专题07 电磁感应（期末真题汇编，北京专用）高二物理下学期

**基本信息** 汇编北京多区高二下期末真题，聚焦电磁感应三大高频考点，涵盖选择、解答等题型，基础题与综合应用题梯度分布，适配期末复习需求。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选|13题|磁通量单位、楞次定律、自感现象等|结合铜质圆盘转动（石景山期末）、自行车发电机（顺义期末）等真实情境，考查基础概念理解| |多选|1题|法拉第定律定量计算|对比不同速度下感应电流、热量等物理量关系，强化科学推理| |解答题|4题|电磁弹射、太空梭制动、感生电场推导等|以电磁弹射（石景山期末）、高空风车发电（西城期末）等综合情境，融合力学与电磁学知识，匹配高考命题趋势|

专题07 电磁感应 3大高频考点概览 考点01 电磁感应现象的基本认识与理解 考点02 法拉第电磁感应定律 考点03 自感、互感及其他 地 城 考点01 电磁感应现象的基本认识与理解 一、单项选择题 1．【答案】C 2．【答案】C 3．【答案】C 地 城 考点02 法拉第电磁感应定律 一、单项选择题 1．【答案】D 2．【答案】D 3．【答案】D 4．【答案】B 5．【答案】B 二、多选题 6．【答案】AD 三、解答题 7．【答案】(1)， (2) (3)， 【详解】（1）开关S接1后，导体棒受到安培力的大小 根据牛顿第二定律有 得 导体棒做匀加速直线运动的时间 得 （2）开关S接2后，当导体棒速度为0.5v时，导体棒的感应电动势 回路中的感应电流 导体棒受到的安培力 根据牛顿第二定律，导体棒加速度的大小 （3）开关S接1后，导体棒产生的焦耳热 开关S接2后，电路产生的焦耳热 其中导体棒产生的焦耳热 8．【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 9．【答案】(1)0.04V (2)①，图像见解析  ② 【详解】（1）导体棒MN切割磁感线，产生的感应电动势 （2）①由图2乙，可得， 根据法拉第电磁感应定律，若r>R，有 根据电势差与电场强度的关系，有 若r<R，有 有 故感生电场强度E随半径r变化的图像如图所示    ②维持电子在恒定的轨道上加速，则在切线方向，根据牛顿第二定律，有 同①分析，有 联立解得 在半径方向，根据牛顿第二定律，有 得 上式对时间求变化率，得 联立可得 即 10．【答案】(1)从d到c (2) (3) 【详解】（1）导体棒相对于磁场向上运动，根据右手定则，可知导体棒cd中电流的方向从d到c； （2）该装置匀速下滑时，有 其中 解得 （3）由 得 其中 解得 地 城 考点03 自感、互感及其他 一、单项选择题 1．【答案】D 2．【答案】D 3．【答案】C 4．【答案】B 5．【答案】A 试卷第1页，共3页 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 电磁感应 3大高频考点概览 考点01 电磁感应现象的基本认识与理解 考点02 法拉第电磁感应定律 考点03 自感、互感及其他 地 城 考点01 电磁感应现象的基本认识与理解 一、单项选择题 1．(24-25高二下·北京朝阳区·期末)磁通量的单位是“Wb”，1Wb等于（　　） A． B． C． D． 2．(24-25高二下·北京顺义区·期末)用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素，将磁体的S极从线圈中向上抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。关于本实验，下列说法正确的是（　　） A．磁体放置在线圈中静止不动，灵敏电流计指针会向左偏 B．将磁体N极从线圈中向上抽出，灵敏电流计指针会向右偏转 C．将磁体N极向下插入线圈中，灵敏电流计指针会向右偏转 D．将磁体S极向下插入线圈中，灵敏电流计指针会向右偏转 3．(24-25高二下·北京石景山区·期末)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 地 城 考点02 法拉第电磁感应定律 一、单项选择题 1．(24-25高二下·北京房山区·期末)如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一根水平放置的金属棒以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域。不计空气阻力，金属棒在运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．感应电动势越来越大 B．单位时间内，金属棒的动量增量变大 C．金属棒中的机械能越来越小 D．单位时间内金属棒扫过的曲面中的磁通量不变 2．(24-25高二下·北京顺义区·期末)如图所示，矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO'以角速度ω匀速转动，线框的相邻两边边长分别是L1和L2，磁场的磁感应强度为B。下列说法正确的是（　　） A．线框转动过程中，线框中的感应电动势不变 B．线框转动一周，线框中的感应电流方向改变一次 C．线框平面与磁场方向平行时，线框中的感应电动势为零 D．线框平面与磁场方向平行时，线框中的感应电动势大小为 3．(24-25高二下·北京顺义区·期末)如图甲所示为某自行车车灯发电机装置，其结构如图乙所示。“凵”形铁芯开口处装有可旋转的磁铁，铁芯上缠绕线圈，输出端c、d连接一个“12V，6W”的灯泡。当车轮匀速转动时，摩擦轮因与轮胎接触而旋转，通过传动轴带动磁铁匀速转动，使铁芯内的磁场周期性变化，发电机产生电流可视为正弦式电流。假设灯泡阻值不变，下列说法正确的是（　　） A．在磁铁从图示位置转动90°的过程中，通过灯泡的电流方向由c到d B．在磁铁从图示位置转动90°的过程中，通过灯泡的电流逐渐减小 C．若发电机线圈电阻为2Ω灯泡正常发光，发电机产生的电动势最大值为13V D．从图示位置开始计时，磁铁转速为n，灯泡正常发光，灯泡两端电压u随时间变化关系式为 4．(24-25高二下·北京西城区·期末)图甲、乙为一款高空风车及其内置发电机模型图。其发电原理可简化为图丙，是一单匝矩形导线框，，全部处于磁感应强度为的水平向右的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的水平固定轴以角速度匀速转动。当边与磁场方向的夹角为时，沿固定轴从前向后看线框的侧视图如图丁所示。则（　　） A．此时边运动速度与磁感线垂直的速度分量大小为 B．此时线框中产生的感应电动势瞬时值为 C．此时线框中电流的方向为 D．线框能产生的感应电动势最大值为 5．(24-25高二下·北京东城区·期末)如图所示，两根足够长的平行金属导轨位于水平的xOy平面内，导轨与x轴平行，左端接有电阻R。在x>0的一侧存在竖直向下的磁场，磁感应强度B随空间均匀变化，满足B=B0+kx（k>0且为定值）。一金属杆与导轨垂直放置，且接触良好，在外力作用下沿x轴正方向匀速运动。t=0时金属杆位于x=0处，不计导轨和金属杆的电阻。图2中关于金属杆两端的电压U和所受安培力F大小的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 6．(24-25高二下·北京朝阳区·期末)如图所示，单匝线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，此过程中线圈中电流为I1，，线圈发热功率为P1，产生的热量为Q1，流过线圈导线横截面的电荷量为q1。若使该线圈以速度2v向右匀速进入该匀强磁场，此过程对应的上述物理量分别为I2、P2、Q2和q2。下列关系式正确的是（　　） A． B． C． D． 三、解答题 7．(24-25高二下·北京石景山区·期末)如图为某种“电磁弹射”装置的简化原理图。在竖直向下的匀强磁场中，两根光滑的平行长直导轨水平放置，一根导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好。已知磁场的磁感应强度大小为B，导轨间距为L，导体棒的质量为m，电阻为R。开关S接1，导轨与恒流源相连，回路中的电流恒定为I，导体棒由静止开始做匀加速运动，一段时间后速度增大为v。此时，将开关S接2，导轨与定值电阻R0相连，导体棒开始做减速运动直至停止。不计导轨电阻及空气阻力。 (1)开关S接1后，求导体棒受到安培力的大小FA及其加速运动的时间t； (2)开关S接2后，求导体棒速度为0.5v时加速度的大小a； (3)求导体棒在加速运动阶段及减速运动阶段产生的焦耳热Q1和Q2. 8．(24-25高二下·北京房山区·期末)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。 9．(24-25高二下·北京顺义区·期末)电磁感应现象的发现，标志着人类步入了电气化时代。感应电动势一般分为动生和感生两种。 (1)如果感应电动势是由于导体运动而产生的，它也叫作动生电动势。如图1所示，把矩形线框CDMN放在磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分导体棒MN的长度L=0.2m，它以速度v=1m/s向右匀速运动，求导体棒MN两端产生的感应电动势的大小；    (2)如果感应电动势是由感生电场产生的，它也叫作感生电动势。如图2甲所示，在半径为R圆形区域内有垂直于纸面向里的磁场，磁感应强度随时间变化的图像如图2乙所示。依据麦克斯韦电磁场理论，在与磁场区同心的圆周上产生大小不变的感生电场。    ①请推导半径r（r>R）对应圆周所在处的感生电场强度E的大小；并在图3所示的坐标系中画出感生电场强度E随半径r变化的图像。    ②电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成，如图4所示（甲为侧视图，乙为真空室俯视图）。随着电磁铁线圈中电流大小、方向的变化，穿过电子轨道的磁通量随之发生改变，从而产生使电子加速的感生电场。设被加速的电子被“约束”在半径为r的圆周上运动，圆周区域内的平均磁感应强度为。求∶为维持电子在恒定轨道上加速，电子轨道处的磁感应强度与轨道内平均磁感应强度的比值。    10．(24-25高二下·北京平谷区·期末)如图1所示是依附建筑物架设的磁力缓降高楼安全逃生装置，具有操作简单、无需电能、逃生高度不受限制，下降速度可调、可控等优点。该装置原理可等效为：间距为L的两根竖直导轨上部连通，人和磁铁固定在一起沿导轨共同下滑，磁铁产生磁感应强度为B的匀强磁场。人和磁铁所经位置处，可等效为有一固定导体棒cd与导轨相连，整个装置总电阻始终为R，如图2所示。在某次逃生试验中，质量为M的测试者从静止开始下滑，当滑行的距离为x时，该装置开始匀速下滑。已知与人一起下滑部分装置的质量m，重力加速度为g，忽略本次试验过程中的摩擦阻力。 (1)判断导体棒cd中电流的方向； (2)求该装置匀速下滑时的速度v； (3)求该装置向下滑行x距离的过程中，通过导体棒某横截面的电荷量q。 地 城 考点03 自感、互感及其他 一、单项选择题 1．(24-25高二下·北京朝阳区·期末)如图所示电路中，电源电动势为E，内阻不计，L为自感系数较大的线圈（电阻可忽略），R为灯泡，开关S闭合和断开过程中，灯泡灯丝不会烧断。下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合瞬间，线圈右端电势比左端高 B．开关S闭合后，灯泡会突然闪亮后熄灭 C．电路接通稳定后断开开关S瞬间，灯泡会突然闪亮后熄灭 D．电路接通稳定后断开开关S瞬间，线圈两端瞬时电压不为零 2．(24-25高二下·北京东城区·期末)如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（   ）    A．P与Q同时熄灭 B．P比Q先熄灭 C．Q闪亮后再熄灭 D．P闪亮后再熄灭 3．(24-25高二下·北京海淀区·期末)近场通信（NFC）是一种短距高频的无线电技术，其主要结构是线圈和电容器组成的电谐振电路。某段时间内，电路中的电流方向、电容器带电情况如图所示，下列说法正确的是（　　） A．电容器正在充电，电路中的电流正在增大 B．电容器正在放电，极板上的电荷量正在减少 C．线圈的自感电动势正在增大 D．电路中的电场能正在转化为磁场能 4．(24-25高二下·北京石景山区·期末)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 5．(24-25高二下·北京顺义区·期末)关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度等于光速 B．电磁波传播需要介质 C．电磁波不具有能量 D．电磁波是纵波 试卷第1页，共3页 15 / 17 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 电磁感应 3大高频考点概览 考点01 电磁感应现象的基本认识与理解 考点02 法拉第电磁感应定律 考点03 自感、互感及其他 地 城 考点01 电磁感应现象的基本认识与理解 一、单项选择题 1．(24-25高二下·北京朝阳区·期末)磁通量的单位是“Wb”，1Wb等于（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】磁通量Φ的定义式为Φ = BS 其中B是磁感应强度（单位：T），S是面积（单位：），因此，磁通量的单位为 。 故选C。 2．(24-25高二下·北京顺义区·期末)用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素，将磁体的S极从线圈中向上抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。关于本实验，下列说法正确的是（　　） A．磁体放置在线圈中静止不动，灵敏电流计指针会向左偏 B．将磁体N极从线圈中向上抽出，灵敏电流计指针会向右偏转 C．将磁体N极向下插入线圈中，灵敏电流计指针会向右偏转 D．将磁体S极向下插入线圈中，灵敏电流计指针会向右偏转 【答案】C 【详解】A．磁体放置在线圈中静止不动，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，则灵敏电流计指针不会偏转，选项A错误； B．将磁体的S极从线圈中向上抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。则将磁体N极从线圈中向上抽出，灵敏电流计指针会向左偏转，选项B错误； C．将磁体的S极从线圈中向上抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。将磁体N极向下插入线圈中，因两操作等效，则灵敏电流计指针会向右偏转，选项C正确； D．将磁体的S极从线圈中向上抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。将磁体S极向下插入线圈中，灵敏电流计指针会向左偏转，选项D错误。 故选C。 3．(24-25高二下·北京石景山区·期末)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。 地 城 考点02 法拉第电磁感应定律 一、单项选择题 1．(24-25高二下·北京房山区·期末)如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一根水平放置的金属棒以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域。不计空气阻力，金属棒在运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．感应电动势越来越大 B．单位时间内，金属棒的动量增量变大 C．金属棒中的机械能越来越小 D．单位时间内金属棒扫过的曲面中的磁通量不变 【答案】D 【详解】A．金属棒在运动过程中切割磁感线，会产生感应电动势，根据公式可知其中的速度v是金属棒的水平分速度，由于不存在闭合回路，所以金属棒中没有感应电流，也就不会受到安培力的作用，棒在水平方向做匀速运动，故感应电动势的大小是不变的金属棒做平抛运动，水平速度不变，则金属棒中的感应电动势不变，故A错误； B．根据动量定理可知，金属棒在单位时间内的动量增量等于重力，故B错误； C．金属棒在运动过程只有重力做功，则机械能守恒，故C错误； D．单位时间内ab的水平位移为v0，则扫过的曲面中的磁通量保持不变，故D正确； 故选D。 2．(24-25高二下·北京顺义区·期末)如图所示，矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO'以角速度ω匀速转动，线框的相邻两边边长分别是L1和L2，磁场的磁感应强度为B。下列说法正确的是（　　） A．线框转动过程中，线框中的感应电动势不变 B．线框转动一周，线框中的感应电流方向改变一次 C．线框平面与磁场方向平行时，线框中的感应电动势为零 D．线框平面与磁场方向平行时，线框中的感应电动势大小为 【答案】D 【详解】A．若从图示位置计时，则线框转动过程中，线框中的感应电动势 则感应电动势不断变化，选项A错误； B．线圈每次经过中性面感应电流的方向改变一次，则线框转动一周，线框中的感应电流方向改变两次，选项B错误； C．线框平面与磁场方向平行时，线框中的感应电动势最大，选项C错误； D．线框平面与磁场方向平行时，线框中的感应电动势大小为，选项D正确。 故选D。 3．(24-25高二下·北京顺义区·期末)如图甲所示为某自行车车灯发电机装置，其结构如图乙所示。“凵”形铁芯开口处装有可旋转的磁铁，铁芯上缠绕线圈，输出端c、d连接一个“12V，6W”的灯泡。当车轮匀速转动时，摩擦轮因与轮胎接触而旋转，通过传动轴带动磁铁匀速转动，使铁芯内的磁场周期性变化，发电机产生电流可视为正弦式电流。假设灯泡阻值不变，下列说法正确的是（　　） A．在磁铁从图示位置转动90°的过程中，通过灯泡的电流方向由c到d B．在磁铁从图示位置转动90°的过程中，通过灯泡的电流逐渐减小 C．若发电机线圈电阻为2Ω灯泡正常发光，发电机产生的电动势最大值为13V D．从图示位置开始计时，磁铁转速为n，灯泡正常发光，灯泡两端电压u随时间变化关系式为 【答案】D 【详解】A．图示位置穿过线圈的磁场方向向左，在磁铁从图示位置转动90°的过程中，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，通过灯泡的电流方向由d到c，故A错误； B．发电机产生电流可视为正弦式电流，图示位置通过线圈的磁通量为最大值，图示位置可以近似看为中性面，可知，图示位置的感应电流为0，在磁铁从图示位置转动90°的过程中，通过灯泡的电流逐渐增大，故B错误； C．若发电机线圈电阻为2Ω灯泡正常发光，由于额定电压12V为有效值，则有，解得发电机产生的电动势最大值为，故C错误； D．结合上述，图示为位置为中性面，从图示位置开始计时，磁铁转速为n，灯泡正常发光，灯泡两端电压u随时间变化关系式为 其中 结合上述解得，故D正确。 故选D。 4．(24-25高二下·北京西城区·期末)图甲、乙为一款高空风车及其内置发电机模型图。其发电原理可简化为图丙，是一单匝矩形导线框，，全部处于磁感应强度为的水平向右的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的水平固定轴以角速度匀速转动。当边与磁场方向的夹角为时，沿固定轴从前向后看线框的侧视图如图丁所示。则（　　） A．此时边运动速度与磁感线垂直的速度分量大小为 B．此时线框中产生的感应电动势瞬时值为 C．此时线框中电流的方向为 D．线框能产生的感应电动势最大值为 【答案】B 【详解】A．边的线速度 此时边运动速度与磁感线垂直的速度分量大小为，故A错误； B．此时线框中产生的感应电动势瞬时值为 代入可得，故B正确； C．根据右手定则可知此时线框中电流的方向为，故C错误； D．线框能产生的感应电动势最大值为 其中 联立可得，故D错误。 故选B。 5．(24-25高二下·北京东城区·期末)如图所示，两根足够长的平行金属导轨位于水平的xOy平面内，导轨与x轴平行，左端接有电阻R。在x>0的一侧存在竖直向下的磁场，磁感应强度B随空间均匀变化，满足B=B0+kx（k>0且为定值）。一金属杆与导轨垂直放置，且接触良好，在外力作用下沿x轴正方向匀速运动。t=0时金属杆位于x=0处，不计导轨和金属杆的电阻。图2中关于金属杆两端的电压U和所受安培力F大小的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AB．设金属杆在内运动的位移为x，且，设两导轨间的距离为L，则在时间内金属杆与导轨、电阻构成的闭合回路中磁通量的变化量 则内闭合回路中产生的感应电动势 设金属杆匀速运动的速度为v，则 代入上式，可得 不计导轨和金属杆的电阻，则金属杆两端的电压 可知U与x成线性关系，是一条倾斜的直线，由，可得 可知U与t成线性关系，是一条倾斜的直线，故A错误，B正确； CD．由闭合电路欧姆定律可得电路中感应电流 金属杆所受安培力：F=BIL，代入数据可得 可知F与x不是线性关系，F-x图像应为曲线，由，可得 可知F与t不是线性关系，F-t图像应为曲线，故CD错误。 故选B。 二、多选题 6．(24-25高二下·北京朝阳区·期末)如图所示，单匝线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，此过程中线圈中电流为I1，，线圈发热功率为P1，产生的热量为Q1，流过线圈导线横截面的电荷量为q1。若使该线圈以速度2v向右匀速进入该匀强磁场，此过程对应的上述物理量分别为I2、P2、Q2和q2。下列关系式正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】AD 【详解】A．根据， 可得，故A正确； B．根据P=I2R，可得，故B错误； C．线圈进入该匀强磁场的时间为 则有 根据Q=I2Rt，可得，故C错误； D．根据q=It，可得，故D正确。 故选AD。 三、解答题 7．(24-25高二下·北京石景山区·期末)如图为某种“电磁弹射”装置的简化原理图。在竖直向下的匀强磁场中，两根光滑的平行长直导轨水平放置，一根导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好。已知磁场的磁感应强度大小为B，导轨间距为L，导体棒的质量为m，电阻为R。开关S接1，导轨与恒流源相连，回路中的电流恒定为I，导体棒由静止开始做匀加速运动，一段时间后速度增大为v。此时，将开关S接2，导轨与定值电阻R0相连，导体棒开始做减速运动直至停止。不计导轨电阻及空气阻力。 (1)开关S接1后，求导体棒受到安培力的大小FA及其加速运动的时间t； (2)开关S接2后，求导体棒速度为0.5v时加速度的大小a； (3)求导体棒在加速运动阶段及减速运动阶段产生的焦耳热Q1和Q2. 【答案】(1)， (2) (3)， 【详解】（1）开关S接1后，导体棒受到安培力的大小 根据牛顿第二定律有 得 导体棒做匀加速直线运动的时间 得 （2）开关S接2后，当导体棒速度为0.5v时，导体棒的感应电动势 回路中的感应电流 导体棒受到的安培力 根据牛顿第二定律，导体棒加速度的大小 （3）开关S接1后，导体棒产生的焦耳热 开关S接2后，电路产生的焦耳热 其中导体棒产生的焦耳热 8．(24-25高二下·北京房山区·期末)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 9．(24-25高二下·北京顺义区·期末)电磁感应现象的发现，标志着人类步入了电气化时代。感应电动势一般分为动生和感生两种。 (1)如果感应电动势是由于导体运动而产生的，它也叫作动生电动势。如图1所示，把矩形线框CDMN放在磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分导体棒MN的长度L=0.2m，它以速度v=1m/s向右匀速运动，求导体棒MN两端产生的感应电动势的大小；    (2)如果感应电动势是由感生电场产生的，它也叫作感生电动势。如图2甲所示，在半径为R圆形区域内有垂直于纸面向里的磁场，磁感应强度随时间变化的图像如图2乙所示。依据麦克斯韦电磁场理论，在与磁场区同心的圆周上产生大小不变的感生电场。    ①请推导半径r（r>R）对应圆周所在处的感生电场强度E的大小；并在图3所示的坐标系中画出感生电场强度E随半径r变化的图像。    ②电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成，如图4所示（甲为侧视图，乙为真空室俯视图）。随着电磁铁线圈中电流大小、方向的变化，穿过电子轨道的磁通量随之发生改变，从而产生使电子加速的感生电场。设被加速的电子被“约束”在半径为r的圆周上运动，圆周区域内的平均磁感应强度为。求∶为维持电子在恒定轨道上加速，电子轨道处的磁感应强度与轨道内平均磁感应强度的比值。    【答案】(1)0.04V (2)①，图像见解析  ② 【详解】（1）导体棒MN切割磁感线，产生的感应电动势 （2）①由图2乙，可得， 根据法拉第电磁感应定律，若r>R，有 根据电势差与电场强度的关系，有 若r<R，有 有 故感生电场强度E随半径r变化的图像如图所示    ②维持电子在恒定的轨道上加速，则在切线方向，根据牛顿第二定律，有 同①分析，有 联立解得 在半径方向，根据牛顿第二定律，有 得 上式对时间求变化率，得 联立可得 即 10．(24-25高二下·北京平谷区·期末)如图1所示是依附建筑物架设的磁力缓降高楼安全逃生装置，具有操作简单、无需电能、逃生高度不受限制，下降速度可调、可控等优点。该装置原理可等效为：间距为L的两根竖直导轨上部连通，人和磁铁固定在一起沿导轨共同下滑，磁铁产生磁感应强度为B的匀强磁场。人和磁铁所经位置处，可等效为有一固定导体棒cd与导轨相连，整个装置总电阻始终为R，如图2所示。在某次逃生试验中，质量为M的测试者从静止开始下滑，当滑行的距离为x时，该装置开始匀速下滑。已知与人一起下滑部分装置的质量m，重力加速度为g，忽略本次试验过程中的摩擦阻力。 (1)判断导体棒cd中电流的方向； (2)求该装置匀速下滑时的速度v； (3)求该装置向下滑行x距离的过程中，通过导体棒某横截面的电荷量q。 【答案】(1)从d到c (2) (3) 【详解】（1）导体棒相对于磁场向上运动，根据右手定则，可知导体棒cd中电流的方向从d到c； （2）该装置匀速下滑时，有 其中 解得 （3）由 得 其中 解得 地 城 考点03 自感、互感及其他 一、单项选择题 1．(24-25高二下·北京朝阳区·期末)如图所示电路中，电源电动势为E，内阻不计，L为自感系数较大的线圈（电阻可忽略），R为灯泡，开关S闭合和断开过程中，灯泡灯丝不会烧断。下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合瞬间，线圈右端电势比左端高 B．开关S闭合后，灯泡会突然闪亮后熄灭 C．电路接通稳定后断开开关S瞬间，灯泡会突然闪亮后熄灭 D．电路接通稳定后断开开关S瞬间，线圈两端瞬时电压不为零 【答案】D 【详解】A．开关S闭合瞬间，线圈右端与电源负极相连，左端与电源正极相连，故线圈右端电势比左端低，故A错误； B．开关S闭合后，由于线圈自感作用，灯泡会逐渐变亮，故B错误； C．电路接通稳定后断开开关S瞬间，灯泡断路，灯泡立即熄灭，故C错误； D．电路接通稳定后断开开关S瞬间，由于线圈自感作用，线圈两端瞬时电压不为零，故D正确。 故选 D。 2．(24-25高二下·北京东城区·期末)如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（   ）    A．P与Q同时熄灭 B．P比Q先熄灭 C．Q闪亮后再熄灭 D．P闪亮后再熄灭 【答案】D 【详解】由题知，开始时，开关S闭合时，由于L的电阻很小，Q灯正常发光，P灯微亮，断开开关前通过Q灯的电流远大于通过P灯的电流，断开开关时，Q所在电路未闭合，立即熄灭，由于自感，L中产生感应电动势，与P组成闭合回路，故P灯闪亮后再熄灭。 故选D。 3．(24-25高二下·北京海淀区·期末)近场通信（NFC）是一种短距高频的无线电技术，其主要结构是线圈和电容器组成的电谐振电路。某段时间内，电路中的电流方向、电容器带电情况如图所示，下列说法正确的是（　　） A．电容器正在充电，电路中的电流正在增大 B．电容器正在放电，极板上的电荷量正在减少 C．线圈的自感电动势正在增大 D．电路中的电场能正在转化为磁场能 【答案】C 【详解】ABD．由题图可知，此时电流方向由下极板流向上极板，且上极板带正电，下极板带负电，则此时电容器正在充电，极板上的电荷量正在增加，电容器中的电场能正在增大，线圈中的磁场能正在减小，电路中的电流正在减小，故ABD错误； C．由于此时线圈中的磁场能正在减小，电路中的电流正在减小，但电流的变化率正在增大，所以线圈的自感电动势正在增大，故C正确。 故选C。 4．(24-25高二下·北京石景山区·期末)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。 5．(24-25高二下·北京顺义区·期末)关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的传播速度等于光速 B．电磁波传播需要介质 C．电磁波不具有能量 D．电磁波是纵波 【答案】A 【详解】A．电磁波在真空中的传播速度为，与光速相等，故A正确； B．电磁波传播不需要介质，例如光可在真空中传播，故B错误； C．电磁波具有能量，故C错误； D．电磁波的电场和磁场方向均垂直于传播方向，属于横波，故D错误。 故选A。 试卷第1页，共3页 15 / 17 学科网（北京）股份有限公司 $