专题02 电磁感应（期末真题汇编，江苏专用）高二物理下学期

**基本信息** 聚焦电磁感应三大高频考点，精选江苏多地期末真题，涵盖单选与解答题，注重科技情境与模型应用，适配高二期末复习需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|21题|法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感现象等|结合发电机、电子感应加速器等科技情境，如单选4以电子感应加速器考查感生电场| |解答题|15题|单棒双棒模型、线框穿越磁场、电磁缓冲等|注重综合应用，如解答题9电磁缓冲装置结合动力学与能量分析，贴合高考命题趋势|

专题02 电磁感应 3大高频考点概览 考点01 法拉第电磁感应定律与楞次定律 考点02 自感与涡流 考点03 单棒双棒模型及线框模型 地 城 考点01 法拉第电磁感应定律及楞次定律 一、单选题 1．C 2．C 3．A 4．B 5．B 6．A 7．D 8．C 二、解答题 9． 【答案】(1) (2)a点电势高； 【详解】（1）时刻磁感应强度 线圈的磁通量 （2）根据楞次定律可知，线圈中的感应电流为逆时针方向，则a点电势高； 感应电动势 感应电流 则 10． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）若通过导体棒MN的电流为I，导体棒MN受到的安培力大小 （2）导体棒MN在导体框上以速度v做匀速运动，导体棒MN产生的感应电动势 地 城 考点02 自感与涡流 一、单选题 1．D 2．D 3．B 4．D 5．A 6．D 7．A 8．D 9．B 地 城 考点03 单棒双棒模型及线框模型 一、单选题 1．B 2．C 3．A 4．B 二、解答题 5． 【答案】(1) (2)v=2m/s (3) 【详解】（1）棒刚释放时，棒只受重力和支持力作用，根据牛顿第二定律有 解得 （2）对于金属棒，根据动量定理有 根据法拉第电磁感应定律有，感应电动势 磁通量 开关打到1时，感应电流 由电流的定义有电荷量 联立上式解得 代入数据解得v=2m/s （3）由法拉第电磁感应定律得 根据电容定义有，电荷量 则电路中电流为 电动势的变化 根据牛顿第二定律有 联立解得 代入数据解得 棒沿导轨向下做匀减速直线运动，可得 代入数据解得 6． 【答案】(1)0.1C (2)0.1V (3)0.01J 【详解】（1）根据 其中，， 联立解得 代入数据解得 （2）根据几何关系，可得ab边刚进入磁场之前过程的位移 根据自由落体运动有 解得 建立如图坐标系 则有 可得ab边刚进入磁场时产生的电动势 （3）产生的感应电流为 则沿y方向有 所以线框在y方向匀速进入磁场区，电流恒定为1A 运动的时间为 根据公式 代入数据解得 7． 【答案】(1)，b→a (2)①；② 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，有 可得导线框刚进入磁场时感应电流的大小 由右手定则判断知感应电流方向b→a（向左） （2）①对导线框穿越匀强磁场的整个过程中，初末位置导线框动能相等。由能量守恒定律得 即 可得导线框穿越磁场过程中产生的焦耳热 ②因cd边离开磁场时速度与ab边进入匀强磁场时速度均为v0，且cd边穿出磁场前已经做匀速运动，所以ab边进入磁场时刚好做匀速运动，则可知线框进入磁场时，安培力与重力平衡；完全进入磁场后，只受重力，线框做自由落体运动；线框ab边刚出磁场时，由于安培力大于重力，根据牛顿第二定律可知线框做加速度逐渐减小的减速运动，直到cd边匀速，最后穿出磁场。可定性画出导线框穿越磁场过程速度随时间变化的图像如图所示 8． 【答案】(1) (2) (3)， 【详解】（1）由图可知：在时刻，， 在时刻，回路的电动势 电流强度 棒受到的安培力 解得 （2）最终棒停下，根据能量守恒，则回路产生的热量 导体棒cd产生的热量 （3）两根棒受到的安培力大小相等，方向相反。在任意一段时间内，两根棒在各自运动方向上的动量减小量相同。所以有 所以 在的任一时刻，两根棒的相对速度为，对棒，由动量定理可得 两边求和得到，两根棒的相对运动位移 由于与棒的瞬时速度大小之比始终为，所以 9． 【答案】(1)，方向水平向左 (2) (3) 【详解】（1）金属杆运动至MM1时的电动势E=BLv0 回路中的总电阻R总=2R     回路中的电流强度大小为     金属杆运动至MM1时的安培力 方向水平向左。 （2）在整个过程中，根据能量守恒有     则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 （3）金属杆在MM1NN1区域运动的过程中根据动量定理有 则 由于 则上面方程左右两边累计求和可得     则 10． 【答案】(1)2.5A，N指向M (2)J (3)2m，C 【详解】（1）达到稳定速度时，所受合力为零，有 流经的电流 由右手定则可知电流方向由N指向M （2）外电路总电阻 总电阻 达到稳定速度时， 可得 撤去拉力至静止，动能全部转化为焦耳热 外电路分得焦耳热 并联，由，电阻产生的焦耳热 （3）撤去拉力至静止，， 可得运动的距离 总电荷量 通过的电量 11． 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）刚开始减速时，金属棒切割磁感线产生的电动势 回路中的电流 （2）当金属棒的速度减为时，回路中电流为 其受到的安培力大小为 由牛顿第二定律 得 （3）设金属棒切割磁感线的速度为v，回路中电流为 其受到的安培力大小为 又由于 在整个运动过程中安培力和摩擦力大小之比恒为 故产生的焦耳热和摩擦热之比 由能量守恒 得 12． 【答案】(1)0.1C (2)9.5J (3)3个 【详解】（1）进入1区域，右边切割磁感线产生感应电动势 由欧姆定律有 流经线圈的电荷量 联立解得 （2）线圈进入1区域的过程中做变减速运动，取一个短暂时间Δt'，根据动量定理得 微元累加有 根据能量守恒定律有 代入数据解得 （3）当线圈进入2区域以后的磁场时，左右两边均在切割磁感线。故在某一时刻的电动势 此时电流为 线圈受到的安培力 取一短暂时间Δt''，由动量定理有 微元累加可得 代入数据得 故线圈穿过的磁场个数为 线框右侧边完整经过的磁场个数为3个。 13． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）线框切割产生的感应电动势 闭合电路欧姆定律 解得 （2）安培力 解得 14． 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据题意可知，对金属棒ab由静止释放到刚越过MP过程中，由动能定理有 解得 则ab刚越过MP时产生的感应电动势大小为 （2）根据题意可知，金属环在导轨间两段圆弧并联接入电路中，轨道外侧的两端圆弧金属环被短路，由几何关系可得，每段圆弧的电阻为 可知，整个回路的总电阻为 ab刚越过MP时，通过ab的感应电流为 对金属环由牛顿第二定律有 解得 （3）根据题意，结合上述分析可知，金属环和金属棒ab所受的安培力等大反向，则系统的动量守恒，由于金属环做加速运动，金属棒做减速运动，为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，则有当金属棒ab和金属环速度相等时，金属棒ab恰好追上金属环，设此时速度为，由动量守恒定律有 解得 对金属棒，由动量定理有 则有 设金属棒运动距离为，金属环运动的距离为，则有 联立解得 则金属环圆心初始位置到MP的最小距离 15． 【答案】（1）0.2A；（2）0.5；（3）0.054J 【详解】（1）金属棒ab产生的感应电动势为 由闭合电路欧姆定律得 （2）金属棒ab受到的安培力方向沿导轨向上，金属棒匀速运动，根据平衡条件可得 联立解得 （3）从施加拉力F到金属棒停下的过程，由能量守恒定律得 电阻R上产生的焦耳热为 解得 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 电磁感应 3大高频考点概览 考点01 法拉第电磁感应定律与楞次定律 考点02 自感与涡流 考点03 单棒双棒模型及线框模型 地 城 考点01 法拉第电磁感应定律及楞次定律 一、单选题 1．