳热为______。 25．（24-25高二下·山东临沂·期中）某同学用电流传感器研究自感现象，电路如图甲所示。电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于灯泡的电阻。在“闭合开关—稳定一小段时间—断开开关”这个过程中，通过电流传感器得到图像如图乙所示，电流传感器不计内阻。 (1)开关S闭合瞬间，灯泡__________（选填“会”或“不会”）立即变亮； (2)开关S断开瞬间，灯泡__________（选填“会”或“不会”）闪亮； (3)第末线圈两端的电压为__________（用、、、表示） (4)比较与的大小关系，有__________。（选填“”“”或“”） 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 电磁感应 参考答案 3大高频考点概览 考点01 楞次定律判断感应电流方向 考点02 法拉第电磁感应定律的计算 考点03 动生电动势与电路、动力学、能量问题 地 城 考点01 楞次定律判断感应电流方向 一、单选题 1．【答案】B 2．【答案】C 3．【答案】D 4．【答案】C 5．【答案】A 6．【答案】B 7．【答案】A 8．【答案】C 9．【答案】D 10．【答案】A 11．【答案】B 12．【答案】A 二、多选题 13．【答案】BD 14．【答案】AD 15．【答案】BC 16．【答案】BD 17．【答案】AC 三、实验题 18．【答案】(1)C(2)C(3)B 19．【答案】(1)(2)相反(3)磁通量的变化(4)[1]S断开瞬间，延时功能启动，此时穿过线圈B的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，线圈B中产生的感应电流磁场为向下，则此时直导线中电流方向为到； [2]延时继电器的“延时”工作原理：S断开瞬间，线圈B中产生感应电流，保持铁芯中的磁性，所以衔铁不会马上被弹簧拉起，达到延时的作用。 四、解答题 20．【答案】(1)CDEF部分(2)增大(3)垂直纸面向外(4)从C到D 五、填空题 21．【答案】 感应电流 磁通量变化 地 城 考点02 法拉第电磁感应定律的计算 一、单选题 1．【答案】D 2．【答案】D 3．【答案】D 4．【答案】D 5．【答案】C 6．【答案】A 7．【答案】B 8．【答案】C 9．【答案】C 10．【答案】C 11．【答案】B 12．【答案】B 二、多选题 13．【答案】AC 14．【答案】BC 15．【答案】BD 16．【答案】AD 17．【答案】AD 三、实验题 18．【答案】(1)右(2) 大于 等于(3)D 四、解答题 19．【答案】(1)0.002V(2)0.02N 20．【答案】(1)(2)a点电势高； 21．【答案】(1)(2) 22．【答案】(1)点电势高(2) 五、填空题 23．【答案】 低 4 地 城 考点03 动生电动势与电路、动力学、能量问题 一、单选题 1．【答案】C 2．【答案】C 3．【答案】C 4．【答案】A 5．【答案】C 6．【答案】A 7．【答案】C 8．【答案】C 9．【答案】B 10．【答案】B 11．【答案】C 12．【答案】C 二、多选题 13．【答案】AC 14．【答案】AB 15．【答案】AB 16．【答案】ABD 17．【答案】BCD 18．【答案】AD 三、实验题 19．【答案】(1)a(2)(3)(4)能，根据闭合电路欧姆定律可得，时刻有 时刻有 解得， 四、解答题 20．【答案】(1)(2)1.2J(3)0.8C，3.2m 21．【答案】(1)3m/s(2)(3) 22．【答案】(1)(2)(3) 23．【答案】(1)(2)(3) 五、填空题 24．【答案】 25．【答案】(1)会(2)会(3)(4)＜ 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 电磁感应 3大高频考点概览 考点01 楞次定律判断感应电流方向 考点02 法拉第电磁感应定律的计算 考点03 动生电动势与电路、动力学、能量问题 地 城 考点01 楞次定律判断感应电流方向 一、单选题 1．（24-25高二下·贵州·期中）如图所示，铁芯左边悬挂一个轻质金属环，铁芯上绕有线圈M，线圈M和电源、开关、热敏电阻相连。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，下列说法正确的是（　　） A．开关闭合瞬间，从左向右看，金属环中有顺时针方向的电流 B．开关闭合瞬间，金属环向左摆动 C．若将金属环挂在铁芯右侧，开关闭合瞬间，金属环向左摆动 D．保持开关闭合，当温度迅速升高时，从左向右看，金属环中有顺时针方向的电流 【答案】B 【详解】A．开关闭合瞬间，穿过金属环的磁通量向右增加，根据楞次定律“增反减同”，金属环中感应电流产生的磁场方向向左。再根据安培定则，从左向右看，金属环中有逆时针方向的电流，A错误； B．开关闭合瞬间，穿过金属环的磁通量增加，根据楞次定律的“来拒去留”，金属环会阻碍磁通量的增加，所以金属环向左摆动，B正确； C．若将金属环挂在铁芯右侧，开关闭合瞬间，穿过金属环的磁通量向右增加，根据“来拒去留”，金属环会阻碍磁通量的增加，所以金属环向右摆动，C错误； D．保持开关闭合，当温度迅速升高时，热敏电阻的阻值减小，电路中电流增大，线圈产生的磁场增强，穿过金属环的磁通量向右增加。根据楞次定律，金属环中感应电流产生的磁场方向向左，从左向右看，金属环中有逆时针方向的电流，D错误。 故选B。 2．（24-25高二下·四川资阳·期中）某电磁弹射装置的简化模型如图所示，线圈固定在水平放置的光滑绝缘杆上，将金属环放在线圈左侧，闭合开关瞬间，则下列说法正确的是（　　） A．金属环仍保持静止 B．金属环将向右运动 C．从左向右看，金属环中感应电流沿顺时针方向 D．金属环有扩张的趋势 【答案】C 【详解】ABD．闭合开关瞬间，穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律可知金属环将向左运动且圆环有收缩的趋势，故ABD错误； C．根据右手定则可知闭合开关瞬间，穿过圆环的磁场方向向左，由于穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律可知，从左向右看，金属环中感应电流沿顺时针方向，故C正确。 故选C。 3．（24-25高二下·江西新余·期中）一种新型合金被发现，只要略微提高温度，这种合金就会从非磁合金变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示。A为圆柱形合金材料，B为线圈，套在圆柱形合金材料中间，线圈的半径大于合金材料的半径。现对A进行加热，下列说法正确的是（　　） A．B线圈的磁通量将减小 B．B线圈一定有收缩的趋势 C．将线圈B向左移动，磁通量大小不变 D．若从右向左看线圈B中产生顺时针方向的电流，则A左端是强磁性合金的S极 【答案】D 【详解】A．穿过线圈B的磁感线从无变有，磁通量增加，故A错误； B．合金A内部磁场与外部磁场方向相反，B线圈的总磁通量与A内部磁场方向相同，加热使得磁通量变大，由楞次定律可知，B线圈一定有扩张的趋势，故B错误； C．由题意可得，初始线圈在合金中间，向左移动，磁通量变小，故C错误； D．对A进行加热，A磁性增强。根据右手螺旋定则和楞次定律可知，若从右向左看B中产生顺时针方向的电流，感应电流产生的磁场向左，则B中原磁场方向向右，A内部磁场大于外部磁场，因此磁场方向要看内部，即A左端是强磁性合金的S极，故D正确。 故选D。 4．（24-25高二下·山东临沂·期中）如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个圆形线圈，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。当把条形磁铁向上移动远离线圈时，线圈始终保持静止。移动磁铁的过程中，从上方俯视，下列说法正确的是（　　） A．线圈有收缩的趋势 B．线圈对桌面的压力大于重力 C．线圈中产生的电流沿顺时针方向（俯视） D．若极朝上，线圈有收缩的趋势 【答案】C 【详解】AC．当条形磁铁向上移动时，闭合金属环内向下的磁通量减小，由楞次定律可知，金属圆环中会产生顺时针方向（从上往下看）的感应电流，线圈受到的安培力沿半径向外，线圈有扩张的趋势（或者根据“增缩减扩”判断），故A错误，C正确； B．将金属圆环等效成条形磁体，则上面为S极，故与条形磁铁相吸，则环对桌面的压力小于重力，故B错误； D．若极朝上，根据“增缩减扩”，线圈仍然有扩张的趋势，故D错误。 故选C。 5．（24-25高二下·广东惠州·期中）如图所示，为正方形金属线圈，将线圈从图示位置匀加速向右拉出匀强磁场的过程中，线圈产生的感应电流方向、受到安培力方向分别为（　） A．顺时针、向左 B．顺时针，向右 C．逆时针、向左 D．逆时针、向右 【答案】A 【详解】线圈向右拉出磁场的过程中，磁通量在向里减小，由楞次定律可得线圈产生的感应电流为顺时针。线圈左边的导线受到安培力，根据左手定则受到安培力方向向左，故A正确。 故选A。 6．（24-25高二下·云南昆明·期中）某同学学习了电磁感应相关知识后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，手握条形磁铁静止在线圈的正上方，此时电子秤的示数为。则当磁铁远离线圈时（　　） A．线圈中产生的电流沿顺时针方向（俯视） B．线圈有扩张的趋势 C．电子秤的示数等于 D．电子秤的示数大于 【答案】B 【详解】A．将磁铁远离线圈时，穿过线圈的磁通量向上减少，根据楞次定律和安培定则可判断，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视），故A错误； B．穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律的推论“增缩减扩”可知，线圈有扩张的趋势，故B正确； CD．磁铁远离线圈，根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，线圈与磁铁相互吸引，导致电子秤的示数小于，故CD错误。 