专题07 电磁感应（3大考点）（北京专用）2026年高考物理二模分类汇编

专题07 电磁感应 3大考点概览 考点01 楞次定律 考点02 法拉第电磁感应定律的应用 考点03 自感现象 楞次定律 考点01 一、单选题 1．【答案】A 2.【答案】C 3.【答案】D 4.【答案】A 5.【答案】B 法拉第电磁感应定律的应用 考点02 一、单选题 1. 【答案】C 2. 【答案】B 3.【答案】C 二、解答题 4.【答案】（1）0.04V （2） （3） 5.【答案】(1)4V；(2)0.4A；(3)2.4V 6.【答案】（1）a．；b． （2）导体框先做加速度逐渐减小的加速直线运动，然后做匀加速直线运动， 7.【答案】（1）a.向左；b. （2）a. ；b. 8.【答案】（1）， （2）a. b.不同意，设距离转轴r处，电阻为的圆环的热功率为Pr，则 该圆环的体积为 则圆环单位体积的发热功率，为定值 因此圆盘上外边缘和内边缘附近单位体积的发热功率相等。 自感和互感现象 考点03 一、单选题 1.【答案】C 2.【答案】C 3.【答案】C 4.【答案】C 5.【答案】C 6.【答案】A 7.【答案】A 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 电磁感应 3大考点概览 考点01 楞次定律 考点02 法拉第电磁感应定律的应用 考点03 自感现象 楞次定律 考点01 一、单选题 1．（2026·北京市顺义区·二模）金属探测器的线圈中通有变化的电流，探测金属物品时，金属中会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。关于其工作原理，下列说法正确的是（ ） A. 线圈中通有变化电流的目的是为了产生变化的磁场 B. 探测器接触金属物品，才能在金属物品中产生涡流 C. 涡流产生的磁场总是与线圈的磁场方向相反 D. 探测器报警的直接原因是金属物品发热 2.（2026·北京市丰台区·二模）如图，A和B都是铝环，环A是闭合的，环B是断开的，两环分别固定在一横梁的两端，横梁可以绕中间的支点转动。下列说法正确的是（　　） A. 用磁铁的N极靠近A环，A环会被吸引 B. 用磁铁的N极靠近B环，B环内没有产生感应电动势 C. 分别用磁铁的N极和S极靠近A环，A环均会被排斥 D. 分别用磁铁的N极和S极靠近A环，A环产生的感应电流方向相同 3.（2026·北京市房山区·二模）如图所示，把一根柔软的铜制弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，再将a、b端分别与一直流电源两极相连；发现弹簧开始上下振动，电路交替通断。则下列说法正确的是（　　） A. 通入电流时，弹簧各相邻线圈之间相互排斥 B. 将a、b端的极性对调，弹簧将不再上下振动 C. 换用交流电，无法使弹簧上下振动 D. 增大电流，弹簧下端离开水银液面的最大高度一定变大 4.（2026·北京市昌平区·二模）如图所示，通有恒定电流的长直导线右侧放置一矩形金属线框，导线与线框在同一平面内。下列情况中金属线框能产生感应电流的是（　　） A. 导线中电流均匀增大 B. 线框沿导线向下做匀速运动 C. 线框沿导线向上做加速运动 D. 线框以直导线为轴转动 5.（2026·北京市昌平区·二模）某实验小组研究某热敏电阻的特性，并依此利用电磁铁、电阻箱等器材组装保温箱。该热敏电阻阻值随温度的变化曲线如图1所示，保温箱原理图如图2所示，保温箱电路主要由加热电路和控制电路组成。加热电路由加热电源、加热电阻丝和电磁开关构成；其余部分为控制电路。控制电路存在一个电流值I0，若电磁铁线圈的电流小于I0，衔铁与上固定触头a接触；若电流大于I0，衔铁与下固定触头b接触。保温箱温度达到设定值后，电磁铁线圈的电流在I0附近上下波动，加热电路持续地断开、闭合，使保温箱温度维持在设定值。已知保温箱的温度设定在50℃时，电阻箱接入电路的阻值为130Ω。电池内阻及导线电阻不计。下列说法不正确的是（　　） A. 加热电阻丝的c端应该与触头a相连接 B. 加热电阻丝的c端应该与触头b相连接 C. 保温箱的温度设定在100℃时，电阻箱接入电路的阻值为210Ω D. 保温箱的温度设定在150℃时，电阻箱接入电路的阻值为250Ω 法拉第电磁感应定律的应用 考点02 一、单选题 1. （2026·北京市顺义区·二模）如图1所示，在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，是导体环上选取的一小段。规定磁场向上为正，磁感应强度随时间按图2所示正弦规律变化。下列说法正确的是（ ） A. 时刻，导体环中的感应电流最大 B. 感应电流最大的时刻，所受安培力最大 C. 时间内，导体环中感应电流方向为逆时针方向（俯视） D. 时间内，导体环始终有收缩趋势 2. （2026·北京市西城区·二模）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正方向如图1所示，磁场向上为正。当磁感应强度随时间按图2变化时，下列说法正确的是（　　） A. 时，导体环中的感应电流最大 B. 时，导体环中的感应电流方向为正 C. 时，导体环受到的安培力最大 D. 内，导体环有扩张趋势 3.（2026·北京市房山区·二模） 如图所示，一质量为m、边长为l的正方形导线框abcd，由高度h处自由下落，ab边进入磁感应强度为B的匀强磁场区域后，线框开始做匀速运动，直到dc边刚刚开始穿出磁场为止。已知磁场区域宽度为l。重力加速度为g，不计空气阻力。线框在穿越磁场过程中，下列说法正确的是（　　） A. 进入磁场时，线框感应电流为adcba方向 B. 线框穿越磁场的过程中电流大小为 C. 线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热为2mgl D. 进入磁场的过程中，通过线框导线的电荷量为 二、解答题 4.（2026·北京市东城区·二模）如图所示，虚线右侧存在竖直向下的有界匀强磁场，磁感应强度大小B=0.1 T。光滑水平面上的正方形金属线框abcd，cd边与磁场左边界重合，在此位置时线框的速度v=4 m/s，方向水平向右，在水平外力F作用下匀速进入磁场区域。已知线框的电阻R=0.4 Ω，边长L=0.1 m，线框运动过程中ab、cd两边始终与磁场边界平行。在线框进入磁场的过程中，求： （1）cd边切割磁感线产生的感应电动势E； （2）外力F的大小； （3）线框中产生的焦耳热Q。 5.（2026·北京市朝阳区·二模）如图所示，面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=(2＋0.2t）T，定值电阻R1=6Ω，线圈电阻R2=4Ω，求： (1)回路的感应电动势； (2)流过R1的电流； (3)a、b两点间电压Uab。 6.（2026·北京市西城区·二模）如图1所示，是一个边长为的正方形导体框，其电阻为，在位置1时具有大小为的速度。在某一恒定拉力作用下，导体框向右匀速进入匀强磁场区域。磁场区域的宽度为，磁感应强度大小为。 （1）在导体框进入磁场的过程中（由位置1到位置2），求： a．导体框内的感应电流大小； b．拉力做的功。 （2）若换用更大的恒定拉力作用在导体框上，导体框在位置1的速度大小仍为，请写出导体框由位置1到位置3的过程中做什么运动，并在图2坐标系中定性画出此过程导体框运动的图像。 7.（2026·北京市顺义区·二模）（1）某同学设计了如图1所示的装置，可以通过线圈通电驱动小车，也可以通过小车运动发电。该同学将平板小车分成边长为的多个正方形区域，每个正方形区域内固定相同数量且磁极相同的强磁铁，相邻正方形区域的磁极方向相反。将一个边长为、匝数为、总电阻为的正方形线圈固定在铁架台上，平板小车置于线圈正下方，线圈与平板小车均水平放置。若每个区域内线圈所在处的磁感应强度大小均为，方向垂直于水平面。某时刻小车位置（俯视图）如图2所示。 a．若此时线圈通入逆时针（俯视）方向的电流，线圈对平板小车的作用力向左还是向右？ b．若此时小车在外力作用下以速度向右匀速运动，求线圈中感应电流的大小。 （2）交流轴向磁场机械装置与该同学设计的装置工作原理相同，既可作为发电机，也可作为电动机，其剖面图如图3所示，中间的线圈盘固定不动，上下两个磁铁盘随中心轴同步转动。下磁铁盘的俯视结构图如图4所示，磁铁盘是内半径为、外半径为的环形盘，被均匀划分为8个等面积的扇环区域，每个扇环区域为一个磁极区域，相邻区域的磁感应强度方向相反，方向与磁铁盘面垂直、与中心轴平行。线圈盘的俯视结构图如图5所示，线圈盘与磁铁盘面积、形状完全相同，同样包含8个独立的扇环线圈，每个线圈的形状、面积与磁铁盘的单个扇环区域一致；每个扇环线圈的匝数为，电阻为，且每个线圈所在位置的磁感应强度大小均为。 a．磁铁盘在外力驱动下以角速度逆时针（俯视）匀速转动，某时刻与线圈盘中的一个线圈位置如图6所示（其余线圈未画出），计算此时该线圈中产生的感应电动势大小； b．将8个线圈串联作为电源，外接一个阻值为的纯电阻用电器，外力驱动磁铁盘由静止开始加速转动，角速度与时间关系满足，磁铁盘加速转动的时间为。求在时间内用电器上产生的焦耳热。 8.（2026·北京市丰台区·二模）为研究一种电磁辅助制动装置的工作原理，将其核心装置简化为如图1所示的旋转导体圆盘。制动时，整个装置处于与转轴平行的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向水平向右。导体圆盘内、外边缘通过电刷与外电阻相连形成闭合电路，最终将机械能转化为内能。已知圆盘内半径为r1，外半径为r2，沿转轴方向的厚度为d。 （1）当电刷与电阻未接通时，圆盘以角速度ω顺时针匀速转动，如图2所示，判断导体圆盘内边缘电势φ1与外边缘电势φ2的高低，并求两者间的电势差大小U； （2）为研究圆盘的电阻特性及发热情况。将圆盘分割为无数个宽度均为Δr的同心圆环，各圆环间电阻串联。制动时，由于散热方式不同导致圆盘边缘温度高于中心，使圆盘的电阻率ρ随半径r变化，其关系为ρr=kr2（k为定值）。如果将非均匀电阻率圆盘的总电阻等效为一个电阻率ρ0恒定，内外边缘半径仍为r1和r2、厚度为d的等效电阻R0，其阻值可表示为：（R0、ρ0均未知）。 a．求等效电阻电阻率ρ0的表达式（用k，r1，r2表示）； b．有同学提出：若圆盘中有沿半径方向的恒定电流I，由于圆盘外边缘的电阻率大于内边缘的电阻率，导致圆盘上外边缘附近单位体积的发热功率大于内边缘附近单位体积的发热功率。你是否认同这个说法，并说明理由。 自感和互感现象 考点03 一、单选题 1.（2026·北京市顺义区·二模）在如图所示电路中，两个灯泡和的规格相同，与线圈串联，与可调电阻串联。先闭合开关S，调节电阻，使两个灯泡的亮度相同，再调节可调电阻，使它们都正常发光，然后断开开关S。重新接通电路，下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关，、亮度始终相同 B. 闭合开关，缓慢亮起 C. 电路稳定后断开开关，、同时熄灭 D. 电路稳定后断开开关，闪亮一下再熄灭 2.（2026·北京市西城区·二模）如图所示，和是规格相同的两个灯泡，与线圈串联，与可调电阻串联。调节电阻和，使两个灯泡都正常发光。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S，和同时亮起 B. 断开开关S，缓慢熄灭，立即熄灭 C. 增大电阻，断开开关S瞬间可能观察到闪亮一下 D. 减小电阻，断开开关S瞬间可能观察到闪亮一下 3.（2026·北京市丰台区·二模）如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S，a、b、c同时亮起来 B. 电路稳定后，a比c暗 C. 电路稳定后再断开开关，通过b的电流方向与之前相反 D. 电路稳定后再断开开关，b比c先熄灭 4.（2026·北京市昌平区·二模） 如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，A和B是两个相同的小灯泡。若两灯泡在以下操作中不会被烧坏，下列说法正确的是（　　） A. 开关由断开到闭合，灯泡A慢慢变亮，最终亮度不变 B. 开关由断开到闭合，灯泡B立即变亮，然后慢慢熄灭 C. 开关由闭合到断开，灯泡A闪亮一下，然后熄灭 D. 开关由闭合到断开，灯泡B闪亮一下，然后熄灭 5.（2026·北京市房山区·二模）如图所示，李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻，为方便操作，刘伟用两手分别握住线圈裸露的两端，完成读数后，李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离，此时刘伟感觉有电击感。下列说法正确的是（　　） A. 发生电击瞬间，多用电表可能损坏 B. 发生电击瞬间，变压器线圈中的电流变大 C. 发生电击前后，通过刘伟的电流方向相反 D. 若李辉握住表笔金属部分，也会感觉有电击感 6.（2026·北京市海淀区·二模）在如图所示的LC电路中，已充电的平行板电容器C的两极板水平放置。开关S断开，极板间一带电灰尘恰好静止。从闭合开关S开始计时，灰尘在电容器内运动。已知LC电路的周期为，重力加速度为g，内灰尘未与两极板接触，不考虑空气阻力和LC电路的能量损耗。下列说法正确的是（　　） A. 内，灰尘一直做加速运动 B. 内，灰尘在极板间做往复运动 C. 当时，灰尘的加速度大小为g D. 当线圈中电流最大时，灰尘的加速度大小为 7.（2026·北京市朝阳区·二模）某汽油发动机火花塞需要瞬间高达10kV的电压才能点火，一同学设计了如图甲、乙所示的点火电路。已知直流电源的输出电压为12V，升压变压器的输出端接到火花塞上。下列说法正确的是（　　） A. 图甲电路中，在开关断开瞬间，输出端可能会产生高压 B. 图乙电路中，在开关断开瞬间，输出端可能会产生高压 C. 两电路中，保持开关闭合，输出端都会获得持续的高压 D. 两电路都不可能使火花塞点火，因为变压器不能改变直流电压 9 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 电磁感应 3大考点概览 考点01 楞次定律 考点02 法拉第电磁感应定律的应用 考点03 自感现象 楞次定律 考点01 一、单选题 1．（2026·北京市顺义区·二模）金属探测器的线圈中通有变化的电流，探测金属物品时，金属中会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。关于其工作原理，下列说法正确的是（ ） A. 线圈中通有变化电流的目的是为了产生变化的磁场 B. 探测器接触金属物品，才能在金属物品中产生涡流 C. 涡流产生的磁场总是与线圈的磁场方向相反 D. 探测器报警的直接原因是金属物品发热 【答案】A 【解析】 A．根据电流的磁效应，变化的电流会产生变化的磁场，这是使金属内部磁通量发生变化、产生涡流的前提，故A正确； B．变化的磁场可以在非接触的状态下穿过金属物品，只要金属内磁通量发生变化就会产生涡流，不需要探测器接触金属，故B错误； C．根据楞次定律，涡流的磁场仅阻碍原磁场的变化：线圈磁场增强时涡流磁场与线圈磁场反向，线圈磁场减弱时涡流磁场与线圈磁场同向，并非总是相反，故C错误； D．题干明确说明报警的直接原因是涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，和金属发热无关，故D错误。 故选A。 2.（2026·北京市丰台区·二模）如图，A和B都是铝环，环A是闭合的，环B是断开的，两环分别固定在一横梁的两端，横梁可以绕中间的支点转动。下列说法正确的是（　　） A. 用磁铁的N极靠近A环，A环会被吸引 B. 用磁铁的N极靠近B环，B环内没有产生感应电动势 C. 分别用磁铁的N极和S极靠近A环，A环均会被排斥 D. 分别用磁铁的N极和S极靠近A环，A环产生的感应电流方向相同 【答案】C 【解析】 AC．无论是用磁铁的N极还是S极靠近A环时，根据“来拒去留”可知，A环均会被排斥，A错误，C正确； B．用磁铁的N极靠近B环，穿过B环的磁通量发生变化，则B环有感应电动势，只是无感应电流，B错误； D．用磁铁的N极靠近A环时，穿过A环的磁通量向里增加；而用磁铁的S极靠近A环时，穿过A环的磁通量向外增加，根据楞次定律可知，A环产生的感应电流方向相反，D错误。 故选C。 3.（2026·北京市房山区·二模）如图所示，把一根柔软的铜制弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，再将a、b端分别与一直流电源两极相连；发现弹簧开始上下振动，电路交替通断。则下列说法正确的是（　　） A. 通入电流时，弹簧各相邻线圈之间相互排斥 B. 将a、b端的极性对调，弹簧将不再上下振动 C. 换用交流电，无法使弹簧上下振动 D. 增大电流，弹簧下端离开水银液面的最大高度一定变大 【答案】D 【解析】 A．通入电流时，弹簧各相邻线圈中电流的方向相同，根据同向电流相互吸引可知，它们之间相互吸引，故A错误； B．将a、b端的极性对调，弹簧各相邻线圈中电流的方向仍然相同，它们之间相互吸引，导致弹簧收缩，下端离开水银液面，电路断开，电流消失，弹簧伸长，电路导通，重复上述过程，弹簧仍然上下振动，故B错误； C．弹簧的上下振动与电流的方向无关，用频率合适的交流电，也可使弹簧上下振动，故C错误； D．增大电流，弹簧各相邻线圈之间相互吸引力增大，下端离开水银液面的最大高度一定变大，故D正确。 故选D。 4.（2026·北京市昌平区·二模）如图所示，通有恒定电流的长直导线右侧放置一矩形金属线框，导线与线框在同一平面内。下列情况中金属线框能产生感应电流的是（　　） A. 导线中电流均匀增大 B. 线框沿导线向下做匀速运动 C. 线框沿导线向上做加速运动 D. 线框以直导线为轴转动 【答案】A 【解析】 A．导线中电流均匀增大，由可知，空间所有点的磁感应强度均与电流成正比增大，线框面积固定，因此穿过线框的磁通量增大，磁通量发生变化，能产生感应电流，故A正确； B．线框沿导线向下做匀速运动时，线框上所有点到导线的距离均不改变，因此各点磁感应强度大小不变，穿过线框的磁通量不变，不能产生感应电流，故B错误； C．线框沿导线向上做加速运动时，与匀速上下运动的规律一致：线框各点到导线的距离不变，磁感应强度分布不发生变化，穿过线框的磁通量不变，不能产生感应电流，故C错误； D．线框以直导线为轴转动时，线框上所有点到导线的距离始终保持不变，且长直导线的磁场为同轴同心圆分布，磁感应强度方向始终与线框平面法线方向平行，穿过线框的磁感线条数不变，磁通量不变，不能产生感应电流，故D错误。 故选A。 5.（2026·北京市昌平区·二模）某实验小组研究某热敏电阻的特性，并依此利用电磁铁、电阻箱等器材组装保温箱。该热敏电阻阻值随温度的变化曲线如图1所示，保温箱原理图如图2所示，保温箱电路主要由加热电路和控制电路组成。加热电路由加热电源、加热电阻丝和电磁开关构成；其余部分为控制电路。控制电路存在一个电流值I0，若电磁铁线圈的电流小于I0，衔铁与上固定触头a接触；若电流大于I0，衔铁与下固定触头b接触。保温箱温度达到设定值后，电磁铁线圈的电流在I0附近上下波动，加热电路持续地断开、闭合，使保温箱温度维持在设定值。已知保温箱的温度设定在50℃时，电阻箱接入电路的阻值为130Ω。电池内阻及导线电阻不计。下列说法不正确的是（　　） A. 加热电阻丝的c端应该与触头a相连接 B. 加热电阻丝的c端应该与触头b相连接 C. 保温箱的温度设定在100℃时，电阻箱接入电路的阻值为210Ω D. 保温箱的温度设定在150℃时，电阻箱接入电路的阻值为250Ω 【答案】B 【解析】 AB．根据图1可知温度升高，热敏电阻的阻值变小，根据欧姆定律可知，流过电磁铁线圈的电流变大，衔铁与固定触头b接触，此时加热电阻丝电路部分断开连接，停止加热，可知图2中加热电阻丝的c端应该与触头a相连接，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意； CD．由图可知，当温度为50℃时，热敏电阻的阻值为180Ω，电阻箱接入的电阻为130Ω，当温度为100℃时，热敏电阻的阻值为100Ω，要使得电流值不变，则在电流为I0时，控制电路的总电阻不变，则此时电阻箱的电阻为 当温度为150℃时，热敏电阻的阻值为60Ω，则此时电阻箱的电阻为，故CD正确，不符合题意。 故选B。 法拉第电磁感应定律的应用 考点02 一、单选题 1. （2026·北京市顺义区·二模）如图1所示，在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，是导体环上选取的一小段。规定磁场向上为正，磁感应强度随时间按图2所示正弦规律变化。下列说法正确的是（ ） A. 时刻，导体环中的感应电流最大 B. 感应电流最大的时刻，所受安培力最大 C. 时间内，导体环中感应电流方向为逆时针方向（俯视） D. 时间内，导体环始终有收缩趋势 【答案】C 【解析】 A．由图像可知，时刻，，可知导体环中的感应电动势为零，则感应电流为零，A错误； B．感应电流最大的时刻（t2或t4时刻），但是B=0，根据F=BIL可知，所受安培力为零，不是最大，B错误； C．时间内，穿过导体环的磁通量先向上减小后向下增加，根据楞次定律可知，导体环中感应电流方向为逆时针方向（俯视），C正确； D．根据“增缩减扩”可知，时间内，导体环内的磁通量先减小后增加，则导体环先有扩大的趋势，后有收缩趋势，D错误。 故选C。 2. （2026·北京市西城区·二模）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正方向如图1所示，磁场向上为正。当磁感应强度随时间按图2变化时，下列说法正确的是（　　） A. 时，导体环中的感应电流最大 B. 时，导体环中的感应电流方向为正 C. 时，导体环受到的安培力最大 D. 内，导体环有扩张趋势 【答案】B 【解析】 A．根据法拉第电磁感应定律 可知时，导体环中感应电动势为零，感应电流为零，故A错误； B．时，磁感应强度正向减小，根据楞次定律“增反减同”可知导体环中的感应电流方向为正，故B正确； C．根据法拉第电磁感应定律可知时，感应电流不为零，但磁感应强度为零，根据可知导体环所受的安培力为零，故C错误； D．内，穿过导体环的磁通量变化，根据楞次定律“增缩减扩”可知导体环有收缩趋势，故D错误。 故选B。 3.（2026·北京市房山区·二模） 如图所示，一质量为m、边长为l的正方形导线框abcd，由高度h处自由下落，ab边进入磁感应强度为B的匀强磁场区域后，线框开始做匀速运动，直到dc边刚刚开始穿出磁场为止。已知磁场区域宽度为l。重力加速度为g，不计空气阻力。线框在穿越磁场过程中，下列说法正确的是（　　） A. 进入磁场时，线框感应电流为adcba方向 B. 线框穿越磁场的过程中电流大小为 C. 线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热为2mgl D. 进入磁场的过程中，通过线框导线的电荷量为 【答案】C 【解析】 A．线框进入磁场的过程中，ab边切割磁感应线，根据右手定则可知，电流方向为abcda方向，故A错误； B．由题可知，线框进入磁场后开始做匀速运动，根据平衡条件有 解得，故B错误； C．从ab边进入磁场到cd边刚好离开磁场，线框一直做匀速运动，且下降的高度为2l，根据能量守恒，可知线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热等于减小的重力势能，则有，故C正确； D．线框从高为h处静止释放，则 线框以速度v进入磁场做匀速运动，经过时间t完全进入磁场，则有 则线框进入磁场的过程中通过导线横截面的电荷量为，故D错误。 故选C。 二、解答题 4.（2026·北京市东城区·二模）如图所示，虚线右侧存在竖直向下的有界匀强磁场，磁感应强度大小B=0.1 T。光滑水平面上的正方形金属线框abcd，cd边与磁场左边界重合，在此位置时线框的速度v=4 m/s，方向水平向右，在水平外力F作用下匀速进入磁场区域。已知线框的电阻R=0.4 Ω，边长L=0.1 m，线框运动过程中ab、cd两边始终与磁场边界平行。在线框进入磁场的过程中，求： （1）cd边切割磁感线产生的感应电动势E； （2）外力F的大小； （3）线框中产生的焦耳热Q。 【答案】（1）0.04V （2） （3） 【解析】 （1） 导体垂直切割磁感线有  解得 （2） 线框匀速进入磁场，外力与安培力大小相等。 由欧姆定律得感应电流  安培力大小为  由平衡条件 解得  （3） 线框完全进入磁场的运动时间  由焦耳定律 代入数据得  5.（2026·北京市朝阳区·二模）如图所示，面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=(2＋0.2t）T，定值电阻R1=6Ω，线圈电阻R2=4Ω，求： (1)回路的感应电动势； (2)流过R1的电流； (3)a、b两点间电压Uab。 【答案】(1)4V；(2)0.4A；(3)2.4V 【解析】 (1)由法拉第电磁感应定律 (2)流过R1的电流 (3)回路中线圈为电源，根据楞次定律可知，a点电势高于b点，R为外电阻，有 6.（2026·北京市西城区·二模）如图1所示，是一个边长为的正方形导体框，其电阻为，在位置1时具有大小为的速度。在某一恒定拉力作用下，导体框向右匀速进入匀强磁场区域。磁场区域的宽度为，磁感应强度大小为。 （1）在导体框进入磁场的过程中（由位置1到位置2），求： a．导体框内的感应电流大小； b．拉力做的功。 （2）若换用更大的恒定拉力作用在导体框上，导体框在位置1的速度大小仍为，请写出导体框由位置1到位置3的过程中做什么运动，并在图2坐标系中定性画出此过程导体框运动的图像。 【答案】（1）a．；b． （2）导体框先做加速度逐渐减小的加速直线运动，然后做匀加速直线运动， 【解析】 （1） a．导体框进入磁场，边切割磁感线，产生电动势 导体框内的感应电流 解得 b．导体框进入磁场的过程中，受拉力 进入过程拉力做功 解得 （2） 导体框先做加速运动，随着速度增大，感应电动势增大，感应电流增大，导体框所受安培力增大，根据牛顿第二定律可知导体框加速度减小，导体框完全进入磁场中后，所受安培力为零，根据牛顿第二定律可知，导体框加速度不变，即导体框先做加速度逐渐减小的加速直线运动，然后做匀加速直线运动。图像如图所示 7.（2026·北京市顺义区·二模）（1）某同学设计了如图1所示的装置，可以通过线圈通电驱动小车，也可以通过小车运动发电。该同学将平板小车分成边长为的多个正方形区域，每个正方形区域内固定相同数量且磁极相同的强磁铁，相邻正方形区域的磁极方向相反。将一个边长为、匝数为、总电阻为的正方形线圈固定在铁架台上，平板小车置于线圈正下方，线圈与平板小车均水平放置。若每个区域内线圈所在处的磁感应强度大小均为，方向垂直于水平面。某时刻小车位置（俯视图）如图2所示。 a．若此时线圈通入逆时针（俯视）方向的电流，线圈对平板小车的作用力向左还是向右？ b．若此时小车在外力作用下以速度向右匀速运动，求线圈中感应电流的大小。 （2）交流轴向磁场机械装置与该同学设计的装置工作原理相同，既可作为发电机，也可作为电动机，其剖面图如图3所示，中间的线圈盘固定不动，上下两个磁铁盘随中心轴同步转动。下磁铁盘的俯视结构图如图4所示，磁铁盘是内半径为、外半径为的环形盘，被均匀划分为8个等面积的扇环区域，每个扇环区域为一个磁极区域，相邻区域的磁感应强度方向相反，方向与磁铁盘面垂直、与中心轴平行。线圈盘的俯视结构图如图5所示，线圈盘与磁铁盘面积、形状完全相同，同样包含8个独立的扇环线圈，每个线圈的形状、面积与磁铁盘的单个扇环区域一致；每个扇环线圈的匝数为，电阻为，且每个线圈所在位置的磁感应强度大小均为。 a．磁铁盘在外力驱动下以角速度逆时针（俯视）匀速转动，某时刻与线圈盘中的一个线圈位置如图6所示（其余线圈未画出），计算此时该线圈中产生的感应电动势大小； b．将8个线圈串联作为电源，外接一个阻值为的纯电阻用电器，外力驱动磁铁盘由静止开始加速转动，角速度与时间关系满足，磁铁盘加速转动的时间为。求在时间内用电器上产生的焦耳热。 【答案】（1）a.向左；b. （2）a. ；b. 【解析】 （1） a．若此时线圈通入逆时针（俯视）方向的电流，由图2可知线圈左侧电流向下，磁场垂直纸面向里，由左手定则可知左侧的边受到向右的安培力；线圈右侧电流向上，磁场垂直纸面向外，由左手定则可知右侧的边受到向右的安培力，因此整个线圈受到向右的安培力。由牛顿第三定律可知线圈对平板小车的作用力向左。 b．若此时小车在外力作用下以速度向右匀速运动，线圈相对于小车以速度向左匀速运动，左侧磁场垂直纸面向里，由右手定则可得 右侧磁场垂直纸面向外，由右手定则可得 线圈中电流沿逆时针方向，线圈中感应电流的大小 （2） a．两条导线转动切割产生电动势 b．线圈串联电路的总电动势 电路中的电流 用电器上的热功率 由于用电器上的热功率和时间成正比，因此用电器上产生的焦耳热 8.（2026·北京市丰台区·二模）为研究一种电磁辅助制动装置的工作原理，将其核心装置简化为如图1所示的旋转导体圆盘。制动时，整个装置处于与转轴平行的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向水平向右。导体圆盘内、外边缘通过电刷与外电阻相连形成闭合电路，最终将机械能转化为内能。已知圆盘内半径为r1，外半径为r2，沿转轴方向的厚度为d。 （1）当电刷与电阻未接通时，圆盘以角速度ω顺时针匀速转动，如图2所示，判断导体圆盘内边缘电势φ1与外边缘电势φ2的高低，并求两者间的电势差大小U； （2）为研究圆盘的电阻特性及发热情况。将圆盘分割为无数个宽度均为Δr的同心圆环，各圆环间电阻串联。制动时，由于散热方式不同导致圆盘边缘温度高于中心，使圆盘的电阻率ρ随半径r变化，其关系为ρr=kr2（k为定值）。如果将非均匀电阻率圆盘的总电阻等效为一个电阻率ρ0恒定，内外边缘半径仍为r1和r2、厚度为d的等效电阻R0，其阻值可表示为：（R0、ρ0均未知）。 a．求等效电阻电阻率ρ0的表达式（用k，r1，r2表示）； b．有同学提出：若圆盘中有沿半径方向的恒定电流I，由于圆盘外边缘的电阻率大于内边缘的电阻率，导致圆盘上外边缘附近单位体积的发热功率大于内边缘附近单位体积的发热功率。你是否认同这个说法，并说明理由。 【答案】（1）， （2）a. b.不同意，见解析 【解析】 （1） 根据安培右手定则可知 根据法拉第电磁感应定律，有 又由 其中， 联立解得 （2） a.设距转轴r处，宽度为的同心圆环的电阻为，则 其中 可得 至处圆盘的总电阻R可认为是无数个同心圆环串联，则 可得 令R=R0 解得 b.不同意 设距离转轴r处，电阻为的圆环的热功率为Pr，则 该圆环的体积为 则圆环单位体积的发热功率，为定值 因此圆盘上外边缘和内边缘附近单位体积的发热功率相等。 自感和互感现象 考点03 一、单选题 1.（2026·北京市顺义区·二模）在如图所示电路中，两个灯泡和的规格相同，与线圈串联，与可调电阻串联。先闭合开关S，调节电阻，使两个灯泡的亮度相同，再调节可调电阻，使它们都正常发光，然后断开开关S。重新接通电路，下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关，、亮度始终相同 B. 闭合开关，缓慢亮起 C. 电路稳定后断开开关，、同时熄灭 D. 电路稳定后断开开关，闪亮一下再熄灭 【答案】C 【解析】 AB．闭合开关，与线圈串联，线圈会产生自感电动势阻碍电流增大，缓慢亮起，立即亮起，最终、亮度相同，故AB错误； CD．电路稳定后断开开关，与线圈、与可调电阻串联构成一个回路，线圈会产生自感电动势阻碍电流减小，由于原来两电路稳定时电流相等，不会出现闪亮一下再熄灭的现象，、同时熄灭，故C正确，D错误。 故选C。 2.（2026·北京市西城区·二模）如图所示，和是规格相同的两个灯泡，与线圈串联，与可调电阻串联。调节电阻和，使两个灯泡都正常发光。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S，和同时亮起 B. 断开开关S，缓慢熄灭，立即熄灭 C. 增大电阻，断开开关S瞬间可能观察到闪亮一下 D. 减小电阻，断开开关S瞬间可能观察到闪亮一下 【答案】C 【解析】 电路稳定时，两灯均正常发光，说明通过两灯的电流相同，设为，即 A．闭合开关S时，线圈L会产生自感电动势，阻碍电流的增大，因此是逐渐变亮的，而所在支路无电感，会立即亮起，故A错误； B．断开开关S时，线圈L会产生自感电动势，与、构成闭合回路，电流逐渐衰减，因此和都会缓慢熄灭，故B错误； C．若增大电阻R，电路稳定时，支路的电流会减小，而支路的电流保持不变，此时，断开开关S瞬间，线圈中的电流会流过，其大小大于原来的电流，因此闪亮一下再熄灭，故C正确； D．减小电阻，只会增大干路电流，和支路的电流仍相等，断开开关时，流过的电流不会超过其原来的电流，因此不会闪亮，故D错误。 故选C。 3.（2026·北京市丰台区·二模）如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S，a、b、c同时亮起来 B. 电路稳定后，a比c暗 C. 电路稳定后再断开开关，通过b的电流方向与之前相反 D. 电路稳定后再断开开关，b比c先熄灭 【答案】C 【解析】 A．闭合开关时，自感线圈会产生自感电动势阻碍电流的增大 因此闭合瞬间支路电流很小，、先亮，后逐渐变亮，不是三灯同时亮起，A错误； B．当电路中电流稳定后，流过的干路总电流一定大于流过支路c的电流，灯泡规格相同，因此的功率更大，比亮，B错误； C．电路稳定时，的电流方向为左→右（从并联支路左端流向右端）；断开开关后，自感线圈阻碍自身电流减小，维持内原有电流方向（左→右） 此时、、构成闭合回路，回路中电流方向为：右端→右端→左端→左端→左端，因此的电流变为右→左，与原方向相反，C正确； D．断开开关后，、、构成闭合的放电回路，自感使回路电流逐渐减小，和一起逐渐熄灭，D错误。 故选 C。 4.（2026·北京市昌平区·二模） 如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，A和B是两个相同的小灯泡。若两灯泡在以下操作中不会被烧坏，下列说法正确的是（　　） A. 开关由断开到闭合，灯泡A慢慢变亮，最终亮度不变 B. 开关由断开到闭合，灯泡B立即变亮，然后慢慢熄灭 C. 开关由闭合到断开，灯泡A闪亮一下，然后熄灭 D. 开关由闭合到断开，灯泡B闪亮一下，然后熄灭 【答案】C 【解析】 AB．闭合开关S，由于线圈的自感，线圈中的电流由0逐渐增大至稳定值，灯泡A、B同时变亮，随后A的亮度逐渐变小，由于A灯与线圈并联，则回路电阻减小，电流变大，所以B灯亮度增大，故AB错误； CD．断开开关S，线圈与灯泡A构成新的回路，由于线圈的自感，线圈中的电流在新回路中由原来的稳定值逐渐减为0，即B立即熄灭，由于线圈中原来的电流大于灯泡A中的电流，则A应闪亮一下，然后熄灭，故C正确，D错误。 故选C。 5.（2026·北京市房山区·二模）如图所示，李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻，为方便操作，刘伟用两手分别握住线圈裸露的两端，完成读数后，李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离，此时刘伟感觉有电击感。下列说法正确的是（　　） A. 发生电击瞬间，多用电表可能损坏 B. 发生电击瞬间，变压器线圈中的电流变大 C. 发生电击前后，通过刘伟的电流方向相反 D. 若李辉握住表笔金属部分，也会感觉有电击感 【答案】C 【解析】 A．因多用表的表笔已经与被测线圈脱离，则多用电表不可能被烧坏，故A错误； BC．表笔与线圈脱离瞬间，线圈中的电流减小，根据楞次定律可知，线圈自感作用产生感应电动势，阻碍线圈中的电流减小，所以感应电流方向与线圈中原来的电流方向相同，由于刘伟与线圈并联，一开始两者电流方向相同，表笔与线圈脱离后，线圈相当于电源，电流从线圈流入刘伟，使得表笔与线圈脱离前后通过刘伟的电流方向发生改变，故B错误，C正确； D．实验过程中若李辉两手分别握住红黑表笔的金属杆，当与线圈脱离后，在电表回路不会产生感应电动势，则他不会受到电击，故D错误。 故选C。 6.（2026·北京市海淀区·二模）在如图所示的LC电路中，已充电的平行板电容器C的两极板水平放置。开关S断开，极板间一带电灰尘恰好静止。从闭合开关S开始计时，灰尘在电容器内运动。已知LC电路的周期为，重力加速度为g，内灰尘未与两极板接触，不考虑空气阻力和LC电路的能量损耗。下列说法正确的是（　　） A. 内，灰尘一直做加速运动 B. 内，灰尘在极板间做往复运动 C. 当时，灰尘的加速度大小为g D. 当线圈中电流最大时，灰尘的加速度大小为 【答案】A 【解析】 开关S断开时，灰尘静止，说明电场力与重力平衡，即 电场力方向向上，重力向下。闭合开关后，LC电路开始无损耗振荡，周期为，电容器电荷量满足 以向上为电场正方向，电场强度满足 以向下为受力的正方向，灰尘受到的合力满足 A．内，灰尘受到的合力始终为正值，故加速度方向始终向下；灰尘初速度为0，因此一直向下做加速运动，故A正确； B．内，灰尘受到的合力始终为正值，故加速度方向始终向下；因此在内灰尘加速度始终向下，灰尘一直向下运动，不会往复，故B错误； C．当时，灰尘受到的合力 根据牛顿第二定律可知，灰尘的加速度大小为，故C错误； D．LC电路中，电容器的电场能和电感线圈的磁场能总和不变，由能量守恒可知，当线圈中电流最大时，电感线圈的磁场能最大，电容器的电场能为0，因此电容器内的电场强度 此时，灰尘仅受重力作用，由牛顿第二定律可知，此时灰尘的加速度大小为，故D错误。 故选A。 7.（2026·北京市朝阳区·二模）某汽油发动机火花塞需要瞬间高达10kV的电压才能点火，一同学设计了如图甲、乙所示的点火电路。已知直流电源的输出电压为12V，升压变压器的输出端接到火花塞上。下列说法正确的是（　　） A. 图甲电路中，在开关断开瞬间，输出端可能会产生高压 B. 图乙电路中，在开关断开瞬间，输出端可能会产生高压 C. 两电路中，保持开关闭合，输出端都会获得持续的高压 D. 两电路都不可能使火花塞点火，因为变压器不能改变直流电压 【答案】A 【解析】 A．图甲电路中，开关串联在原线圈回路中。在开关断开瞬间，原线圈中的电流迅速减小，导致穿过铁芯的磁通量急剧变化。根据法拉第电磁感应定律，由于副线圈匝数较多（升压变压器）且电流变化时间极短，副线圈两端会产生极高的感应电动势，可能达到10kV使火花塞点火，故A正确； B．图乙电路中，原线圈直接接在直流电源两端，电流恒定，产生的磁场恒定，穿过副线圈的磁通量不发生变化。无论副线圈侧的开关断开还是闭合，副线圈中都不会产生感应电动势，故B错误； C．变压器的工作原理是电磁感应，需要变化的电流产生变化的磁场。在两电路中，若保持开关闭合，原线圈中均为恒定直流电，磁通量不变，副线圈中均无感应电动势，无法获得持续高压，故C错误； D．虽然变压器不能改变恒定直流电压，但图甲电路通过开关的断开瞬间，人为制造了电流的剧烈变化，利用互感现象可以在副线圈产生高压，从而实现点火，故D错误。 故选A。 20 / 20 学科网（北京）股份有限公司 $