（24-25高二下·江苏无锡·期末）如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，，两线圈到点O的距离相等。转子是条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（　　） A．两线圈产生的电动势的有效值相等 B．两电阻消耗的电功率相等 C．两线圈产生的交变电流频率相等 D．两线圈产生的电动势同时达到最大值 【答案】C 【详解】A．根据可得两线圈中磁通量的变化率相等，但匝数不等，则产生的感应电动势最大值不相等，有效值也不相等，A错误； B．根据可知，两电阻的功率也不相等，B错误； C．两线圈放在同一个旋转磁铁的旁边，则两线圈产生的交流电的频率相等，C正确； D．当磁铁的磁极到达一个线圈附近时，一个线圈的磁通量最大，感应电动势为0，另一个线圈通过的磁通量为0，感应电动势最大，D错误。 故选C。 2．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）如图所示，a、b两个闭合单匝线圈用同样的导线制成，面积，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小。则a、b线圈中产生的感应电动势之比为（　　） A．1:4 B．1:2 C．2:1 D．4:1 【答案】C 【详解】根据法拉第电磁感应定律可得 可得a、b两个闭合单匝线圈产生的感应电动势之比为 故选C。 3．（24-25高二下·江苏苏州·学业质量阳光指标调研）一直边界匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为B=kt（k>0），如图所示，t=t0时刻，半径为R、电阻为r的金属圆环圆心恰好处于磁场边界，圆环所受安培力的大小和方向是（    ） A．，垂直MN向上 B．，垂直MN向下 C．，垂直MN向上 D．，垂直MN向下 【答案】A 【详解】根据法拉第电磁感应定律，有 金属圆环处于磁场中部分的有效长度为，所以其所受安培力大小 其中， 联立得 根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线圈中感应电流方向为顺时针，根据左手定则可知，圆环所受安培力的方向为垂直MN向上。 故选A。 4．（24-25高二下·江苏部分高中·期末迎考）电子感应加速器是利用感生电场加速电子的设备，主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成，如图（a）所示（图中上部分为侧视图、下部分为俯视图）。当电磁铁线圈通入交变电流时，真空室中就会产生变化的磁场，而变化的磁场会产生感应电场，感应电场能够使电子做加速运动。若t=0时刻，电子枪放出一初速度可忽略的电子，电磁铁线圈通入如图（b）所示的交变电流，以图（a）中线圈标示方向为电流正方向，则下列说法中正确的是（　　） A．电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力 B．在0~时间内，俯视图中真空室内的磁场方向为垂直纸面向外 C．在0~时间内，从俯视图的视角判断电子沿顺时针方向做加速圆周运动 D．在0~时间内，若电子未被引出轨道，则电子一直做加速圆周运动 【答案】B 【详解】A．电子所受感应电场力方向沿切线方向，电子在轨道中做加速圆周运动是由电场力驱动的，故A错误； BC．在0~时间内，由安培定则可知电磁铁线圈中的电流产生向上的磁场，即磁场方向垂直纸面向外，这段时间电流增大，磁场向上增强，磁通量增大，根据楞次定律，可知线圈中会产生向下的感应磁场以阻碍原磁通量的增大，根据安培定则，可知感应电流的方向为顺时针，即为感应电场的方向，所以电子所受的电场力方向为逆时针，则从俯视图的视角判断电子沿逆时针方向做加速圆周运动，故B正确，C错误； D．由上分析，可知在0~时间内，电子先沿逆时针做加速圆周运动。在~时间内，由图（b）可知，电流沿正方向减小，故其产生向上的磁场也减小，磁通量减小，根据楞次定律，可知线圈中会产生向上的感应磁场以阻碍原磁通量的减小，根据安培定则，可知感应电流的方向为逆时针，即为感应电场的方向，所以电子所受的电场力方向为顺时针，与速度的方向相反，故电子做减速圆周运动，故D错误。 故选B。 5．（24-25高二下·江苏无锡·期末）如图所示，磁铁靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，从而对磁铁有排斥作用，可以使磁铁悬浮于空中。下列说法中正确的是（　　） A．磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向垂直 B．磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向相反 C．将磁铁翻转，超导体中的电流方向不变 D．磁体悬浮时，超导体中无电流 【答案】B 【详解】AB．超导体感应电流的磁场对磁铁有排斥作用，由楞次定律可知，在磁铁和超导体间，磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向相反，故A错误，B正确； C．磁铁翻转，由楞次定律可知，超导体和磁铁间的作用力还是斥力，但超导体中的电流方向改变，故C错误； D．磁体悬浮时，磁体的重力与超导体的磁场力平衡，超导体中有电流，故D错误。 故选B。 6．（24-25高二下·镇江实验高级中学·期末）如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁（下端为N极），当条形磁铁下落时，可以判定（　　） A．环中将产生俯视逆时针的感应电流 B．环有面积扩大的趋势 C．环对桌面的压力将减小 D．磁铁将受到竖直向下的电磁作用力 【答案】A 【详解】A．当条形磁铁下落时，金属圆环中的磁通量向下增大，由楞次定律可知，环中将产生俯视逆时针的感应电流，选项A正确； BCD．根据楞次定律中的“增缩减扩”“来拒去留”作用，则环有缩小的趋势来阻碍磁通量的增加，环有远离磁铁的趋势来阻碍磁通量的增加，所以环对桌面的压力将增大；环反作用给磁铁的作用力向上以阻碍磁铁靠近来阻碍自身磁通量的增加，选项BCD错误。 故选A。 7．（24-25高二下·南京南航附中·期末）如图，通有恒定电流的固定长直导线附近有一圆形线圈，直导线与线圈置于同一光滑水平面内。若减小直导线中的电流强度，线圈将（　　）    A．产生逆时针方向的电流，有扩张的趋势 B．产生逆时针方向的电流，远离直导线 C．产生顺时针方向的电流，有收缩的趋势 D．产生顺时针方向的电流，靠近直导线 【答案】D 【详解】当导线中电流强度减小，导线将产生的磁场减弱，使得穿过线框的磁通量减小，从而产生感应电流阻碍磁通量的减小，依据右手螺旋定则可知，穿过线圈的磁通量向下（俯视），再由楞次定律的“增反减同”可知，线圈中产生顺时针方向感应电流，为阻碍磁通量的减小，则线圈有扩张趋势，靠近直导线。 故选D。 8．（24-25高二下·江苏淮安·期末）用如图所示装置探究电磁感应现象，闭合开关瞬间，灵敏电流计的指针向右偏转。下列操作也能使电流计指针向右偏转的是（　　） A．拔出线圈A B．将闭合的开关断开 C．将软铁棒插入线圈A D．将滑动变阻器接入电路的阻值调大 【答案】C 【详解】闭合开关瞬间，左边闭合电路中的电流增大，使A中的磁场增强，穿过B的磁通量变大，此时B中产生感应电流，且灵敏电流计的指针向右偏转。 A．当拔出线圈A时，穿过B的磁通量变小，此时B中产生感应电流，使灵敏电流计的指针向左偏转。故A错； BD．将闭合的开关断开时左边闭合电路中的电流由有变到无，或将滑动变阻器接入电路的阻值调大时，左边闭合电路中的电流变小，都使A中的磁场减弱，穿过B的磁通量变小，此时B中产生感应电流，使灵敏电流计的指针向左偏转，故BD错； C．当将软铁棒插入线圈A时，使A中的磁场增强，穿过B的磁通量变大，所以B中产生的感应电流，使灵敏电流计的指针向右偏转。故C正确。 故选C。 二、解答题 9．（24-25高二下·镇江实验高级中学·期末）如图所示，一个匝数为n的正方形线圈，边长为d，电阻为r。将其两端a、b与阻值为R的电阻相连接，其他部分电阻不计。在线圈中存在垂直线圈平面向里的磁场区域，磁感应强度B由零随时间t均匀增加，＝k。求： (1)时刻线圈的磁通量； (2)判断a、b两点电势的高低，并求两点间的电势差Uab。 【答案】(1) (2)a点电势高； 【详解】（1）时刻磁感应强度 线圈的磁通量 （2）根据楞次定律可知，线圈中的感应电流为逆时针方向，则a点电势高； 感应电动势 感应电流 则 10．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）0．如图所示，固定于水平面的导线框处于竖直向下的匀强磁场中，一个导体棒MN始终与导线框形成闭合回路。已知MN长度L恰好等于平行导轨间距，磁感应强度为B，忽略摩擦阻力和导线框上的电阻。 (1)闭合K1断开K2，将导体棒MN固定。若通过导体棒MN的电流为I，求导体棒MN受到的安培力大小F； (2)闭合K2断开K1，将导体棒MN在导体框上以速度v做匀速运动，求导体棒MN产生的感应电动势E。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）若通过导体棒MN的电流为I，导体棒MN受到的安培力大小 （2）导体棒MN在导体框上以速度v做匀速运动，导体棒MN产生的感应电动势 地 城 考点02 自感与涡流 一、单选题 1．（24-25高二下·江苏淮安·期末）如图所示电路中，灯泡与带铁芯的线圈（直流电阻可忽略）并联接在电源上，则（　　） A．S闭合后，灯泡逐渐变亮 B．S闭合后，灯泡一直亮 C．S断开时，灯泡立即熄灭 D．S断开时，灯泡先闪亮后又熄灭 【答案】D 【详解】AB．S接通的瞬间，所在支路中电流从无到有发生变化，因此，中产生的自感电动势阻碍电流增加。由于有铁芯，自感系数较大，对电流的阻碍作用也就很强，所以S接通的瞬间中的电流非常小，即干路中的电流几乎全部流过灯，所以灯会亮；又由于中电流逐渐稳定，感应电动势逐渐消失，灯逐渐变暗，线圈的电阻可忽略，对灯起到“短路”作用，因此灯最后熄灭。 故AB错误； CD．S断开时，与灯组成回路，感应电动势较大，电流较大，灯泡先闪亮后又熄灭。 故C错误，D正确。 故选D。 2．（24-25高二下·江苏连云港·期末）如图，两灯泡规格相同，线圈直流电阻与R接入电路阻值相同（　　） A．闭合S，缓慢变亮 B．闭合S，的亮度不变 C．断开S，一定会闪亮 D．断开S，线圈产生的电动势可能大于电池电动势 【答案】D 【详解】AB．闭合S，立刻变亮；在支路由于线圈产生自感电动势阻碍电流增加，则逐渐亮起来，此过程中通过支路的电流逐渐减小，则亮度变暗，选项AB错误； C．断开S时，原来通过的电流立刻消失，而由于线圈中产生自感电动势阻碍电流减小，即线圈相当于电源，与、和R重新组成回路，因稳定时通过支路和支路的电流相等，则不会闪亮，而是逐渐熄灭，选项C错误； D．线圈中产生的电动势与线圈中电流的变化的快慢、以及线圈的自感系数有关，与电路中的电源的电动势无关，自感电动势可能大于原来电路中的电动势E，也自感电动势可能小于原来电路中的电动势E，故D正确。 故选D。 3．（24-25高二下·江苏扬州·期末）如图所示，线圈L的自感系数足够大，时刻闭合开关S，电路稳定后，线圈L中电流小于电阻R的电流。在时刻断开开关S，电阻R中电流i随时间t变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】在时刻闭合开关S时，电阻R的电流瞬间达到最大；而线圈产生自感电动势，使得线圈中电流只能逐渐增大，干路中电流也逐渐增大；根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压将逐渐减小，所以流过电阻R的电流逐渐减小，逐渐达到稳定；时刻断开开关，原来通过电阻R的电流立即消失，线圈中产生自感电动势，产生的感应电流流过电阻R，其方向与开始时流过电阻R的电流方向相反，此时回路中电流慢慢减小为零。 故选B。 4．（24-25高二下·镇江实验高级中学·期末）关于线圈自感系数的说法，正确的是（　　） A．自感电动势越大，自感系数也越大 B．把线圈匝数增加一些，自感系数减小 C．当线圈通入恒定电流时，线圈的自感系数为零 D．把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小 【答案】D 【详解】A．自感系数只由线圈本身决定，与自感电动势大小无关，故A错误； B．线圈匝数增加会使自感系数增大，故B错误； C．自感系数是线圈的固有属性，与是否通入电流无关，恒定电流下自感系数仍存在，故C错误； D．铁芯能显著增大磁导率，抽出铁芯会减小磁导率，从而降低自感系数，故D正确。 故选D。 5．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）如图所示接有直流电源的电路，L是电阻大小可忽略不计的线圈。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S，小灯泡缓慢变亮 B．断开开关S，小灯泡闪亮后熄灭 C．断开开关S，小灯泡左端电势高 D．断开开关S后数秒内，电路中仍存在电流 【答案】A 【详解】A．闭合开关S，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的增大，所以小灯泡缓慢变亮，故A正确； BCD．断开开关S，虽然线圈产生自感电动势，但由于无法构成回路，所以不会产生感应电流，则小灯泡马上熄灭，小灯泡两端电势差为0，故BCD错误。 故选A。 6．（24-25高二下·江苏泰州·期末）如图所示，是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0，A、B是两个相同的小灯泡。以下说法正确的是（　　） A．开关S由断开变为闭合后，直接变亮，亮度不变 B．开关S由断开变为闭合后，缓慢变亮，直到最高 C．开关S由闭合变为断开后，缓慢变暗，直到不亮 D．开关S由闭合变为断开后，突然变亮再逐渐不亮 【答案】D 【详解】AB．开关S由断开变为闭合后，由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的增大，所以A、B灯直接变亮，由于线圈直流电阻不计，所以B灯亮起后逐渐变暗，最后熄灭，A灯亮起来逐渐变亮，最后亮度不变，故AB错误； CD．开关S由闭合变为断开后，由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的减小，且线圈与B灯构成回路，所以A灯马上不亮，突然变亮再逐渐不亮，故C错误，D正确。 故选D。 7．（24-25高二下·江苏南京六校联合体·期末）在断电自感的演示实验中，用小灯泡、带铁芯的电感线圈和定值电阻等元件组成如图甲所示电路。闭合开关，待电路稳定后，两支路电流分别为和。断开开关前后的一小段时间内，电路中电流随时间变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．断开开关前灯泡中电流为I2 B．灯泡电阻小于电阻和线圈的总电阻 C．断开开关后小灯泡瞬间熄灭 D．断开开关后电阻所在支路电流如曲线所示 【答案】A 【详解】AD．断开开关S前、后的一小段时间内，通过电感线圈L的电流方向是不变的，则电感线圈L所在支路的电流如曲线a所示，小灯泡所在支路的电流如曲线b所示，则断开开关前，灯泡中电流为，故A正确，D错误； B．由题图可知，断开开关S前通过电感线圈的电流大于通过小灯泡的电流，所以断开开关S前，小灯泡的电阻大于定值电阻R和电感线圈L的总电阻，故B错误； C．