专题11 电磁感应 专项训练 -2026届北京市高三物理冲刺热点集训

专题11 电磁感应 6大考点概览 考点01 感应电流产生的条件 考点02 楞次定律及其应用 考点03 法拉第电磁感应定律 考点04 导体棒切割类问题 考点05 自感与互感 考点06 电磁感应综合问题 考点01 感应电流产生的条件 1、下列图示情况，金属圆环中不能产生感应电流的是（　　） A．图（a）中，圆环在匀强磁场中向左平移 B．图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴转动 C．图（c）中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 D．图（d）中，圆环向条形磁铁N极平移 【答案】A 【详解】A．圆环在匀强磁场中向左平移，穿过圆环的磁通量不发生变化，金属圆环中不能产生感应电流，故A正确； B．圆环在匀强磁场中绕轴转动，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故B错误； C．离通有恒定电流的长直导线越远，导线产生的磁感应强度越弱，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故C错误； D．根据条形磁铁的磁感应特征可知，圆环向条形磁铁N极平移，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故D错误。 故选A 。 2、用图中三套实验装置探究感应电流产生的条件，下列选项中能产生感应电流的操作是（） A．甲图中，使导体棒顺着磁感线方向运动，且保持穿过中的磁感线条数不变 B．乙图中，使条形磁铁匀速穿过线圈 C．丙图中，开关闭合后，、螺线管相对静止一起竖直向上运动 D．丙图中，开关保持闭合，使小螺线管在大螺线管中保持不动 【答案】B 【解析】A．甲图中，使导体棒顺着磁感线方向运动，不切割磁感线，故不能产生感应电流，另外也可以从保持穿过中的磁感线条数不变的角度看，磁通量没变化，故也不产生感应电流，选项A错误； B．乙图中，使条形磁铁匀速穿过线圈，在磁铁从上向下穿过时，穿过线圈的磁通量会变化，故产生感应电流，选项B正确； C．丙图中，开关闭合后，、螺线管相对静止一起竖直向上运动，两线圈没有相对运动，中的磁通量没变化，故不产生感应电流，选项C错误； D．丙图中，开关保持闭合，使小螺线管在大螺线管中保持不动时也不会使中的磁通量变化，故也不能产生感应电流，选项D错误． 故选B 3、“探究影响感应电流方向的因素”的实验示意图如图所示：灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”“拔出”条形磁铁，使线圈中产生感应电流。记录实验过程中的相关信息，分析得出楞次定律。下列说法不正确的是（） A．实验时必须保持磁铁运动的速率不变 B．该实验需要知道线圈的绕向 C．该实验需要记录磁铁的运动方向 D．该实验需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系 【答案】A 【解析】A．该实验无需保持磁铁运动的速率不变，故A错误； B．该实验需要知道产生的感应磁场的方向，即需要知道线圈的绕向，故B正确； C．该实验需要记录磁铁在线圈中的磁场的变化，即需要记录磁铁的运动方向，故C正确； D．该实验要想知道产生感应电流的具体方向，需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系，故D正确。故选A。 4、某同学用图所示装置探究影响感应电流方向的因素。将磁体从线圈中向上匀速抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。关于该实验，下列说法正确的是（） A．图中线圈中感应电流的磁场方向向下 B．若将磁体向上加速抽出，灵敏电流计指针将向左偏转 C．磁体放置在线圈中静止不动，灵敏电流计指针仍向右偏转 D．若将磁体的N、S极对调，并将其向下插入线圈，灵敏电流计指针仍向右偏转 【答案】D 【解析】A．根据楞次定律可知线圈中感应电流的磁场方向向上，故A错误； B．如图磁体只要向上抽出，穿过线圈的磁通量就会减小，感应电流的磁场方向向上，就能观察到灵敏电流计指针向右偏转，故B错误； C．磁体放置在线圈中静止不动，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，则灵敏电流计指针不会偏转，故C错误； D．将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，磁通量增大，产生的感应电流磁场向上，所以灵敏电流计指针仍向右偏转，故D正确。 故选D。 5、如图所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈M与直流电源、电阻和开关S1相连，线圈N与电流表和开关S2相连。下列说法正确的是（    ） A．保持S1闭合，软铁环中的磁场为逆时针方向 B．保持S1闭合，在开关S2闭合的瞬间，通过电流表的电流由 C．保持S2闭合，在开关S1闭合的瞬间，通过电流表的电流由 D．保持S2闭合，在开关S1断开的瞬间，电流表所在回路不会产生电流 【答案】C 【详解】A．由右手螺旋定则可以判断出，软铁环中的磁场为顺时针方向，故A错误； B．保持S1闭合，在开关S2闭合的瞬间，N线圈中磁通量不变，没有感应电流产生。故B错误； C．保持S2闭合，在开关S1闭合的瞬间，N线圈中磁通量增大，根据楞次定律可以判断，通过电流表的电流由。故C正确； D．保持S2闭合，在开关S1断开的瞬间，N线圈中磁通量减小，根据“增反减同”可以判断，通过电流表的电流由。故D错误。 故选C。 6、如图所示，铜质圆盘安装在水平铜轴上，圆盘位于两磁极之间。两磁极产生的磁场区域面积小于圆盘面积，磁场方向与圆盘平面垂直。两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。不计接触点的摩擦力和空气阻力。在外力作用下圆盘以恒定的角速度转动。下列说法正确的是（    ） A．因圆盘无磁通量变化，故电阻R中无电流通过 B．铜片C的电势高于铜片D的电势 C．若撤去外力，则圆盘会逐渐停止转动 D．若使圆盘反向转动，电阻R中的电流方向不变 【答案】C 【详解】A．圆盘在磁场中做切割磁感线运动，根据法拉第电磁感应定律，会产生感应电动势，电路是闭合回路，从而在电路中形成感应电流，电阻R中有电流通过，故A错误； B．根据右手定则，圆盘转动时，四指指向感应电流方向，在圆盘这个电源内部，电流从低电势流向高电势，所以铜片D的电势高于铜片C的电势，故B错误； C．若撤去外力，圆盘在转动过程中，由于电磁感应会产生感应电流，圆盘会受到安培力，安培力的方向与圆盘转动的方向相反，安培力阻碍圆盘的转动，圆盘的机械能不断转化为电能再转化为内能，圆盘会逐渐停止转动，故C正确； D．若使圆盘反向转动，根据右手定则，感应电流方向会反向，那么电阻R中的电流方向也会改变，故D错误。 故选C。 7、图1为某无线门铃按钮，其原理如图2所示。其中M为信号发射装置，M中有电流通过时，屋内的门铃会响。磁铁固定在按钮内侧，按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮，磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（　　） A．按住按钮不动，门铃会一直响 B．松开按钮的过程，门铃会响 C．按下和松开按钮过程，通过M的电流方向相同 D．按下按钮的快慢不同，通过M的电流大小相同 【答案】B 【详解】A．按住按钮不动，则穿过螺线管的磁通量不变，螺线管中无感应电流产生，则门铃不会响，选项A错误； B．松开按钮的过程，穿过螺线管的磁通量减小，在螺线管中产生感应电流，则门铃会响，选项B正确； C．按下和松开按钮过程，穿过线圈的磁通量分别为向右的增加和减小，根据楞次定律可知，通过M的电流方向相反，选项C错误； D．按下按钮的快慢不同，则磁通量的变化率不同，则感应电动势不同，通过M的电流大小不相同，选项D错误。 故选B。 考点02 楞次定律及其应用 8、如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（） A．闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引 B．闭合开关，达到稳定后，电流表的示数为0 C．断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b D．断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向左 【答案】B 【解析】A．闭合开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反，由楞次定律可知，二者相互排斥，故A错误； B．闭合开关，达到稳定后，通过线圈P的磁通量保持不变，则感应电流为零，电流表示数为零，故B正确； CD．断开开关瞬间，通过线圈P的磁场方向向右，磁通量减小，由楞次定律可知感应电流的磁场方向向右，因此流过电流表的感应电流方向由b到a，故CD错误。 故选B。 9、如图所示平面内，在通有图示方向电流的长直导线右侧，固定一矩形金属线框，边与导线平行．调节电流使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（） A．线框中产生的感应电流方向为 B．线框中产生的感应电流逐渐增大 C．线框边所受的安培力大小恒定 D．线框整体受到的安培力方向水平向右 【答案】D 【解析】A、根据右手螺旋定则可知，线框处于垂直纸面向里的磁场中，且空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针，即，故A错误； B、空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电流恒定不变，故B错误； C、线框边所受安培力，在随时间均匀增加，所以线框边所受的安培力变大，故C错误； D、通电导线周围磁场不是均匀磁场，离导线越近，磁场越强，所以线框中边所在的磁感应强度大于边所在磁感应强度，根据可知，边所受安培力大，由左手定则确定边受安培力向右，边受安培力向左，上下两边合力为零，所以线框整体受到的安培力方向水平向右，故D正确． 故选D 10、如图所示，螺线管置于闭合金属圆环的轴线上，当中通过的电流减小时（） ①环有缩小的趋势 ②环有扩张的趋势 ③螺线管有缩短的趋势 ④螺线管有伸长的趋势 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 【答案】C 【解析】①②．当中通过的电流逐渐变小时，电流产生的磁场逐渐变弱，故穿过的磁通量变小，为阻碍磁通量变小，环有收缩的趋势，故①正确，②错误； ③④．螺线管电流变小，每匝线圈产生的磁场减弱，线圈间的引力变小（每匝线圈的电流方向相同，作用力为引力），螺线管有伸长的趋势，故③错误，④正确。 故选C。 11、如图所示，用细线吊起一个铝环，将磁铁的N极沿铝环的中心轴线靠近铝环，铝环向右摆动。下列说法正确的是（） A．N极靠近铝环时，从左向右看铝环中的感应电流方向为顺时针 B．铝环右摆的过程中，磁铁对铝环做的功大于铝环动能的增加量 C．仅将铝环改为铁环，铁环也一定会向右摆动 D．若将磁铁的S极沿铝环的中心轴线靠近铝环，铝环将会向左摆动 【答案】B 【解析】A．N极靠近铝环时，通过铝环的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，从左向右看铝环中的感应电流方向为逆时针，故A错误； B．铝环右摆的过程中，铝环的动能和重力势能均增大，所以磁铁对铝环做的功大于铝环动能的增加量，故B正确； C．仅将铝环改为铁环，条形磁铁吸引铁环，所以铁环向左摆动，故C错误； D．若将磁铁的S极沿铝环的中心轴线靠近铝环，铝环将会向右摆动，故D错误。 故选B。 12、如图所示，光滑的水平绝缘桌面上有一个铝制圆环，圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。若条形磁铁沿水平方向向右匀速运动，则（） A．圆环和磁铁以相同的速度一起向右运动 B．圆环对桌面的压力可能为零 C．圆环对桌面的压力大于它的重力 D．磁铁对圆环做的功等于圆环中增加的内能 【答案】B 【解析】A．根据楞次定律，来拒去留，条形磁铁向右移动时，闭合圆环将跟随磁铁向右运动，但圆环的速度一定与磁铁的速度不相等，A错误； BC．根据楞次定律，来拒去留，金属圆环受安培力向右上方，则圆环对桌面的压力小于其重力，圆环对桌面的压力可能为零，B正确，C错误； D．根据功能关系，磁铁对圆环做的功等于圆环中增加的内能和圆环增加的动能，D错误。 故选B。 13、如图1所示。一个可以自由转动的铝框放在 U形磁铁的两个磁极间，铝框和磁铁均静止，其截面图如图2所示。转动磁铁，下列说法正确的是（　　） A．铝框与磁铁的转动方向相反，阻碍磁通量的变化 B．铝框与磁铁转动方向一致，转速比磁铁的转速小 C．磁铁从图2位置开始转动时，铝框截面 abcd 感应电流的方向为a→d→c→b→a D．磁铁停止转动后、如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动 【答案】B 【详解】AB．磁铁转动的过程中通过铝笼截面的磁通量增加，因此在铝笼内产生感应电流，根据楞次定律可知铝笼受到安培力作用，导致铝笼转动，为阻碍磁通量增加，则导致铝笼与磁铁转动方向相同，但快慢不相同，铝笼的转速一定比磁铁的转速小，故A错误B正确； C．磁铁从图乙位置开始转动时，导致通过铝笼截面的磁通量增加，根据楞次定律可知感应电流方向为a→b→c→d→a，故C错误； D．当磁铁停止转动后，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，故D错误。 故选B。 14、一种延时继电器的结构如图所示。铁芯上有两个线圈A和B，线圈A与电源连接，线圈B的两端M、N连在一起，构成一个闭合电路。断开开关S时，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间才执行这个动作。下列说法正确的是（　　） A．断开S瞬间，线圈B中感应电流的磁场方向向上 B．若线圈B的两端不闭合，会对延时效果产生影响 C．改变线圈B的缠绕方向，会对延时效果产生影响 D．调换电源的正负极，不再有延时效果 【答案】B 【详解】A．断开S瞬间，穿过线圈B的磁通量向下减小，由楞次定律可知线圈B中感应电流的磁场方向向下，选项A错误； B．若线圈B的两端不闭合，则断开开关时线圈B中不会产生感应电流，从而铁芯不会吸引衔铁D，则会对延时效果产生影响，选项B正确； CD．改变线圈B的缠绕方向或者调换电源的正负极，断开开关时线圈B中都会产生感应电流，从而铁芯会吸引衔铁D，不会对延时效果产生影响，选项CD错误。 故选B。 15、如图所示，铝管竖直放置在水平桌面上，把一枚小磁体从铝管上端管口放入，小磁体不与管壁接触，且无翻转，不计空气阻力。小磁体在铝管内下落的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小磁体的机械能不变 B．小磁体做自由落体运动 C．铝管对桌面的压力大于铝管的重力 D．小磁体动能的增加量大于重力势能的减少量 【答案】C 【详解】A．磁体在铝管中运动的过程中，虽不计空气阻力，但在过程中，出现安培力作负功现象，从而磁体的加速度小于重力加速度；根据法拉第电磁感应定律可知，磁体运动的速度越快，则产生的感应电动势越大，所以受到的安培力也越大，所以磁体的加速度是逐渐减小的，磁体不是做匀加速运动，故A错误； BD．磁体在整个下落过程中，除重力做功外，还有产生感应电流对应的安培力做功，导致减小的重力势能，部分转化动能外，还要产生内能，故机械能不守恒，且磁体动能的增加量小于重力势能的减少量，故BD错误； C．根据题意可知，小磁体在铝管内下落的过程中，产生感应电流，则铝管阻碍小磁体下降，由牛顿第三定律可知，小磁体给铝管向下的作用力，对铝管受力分析，由平衡条件可知，桌面对铝管的支持力大于铝管的重力，由牛顿第三定律可知，铝管对桌面的压力大于铝管的重力，故C正确。 故选C。 考点03 法拉第电磁感应定律 16、如图1所示，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与一个R=40的电阻相连。线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量按图2所示规律变化。已知线圈的电阻是10，则（） A．线圈内感应电流的磁场方向为指向纸外 B．A点电势比B点电势高 C．A、B两点间的电势差为20V D．0.2s内电路产生的电能为1.6J 【答案】D 【解析】A．由图2知，线圈的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，指向纸内，故A错误； B．根据安培定则可知，线圈中的电流为顺时针，所以A点电势比B点电势低，故B错误； C．根据法拉第电磁感应定律可知，根据闭合电路欧姆定律，A、B两点间的电势差为，故C错误； D．0.2s内电路产生的电能为，故D正确。故选D。 17、如图甲所示，螺线管匝数n=1000匝，横截面积S=10cm2，螺线管导线电阻r=1Ω，电阻R=9Ω，磁感应强度B的B-t图像如图乙所示（以向右为正方向），则（） A．感应电动势为0.6V B．感应电流为0.06A C．电阻两端的电压为6V D．0～1s内感应电流的方向为从C点通过R流向A点 【答案】D 【解析】A．根据法拉第电磁感应定律，A错误； B．根据闭合电路欧姆定律得感应电流为，B错误； C．根据欧姆定律得电阻R两端的电压为，C错误； D．根据楞次定律得0～1s内感应电流的方向为从C点通过R流向A点，D正确。 故选D。 18、近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈。设每匝线圈面积为S，共有n匝。若磁场垂直纸面向里通过此线圈且均匀增加，磁感应强度随时间的变化率为k，则线圈中产生感应电动势的大小和感应电流的方向分别为（　　） A．nkS，顺时针 B．kS，顺时针 C．nkS，逆时针 D．kS，逆时针 【答案】C 【详解】根据楞次定律可知线圈中的感应电流为逆时针，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势为 故选C。 19、利用电磁学原理能够方便准确地探测地下金属管线的位置、走向和埋覆深度。如图所示，在水平地面下埋有一根足够长的走向已知且平行于地面的金属管线，管线中通有正弦式交变电流。已知电流为i的无限长载流导线在距其为r的某点处产生的磁感应强度大小，其中k为常数，r大于导线半径。在垂直于管线的平面上，以管线正上方地面处的O点为坐标原点，沿地面方向为x轴方向，垂直于地面方向为y轴方向建立坐标系。在x轴上取两点M、N，y轴上取一点P。利用面积足够小的线框（线框平面始终与xOy平面垂直），仅通过测量以下物理量金属管线截面无法得到管线埋覆深度h的是（　　） A．M、N的距离，线框在M、N两点水平放置时的感应电动势 B．O、P的距离，线框在O、P两点竖直放置时的感应电动势 C．O、M的距离，线框在M点水平放置和竖直放置时的感应电动势 D．O、M的距离，线框在M点感应电动势最大时与水平面的夹角 【答案】A 【详解】由题意知 设电流（为电流最大值） 在距离管线为r处，磁感强度 当线圈放在O、P位置，线圈竖直放置时，线圈平面与磁场方向垂直，在O位置产生的感应电动势 在P点产生的感应电动势 设M点到坐标（xM，0）线框放在点时，当线圈竖直放置时，线框平面与半径方向夹角为，如图所示 则 感应电动势 同理N点的感应电动势 当线圈水平放置在M、N位置时，线圈平面与磁场之间的夹角为，在M点产生的感应电动势 在N点产生的感应电动势 A．若已知线框在M、N两点水平放置时的感应电动势和，可以求得 如果已知 可以求得，的值，但无法求得h，A正确； B．若已知线框在O、P两点竖直放置时的感应电动势，，可以求得 如果再知道O、P的距离，可求得h值，B正确； C．若知道线框在M点水平放置和竖直放置时的感应电动势和，可以求得 若再知道O、M的距离，可以求得h值，C正确； D．若线框在M点感应电动势最大时与水平面的夹角，线圈方向与半径方向相同，可求的 若再知道O、M的距离，可以求得h值，D正确。 故无法求得管线深度的为A。 20、如图甲所示，匝的线圈（图中只画了匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场．线圈中的磁通量按图乙所示规律变化．（） (1)判断通过电阻的电流方向； (2)求线圈产生的感应电动势； (3)求电阻两端的电压． 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）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； 通过电阻的电流方向． （2）由法拉第电磁感应定律得：． （3）由闭合电路的欧姆定律得：，． 21、导体棒在磁场中切割磁感线可以产生感应电动势。 （1）如图1所示，一长为l的导体棒ab在磁感应强度为B的匀强磁场中绕其一端b以角速度ω在垂直于磁场的平面内匀速转动，求导体棒产生的感应电动势。 （2）如图2所示，匀强磁场的磁感应强度为B，磁感线方向竖直向下，将一长为l、水平放置的金属棒以水平速度v0抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平，不计空气阻力。求金属棒在运动过程中产生的感应电动势。 （3）如图3所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动。从图示位置开始计时，求感应电动势随时间变化的规律。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律 时间内磁通量变化量，解得 （2）导体棒切割磁感线的速度为水平速度，电动势为 （3）从图示位置开始计时，感应电动势随时间变化的规律为 考点04 导体棒切割类问题 22、如图所示，两条光滑金属导轨平行固定在斜面上，导轨所在区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场，导轨上端连接电阻R，t=0时，导体棒由静止开始沿导轨下滑，下滑过程中导体棒与导轨接触良好，且方向始终与斜面底边平行。导体棒在下滑过程中，流过导体棒的电流为i，产生的感应电动势为E，电阻R消耗的电功率为P，穿过导体棒与金属导轨和电阻R围成的线框的磁通量为，关于i、、E、P随时间t变化的关系图像可能正确的是（） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】AC．根据牛顿第二定律可得，可得，所以随着速度的增大，加速度逐渐减小为0，因图象的斜率表示加速度，所以图象的斜率从逐渐减小为0。导体棒下滑过程中产生的感应电动势、电流分别为，，由公式可知，E与v、i与v成正比，那么、图像与图象相似，故A正确，C错误； B.导体棒向下做加速度逐渐减小的加速运动，最后匀速，由于图象的斜率表示速度，所以图象开始时是斜率逐渐增大的曲线，最后变成斜率不变的直线。穿过导体棒与金属导轨和电阻R围成的线框的磁通量为，由公式可知，与x成正比，那么图像与相似，故B错误； D．电阻R的功率为，由于导体棒最后匀速，电阻R消耗功率不可能一直增大，故D错误。 故选A。 23、如图所示，空间中有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，MN和PQ是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨，导轨间距为L，导轨足够长且电阻不计。质量为m的金属杆ab与导轨垂直且接触良好，金属杆ab电阻为R，重力加速度为g。开始时，开关S断开，金属杆ab由静止自由下落，经过一段时间后再闭合开关S。当开关S闭合后，下列说法正确的是（　　） A．a点电势高于b点电势 B．导体棒做加速度增大的加速运动 C．安培力做正功，机械能转化为电能 D．当下落高度为时闭合开关，则金属杆ab会立刻做减速运动 【答案】D 【详解】A．根据右手定则可知，a点电势低于b点电势，选项A错误； B．导体棒受向上的安培力和向下的重力，若安培力大于重力，则加速度向上，则向下做减速运动，加速度为 则做加速度减小的减速运动；若安培力等于重力，则金属棒做匀速运动； 若安培力小于重力，则加速度向下，则向下做加速运动，加速度为 则做加速度减小的加速运动，选项B错误； C．安培力方向向上，则安培力做负功，机械能转化为电能，选项C错误； D．当下落高度为时闭合开关，此时安培力 则金属杆ab会立刻做减速运动，选项D正确。 故选D。 24、如图所示，导体棒ab 放置在光滑的导线框上，线框放在磁感应强度B = 0.1 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面。导体棒ab的长度L=0.4m， 电阻 r =0.1 Ω，以速度 v = 5m/s向右匀速运动，电阻R = 0.4Ω ， 线框电阻不计。求： (1)导体棒ab 两端的电压U ； (2)导体棒 ab 所受安培力的大小F ； (3)导体棒向右运动 1m 的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q 。 【答案】(1)0.16V (2)0.016N (3)0.0128J 【详解】（1）回路中的感应电动势为V 根据闭合电路欧姆定律可知，导体棒ab 两端的电压V （2）根据闭合电路欧姆定律可知A 安培力大小为N （3）导体棒向右运动 1m 的时间为s R的焦耳热为J 25、如图1所示，MN、PQ为两根水平放置相距平行且光滑的金属导轨，PM两点间接阻值的定值电阻，一导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好。时刻给导体棒施加水平向右的恒力，导体棒从静止开始运动，时导体棒的速度。已知匀强磁场的磁感应强度，方向竖直向上，导体棒的质量，不计导轨、导体棒的电阻，重力加速度g取。则在导体棒向右运动的过程中，求： (1)时导体棒切割磁感线产生的感应电动势的大小E； (2)时导体棒的加速度大小a，并在图2中定性画出导体棒运动过程的速度v随时间t变化的图像； (3)0至2.0s时间内导体棒通过的位移大小x。 【答案】(1) (2)， (3) 【详解】（1）根据题意可知，时导体棒切割磁感线产生的感应电动势的大小 （2）根据题意可知，时，感应电流为 导体棒所受安培力为 由牛顿第二定律有 解得 由于导体棒做加速运动，速度越来越大，越来越大，则减小，当时，，导体棒速度最大，且开始做匀速直线运动，则导体棒运动过程的速度v随时间t变化的图像为 （3）根据题意，0至2.0s时间内导体棒产生感应电动势的平均值为 由动量定理有 又有 联立解得 26、游乐场的“太空梭”先把座舱拉升到一定高度处释放，座舱下落到制动位置时，触发电磁制动开始减速。将座舱简化为正方形线框abcd，如图所示，线框下方存在宽度为L的匀强磁场区域，该区域的上下边界水平，磁感应强度的大小为B。线框从距磁场上边界高度为h处由静止开始自由下落。线框ab边进入磁场时开始减速，cd边穿出磁场时的速度是ab边进入磁场时速度的。已知线框的边长为L，质量为m，电阻为R，重力加速度大小为g，线框下落过程中ab边始终与磁场边界平行，不计空气阻力。求： (1)线框ab边刚进入磁场时，产生的感应电动势大小E； (2)线框穿过磁场区域的过程中最大加速度的大小a； (3)线框穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）设ab边进入磁场时的速度大小为v，有 ab边进入磁场时感应电动势得 （2）ab边进入磁场时，线框的加速度最大。 根据闭合电路欧姆定律，线框中感应电流的大小 ab边受到安培力的大小 根据牛顿第二定律有，得 （3）线框穿过磁场的过程中，根据能量守恒定律有 27、如图1所示，一个匝数为N、边长为L的正方形导线框abcd，导线框总电阻为R，总质量为m，匀强磁场区域的宽度为L。导线框由静止释放，下落过程中始终保持竖直，忽略空气阻力，重力加速度为g。 (1)若导线框ab边刚进入匀强磁场区域时，恰能做速度为的匀速运动，求匀强磁场的磁感应强度； (2)若导线框ab边进入磁场的速度为，cd边离开磁场的速度为，导线框在磁场中做减速运动，已知磁感应强度为。在导线框穿过磁场的过程中，求： a.导线框中产生的焦耳热Q； b.在图2中定性画出导线框中的感应电流I随时间t的变化图线（规定逆时针为电流正方向）。 【答案】(1) (2)a.，b.见解析 【详解】（1）进入磁场时受的安培力 感应电动势 感应电流 可知 由于导线框恰能匀速，满足平衡条件， 故 解得 （2）a.由动能定理 根据功能关系 得 b. 根据，F-mg=ma 导体框进入磁场时做加速度减小的减速运动，则I-t图像的斜率减小；根据楞次定律，电流方向为逆时针；同理出离磁场时要做加速度减小的减速运动，I-t图像的斜率减小，电流为顺时针方向，则导线框中的感应电流I随时间t的变化图线如图 考点05 自感与互感 28、如图所示，P和Q是两个相同的小灯泡，L是自感系数很大的线圈，其电阻小于灯泡的电阻，两灯泡在以下操作中不会被烧坏。下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合时，P灯先亮，Q灯后亮 B．开关S闭合一段时间后，两灯的亮度相同 C．开关S断开前后通过P灯的电流方向改变 D．开关S由闭合变为断开时，Q灯闪亮后熄灭 【答案】C 【详解】A．开关S闭合时，由于线圈的自感作用，线圈相当于断路，则P灯、Q灯同时亮，故A错误； B．线圈的电阻小于灯泡，则线圈与灯泡P并联的电阻小于灯泡Q的电阻，则开关闭合一段时间后，线圈与灯泡P并联的电压小于灯泡Q的电压，所以灯泡Q比灯泡P亮，故B错误； C．开关断开，通过灯泡P的电流从左向右，开关断开后瞬间，由于线圈自感作用产生感应电流阻碍其电流减小，与灯泡P组成闭合回路，流过灯泡P的电流从右向左，即开关S断开前后通过P灯的电流方向改变，故C正确； D．开关S由闭合变为断开时，灯泡Q立即熄灭，故D错误。 故选C。 29、如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，闭合开关，稳定后两个灯泡正常发光且亮度相同。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关瞬间，A1、A2亮度相同 B．闭合开关瞬间，M点电势低于N点电势 C．电路稳定后断开S，A2闪亮一下再熄灭 D．电路稳定后断开S瞬间，M点电势低于N点电势 【答案】D 【详解】AB．闭合开关瞬间，由于自感线圈有自感电动势产生，阻碍电流增大，所以A1逐渐变亮，而A2立即变亮，A1所在电路的电流方向为从M到N，所以M点电势高于N点电势，故AB错误； C．电路稳定后断开S， A1、A2与L、R构成回路，L相当于电源，因原来两支路电流相等，所以不会出现A2闪亮一下再熄灭的现象，A1、A2都会逐渐熄灭，故C错误； D．电路稳定后断开S瞬间，A1所在电路的电流方向为从N→A1→A2→R→M，所以M点电势低于N点电势，故D正确。 故选D。 30、如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，A1、A2是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（） A．开关S闭合瞬间，A2先亮A1后亮 B．开关S闭合瞬间，A1中的电流大于A2中的电流 C．开关S闭合稳定后再断开时，A1、A2同时熄灭 D．开关S闭合稳定后再断开时，A1闪亮一下后熄灭 【答案】D 【解析】AB．由电路图可知，开关S闭合瞬间，A1、A2串联接入电路，则A1、A2同时亮，且A1中的电流等于A2中的电流，故AB错误； CD．开关S闭合稳定后再断开时，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与灯泡A1构成闭合回路放电，由于线圈电阻很小，所以原来经过线圈的电流大于经过灯泡A1的电流，所以开关S闭合稳定后再断开时，A1闪亮一下后熄灭，而A2立即熄灭，故C错误，D正确。 故选D。 31、在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。将变阻器的滑片置于最大阻值处，闭合开关S，至L1和L2都稳定发光后，调节滑动变阻器的滑片，使L1和L2发光的亮度相同，此时滑动变阻器的阻值为R0，之后断开开关S。电源的内阻很小，可忽略，则下列说法正确的是（） A．移动滑动变阻器滑片的过程中，L1、L2的亮度都在发生变化 B．开关S由闭合变为断开，L1、L2中的电流不相等 C．开关S由闭合变为断开，L2中的电流会立即反向 D．若想观察到断开开关S后L2闪亮一下的现象，滑动变阻器的阻值应小于R0 【答案】C 【解析】A．由于电源内阻忽略，可知L1支路的电压不变，则移动滑动变阻器滑片的过程中，L1亮度不变，选项A错误； B．因稳定时两灯泡亮度相同，则开关S由闭合变为断开，L1、L2中的电流相等，选项B错误； C．开关S由闭合变为断开，L2中原来的电流立即消失，因线圈所在支路产生自感电动势阻碍电流减小，则线圈相当于电源，会在L1、L2和R中形成新的回路，则L2中的电流会立即反向，选项C正确； D．若想观察到断开开关S后L2闪亮一下的现象，则稳定时通过线圈支路的电流必须大于通过下方L2支路的电流，则滑动变阻器的阻值应大于线圈电阻R0，选项D错误。 故选C。 考点06 电磁感应综合问题 32、如图所示，一根无限长的通电直导线固定在光滑水平面上，一质量为m的导体圆环在该平面内运动，其初速度大小为v0，方向与导线的夹角为30°。已知距离导线越远，磁场的磁感应强度越小，则导体圆环（　　） A．做速度逐渐减小的直线运动 B．距导线的距离先增大后减小 C．产生的电能最多为 D．受到安培力的冲量最大为 【答案】D 【详解】AB．一无限长通电直导线产生的磁场是非匀强磁场，最初导体圆环的运动方向与直导线成30°角，可将初速度沿平行于直导线和垂直于直导线的方向分解，沿导线方向做匀速直线运动，由于电磁感应，导体圆环中产生感应电流，安培力的方向与导体圆环垂直于导线的运动方向相反，最终沿平行直导线的方向匀速运动，这个方向上速度减小，则导体圆环感应电流减小，则所受安培力减小，这个方向做加速度减小的减速运动，根据运动的合成可知导体圆环做速度逐渐减小的曲线运动，距导线的距离一直增大，故AB错误； C．沿着导线方向的分速度 由能量守恒定律得导体圆环产生的电能为 解得 故C错误； D．垂直导线方向的分速度 垂直导线方向，根据动量定理 联立可得导体圆环受到安培力的冲量最大为 故D正确。 故选D。 33、如图甲所示，导体棒MN放在光滑水平金属导轨上，并垂直导轨。导轨间距为L，左端固定阻值为R的电阻，导体棒MN与导轨其它部分电阻不计，导体棒MN质量为m。匀强磁场的方向垂直于导轨平面向里，磁感应强度大小为B。现给导体棒MN一水平向右平行于金属导轨的初速度v0，运动过程中导体棒MN与金属导轨始终保持良好接触并与QP平行。 (1)在图乙中定性画出导体棒MN向右运动过程中的v-t图像，并求速度为v时导体棒MN的加速度大小a； (2)求从导体棒MN开始运动到停止全过程中，在左端电阻R上产生的热量Q； (3)求从导体棒MN开始运动到停止全过程中，通过左端电阻R的电荷量q。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）导体棒向右运动时，受向左的安培力而做减速运动，电动势 感应电流， 棒MN受力 由牛顿第二定律 解得     随速度减小，加速度减小，则图像如图所示 （2）由能量守恒定律， （3）对导体棒MN，由动量定理 即 由 解得 34、某同学为运动员设计了一款能够模拟室外风阻的训练装置，如图甲所示。两间距为L的平行光滑导轨水平固定，导轨间连接一阻值为R的定值电阻。电阻为2R、质量为m的细直金属杆垂直导轨放置，与导轨等宽并接触良好。运动员通过轻绳与金属杆连接，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直导轨平面向下。每次训练前，调节导轨高度，使其与绑在运动员身上的轻绳处于同一水平面上，且轻绳与导轨平行，导轨电阻忽略不计。 (1)当运动员在某一段时间内以速度v做匀速直线运动时，求： ①定值电阻R两端的电压； ②轻绳拉力的功率； (2)电路图中仅更换一个器材，其工作原理就完全不同。若将甲电路图中的电阻更换为电源，如图乙所示，电源电动势为E，电源内阻不计。金属杆由静止开始运动。 ①求金属杆的最大速度大小； ②当金属杆速度达到最大速度的一半时，求此时金属杆的加速度大小。 【答案】(1)①，② (2)①，② 【详解】（1）①当运动员在以速度v做匀速直线运动时，金属棒切割磁感线产生的感应电动势为 由闭合电路欧姆定律，可知回路电流为 则电阻R两端电压为 ②回路中电流I，则导体棒受到的安培力 金属棒匀速运动，则轻绳拉力 轻绳拉力功率 解得 （2）①闭合开关后，设金属棒速度达到的最大速度为，则有 解得 ②当金属棒速度为时，根据感应电动势公式 得电路中总电动势为 流经导体棒的电流为 金属棒受到的合力为 根据牛顿第二定律，金属棒的加速度为 35、利用电磁感应现象，可以测量空间某处的磁场。 (1)如图甲所示，电阻为、长为的导体棒放置在光滑的水平导轨上，导轨左侧接一阻值为的定值电阻，导轨间距也为。导轨处在竖直向下的匀强磁场中，导体棒在外力作用下沿导轨水平向右做匀速直线运动，速度大小为，电流表的示数为。导体棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计。 a.求磁感应强度的大小； b.撤去外力后，经过一段时间，穿过该闭合回路的磁通量的变化量为，通过电阻的电荷量为。请证明：。 (2)已知北半球某处地磁场的磁感应强度没有东西方向的分量，磁感应强度方向与水平方向夹角为。在该处一水平面内放置一个长、宽分别为、的单匝矩形线框，线框总电阻为，其中沿南北方向、沿东西方向，如图乙所示。线框分别以CD、DE为轴向下转动到竖直平面内，两次通过线框导线某横截面的电荷量分别为、，线框所在处的磁场可视为匀强磁场。求该处磁感应强度大小和的正切值。 【答案】(1)a.   b. (2) 【详解】（1）a.由法拉第电磁感应定律 由闭合电路欧姆定律有 联立解得 b.设在这段时间内的平均电流为， 则 由法拉第电磁感应定律有 根据欧姆定律有 联立解得 （2）利用 (1) b的结果，以CD为轴转动，则 以DE为轴转动，则 联立解得 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题11 电磁感应 6大考点概览 考点01 感应电流产生的条件 考点02 楞次定律及其应用 考点03 法拉第电磁感应定律 考点04 导体棒切割类问题 考点05 自感与互感 考点06 电磁感应综合问题 考点01 感应电流产生的条件 1、下列图示情况，金属圆环中不能产生感应电流的是（　　） A．图（a）中，圆环在匀强磁场中向左平移 B．图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴转动 C．图（c）中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 D．图（d）中，圆环向条形磁铁N极平移 2、用图中三套实验装置探究感应电流产生的条件，下列选项中能产生感应电流的操作是（） A．甲图中，使导体棒顺着磁感线方向运动，且保持穿过中的磁感线条数不变 B．乙图中，使条形磁铁匀速穿过线圈 C．丙图中，开关闭合后，、螺线管相对静止一起竖直向上运动 D．丙图中，开关保持闭合，使小螺线管在大螺线管中保持不动 3、“探究影响感应电流方向的因素”的实验示意图如图所示：灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”“拔出”条形磁铁，使线圈中产生感应电流。记录实验过程中的相关信息，分析得出楞次定律。下列说法不正确的是（） A．实验时必须保持磁铁运动的速率不变 B．该实验需要知道线圈的绕向 C．该实验需要记录磁铁的运动方向 D．该实验需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系 4、某同学用图所示装置探究影响感应电流方向的因素。将磁体从线圈中向上匀速抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。关于该实验，下列说法正确的是（） A．图中线圈中感应电流的磁场方向向下 B．若将磁体向上加速抽出，灵敏电流计指针将向左偏转 C．磁体放置在线圈中静止不动，灵敏电流计指针仍向右偏转 D．若将磁体的N、S极对调，并将其向下插入线圈，灵敏电流计指针仍向右偏转 5、如图所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈M与直流电源、电阻和开关S1相连，线圈N与电流表和开关S2相连。下列说法正确的是（    ） A．保持S1闭合，软铁环中的磁场为逆时针方向 B．保持S1闭合，在开关S2闭合的瞬间，通过电流表的电流由 C．保持S2闭合，在开关S1闭合的瞬间，通过电流表的电流由 D．保持S2闭合，在开关S1断开的瞬间，电流表所在回路不会产生电流 6、如图所示，铜质圆盘安装在水平铜轴上，圆盘位于两磁极之间。两磁极产生的磁场区域面积小于圆盘面积，磁场方向与圆盘平面垂直。两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。不计接触点的摩擦力和空气阻力。在外力作用下圆盘以恒定的角速度转动。下列说法正确的是（    ） A．因圆盘无磁通量变化，故电阻R中无电流通过 B．铜片C的电势高于铜片D的电势 C．若撤去外力，则圆盘会逐渐停止转动 D．若使圆盘反向转动，电阻R中的电流方向不变 7、图1为某无线门铃按钮，其原理如图2所示。其中M为信号发射装置，M中有电流通过时，屋内的门铃会响。磁铁固定在按钮内侧，按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮，磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（　　） A．按住按钮不动，门铃会一直响 B．松开按钮的过程，门铃会响 C．按下和松开按钮过程，通过M的电流方向相同 D．按下按钮的快慢不同，通过M的电流大小相同 考点02 楞次定律及其应用 8、如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（） A．闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引 B．闭合开关，达到稳定后，电流表的示数为0 C．断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b D．断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向左 9、如图所示平面内，在通有图示方向电流的长直导线右侧，固定一矩形金属线框，边与导线平行．调节电流使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（） A．线框中产生的感应电流方向为 B．线框中产生的感应电流逐渐增大 C．线框边所受的安培力大小恒定 D．线框整体受到的安培力方向水平向右 10、如图所示，螺线管置于闭合金属圆环的轴线上，当中通过的电流减小时（） ①环有缩小的趋势 ②环有扩张的趋势 ③螺线管有缩短的趋势 ④螺线管有伸长的趋势 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 11、如图所示，用细线吊起一个铝环，将磁铁的N极沿铝环的中心轴线靠近铝环，铝环向右摆动。下列说法正确的是（） A．N极靠近铝环时，从左向右看铝环中的感应电流方向为顺时针 B．铝环右摆的过程中，磁铁对铝环做的功大于铝环动能的增加量 C．仅将铝环改为铁环，铁环也一定会向右摆动 D．若将磁铁的S极沿铝环的中心轴线靠近铝环，铝环将会向左摆动 12、如图所示，光滑的水平绝缘桌面上有一个铝制圆环，圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。若条形磁铁沿水平方向向右匀速运动，则（） A．圆环和磁铁以相同的速度一起向右运动 B．圆环对桌面的压力可能为零 C．圆环对桌面的压力大于它的重力 D．磁铁对圆环做的功等于圆环中增加的内能 13、如图1所示。一个可以自由转动的铝框放在 U形磁铁的两个磁极间，铝框和磁铁均静止，其截面图如图2所示。转动磁铁，下列说法正确的是（　　） A．铝框与磁铁的转动方向相反，阻碍磁通量的变化 B．铝框与磁铁转动方向一致，转速比磁铁的转速小 C．磁铁从图2位置开始转动时，铝框截面 abcd 感应电流的方向为a→d→c→b→a D．磁铁停止转动后、如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动 14、一种延时继电器的结构如图所示。铁芯上有两个线圈A和B，线圈A与电源连接，线圈B的两端M、N连在一起，构成一个闭合电路。断开开关S时，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间才执行这个动作。下列说法正确的是（　　） A．断开S瞬间，线圈B中感应电流的磁场方向向上 B．若线圈B的两端不闭合，会对延时效果产生影响 C．改变线圈B的缠绕方向，会对延时效果产生影响 D．调换电源的正负极，不再有延时效果 15、如图所示，铝管竖直放置在水平桌面上，把一枚小磁体从铝管上端管口放入，小磁体不与管壁接触，且无翻转，不计空气阻力。小磁体在铝管内下落的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小磁体的机械能不变 B．小磁体做自由落体运动 C．铝管对桌面的压力大于铝管的重力 D．小磁体动能的增加量大于重力势能的减少量 考点03 法拉第电磁感应定律 16、如图1所示，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与一个R=40的电阻相连。线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量按图2所示规律变化。已知线圈的电阻是10，则（） A．线圈内感应电流的磁场方向为指向纸外 B．A点电势比B点电势高 C．A、B两点间的电势差为20V D．0.2s内电路产生的电能为1.6J 17、如图甲所示，螺线管匝数n=1000匝，横截面积S=10cm2，螺线管导线电阻r=1Ω，电阻R=9Ω，磁感应强度B的B-t图像如图乙所示（以向右为正方向），则（） A．感应电动势为0.6V B．感应电流为0.06A C．电阻两端的电压为6 D．0～1s内感应电流的方向为从C点通过R流向A点 18、近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈。设每匝线圈面积为S，共有n匝。若磁场垂直纸面向里通过此线圈且均匀增加，磁感应强度随时间的变化率为k，则线圈中产生感应电动势的大小和感应电流的方向分别为（　　） A．nkS，顺时针 B．kS，顺时针 C．nkS，逆时针 D．kS，逆时针 19、利用电磁学原理能够方便准确地探测地下金属管线的位置、走向和埋覆深度。如图所示，在水平地面下埋有一根足够长的走向已知且平行于地面的金属管线，管线中通有正弦式交变电流。已知电流为i的无限长载流导线在距其为r的某点处产生的磁感应强度大小，其中k为常数，r大于导线半径。在垂直于管线的平面上，以管线正上方地面处的O点为坐标原点，沿地面方向为x轴方向，垂直于地面方向为y轴方向建立坐标系。在x轴上取两点M、N，y轴上取一点P。利用面积足够小的线框（线框平面始终与xOy平面垂直），仅通过测量以下物理量金属管线截面无法得到管线埋覆深度h的是（　　） A．M、N的距离，线框在M、N两点水平放置时的感应电动势 B．O、P的距离，线框在O、P两点竖直放置时的感应电动势 C．O、M的距离，线框在M点水平放置和竖直放置时的感应电动势 D．O、M的距离，线框在M点感应电动势最大时与水平面的夹角 0、如图甲所示，匝的线圈（图中只画了匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场．线圈中的磁通量按图乙所示规律变化．（） (1)判断通过电阻的电流方向； (2)求线圈产生的感应电动势； (3)求电阻两端的电压． 21、导体棒在磁场中切割磁感线可以产生感应电动势。 （1）如图1所示，一长为l的导体棒ab在磁感应强度为B的匀强磁场中绕其一端b以角速度ω在垂直于磁场的平面内匀速转动，求导体棒产生的感应电动势。 （2）如图2所示，匀强磁场的磁感应强度为B，磁感线方向竖直向下，将一长为l、水平放置的金属棒以水平速度v0抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平，不计空气阻力。求金属棒在运动过程中产生的感应电动势。 （3）如图3所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动。从图示位置开始计时，求感应电动势随时间变化的规律。 考点04 导体棒切割类问题 22、如图所示，两条光滑金属导轨平行固定在斜面上，导轨所在区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场，导轨上端连接电阻R，t=0时，导体棒由静止开始沿导轨下滑，下滑过程中导体棒与导轨接触良好，且方向始终与斜面底边平行。导体棒在下滑过程中，流过导体棒的电流为i，产生的感应电动势为E，电阻R消耗的电功率为P，穿过导体棒与金属导轨和电阻R围成的线框的磁通量为，关于i、、E、P随时间t变化的关系图像可能正确的是（） A．B．C．D． 23、如图所示，空间中有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，MN和PQ是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨，导轨间距为L，导轨足够长且电阻不计。质量为m的金属杆ab与导轨垂直且接触良好，金属杆ab电阻为R，重力加速度为g。开始时，开关S断开，金属杆ab由静止自由下落，经过一段时间后再闭合开关S。当开关S闭合后，下列说法正确的是（　　） A．a点电势高于b点电势 B．导体棒做加速度增大的加速运动 C．安培力做正功，机械能转化为电能 D．当下落高度为时闭合开关，则金属杆ab会立刻做减速运动 24、如图所示，导体棒ab 放置在光滑的导线框上，线框放在磁感应强度B = 0.1 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面。导体棒ab的长度L=0.4m， 电阻 r =0.1 Ω，以速度 v = 5m/s向右匀速运动，电阻R = 0.4Ω ， 线框电阻不计。求： (1)导体棒ab 两端的电压U ； (2)导体棒 ab 所受安培力的大小F ； (3)导体棒向右运动 1m 的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q 。 25、如图1所示，MN、PQ为两根水平放置相距平行且光滑的金属导轨，PM两点间接阻值的定值电阻，一导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好。时刻给导体棒施加水平向右的恒力，导体棒从静止开始运动，时导体棒的速度。已知匀强磁场的磁感应强度，方向竖直向上，导体棒的质量，不计导轨、导体棒的电阻，重力加速度g取。则在导体棒向右运动的过程中，求： (1)时导体棒切割磁感线产生的感应电动势的大小E； (2)时导体棒的加速度大小a，并在图2中定性画出导体棒运动过程的速度v随时间t变化的图像； (3)0至2.0s时间内导体棒通过的位移大小x。 26、游乐场的“太空梭”先把座舱拉升到一定高度处释放，座舱下落到制动位置时，触发电磁制动开始减速。将座舱简化为正方形线框abcd，如图所示，线框下方存在宽度为L的匀强磁场区域，该区域的上下边界水平，磁感应强度的大小为B。线框从距磁场上边界高度为h处由静止开始自由下落。线框ab边进入磁场时开始减速，cd边穿出磁场时的速度是ab边进入磁场时速度的。已知线框的边长为L，质量为m，电阻为R，重力加速度大小为g，线框下落过程中ab边始终与磁场边界平行，不计空气阻力。求： (1)线框ab边刚进入磁场时，产生的感应电动势大小E； (2)线框穿过磁场区域的过程中最大加速度的大小a； (3)线框穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q。 27、如图1所示，一个匝数为N、边长为L的正方形导线框abcd，导线框总电阻为R，总质量为m，匀强磁场区域的宽度为L。导线框由静止释放，下落过程中始终保持竖直，忽略空气阻力，重力加速度为g。 (1)若导线框ab边刚进入匀强磁场区域时，恰能做速度为的匀速运动，求匀强磁场的磁感应强度； (2)若导线框ab边进入磁场的速度为，cd边离开磁场的速度为，导线框在磁场中做减速运动，已知磁感应强度为。在导线框穿过磁场的过程中，求： a.导线框中产生的焦耳热Q； b.在图2中定性画出导线框中的感应电流I随时间t的变化图线（规定逆时针为电流正方向）。 考点05 自感与互感 28、如图所示，P和Q是两个相同的小灯泡，L是自感系数很大的线圈，其电阻小于灯泡的电阻，两灯泡在以下操作中不会被烧坏。下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合时，P灯先亮，Q灯后亮 B．开关S闭合一段时间后，两灯的亮度相同 C．开关S断开前后通过P灯的电流方向改变 D．开关S由闭合变为断开时，Q灯闪亮后熄灭 29、如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，闭合开关，稳定后两个灯泡正常发光且亮度相同。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关瞬间，A1、A2亮度相同 B．闭合开关瞬间，M点电势低于N点电势 C．电路稳定后断开S，A2闪亮一下再熄灭 D．电路稳定后断开S瞬间，M点电势低于N点电势 30、如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，A1、A2是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（） A．开关S闭合瞬间，A2先亮A1后亮 B．开关S闭合瞬间，A1中的电流大于A2中的电流 C．开关S闭合稳定后再断开时，A1、A2同时熄灭 D．开关S闭合稳定后再断开时，A1闪亮一下后熄灭 31、在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。将变阻器的滑片置于最大阻值处，闭合开关S，至L1和L2都稳定发光后，调节滑动变阻器的滑片，使L1和L2发光的亮度相同，此时滑动变阻器的阻值为R0，之后断开开关S。电源的内阻很小，可忽略，则下列说法正确的是（） A．移动滑动变阻器滑片的过程中，L1、L2的亮度都在发生变化 B．开关S由闭合变为断开，L1、L2中的电流不相等 C．开关S由闭合变为断开，L2中的电流会立即反向 D．若想观察到断开开关S后L2闪亮一下的现象，滑动变阻器的阻值应小于R0 考点06 电磁感应综合问题 32、如图所示，一根无限长的通电直导线固定在光滑水平面上，一质量为m的导体圆环在该平面内运动，其初速度大小为v0，方向与导线的夹角为30°。已知距离导线越远，磁场的磁感应强度越小，则导体圆环（　　） A．做速度逐渐减小的直线运动 B．距导线的距离先增大后减小 C．产生的电能最多为 D．受到安培力的冲量最大为 33、如图甲所示，导体棒MN放在光滑水平金属导轨上，并垂直导轨。导轨间距为L，左端固定阻值为R的电阻，导体棒MN与导轨其它部分电阻不计，导体棒MN质量为m。匀强磁场的方向垂直于导轨平面向里，磁感应强度大小为B。现给导体棒MN一水平向右平行于金属导轨的初速度v0，运动过程中导体棒MN与金属导轨始终保持良好接触并与QP平行。 (1)在图乙中定性画出导体棒MN向右运动过程中的v-t图像，并求速度为v时导体棒MN的加速度大小a； (2)求从导体棒MN开始运动到停止全过程中，在左端电阻R上产生的热量Q； (3)求从导体棒MN开始运动到停止全过程中，通过左端电阻R的电荷量q。 34、某同学为运动员设计了一款能够模拟室外风阻的训练装置，如图甲所示。两间距为L的平行光滑导轨水平固定，导轨间连接一阻值为R的定值电阻。电阻为2R、质量为m的细直金属杆垂直导轨放置，与导轨等宽并接触良好。运动员通过轻绳与金属杆连接，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直导轨平面向下。每次训练前，调节导轨高度，使其与绑在运动员身上的轻绳处于同一水平面上，且轻绳与导轨平行，导轨电阻忽略不计。 (1)当运动员在某一段时间内以速度v做匀速直线运动时，求： ①定值电阻R两端的电压； ②轻绳拉力的功率； (2)电路图中仅更换一个器材，其工作原理就完全不同。若将甲电路图中的电阻更换为电源，如图乙所示，电源电动势为E，电源内阻不计。金属杆由静止开始运动。 ①求金属杆的最大速度大小； ②当金属杆速度达到最大速度的一半时，求此时金属杆的加速度大小。 35、利用电磁感应现象，可以测量空间某处的磁场。 (1)如图甲所示，电阻为、长为的导体棒放置在光滑的水平导轨上，导轨左侧接一阻值为的定值电阻，导轨间距也为。导轨处在竖直向下的匀强磁场中，导体棒在外力作用下沿导轨水平向右做匀速直线运动，速度大小为，电流表的示数为。导体棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计。 a.求磁感应强度的大小； b.撤去外力后，经过一段时间，穿过该闭合回路的磁通量的变化量为，通过电阻的电荷量为。请证明：。 (2)已知北半球某处地磁场的磁感应强度没有东西方向的分量，磁感应强度方向与水平方向夹角为。在该处一水平面内放置一个长、宽分别为、的单匝矩形线框，线框总电阻为，其中沿南北方向、沿东西方向，如图乙所示。线框分别以CD、DE为轴向下转动到竖直平面内，两次通过线框导线某横截面的电荷量分别为、，线框所在处的磁场可视为匀强磁场。求该处磁感应强度大小和的正切值。 学科网（北京）股份有限公司 $