故选B。 7．（24-25高二下·天津·期中）空间某区域内磁场的磁感线分布如图所示，磁感线穿过大小不变的闭合圆形金属线圈。线圈由位置I水平向右平移到位置II的过程中（　　） A．线圈有扩张的趋势 B．穿过线圈的磁通量变大 C．若线圈不闭合，线圈中没有感应电动势 D．若线圈匀速移动，线圈中没有感应电流 【答案】A 【详解】AB．根据楞次定律中“增缩减扩”的原理可知，线圈由位置I水平向右平移到位置II的过程中，磁通量减小，线圈有扩张的趋势，故A正确，B错误； C．线圈不闭合，穿过线圈的磁通量依然发生改变，根据楞次定律可知，线圈中会产生感应电动势，但由于不是闭合回路，线圈中没有感应电流，故C错误； D．若线圈匀速移动，线圈的磁通量会发生改变，根据楞次定律可知，线圈中产生感应电动势，线圈是闭合的回路，有感应电流，故D错误。 故选A。 8．（24-25高二下·安徽·期中）如图所示，正三角形形状的导线框在水平桌面上，绕其中心沿顺时针做匀速圆周运动，过点的虚线左侧有垂直桌面向下的匀强磁场导线框的形状一直不变，下列说法正确的是（　　） A．图示时刻，导线框中的感应电流方向沿逆时针方向 B．导线框转动一周，感应电流的方向变化3次 C．图示时刻，导线框中的感应电流达到最大值 D．导线框再转动，感应电流达到最大值 【答案】C 【详解】AB．当导线框的一条边在磁场外部平行于磁场边界时，穿过导线框的磁通量最小；当导线框的一条边在磁场内部平行于磁场边界时，穿过导线框的磁通量最大。图示时刻穿过导线框的磁通量正在减小，导线框中有顺时针方向的感应电流，导线框转动一周，感应电流的方向变化6次，故AB错误； CD．磁场边界在导线框中的部分被点分成两段，当它们的长度之差最大时（图示时刻），导线框中的磁通量变化得最快，感应电流最大，当两段的长度相等时（再转动），导线框中的磁通量变化率为0，感应电流为0，C正确，D错误。 故选C。 9．（24-25高二下·广东深圳·期中）图甲为某公司自主研发的“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示。按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管，螺线管内部产生感应电流；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位。下列说法正确的是（　　） A．按下按钮瞬间，螺线管内部电流方向为：Q→P B．按下按钮瞬间，螺线管受到磁铁的作用力向右 C．松开按钮瞬间，螺线管内部电流方向为：P→Q D．松开按钮瞬间，螺线管线圈会有扩张的趋势 【答案】D 【详解】AB．按下按钮瞬间，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流方向由P→Q，根据推论：来拒去留，可知磁铁受到的作用力向右，则螺线管受到磁铁的作用力向左，故AB错误； CD．松开按钮瞬间，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流方向由Q→P，根据推论：增缩减扩，可知螺线管线圈会有扩张的趋势，故C错误，D正确。 故选D。 10．（24-25高二下·山东济宁·期中）如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形金属线框与导线在竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中不与导线碰撞，则关于线框内感应电流的方向说法正确的是（　　） A．先逆时针后顺时针再逆时针 B．先逆时针后顺时针再逆时针再顺时针 C．先顺时针后逆时针再顺时针 D．先顺时针后逆时针再顺时针再逆时针 【答案】A 【详解】穿过线框的磁通量先增大后减小，再增大后减小，根据右手定则可以判定，导线上侧的磁场方向向里，线框靠近导体时，磁通量增大，产生的感应电流的磁场方向向外，产生逆时针方向的感应电流，线框越过导线时，磁通量减小，产生顺时针方向感应电流，线框一半越过导线后，磁通量逐渐增大，则产生感应电流为顺时针，当继续下落至线圈全部越过导线之后，磁通量逐渐减小，同理可知，感应电流方向为逆时针。 故选A。 11．（24-25高二下·甘肃酒泉·期中）如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的中心轴线竖直向上运动，使圆环内产生了感应电流。下列说法正确的是（　　） A．穿过圆环的磁通量变大 B．感应电流沿逆时针（俯视）方向 C．圆环有收缩的趋势 D．圆环对桌面的压力变大 【答案】B 【详解】A．条形磁铁沿圆环的中心轴线竖直向上运动，则穿过圆环的磁通量变小，选项A错误； B．穿过线圈的磁通量向上减小，根据楞次定律可知，感应电流沿逆时针（俯视）方向，选项B正确； C．根据楞次定律“增缩减扩”可知，圆环有扩大的趋势，选项C错误； D．根据楞次定律“来拒去留”可知，磁铁对圆环的作用力向上，则圆环对桌面的压力变小，选项D错误。 故选B。 12．（24-25高二下·北京东城·期中）如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在条形磁体的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，且ad边、bc边一直在同一水平面上，由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ，这个过程中线圈中的感应电流（　　） A．沿abcda流动 B．沿dcbad流动 C．先沿abcda流动，后沿dcbad流动 D．先沿dcbad流动，后沿abcda流动 【答案】A 【详解】根据题意，由条形磁铁的磁场分布情况可知，线圈在Ⅱ位置时穿过线圈的磁通量最少，线圈从Ⅰ位置到Ⅱ位置，穿过线圈自下而上的磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍其减少，则在线圈中产生的感应电流的方向为abcda，线圈从Ⅱ位置到Ⅲ位置，穿过线圈自上而下的磁通量在增加，感应电流的磁场阻碍其增加，由楞次定律可知感应电流的方向仍然是abcda。 故选A。 二、多选题 13．（24-25高二下·河北秦皇岛·期中）如图，是光滑的直角金属导轨，沿竖直方向，沿水平方向。为靠在导轨上的一根金属棒。开始时金属棒处于竖直状态，给金属棒一个微小扰动后，金属棒从静止开始在重力作用下运动，运动过程中两端始终不脱离导轨，直至完全落在上。整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，则（　　） A．金属棒中的感应电流方向始终由到 B．金属棒受到的安培力始终与金属棒垂直 C．金属棒两端的速度大小始终相等 D．整个运动过程通过金属棒横截面的电荷量为零 【答案】BD 【详解】A．金属棒运动过程中，回路（金属棒与导轨组成）的面积先增大后减小。根据楞次定律，磁通量先增大后减小，感应电流的磁场先与原磁场相反（向外）后与原磁场相同（向里）。由右手螺旋定则可知，感应电流方向先由到，后由到，故A错误； B．安培力方向与电流方向和磁场方向都垂直，因此始终与金属棒垂直，故B正确； C．金属棒端沿竖直方向运动，端沿水平方向运动，两者速度方向不同，将两速度正交分解，根据沿杆的速度大小相等可知，两速度大小不始终相等，故C错误； D．根据 为通过横截面的电荷量，为磁通量变化量，为回路电阻。整个运动过程，初态和末态回路的磁通量都为0，所以，则通过金属棒横截面的电荷量，故D正确。 故选BD。 14．（24-25高二下·江西抚州·期中）如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（　　） A．拨至M端，圆环向右运动 B．拨至N端，圆环向左运动 C．拨至M端，圆环有扩张趋势 D．拨至N端，圆环有收缩趋势 【答案】AD 【详解】AB．无论开关S拨至哪一端，当把电路接通一瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大，根据楞次定律（增反减同），右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流，异向电流相互排斥，所以无论哪种情况，圆环均向右运动，故A正确，B错误； CD．无论开关S拨至哪一端，当把电路接通一瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大，根据楞次定律（增缩减扩），可知圆环都有收缩趋势，故C错误，D正确。 故选AD。 15．（24-25高二下·云南·期中）如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（　　） A．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流 B．穿过线圈a的磁通量变大 C．线圈a有收缩的趋势 D．线圈a对水平桌面的压力FN减小 【答案】BC 【详解】A．根据楞次定律即可判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针，A错误； B．当滑动触头P向下移动时，接入电路的电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大，从而判断出穿过线圈a向下的磁通量增加，B正确； C．再根据微元法将线圈a无限分割，根据左手定则不难判断出线圈a应有收缩的趋势，或直接根据楞次定律的第二描述“感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因”，因为滑动触头向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加，故只有线圈面积减少时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a应有收缩的趋势，C正确； D．开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向下滑动时，可以用“等效法”，即将线圈a和b看作两个条形磁铁，不难判断此时两磁铁的N极相对，互相排斥，故线圈a对水平桌面的压力将增大，D错误。 