断开开关S后，电感线圈L产生的自感电动势阻碍电流的减小，电感线圈L相当于电源，由于线圈L、电阻R和灯泡重新组成回路，且断开开关S前电感线圈L所在支路的总电阻小于小灯泡的电阻，则其电流大于流过小灯泡的电流，则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭，故C错误。 故选A。 8．（24-25高二下·江苏部分高中·期末迎考）如图所示，L为电感线圈，R为滑动变阻器，A1、A2是两个完全相同的灯泡。将R触头滑动至某一位置，闭合开关S，灯A1立即变亮，灯A2逐渐变亮，最终A2亮度更高。则（　　） A．R连入电路的阻值与L的直流阻值相同 B．闭合S瞬间，L中电流与变阻器R中电流相等 C．断开S，A1立刻熄灭，A2逐渐熄灭 D．断开S，A1闪亮后再逐渐熄灭，A2逐渐熄灭 【答案】D 【详解】A．已知最终A2亮度更高，则通过A2的电流更大，根据并联电路电压相等可知，R连入电路的阻值大于L的直流阻值，故A错误； B．闭合S瞬间，L阻碍电流的增大，L中电流小于变阻器R中电流，故B错误； CD．断开S，L阻碍电流的减小，L和变阻器R以及两灯泡构成回路，断开S瞬间该回路电流大小等于初始通过A2的电流，故A1闪亮，之后L的电流逐渐减小至零，则两灯逐渐熄灭，故C错误，D正确。 故选D。 9．（24-25高二下·江苏无锡·期末）如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开S，下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】开关闭合时，线圈由于自感对电流的阻碍作用，可看作电阻，线圈电阻逐渐减小，并联电路电阻逐渐减小，电压UAB逐渐减小；开关闭合后再断开时，线圈的感应电流与原电流方向相同，形成回路，灯泡的电流与原电流方向相反，并逐渐减小到0，所以正确选项B． 地 城 考点03 单棒双棒模型及线框模型 一、单选题 1．（24-25高二下·江苏淮安·期末）如图所示，粗糙平行长直导轨固定在水平桌面上，右端接有电阻，金属杆垂直跨接于导轨上，与导轨接触良好，其他电阻不计。方向与导轨平面垂直的有界匀强磁场以速度相对导轨向左匀速运动，到达杆位置时杆随之开始运动（　　） A．杆在磁场中相对导轨向右运动 B．杆在磁场中可能先做加速运动，后做匀速运动 C．杆在磁场中动能的增量等于其所受安培力做的功 D．杆离开磁场时相对导轨的速度可能为 【答案】B 【详解】AB．磁场以速度相对导轨向左匀速运动，则杆在磁场中相对磁场向右运动，产生的感应电流由b到a，根据左手定则，杆在磁场中受到向左的安培力，由于导轨粗糙，若安培力小于滑动摩擦力，则杆保持静止；若安培力大于滑动摩擦力，则杆向左先做加速运动，则杆相对于磁场的速度逐渐减小，杆在磁场中受到的安培力逐渐减小，当安培力等于滑动摩擦力时，杆做匀速运动，故A错误，B正确； C．根据动能定理，杆在磁场中动能的增量等于其所受安培力做的功减去摩擦力所做的功，故C错误； D．若杆离开磁场时相对导轨的速度为，即此时杆相对于磁场的速度为0，则杆受到的安培力为0，由AB分析可知，杆在磁场中必定受到安培力的作用，故杆离开磁场时相对导轨的速度不可能为，故D错误。 故选B。 2．（24-25高二下·江苏常州·期末）两根足够长不计电阻的光滑平行金属导轨上垂直放置两根完全相同的导体棒ab、cd，装置处于垂直导轨平面的匀强磁场中，如图所示。t=0时，对cd施加向右的恒力F，下列图像中，v、a、d、i分别为导体棒的速度、加速度、间距和电流，则不可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设两导体棒的质量均为，电阻均为，长度均为。时刻，两导体棒中的电流均为零，导体棒cd的加速度为，导体棒ab的加速度为零，此后，导体棒cd向右加速运动，同时两导体棒中产生电流，导体棒ab在安培力作用下也开始向右加速运动，但导体棒cd的加速度大于导体棒ab的加速度，故两导体棒的速度差越来越大，距离也越来越大，两导体棒中的电流 故两导体棒中的电流越来越大，根据牛顿第二定律有， 故导体棒cd的加速度越来越小，导体棒ab的加速度越来越大，当两导体棒的加速度相等时，两导体棒的速度差保持不变，两导体棒中的电流也保持不变，加速度也保持不变，此后两导体棒以相同的加速度匀加速向右运动，两导体棒的距离随时间均匀增大。 此题选择不可能的，故选C。 3．（24-25高二下·江苏盐城·期末）如图所示，宽度为L的导线框固定在水平面上，左端接有电阻R。质量为m、电阻为r的导体棒与导线框之间动摩擦因数为；空间中存在垂直导轨平面向上的匀强磁场B。初始时给导体棒一个向右的初速度。则整个运动过程（　　） A．导体棒加速度逐渐减小 B．导体棒两端电压为 C．通过电阻R的电流方向由a指向b D．电阻R上产生的焦耳热为 【答案】A 【详解】A．导体运动过程中，根据法拉第电磁感应定律 根据欧姆定律有 则安培力大小为 方向向左，根据牛顿第二定律有 导体棒的速度减小，则加速度减小，故A正确； B．导体棒刚进入磁场时，速度最大，电动势最大，根据串、并联规律可知，故B错误； C．根据右手定则可知，通过电阻R的电流方向由b指向a，故C错误； D．根据能量守恒定律有 电阻R上产生的焦耳热为，故D错误； 故选A。 4．（24-25高二下·江苏无锡·期末）如图所示，三条水平虚线、、之间有宽度为L的两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，两区域内的磁感应强度大小相等方向相反，正方形金属线框abcd的质量为m、边长为L，开始ab边与边界重合，对线框施加拉力F使其匀加速通过磁场区，以顺时针方向电流为正，下列关于感应电流i和拉力F随时间变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】当ab边向右运动0-L的过程中，用时间 电流 方向为正方向；拉力    当ab边向右运动L-2L的过程中，用时间 电流 方向为负方向；拉力 对比四个图线可知，只有B正确。 故选B。 二、解答题 5．（24-25高二下·江苏淮安·期末）如图所示，两光滑长直平行导轨间距，与水平面间成角，其上端的单刀双掷开关可与定值电阻、电容器（初始时不带电）相连，空间存在着方向垂直于导轨平面向上、磁感应强度的匀强磁场（图中未画出）。开关先与1相接，质量金属棒在处由静止释放，经时间沿导轨向下运动到达处，已知定值电阻的阻值，重力加速度取，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，其余电阻不计。求： (1)棒释放时的加速度大小； (2)棒运动至时的速度大小； (3)若棒运动至处时，迅速将改接到2上，同时对棒施加一方向垂直于棒、且沿导轨平面向上的恒力，使其沿导轨向下运动至最远处，已知电容器的电容，求与间的距离。 【答案】(1) (2)v=2m/s (3) 【详解】（1）棒刚释放时，棒只受重力和支持力作用，根据牛顿第二定律有 解得 （2）对于金属棒，根据动量定理有 根据法拉第电磁感应定律有，感应电动势 磁通量 开关打到1时，感应电流 由电流的定义有电荷量 联立上式解得 代入数据解得v=2m/s （3）由法拉第电磁感应定律得 根据电容定义有，电荷量 则电路中电流为 电动势的变化 根据牛顿第二定律有 联立解得 代入数据解得 棒沿导轨向下做匀减速直线运动，可得 代入数据解得 6．（24-25高二下·江苏连云港·期末）如图，在竖直平面内正方形efgh区域有磁感应强度的匀强磁场，ef边与水平方向夹角为，正方形单匝线框abcd质量、电阻、边长，ab边离gh边界距离也为L，cbgf四点共线，让线框自由下落，当dc边刚进入磁场时ad边恰好到达eh边界，重力加速度g取，运动过程中线框面始终与磁场垂直，不计空气阻力。求： (1)线框进入磁场过程中通过其某横截面的电荷量q； (2)ab边刚进入磁场时产生的电动势E； (3)线框进入磁场过程中产生的热量Q。 【答案】(1)0.1C (2)0.1V (3)0.01J 【详解】（1）根据 其中，， 联立解得 代入数据解得 （2）根据几何关系，可得ab边刚进入磁场之前过程的位移 根据自由落体运动有 解得 建立如图坐标系 则有 可得ab边刚进入磁场时产生的电动势 （3）产生的感应电流为 则沿y方向有 所以线框在y方向匀速进入磁场区，电流恒定为1A 运动的时间为 根据公式 代入数据解得 7．（24-25高二下·江苏扬州·期末）如图1所示，有一边长为L、电阻为R的正方形导线框abcd从某高处自由下落，t1时刻ab边进入匀强磁场时速度为v0，匀强磁场区域宽度为H（H>L），磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，cd边穿出磁场前已经做匀速运动。已知导线框质量为m，重力加速度为g。 (1)求导线框刚进入磁场时感应电流的大小以及ab边中电流的方向； (2)若cd边离开磁场时速度也为v0，求： ①导线框穿越磁场过程中产生的焦耳热Q； ②请在图2中定性画出导线框穿越磁场过程速度随时间变化的图像。 【答案】(1)，b→a (2)①；② 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，有 可得导线框刚进入磁场时感应电流的大小 由右手定则判断知感应电流方向b→a（向左） （2）①对导线框穿越匀强磁场的整个过程中，初末位置导线框动能相等。由能量守恒定律得 即 可得导线框穿越磁场过程中产生的焦耳热 ②因cd边离开磁场时速度与ab边进入匀强磁场时速度均为v0，且cd边穿出磁场前已经做匀速运动，所以ab边进入磁场时刚好做匀速运动，则可知线框进入磁场时，安培力与重力平衡；完全进入磁场后，只受重力，线框做自由落体运动；线框ab边刚出磁场时，由于安培力大于重力，根据牛顿第二定律可知线框做加速度逐渐减小的减速运动，直到cd边匀速，最后穿出磁场。可定性画出导线框穿越磁场过程速度随时间变化的图像如图所示 8．（24-25高二下·江苏·期末）如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为。导轨上面横放着两根距离为的导体棒和。导体棒的质量为，两棒电阻皆为，其余部分的电阻不计。在整个导轨平面内都有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度随时间的关系如图所示。两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行。开始时，将两棒锁定。 (1)求在时刻，棒受到的安培力大小； (2)在的某个时刻，只解除棒的锁定，并使棒以初速度向右运动。求棒上产生的焦耳热； (3)在的某个时刻，解除两根棒的锁定，使棒以初速度向右运动的同时使棒以初速度向左运动，发现两根棒刚好同时停止运动。求棒的质量以及棒运动到速度为零时发生的位移。 【答案】(1) (2) (3)， 【详解】（1）由图可知：在时刻，， 在时刻，回路的电动势 电流强度 棒受到的安培力 解得 （2）最终棒停下，根据能量守恒，则回路产生的热量 导体棒cd产生的热量 （3）两根棒受到的安培力大小相等，方向相反。在任意一段时间内，两根棒在各自运动方向上的动量减小量相同。所以有 所以 在的任一时刻，两根棒的相对速度为，对棒，由动量定理可得 两边求和得到，两根棒的相对运动位移 由于与棒的瞬时速度大小之比始终为，所以 9．（24-25高二下·江苏无锡·期末）某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨NP段与N1P1段粗糙，其余部分光滑。MM1右侧处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。一质量为m的金属杆垂直导轨放置，接入轨道间的长度为L。现让金属杆以初速度v0沿导轨向右经过MM1进入磁场，最终恰好停在PP1处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的摩擦因数为μ。MN=NP=d，导轨电阻不计，重力加速度为g，试求： (1)金属杆运动至MM1时的安培力； (2)在整个过程中，定值电阻R产生的热量Q； (3)金属杆经过NN1时的速度大小vB。 【答案】(1)，方向水平向左 (2) (3) 【详解】（1）金属杆运动至MM1时的电动势E=BLv0 回路中的总电阻R总=2R     回路中的电流强度大小为     金属杆运动至MM1时的安培力 方向水平向左。 （2）在整个过程中，根据能量守恒有     则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 （3）金属杆在MM1NN1区域运动的过程中根据动量定理有 则 由于 则上面方程左右两边累计求和可得     则 10．（24-25高二下·江苏泰州·期末）如图所示，两根光滑足够长直金属导轨、位于同一水平面内，宽度。导轨电阻不计，左右两侧分别接入电阻，整个装置处于的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，将一导体棒MN垂直静置于导轨上，MN的质量、电阻，长度和导轨宽度相同。现对施加一水平恒定拉力。当MN达到稳定速度后撤去F，MN运动一段距离后静止，MN在运动过程中始终与导轨接触良好。求∶    (1)当达到稳定速度时，流经的电流的大小和方向， (2)撤去拉力至静止，电阻产生的焦耳热； (3)撤去拉力至静止，运动的距离及通过的电量 【答案】(1)2.5A，N指向M (2)J (3)2m，C 【详解】（1）达到稳定速度时，所受合力为零，有 流经的电流 由右手定则可知电流方向由N指向M （2）外电路总电阻 总电阻 达到稳定速度时， 可得 撤去拉力至静止，动能全部转化为焦耳热 外电路分得焦耳热 并联，由，电阻产生的焦耳热 （3）撤去拉力至静止，， 可得运动的距离 总电荷量 通过的电量 11．（24-25高二下·江苏苏州·学业质量阳光指标调研）如图所示，间距为L的U形金属导轨，水平放置于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面的匀强磁场中，金属棒CD的质量为m，初速度为v0，导轨右端电阻为R，其余电阻不计。 (1)求刚开始减速时，回路中电流的大小I； (2)若减速过程中，CD受到的摩擦力恒为f，求当速度减为v1时棒的加速度大小a； (3)若减速过程中，CD受到的摩擦力f=kv，其中v为CD的速率，k为已知常量，棒最终停止，求电阻R上产生的热量QR。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）刚开始减速时，金属棒切割磁感线产生的电动势 回路中的电流 （2）当金属棒的速度减为时，回路中电流为 其受到的安培力大小为 由牛顿第二定律 得 （3）设金属棒切割磁感线的速度为v，回路中电流为 其受到的安培力大小为 又由于 在整个运动过程中安培力和摩擦力大小之比恒为 故产生的焦耳热和摩擦热之比 由能量守恒 得 12．（24-25高二下·江苏南京六校联合体·期末）如图甲所示，列车进站时利用电磁制动技术产生的电磁力来刹车。某种列车制动系统核心部分的模拟原理图如图乙所示。在光滑水平地面上方存在着水平方向上的磁场，磁感应强度大小均为B =1T，磁场方向垂直于纸面向里、向外分区域交替排列，依次编号为区域1、2、3、4…，磁场区域足够多，每个区域的边界均保持竖直，且各区域宽度相等均为。现有一个正方形线圈，边长也为，线圈匝数，总电阻，质量为m=1kg，以初速度向右滑入磁场区域，重力加速度。 (1)线圈从开始进入区域1到刚要进入区域2的过程中，求流经线圈的电荷量； (2)线圈从开始进入区域1到刚要进入区域2的过程中，求线圈产生的焦耳热； (3)线圈从开始运动到最终停止，求线框右侧边完整经过的磁场个数。 【答案】(1)0.1C (2)9.5J (3)3个 【详解】（1）进入1区域，右边切割磁感线产生感应电动势 由欧姆定律有 流经线圈的电荷量 联立解得 （2）线圈进入1区域的过程中做变减速运动，取一个短暂时间Δt'，根据动量定理得 微元累加有 根据能量守恒定律有 代入数据解得 （3）当线圈进入2区域以后的磁场时，左右两边均在切割磁感线。故在某一时刻的电动势 此时电流为 线圈受到的安培力 取一短暂时间Δt''，由动量定理有 微元累加可得 代入数据得 故线圈穿过的磁场个数为 线框右侧边完整经过的磁场个数为3个。 13．（24-25高二下·南京金陵中学·期末）如图所示，边长为l的n匝正方形线框固定放置，线框的总电阻为R，线框内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与线框垂直，当磁场区域以大小为v的速度向右经过线框右边时，求： (1)线框中的电流大小I； (2)线框受到的安培力大小F。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）线框切割产生的感应电动势 闭合电路欧姆定律 解得 （2）安培力 解得 14．（24-25高二下·江苏部分高中·期末迎考）如图所示，两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距为L，固定在同一水平面内，直导轨在左端M、P点分别与两条竖直固定、半径为L的圆弧导轨相切。MP连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。长为L、质量为m、电阻为R的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为2m、电阻为6R的均匀金属丝制成一个半径为L的圆环，水平放置在两直导轨上，其圆心到两直导轨的距离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变，金属棒、金属环均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为g。现将金属棒ab由静止释放，求 （1）ab刚越过MP时产生的感应电动势大小； （2）金属环刚开始运动时的加速度大小； （3）为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，金属环圆心初始位置到MP的最小距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据题意可知，对金属棒ab由静止释放到刚越过MP过程中，由动能定理有 解得 则ab刚越过MP时产生的感应电动势大小为 （2）根据题意可知，金属环在导轨间两段圆弧并联接入电路中，轨道外侧的两端圆弧金属环被短路，由几何关系可得，每段圆弧的电阻为 可知，整个回路的总电阻为 ab刚越过MP时，通过ab的感应电流为 对金属环由牛顿第二定律有 解得 （3）根据题意，结合上述分析可知，金属环和金属棒ab所受的安培力等大反向，则系统的动量守恒，由于金属环做加速运动，金属棒做减速运动，为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，则有当金属棒ab和金属环速度相等时，金属棒ab恰好追上金属环，设此时速度为，由动量守恒定律有 解得 对金属棒，由动量定理有 则有 设金属棒运动距离为，金属环运动的距离为，则有 联立解得 则金属环圆心初始位置到MP的最小距离 15．（24-25高二下·南京文枢高级中学·期末）如图所示，两足够长的平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，倾角θ=37°，导轨间距L=0.5m，导轨电阻不计，M、P间连接一个R=4.5Ω的电阻。两导轨间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。一质量m=0.05kg、电阻r=0.5Ω的金属棒ab以v=2m/s的速度沿导轨匀速向下滑动，下滑过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求电阻R中电流I的大小； （2）求金属棒与导轨间的动摩擦因数的大小； （3）对金属棒施加一个垂直于金属棒且沿导轨平面向上的恒定拉力F=0.12N，若金属棒继续下滑x=2m后速度恰好减为0，求在金属棒减速过程中，电阻R上产生的焦耳热。 【答案】（1）0.2A；（2）0.5；（3）0.054J 【详解】（1）金属棒ab产生的感应电动势为 由闭合电路欧姆定律得 （2）金属棒ab受到的安培力方向沿导轨向上，金属棒匀速运动，根据平衡条件可得 联立解得 （3）从施加拉力F到金属棒停下的过程，由能量守恒定律得 电阻R上产生的焦耳热为 解得 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 电磁感应 3大高频考点概览 考点01 法拉第电磁感应定律与楞次定律 考点02 自感与涡流 考点03 单棒双棒模型及线框模型 地 城 考点01 法拉第电磁感应定律及楞次定律 一、单选题 1．（24-25高二下·江苏无锡·期末）如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，，两线圈到点O的距离相等。转子是条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（　　） A．两线圈产生的电动势的有效值相等 B．两电阻消耗的电功率相等 C．两线圈产生的交变电流频率相等 D．两线圈产生的电动势同时达到最大值 2．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）如图所示，a、b两个闭合单匝线圈用同样的导线制成，面积，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小。则a、b线圈中产生的感应电动势之比为（　　） A．1:4 B．1:2 C．2:1 D．4:1 3．（24-25高二下·江苏苏州·学业质量阳光指标调研）一直边界匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为B=kt（k>0），如图所示，t=t0时刻，半径为R、电阻为r的金属圆环圆心恰好处于磁场边界，圆环所受安培力的大小和方向是（    ） A．，垂直MN向上 B．，垂直MN向下 C．，垂直MN向上 D．，垂直MN向下 4．（24-25高二下·江苏部分高中·期末迎考）电子感应加速器是利用感生电场加速电子的设备，主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成，如图（a）所示（图中上部分为侧视图、下部分为俯视图）。当电磁铁线圈通入交变电流时，真空室中就会产生变化的磁场，而变化的磁场会产生感应电场，感应电场能够使电子做加速运动。若t=0时刻，电子枪放出一初速度可忽略的电子，电磁铁线圈通入如图（b）所示的交变电流，以图（a）中线圈标示方向为电流正方向，则下列说法中正确的是（　　） A．电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力 B．在0~时间内，俯视图中真空室内的磁场方向为垂直纸面向外 C．在0~时间内，从俯视图的视角判断电子沿顺时针方向做加速圆周运动 D．在0~时间内，若电子未被引出轨道，则电子一直做加速圆周运动 5．（24-25高二下·江苏无锡·期末）如图所示，磁铁靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，从而对磁铁有排斥作用，可以使磁铁悬浮于空中。下列说法中正确的是（　　） A．磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向垂直 B．磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向相反 C．将磁铁翻转，超导体中的电流方向不变 D．磁体悬浮时，超导体中无电流 6．（24-25高二下·镇江实验高级中学·期末）如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁（下端为N极），当条形磁铁下落时，可以判定（　　） A．环中将产生俯视逆时针的感应电流 B．环有面积扩大的趋势 C．环对桌面的压力将减小 D．磁铁将受到竖直向下的电磁作用力 7．（24-25高二下·南京南航附中·期末）如图，通有恒定电流的固定长直导线附近有一圆形线圈，直导线与线圈置于同一光滑水平面内。若减小直导线中的电流强度，线圈将（　　）    A．产生逆时针方向的电流，有扩张的趋势 B．产生逆时针方向的电流，远离直导线 C．产生顺时针方向的电流，有收缩的趋势 D．产生顺时针方向的电流，靠近直导线 8．（24-25高二下·江苏淮安·期末）用如图所示装置探究电磁感应现象，闭合开关瞬间，灵敏电流计的指针向右偏转。下列操作也能使电流计指针向右偏转的是（　　） A．拔出线圈A B．将闭合的开关断开 C．将软铁棒插入线圈A D．将滑动变阻器接入电路的阻值调大 二、解答题 9．（24-25高二下·镇江实验高级中学·期末）如图所示，一个匝数为n的正方形线圈，边长为d，电阻为r。将其两端a、b与阻值为R的电阻相连接，其他部分电阻不计。在线圈中存在垂直线圈平面向里的磁场区域，磁感应强度B由零随时间t均匀增加，＝k。求： (1)时刻线圈的磁通量； (2)判断a、b两点电势的高低，并求两点间的电势差Uab。 10．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）0．如图所示，固定于水平面的导线框处于竖直向下的匀强磁场中，一个导体棒MN始终与导线框形成闭合回路。已知MN长度L恰好等于平行导轨间距，磁感应强度为B，忽略摩擦阻力和导线框上的电阻。 (1)闭合K1断开K2，将导体棒MN固定。若通过导体棒MN的电流为I，求导体棒MN受到的安培力大小F； (2)闭合K2断开K1，将导体棒MN在导体框上以速度v做匀速运动，求导体棒MN产生的感应电动势E。 地 城 考点02 自感与涡流 一、单选题 1．（24-25高二下·江苏淮安·期末）如图所示电路中，灯泡与带铁芯的线圈（直流电阻可忽略）并联接在电源上，则（　　） A．S闭合后，灯泡逐渐变亮 B．S闭合后，灯泡一直亮 C．S断开时，灯泡立即熄灭 D．S断开时，灯泡先闪亮后又熄灭 2．（24-25高二下·江苏连云港·期末）如图，两灯泡规格相同，线圈直流电阻与R接入电路阻值相同（　　） A．闭合S，缓慢变亮 B．闭合S，的亮度不变 C．断开S，一定会闪亮 D．断开S，线圈产生的电动势可能大于电池电动势 3．（24-25高二下·江苏扬州·期末）如图所示，线圈L的自感系数足够大，时刻闭合开关S，电路稳定后，线圈L中电流小于电阻R的电流。在时刻断开开关S，电阻R中电流i随时间t变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 4．（24-25高二下·镇江实验高级中学·期末）关于线圈自感系数的说法，正确的是（　　） A．自感电动势越大，自感系数也越大 B．把线圈匝数增加一些，自感系数减小 C．当线圈通入恒定电流时，线圈的自感系数为零 D．把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小 5．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）如图所示接有直流电源的电路，L是电阻大小可忽略不计的线圈。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S，小灯泡缓慢变亮 B．断开开关S，小灯泡闪亮后熄灭 C．断开开关S，小灯泡左端电势高 D．断开开关S后数秒内，电路中仍存在电流 6．（24-25高二下·江苏泰州·期末）如图所示，是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0，A、B是两个相同的小灯泡。以下说法正确的是（　　） A．开关S由断开变为闭合后，直接变亮，亮度不变 B．开关S由断开变为闭合后，缓慢变亮，直到最高 C．开关S由闭合变为断开后，缓慢变暗，直到不亮 D．开关S由闭合变为断开后，突然变亮再逐渐不亮 7．（24-25高二下·江苏南京六校联合体·期末）在断电自感的演示实验中，用小灯泡、带铁芯的电感线圈和定值电阻等元件组成如图甲所示电路。闭合开关，待电路稳定后，两支路电流分别为和。断开开关前后的一小段时间内，电路中电流随时间变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．断开开关前灯泡中电流为I2 B．灯泡电阻小于电阻和线圈的总电阻 C．断开开关后小灯泡瞬间熄灭 D．断开开关后电阻所在支路电流如曲线所示 8．（24-25高二下·江苏部分高中·期末迎考）如图所示，L为电感线圈，R为滑动变阻器，A1、A2是两个完全相同的灯泡。将R触头滑动至某一位置，闭合开关S，灯A1立即变亮，灯A2逐渐变亮，最终A2亮度更高。则（　　） A．R连入电路的阻值与L的直流阻值相同 B．闭合S瞬间，L中电流与变阻器R中电流相等 C．断开S，A1立刻熄灭，A2逐渐熄灭 D．断开S，A1闪亮后再逐渐熄灭，A2逐渐熄灭 9．（24-25高二下·江苏无锡·期末）如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开S，下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是（　　） A． B． C． D． 地 城 考点03 单棒双棒模型及线框模型 一、单选题 1．（24-25高二下·江苏淮安·期末）如图所示，粗糙平行长直导轨固定在水平桌面上，右端接有电阻，金属杆垂直跨接于导轨上，与导轨接触良好，其他电阻不计。方向与导轨平面垂直的有界匀强磁场以速度相对导轨向左匀速运动，到达杆位置时杆随之开始运动（　　） A．杆在磁场中相对导轨向右运动 B．杆在磁场中可能先做加速运动，后做匀速运动 C．杆在磁场中动能的增量等于其所受安培力做的功 D．杆离开磁场时相对导轨的速度可能为 2．（24-25高二下·江苏常州·期末）两根足够长不计电阻的光滑平行金属导轨上垂直放置两根完全相同的导体棒ab、cd，装置处于垂直导轨平面的匀强磁场中，如图所示。t=0时，对cd施加向右的恒力F，下列图像中，v、a、d、i分别为导体棒的速度、加速度、间距和电流，则不可能正确的是（　　） A． B． C． D． 3．（24-25高二下·江苏盐城·期末）如图所示，宽度为L的导线框固定在水平面上，左端接有电阻R。质量为m、电阻为r的导体棒与导线框之间动摩擦因数为；空间中存在垂直导轨平面向上的匀强磁场B。初始时给导体棒一个向右的初速度。则整个运动过程（　　） A．导体棒加速度逐渐减小 B．导体棒两端电压为 C．通过电阻R的电流方向由a指向b D．电阻R上产生的焦耳热为 4．（24-25高二下·江苏无锡·期末）如图所示，三条水平虚线、、之间有宽度为L的两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，两区域内的磁感应强度大小相等方向相反，正方形金属线框abcd的质量为m、边长为L，开始ab边与边界重合，对线框施加拉力F使其匀加速通过磁场区，以顺时针方向电流为正，下列关于感应电流i和拉力F随时间变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 二、解答题 5．（24-25高二下·江苏淮安·期末）如图所示，两光滑长直平行导轨间距，与水平面间成角，其上端的单刀双掷开关可与定值电阻、电容器（初始时不带电）相连，空间存在着方向垂直于导轨平面向上、磁感应强度的匀强磁场（图中未画出）。开关先与1相接，质量金属棒在处由静止释放，经时间沿导轨向下运动到达处，已知定值电阻的阻值，重力加速度取，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，其余电阻不计。求： (1)棒释放时的加速度大小； (2)棒运动至时的速度大小； (3)若棒运动至处时，迅速将改接到2上，同时对棒施加一方向垂直于棒、且沿导轨平面向上的恒力，使其沿导轨向下运动至最远处，已知电容器的电容，求与间的距离。 6．（24-25高二下·江苏连云港·期末）如图，在竖直平面内正方形efgh区域有磁感应强度的匀强磁场，ef边与水平方向夹角为，正方形单匝线框abcd质量、电阻、边长，ab边离gh边界距离也为L，cbgf四点共线，让线框自由下落，当dc边刚进入磁场时ad边恰好到达eh边界，重力加速度g取，运动过程中线框面始终与磁场垂直，不计空气阻力。求： (1)线框进入磁场过程中通过其某横截面的电荷量q； (2)ab边刚进入磁场时产生的电动势E； (3)线框进入磁场过程中产生的热量Q。 7．（24-25高二下·江苏扬州·期末）如图1所示，有一边长为L、电阻为R的正方形导线框abcd从某高处自由下落，t1时刻ab边进入匀强磁场时速度为v0，匀强磁场区域宽度为H（H>L），磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，cd边穿出磁场前已经做匀速运动。已知导线框质量为m，重力加速度为g。 (1)求导线框刚进入磁场时感应电流的大小以及ab边中电流的方向； (2)若cd边离开磁场时速度也为v0，求： ①导线框穿越磁场过程中产生的焦耳热Q； ②请在图2中定性画出导线框穿越磁场过程速度随时间变化的图像。 8．（24-25高二下·江苏·期末）如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为。导轨上面横放着两根距离为的导体棒和。导体棒的质量为，两棒电阻皆为，其余部分的电阻不计。在整个导轨平面内都有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度随时间的关系如图所示。两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行。开始时，将两棒锁定。 (1)求在时刻，棒受到的安培力大小； (2)在的某个时刻，只解除棒的锁定，并使棒以初速度向右运动。求棒上产生的焦耳热； (3)在的某个时刻，解除两根棒的锁定，使棒以初速度向右运动的同时使棒以初速度向左运动，发现两根棒刚好同时停止运动。求棒的质量以及棒运动到速度为零时发生的位移。 9．（24-25高二下·江苏无锡·期末）某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨NP段与N1P1段粗糙，其余部分光滑。MM1右侧处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。一质量为m的金属杆垂直导轨放置，接入轨道间的长度为L。现让金属杆以初速度v0沿导轨向右经过MM1进入磁场，最终恰好停在PP1处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的摩擦因数为μ。MN=NP=d，导轨电阻不计，重力加速度为g，试求： (1)金属杆运动至MM1时的安培力； (2)在整个过程中，定值电阻R产生的热量Q； (3)金属杆经过NN1时的速度大小vB。 10．（24-25高二下·江苏泰州·期末）如图所示，两根光滑足够长直金属导轨、位于同一水平面内，宽度。导轨电阻不计，左右两侧分别接入电阻，整个装置处于的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，将一导体棒MN垂直静置于导轨上，MN的质量、电阻，长度和导轨宽度相同。现对施加一水平恒定拉力。当MN达到稳定速度后撤去F，MN运动一段距离后静止，MN在运动过程中始终与导轨接触良好。求∶    (1)当达到稳定速度时，流经的电流的大小和方向， (2)撤去拉力至静止，电阻产生的焦耳热； (3)撤去拉力至静止，运动的距离及通过的电量 11．（24-25高二下·江苏苏州·学业质量阳光指标调研）如图所示，间距为L的U形金属导轨，水平放置于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面的匀强磁场中，金属棒CD的质量为m，初速度为v0，导轨右端电阻为R，其余电阻不计。 (1)求刚开始减速时，回路中电流的大小I； (2)若减速过程中，CD受到的摩擦力恒为f，求当速度减为v1时棒的加速度大小a； (3)若减速过程中，CD受到的摩擦力f=kv，其中v为CD的速率，k为已知常量，棒最终停止，求电阻R上产生的热量QR。 12．（24-25高二下·江苏南京六校联合体·期末）如图甲所示，列车进站时利用电磁制动技术产生的电磁力来刹车。某种列车制动系统核心部分的模拟原理图如图乙所示。在光滑水平地面上方存在着水平方向上的磁场，磁感应强度大小均为B =1T，磁场方向垂直于纸面向里、向外分区域交替排列，依次编号为区域1、2、3、4…，磁场区域足够多，每个区域的边界均保持竖直，且各区域宽度相等均为。现有一个正方形线圈，边长也为，线圈匝数，总电阻，质量为m=1kg，以初速度向右滑入磁场区域，重力加速度。 (1)线圈从开始进入区域1到刚要进入区域2的过程中，求流经线圈的电荷量； (2)线圈从开始进入区域1到刚要进入区域2的过程中，求线圈产生的焦耳热； (3)线圈从开始运动到最终停止，求线框右侧边完整经过的磁场个数。 13．（24-25高二下·南京金陵中学·期末）如图所示，边长为l的n匝正方形线框固定放置，线框的总电阻为R，线框内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与线框垂直，当磁场区域以大小为v的速度向右经过线框右边时，求： (1)线框中的电流大小I； (2)线框受到的安培力大小F。 14．（24-25高二下·江苏部分高中·期末迎考）如图所示，两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距为L，固定在同一水平面内，直导轨在左端M、P点分别与两条竖直固定、半径为L的圆弧导轨相切。MP连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。长为L、质量为m、电阻为R的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为2m、电阻为6R的均匀金属丝制成一个半径为L的圆环，水平放置在两直导轨上，其圆心到两直导轨的距离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变，金属棒、金属环均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为g。现将金属棒ab由静止释放，求 （1）ab刚越过MP时产生的感应电动势大小； （2）金属环刚开始运动时的加速度大小； （3）为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，金属环圆心初始位置到MP的最小距离。 15．（24-25高二下·南京文枢高级中学·期末）如图所示，两足够长的平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，倾角θ=37°，导轨间距L=0.5m，导轨电阻不计，M、P间连接一个R=4.5Ω的电阻。两导轨间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。一质量m=0.05kg、电阻r=0.5Ω的金属棒ab以v=2m/s的速度沿导轨匀速向下滑动，下滑过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求电阻R中电流I的大小； （2）求金属棒与导轨间的动摩擦因数的大小； （3）对金属棒施加一个垂直于金属棒且沿导轨平面向上的恒定拉力F=0.12N，若金属棒继续下滑x=2m后速度恰好减为0，求在金属棒减速过程中，电阻R上产生的焦耳热。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $