电磁感应 补弱专题 -2026届高考物理二轮复习

《电磁感应专题补弱》 1．如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab。磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，其方向与竖直方向的夹角为θ(0<θ<90°)。在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是(　　) A.ab向右运动，同时使θ减小 B.使磁感应强度B减小，θ角同时也减小 C.ab向左运动，同时增大磁感应强度B D.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角 2．智能手机安装适当的软件后，利用传感器可测量磁感应强度B的大小。如图甲所示，在手机上建立三维坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在某地对地磁场进行了两次测量，将手机显示屏朝上平放在水平桌面上测量结果如图乙，之后绕x轴旋转某一角度后测量结果如图丙，图中显示数据的单位为μT(微特斯拉)。已知手机显示屏的面积大约为0.01 m2，根据数据可知两次穿过手机显示屏磁通量的变化量约为(　　) A.2.2×10-7 Wb B.2.9×10-7 Wb C.6.1×10-7 Wb D.8.0×10-7 Wb 3．如图所示，光滑绝缘水平面上存在方向竖直向下的有界(边界竖直)匀强磁场，一直径与磁场区域宽度相同的闭合金属圆形线圈在平行于水平面的拉力作用下，在水平面上沿虚线方向匀速通过磁场。下列说法正确的是(　　) A.进磁场的过程中，线圈中的感应电流沿顺时针方向 B.出磁场的过程中，线圈中的感应电流沿逆时针方向 C.该拉力的方向与线圈运动速度的方向相同 D.该拉力的方向水平向右 4．如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与胶木圆盘面平行，其轴线与胶木圆盘A的轴线OO'重合。现使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO'按箭头所示方向加速转动，则(　　) A.金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大 B.金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小 C.金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小 D.金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大 5．如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R（指拉直时两端的电阻），磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为、电阻为的导体棒由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时两端的电压大小为（　　） A． B． C． D． 6.如图甲所示，一条南北走向的小路，路口设有出入道闸，每侧道闸金属杆长L，当有车辆通过时杆会从水平位置以角速度ω匀速转动直到竖起。此处地磁场方向如图乙所示，B为地磁场总量，BH为地磁场水平分量，Bx、By、Bz分别为地磁场在x、y、z三个方向上的分量大小。则杆在转动升起的过程中，以下说法正确的是(　　) A.刚升起时，东侧道闸产生的电动势由东指向西，大小为 B.刚升起时，西侧道闸产生的电动势由西指向东，大小为 C.刚升起时，两侧道闸产生的电动势都是由东指向西，大小为 D.刚升起时，两侧道闸产生的电动势都是由东指向西，大小为 7.如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是电阻一定、可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。现使OM从OQ位置以变化的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ)；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'(过程Ⅱ)。在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM的电荷量相等，则等于(　　) A. B. C. D.2 8.如图所示，两个宽度均为L的匀强磁场垂直于光滑水平桌面，磁感应强度大小相等，方向相反，高为L、上底和下底长度分别为L和2L的等腰梯形金属线框水平放置，现使其匀速向右穿过磁场区域，速度垂直梯形底边，从图示位置开始x=0，以逆时针方向为电流的正方向。下列四幅图中能够反映线框中电流I随金属线框向右移动距离x关系的是 9.如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场区域宽度为2a，磁感应强度的大小为B。一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置水平向右以速度v匀速穿过磁场区域，下列表示导线框中A、B两端电压UAB与导线框移动距离x的关系图像正确的是(　　) 10．如图所示，两根不计电阻的光滑金属导轨平行放置，导轨及其构成的平面均与水平面成某一角度，导轨上端用直导线连接，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。具有一定阻值的金属棒MN从某高度由静止开始下滑，下滑过程中MN始终与导轨垂直并接触良好，则MN所受的安培力F及其加速度a、速度v、电流I，随时间t变化的关系图像可能正确的是(　　) 11.如图，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO'平行，线框平面与磁场方向垂直。设OO'下方磁场区域足够大，不计空气阻力影响，则下列图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律的是(　　) 12.如图，足够长的磁铁在空隙产生一个径向辐射状磁场，一个圆形细金属环与磁铁中心圆柱同轴，由静止开始下落，经过时间t，速度达到最大值v，此过程中环面始终水平。已知金属环质量为m、半径为r、电阻为R，金属环下落过程中所经过位置的磁感应强度大小均为B，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则(　　) A.在俯视图中，环中感应电流沿逆时针方向B.环中最大的感应电流大小为 C.环下落过程中所受重力的冲量等于其动量变化 D.t时间内通过金属环横截面的电荷量为 13.(多选)某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对厢内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时，下列说法正确的是(　　) A.从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿逆时针方向 B.从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向 C.金属线圈B对电梯轿厢下落有阻碍作用，A没有阻碍作用 D.金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势 14.(多选)如图，光滑水平面上两虚线之间区域内存在垂直于纸面向里且范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B。边长为a的正方形导线框PQMN沿图示速度方向进入磁场，当对角线PM刚进入磁场时，线框的速度大小为v，方向与磁场边界成45°角，若线框的总电阻为R，则(　　) A.PM刚进入磁场时线框中的感应电流大小为 B.PM刚进入磁场时线框所受安培力大小为 C.PM刚进入磁场时两端的电压为 D.PM进入磁场后线框中的感应电流逐渐减小 15.(多选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，PQ、MN均处在竖直向下的匀强磁场中，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是(　　) A.向右加速运动 B.向左加速运动 C.向右减速运动 D.向左减速运动 16.(多选)电磁现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，线圈B闭合，开关S断开时，触头C与工作电路将立即断开 B．乙图中，用外力顺时针转动铜盘，电路中会产生感应电流，a点电势比b点高 C．丙图中，一铜圆盘水平放置，若使圆盘绕竖直轴转动，小磁针将会同向转动 D．丁图中，给电磁炉接通恒定电流，可以在锅底产生涡流，给锅中食物加热 17.(多选)如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，两部分平滑连接，平直部分右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、有效电阻也为R的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中(　　) A.流过金属棒的最大电流为 B.通过金属棒的电荷量为 C.克服安培力所做的功为mgh D.金属棒内产生的焦耳热为mg(h-μd) 18．(多选)如图所示，将两个相同的“U”形光滑金属导轨，平行放置于一方向竖直向上的匀强磁场中，两导轨的上轨和下轨所在平面均水平，完全相同的两根匀质金属杆ab和cd静止于两导轨上，且杆与轨道垂直。导轨足够长且电阻不计，现用一水平向右的恒力F拉ab杆，则(　　) A.cd杆将向左运动 B.ab杆先做变加速运动，后做匀加速运动 C.回路的感应电流先增大后不变 D.某段时间内，F所做的功等于回路产生的焦耳热 19．(多选)如图所示，光滑水平面上一个正方形导线框以垂直于一边的速度穿过平行边界的匀强磁场区域(磁场宽度大于线框边长)，已知导线框进入磁场前速度为v1，穿出磁场后速度为v2，下列说法正确的是(　　) A.线框穿越磁场的全过程克服安培力做的功等于线框产生的电热与损失的动能之和 B.线框进入磁场的过程与穿出磁场的过程受到安培力的冲量相等 C.线框完全在磁场中运动时的速度为 D.线框完全在磁场中运动时的电流不为0且恒定不变 20．(多选)如图所示，两根足够长、间距为L的光滑竖直平行金属导轨，导轨上端接有开关、电阻、电容器，其中电阻的阻值为R，电容器的电容为C(不会被击穿)，金属棒MN水平放置，质量为m，空间存在垂直轨道向外的磁感应强度大小为B的匀强磁场，不计金属棒和导轨的电阻。闭合某一开关，让MN沿导轨由静止开始释放，金属棒MN和导轨始终接触良好，下列说法正确的是(重力加速度为g)(　　) A.只闭合开关S1，金属棒MN做匀加速直线运动 B.只闭合开关S2，金属棒MN做匀加速直线运动 C.只闭合开关S1，金属棒MN下降高度为h时速度为v，则所用时间t=+ D.只闭合开关S2，通过金属棒MN的电流I= 21.甲、乙两位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。 (1)如图a，请补齐连线，补齐线后，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B线圈从A线圈中拔出 D.开关闭合时将B线圈倒置再重新插入A线圈中 (2)为确切判断A线圈中的感应电流方向，应在实验前先查明灵敏电流计指针偏转方向与　　　　的关系。  (3)乙同学设计了如图b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“C”或“D”)短暂亮起。  22．通电螺线管外套着a、b两个金属环。两个金属环的圆心在螺线管的轴线上，如图所示。闭合开关S，在移动滑动变阻器的滑动触头P时，回答如下问题： (1)磁通量Φa　　　　　　Φb(选填“>”“=”或“<”)。  (2)当P向右滑动时，a、b两金属环中感应电流的磁场与螺线管内部磁感应强度方向　　　　　　(选填“相同”“相反”或“不一定”)。  (3)当P向右滑动时，b金属环中的感应电流方向为　　　　　　方向(从左向右看)(选填“顺时针”或“逆时针”)。  (4)当P向右滑动时，a、b两金属环的面积有　　　　　　的趋势(选填“收缩”或“扩张”)。  23．如图，有一正方形线框，质量为m，电阻为R，边长为l，静止悬挂着，一个三角形磁场垂直于线框所在平面，磁感线垂直纸面向里，且线框中磁区面积为线框面积一半，磁感应强度变化B=kt(k>0)，已知重力加速度g，求： (1)感应电动势E； (2)线框开始向上运动的时刻t0。 24．如图所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为L的平行光滑金属轨道上导轨平面与水平面的夹角为，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直与导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为d的平行金属板，R和分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻,重力加速度为g。 （1）调节，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v； （2）金属杆ab达到最大速率以后，电阻器每秒内产生的电热； （3）改变，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的。 25.磁悬浮列车是高速低耗交通工具，如图甲所示，它的驱动系统可简化为如图乙所示的物理模型。已知列车的总质量为m，固定在列车底部的正方形金属线框的边长为L，匝数为N，总电阻为R；水平面内平行长直导轨间存在磁感应强度大小均为B、垂直水平面但方向交互相反、边长均为L的正方形组合匀强磁场，磁场以速度v向右匀速移动时可恰好驱动停在轨道上的列车，假设列车所受阻力恒定，若磁场以速度4v匀速向右移动，当列车向右运动的速度为2v时，线框位置如图乙所示，求此时： (1)(1分)线框中的感应电流方向； (2)(2分)线框中的感应电流I大小； (3)(5分)列车的加速度a大小。 26．光滑绝缘的水平面上有垂直平面的匀强磁场，磁场被分成区域Ⅰ和Ⅱ，宽度均为h，其俯视图如图(a)所示，两磁场磁感应强度随时间t的变化如图(b)所示，0~τ时间内，两区域磁场恒定，方向相反，磁感应强度大小分别为2B0和B0，一电阻为R，边长为h的刚性正方形金属框abcd，平放在水平面上，ab、cd边与磁场边界平行。t=0时，线框ab边刚好跨过区域Ⅰ的左边界以速度v向右运动。在τ时刻，ab边运动到距区域Ⅰ的左边界处，线框的速度近似为零，此时线框被固定，如图(a)中的虚线框所示。随后在τ~2τ时间内，Ⅰ区磁感应强度线性减小到0，Ⅱ区磁场保持不变；2τ~3τ时间内，Ⅱ区磁感应强度也线性减小到0。求： (1)(4分)t=0时线框所受的安培力F； (2)(4分)t=1.2τ时穿过线框的磁通量Φ； (3)(6分)2τ~3τ时间内，线框中产生的热量Q。 27．如图甲所示，水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置，间距d=0.5 m，导轨左端通过导线与阻值为2 Ω的电阻R连接，右端通过导线与阻值为4 Ω的小灯泡L连接。在矩形区域CDFE内有竖直向上的匀强磁场，CE长为2 m，CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，在t=0时，一阻值为2 Ω的金属棒在水平恒力F作用下由静止开始从AB位置沿导轨向右运动，在金属棒从AB位置运动到EF位置的过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，求： (1)(4分)通过小灯泡的电流大小； (2)(5分)恒力F的大小； (3)(5分)4 s末金属棒的速度大小； (4)(4分)金属棒的质量。 28.如图（a），固定在光滑绝缘水平面上的单匝正方形导体框，置于始终竖直向下的匀强磁场中，边与磁场边界平行，边中点位于磁场边界。导体框的质量，电阻、边长。磁感应强度B随时间t连续变化，0-1s内图像如图（b）所示。导体框中的感应电流I与时间t关系图像如图（c）所示，其中0-1s内的图像未画出，规定顺时针方向为电流正方向。 (1)求时边受到的安培力大小F； (2)画出图(b)中内图像（无需写出计算过程）； (3)从开始，磁场不再随时间变化。之后导体框解除固定，给导体框一个向右的初速度，求ad边离开磁场时的速度大小。 29.如图，水平桌面上固定一光滑U型金属导轨，其平行部分的间距为，导轨的最右端与桌子右边缘对齐，导轨的电阻忽略不计。导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为、电阻为、长度也为的金属棒P静止在导轨上。导轨上质量为的绝缘棒Q位于P的左侧，以大小为的速度向P运动并与P发生弹性碰撞，碰撞时间很短。碰撞一次后，P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨，并落在地面上同一地点。P在导轨上运动时，两端与导轨接触良好，P与Q始终平行。不计空气阻力。求 （1）金属棒P滑出导轨时的速度大小； （2）金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量； （3）与P碰撞后，绝缘棒Q在导轨上运动的时间。 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 《电磁感应专题补弱》---参考答案： 选择题答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 A C D B A D B C D A A B AD AD BC BC BD BC BC BCD 21.答案　(1)见解析图　CD　(2)电流流入方向　(3)负极　C 22.答案　(1)>　(2)相反　(3)顺时针　(4)扩张 23.答案　(1)　(2) 解析　(1)根据法拉第电磁感应定律有E=·= (2)由题图可知线框受到的安培力大小为FA=BIl==·kt当线框开始向上运动时有FA=mg解得t0=。 24.（1）；（2）；（3） 【详解】（1）对ab匀速下滑时Mgsinθ=BIL解得通过棒的电流为由 解得 （2）由电热公式可得，金属杆ab达到最大速率以后，电阻器每秒内产生的电热 （3）对板间粒子有根据欧姆定律得 联立解得 25.答案　(1)顺时针方向　(2)　(3) 解析　(1)由于4v>2v，所以线框相对磁场向左运动，根据右手定则可知此时线框中感应电流沿顺时针方向。 (2)当列车向右运动的速度为2v时，则感应电动势为E=2NBL(4v-2v)线框中的感应电流大小I=解得I= (3)列车向右运动的速度为2v时，线框受到的安培力为F=2NBIL解得F=当磁场以速度v匀速向右移动时，同理可得线框受到的安培力F'=当磁场以速度v匀速向右移动时，可恰好驱动停在轨道上的列车，可知阻力f=F'由牛顿第二定律可知F-f=ma解得a=。 26.答案　(1)，方向水平向左　(2)　(3) 解析　(1)由题图可知t=0时线框切割磁感线产生的感应电动势为E=2B0hv+B0hv=3B0hv则感应电流大小为I== 所受的安培力为F=2B0h+B0h=方向水平向左；(2)在τ时刻，ab边运动到距区域Ⅰ的左边界处，线框的速度近似为零，此时线框被固定，则t=1.2τ时穿过线框的磁通量为Φ=1.6B0h·h-B0h·h=方向垂直纸面向里； (3)2τ~3τ时间内，Ⅱ区磁感应强度也线性减小到0，则有E'===感应电流大小为I'== 则2τ~3τ时间内，线框中产生的热量为Q=I'2Rτ=。 27.答案　(1)0.1 A　(2)0.3 N　(3)1 m/s　(4)1.2 kg 解析　(1)金属棒未进入磁场时，有R总=RL+=4 Ω+1 Ω=5 Ω由法拉第电磁感应定律可得E1===0.5×2× V=0.5 V通过小灯泡的电流为IL== A=0.1 A。(2)因灯泡亮度不变，故4 s末金属棒恰好进入磁场且做匀速运动，金属棒中的电流为I=IL+IR=IL+=0.1 A+ A=0.3 A金属棒匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件得，恒力F=F安=BId=2×0.3×0.5 N=0.3 N。(3)4 s后回路中的感应电动势为E2=I(R棒+)=0.3×(2+) V=1 V且有E2=Bdv 联立解得v=1 m/s。(4)前4 s金属棒的加速度为a== m/s2=0.25 m/s2，故金属棒的质量为m== kg=1.2 kg。 28.(1)0.015N (2) (3)0.01m/s 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律 由闭合电路欧姆定律可知，内线框中的感应电流大小为 由图（b）可知，时磁感应强度大小为 所以此时导线框的安培力大小为 （2）内线框内的感应电流大小为，根据楞次定律及安培定则可知感应电流方向为顺时针，由图（c）可知内的感应电流大小为方向为逆时针，根据欧姆定律可知内的感应电动势大小为由法拉第电磁感应定律可知内磁感应强度的变化率为解得时磁感应强度大小为方向垂直于纸面向里，故的磁场随时间变化图为（3）由动量定理可知其中联立解得经过磁场边界的速度大小为 29.（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由于绝缘棒Q与金属棒P发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可得 联立解得，由题知，碰撞一次后，P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨，并落在地面上同一地点，则金属棒P滑出导轨时的速度大小为（2）根据能量守恒有 解得（3）P、Q碰撞后，对金属棒P分析，根据动量定理得又， 联立可得 由于Q为绝缘棒，无电流通过，做匀速直线运动，故Q运动的时间为 第18页，共19页 7 学科网（北京）股份有限公司 $