专题05 电磁感应(期中复习专项训练)高二物理下学期人教版
2026-04-09
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3份
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33页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版选择性必修 第二册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 复习与提高 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.93 MB |
| 发布时间 | 2026-04-09 |
| 更新时间 | 2026-04-09 |
| 作者 | 物理开挂所 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2026-04-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57252988.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题5 电磁感应
题型1探究影响感应电流方向的因素
题型2感应电流方向的判断(重点)
题型3楞次定律推论的应用
题型4法拉第电磁感应定律的理解及应用(重点)
题型5导体切割磁感线产生感应电动势(重点)
题型6自感现象
题型7涡流、电磁阻尼和电磁驱动
题型8电磁感应中的电路问题(难点)
题型9电磁感应中的图像问题(常考点)
题型10电磁感应中的动力学和能量问题(难点)
题型11电磁感应中的动量问题(难点)
题型一 探究影响感应电流方向的因素
1.(2026·山东省·单元测试)某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验:
首先按图甲所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转;再按图甲所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向左偏转,进行上述实验的目的是 。
A.检查电流计测量电路的电流是否准确
B.检查干电池是否为新电池
C.推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系
接下来,用图乙所示的装置做实验。图乙中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中,观察到电流计指针向右偏转,说明螺线管中的电流方向从上往下看是沿 选填“顺时针”或“逆时针”方向。
在如图丙所示的电路中,、两螺线管的导线彼此绝缘,在开关闭合的瞬间,发现电流计指针向左偏转了一下,则在指针偏转的过程中,螺线管的 选填“上端”或“下端”电势高,若保持开关闭合,当电路稳定后,将滑片向端滑动,电流计将向 选填“左”或“右”偏转,实验结束时,应先 选填“断开开关”或“拆除电流计与螺线管之间的导线”.
2.(2026·广东省阳江市·其他类型)甲、乙、丙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。
如图,甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转,下列操作中同样能使指针向右偏转的有()。
A.闭合开关
B.开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动
C.开关闭合时将线圈从线圈中拔出
D.开关闭合时将线圈倒置再重新插入线圈中
如图,乙同学将条形磁铁从线圈上方由静止释放,使其笔直落入线圈中,多次改变释放高度,发现释放高度越高,灵敏电流计指针偏转过的角度越大。该现象说明了线圈中 选填“磁通量”“磁通量变化量”或“磁通量变化率”越大,产生的感应电流越大。
丙同学设计了如图所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认,某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转,说明此时黑表笔接触的是二极管的 选填“正极”或“负极”。实验操作时将磁铁插入线圈时,只有灯 选填“”或“”短暂亮起。
题型二 感应电流方向的判断
3.(2026·四川省·单元测试)在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的方向为正,磁场向上为正,如图甲所示。当磁感应强度随时间按图乙变化时,导体环中产生的感应电流随时间变化的关系图像正确的是()
A. B.
C. D.
4.(2026·四川省·同步练习)图中表示闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情境,导体上的感应电流方向为的是()
A.B.
C.D.
题型三 楞次定律推论的应用
5.(2026·安徽省蚌埠市·其他类型)如图,在同一平面内固定有一长直导线和一圆形导线框,在的右侧。导线中通有正弦交流电,的变化如图所示,规定从到为电流正方向。则在时间内,下列判断正确的是()
A.线框整体所受安培力方向始终向左
B.线框中感应电流在时改变方向
C.线框的面积始终有扩张的趋势
D.线框中感应电流的方向始终沿顺时针方向
6.(2026·广东省潮州市·其他类型)在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈相接,如图所示.导轨上放一根导线,磁感线垂直于导轨所在平面.当导线向右加速运动时,所包围的小闭合线圈产生的感应电流方向,及所具有的形变趋势是()
A.有顺时针方向的电流,且有收缩的趋势 B.有顺时针方向的电流,且有扩张的趋势
C.有逆时针方向的电流,且有收缩的趋势 D.有逆时针方向的电流,且有扩张的趋势
题型四 法拉第电磁感应定律的理解及应用
7.(2026·内蒙古自治区通辽市·期末考试)如图所示,匝的线圈图中只画了匝两端、与一个理想电压表相连。线圈内有指向纸内方向的匀强磁场,线圈中的磁通量在按图所示规律变化。下列说法正确的是()
A.端应接电压表正接线柱,电压表的示数为
B.端应接电压表正接线柱,电压表的示数为
C.端应接电压表正接线柱,电压表的示数为
D.端应接电压表正接线柱,电压表的示数为
8.(2026·湖北省黄冈市·其他类型)如图所示,轻质绝缘细线吊着质量,边长,电阻的单匝正方形闭合金属线框,对角线的下方区域分布着垂直纸面向里的磁场,其磁感应强度随时间的变化图像如图所示。不考虑线框的形变,取重力加速度,当线框处于静止状态时,下列说法正确的是()
A.内线框受到的细绳的拉力越来越大
B.内线框受到的细绳的拉力越来越小
C.内线框的电流为
D.内线框中产生的焦耳热为
题型五 导体切割磁感线产生感应电动势
9.(2026·山东省潍坊市·月考试卷)如图所示,由均匀导线制成的半径为的圆环,以速度匀速进入一磁感应强度大小为的匀强磁场。当圆环运动到图示位置时,、两点的电势差为()
A. B. C. D.
10.(2026·湖北省黄冈市·月考试卷)如图,有一硬质导线,其中是半径为的半圆弧,为圆弧的中点,直线段长为且垂直于直径。该导线在纸面内绕点以角速度逆时针转动,导线始终在垂直纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场中。若以点为零势点,则以下关于各点电势的说法正确的是()
A. B.
C. D.导线上两点的中间位置,电势最高
题型六 自感现象
11.(2026·内蒙古自治区·期末考试)如图所示,甲、乙为两个完全相同的小灯泡,闭合电键电路稳定时,两灯泡的亮度相同断开电键,灯泡乙闪亮一下再逐渐熄灭下列说法正确的是()
A.定值电阻的阻值大于线圈的直流电阻 B.灯泡乙的电阻大于线圈的直流电阻
C.闭合瞬间,甲立即变亮,乙逐渐变亮 D.断开瞬间,两灯泡均逐渐熄灭
12.(2026·湖南省株洲市·月考试卷)如图所示的电路中,三个灯泡、、的电阻关系为,电感线圈的电阻可忽略,为理想二极管。开关从闭合状态突然断开时,下列判断正确的是()
A.逐渐变暗,、均先变亮,然后逐渐变暗
B.逐渐变暗,立即熄灭,先变亮,然后逐渐变暗
C.立即熄灭,、均逐渐变暗
D.、、均先变亮,然后逐渐变暗
题型七 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
13.(2026·河南省·同步练习)下列现象没有利用电磁阻尼规律的是()
A.线圈能使振动的条形磁体快速停下来
B.无缺口的铝管比有缺口的铝管能更快使强磁体匀速运动
C.形磁体可以使高速转动的铝盘迅速停下来
D.转动把手时下面的闭合铜线框会随形磁体同向转动
14.(2026·河南省·同步练习)高频焊接原理示意图如图所示,线圈通以高频交流电,金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热,将焊缝熔化焊接。下列情况中能使焊接处消耗的电功率增大的是()
A.增大交变电流的电压,其他条件不变
B.增大交变电流的频率,其他条件不变
C.感应电流相同条件下,增大焊接缝的接触电阻
D.感应电流相同条件下,减小焊接缝的接触电阻
题型八 电磁感应中的电路问题
15.(2026·湖北省·月考试卷)如图所示,圆心为、半径为和的同心圆形金属导轨固定在同一平面内,两环间接有阻值为的定值电阻。长为、电阻为的金属棒置于导轨上,的延长线通过圆心。整个装置处于磁感应强度为、方向如图的匀强磁场中。当以角速度绕逆时针匀速转动时与导轨接触良好,导轨电阻不计()
A.金属棒中的电流方向由向 B.金属棒两端的电压为
C.金属棒受到的安培力大小为 D.定值电阻的热功率为
16.(2026·安徽省·期末考试)如图所示,半径为的金属细圆环水平放置,在圆环的中心竖直放置一细金属杆。一电阻为的导体棒一端套在轴上,另一端可绕轴线沿圆环做圆周运动。圆环处于磁感应强度大小,方向竖直向上的磁场中,式中为大于零的常量,为场点到点的距离。细金属杆与圆环用导线连接,不计细金属杆、圆环及导线的电阻。当导体棒沿顺时针方向俯视以角速度匀速转动时,下列说法正确的是()
A.导体棒中电流的方向为 B.导体棒受到的安培力沿顺时针方向俯视
C.导体棒中电流的大小为 D.感应电动势的大小为
题型九 电磁感应中的图像问题
17.(2026·山东省·单元测试)如图所示,一个金属导体做成的三角形线圈,以恒定的水平速度穿过匀强磁场区域,若设顺时针方向为电流的正方向,从线圈进入磁场的左边界开始计时,则下列表示线圈中电流随时间变化的图像中正确的是()
A. B.
C. D.
18.(2026·湖北省武汉市·月考试卷)如图所示,为三个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为,方向分别垂直纸面向外、向里和向外,磁场宽度均为,在磁场区域的左侧边界处,有一边长为的正方形导体线框,总电阻为,且线框平面与磁场方向垂直,现用外力使线框以速度匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定电流沿逆时针方向时的电动势为正,磁感线垂直纸面向里时的磁通量为正值,外力向右为正。则以下能反映线框中的磁通量、感应电动势、外力和电功率随时间变化规律图象的是()
A. B.
C. D.
题型十 电磁感应中的动力学和能量问题
19.(2026·福建省·单元测试)如图甲所示,两根完全相同的光滑导轨固定,导轨所在平面与水平面成,两端均连接电阻,阻值,导轨间距。导轨所在斜面的矩形区域内分布有垂直斜面向上的磁场,上下边界、的距离,磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。时刻,导轨斜面上与距离处的一根阻值的金属棒垂直于导轨由静止释放,恰好匀速通过整个磁场区域。已知重力加速度,,导轨电阻不计。下列说法正确的是()
A.在磁场中运动的速度大小为
B.导体棒的质量为
C.整个过程中电阻、产生的总焦耳热
D.整个过程中电阻、产生的总焦耳热
20.(2026·山东省·单元测试)如图所示,足够长的平行光滑金属导轨、相距,倾斜置于匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上,断开开关,将长也为的金属棒在导轨上由静止释放。经时间,金属棒的速度大小为,此时闭合开关,最终金属棒以大小为的速度沿导轨匀速运动。已知金属棒的质量为、电阻为,其他电阻均不计,重力加速度为。则下列说法正确的是()
A.导轨与水平面夹角的正弦值为
B.磁场的磁感应强度的大小为
C.金属棒的速度从变至恰为的过程,金属棒一定做加速度减小的加速运动
D.金属棒的速度从变至恰为的过程,金属棒上产生的焦耳热为
题型十一 电磁感应中的动量问题
21.(2026·湖北省·同步练习)如图,足够长的间距的平行光滑金属导轨、固定在水平面内,导轨间存在一个宽度的匀强磁场区域,磁感应强度大小为,方向如图所示。一根质量,阻值的金属棒以初速度从左端开始沿导轨滑动,穿过磁场区域后,与另一根质量,阻值的原来静置在导轨上的金属棒发生弹性碰撞,两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨电阻不计,则()
A.金属棒第一次穿过磁场时做匀减速直线运动
B.金属棒第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流
C.金属棒第一次穿过磁场区域的过程中,金属棒上产生的焦耳热为
D.金属棒最终停在距磁场左边界处
22.(2026·安徽省黄山市·其他类型)如图所示,间距为的水平导轨右端接有的定值电阻。与导轨垂直,其左侧有方向竖直向上、大小为的匀强磁场。一质量的金属棒垂直于导轨放置在距右侧处,一重物通过绕过轻质定滑轮的绝缘轻绳与金属棒连接。时,将金属棒由静止释放,在时,金属棒恰好经过边界进入磁场。已知导轨足够长,不计导轨与金属棒电阻,金属棒始终垂直导轨且与导轨接触良好,重物始终未落地,重力加速度取,不计一切摩擦,求:
金属棒进入磁场前的加速度大小及重物的质量;
金属棒刚进入磁场时,电阻的热功率;
时金属棒速度为,求此时金属棒与的距离。
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专题5 电磁感应
题型一 探究影响感应电流方向的因素
1.【答案】 顺时针 上端 左 拆除电流计与螺线管之间的导线
2.【答案】 磁通量变化率 负极
题型二 感应电流方向的判断
3.【答案】B
4.【答案】A
题型三 楞次定律推论的应用
5.【答案】D
6.【答案】C
题型四 法拉第电磁感应定律的理解及应用
7.【答案】B
8.【答案】BC
题型五 导体切割磁感线产生感应电动势
9.【答案】D
10.【答案】D
题型六 自感现象
11.【答案】B
12【答案】B
题型七 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
13.【答案】D
14.【答案】ABC
题型八 电磁感应中的电路问题
15.【答案】C
16.【答案】D
题型九 电磁感应中的图像问题
17.【答案】D
18.【答案】ABD
题型十 电磁感应中的动力学和能量问题
19.【答案】AD
20.【答案】AB
题型十一 电磁感应中的动量问题
21.【答案】BD
22.【答案】时间内,根据运动学公式得
解得
对重物及金属棒整体分析,根据牛顿第二定律得
解得;
时刻,金属棒速度为
金属棒刚进入磁场产生的电动势为
感应电流为
电阻的热功率为;
时金属棒速度为,对重物及金属棒整体分析,根据动量定理可得
又
联立解得此时金属棒与的距离为。
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专题5 电磁感应
题型1探究影响感应电流方向的因素
题型2感应电流方向的判断(重点)
题型3楞次定律推论的应用
题型4法拉第电磁感应定律的理解及应用(重点)
题型5导体切割磁感线产生感应电动势(重点)
题型6自感现象
题型7涡流、电磁阻尼和电磁驱动
题型8电磁感应中的电路问题(难点)
题型9电磁感应中的图像问题(常考点)
题型10电磁感应中的动力学和能量问题(难点)
题型11电磁感应中的动量问题(难点)
题型一 探究影响感应电流方向的因素
1.(2026·山东省·单元测试)某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验:
首先按图甲所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转;再按图甲所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向左偏转,进行上述实验的目的是 。
A.检查电流计测量电路的电流是否准确
B.检查干电池是否为新电池
C.推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系
接下来,用图乙所示的装置做实验。图乙中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中,观察到电流计指针向右偏转,说明螺线管中的电流方向从上往下看是沿 选填“顺时针”或“逆时针”方向。
在如图丙所示的电路中,、两螺线管的导线彼此绝缘,在开关闭合的瞬间,发现电流计指针向左偏转了一下,则在指针偏转的过程中,螺线管的 选填“上端”或“下端”电势高。若保持开关闭合,当电路稳定后,将滑片向端滑动,电流计将向 选填“左”或“右”偏转。实验结束时,应先 选填“断开开关”或“拆除电流计与螺线管之间的导线”.
【答案】
顺时针
上端
左
拆除电流计与螺线管之间的导线
【解析】由题意可知,电流从电流计左边进时,指针左偏,右边进时,指针右偏,本实验目的是探究感应电流的方向,则进行上述实验的目的是推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系。
故选C;
电流计指针向右偏转,说明电流从电流计的右边正接线柱流入,则说明螺线管中的电流方向从上往下看是沿顺时针方向
在开关闭合的瞬间,电流计指针向左偏转,说明电流从电流计的左边负接线柱流入,即电流从螺线管的上端流出,则螺线管的上端电势高;由题知,当闭合开关瞬间,线圈中电流瞬间增加,电流计指针向左偏转,由实物图知,将滑动变阻器的滑片向端滑动时,电路中总阻减小,线圈中的电流增加,故电流计指针向左偏转。实验结束时,如果直接断开开关,线圈中会产生感应电流,有可能损坏电流计,所以为了保护电流计,应先拆除电流计与螺线管之间的导线。
故答案为:;顺时针;上端,左,拆除电流计与螺线管之间的导线。
2.(2026·广东省阳江市·其他类型)甲、乙、丙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。
如图,甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转,下列操作中同样能使指针向右偏转的有()。
A.闭合开关
B.开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动
C.开关闭合时将线圈从线圈中拔出
D.开关闭合时将线圈倒置再重新插入线圈中
如图,乙同学将条形磁铁从线圈上方由静止释放,使其笔直落入线圈中,多次改变释放高度,发现释放高度越高,灵敏电流计指针偏转过的角度越大。该现象说明了线圈中 选填“磁通量”“磁通量变化量”或“磁通量变化率”越大,产生的感应电流越大。
丙同学设计了如图所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认,某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转,说明此时黑表笔接触的是二极管的 选填“正极”或“负极”。实验操作时将磁铁插入线圈时,只有灯 选填“”或“”短暂亮起。
【答案】
磁通量变化率
负极
【解析】断开开关时,线圈中电流迅速减小,则线圈中磁通量减小,出现感应电流,使灵敏电流计指针向右偏转;为了同样使指针向右偏转,应减小线圈中的磁通量或增加线圈中反向的磁通量。
A.闭合开关,线圈中的电流突然增大,则线圈中的磁通量增大,灵敏电流计指针向左偏转,故A不符合题意;
B.开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动,线圈中的电流增大,则线圈中的磁通量增大,灵敏电流计指针向左偏转,故B不符合题意;
C.开关闭合时将线圈从线圈中拔出,则线圈中的磁通量减小,灵敏电流计指针向右偏转,故C符合题意;
D.开关闭合时将线圈倒置,再重新插入线圈中,则线圈中反向的磁通量增加,灵敏电流计指针向右偏转,故D符合题意。故选CD。
释放高度越高,磁铁落入线圈的速度越快,则线圈中磁通量变化率越大,产生的感应电流越大;
二极管具有单向导通的特点,欧姆挡指针没有偏转时,说明二极管的负极与电源正极相连,根据多用电表红进黑出的操作原则,此时黑表笔接触的是二极管的负极;
当磁铁插入线圈时,线圈中出现如图所示方向的电流,灯短暂亮起。
题型二 感应电流方向的判断
3.(2026·四川省·单元测试)在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的方向为正,磁场向上为正,如图甲所示。当磁感应强度随时间按图乙变化时,导体环中产生的感应电流随时间变化的关系图像正确的是()
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】规定向上为磁场的正方向,从图乙可知,磁感应强度方向向下,大小均匀减小,则通过线圈的磁通量在减少,根据楞次定律,感应电流产生的磁场方向向下,则感应电流与图甲所示电流方向相同,为正方向,同理可知电流为正方向、为负方向,为正方向;根据法拉第电磁感应定律及欧姆定律,线圈的感应电流大小为,其中为线圈的电阻,为磁感应强度的变化率大小,从图乙可以看出为定值,即感应电流大小恒定,故B正确。
4.(2026·四川省·同步练习)图中表示闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情境,导体上的感应电流方向为的是()
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】项中,导体顺时针转动,运用右手定则时,磁感线穿过手心,则右手平行纸面,手心向纸外,拇指指向导体的运动方向,即平行纸面向右,此时四指指向上,由指向,则导体上的感应电流方向为,A正确
项中,导体向纸外运动,运用右手定则时,磁感线穿过手心,右手垂直纸面,手心向下,拇指指向纸外,四指由指向,则导体上的感应电流方向为,B错误
项中,导体框向右运动,边切割磁感线,运用右手定则时,右手平行纸面,手心向纸外,拇指垂直指向右侧,则四指由指向,可知电流方向为,则导体上的感应电流方向为,C错误
项中,导体沿导轨向下运动,运用右手定则时,右手平行导轨平面,手心向下,拇指垂直向下,则四指由指向,则导体上的感应电流方向为,D错误。
题型三 楞次定律推论的应用
5.(2026·安徽省蚌埠市·其他类型)如图,在同一平面内固定有一长直导线和一圆形导线框,在的右侧。导线中通有正弦交流电,的变化如图所示,规定从到为电流正方向。则在时间内,下列判断正确的是()
A.线框整体所受安培力方向始终向左
B.线框中感应电流在时改变方向
C.线框的面积始终有扩张的趋势
D.线框中感应电流的方向始终沿顺时针方向
【答案】D
【解析】根据直线电流产生的磁场的特点可知,通电导线产生磁场的磁感应强度大小正比于电流大小,故线框中的磁感应强度随时间变化的关系与导线中电流随时间变化的规律相似。即在时间内,导线中电流从到,电流逐渐减小,此时导线在线框处产生的磁场的磁感应强度逐渐减小,根据右手螺旋定则可知磁场的方向垂直向里,根据楞次定律,线圈感应电流产生的磁场方向也垂直向里,且线圈有扩张和向左运动的趋势,即线圈整体所受安培力方向向左,根据右手螺旋定则,线圈中的电流方向为顺时针方向;在时间内,导线中电流从到,电流逐渐增大,此时导线在线框处产生的磁场磁感应强度逐渐增大,根据右手螺旋定则,此时磁场方向垂直向外,根据楞次定律,线圈感应电流产生的磁场方向为垂直向里,且线圈有紧缩和向右运动的趋势,即线圈整体所受安培力方向向右,根据右手螺旋定则,线圈中的电流方向为顺时针方向,故AC错误,D正确;
B.综合上述分析,在时间内,线圈中感应电流的方向始终沿顺时针方向,在时感应电流的方向不变,故B错误。
故选:。
6.(2026·广东省潮州市·其他类型)在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈相接,如图所示.导轨上放一根导线,磁感线垂直于导轨所在平面.当导线向右加速运动时,所包围的小闭合线圈产生的感应电流方向,及所具有的形变趋势是()
A.有顺时针方向的电流,且有收缩的趋势 B.有顺时针方向的电流,且有扩张的趋势
C.有逆时针方向的电流,且有收缩的趋势 D.有逆时针方向的电流,且有扩张的趋势
【答案】C
【解答】向右运动时,由右手定则可知,感应电流由流向,
加速运动,感应电动势:变大,感应电流:变大,
由安培定则知的磁场垂直纸面向里增大,所以穿过的磁通量垂直纸面向里增大,为阻碍磁通量的增加,感应电流在内的磁场应垂直纸面向外,由安培定则知中感应电流为逆时针,原磁通量增大由楞次定律可知为阻碍磁通量的增加有收缩的趋势,故C正确,ABD错误。
题型四 法拉第电磁感应定律的理解及应用
7.(2026·内蒙古自治区通辽市·期末考试)如图所示,匝的线圈图中只画了匝两端、与一个理想电压表相连。线圈内有指向纸内方向的匀强磁场,线圈中的磁通量在按图所示规律变化。下列说法正确的是()
A.端应接电压表正接线柱,电压表的示数为
B.端应接电压表正接线柱,电压表的示数为
C.端应接电压表正接线柱,电压表的示数为
D.端应接电压表正接线柱,电压表的示数为
【答案】B
【解析】线圈相当于电源,由楞次定律可知相当于电源的正极,相当于电源的负极。故A应该与理想电压表的正接线柱相连。
由法拉第电磁感应定律得:,故B正确,ACD错误。
故选:。
8.(2026·湖北省黄冈市·其他类型)如图所示,轻质绝缘细线吊着质量,边长,电阻的单匝正方形闭合金属线框,对角线的下方区域分布着垂直纸面向里的磁场,其磁感应强度随时间的变化图像如图所示。不考虑线框的形变,取重力加速度,当线框处于静止状态时,下列说法正确的是()
A.内线框受到的细绳的拉力越来越大
B.内线框受到的细绳的拉力越来越小
C.内线框的电流为
D.内线框中产生的焦耳热为
【答案】BC
【解析】C、正方形线框边长,则对角线下方的面积,
由图像可知,
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势,
根据闭合电路欧姆定律可得,故C正确;
D、内线框中产生的焦耳热,故D错误;
、由楞次定律可知电流方向是逆时针方向,线框在磁场中的有效长度,安培力,由左手定则可知安培力方向向上。对线框进行受力分析,线框受到重力,细绳拉力和安培力,因为线框静止,所以,随着的增大,增大,则绳子拉力越来越小,故A错误,B正确。
故选BC。
题型五 导体切割磁感线产生感应电动势
9.(2026·山东省潍坊市·月考试卷)如图所示,由均匀导线制成的半径为的圆环,以速度匀速进入一磁感应强度大小为的匀强磁场。当圆环运动到图示位置时,、两点的电势差为()
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】有效切割长度即、连线,如下图所示,
有效切割长度为,所以产生的电动势为,电流的方向为,所以,由于在磁场部分的阻值为整个圆的,所以,D正确。
故选D。
10.(2026·湖北省黄冈市·月考试卷)如图,有一硬质导线,其中是半径为的半圆弧,为圆弧的中点,直线段长为且垂直于直径。该导线在纸面内绕点以角速度逆时针转动,导线始终在垂直纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场中。若以点为零势点,则以下关于各点电势的说法正确的是()
A. B.
C. D.导线上两点的中间位置,电势最高
【答案】D
【解析】、、、点绕点逆时针转动时,相当于长为、、的导体棒转动切割磁感线,由右手定则可知,点电势最低。设导线转动角速度大小为,由转动切割磁感线产生感应电动势公式有,又,,由于,则,则,所以,,故ABC错误;
D、导线上两点的中间位置,距离点最远,故其电势最高,D正确。
题型六 自感现象
11.(2026·内蒙古自治区·期末考试)如图所示,甲、乙为两个完全相同的小灯泡,闭合电键电路稳定时,两灯泡的亮度相同断开电键,灯泡乙闪亮一下再逐渐熄灭下列说法正确的是()
A.定值电阻的阻值大于线圈的直流电阻 B.灯泡乙的电阻大于线圈的直流电阻
C.闭合瞬间,甲立即变亮,乙逐渐变亮 D.断开瞬间,两灯泡均逐渐熄灭
【答案】B
【解析】由题意电路稳定时,两灯泡的亮度相同,所以两并联部分的电阻值相同,则定值电阻的阻值等于线圈的直流电阻,A错误
由于电键断开瞬间,灯泡乙闪亮一下再逐渐熄灭,说明电路稳定时,线圈的电流大于灯泡乙的电流,又灯泡乙和线圈并联,两端的电压相等,所以灯泡乙的电阻大于线圈的直流电阻,B正确
由图可知,闭合瞬间,两灯泡均立即变亮,C错误
断开瞬间,灯泡甲立即熄灭,灯泡乙逐渐熄灭,D错误.
12.(2026·湖南省株洲市·月考试卷)如图所示的电路中,三个灯泡、、的电阻关系为,电感线圈的电阻可忽略,为理想二极管。开关从闭合状态突然断开时,下列判断正确的是()
A.逐渐变暗,、均先变亮,然后逐渐变暗
B.逐渐变暗,立即熄灭,先变亮,然后逐渐变暗
C.立即熄灭,、均逐渐变暗
D.、、均先变亮,然后逐渐变暗
【答案】B
【解析】因,开关闭合时流过的电流大于流过的电流,开关从闭合状态突然断开时,由于线圈产生自感电动势,线圈中电流沿原方向逐渐减小,由于二极管的单向导电性,所在支路发生断路,线圈和、构成闭合回路,逐渐变暗,立即熄灭,先变亮,然后逐渐变暗,选项B正确,、、D错误。
题型七 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
13.(2026·河南省·同步练习)下列现象没有利用电磁阻尼规律的是()
A.线圈能使振动的条形磁体快速停下来
B.无缺口的铝管比有缺口的铝管能更快使强磁体匀速运动
C.形磁体可以使高速转动的铝盘迅速停下来
D.转动把手时下面的闭合铜线框会随形磁体同向转动
【答案】D
【解析】振动的条形磁铁在线圈中产生感应电流,感应电流对磁铁的相对运动有阻碍作用,能使振动的条形磁铁快速停下来,这是利用了电磁阻尼规律,故A不符合;磁铁通过无缺口的铝管时产生的感应电流较大,较大的感应电流对磁铁的相对运动有较大的阻碍作用,能更快使强磁铁匀速运动,这是利用了电磁阻尼规律,故B不符合;形磁铁可以在高速转动的铝盘中产生感应涡电流,感应涡电流对铝盘与磁铁间的相对运动有阻碍作用,能使铝盘迅速停下来,这是利用了电磁阻尼规律,故C不符合;转动把手时下面的闭合铜线框随形磁铁同向转动,这是利用了电磁驱动规律,故D符合。
14.(2026·河南省·同步练习)高频焊接原理示意图如图所示,线圈通以高频交流电,金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热,将焊缝熔化焊接。下列情况中能使焊接处消耗的电功率增大的是()
A.增大交变电流的电压,其他条件不变
B.增大交变电流的频率,其他条件不变
C.感应电流相同条件下,增大焊接缝的接触电阻
D.感应电流相同条件下,减小焊接缝的接触电阻
【答案】ABC
【解析】增大交变电流的电压,其他条件不变,则线圈中交变电流增大,磁通量变化率增大,因此产生的感应电动势增大,感应电流也增大,那么焊接处消耗的电功率增大,故A正确;高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场,在焊接的金属工件中产生感应电流,根据法拉第电磁感应定律分析可知,电流变化的频率越高,磁通量变化频率越高,产生的感应电动势越大,感应电流越大,焊缝处消耗的电功率越大,故B正确;感应电流相同条件下,增大焊接缝的接触电阻,焊缝处消耗的电功率增大,故C正确,D错误。
题型八 电磁感应中的电路问题
15.(2026·湖北省·月考试卷)如图所示,圆心为、半径为和的同心圆形金属导轨固定在同一平面内,两环间接有阻值为的定值电阻。长为、电阻为的金属棒置于导轨上,的延长线通过圆心。整个装置处于磁感应强度为、方向如图的匀强磁场中。当以角速度绕逆时针匀速转动时与导轨接触良好,导轨电阻不计()
A.金属棒中的电流方向由向 B.金属棒两端的电压为
C.金属棒受到的安培力大小为 D.定值电阻的热功率为
【答案】C
【解答】A.金属棒逆时针转动,根据右手定则判断可知,金属棒中的电流方向由向,故A错误;
B.导体棒产生的感应电动势大小为,感应电流,金属棒两端的电压为路端电压,可得,故B错误;
C.金属棒受到的安培力大小为,故C正确;
D.定值电阻的热功率为,故D错误。
故选C。
16.(2026·安徽省·期末考试)如图所示,半径为的金属细圆环水平放置,在圆环的中心竖直放置一细金属杆。一电阻为的导体棒一端套在轴上,另一端可绕轴线沿圆环做圆周运动。圆环处于磁感应强度大小,方向竖直向上的磁场中,式中为大于零的常量,为场点到点的距离。细金属杆与圆环用导线连接,不计细金属杆、圆环及导线的电阻。当导体棒沿顺时针方向俯视以角速度匀速转动时,下列说法正确的是()
A.导体棒中电流的方向为 B.导体棒受到的安培力沿顺时针方向俯视
C.导体棒中电流的大小为 D.感应电动势的大小为
【答案】D
【解析】金属棒沿顺时针匀速转动时,由右手定则,金属棒中的电流方向为,选项A错误
由左手定则,金属棒受到的安培力沿逆时针方向俯视,选项B错误
设每一极端小段的金属棒产生的感应电动势大小为,有,则整根金属棒的感应电动势的大小为,选项D正确
金属棒中电流的大小,选项C错误。
题型九 电磁感应中的图像问题
17.(2026·山东省·单元测试)如图所示,一个金属导体做成的三角形线圈,以恒定的水平速度穿过匀强磁场区域,若设顺时针方向为电流的正方向,从线圈进入磁场的左边界开始计时,则下列表示线圈中电流随时间变化的图像中正确的是()
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据楞次定律结合安培定则判断可知,线圈进入磁场时产生的感应电流沿逆时针方向,为负;线圈出磁场过程中感应电流沿顺时针方向,为正。设三角形线圈右下角的角为,线圈进入磁场过程:感应电动势,感应电流,则图像是在轴下方过原点的直线。线圈完全在磁场中过程:磁通量不变,没有感应电流产生。同理,线圈出磁场的过程中,感应电流均匀增大,图像是在轴上方向上倾斜的直线。选项D正确,、、C错误。
18.(2026·湖北省武汉市·月考试卷)如图所示,为三个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为,方向分别垂直纸面向外、向里和向外,磁场宽度均为,在磁场区域的左侧边界处,有一边长为的正方形导体线框,总电阻为,且线框平面与磁场方向垂直,现用外力使线框以速度匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定电流沿逆时针方向时的电动势为正,磁感线垂直纸面向里时的磁通量为正值,外力向右为正。则以下能反映线框中的磁通量、感应电动势、外力和电功率随时间变化规律图象的是()
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解答】A、当线框进入磁场时,位移在内,磁通量开始均匀增加,当全部进入左侧磁场时达最大,且为负值;位移在内,向里的磁通量增加,总磁通量均匀减小;当位移为时,磁通量最小,为零,位移在到时,磁通量向里,为正值,且均匀增大。位移在时,磁通量均匀减小至零。在内,磁通量均匀增大,且方向向外,为负值。在内,磁通量均匀减小至零,且为负值。故A正确;
B、当线圈进入第一个磁场时,由可知,保持不变,由右手定则知,感应电动势沿顺时针方向,为负值;线框开始进入第二个磁场时,左右两边同时切割磁感线,感应电动势应为,感应电动势沿逆时针方向,为正值;线框开始进入第三个磁场时,左右两边同时切割磁感线,感应电动势应为,感应电动势沿顺时针方向,为负值;离开第三个磁场中运动时,左边切割磁感线,感应电动势为,感应电动势沿逆时针方向,为正值;故B正确;
C、因安培力总是与运动方向相反,故拉力应一直向右,故C错误;
D、拉力的功率,因速度不变,而在线框在第一个磁场时,电流为定值,拉力也为定值;两边分别在两个磁场中时,由的分析可知,电流加倍,故安培力加倍,外力加倍,而功率变为原来的倍;此后从第二个磁场中离开时,安培力应等于线框在第一个磁场中的安培力,故D正确;
故选:。
题型十 电磁感应中的动力学和能量问题
19.(2026·福建省·单元测试)如图甲所示,两根完全相同的光滑导轨固定,导轨所在平面与水平面成,两端均连接电阻,阻值,导轨间距。导轨所在斜面的矩形区域内分布有垂直斜面向上的磁场,上下边界、的距离,磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。时刻,导轨斜面上与距离处的一根阻值的金属棒垂直于导轨由静止释放,恰好匀速通过整个磁场区域。已知重力加速度,,导轨电阻不计。下列说法正确的是()
A.在磁场中运动的速度大小为
B.导体棒的质量为
C.整个过程中电阻、产生的总焦耳热
D.整个过程中电阻、产生的总焦耳热
【答案】AD
【解析】A.根据动能定理得,解得,A正确;
B.金属棒进入磁场前的运动时间为,进入磁场后磁感应强度为,根据平衡条件得,解得,B错误;
金属棒进入磁场前,根据法拉第电磁感应定律得,根据闭合电路欧姆定律得,电阻产生的热量为,电阻产生的热量为,金属棒进入磁场后,根据能量守恒定律,和产生的热量为,总热量为,C错误,D正确。
故选AD。
20.(2026·山东省·单元测试)如图所示,足够长的平行光滑金属导轨、相距,倾斜置于匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上,断开开关,将长也为的金属棒在导轨上由静止释放。经时间,金属棒的速度大小为,此时闭合开关,最终金属棒以大小为的速度沿导轨匀速运动。已知金属棒的质量为、电阻为,其他电阻均不计,重力加速度为。则下列说法正确的是()
A.导轨与水平面夹角的正弦值为
B.磁场的磁感应强度的大小为
C.金属棒的速度从变至恰为的过程,金属棒一定做加速度减小的加速运动
D.金属棒的速度从变至恰为的过程,金属棒上产生的焦耳热为
【答案】AB
【解析】断开开关时,金属棒在导轨上由静止释放匀加速下滑,由牛顿第二定律有,由匀变速直线运动的规律可得,解得,选项A正确;闭合开关后,金属棒在导轨上可能做加速度减小的加速运动或减速运动,最终以匀速运动,匀速运动时有,又,解得,选项B正确,C错误;由动能定理可得,故金属棒上产生的焦耳热,选项D错误。
题型十一 电磁感应中的动量问题
21.(2026·湖北省·同步练习)如图,足够长的间距的平行光滑金属导轨、固定在水平面内,导轨间存在一个宽度的匀强磁场区域,磁感应强度大小为,方向如图所示。一根质量,阻值的金属棒以初速度从左端开始沿导轨滑动,穿过磁场区域后,与另一根质量,阻值的原来静置在导轨上的金属棒发生弹性碰撞,两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨电阻不计,则()
A.金属棒第一次穿过磁场时做匀减速直线运动
B.金属棒第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流
C.金属棒第一次穿过磁场区域的过程中,金属棒上产生的焦耳热为
D.金属棒最终停在距磁场左边界处
【答案】BD
【解析】A、金属棒第一次穿过磁场时,由于安培力的作用,速度越来越小,所以安培力越来越小,由牛顿第二定律可知,加速度越来越小,所以金属棒第一次穿过磁场时做加速度逐渐减小的减速直线运动,故A错误;
B、金属棒第一次穿过磁场时回路中的磁通量减少,由楞次定律可知,此时回路中有逆时针方向的感应电流,故B正确;
C、设金属棒第一次穿出磁场时的速度为,此过程中电路产生的热量为,对由动量定理得:,又有:,联立解得:。由能量守恒定律得:,解得:,则金属棒上产生的热量为:,故C错误;
D.金属棒与发生弹性碰撞,设碰后金属棒的速度为,金属棒的速度为,则由动量守恒定律有:,由能量守恒定律有:,金属棒再次进入磁场后,则有:,,联立解得:,所以金属棒最终停在距磁场左边界处,故D正确。
故选BD。
22.(2026·安徽省黄山市·其他类型)如图所示,间距为的水平导轨右端接有的定值电阻。与导轨垂直,其左侧有方向竖直向上、大小为的匀强磁场。一质量的金属棒垂直于导轨放置在距右侧处,一重物通过绕过轻质定滑轮的绝缘轻绳与金属棒连接。时,将金属棒由静止释放,在时,金属棒恰好经过边界进入磁场。已知导轨足够长,不计导轨与金属棒电阻,金属棒始终垂直导轨且与导轨接触良好,重物始终未落地,重力加速度取,不计一切摩擦,求:
金属棒进入磁场前的加速度大小及重物的质量;
金属棒刚进入磁场时,电阻的热功率;
时金属棒速度为,求此时金属棒与的距离。
【答案】时间内,根据运动学公式得
解得
对重物及金属棒整体分析,根据牛顿第二定律得
解得;
时刻,金属棒速度为
金属棒刚进入磁场产生的电动势为
感应电流为
电阻的热功率为;
时金属棒速度为,对重物及金属棒整体分析,根据动量定理可得
又
联立解得此时金属棒与的距离为。
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