故选BC。 16．（24-25高二下·福建·期中）如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动。为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运动方向，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈。通过观察图形，判断下列说法正确的是（　　） A．第5个线圈是不合格线圈 B．第4个线圈是不合格线圈 C．传送带向右运动 D．传送带向左运动 【答案】BD 【详解】由题图知第1、2、3、5、6个线圈位置均匀，则都发生了相对滑动，而第4个线圈没有向后滑动，则第4个线圈不闭合，没有产生感应电流，是不合格线圈，因线圈4相对传送带没有产生向右相对滑动，可知传送带向左运动。 故选BD。 17．（24-25高二下·湖南·期中）如图所示，在一水平固定的铝环上方，有一条形磁铁，从离地而高h处由静止开始下落，最后落在地面上。磁铁下落过程从铝环中心穿过，且不与铝环接触。若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．磁铁靠近铝环的过程中，铝环有收缩趋势 B．磁铁下落过程中，从上往下看铝环中的感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向 C．磁铁下落过程中，磁铁的机械能不断减少 D．磁铁落地时的速率等于 【答案】AC 【详解】A．磁铁靠近铝环的过程中，铝环中的磁通量增大，根据楞次定律“增缩减扩”可知，铝环有收缩趋势，故A正确； B．由题图可知，在磁铁下落过程中，穿过铝环的磁场方向向下，在磁铁靠近铝环时，穿过铝环的磁通量变大，在磁铁远离铝环时穿过铝环的磁通量减小，由楞次定律可知，从上向下看，铝环中的感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，故B错误； C．在磁铁下落过程中，铝环中产生感应电流，铝环中有电能产生，磁铁在整个下落过程中，磁铁的机械能转化为电能，由能量守恒定律可知，磁铁的机械能减少，故C正确； D．磁铁自由下落时，落地速度，由于磁铁下落穿过铝环时能量有损失，磁铁落地速度应小于，故D错误。 故选AC。 三、实验题 18．（24-25高二下·福建泉州·期中）甲、乙、丙三位同学利用如图所示电磁感应实验装置进行实验。 (1)如图1所示，甲同学“探究感应电流方向”的实验，将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则下列甲同学操作中同样能使指针向右偏转的有______（填字母）。 A．开关闭合后将A线圈迅速从B线圈中拔出 B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动 C．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动 (2)如图2所示，乙同学对课本演示实验装置改进后制作了“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、黄两只发光二极管（简称LED）、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后。将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，出现的现象是______（填字母）。 A．红灯短暂发光、黄灯不发光 B．红灯、黄灯均不发光 C．红灯不发光、黄灯短暂发光 D．两灯交替短暂发光 (3)如图3，丙同学利用光敏电阻制作了电磁感应演示实验装置。图中R为光敏电阻（光照强度变大，电阻变小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管右侧。当光照增强时，从右向左看，金属环A出现的现象是______（填字母）。 A．金属环A中电流方向顺时针，将向左运动 B．金属环A中电流方向顺时针，将向右运动 C．金属环A中电流方向逆时针，将向左运动 D．金属环A中电流方向逆时针，将向右运动 【答案】(1)C(2)C(3)B 【详解】（1）将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，发现电流计指针右偏。 A．开关闭合后，后将A线圈迅速从B线圈中拔出，穿过线圈B的磁通量减小，电流计指针向左偏转，故A错误； B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路阻值变大，线圈A电流减小，穿过线圈B的磁通量减小，电流计指针向左偏转，故B错误； C．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动，滑动变阻器接入电路阻值变小，线圈A电流增大，穿过线圈B的磁通量增大，电流计指针向右偏转，故C正确。 故选C。 （2）将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，穿过螺线管的向下的磁通量增加，根据楞次定律和安倍定则可知，感应电流从螺线管的上方环绕向下方流出，根据二极管具有单向导电性可知，红灯不发光、黄灯短暂发光。 故选C。 （3）当光照增强时，热敏电阻的阻值减小，回路电流增大，螺线管产生的磁场增大，穿过金属环A的向右的磁通量增大，根据楞次定律可知，从右向左看，金属环A中电流方向顺时针，螺线管电流方向为逆时针，由于反向电流相互排斥，可知金属环将向右运动。 故选B。 19．（24-25高二下·北京·期中）用如图甲的实验装置“探究影响感应电流方向的因素”，螺线管的绕线方向如图乙所示。 (1)实验现象：将条形磁铁按如图甲方式S极向下匀速插入螺线管时，请在图乙中标出螺线管中的感应电流方向。 (2)实验结论：当穿过闭合线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向_________（填写“相同”或“相反”）。 (3)总结提炼：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的_________。 (4)拓展应用：如图丙所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A和电源连接，线圈B与直导线ab构成一个闭合回路。弹簧K与衔铁D相连，D的右端触头C连接工作电路（未画出）。开关S闭合状态下，工作电路处于导通状态。S断开瞬间，延时功能启动，此时直导线ab中电流方向为_________（填写“a到b”或“b到a”）。说明延时继电器的“延时”工作原理：__________________。 【答案】(1)(2)相反(3)磁通量的变化(4) a到b 见解析 【详解】（1）由图可知，条形磁铁S向下插入线圈，则穿过线圈的磁通量向上增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场竖直向下，因此感应电流的方向如图 （2）实验结论：当穿过闭合线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反。 （3）总结提炼：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 （4）[1]S断开瞬间，延时功能启动，此时穿过线圈B的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，线圈B中产生的感应电流磁场为向下，则此时直导线中电流方向为到； [2]延时继电器的“延时”工作原理：S断开瞬间，线圈B中产生感应电流，保持铁芯中的磁性，所以衔铁不会马上被弹簧拉起，达到延时的作用。 四、解答题 20．（24-25高二下·广西南宁·期中）如图所示，假定导体棒CD向右运动，若判定感应电流的方向，请结合楞次定律，回答下列问题。 (1)我们研究的是哪部分电路？ (2)当导体棒CD向右运动时，穿过这个闭合回路的磁通量是增大还是减小？ (3)感应电流的磁场应该是沿哪个方向的？ (4)导体棒CD中的感应电流是沿哪个方向的？ 【答案】(1)CDEF部分(2)增大(3)垂直纸面向外(4)从C到D 【详解】（1）导体棒CD向右切割磁感线运动，相当于电源，结合楞次定律，我们研究的是CDEF部分电路。 （2）当导体棒CD向右运动时，穿过这个闭合回路的磁通量是增大的。 （3）根据楞次定律感应电流磁场阻碍回路的磁通量增大，感应电流的磁场应该垂直纸面向外。 （4）根据楞次定律结合右手定则可知，导体棒CD中的感应电流从C到D。 五、填空题 21．（24-25高二下·上海·期中）1834年，物理学家楞次在分析了许多实验事实后，将实验结论用一句话巧妙地表达为：____________________的磁场总是要阻碍引起感应电流的__________，这就是楞次定律，是电磁学中的一个重要定律。 【答案】 感应电流 磁通量变化 【详解】[1][2]根据楞次定律的概念可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化。 地 城 考点02 法拉第电磁感应定律的计算 一、单选题 1．（24-25高二下·广东·期中）公路上很多地方都安装了“电子眼”，“电子眼”对违法超速车辆进行抓拍，目前普遍使用的一款“电子眼”是一套利用电磁感应制成的交通监测设备。如图所示，在公路的下方相隔距离L埋设了两个通电线圈，当车辆经过通电线圈上方时，回路中会产生变化的电流信号，两个变化的电流信号的时面差即为车通过两线圈的时间，如果时间小于某一值t，“电子眼”就启动拍摄功能，将该车的车牌和经过的时间上传到电脑系统。设某路段上l = 50m，t = 1.5s。现一辆小车以90km/h的速度匀速驶过该路段，则下列说法正确的是（　　） A．车辆经过地面线圈时引起“电子眼”抓拍是电流的磁效应的结果 B．车速越大，线圈中电流的变化越小 C．这辆小车会被抓拍 D．该路段的限速为120km/h 【答案】D 【详解】A．“电子眼”的工作原理是电磁感应现象，故A错误； B．车速越大，车辆经过线圈的时间越短，磁通量的变化量与所用时间的比值越大，则根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势越大，则根据可得线圈中电流的变化越大，故B错误； C．其中，车经过两线圈的时间为 不满足时间小于某一值t，则这辆小车不会被抓拍，故C错误； D．该路段的限速为，故D正确。 故选D。 2．（24-25高二下·河北衡水·期中）如图所示，导体AB的长为6R，绕点以角速度匀速转动，长为R，且、、三点在一条直线上，有一磁感应强度为的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂直（图中未画出），那么AB两端的电势差为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】AB两端的电势差大小等于导体棒AB中感应电动势的大小，为 故选D。 3．（24-25高二下·江苏南京·期中）如图甲所示，空间中存在一方向与纸面垂直、磁感应强度随时间变化的匀强磁场，一边长为L的单匝正方形线框固定在纸面内，线框的电阻为R，线框一半面积在磁场中，M、N两点为线框与磁场边界的交点。时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．时间内，线框内的感应电流先顺时针再逆时针 B．时间内，M点电势低于N点电势 C．时间内，线框所受安培力的方向水平向右 D．线框中的感应电流大小为 【答案】D 【详解】A．时间内，磁场垂直于纸面向内，磁感应强度减小，穿过线框磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向；时间内，磁场垂直于纸面向外，磁感应强度增大，穿过线框磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，所以时间内，线框内的感应电流一直为顺时针，故A错误； B．根据选项A分析可知时间内感应电流沿顺时针方向，则M点电势高于N点电势，故B错误； C．根据选项A分析可知时间内，感应电流沿顺时针方向，根据左手定则，线框受安培力水平向左，故C错误； D．由法拉第电磁感应定律，线框中的感应电动势大小为 则线框中感应电流为，故D正确。 故选D。 4．（24-25高二下·江苏常州·期中）如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场和竖直向下的匀强电场（电场未画出），现将一个水平放置的金属棒ab以某一水平速度抛出，金属棒在此后的运动过程中（不考虑空气等阻力的影响），则下列说法正确的是（　　） A．金属棒两端电势a高于b B．金属棒两端电压逐渐变大 C．金属棒做平抛运动且两端同时落地 D．金属棒b端先落地 【答案】D 【详解】A．根据右手定则，金属棒两端电势b高于a，A错误； B．切割磁感线的有效速度为水平速度，根据，金属棒两端电压大小不变，B错误； CD．金属棒两端电势b高于a，b端带正电荷，电场力竖直向下，a端带负电荷，电场力竖直向上，金属棒b端先落地，C错误，D正确。 故选D。 5．（24-25高二下·江苏连云港·期中）如图所示，一个半径为的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一电荷量为的小球。现将磁感应强度随时间均匀增加，变化率为，则小球在环上运动一周，涡旋电场对小球的作用力做功为（　　） A．0 B． C． D． 【答案】C 【详解】环中产生的感应电动势 小球在环上运动一周，涡旋电场对小球的作用力做功的大小是W=qU 解得W=πr2qk 故选C。 6．（24-25高二下·山东日照·期中）如图所示为日照地区某学校教室内的一台吊扇，正常工作时沿逆时针匀速转动（从下向上仰视观察）。已知叶片长度为，角速度为，该地理位置地磁场的磁感应强度大小为，A、两点的电势分别为，，下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】ABC．日照地区位于北半球，该地区地磁场竖直方向的分磁感应强度方向向下，吊扇叶片切割磁感线，叶片可以等效为电源，结合图示吊扇的转动方向，根据右手定则可知，A端为等效电源的正极，B端为等效电源的负极，则有 故A正确，BC错误； D．该地理位置地磁场的磁感应强度大小为，令其方向与竖直方向夹角为，则有 A、两点的电势差 故D错误。 故选A。 7．（24-25高二下·北京·期中）法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场中。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（　　） A．若圆盘转动方向不变，角速度大小均匀增大，则产生恒定电流 B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则P点电势低于Q点电势 C．若圆盘转动的半径变为原来的2倍，则圆盘产生的感应电动势变为原来的2倍 D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电阻R的热功率也变为原来的2倍 【答案】B 【详解】C．设铜盘的半径为r，则铜盘转动产生的感应电动势为 若圆盘转动的半径变为原来的2倍，则圆盘产生的感应电动势变为原来的4倍，故C错误； A．根据欧姆定律可得，电流为 若圆盘转动方向不变，角速度大小均匀增大，则电流均匀增大，故A错误； B．若从上往下看，圆盘顺时针转动，由右手定则知，则P点电势低于Q点电势，故B正确； D．电阻R的热功率为 可知，若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电阻R的热功率也变为原来的4倍，故D错误。 故选B。 8．（24-25高二下·广东深圳·期中）如图所示，歼-35A和直-20分别是我国最先进的战斗机和直升机，其中歼-35A的翼展为L，直-20的螺旋桨桨叶长为2L，若歼-35A和直-20从我国中部地区自西向东飞行演练（机身和地面平行），此时歼-35A的速度为v，直-20的顶端螺旋桨叶片逆时针匀速转动（俯视），转动角速度为ω，该处的地磁场的水平分量为，竖直分量为，下列分析正确的是（　　） A．歼-35A两翼电势差为，飞行员右翼电势高 B．歼-35A两翼电势差为，飞行员左翼电势高 C．悬停时，直-20桨叶电动势为，桨叶外端比内端电势低 D．悬停时，直-20桨叶电动势为，桨叶外端比内端电势高 【答案】C 【详解】AB．根据导体棒切割磁感线产生感应电动势的公式 右手定则可知歼-35A左翼电势高，故AB错误； CD．我国处于北半球，则地磁场有竖直向下的分量，大小为当螺旋桨叶片在水平面内逆时针匀速转动（俯视）时，根据右手定则可知，桨叶外端比内端电势低，感应电动势的大小为，又 整理得 故C正确，D错误。 故选C。 9．（24-25高二下·广西玉林·期中）著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验装置：一块绝缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动，如图所示，圆板的四周固定着一圈带负电的金属小球，在圆板的中部有一个线圈，当线圈中通入图示方向并且均匀增大的电流时。关于圆板的转动（俯视）下列说法正确的是（　　） A．静止不动 B．沿逆时针方向匀速转动 C．沿逆时针方向加速转动 D．沿顺时针方向加速转动 【答案】C 【详解】根据题意可知，当线圈中通入图示方向并且均匀增大的电流时，根据右手螺旋定则可知，圆盘上产生恒定的顺时针方向的感生电场，带负电的金属小球受到逆时针方向的电场力，使圆板沿逆时针方向加速转动。 故选C。 10．（24-25高二下·广东·期中）如图甲，单匝圆形金属线圈处于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，取垂直纸面向里为磁场正方向，磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙，下列说法正确的是（　　） A．0~t1，线圈中的感应电流沿顺时针方向 B．0~t1，线圈中的感应电流逐渐增大 C．t1~t2，线圈有扩张的趋势 D．t1时刻线圈的感应电动势最大 【答案】C 【详解】A．0~t1，线圈中的感应电流沿逆时针方向，故A错误； BD．根据法拉第电磁感应定律 0~t1线圈的感应电动势逐渐减小，线圈中的感应电流逐渐减小，t1时刻线圈的感应电动势等于零，故BD错误； C．t1~t2，穿过线圈的磁通量在减小，根据楞次定律可知，t1~t2，线圈有扩张的趋势，故C正确。 故选C。 11．（24-25高二下·湖北武汉·期中）一辆电动汽车在武汉平直公路上以速度v自东向西匀速行驶，如图为汽车及从外侧看的左前轮转动示意图。已知当地地磁场竖直分量大小为、水平分量大小为，金属车头两点A、B垂直车身间距为L。下列说法正确的是（　　） A．A点电势比B点电势高 B．D点电势比C点电势高 C．A、B之间电势差 D．如果汽车改为由西向东行驶，则A点电势比B点电势高 【答案】B 【详解】AC．武汉在北半球，所以地磁场竖直分量向下，根据右手定则，拇指指西，磁感线穿入手心，此时四指指向B点，所以B点相当于电源正极，即B点电势比A点电势高，A、B之间电势差 故AC错误； B．地磁场的水平分量向北，根据右手定则，拇指指向与C、D连线上点的线速度方向相同，磁感线穿入手心，此时四指指向D点，所以D点相当于电源正极，即D点电势比C点电势高，故B正确； D．如果汽车改为由西向东行驶，根据右手定则，拇指指向东，磁感线穿入手心，此时四指指向B点，所以B点相当于电源正极，即B点电势比A点电势高，故D错误。 故选B。 12．（24-25高二下·山东烟台·期中）单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示。则（　　） A．线圈中时刻感应电动势最大 B．线图中时刻感应电动势为零 C．线图中0时刻感应电动势最小 D．线圈从0至时间内平均感应电动势为 【答案】B 【详解】AB．由图示图像可知，C时刻磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故B正确，A错误； C．由图示图像可知，0时刻磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故C错误； D．由法拉第电磁感应定律可知，线圈从0至时间内平均感应电动势为 故D错误。 故选B。 二、多选题 13．（24-25高二下·广东·期中）某同学学完电磁感应后动手制作了一个简易发电机，并成功点亮了一个小灯泡，原理图如图所示。固定金属圆环内存在垂直圆环平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，金属棒一端固定在导电转轴OO'上，另一端与圆环接触良好，导电转轴OO'带动金属棒以角速度ω沿顺时针方向（从上往下看）匀速转动。已知金属棒长为l，圆环半径为r（r<l），转轴过圆环中心，小灯泡电阻为R，不计其他电阻，下列说法正确的是（　　） A．流过小灯泡的电流方向为C→A B．金属棒产生感应电动势为 C．流过小灯泡的电流为 D．小灯泡的电功率为 【答案】AC 【详解】A．由右手定则可判断感应电流方向为从圆环边到圆心，即流过小灯泡电流方向C→A，故A正确； B．金属棒旋转切割磁感线有效长度为r，其产生的感应电动势 故B错误； C．感应电流大小 故C正确； D．小灯泡功率 故D错误。 故选AC。 14．（24-25高二下·安徽马鞍山·期中）如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为、电阻为R的辐条，辐条与圆环接触良好，现将此装置放置于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰与圆环的直径在同一直线上，现使辐条以角速度绕O点逆时针匀速转动，右侧电路通过电刷与辐条中心和环的边缘相接触，，开关S处于闭合状态，不计其他电阻，则下列判断正确的是（　　） A．通过的电流方向自上而下 B．感应电动势的大小为 C．理想电压表的示数为 D．理想电流表的示数为 【答案】BC 【详解】A．根据右手定则可知，通过定值电阻的电流方向为自下而上，故A错误； B．导体棒旋转切割产生的电动势为 故B正确； C．理想电压表的示数为 代入题中数据，联立解得 故C正确； D．理想电流表的示数为 联立以上解得 故D错误。 故选BC。 15．（24-25高二下·山东济南·期中）如图所示，教室阳面的平开玻璃窗，窗扇的闭合金属边框为矩形，转轴竖直，钢窗的窗扇竖直边长为，水平边长为。当地的地磁场水平分量方向指向室内且垂直于窗框水平边，磁感应强度水平分量大小为。一学生在教室内将封闭的窗扇向外推开的过程用时为。下列说法正确的是（　　） A．向外推开过程中，地磁场通过窗扇的磁通量增大 B．从室内向外看，窗扇边框中的感应电流沿逆时针方向 C．从室内向外看，窗扇边框中的感应电流沿顺时针方向 D．窗扇的平均感应电动势大小为 【答案】BD 【详解】A．根据 则随着θ角变大，通过窗扇的磁通量大小在不断减小，A错误； BC．根据楞次定律，从室内向外看，窗扇产生逆时针方向的电流，B正确，C错误； D．窗扇的平均感应电动势大小为 D正确。 故选BD。 16．（24-25高二下·云南曲靖·期中）图甲所示粗糙U形导线框固定在水平面上，右端放有一金属棒PQ，整个装置处于竖直方向的磁场中，磁感应强度B按图乙规律变化，规定竖直向上为正方向，整个过程金属棒保持静止。则（　　） A．1.5t0时刻，金属棒PQ所受安培力方向向左 B．0~2t0时间内，回路中的感应电流大小不变，但方向改变 C．0~2t0时间内，金属棒PQ所受安培力大小不变，但方向改变 D．0~2t0时间内，金属棒PQ所受摩擦力方向先水平向左，后水平向右 【答案】AD 【详解】AD．0~t0时间内磁感应强度减小，穿过回路的磁通量减小，根据楞次定律可知，回路面积有增大的趋势，金属棒PQ所受安培力向右，根据受力平衡可知，金属棒PQ所受摩擦力向左，t0~2t0时间内磁感应强度增大，穿过回路的磁通量增大，根据楞次定律可知，回路面积有缩小的趋势，金属棒PQ所受安培力向左，根据受力平衡可知，金属棒PQ所受摩擦力向右，故AD正确； BC．0~2t0时间内，磁通量的变化率不变，感应电动势大小、方向都不变，感应电流大小、方向都不变，但因磁感应强度大小、方向都改变，故金属棒PQ所受安培力大小、方向都改变，故BC错误。 故选AD。 17．（24-25高二下·山东青岛·期中）如图，PAQ为一段固定于水平面上的光滑圆弧导轨，圆弧的圆心为O，半径为L。空间存在垂直导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场。电阻为R的金属杆OA与导轨接触良好，图中电阻R1＝R2＝R，其余电阻不计。现使OA杆在外力作用下以恒定角速度ω绕圆心O顺时针转动，在其转过的过程中，下列说法正确的是（　　） A．流过电阻R1的电流方向为P→R1→O B．A、O两点间电势差为 C．流过OA的电荷量为 D．外力做的功为 【答案】AD 【详解】A．由右手定则判断出OA中电流方向由O→A，可知流过电阻R1的电流方向为P→R1→O，故A正确； B．OA产生的感应电动势为E＝，将OA当成电源，外部电路R1与R2并联，则A、O两点间的电势差为U＝·＝，故B错误； C．流过OA的电流大小为I＝＝ 转过弧度所用时间为t＝＝ 流过OA的电荷量为q＝It＝，故C错误； D．转过弧度过程中，外力做的功为W＝EIt＝，故D正确。 故选AD。 三、实验题 18．（24-25高二下·四川南充·期中）我们可以通过以下实验来探究“电磁感应现象”。     (1)如果合上开关后，将原线圈A迅速插入副线圈B时，发现灵敏电流计指针向右偏了一下。那么在原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，电流计指针将向______偏（选填“右”或“左”）。 (2)A线圈插入B线圈后，闭合开关，将滑动变阻器触头从最左端滑到最右端，第一次快速滑动，第二次滑动较慢，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是______；通过线圈导线横截面电荷量的大小关系是______。（均填“大于”、“等于”或“小于”） (3)为了进一步探究实验规律，该小组的同学们连接了如图乙所示的实验电路，则将条形磁铁从线圈中快速向上抽出时，观察到的实验现象是_____。 A．灯泡A、B均不发光 B．灯泡A、B交替短暂发光 C．灯泡A短暂发光，灯泡B不发光 D．灯泡B短暂发光，灯泡A不发光 【答案】(1)右(2) 大于 等于(3)D 【详解】（1）合上开关后，将原线圈A迅速插入副线圈B时，穿过线圈B的磁通量增加，发现灵敏电流计指针向右偏了一下，在原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，则滑动变阻器接入电路的阻值减小，线圈A中的电流增大，穿过线圈B的磁场方向与上一种情况相同，且穿过线圈B的磁通量也增大，所以灵敏电流计指针也应向右偏。 （2）[1]滑动变阻器触头滑动越快，线圈A中的电流变化得越快，穿过线圈B的磁通量变化就越快，根据可知，产生的感应电动势就越大，所以大于； [2]根据，， 得 两次穿过线圈B的磁通量变化量相等，所以通过线圈导线横截面电荷量的大小关系是等于。 （3）将条形磁铁从线圈中快速向上抽出时，穿过线圈的磁场向下且磁通量减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线圈中的感应电流方向为顺时针（俯视），所以，灯泡B所在支路的二极管处于导通状态，灯泡A所在支路的二极管处于截止状态，即灯泡B短暂发光，灯泡A不发光。 故选D。 四、解答题 19．（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期中）如图所示，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为L=0.2m的正方形金属框abcd上，金属框的阻值为。M、N分别为ad边与bc边的中点，M、N所在水平直线的下方存在垂直于金属框所在平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随时间t的变化关系为。求t=2s时： (1)金属框产生的感应电动势E的大小： (2)金属框所受安培力F安的大小。 【答案】(1)0.002V(2)0.02N 【详解】（1）磁感应强度大小随时间t的变化关系为，所以 金属框产生的感应电动势E的大小 （2）金属框中电流 t=2s时磁感应强度大小为 有效长度为L=0.2m 金属框所受安培力F安的大小为 20．（24-25高二下·江苏镇江·期中）如图所示，一个匝数为n的正方形线圈，边长为d，电阻为r。将其两端a、b与阻值为R的电阻相连接，其他部分电阻不计。在线圈中存在垂直线圈平面向里的磁场区域，磁感应强度B由零随时间t均匀增加，＝k。求： (1)时刻线圈的磁通量； (2)判断a、b两点电势的高低，并求两点间的电势差Uab。 【答案】(1)(2)a点电势高； 【详解】（1）时刻磁感应强度 线圈的磁通量 （2）根据楞次定律可知，线圈中的感应电流为逆时针方向，则a点电势高； 感应电动势 感应电流 则 21．（24-25高二下·内蒙古·期中）如图所示，固定金属圆环内存在方向垂直圆环向下的匀强磁场，在外力作用下金属棒Ob可绕着圆心O沿逆时针方向匀速转动。从圆心和圆环边缘用细导线连接足够长的两光滑平行金属导轨，导轨与水平面的夹角，导轨间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，将金属棒cd垂直导轨轻轻放在导轨上，cd棒恰好保持静止。已知圆环内的磁场和导轨间的磁场的磁感应强度大小均为，圆环半径和金属棒Ob的长度均为，导轨宽度和金属棒cd的长度均为，金属棒cd的质量，Ob棒的电阻，cd棒的电阻，其余电阻不计，重力加速度大小。求： (1)金属棒cd的电功率P； (2)Ob棒转动的角速度。 【答案】(1)(2) 【详解】（1）对金属棒cd受力分析，根据受力平衡有， 金属棒cd的电功率 解得 （2）根据法拉第电磁感应定律可知，金属棒Ob转动过程中产生的感应电动势 根据闭合电路欧姆定律有 解得 22．（24-25高二下·江苏无锡·期中）一长为l的导体棒在磁感应强度为B的匀强磁场中绕其一端以角速度ω在垂直于磁场的平面内顺时针匀速转动，求： (1)判断a点和b点哪点电势高； (2)ab两端产生的感应电动势。 【答案】(1)点电势高(2) 【详解】（1）根据右手定则，可知棒上的电流方向由，因为在电源内部电流由负极流向正极，所以端为负极，端为正极，所以点电势高。 （2）旋转切割产生的电动势 五、填空题 23．（24-25高二下·福建·期中）如图所示，匝数匝，单匝面积为，总电阻的线圈与阻值的电阻相连。穿过线圈的磁感应强度按如图所示规律变化，取竖直向下为正方向，则A端电势_______（填“高”或“低”）于B端电势；电压表的示数为_______V。 【答案】 低 4 【详解】[1]根据楞次定律可知，A点的电势比B点的低。 [2]根据法拉第电磁感应定律可得线圈中的感应电动势 根据闭合电路欧姆定律可知，电压表的示数 地 城 考点03 动生电动势与电路、动力学、能量问题 一、单选题 1．（24-25高二下·江苏南京·期中）如图所示，在光滑绝缘水平面上，一矩形线圈以速度开始进入磁场，离开磁场区域后速度为。已知磁场区域宽度大于线圈宽度，则线圈（　　） A．进、出磁场过程通过截面的电荷量不同 B．进、出磁场过程中产生的焦耳热相同 C．线圈在磁场中匀速运动的速度为 D．进、出磁场过程的时间相同 【答案】C 【详解】A．根据 进、出磁场过程中磁通量变化量相同，电阻不变，所以通过截面的电荷量相同，故A错误； B．进磁场时线圈速度大，感应电动势大，感应电流大，安培力大，克服安培力做功多，产生的焦耳热多；出磁场时速度小，产生的焦耳热少，故B错误； C．设线圈在磁场中匀速运动的速度为，根据动量定理进磁场过程 所以 出磁场过程 所以 因为 所以 解得，故C正确； D．进磁场时平均速度大，位移相同，所以时间短；出磁场时平均速度小，时间长，故D错误。 故选C。 2．（24-25高二下·山东淄博·期中）如图，在光滑水平桌面上有一边长为、电阻为的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为的条形匀强磁场区域，磁场的边界与边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动，时边恰与磁场的左边界重合，随后导线框在垂直于边的水平外力作用下沿直线匀加速通过磁场区域。下列图像中，可能正确描述上述过程的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】线框刚进入磁场及刚出磁场时，对线框受力分析，根据牛顿第二定律可得 其中， 联立可得 由于线框始终做匀加速直线运动，故此阶段的图像为一次函数，当线框完全进入磁场时，线框不受安培力的作用，此时，即线框受到的外力大小不变，只是比刚进入磁场和刚出磁场时的拉力略小。 故选C。 3．（24-25高二下·广东湛江·期中）如图甲所示，圆形线圈置于垂直线圈平面向外的匀强磁场中，阻值为的电阻两端分别与线圈两端、相连，其他电阻忽略不计。磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，不考虑线圈缺口对感应电动势的影响，下列关于感应电流、通过电阻的电荷量、电阻中产生的热量、线圈的张力随时间变化的图像中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得，感应电动势 结合图乙可知感应电动势恒定不变，感应电流恒定不变，故A错误； B．通过电阻的电荷量，则图像为正比例函数，故B错误； C．电阻中产生的热量，则图像为正比例函数，故C正确； D．线圈的张力 为线圈的周长，B增大，张力随时间逐渐增大，故D错误。 故选C。 4．（24-25高二下·湖北·期中）如图所示，光滑足够长水平导轨置于磁场中，左侧导轨间距为，匀强磁场的磁感应强度大小为，右侧导轨间距为，匀强磁场的磁感应强度大小为。导体棒和导体棒均垂直于导轨放置，处于静止状态。棒和棒接入电路的电阻相等，两棒始终在对应的导轨部分运动，且与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。现给棒一水平向右的初速度，在此后的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．和组成的系统动量守恒 B．达到稳定运动状态时，其两端电压为零 C．达到稳定运动状态前，一直做匀减速运动 D．克服安培力做的功等于整个回路产生的焦耳热 【答案】A 【详解】A．导体棒和构成串联电路，电流等大反向，根据安培力公式，两棒受到的安培力等大反向，合力为零，系统动量守恒，A正确； B．当导体棒达到稳定运动状态时，导体棒也处于稳定运动状态，两棒共速，回路电流为零，但棒两端电压等于电动势，B错误； C．导体棒在做减速运动，导体棒在做加速运动，回路总电动势在减小，电流在减小，因此导体棒受到的安培力也在减小，故导体棒在达到稳定状态前在做加速度逐渐减小的减速运动，C错误； D．导体棒克服安培力做的功等于整个回路产生的焦耳热和导体棒动能增加量之和，D错误。 故选A。 5．（24-25高二下·北京·期中）如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（　　） A．线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向 B．线框出磁场的过程中做加速度增大的减速直线运动 C．线框在进磁场的过程中产生的焦耳热大于出磁场的过程中产生的焦耳热 D．线框在进磁场的过程中通过导线横截面的电荷量大于出磁场的过程中通过导线横截面的电荷量 【答案】C 【详解】A．线框进磁场的过程中由楞次定律知电流方向为逆时针方向，故A错误； B．设线框的边长为，电阻为，线框出磁场的过程中，根据 线框中电流为 则线框所受安培力大小为 根据牛顿第二定律 解得 由于线框出磁场过程中由左手定则可知线框受到的安培力向左，则v减小，线框做加速度减小的减速运动，故B错误； C．由能量守恒定律得线框产生的焦耳热即为克服安培力做功 其中线框进出磁场时均做减速运动，但其进磁场时的速度大，安培力大，产生的焦耳热多，故C正确； D．线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量 其中， 则联立有 由于线框在进和出的两过程中线框的磁通量变化量大小均为 则线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等，故D错误。 故选C。 6．（24-25高二下·江苏苏州·期中）在光滑绝缘水平面上有一边长为l、电阻为R的正方形导线框，线框右侧是宽度为、方向竖直向下的匀强磁场区域，磁场的边界与线框的左右两边平行。线框以初速度向右进入磁场，左边出磁场时速度恰为零。建立如图所示的坐标轴，以逆时针方向电流为正。关于线框的加速度a、速度v、所受安培力F三者大小以及线框中电流i随x变化关系的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AB．线框进磁场过程，线框受到的 规定向右为正方向，由动量定理得 因为 联立可得 可知进入磁场过程v与x成线性关系，当时，线框磁通量不变，线框匀速运动；当x>l时，规律和进磁场过程一致，v与x成线性关系；根据 可知a与v成正比，故线框进磁场和出磁场的a-x图像和v-x图像规律一致，由于当时，线框磁通量不变，线框匀速运动，加速度为0，故A正确，B错误； C．结合以上分析可知，由牛顿第二定律得安培力 可知F与a成正比，故线框进磁场和出磁场的F-x图像和a-x图像规律一致，由于当时，线框磁通量不变，线框匀速运动，安培力为0，故C错误； D．电流 可知故线框进磁场和出磁场的i-x图像和F-x图像规律一致，由于当时，线框磁通量不变，线框匀速运动，电流为0，故D错误。 故选A。 7．（24-25高二下·湖北武汉·期中）边长均为l的正方形导线框Ⅰ、Ⅱ由相同材料制成，且导线框Ⅱ的横截面积是导线框Ⅰ的横截面积的两倍。将两导线框从矩形边界磁场上方同一高度静止释放，磁场下边界到地面距离为h，且。关于导线框的运动，下列说法正确的是（　　） A．两导线框刚进入磁场时的加速度不同 B．两导线框落地时的速度不同 C．两导线框穿过磁场产生的总热量不同 D．两导线框从开始释放到落地的时间不同 【答案】C 【详解】A．设线框Ⅰ的质量为，线框Ⅱ的质量为，线框的电阻分别为、，则有，，， 结合题意可知 解得， 设线框释放的高度为，根据机械能守恒定律则有 解得线框刚进入磁场中的速度为 可见两线框进入磁场中的速度相等，线框进入磁场中，产生的感应电动势为 感应电流为 线框受到的安培力为 根据牛顿第二定律则有 解得线框的加速度 结合上述分析可知， 解得 即两导线框刚进入磁场时的加速度相同，A错误； B．因为，两线框完全进入磁场后，磁通量不变，线框中无感应电流，线框不受安培力，做加速度为的匀加速直线运动，由于两线框进入磁场时的速度相同，进入磁场后的运动情况相同，故两线框落地时的速度相同，B错误； C．根据能量守恒可得 两线框下落的高度相同，落地时的速度相同，但两线框的质量不同，所以两线框重力势能的减少量和动能的增加量都不相同，因此两导线框穿过磁场产生的总热量不同，C正确； D．由于两线框进入磁场前做自由落体运动，运动时间相等，在磁场中和出磁场的运动情况相同，故两线框从开始释放到落地的时间相等，D错误。 故选C。 8．（24-25高二下·河南南阳·期中）如图所示，纸面内一等腰直角三角形金属线框abc向右匀速穿过宽度为d的匀强磁场区域，匀强磁场的方向垂直于纸面向里。已知金属线框的直角边ac的长度为L，且L>d，ac边始终与磁场边界垂直，取a→b→c→a为电流的正方向，则线框穿过磁场区域的过程中，线框中的感应电流i随时间t变化的关系图像可能为（　　） A．B．C．D． 【答案】C 【详解】线框进入磁场区域过程中，根据楞次定律可知，线框中的感应电流方向为逆时针，且线框切割磁感线的有效长度随时间均匀增加；当线框的顶点c开始离开磁场区域时，线框的ab边未进入磁场区域，线框切割磁感线的有效长度不变；当ab边进入磁场瞬间，线框切割磁感线的有效长度不为0，ab边离开磁场区域的过程中，线框中的感应电流方向为顺时针，线框切割磁感线的有效长度均匀增加。 故选C。 9．（24-25高二下·贵州·期中）如图所示，两根间距为的平行光滑“匚”形导轨与水平面成夹角，大小为的磁场垂直导轨平面向上。现将一导体棒垂直于导轨静止释放，其接入电路的电阻为，经过后达到最大速度，导轨足够长且电阻忽略不计，取重力加速度为，此过程通过导体棒的电荷量为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据题目描述，达到最大速度时，受力平衡，受力分析为 解得导体棒的质量为 根据动量定理有， 解得流过导体棒的电荷量为 故选B。 10．（24-25高二下·江西上饶·期中）如图所示电路，L为一自感线圈，A为电灯，L的直流电阻比A的电阻小得多，接通S，待电路稳定再断开S，断开时（　　） A．通过灯A的电流方向为从左向右 B．灯A将比原来更亮一些后再逐渐熄灭 C．灯A将立即熄灭 D．通过L的电流方向为从右向左 【答案】B 【详解】AD．电路稳定后，通过线圈L的电流方向为从左向右，待电路稳定再断开S，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，且线圈与灯A构成回路，则通过线圈L的电流方向仍为从左向右，通过灯A的电流方向为从右向左，故AD错误； BC．电路稳定后，由于线圈L的直流电阻比灯A的电阻小得多，则通过线圈L的电流大于通过灯A的电流；待电路稳定再断开S，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，且线圈L与灯A构成回路，所以灯A将比原来更亮一些后再逐渐熄灭，故B正确，C错误。 故选B。 11．（24-25高二下·湖北孝感·期中）如图所示，电路中有相同的灯泡A、B，线圈L的直流电阻不计，为定值电阻，电源电动势为E、内阻不计。关于下面的操作说法正确的是（　　） A．闭合开关S后，灯泡A逐渐变亮后亮度不变 B．闭合开关S后，灯泡B逐渐变暗后亮度不变 C．断开开关S后，灯泡A闪亮后逐渐变暗最后熄灭 D．断开开关S后，灯泡B逐渐变暗最后熄灭 【答案】C 【详解】A．闭合开关S后，灯泡A与线圈L并联，电流瞬间通过灯泡A，因此灯泡A会立即变亮，随后线圈L的阻碍作用减小，电流逐渐增大，灯泡A逐渐变暗，最终被线圈L短路而熄灭，故A错误； B．闭合开关S后，灯泡B与定值电阻并联，因此灯泡B立即变亮且亮度不变，故B错误； C．断开开关S后，线圈L的自感会阻碍电流减小，与灯泡A形成闭合回路，线圈L中的电流瞬间通过灯泡A，使灯泡A闪亮一下，随后电流逐渐减小灯泡A逐渐变暗，直至熄灭，故C正确； D．断开开关S后，灯泡B所在支路的电流瞬间消失，灯泡B立即熄灭，故D错误。 故选C。 12．（24-25高二下·广东揭阳·期中）高速铁路列车通常使用磁力刹车系统。磁力刹车工作原理可简述如下：将磁铁的N极靠近一块正在逆时针方向旋转的圆形铝盘，使磁感线垂直铝盘向内，铝盘随即减速，如图所示。图中磁铁左方铝盘的甲区域（虚线区域）朝磁铁方向运动，磁铁右方铝盘的乙区域（虚线区域）朝离开磁铁方向运动。下列有关铝盘刹车的说法正确的是（　　） A．铝盘甲区域的感应电流产生垂直铝盘向里的磁场 B．铝盘乙区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场 C．磁铁与甲、乙两区域的感应电流之间的作用力，都会使铝盘减速 D．若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，则磁铁对空洞铝盘的作用力更大 【答案】C 【详解】A．甲区域靠近磁铁磁通量增大，由楞次定律可知，甲区域的磁场与磁铁的磁场方向相反，垂直纸面向外，A错误； B．乙区域远离磁铁磁通量减小，由楞次定律可知，乙区域的磁场与磁铁的磁场方向相同，垂直纸面向里，B错误； C．由“来拒去留”可知，磁铁与甲区域相互排斥，磁铁与乙区域相互吸引，阻碍甲、乙区域的运动，都会使铝盘减速，C正确； D．若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，感应电流减小，磁铁与铝盘的相互作用力减小，减速效果减弱，D错误。 故选C。 二、多选题 13．（24-25高二下·山东威海·期中）如图所示，足够长的水平放置的光滑平行导轨，宽轨道的间距为窄轨道的2倍，轨道处于竖直方向的匀强磁场中，甲、乙两导体棒垂直导轨放置，质量分别为2m、m，电阻分别为2R、R。某时刻甲以速度v0向右滑动，若甲始终在宽轨道上运动，最终（　　） A．甲的速度为 B．甲的速度为 C．乙产生的热量为 D．乙产生的热量为 【答案】AC 【详解】AB．最终状态两棒均做匀速运动，此时两棒切割产生的电动势大小相等，则有 解得 对甲棒，根据动量定理可得 对乙棒，根据动量定理可得 联立解得，，故A正确，B错误； CD．根据能量守恒可知，回路中产生的总热量为 结合上述结论， 解得 则乙棒产生的热量为，故C正确，D错误。 故选AC。 14．（24-25高二下·山东临沂·期中）如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线，在之间，之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为1T，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈，宽度，质量为，电阻为，将其从图示位置由静止释放（边与重合），线圈速度随时间的变化关系如图乙所示，时刻边与重合，时刻边与重合，时刻边与重合，已知的时间间隔为，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向（重力加速度取）。则下列说法中正确的是（　　） A．在时间内，通过线圈的电荷量为 B．线圈匀速运动的速度大小为 C．线圈的长度为 D．时间内，线圈产生的热量为 【答案】AB 【详解】ABC．由题图可知，在t2~t3时间内，线圈向下做匀速直线运动，受力平衡，则根据平衡条件则有mg＝BIL 由欧姆定律可知 联立两式，解得 t1~t2时间内线圈一直做匀加速直线运动，则知线圈内磁通量变化为零，不产生感应电流，线圈不受安培力作用，仅在重力作用下运动，以cd边与L2重合时为初状态，以ab边与L3重合时为末状态，设磁场的宽度为d，则线圈长度为2d，线圈下降的位移为3d，则有 其中v2＝8 m/s，t＝0.6s 代入解得d＝1 m 所以线圈的长度为2d＝2 m 在0~t1时间内，cd边从L1运动到L2，则通过线圈的电荷量为，故AB正确，C错误； D．0~t3时间内，根据能量守恒定律得，故D错误。 故选AB。 15．（24-25高二下·福建·期中）一个光滑平行金属导轨固定在水平桌面上，导轨间距为d，两导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨左端连接着一个阻值为R的定值电阻，现有一根导体棒先后以甲、乙、丙、丁四种方式放在导轨上均以大小为v0的速度做匀速直线运动，不计导轨和导体棒的电阻，运动过程中导体棒与导轨始终接触良好，则下列四种方式中电阻中电流为的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】AB 【详解】AB．根据E=Blv可知，甲、乙切割磁感线的有效长度l=d，产生的感应电动势均为Bdv0，电阻中电流为，故AB正确； C．丙满足磁场、速度和导体棒相互垂直，此时导体棒的有效长度为 产生的电动势为 电阻中电流为，故C错误； D．丁方式中导体棒切割磁感应线的有效长度l=dsinθ，电阻中电流为，故D错误。 故选AB。 16．（24-25高二下·天津·期中）如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终刚好完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（　　） A．线框进磁场的过程中电流方向为逆时针方向 B．线框进入磁场和穿出磁场的过程中产生的热量之比为3：1 C．线框进入磁场和穿出磁场的过程中所用的时间相等 D．线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等 【答案】ABD 【详解】A．线框进磁场的过程中由楞次定律和安培定则知电流方向为逆时针方向，故A正确； B．设线框初速度，完全进入磁场速度，线框进磁场的过程中 其中 出磁场过程中 且 联立得 线框进入磁场过程中产生的热量 穿出磁场的过程中产生的热量 则 故B正确； C．线框在进和出磁场的两过程中，安培力做负功，线框做减速运动，则线框在进磁场的过程中的平均速度大于线框在出磁场的过程中的平均速度，线框在进和出磁场的两过程中所用时间不相等，故C错误； D．线框在进和出的两过程中线框内磁通量变化量相等，根据可知，线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等，故D正确。 故选ABD。 17．（24-25高二下·重庆·期中）某同学欲研究电磁阻尼的现象，设计了图示的实验，光滑绝缘的水平面上存在一系列宽度均为的相同的匀强磁场，相邻两磁场的间距为。线框匝数，边长为的正方形金属线圈（同种材料制成，电阻不变）以初速度垂直于第一个磁场的左边界进入磁场，结果线圈恰好能穿过完整的磁场的个数。则（　　） A．线圈刚进入第4个磁场时速度大小为 B．线圈在第3和第4磁场中匀速运动过程经历的时间之比为 C．线圈通过第3和第4个磁场产生的焦耳热之比为 D．若仅将线圈的匝数增加为，仍以原来的速度进入磁场，则穿过完整的磁场的个数仍为8 【答案】BCD 【详解】A．由题意可知，线圈经过每一个磁场时，先减速运动d，后匀速运动d，再减速运动d，线圈在进入磁场或穿出磁场的过程中，由动量定理有 因为 联立可解得 表明线圈在进入或穿出磁场的过程中速度的变化相等，则有 联立可得 则线圈刚进入第4个磁场时速度大小 故A错误； B．同理，可求出线圈进入第3和第4个磁场后的速度大小分别为，由 可知这两个过程经历的时间之比为9∶11 故B正确； C．线圈开始进入第3个磁场时速度大小 线圈开始进入第5个磁场时速度大小 线圈通过第3个磁场产生的焦耳热 线圈通过第4个磁场产生的焦耳热 联立解得 故C正确； D．设穿过完整的磁场的个数为N，由前面分析，同理可得 线圈电阻 线圈质量 联立可推知N与无关，故线圈仍能通过8个完整的磁场，故D正确。 故选BCD。 18．（24-25高二下·山东聊城·期中）图甲为磁控健身车，图乙为其车轮处结构示意图，在金属飞轮的外侧有一些磁体（与飞轮不接触），人用力蹬车带动飞轮旋转时，磁体会对飞轮产生阻碍作用，拉动旋钮拉线可以改变磁体与飞轮间的距离。下列说法正确的有（　　） A．飞轮受到的阻力主要来源于磁体对它的安培力 B．飞轮转速一定时，磁体越靠近飞轮，飞轮受到的阻力越小 C．磁体和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，受到的阻力越小 D．磁体和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，内部的涡流越强 【答案】AD 【详解】A．飞轮在磁场中做切割磁感线运动，所以会产生感应电动势和感应电流，根据楞次定律可知，磁场会对运动的飞轮产生阻力，以阻碍飞轮与磁场之间的相对运动，所以飞轮受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力，故A正确； B．磁铁越靠近飞轮，飞轮处的磁感应强度越强，所以在飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，飞轮上产生的感应电动势和感应电流越大，飞轮受到的阻力越大，故B错误； C．磁铁和飞轮间的距离一定时，根据法拉第电磁感应定律可知，飞轮转速越大，飞轮上产生的感应电动势和感应电流越大；飞轮受到的阻力越大，故C错误； D．磁铁和飞轮间的距离一定时，根据法拉第电磁感应定律可知，飞轮转速越大，飞轮上产生的感应电动势和感应电流越大，内部的涡流越强，故D正确。 故选AD。 三、实验题 19．（24-25高二下·上海徐汇·期中）如图甲所示的电路中，已知灯泡电阻不变且阻值为R。闭合开关S后，流过两个电流传感器的图像如图乙所示。后电流传感器示数稳定示数分别为、（不计电流传感器内阻）。 (1)测量小灯电流的是图乙中曲线________（填a或b） (2)已知：线圈L产生的自感电动势，是电流的变化率，k为常数，时刻突然断开电键，请在图上继续画出两个电流传感器电流随时间的变化大致图像，即大致形状。 (3)时刻电源两端的输出电压为________。 (4)由图像乙中的数据和题干条件是否可以算出电源的内阻。若能，请计算出内阻，若不能，则说明理由。 【答案】(1)a(2)(3)(4)能，见解析 【详解】（1）开关闭合瞬间，灯泡电流瞬间增大，线圈对电流阻碍作用逐渐减小，通过线圈电流逐渐增大，灯泡分流逐渐减小，所以流经灯泡电流为图乙中曲线a； （2）电键断开后，自感线圈和小灯泡、两个电流传感器组成新的回路，自感线圈作为回路电源，回路电流从逐渐减小，两电流传感器为串联结构，所以电流相同，故时刻突然断开电键，两个电流传感器电流随时间的变化大致图像如图所示。 （3）根据欧姆定律可得时刻电源两端的输出电压为； （4）根据闭合电路欧姆定律可得，时刻有 时刻有 解得， 四、解答题 20．（24-25高二下·江西上饶·期中）如图所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为，电阻不计。在MQ之间接有一阻值的电阻。导体杆ab质量为，电阻，并与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度，使杆向右运动。求： (1)ab杆速度减为2m/s时，ab杆加速度大小a； (2)整个过程电阻R上产生的热量； (3)整个过程通过电阻R的电荷量q及导体杆ab移动的距离x。 【答案】(1)(2)1.2J(3)0.8C，3.2m 【详解】（1）ab杆速度减为2m/s时，ab杆产生的电动势为 回路电流为 ab杆受到的安培力为 则ab杆的加速度的大小为 （2）由能量守恒可知整个过程产生的热量为 电阻R上产生的热量为 解得 （3）对导体杆ab，由动量定理得 其中 联立可得， 21．（24-25高二下·上海浦东·期中）如图所示，两根间距为m，电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角，导轨底端接入一阻值为Ω的定值电阻，所在区域内存在磁感应强度为T的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向上。在导轨上垂直于导轨放置一质量为kg、电阻为Ω的金属杆ab，开始时使金属杆ab保持静止，某时刻开始给金属杆一个沿斜面向上N的恒力，金属杆由静止开始运动了1.2m达到最大速度，重力加速度m/s2。金属杆从静止到运动1.2m的过程中，求： (1)金属杆能获得的最大速度； (2)金属杆运动位移达1.2m时刻，两端的电势差； (3)金属杆从静止到运动1.2m的过程中，回路产生的热量Q。 【答案】(1)3m/s(2)(3) 【详解】（1）金属杆速度最大时，根据平衡条件有 金属杆中的电流为 解得金属杆能获得的最大速度 （2）金属杆运动位移达x=1.2m时刻，金属杆产生的电动势为 根据右手定则可知，金属杆内电流方向为a指向b，可知a点电势比b点电势低，根据闭合电路欧姆定律，可知金属杆两端的电势差 （3）根据能量守恒定律 联立解得回路产生的热量为 22．（24-25高二下·浙江·期中）随着福建舰舰载机的成功弹射，“电磁弹射”、“电磁阻拦”成为热门话题。一物理兴趣小组尝试用如图所示的装置来展开实验探究：图中，电源电动势为E，内阻为r，电阻阻值为R，电容器电容为C，初始不带电，间距为L的两平行光滑导轨水平固定在平台上，其中和段由绝缘材料所制，其余部分为导体，电阻不计且足够长，导轨全部处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为m、电阻不计的金属棒静置于左侧导轨上。闭合开关S，金属棒沿导轨开始运动，在到达MN前已达到稳定状态。已知电容器所储存的电能与电容器的电容值及两极板间电压的关系为，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，求： (1)开关S闭合瞬间，金属棒的加速度大小a： (2)到达MN前，金属棒稳定运动时的速度大小v； (3)金属棒进入右侧导轨后，电容器上最终储存的电能Ep。 【答案】(1)(2)(3) 【详解】（1）开关S闭合瞬间，回路中电流为I，金属棒受到的安培力为F，则有 由牛顿第二定律得 联立解得 （2）金属棒稳定运动时左边的回路中电流为0，则有 解得 （3）金属棒进入右侧导轨后先减速后匀速，设匀速运动的速度为,由动量定理可得 因为 金属棒匀速运动时 电容器带电量为 电容器储存的电能 联立解得 23．（24-25高二下·江苏常州·期中）一简易的电动机模型如图所示，光滑且水平的金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，间距为，磁感应强度为，一质量为且不计电阻的金属棒置于导轨上方，与电源导轨构成闭合回路，电源电动势为，内阻为，金属棒用一轻绳通过定滑轮悬挂一个物体，闭合开关一段时间后物体开始匀速上升（不计一切摩擦，已知重力加速度为），此时电流表示数是。求： (1)物体的质量； (2)物体匀速上升时的速度大小； (3)若仅将电源换成电容为的电容器（起初不带电），用手托住，保持细线恰好拉直。现将由静止释放，下落高度，需要的时间。 【答案】(1)(2)(3) 【详解】（1）物体匀速上升时有 联立解得 （2）路端电压（导轨之间） 当金属棒匀速运动时，感应电动势 因为 联立解得 （3）设电路中电流为（瞬时值），绳中张力为，对金属棒有 物体P有 因为 联立解得 由上式可知，a为定值，则物体P向下做匀加速运动，则 求得 五、填空题 24．（24-25高二下·福建泉州·期中）如图，足够长的光滑平行金属直导轨固定在水平面上，左侧轨道间距为2d，右侧轨道间距为d。轨道处于竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为2m、有效电阻为2R的金属棒a静止在左侧轨道上，质量为m、有效电阻为R的金属棒b静止在右侧轨道上。现给金属棒a一水平向右的初速度，经过一段时间后两金属棒达到稳定状态。已知两金属棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，导轨电阻忽略不计，金属棒a始终在左侧轨道上运动，则达到稳定状态时，a棒和b棒的速度之比为______，整个运动过程中金属棒a产生的焦耳热为______。 【答案】 【详解】[1]达到稳定状态时, 两金属棒均做匀速运动，回路中电流为0，则有 可得a棒和b棒的速度之比为 [2]对金属棒a、b分别由动量定理可得， 联立可得 解得， 由能量守恒可得，回路产生的焦耳热为 则金属棒a产生的焦耳热为 25．（24-25高二下·山东临沂·期中）某同学用电流传感器研究自感现象，电路如图甲所示。电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于灯泡的电阻。在“闭合开关—稳定一小段时间—断开开关”这个过程中，通过电流传感器得到图像如图乙所示，电流传感器不计内阻。 (1)开关S闭合瞬间，灯泡__________（选填“会”或“不会”）立即变亮； (2)开关S断开瞬间，灯泡__________（选填“会”或“不会”）闪亮； (3)第末线圈两端的电压为__________（用、、、表示） (4)比较与的大小关系，有__________。（选填“”“”或“”） 【答案】(1)会(2)会(3)(4)＜ 【详解】（1）闭合开关瞬间，灯泡两端电压为电源电压，故灯泡立即变亮； （2）开关S断开瞬间，线圈由于自感，阻碍电流的减小，故线圈、灯泡与电流传感器组成闭合回路，使得灯泡闪亮一下，然后慢慢熄灭； （3）刚闭合开关时，由于线圈L中自感电动势很大，所以线圈L所在支路相当于断路，由闭合电路欧姆定律有 第末线圈两端的电压为 （4）刚闭合开关时，由于线圈L中自感电动势很大，所以线圈L所在支路相当于断路，由闭合电路欧姆定律有 当电路稳定时，由闭合电路欧姆定律有 由于 所以有 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $