专题：法拉第电磁感应定律的应用 基础夯实综合检测训练（A卷）-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

专题：法拉第电磁感应定律的应用 基础夯实综合检测训练（A卷） 一、单选题 1．如图，匀强磁场区域宽为d，一正方形金属线框abcd的边长为L，且L＞d，线框平面与磁场垂直，bc边与磁场区域边界平行。线框以垂直于磁场边界的速度匀速通过磁场区域，速度大小为v，则线框从进入磁场区域，到完全离开磁场区域的整个运动过程中，线框中存在感应电流的时间为（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，光滑绝缘水平桌面上，边长均为L的两个正方形区域内存在垂直于水平面的等大反向的匀强磁场，等腰直角三角形导体线框abc在外力作用下从磁场区域的左侧以平行于ab的速度v匀速通过两磁场区域。时刻，线框开始进入磁场，线框中感应电流大小为I，取逆时针方向为电流的正方向，已知，下列关于线框中的感应电流i随时间t变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，空间存在两个磁场，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．一正方形闭合导体线框abcd，在外力作用下由纸面内图示位置从静止开始向左做匀加速运动，若以顺时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流随时间变化规律的图象是（　　） A． B． C． D． 4．如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置于导轨上构成回路。在外力F作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。在匀速运动过程中外力F做功，磁场力对导体棒做功W1，磁铁克服磁场力做功W2，重力对磁铁做功，回路中产生的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为。则（　　） A．W1=Q B．W2=Q C． D． 5．如图所示，一个质量为m、电阻为R、边长为L的正方形金属线框abcd，放在光滑绝缘水平面上，空间存在一磁感应强度为B、方向竖直向下的有界匀强磁场，磁场的左右边界刚好和线框的ab边、cd边重合。现在线框cd的中点加一水平向右的恒力F，使线框从图示位置由静止开始水平向右运动。已知经过时间t，线框的ab边刚好向右运动到磁场的右边界处，此时线框的速度大小为v。若在同一时间t内，线框内产生的热量与一恒定电流I在该线框内产生的热量相同，则关于该恒定电流I的表达式，下列正确的是（    ） A． B． C． D． 6．如图所示，“凹”字形金属线框右侧有一宽度为的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。线框在纸面内自左向右匀速通过磁场区域，时，线框开始进入磁场。设顺时针方向为感应电流的正方向，则线框中感应电流随时间变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 7．如图所示为某同学制作的简易硬币检测仪示意图，斜面里安装有金属线圈，线圈接上供电及电流检测装置，当硬币从斜面顶端滑下，经过线圈上方时，根据检测到的线圈中的电流情况，可判断硬币的币值。下列说法正确的是（　　） A．硬币经过线圈上方，加速度保持不变 B．硬币经过线圈上方，硬币会产生电流 C．硬币不经过线圈上方时，线圈中没有电流 D．不同硬币经过线圈上方，线圈电流变化相同 8．如图所示，宽为L的金属导轨竖直放置，上端接有一阻值为R的电阻，导轨上有一质量为m、电阻也为R的金属棒，与导轨始终接触良好且无摩擦，且保持水平。垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。不计导轨的电阻，重力加速度为g。将金属棒由静止释放，当运动达到稳定时，其速度大小为（　　）    A． B． C． D． 9．如图所示，两个由不同导电材料做成质量相同、边长相同的线框A和线框B，线框的电阻大于。现将两个线框从同一高度由静止释放，下落到某一高度时进入磁场，磁场一直延伸到地面位置.不计空气阻力，设两线框落地时的动能大小分别为和，落地所用时间分别为和，下列说法正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   10．如图，光滑绝缘水平面上方存在水平向外（垂直纸面向外）的匀强磁场，一个金属框以一定的初速度向右进入磁场，并且穿过磁场，若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）    A．金属框进入磁场时感应电流方向为逆时针 B．金属框进入磁场时感应电流方向为顺时针 C．该金属框全过程都存在感应电流 D．该金属框进入和离开磁场的速度相等 二、多选题 11．如图所示，在一匀强磁场的水平边界的上方，有一闭合的正方形导线框，导线框从上方自由下落穿过磁场。已知重力加速度为，则下列说法正确的是（    ）    A．如果线框加速进入磁场，则加速度一定等于，且线框刚离开磁场时，加速度可能为0 B．如果线框加速进入磁场，则加速度一定小于，且线框刚离开磁场时，加速度可能大于 C．如果线框减速进入磁场，则加速度可能小于，且线框刚离开磁场时，加速度可能大于 D．如果线框减速进入磁场，则加速度一定小于，且线框刚离开磁场时，加速度可能等于 12．如图所示，三个有界匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直。现用垂直磁场边界的水平力F使线框以速度v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感应电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量为正值，水平力F向右为正。下列能反映线框中的磁通量、感应电动势E、水平力F和线框消耗的电功率P随时间t的变化规律的图像是（    ） A． B． C． D． 13．如图所示，先后以速度和匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，，在先后两种情况下（    ）    A．线圈中的感应电动势之比为 B．线圈中的感应电流之比为 C．线圈中产生的焦耳热之比为 D．通过线圈某截面的电荷量之比为 14．如图所示，在置于匀强磁场中的平行导轨上，横跨在两导轨间的导体杆以速度向右匀速移动，已知磁场的磁感应强度为，方向垂直于导轨平面（纸面）向外，导轨间距为，闭合电路中除电阻外，其他部分的电阻忽略不计，则（　　） A．电路中的感应电动势 B．电路中的感应电流 C．通过电阻的电流方向是由向 D．杆受到的安培力方向水平向右 15．如图所示，矩形金属框架三个竖直边ab、cd、ef的长都是l，电阻都是R，其余电阻不计。框架以速度v匀速平动地穿过磁感应强度为B的匀强磁场，设ab、cd、ef三条边先后进入磁场时，ab边两端电压分别为U1、U2、U3，则下列判断结果正确的是（　　） A．U1=Blv B．U2=2U1 C．U3=0 D．U1=U2=U3 16．如图所示，水平间距为L，半径为r的二分之一光滑圆弧导轨，为导轨最低位置，与为最高位置且等高，右侧连接阻值为R的电阻，圆弧导轨所在区域有磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场。现有一根金属棒在外力的作用下以速度从沿导轨做匀速圆周运动至处，金属棒与导轨始终接触良好，金属棒与导轨的电阻均不计，则该过程中（　　） A．经过最低位置处时，通过电阻R的电流最小 B．经过最低位置处时，通过金属棒的电流方向为 C．通过电阻R的电荷量为 D．电阻R上产生的热量为 三、填空题 17．如图所示，将一个闭合金属圆环从有界磁场中匀速拉出，第一次速度为v，通过金属圆环某一横截面的电荷量为q1，第二次速度为2v，通过金属圆环某一横截面的电荷量为q2，则q1∶q2＝_________。 18．如图所示，先后以速度和 ，匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中，在先后两种情况下： （1）线圈中的感应电流之比：___________。 （2）线圈中产生的热量之比：___________。 （3）拉力做功的功率之比：___________。 19．如图所示，电阻Rab=0.1Ω的导体ab沿光滑导线框向右做匀速运动，线框中接有电阻R=0.4Ω，线框放在磁感应强度B=1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，cd间的长度L=0.4m，运动的速度v=10m/s，线框的电阻不计。 （1）电路abcd中导体棒ab相当于电源，___________（a端或b端）相当于电源的正极。 （2）电源的电动势即产生的感应电动势E=__________V，ab两端的电压Uab=_______电路abcd中的电流I=___________A。 （3）导体ab所受安培力的大小F=___________N，方向是___________。 20．如图所示，边长为L的正方形均匀导体框以速度v0匀速进入右侧的匀强磁场（磁感应强度大小为B），导体框的总阻值为R，________（选填“ab边”或“da边”）相当于电源，电动势大小为_______。请作出等效电路图________，Uab为等效电路中的________（选填“电动势”“内电压”或“路端电压”），大小为_____。 四、解答题 21．如图，磁场中有一正方形闭合线圈与磁场垂直，已知线圈的匝数匝，边长，电阻。磁感应强度随时间变化的关系图像如图。取垂直纸面向里为磁场的正方向，导线长度保持不变。 （1）求在内线圈产生的焦耳热； （2）在内，将正方形闭合线圈迅速地拉变成圆形闭合线圈，求通过导线横截面的电荷量。    22．如图所示，水平框的宽度为1m，固定在水平面上，左端接一电动势为3V、内阻的电源，框上放质量为的金属杆ab，金属杆的有效电阻为。框所在区域加一磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向与水平框平面成角斜向上，金属杆处于静止状态，其余电阻不计，取重力加速度大小。求： （1）金属杆ab受到的摩擦力大小； （2）金属杆对水平框的压力（结果保留两位有效数字）。 23．在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，B=0.2 T，有一水平放置的光滑框架，宽度为L=0.4 m，如图所示，框架上放置一质量为0.05 kg、电阻为1 Ω的金属杆cd，框架电阻不计。若金属棒cd沿导轨水平向右匀速运动时，2秒内磁通量增加了5 Wb，其他条件不变，求： （1）cd棒中感应电动势的大小； （2）回路中感应电流的大小； （3）cd棒做匀速运动时受到的安培力的大小。 24．如图所示，水平面（纸面）内间距为l0=0.1m的平行金属导轨间左端接一阻值为R=0.01Ω的电阻，质量为m=0.1kg、长度为l=0.12m的光滑金属杆置于导轨上。金属杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动，经过时间t1=2s，金属杆以速度v1=2m/s进入磁感应强度大小为B=0.2T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域（磁场区域足够大，导轨足够长），杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好。求： （1）求恒力F的大小； （2）金属杆刚进入磁场时加速度a的大小； （3）金属杆能够达到的最大速度。    试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《专题：法拉第电磁感应定律的应用 基础夯实综合检测训练（A卷）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A C C D A B A B B 题号 11 12 13 14 15 16 答案 BC AC BC AB AB BC 1．B 【详解】则线框从进入磁场区域，到完全离开磁场区域的整个运动过程中，在bc边刚要从左边界进入磁场到bc边刚要从右边界离开磁场过程，在ad边刚要从左边界进入磁场到ad边刚要从右边界离开磁场过程，线框中存在感应电流，则线框中存在感应电流的时间为 故选B。 2．A 【详解】C．当线框刚进入磁场时，根据楞次定律可知，产生的电流方向为逆时针方向，与规定的正方向相同，故C错误； B．时线框全部进入点场，此时的切割有效长度为0，故电流为0，故B错误； AD．时间内线框的电流由减到0，故D错误，A正确； 故选A。 3．C 【详解】因为两个磁场方向相反，所以ab边切割磁场产生的感应电流与cd边切割磁场产生的电流大小相等，方向都是顺时针，所以线框中的电流 与时间成正比，当时刻，dc边穿出PQ右侧的磁场到刚进入MN左侧的磁场过程中，只有ab边切割磁场，所以产生的电流 图像斜率减半。 故选C。 4．C 【详解】AB．由能量守恒定律可知：磁铁克服磁场力做功，等于回路的电能，电能一部分转化为内能，另一部分转化导体棒的机械能，所以 故AB错误； CD．以导体棒为对象，由能量守恒可知，外力对磁铁做功与重力对磁铁做功之和为回路中焦耳热与导体棒的动能之和 故C正确，D错误； 故选C。 5．D 【详解】对线框根据能量守恒有 线框内产生的热量与一恒定电流I在该线框内产生的热量相同，则恒定电流产生的热量为 解得 故选D。 6．A 【详解】设运动的速度为，线框总电阻为，线框进入磁场时，只有最右侧的两个短边切割磁感线，感应电流的方向为逆时针，大小为 线框进入磁场时，金属线框切割磁感线的有效长度为，感应电流方向为逆时针，大小为 线框离开磁场时，金属线框切割磁感线的有效长度为，从左侧长边进入磁场，至右侧的中间短边离开磁场，感应电流方向为顺时针，大小为 线框离开磁场时，金属线框切割磁感线的有效长度为，从右侧中间短边离开磁场，至左侧长边离开磁场，感应电流方向为顺时针，大小为。 故选A。 7．B 【详解】AB．硬币经过线圈上方，硬币硬币的磁通量变化会产生电流，硬币受到安培力作用阻碍其运动，加速度发生变化，A错误，B正确； C．无论硬币是否经过线圈上方时，线圈中都有电流，C错误； D．不同硬币经过线圈上方，由于硬币大小不同，产生的感应电动势不同，线圈电流变化也不同，D错误； 故选B。 8．A 【详解】当运动达到稳定时，重力等于安培力，则 解得 故选A。 9．B 【详解】不计空气阻力，质量相同的线框A和线框B在同一高度时，所具有的重力势能相等，线框下落进入磁场区域时，做切割磁感线运动，将机械能转化为电能，即重力势能部分转化为动能，部分转化为电能。线框A电阻大，进入磁场时产生的感应电流小，克服安培力做功小，产生焦耳热小，所以落地时，A的动能大于B的动能；进入磁场时，线框A所受向上的磁场力小，进入磁场时的速度比线框B大，所以落地所用时间小。则，。 故选B。 10．B 【详解】AB．根据楞次定律可知，金属框进入磁场时感应电流方向为顺时针，金属框离开磁场时感应电流方向为逆时针，故A错误，B正确； C．当金属框全部进入磁场时，穿过框的磁通量不发生变化，金属框没有感应电流，故C错误； D．金属框进入和离开磁场过程框中有感应电流，该电流受到原磁场对其的安培力作用，该安培力总阻碍金属框的相对运动，即金属框进入和离开磁场过程均在做减速运动，速度都会降低，可知金属框进入磁场时的速度大于离开磁场时的速度，故D错误。 故选B。 11．BC 【详解】AB．如果导线框加速进入磁场，根据牛顿第二定律有 加速度一定小于；导线框刚离开磁场时，速度更大，安培力可能大于重力的两倍，故加速度可能大于（加速度方向向上），故A错误，B正确； CD．如果线框减速进入磁场，根据牛顿第二定律有 加速度大小可能小于，也可能大于，还有可能等于；线框刚离开磁场时，加速度可能小于，也有可能大于，还有可能等于，故C正确，D错误。 故选BC。 12．AC 【详解】A．当线框运动时间为时，磁通量向外均匀增加直至最大；时，向里的磁通量均匀增加，向外的磁通量均匀减小，总磁通量向外均匀减小直至零，时，总磁通量向里均匀增加直至最大；时，向外的磁通量均匀增加，向里的磁通量均匀减小，总磁通量向里减小直至零，时，总磁通量向外均匀增加至最大；时，向外的磁通量均匀减小直至零，故A正确； B．当线框运动时间为时，仅右侧边切割磁感线，感应电动势为，感应电流沿顺时针方向，感应电动势为负值；时，左右两侧边同时切割磁感线，感应电动势，感应电流沿逆时针方向，感应电动势为正值；时，左右两侧边同时切割磁感线，感应电动势，电流沿顺时针方向，感应电动势为负值；时，仅左侧边切割磁感线，感应电动势，电流沿逆时针方向，感应电动势为正值，故B错误； C．线框受到的安培力的方向一直与运动方向相反，故外力F一直向右，又匀速运动，则外力F大小与安培力大小相同，当线框运动时间为时，安培力，时，两边同时切割磁感线，感应电动势变为两倍，由可知，电流变为原来的两倍，同时有两根导线受到安培力，线框受到的总安培力；时，安培力，故C正确； D．线框消耗的电功率，根据上述分析可知，线框在运动时间为、时，，时，，故D错误。 故选AC。 13．BC 【详解】A．感应电动势为 由于 则感应电动势之比为 故A错误； B．感应电流为 由于 则感应电流之比为 故B正确； C．线框穿出磁场的时间为 由于 则有 产生的焦耳热为 则焦耳热之比 故C正确； D．通过线圈某截面的电荷量为 由于B、S、R都相等，则通过某截面的电荷量之比为1：1，故D错误。 故选BC。 14．AB 【详解】A．根据法拉第电磁感应定律可知，电路中的感应电动势，故A正确； B．根据欧姆定律可知，电路中的感应电流，故B正确； C．根据右手定则可知，通过电阻的电流方向是由c向a，故C错误； D．根据左手定则可知，杆受到的安培力方向水平向左，故D错误； 故选AB。 15．AB 【详解】当ab边进入磁场时 则 当cd边也进入磁场时 则 三条边都进入磁场时 故选项A、B正确。 16．BC 【详解】A．金属棒从位置运动到轨道最低位置处的过程中，水平分速度即有效切割速度逐渐增大，由 可知金属棒产生的感应电动势增大，则通过R的电流大小逐渐增大；金属棒从轨道最低位置运动到处的过程中，水平分速度即有效切割速度逐渐减小，由 可知金属棒产生的感应电动势减小，则通过R的电流大小逐渐减小，故经过最低位置处时，通过电阻R的电流最大，故A错误； B．由右手定则可知，经过最低位置处时，通过金属棒的电流方向为，故B正确； C．通过电阻R的电荷量为 故C正确； D．金属棒做匀速圆周运动，切割磁感线的有效速度为 是金属棒的速度与水平方向的夹角，则金属棒产生的感应电动势为 则回路中产生正弦式交变电流，可得感应电动势的最大值为 有效值为 由焦耳定律可知，R上产生的热量 故D错误。 故选BC。 17．1：1 【详解】闭合金属圆环从有界磁场中匀速拉出过程中，通过金属圆环某一横截面的电荷量 两次拉出过程，磁通量改变量不变，则通过金属圆环某一横截面的电荷量不变，即q1∶q2＝1∶1。 18． 【详解】（1）[1]根据 线圈中的感应电流之比为 （2）[2]根据 线圈中产生的热量之比为 （3）[3]拉力与安培力相等 安培力之比为 根据 拉力做功的功率之比为 19． a端 4 3.2 8 3.2 水平向左 【详解】（1）[1]根据右手定则导体棒ab中的电流方向从b到a，所以a端相当于电源的正极； （2）[2]产生的感应电动势为 [3][4]电路中的电流为 ab两端的电压为电源两端的路端电压，则 （3）[5][6]根据左手定则导体ab所受安培力的方向为水平向左，大小为 20． ab边 路端电压 【详解】[1][2]ab边切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，电动势大小为 [3]根据右手定则可判断，a端电势高，作出等效电路图如下 [4][5]Uab为等效电路中的路端电压，根据分压原理可知 21．（1）；（2） 【详解】（1）根据题意，由法拉第电磁感应定律可知，在内线圈中感应电动势 感应电流为 在内产生的感应电动势大小与内的感应电动势相同，则在内线圈产生的焦耳热 （2）在内，将正方形闭合线圈迅速地拉变成圆形闭合线圈，则有 可得 通过导线横截面的电荷量 解得 22．（1）0.25N；（2）0.57N，方向竖直向下 【详解】（1）由闭合电路的欧姆定律可得 所以安培力的大小为 对金属杆，根据平衡条件可得 （2）对金属杆，根据平衡条件可得 由牛顿第三定律可得金属杆对水平框的压力大小为0.57N，方向竖直向下。 23．（1）2.5 V；（2）2.5 A；（3）0.2 N 【详解】（1）cd棒中感应电动势 （2）回路中感应电流的大小 （3）cd棒做匀速运动时受到的安培力的大小 24．（1）0.1N；（2）0.2m/s2；（3）2.5m/s 【详解】（1）金属杆未进入磁场时，设金属杆的加速度为，根据牛顿第二定律有 根据速度时间公式有 联立解得 F=0.1N （2）金属杆刚进入磁场时，由牛顿第二定律有 金属杆切割磁感线产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律可知 而根据闭合电路欧姆定律有 联立解得金属杆刚进入磁场时的加速度为 a=0.2m/s2 （3）当金属杆受到的安培力与拉力相等时，速度达到最大，则有 由法拉第电磁感应定律可知 根据闭合电路欧姆定律有 联立解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $