专题02 电磁感应现象(期末真题分类汇编,福建专用)高二物理下学期
2026-06-01
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3份
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74页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 电磁感应 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 福建省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.75 MB |
| 发布时间 | 2026-06-01 |
| 更新时间 | 2026-06-01 |
| 作者 | 跟着标哥学物理 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-06-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58149535.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦电磁感应四大高频考点,汇编福建多校期末真题,涵盖选择、填空、实验、解答等多元题型,注重基础概念与综合应用能力考查。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----------|----------|
|单选题|20+|电磁感应现象、感应电流方向判断等|结合条形磁铁运动、螺线管磁场变化等情境|
|多选题|10+|法拉第电磁感应定律、自感现象等|涉及线圈转动、磁通量变化率分析|
|实验题|8+|探究感应电流方向、电磁感应现象|包含电流计指针偏转、磁体运动等操作分析|
|解答题|5+|电动势计算、安培力综合应用|结合绳系卫星、磁场变化模型等实际情境|
内容正文:
专题02 电磁感应现象
4大高频考点概览
考点01 电磁感应现象初步
考点02感应电流方向的判断
考点03 法拉第电磁感应定律及应用
考点04 自感现象
地 城
考点01
电磁感应现象初步
一、单选题
1.(24-25高二下·福建莆田莆田砺志学校·期末)电磁感应现象的发现具有极其重大的划时代的历史意义,它为人类大规模利用电能,继而进入电气化时代奠定了理论基础。关于法拉第“磁生电”实验说法正确的是( )
A.闭合开关时电流计指针发生偏转,断开开关时电流计指针不偏转
B.保持滑动变阻器滑片位置不变,将条形磁体插入螺线管中静止不动时,电流计指针稳定且示数不为零
C.保持滑动变阻器滑片位置不变,将A通电螺线管抽出B螺线管中时,电流计指针发生偏转
D.保持A通电螺线管位置不变,左右移动滑动变阻器滑片,电流计指针不偏转
【答案】C
【详解】A.闭合开关和断开开关时,通过B螺线管的磁通量发生变化,故闭合开关和断开开关时电流计指针都发生偏转,A错误;
B.保持滑动变阻器滑片位置不变,将条形磁体插入螺线管中静止不动时,通过B螺线管的磁通量不变,B螺线管无感应电流,则电流计指针不发生偏转,示数为0,B错误;
C.保持滑动变阻器滑片位置不变,将A通电螺线管抽出B螺线管中时,通过B螺线管的磁通量发生变化,电流计指针发生偏转,C正确;
D.保持A通电螺线管位置不变,左右移动滑动变阻器滑片,通过B螺线管的磁通量发生变化,电流计指针发生偏转,D错误。
故选C。
2.(24-25高二下·福建莆田第五中学·期末)下列给出了与感应电流产生条件相关的四幅情景图,其中判断正确的是( )
A.图甲磁铁向右插入不闭合线圈的过程中,线圈中会产生感应电动势
B.图乙正方形金属线圈水平向右移动的过程中,正方形线圈中会有感应电流
C.图丙闭合导线框以其任何一条边为轴在磁场中旋转,都能产生感应电流
D.图丁水平放置的圆形线圈直径正上方通有逐渐增大的电流,圆线圈中有感应电流
【答案】A
【详解】A.图甲中磁铁向右插入不闭合线圈,线圈中磁通量发生变化,线圈中会产生感应电动势由于线圈不闭合,线圈中不会产生感应电流,A正确;
B.图乙中正方形金属线圈水平向右移动,由于线圈的磁通量保持不变,矩形线圈中不会产生感应电流,B错误;
C.图丙中的闭合导线框,若以竖直边为轴在磁场中旋转,不能产生感应电流,C错误;
D.图丁中水平放置的圆形线圈直径正上方导线中电流增大,线圈的磁通量一直为零,保持不变,线圈中没有感应电流,D错误。
故选A。
3.(24-25高二下·福建厦门双十中学·期末)下列说法正确的是( )
A.如图甲所示,构成等边三角形,若两通电长直导线、在处产生磁场的磁感应强度大小均为,则处磁场的合磁感应强度大小是
B.由知,一小段通电导线在某处不受安培力的作用,则该处的磁感应强度一定为零
C.图乙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为
D.图丙中与通电长直导线在同一平面内的金属线框沿平行于直导线方向运动,线框中会产生感应电流
【答案】C
【详解】A.根据安培定则可知,A、B在C处产生磁场的磁感应强度方向之间的夹角为60°,根据矢量叠加可知,C处磁场的合磁感应强度大小,故A错误;
B.一小段通电导线在某处不受安培力的作用,可能是电流方向与磁场方向平行,该处的磁感应强度不一定为零,故B错误;
C.图中条形磁体内部磁场方向向上,外部线圈所在位置磁场方向向下,通过线圈整体的磁场方向向上,可知,图乙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为,故C正确;
D.图丙中与通电长直导线在同一平面内的金属线框沿平行于直导线方向运动,穿过线框的磁通量保持不变,线框中不会产生感应电流,故D错误。
故选C。
4.(24-25高二下·福建龙岩连城县第一中学·期末)下列各图的线圈中能产生感应电流的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.该图线圈不闭合,不能产生感应电流,故A错误;
B.该图中穿过线圈的磁通量不发生变化,闭合回路不会产生感应电流,故B错误;
C.该图中直线电流产生的磁场在下面的圆形线圈中的磁通量为零,增大直线电流时,穿过线圈的磁通量总为零不变,则线圈中不会产生感应电流,故C错误;
D.该图中两金属棒以方向不同的速度向相反方向运动,则穿过回路的磁通量会发生变化,闭合回路会产生感应电流,故D正确。
故选D。
二、多选题
5.(24-25高二下·福建莆田第四中学·期末)如图,在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中,有一个矩形线圈abcd,线圈平面与磁场垂直,O1O2与O3O4都是线圈的两个对称轴。线圈在下列运动中,能使其中产生感应电流( )
A.向上或向下平动 B.绕O1O2轴变速转动
C.绕O3O4轴变速转动 D.垂直纸面向外运动
【答案】BC
【详解】A.线圈向上或向下运动时,穿过线圈的磁通量不变,不能产生感应电流,故A错误;
B.线圈绕O1O2轴变速转动时,穿过线圈的磁通量发生改变,可以产生感应电流,故B正确;
C.线圈绕O3O4轴变速转动时,穿过线圈的磁通量发生改变,可以产生感应电流,故C正确;
D.线圈垂直纸面向外运动时,穿过线圈的磁通量不变,不能产生感应电流,故D错误。
故选BC。
6.(24-25高二下·福建漳州·期末)下列闭合回路中能产生感应电流的是( )
A.图甲中条形磁铁以速度向右远离螺线管
B.图乙中水平轨道上两根金属棒分别向两侧匀速移动
C.图丙中水平放置的圆形导线框圆心正上方的直导线电流不断增大
D.图丁中导线框在匀强磁场中绕平行于磁场的轴转动
【答案】AB
【详解】A.图甲中条形磁铁向右远离螺线管,闭合线圈内磁通量变小,可以产生感应电流,故A正确;
B.图乙中两根导体棒以一定的速度向相反方向运动,穿过闭合回路的磁通量变大,可以产生感应电流,故B正确;
C.根据通电直导线周围磁场的分布规律以及对称性可知圆形导线框中的磁通量始终为零,不能产生感应电流,故C错误;
D.丁图中导线框在匀强磁场中绕平行于磁场的OO'轴转动,导线框中的磁通量始终为零,不能产生感应电流,故D错误。
故选AB。
7.(24-25高二下·福建宁德·期末)下列过程中能产生感应电流的是( )
A.甲图,匀强磁场中的圆形线圈从实线位置向右平移到虚线位置
B.乙图,半圆形线圈从实线位置逆时针旋转到虚线位置
C.丙图,导体棒沿磁感线方向向上平移一小段距离
D.丁图,通电直导线旁的导线框垂直纸面向纸内平移
【答案】BD
【详解】A.甲图,匀强磁场中的圆形线圈从实线位置向右平移到虚线位置,穿过线圈的磁通量不发生变化,所以线圈中没有感应电流,故A错误;
B.乙图,半圆形线圈从实线位置逆时针旋转到虚线位置,穿过线圈的磁通量减少,所以线圈中有感应电流,故B正确;
C.丙图,导体棒沿磁感线方向向上平移一小段距离,穿过回路的磁通量不发生变化,所以回路中没有感应电流,故C错误;
D.丁图,通电直导线旁的导线框垂直纸面向纸内平移,,穿过线圈的磁通量减少,所以线圈中有感应电流,故D正确。
故选BD。
三、填空题
8.(24-25高二下·福建泉州·期末)如图,不可伸长的细绳上端固定,下端系在面积为的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平,其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。磁感应强度B随时间t的变化关系为(国际单位制)。时,穿过金属框的磁通量为_______Wb,金属框中_______(选填“有”或“没有”)感应电流。
【答案】 0.02 有
【详解】[1]时,
穿过金属框的磁通量为
[2]金属框磁通量减小,则会有感应电流。
9.(24-25高二下·福建福州第二中学·期末)如图所示,面积为10m2的正方形导线框处于磁感应强度为的匀强磁场中。在线框平面以ad边为轴转过180°的过程中,线圈中________感应电流产生(选填“有”或“无”),整个过程中,磁通量变化量为________Wb。
【答案】 有 5
【详解】[1]在线框平面以ad边为轴转过180°的过程中,穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中有感应电流产生;
[2]整个过程中,磁通量变化量为
四、实验题
10.(24-25高二下·福建部分名校·期末)在“研究电磁感应现象”的实验中。
(1)为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈M连接,如图甲所示。当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转。将磁体N极向下从线圈上方竖直插入M时,发现指针向右偏转。俯视线圈,其绕向为沿________(填“顺时针”或“逆时针”)由a端开始绕至b端。
(2)如图乙所示,如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下,那么合上开关S后,将A线圈迅速从B线圈拔出时,电流计指针将________;A线圈插入B线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,电流计指针将________。(均填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)
(3)在图乙中,某同学闭合开关后,第一次将滑动变阻器的触头从左端快速滑到右端,第二次将滑动变阻器的触头从左端慢慢滑到右端,发现电流计的指针摆动的幅度大小不同,第一次比第二次的幅度________(填“大”或“小”)。
【答案】(1)逆时针
(2) 向右偏 向左偏
(3)大
【详解】(1)将磁体极向下从线圈上方竖直插入时,穿过线圈的磁场方向向下,磁通量增加,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向向上,电流计指针向右偏转,说明电流从右端流入电流计,由安培定则可知,俯视线圈,其绕向为沿逆时针方向由端开始绕至端。
(2)[1]合上开关后,将A线圈迅速从B线圈拔出时,穿过B线圈的磁通量减小,电流计指针将向右偏转;
[2]A线圈插入B线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,A线圈中的电流增大,穿过B线圈的磁通量增加,电流计指针将向左偏转。
(3)第一次将滑动变阻器的触头从左端快速滑到右端,A线圈的电流变化快,电流产生的磁场变化快,穿过B线圈的磁通量变化快,B线圈中的感应电动势大,感应电流大,电流计的指针摆动的幅度大;同理可知,第二次电流计的指针摆动的幅度小,故第一次比第二次指针摆动幅度大。
11.(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期末)某实验小组通过图示装置探究电磁感应现象:
(1)在图甲中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央),则在图乙中,磁体N极插入线圈A的过程中,电流表的指针将________(填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;在图丙中,导体棒向左移动过程中,电流表的指针将________(填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
(2)在图丁中,为光敏电阻(光照强度变大时电阻变小),轻质金属环B用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴(B线圈平面与螺线管线圈平面平行),并位于螺线管左侧。当光照增强时,从左向右看,金属环B中电流方向为________(填“顺时针”或“逆时针”)。
【答案】(1) 向左 向右
(2)逆时针
【详解】(1)[1]在图甲中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,说明电流从负接线柱流入时,电流表指针向左偏。在图乙中,磁体N极插入线圈A过程中,线圈A中磁通量向下增大,根据楞次定律可知感应电流将从电流表负接线柱流入,则电流表的指针将向左偏转;
[2]在图丙中,导体棒ab向左移动过程中,根据右手定则可知感应电流从电流表正接线柱流入,则电流表的指针将向右偏转。
(2)当光照增强时,热敏电阻的阻值减小,回路电流增大,螺线管产生的磁场增大,穿过金属环B的磁通量向右增大,根据楞次定律可知,从左向右看,金属环B中电流方向为逆时针。
12.(24-25高二下·福建南安南星中学·期末)在探究电磁感应有关现象及规律的实验中,某同学选择的灵敏电流计G,在没有电流通过的情况下,指针恰好指在刻度盘中央。请根据该同学的实验操作,回答问题:
(1)首先,将灵敏电流计G连接在图甲所示电路中,电流计的指针如图甲中所示。
(2)然后,将灵敏电流计G与一螺线管串联,当条形磁铁运动时,灵敏电流计G指针偏转情况如图乙所示。则条形磁铁的运动情况是_____________。(选填“向上拔出”或“向下插入”)
(3)接着,将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。闭合开关后,灵敏电流计的指针向右偏了一下。请问:灵敏电流计指针向右偏与螺线管B中导线的绕向_____________(选填“有”或“没有”)关系:若要使灵敏电流计的指针向左偏转,可采取的操作是_____________(填序号)。
A.断开开关 B.在A线圈中插入铁芯
C.变阻器的滑片向右滑动 D.变阻器的滑片向左滑动
【答案】 向下插入 有 AC
【详解】(2)[1]由图甲可知,电流从灵敏电流计的左接线柱流入,指针往左偏;由图乙可知,螺线管中的电流方向为逆时针方向(从下往上看),根据安培定则,螺线管中感应电流的磁场方向竖直向下;条形磁铁在螺线管中的磁场方向(原磁场方向)竖直向上,可见感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,根据楞次定律可知穿过线圈的原磁通量增加,所以条形磁铁向下插入线圈。
(3)[2]由右手螺旋定则可知,用右手握住螺线管,四指的方向和电流方向相同,大拇指指的方向为N极方向,螺线管B中导线的绕向不同,则灵敏电流计中电流方向不同,故灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向有关。
[3]A.合上开关后,灵敏电流计的指针向右偏了,说明B线圈中磁通量增加时,电流计指针右偏:现在要使灵敏电流计的指针向左偏转,因此穿过B线圈的磁通量应该减小;断开开关,则穿过B线圈的磁通量减小,根据楞次定律可知,线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间,B线圈中的感应电流方向相反,灵敏电流计左偏,故A正确;
B.在A线圈中插入铁芯,穿过B线圈的磁通量增大,根据楞次定律可知,线圈中产生的电流方向与开关合上瞬间,B线圈中的电流方向相同,灵敏电流计指针右偏,故B错误;
C.由图丙可知,变阻器的滑片向右滑动,电路中的电流减小,线圈A的磁感应强度减小,穿过B线圈的磁通量减小,根据楞次定律,线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间,B线圈中的感应电流方向相反,灵敏电流计左偏,故C正确;
D.由图丙可知,变阻器的滑片向左滑动,电路中的电流增大,线圈A的磁感应强度增大,穿过B线圈的磁通量增大,根据楞次定律,线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间,B线圈中的感应电流方向相同,灵敏电流计右偏,故D错误。
故选AC。
13.(24-25高二下·福建龙岩·期末)某同学利用如图所示的实验电路研究电磁感应现象。
(1)闭合电键的瞬间,发现电流计的指针向右偏转,下列操作中能使电流计的指针向右偏转的是______
A.闭合电键后再断开电键
B.闭合电键后将滑动变阻器的滑动触头P向右滑动
C.闭合电键后将a线圈从b线圈中抽出的瞬间
(2)闭合电键电路稳定后,断开电键的瞬间,线圈a和线圈b中电流的磁场方向______(选填“相同”或“相反”)。
(3)某同学第一次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端,第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端,发现电流计指针摆动的幅度大小不同,原因是______。
【答案】(1)B
(2)相同
(3)磁通量变化率不同
【详解】(1)A.闭合电键的瞬间,穿过线圈的磁通量增大,电流计的指针向右偏转;闭合电键后再断开电键,磁通量减小,指针向左偏转,故A错误;
B.闭合电键后将滑动变阻器的滑动触头P向右滑动,磁通量增大,指针向右偏转,故B正确;
C.闭合电键后将a线圈从b线圈中抽出的瞬间,磁通量减小,指针向左偏转,故C错误。
故选B。
(2)断开电键的瞬间,线圈a中电流减小,磁场减弱,磁通量减小,由楞次定律可知线圈a和线圈b中电流的磁场方向相同。
(3)某同学第一次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端,第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端,发现电流计的指针摆动的幅度大小不同,原因是线圈中的磁通量变化率不同。
地 城
考点02
感应电流方向的判断
一、单选题
1.(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期末)如图所示,细线悬挂边长为L的正方形单匝导体线框,其质量是m、电阻为R,线框一半处于水平虚线下方的有界匀强磁场中,在0~2t0时间内,磁场磁感强度B随时间t变化如图,且线框一直保持静止状态,磁场方向垂直纸面向里为正,已知重力加速度为g,求( )
A.线框中电流方向为逆时针 B.线框中电流方向为先逆时针,后顺时针
C.线框产生电动势大小为 D.线框中电流大小为
【答案】D
【详解】AB.根据楞次定律可知,线框中电流方向为顺时针,选项AB错误;
C.线框产生电动势大小为
选项C错误;
D.线框中电流大小为
选项D正确。
故选D。
2.(24-25高二下·福建莆田莆田第八中学·期末)如图所示,长直导线与心形金属线框放在光滑绝缘的水平面上,且长直导线与心形线框的对称轴MN垂直。当长直导线中通以图示方向的电流I,且电流增大时,下列关于心形线框的说法正确的是( )
A.线框有面积扩大的趋势 B.线框中产生顺时针方向的感应电流
C.线框在水平面内沿逆时针方向旋转 D.线框沿垂直于直导线方向向右平动
【答案】D
【详解】AB.直导线中向上的电流增大,根据安培定则可知导线框中向里的磁通量增大,由楞次定律知,线框有面积缩小的趋势,线框中产生逆时针方向的感应电流,故AB错误;
CD.由对称性知,线框对称轴MN上、下两部分受到平行于直导线方向上安培力的合力为零,导线框受到安培力沿对称轴向右,线框沿垂直于直导线方向向右平动,故C错误,D正确。
故选D。
3.(24-25高二下·福建福州第三中学·期末)如图所示,左侧有一垂直纸面向外的磁场,一个线圈的两个端点、与内阻很大的电压表相连,线圈内磁通量变化的规律满足,在的时间内( )
A.线圈有缩小的趋势 B.电压表的示数不变
C.电压表的示数先增大后减小 D.线圈中有顺时针方向的感应电流
【答案】B
【详解】AD.由楞次定律可知线圈中将产生逆时针方向的感应电流,线圈有扩大的趋势,AD错误;
BC.题意可知线圈内的磁通量均匀减少,则线圈产生的感应电动势大小不变,故电压表的示数不变,B正确,C错误;
故选B。
4.(24-25高二下·福建厦门沧江高级中学·期末)如图,圆环形导体线圈平放在水平桌面上,在的正上方固定一竖直螺线管,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片向下滑动,下列表述正确的是( )
A.线圈有扩大的趋势
B.穿过线圈的磁通量变小
C.线圈对水平桌面的压力将增大
D.线圈中将产生俯视顺时针方向的感应电流
【答案】C
【详解】B.滑动变阻器的滑片向下滑动,滑动变阻器接入电阻减小,电路中电流增大,通电螺旋管产生的磁场增强,可知,穿过线圈的磁通量变大,故B错误;
D.根据安培定则,通电螺旋管产生的磁场在线圈位置的方向整体向下,滑动变阻器的滑片向下滑动,穿过线圈的磁通量变大,根据楞次定律可知,线圈中将产生俯视逆时针方向的感应电流,故D错误;
A.根据楞次定律可知,感应电流的效果总要阻碍引起感应电流的原因,由于穿过线圈的磁通量变大,则线圈有收缩的趋势,故A错误;
C.根据楞次定律可知,感应电流的效果总要阻碍引起感应电流的原因,由于穿过线圈的磁通量变大,则线圈在通电螺旋管产生磁场的安培力作用下有向下运动的趋势,即线圈对水平桌面的压力将增大,故C正确。
故选C。
5.(24-25高二下·福建福州屏东中学·期末)圆环形导体线圈a平放在水平绝缘桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向上滑动,下列表述正确的是( )
A.线圈a中将产生俯视为逆时针方向的感应电流 B.穿过线圈a的磁通量变大
C.线圈a有收缩的趋势 D.线圈a对水平桌面的压力将减小
【答案】D
【详解】AB.当滑片P向上移动时电阻增大,由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流减小,从而判断出穿过线圈a的磁通量减小,方向向下,根据楞次定律即可判断出线圈a中感应电流方向俯视应为顺时针,故A错误,B错误;
C.再根据楞次定律推论“增缩减扩”判断出线圈a应有扩张的趋势,故C错误;
D.根据“增离减靠”可知线圈a对水平桌面的压力将减小,故D正确。
故选D。
6.(24-25高二下·福建福清第一中学·期末)如图所示,通有恒定电流的直导线旁边同一平面内固定有矩形线圈,当通电直导线沿线圈所在平面垂直于边向右一直运动到边右侧的过程中(导线与线圈不接触),线圈中电流方向的变化为( )
A.逆时针方向→顺时针方向→逆时针方向→顺时针方向
B.逆时针方向→顺时针方向→逆时针方向
C.顺时针方向→逆时针方向→顺时针方向→逆时针方向
D.顺时针方向→逆时针方向→顺时针方向
【答案】B
【详解】根据安培定则可得,通电导线右侧磁场垂直纸面向里,左侧磁场垂直纸面向外,垂直纸面向内的磁通量先增大后减小到零,再垂直纸面向外先增大后减小,根据楞次定律,感应电流方向为先逆时针,再顺时针,最后逆时针。
故选B。
二、多选题
7.(24-25高二下·福建福清第一中学·期末)如图所示,导体棒ab在匀强磁场中沿金属导轨向右加速运动,c为铜制圆线圈,线圈平面与螺线管中轴线垂直,圆心在螺线管中轴线上,则( )
A.导体棒ab中的电流由b流向a
B.螺线管内部的磁场方向向右
C.铜制圆线圈c有收缩的趋势
D.铜制圆线圈c被螺线管吸引
【答案】BC
【详解】A.匀强磁场方向向外,导体棒ab向右加速运动,由右手定则可知,导体棒ab中的电流由a流向b,A错误;
B.导体棒ab中的电流由a流向b,由安培定则可知,螺线管内部的磁场方向向右,B正确;
C.导体棒ab向右加速运动,可知闭合电路中的电流逐渐增大,螺线管内部的磁场逐渐增强,穿过圆线圈c的磁通量逐渐增大,由楞次定律可知,铜制圆线圈c有收缩的趋势,C正确;
D.穿过圆线圈c的磁通量向右逐渐增大,由楞次定律可知,圆线圈c中产生从左向右看逆时针方向的感应电流,由安培定则可知,圆线圈c中产生的磁场方向向左,与螺线管的磁场方向相反,因此铜制圆线圈c与螺线管相互排斥,D错误。
故选BC。
8.(24-25高二下·福建华安县第一中学·期末)图甲所示的电路中电阻R=5Ω,螺线管匝数n=3000匝,横截面积S=10cm2,螺线管导线总电阻r=1Ω,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B随时间t按图乙所示规律变化,磁感应强度B向下为正方向,下列说法正确的是( )
A.通过电阻R中的电流方向是从N到M
B.感应电流的大小是1.0A
C.0~2s内通过电阻R的电荷量为1C
D.N点的电势为-2.5V
【答案】CD
【详解】A.穿过螺线管的磁场的磁感应强度方向向下,大小增大,根据楞次定律可知,通过电阻R中的电流方向是从M到N,故A错误;
B.感应电动势
感应电流,故B错误;
C.根据电流的定义式有
解得0~2s内通过电阻R的电荷量,故C正确;
D.结合上述通过电阻R中的电流方向是从M到N,则有
根据欧姆定律有
解得,故D正确。
故选CD。
9.(24-25高二下·福建厦门第一中学·期末)某新能源汽车采用电磁感应式无线充电技术,其主要部件由连接家庭电路的地面供电线圈,与电池系统相连的受电线圈组成,如图所示。当两线圈正对且均静止,从上往下看,为使受电线圈中产生顺时针方向的感应电流,则供电线圈中的电流应沿( )
A.顺时针方向且逐渐增大
B.顺时针方向且逐渐减小
C.逆时针方向且逐渐增大
D.逆时针方向且逐渐减小
【答案】BC
【详解】从上往下看,为使受电线圈中产生顺时针方向的感应电流,则受电线圈的感应电流磁场方向向下,根据楞次定律可知,供电线圈的磁场方向向下减小或向上增加;根据安培定则可知,供电线圈中的电流应沿顺时针方向且逐渐减小或逆时针方向且逐渐增大。
故选BC。
三、填空题
10.(24-25高二下·福建龙岩第二中学东山校区·期末)在如图所示的LC振荡电路中,某时刻的磁场方向如图所示,且磁场正在增强,ab间电流的方向为________(选填“向左”或“向右”)。此时电容器上极板带________(选填“正”或“负”)电。
【答案】 向左 正
【详解】[1]根据题图磁感线,结合右手定则可知ab间电流的方向向左;
[2]由于磁场正在增强,可知电流在增大,电容器在放电,故此时电容器上极板带正电。
11.(24-25高二下·福建莆田·期末)如图(a)所示,用电阻为R的硬质导线制作成一个边长为2L的正方形导线框。垂直导线框所在平面的匀强磁场充满其内接圆形区域,磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示。已知t=0时刻磁感应强度大小为B0,方向垂直于纸面向外。则在0~2t0时间内,导线框中的感应电流方向为________(填“顺时针”或“逆时针”),感应电流大小为___________。
【答案】 逆时针
【详解】[1] 由图(b)可知,0~t0时间内,向外的磁感应强度减小,由楞次定律可知导线框中的感应电流方向为逆时针方向;t0~2t0时间内,向里的磁感应强度增大,由楞次定律可知导线框中的感应电流方向为逆时针方向;故在0~2t0时间内,导线框中的感应电流方向为逆时针方向。
[2]由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势
由闭合电路欧姆定律得感应电流大小
12.(24-25高二下·福建厦门第六中学·期末)如图所示,边长为、电阻为的单匝正方形导线框从空中某处由静止开始下落,一段时间后进入一磁感应强度为的匀强磁场区域,则该导线框进入磁场的过程中感应电流为______方向(选填“顺时针”或“逆时针”),导线框全部进入磁场流过导线某一横截面的电荷量为______。
【答案】 逆时针
【详解】[1]导线框进入磁场的过程中,磁通量向里增加,根据楞次定律,感应电流沿逆时针方向。
[2]该导线框进入磁场的过程中的平均感应电动势为
平均感应电流为
流过导线某一横截面的电荷量为
13.(24-25高二下·福建永春第一中学·期末)现把电阻与线圈两端相连构成闭合回路,在线圈正上方放一条形磁铁,如图所示,磁铁的S极朝下,在将磁铁的S极插入线圈的过程中,通过电阻的感应电流的方向由___________,线圈与磁铁相互___________(填“吸引”或“排斥”)。
【答案】 排斥
【详解】[1][2]根据题意,由楞次定律来拒去留可知,线圈与磁铁相互排斥,则螺线管上端为极,由安培定则可知,通过电阻的感应电流的方向由。
四、实验题
14.(24-25高二下·福建宁德·期末)在“探究感应电流方向的规律”实验中:
(1)用试触法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系,结果如图甲所示。用图乙所示的实验装置进行实验,图示时刻,可判断线圈中的电流方向为_________(选填“a→b”或“b→a”)。
(2)将磁铁的不同磁极插入或拔出线圈,观察电流表指针偏转方向,得到如下实验记录:
磁铁的磁场方向
向下
向下
向上
向上
线圈中的磁通量的变化
增大
减小
增大
减小
电流表指针偏转方向
向右
向左
向左
向右
感应电流的磁场方向
I
Ⅱ
①根据图乙中线圈绕向和实验记录表中的电流表指针偏转方向,可推断表格中Ⅰ为________、Ⅱ为___________。(均选填“向上”或“向下”)
②完成实验后,可得到的结论是( )
A.感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反
B.感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相同
C.磁通量增大时,感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反
D.磁通量减小时,感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反
【答案】(1)b→a
(2) 向上 向下 C
【详解】(1)根据图甲所示,电流从正接线柱流入,电流计指针向右偏,则图乙的图示时刻线圈中电流方向为b→a。
(2)①[1][2]根据楞次定律“增反减同”可知Ⅰ的感应电流的磁场方向为向上,Ⅱ的感应电流的磁场方向为向下。
②[3]根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍原磁场的变化,则感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向可能相同也可能相反;当磁通量增大时,感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反;当磁通量减小时,感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相同。
故选C。
15.(24-25高二下·福建厦门第一中学·期末)为探究影响感应电流方向的因素,同学们做了如下的实验。
(1)按如图1所示连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转。进行这项实验操作的实验目的是为了______。
A.测量灵敏电流表能够承受电流的最大值
B.检查灵敏电流表测量电流的大小是否准确
C.检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系
(2)如图2,将条形磁铁S极向下插入螺线管时,发现电流计的指针向右偏转,请在图3中画出螺线管的绕行方向;
(3)本实验也可以用发光二极管代替电流计进行实验,如图4所示,将条形磁铁N极从螺线管内向上抽出,可观察到发光二极管______(填“A.”或“B.”)短暂发光。由此可分析得出:当穿过螺线管的磁通量减少时,感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向______(填“A.相同”或“B.相反”)。
【答案】(1)C
(2)
(3) B A
【详解】(1)按如图1所示连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转。进行这项实验操作的实验目的是为了检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系。
故选C。
(2)按如图1所示连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转。说明灵敏电流表指针指向电流流入的方向,将条形磁铁S极向下插入螺线管时,发现电流计的指针向右偏转,则电流由A端流出,由楞次定律可知螺线管中电流方向为顺时针(俯视)。故螺线管的绕行方向如图所示
(3)[1] 将条形磁铁N极从螺线管内向上抽出,由楞次定律可知螺线管中电流方向为顺时针(俯视),发光二极管具有单向导电性,故会短暂发光。
故选B。
[2]条形磁铁N极从螺线管内向上抽出时,条形磁铁的磁场方向向下,螺线管的磁通量向下减少,螺线管中的感应电流方向为顺时针(俯视),感应电流磁场向下,由此可分析得出:当穿过螺线管的磁通量减少时,感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向相同。
故选A。
地 城
考点03
法拉第电磁感应定律及应用
一、单选题
1.(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期末)如图所示,细线悬挂边长为L的正方形单匝导体线框,其质量是m、电阻为R,线框一半处于水平虚线下方的有界匀强磁场中,在0~2t0时间内,磁场磁感强度B随时间t变化如图,且线框一直保持静止状态,磁场方向垂直纸面向里为正,已知重力加速度为g,求( )
A.线框中电流方向为逆时针 B.线框中电流方向为先逆时针,后顺时针
C.线框产生电动势大小为 D.线框中电流大小为
【答案】D
【详解】AB.根据楞次定律可知,线框中电流方向为顺时针,选项AB错误;
C.线框产生电动势大小为
选项C错误;
D.线框中电流大小为
选项D正确。
故选D。
2.(24-25高二下·福建莆田四校·期末)圆盘发电机的示意图如图所示,铜盘安装在水平的铜轴上,它的盘面恰好与匀强磁场垂直,两块铜片、分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘的半径为,匀强磁场的磁感应强度为,回路的总电阻为,当铜盘以恒定的角速度沿顺时针方向匀速转动时,回路中的感应电流为( )
A.0 B. C. D.
【答案】C
【详解】当铜盘以恒定的角速度沿顺时针方向匀速转动时,闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,会产生感应电流,回路中的感应电动势
则回路中的感应电流为
故选C。
3.(24-25高二下·福建龙岩·期末)如图甲所示,一个匝数的圆形导体线圈,面积,电阻。在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻,将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接,b端接地,则下列说法正确的是( )
A.圆形线圈中产生的感应电动势为6V
B.电阻R两端的电压为4.5V
C.通过电阻R的电流为1.5A
D.在0~4s时间内,流经电阻R的电荷量为9C
【答案】C
【详解】A.线圈产生的电动势为
V=4.5V
故A错误;
BC.根据欧姆定律可知,电流为
A
电阻R两端的电压为
V
故B错误,C正确;
C.在0~4s时间内,流经电阻R的电荷量为
C
故D错误;
故选C。
4.(24-25高二下·福建福州高级中学·期末)如图所示,固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为阻值为2R的金属棒,一端固定在竖直导电转轴上,随轴以角速度水平匀速转动,转动时棒与圆环接触良好,在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和一个平行板电容器,有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。不计其他电阻和摩擦,下列说法正确的是( )
A.带电微粒带负电
B.若增大角速度,微粒将向下运动
C.金属棒产生的电动势为
D.电阻消耗的电功率为
【答案】D
【详解】A.导体棒转动时,根据右手定则可知,产生的感应电流流过电阻R的方向向上,可知电容器下板带正电,带电微粒带正电,选项A错误;
B.若增大角速度,则电容器两板间电压变大,场强变大,向上的电场力变大,可知微粒将向上运动,选项B错误;
C.金属棒产生的电动势为
选项C错误;
D.感应电流
电阻消耗的电功率为
选项D正确。
故选D。
5.(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期末)如图甲,面积为、匝数为500、电阻为的圆形线圈,将其左半部分置于垂直线圈平面的磁场,a、b为圆线圈直径上的两个点,规定磁场垂直纸面向里为正,磁感应强度随时间变化的规律如图乙,定值电阻的阻值为,导线电阻不计,下列说法正确的是( )
A.0-5s内,a点的电势比b点低
B.0-5s内,线圈受到的安培力方向不变
C.0-2.5s内,电阻两端的电压为
D.2.5s-5s内,线圈有扩张的趋势
【答案】C
【详解】A.磁场先向里减小,再向外增大,由楞次定律可判断出在5s内的感应电流方向始终相同,且为线圈顺时针方向,则a点电势均比b点电势高,故A错误;
B.0-5s内,线圈产生的感应电动势为
因图像的斜率不变,故感应电动势不变,根据
可知感应电流的大小不变;根据楞次定律,可知感应电流的方向不变,根据
因磁场的方向改变,根据左手定则,可知线圈受到的安培力方向改变,故B错误;
C.0-2.5s内,线圈产生的感应电动势为
电路中的电流为
电阻R两端的电压为
故C正确;
D.2.5s-5s内,磁感应强度增大,穿过线圈的磁通量增大,根据增缩减扩可知线圈有收缩的趋势,故D错误。
故选C。
二、多选题
6.(24-25高二下·福建莆田莆田第八中学·期末)如图所示,半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴以大小为ω的角速度逆时针匀速转动。圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OA、OB、OC,辐条互成120°角。在∠MON=120°的范围内(两条虚线之间)分布着垂直圆环平面向外、磁感应强度大小为B0的匀强磁场,圆环的边缘通过电刷P与阻值为r的定值电阻R0相连,其余电阻不计。对圆环匀速转动的过程,下列说法正确的是( )
A.圆环转动一周的时间为
B.圆环匀速转动时产生的感应电动势为
C.定值电阻R0两端的电压为
D.通过定值电阻R0的电流为
【答案】AD
【详解】A.圆环做匀速圆周运动,则有
即圆环转动一周的时间为,故A正确;
B.根据题意可知,圆环转动过程始终只有一根辐条切割磁感线,则有
解得
故B错误;
C. 一根辐条切割磁感线时,另外两根与定值电阻并联,则有
解得
则干路电流
定值电阻R0两端的电压为
解得
故C错误;
D.通过定值电阻R0的电流
结合上述解得
故D正确。
故选AD。
7.(24-25高二下·福建宁德部分学校·期末)如图甲所示,粗细均匀的绝缘导线弯成正方形线框a和内切圆形线框b,两线框在同一平面内,磁场方向垂直于线框所在平面,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,两线框产生的感应电动势分别为Ea和Eb,感应电流大小分别为Ia和Ib,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【详解】AB.设圆形线框半径为r,则正方形线框边长
正方形线框面积
圆形线框面积
两线框处在均匀变化的磁场中,根据法拉第电磁感应定律有
则两线框产生感应电动势之比
故A错误,B正确;
CD.设单位长度电阻为,则正方形线框电阻
圆形线框电阻
根据欧姆定律有
两线框中感应电流大小之比
故C正确,D错误。
故选BC。
二、填空题
8.(24-25高二下·福建宁德部分学校·期末)如图所示,水平放置的平行金属导轨间距为,左端与一定值电阻相连,导轨间有竖直向下的匀强磁场,磁场的磁感应强度为。长度也为的金属杆与两导轨垂直且始终接触良好,在外力作用下以速度匀速向右运动,则回路中的感应电流从上往下看沿________(填“顺时针”或“逆时针”)方向,、两端中________(填“”或“”)的电势较高,切割磁感线产生的感应电动势大小为________。
【答案】 逆时针
【详解】[1][2]根据右手定则可知回路中的感应电流从上往下看沿逆时针方向,a点的电势高于b点的电势;
[3]根据法拉第电磁感应定律可得,切割磁感线产生的感应电动势大小为
9.(24-25高二下·福建福州屏东中学·期末)一线圈匝数为匝,线圈电阻,在线圈外接一个阻值的电阻,如图甲所示。在线圈内有指向纸内方向的磁场,线圈内磁通量随时间t变化的规律如图乙所示。则在0~4s内线圈内的磁感应强度是______(选填“逐渐减小”、“逐渐增加”、 “保持不变”)的,a、b两点的电势差为______V。
【答案】 逐渐增加 4
【详解】[1]根据,在0~4s内线圈内的磁感应强度是逐渐增加的;
[2]感应电动势为
感应电流为
a、b两点的电势差为
10.(24-25高二下·福建厦门·期末)如图甲所示,半径为r的圆形区域内存在垂直纸面向里的磁场,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示,图中和均为已知量。半径为2r的单匝金属圆环垂直磁场方向放置,圆形磁场区域与金属圆环为同心圆,则时间内,圆环中感应电动势的大小为______,感应电流方向为______(选填“顺时针”或“逆时针”)。
【答案】 逆时针
【详解】[1]根据图乙可知
根据法拉第电磁感应定律有
其中
解得
[2]原磁场的磁感应强度增大,方向垂直于纸面向里,穿过圆环的磁通量增大,根据楞次定律可知,圆环中感应电流方向为逆时针。
11.(24-25高二下·福建福州高级中学·期末)如图甲所示,匝的线圈(图中只画了2匝),线圈面积,电阻,其两端与一个的电阻相连,线圈内有垂直纸面向里的磁场,以垂直纸面向里为磁场的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。则,电势___________(选填“>”“=”或“<”),R两端的电压大小为___________V。
【答案】 < 16
【详解】[1]由乙图可知,磁感应强度向里减小,根据楞次定律可知线圈中电流为顺时针,线圈看作电源的内部,而电源内部的电流是由负极流向正极,故a点的电势小于b点的电势;
[2]根据法拉第电磁感应定律可得
则回路中的电流为
故R两端的电压大小为
12.(24-25高二下·福建泉州四校联盟·期末)如图甲所示,N=10匝的线圈,线圈内有垂直纸面向里的变化磁场,穿过线圈的磁通量按图乙所示规律变化。通过电阻R的电流方向______(填“a→b”或“b→a”);电源的电动势即产生的感应电动势E=______V。若线圈阻,电阻,则Uab=______V。
【答案】 a→b 10 7.5
【详解】[1]由图可知,穿过线圈的磁通量增大,磁场方向垂直纸面向里,根据楞次定律可知,感应电流的磁场方向应垂直纸面向外,根据右手螺旋定则可知,感应电流的方向为逆时针方向,所以通过电阻R的电流方向为a→b;
[2]根据法拉第电磁感应定律可得
V=10V
[3]根据欧姆定律有
V
13.(24-25高二下·福建晋江养正中学·期末)如图所示,长为l的导体棒ab以a为圆心,以角速度ω在足够大的磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动,则其感应电动势大小为___________,导体棒___________端(选填“a”或“b”)的电势高。
【答案】 b
【详解】[1]根据公式可得其电动势大小为
[2]根据右手定则可知导体棒b 端的电势高。
三、实验题
14.(24-25高二下·福建福州联盟校·期末)某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。
(1)实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度,如图乙所示,__________mm。
(2)在实验中,控制小车匀速靠近螺线管,记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值,改变速度多次实验,得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”,你认为小车以不同速度从挡光片到达光电门到穿过光电门过程中不变的量是__________。
A.磁通量的变化量
B.磁通量的变化率
C.磁通量
(3)得到多组与的数据之后,若以为纵坐标,为横坐标作出图像,发现在误差允许范围内是过原点的倾斜直线,则得出的结论是:在误差允许的范围内____________________。
【答案】(1)5.665/5.664/5.666
(2)A
(3)感应电动势与磁通量变化率成正比(或者在磁通量变化量相同的情况下,感应电动势与时间成反比)
【详解】(1)螺旋测微器的精确值为,由图乙可知挡光片的宽度为
(2)在实验中,控制小车匀速靠近螺线管,记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值,改变速度多次实验,得到多组数据。小车以不同速度从挡光片到达光电门到穿过光电门过程中,磁铁与线圈之间的相对位置的改变量一样,穿过线圈的磁通量的变化量相同。
故选A。
(3)根据
线圈匝数和磁通量变化量一定,若发现在误差允许范围内是过原点的倾斜直线,则得出的结论是:在误差允许的范围内,感应电动势与磁通量变化率成正比(或者在磁通量变化量相同的情况下,感应电动势与时间成反比)。
四、解答题
15.(24-25高二下·福建福州八县(区)协作校·期末)等腰直角三角形单匝导线框ACD如图所示,CD边长为L,导线框总电阻为r,空间存在垂直导线框平面向里的匀强磁场(未画出),其大小B=kt(k>0),从t=0开始计时。
(1)求导线框产生的感应电动势E;
(2)判断感应电流的方向;
(3)求AD边在t=t0时受到的安培力大小F。
【答案】(1)
(2)沿逆时针方向
(3)
【详解】(1)线框ACD为单匝,由法拉第电磁感应定律得
(2)B=kt(k>0),从t=0开始计时,磁场向里增大,由楞次定律得感应电流沿逆时针方向。
(3)由欧姆定律得,AD边长,由安培力公式,其中
联立解得
16.(24-25高二下·福建百校·期末)如图甲所示,匝数为、总电阻为、边长为的正方形金属线框,边上的输出端(间距忽略不计)通过导线外接一阻值为的定值电阻。为边中点,在三角形内存在匀强磁场,磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示,均为已知量,以垂直纸面向里为正方向,导线电阻不计。
(1)说明时刻流经定值电阻的电流方向(“”或“”),并求此时两点间的电压;
(2)求0~内,流经定值电阻的电荷量。
【答案】(1),
(2)
【详解】(1)由楞次定律可知,线框中的电流方向为逆时针,故流经定值电阻的电流方向为
线框产生的感应电动势由法拉第电磁感应定律有
结合图乙可得感应电动势大小为
则两点间的电压
(2)由
又
综上可得
解得
17.(24-25高二下·福建晋江养正中学·期末)如图甲所示,轻质细线吊着正方形闭合线圈(上、下边框均水平),正方形线圈中间位置以下区域处于垂直纸面向里的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示。正方形线圈的质量、边长,匝数,总电阻,取重力加速度大小。求4s内
(1)线圈中产生的感应电流大小及方向;
(2)线圈中产生的焦耳热。
【答案】(1),顺时针
(2)
【详解】(1)根据法拉第电磁感应定律
解得
原磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间减小,根据楞次定律 “增反减同”,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同,即垂直纸面向里,再根据右手螺旋定则,可判断出感应电流方向为顺时针方向
(2)线圈中产生的电流为定值,根据焦耳定律
解得
18.(24-25高二下·福建莆田莆田第五中学·期末)如图所示,当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时,从中释放一颗卫星,卫星与航天飞机保持相对静止,两者用导电缆绳相连,这种卫星称为绳系卫星,利用它可以进行多种科学实验。现有一颗绳系卫星在地球赤道上空由西往东方向运行。卫星位于航天飞机正上方,它与航天飞机间的距离约20.0km,卫星所在位置的地磁场沿水平方向由南往北约5.0×10-5T。如果航天飞机和卫星的运行速度是7.0km/s,则:
(1)缆绳中上下端哪端感应电动势高;
(2)感应电动势的大小为多少。
【答案】(1)上端;(2)
【详解】(1)绳系卫星在地球赤道上空由西往东方向运行,赤道上空的地磁场方向向北,根据右手定则,感应电动势的方向由B指向A,故A点(上端)的电势较高。
(2)金属缆绳在切割地磁场,产生感应电动势,为
19.(24-25高二下·福建三明第一中学·期末)如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。求:
(1)线圈中的感应电流方向(直接回答“顺时针”或“逆时针”);
(2)线圈中的感应电动势的大小和感应电流的大小;
(3)线圈两端电压。
【答案】(1)逆时针方向
(2)0.1V,0.02A
(3)0.08V
【详解】(1)由右手定则可知,线圈中的感应电流方向为逆时针方向。
(2)根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势大小为
则线圈中的感应电流的大小为
(3)线圈两端电压为
一、单选题地 城
考点04
自感现象
1.(24-25高二下·福建部分名校·期末)某实验小组的同学为了研究自感现象,设计了如图所示的电路,a、b、c为三个完全相同的灯泡,线圈L的直流电阻为RL,定值电阻的阻值为R,闭合电键,当电路稳定时,b灯比c灯亮。下列说法正确的是( )
A.
B.闭合电键瞬间,三个灯泡同时发光
C.断开电键瞬间,流过b灯的电流方向不变
D.电键断开前后,流过c灯的电流方向不变
【答案】C
【详解】A.由题意可知,闭合电键,当电路稳定时,b灯比c灯亮,说明流过b灯的电流大于流过c灯的电流,即b灯所在支路的电阻较小,则RL<R,A错误;
B.闭合电键瞬间,a、c两灯立即发光,而线圈产生自感电动势,阻碍流过线圈的电流增大,所以b灯逐渐变亮,B错误;
CD. 断开电键,流过线圈的电流要减小,线圈产生的自感电动势,阻碍电流减小,线圈相当于电源,线圈中的电流方向与原来的电流方向相同,所以断开电键瞬间,流过b灯的电流方向不变,流过c灯的电流方向与稳定时相反,C正确,D错误。
故选C。
2.(24-25高二下·福建泉州安溪一中、惠安一中、养正中学、泉州实验中学·期末)如图所示,、为两个相同的灯泡,线圈L的直流电阻可忽略不计,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S的瞬间,立刻变亮,逐渐变亮
B.闭合开关S稳定后,只有亮
C.断开开关S的瞬间,a点的电势比b点的电势高
D.断开开关S,亮起后熄灭,立即熄灭
【答案】D
【详解】A.闭合开关S的瞬间,线圈自感阻碍流过线圈的电流增大,和都立刻变亮,故A错误;
B.闭合开关S稳定后,线圈L的直流电阻可忽略不计,被短路,只有亮,故B错误;
CD.断开开关S的瞬间,立即熄灭,线圈与L1构成回路,亮起后熄灭,因线圈阻碍电流变化,则新回路的电流为逆时针,即线圈左端相当于电源正极,所以a点的电势比b点的电势低,故C错误,D正确。
故选D。
3.(24-25高二下·福建福州第一中学·期末)如图所示,L是自感系数很大的线圈,电阻为R,A、B和C是三个相同的小灯泡,电阻也为R。下列判断正确的是( )
A.闭合开关S的瞬间,A、B、C灯同时亮
B.闭合开关S一段时间后,A、B灯一样亮
C.断开开关S的瞬间,a点的电势比b点高
D.断开开关S的瞬间,C灯马上熄灭,A灯闪亮一下后再熄灭
【答案】C
【详解】A.闭合开关S的瞬间,A、C灯同时亮,由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的增大,所以B灯缓慢亮,故A错误;
B.闭合开关S一段时间后,由于线圈的直流电阻为R,可知B灯支路电阻大于A灯电阻,则A灯电流大于B灯电流,A灯比B灯亮,故B错误;
C.断开开关S的瞬间,由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的减小,且方向由b点到a点,但线圈相当于电源的内阻,即b点为负极,a点为正极,所以a点的电势比b点高,故C正确;
D.断开开关S的瞬间,由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的减小,且与A、B灯构成回路,由于断开开关前通过线圈的电流小于A灯的电流,所以A灯不会闪亮一下,再熄灭,故D错误。
故选C。
4.(24-25高二下·福建泉州德化第三中学·期末)如图所示的电路中,定值电阻的阻值大于灯泡L的阻值。自感线圈的阻值非常小,可忽略不计。下列说法正确的是( )
A.开关S由闭合到断开时,电阻的电流方向由流向
B.开关S闭合至电路稳定时,灯泡L两端的电压比电阻两端的电压高
C.开关S由断开到闭合时,灯泡L将逐渐变亮
D.开关S由闭合到断开时,灯泡L先闪亮一下然后才变暗
【答案】C
【详解】A.开关S由闭合到断开时,线圈相当于一个电源,线圈中的电流在新回路中由先前的稳定值逐渐减为0,可知,电阻的电流方向由流向,故A错误;
B.电路稳定时,由于线圈电阻不计,此时线圈相当于一根导线,灯泡与定值电阻并联,则灯泡L两端的电压等于电阻两端的电压,故B错误;
C.开关S由断开到闭合时,由于线圈的自感作用,导致通过灯泡的电流逐渐增大,即灯泡L将逐渐变亮,故C正确;
D.电路稳定时,由于线圈电阻不计,此时线圈相当于一根导线,又由于,定值电阻的阻值大于灯泡L的阻值,则通过灯泡的电流大于定值电阻中的电流,开关S由闭合到断开时,线圈相当于一个电源,线圈中的电流在新回路中由先前的稳定值逐渐减为0,可知,灯泡L逐渐变暗,不会闪亮一下,故D错误。
故选C。
5.(24-25高二下·福建泉州十校·期末)在如图所示的电路中,带铁芯的线圈自感系数很大,制作线圈的铜线电阻忽略不计,小灯泡和完全相同,开关闭合电路稳定后,两灯泡均正常发光。不考虑小灯泡电阻随温度的变化,电源的内电阻忽略不计。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,小灯泡和同时正常发光
B.闭合开关S,小灯泡过一会儿才正常发光
C.断开开关S,小灯泡和立即熄灭
D.断开开关S,小灯泡先闪亮一下才熄灭
【答案】B
【详解】AB.闭合开关S,小灯泡立即发光;线圈的感应电动势阻碍电流增大,小灯泡过一会儿才正常发光,故A错误,B正确;
CD.闭合开关S,电路稳定后两灯一样亮,断开开关S,线圈与小灯泡和串联,两灯都逐渐熄灭,故CD错误。
故选B。
二、多选题
6.(24-25高二下·福建福州八县(区)协作校·期末)下列关于自感的说法正确的是( )
A.自感电动势只阻碍线圈中电流的增加
B.自感系数与线圈的大小有关
C.自感电动势遵从法拉第电磁感应定律
D.由于互感而产生的电动势叫作自感电动势
【答案】BC
【详解】A.自感电动势总是阻碍原来导体中电流的变化,当原电流增大时,感应电动势方向与原电流的方向相反,当原电流减小时,感应电动势方向与原电流方向相同,自感电动势不只阻碍线圈中电流的增加,故A错误;
B.自感系数与线圈本身因素有关,自感系数与线圈的大小有关,故B正确;
CD.当一线圈中的电流发生变化时,在临近的另一线圈中产生感应电动势,叫做互感现象。由于互感而产生的电动势叫作互感电动势。自感现象实质上属于电磁感应现象,由于自感而产生的电动势叫作自感电动势,自感电动势遵从法拉第电磁感应定律,故C正确,D错误。
故选BC。
7.(24-25高二下·福建福州福九联盟·期末)如图所示,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,开关处于闭合状态,灯微亮,Q灯正常发光,断开开关,以下说法正确的是( )
A.P与Q同时熄灭
B.P闪亮后再熄灭
C.P比Q先熄灭
D.断开开关瞬间点的电势低于b点的电势
【答案】BD
【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,电感相当于电源,电流方向沿逆时针方向,则点的电势低于b点的电势。
故选BD。
8.(24-25高二下·福建福州高级中学·期末)如图所示,电源的电动势恒定不变,L是一个自感系数较大的线圈,其直流电阻不可忽略,A、B两灯泡的阻值相等,闭合开关,电路稳定后A、B均恰好正常发光。下列说法正确的是( )
A.闭合开关时,A、B同时亮起来
B.断开开关,流过A的电流方向与原来相反
C.断开开关,流过B的电流方向与原来相同
D.断开开关,A会闪亮一下,然后逐渐熄灭
【答案】BC
【详解】A.闭合开关瞬间,电感线圈会产生感应电动势,由于L的自感系数较大,所以产生的感应电动势也较大,阻碍B灯电流的增大,所以A灯先亮,B灯逐渐变亮,故 A错误;
BC.断开开关前,通过A、B的电流都向右;断开开关瞬间,电感线圈也会产生较大的感应电动势,阻碍B灯电流的减小,即产生一个向右的感应电流通过B,因线圈中产生与原A、B灯和线圈构成小回路,所以此时有向左通过A的感应电流,即A的电流方向与原来相反 ,B的电流方向与原来相同,故BC正确;
D.断开开关前,正常发光时,由于线圈的直流电阻不可忽略,A、B是两个完全相同的灯泡,所以此时通过A的电流大于通过B的电流;断开开关瞬间,电感线圈也会产生较大的感应电动势,阻碍B灯电流的减小,产生一个向右的感应电流,且从B原来的电流大小开始不断减小,所以A灯不会闪亮,A、B灯都逐渐熄灭,故D错误。
故选BC。
9.(24-25高二下·福建福州屏东中学·期末)如图所示,、为两个相同的灯泡,线圈L的直流电阻可忽略不计,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S的瞬间,和都立刻变亮
B.闭合开关S稳定后,只有亮
C.断开开关S的瞬间,a点的电势比b点的电势高
D.断开开关S,亮起后熄灭,立即熄灭
【答案】AD
【详解】A.闭合开关S的瞬间,线圈自感阻碍流过线圈的电流增大,和都立刻变亮,故A正确;
B.闭合开关S稳定后,线圈L的直流电阻可忽略不计,被短路,只有亮,故B错误;
CD.断开开关S的瞬间,立即熄灭,线圈与L1构成回路,亮起后熄灭,因线圈阻碍电流变化,则新回路的电流为逆时针,即线圈左端相当于电源正极,所以a点的电势比b点的电势低,故C错误,D正确。
故选AD。
三、填空题
10.(24-25高二下·福建宁德·期末)如图为研究自感现象的实验原理图,图中L是自感线圈,小灯泡1、2规格相同。闭合开关S,待电路稳定后再断开开关。开关断开瞬间,观察到灯泡2闪亮一下再熄灭,则R0的阻值应___________(选填“大于”或“小于”)自感线圈L的直流电阻阻值,流过灯泡2的电流方向___________(选填“向左”或“向右”)。
【答案】 大于 向左
【详解】[1] [2]开关断开瞬间,自感线圈L,灯泡1、2和电阻组成闭合回路,因自感现象,自感线圈L充当电源,线圈产生的感应电流与原电流方向相同,作为干路电流,流入灯泡2所在的支路,则流过灯泡2的电流方向向左。观察到灯泡2闪亮一下,说明开关断开瞬间,流过灯泡2的电流变大,即灯泡1支路电流大于灯泡2支路电流,因小灯泡1、2规格相同,故R0的阻值应大于自感线圈L的直流电阻阻值。
11.(24-25高二下·福建厦门第一中学·期末)如图所示电路中,A1和A2是两个完全相同的灯泡。闭合开关S后,逐渐变亮的灯泡是___________(选填“灯泡A1”或“灯泡A2”),经过一小段时间后,发现灯泡A1和A2亮度相同。断开开关S,将滑动变阻器R2滑片向___________(选填“左”或“右”)移动,再次闭合开关S并经过一小段时间后,断开开关S,灯泡A2先闪亮一下再熄灭。
【答案】 灯泡A1 左
【详解】[1]闭合S瞬间,灯泡立刻变亮,与灯泡串联的线圈产生自感电动势,导致灯泡逐渐变亮;
[2]由题知,最后断开开关S,灯泡A2先闪亮一下再熄灭,此时流过的电流为与灯泡串联的线圈产生的自感电流,此电流从灯泡正常发光时的电流开始逐渐减小,说明在正常发光时流过灯泡的电流大于流过灯泡A2的电流,两灯泡所在的支路是并联关系,电压相等,故灯泡A2所在支路的电阻大于灯泡所在支路的电阻,故应将将滑动变阻器R2滑片向左滑动,增大该支路的电阻。
12.(24-25高二下·福建泉州第一中学·期末)如图所示,两相同灯泡A1、A2,A1与一理想二极管D连接,线圈L的直流电阻与灯泡阻值相等。闭合开关S后,A1会___________(填“立即亮”或“逐渐变亮”);断开开关S的瞬间,A1会___________(填“闪亮一下再熄灭”或“立即熄灭”)。
【答案】 立即亮 立即熄灭
【详解】[1] 闭合开关S后,因线圈自感,但两灯和线圈不是串联的关系,则两灯立即亮;
[2] 断开S的瞬间,A2会立刻熄灭,线圈L与灯泡A1及二极管构成回路,因线圈产生感应电动势,a端的电势低于b端,但二极管具有单向导电性,所以回路没有感应电流,A1也是立即熄灭。
13.(24-25高二下·福建福州八县(区)一中·期末)如图,这是研究自感现象的实验原理图,图中是插有铁芯的自感线圈,、是规格相同的两个灯泡,回答下列问题:
(1)闭合开关,调节变阻器、使得两个灯泡的亮度相同后断开开关,断开开关的瞬间,流过灯泡的电流方向向______ (填“左”或“右”),流过灯泡的电流方向向______ (填“左”或“右”)。
(2)要观察到断开电路时,灯泡亮一下再熄灭,滑动变阻器接入电路的电阻阻值应______ (填“大于”或“小于”)自感线圈的直流电阻阻值。
【答案】 左 右 大于
【详解】(1)[1][2]断开开关得瞬间,线圈L发生自感现象,产生与原电流方向相同的电流,即流过灯泡的电流方向向左,流过灯泡的电流方向向右。
(2)[3]断开电路时,流过灯泡的电流等于流过灯泡的电流,观察到灯泡亮一下再熄灭,说明流过灯泡的电流大于断开前的电流,则滑动变阻器接入电路的电阻阻值应大于自感线圈的直流电阻阻值。
14.(24-25高二下·福建莆田第五中学·期末)图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈,A1、A2和A3是三盏相同的灯泡。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,此时A1中电流方向__________(选填“向右”、“向左”),随后逐渐变暗;若已调节滑动变阻器R的电阻值与L2的电阻值相等,则闭合S2瞬间,电感线圈L2中电流__________(选填“大于”、“等于”、“小于”)变阻器R中的电流。
【答案】 向左 小于
【详解】[1] 图1中,实验时,断开开关S1瞬间,由自感现象可知电感线圈L1会产生向右的自感电动势,此时A1中电流方向向左。
[2]图2中,闭合S2瞬间,由于自感,电感线圈L2产生阻碍电流增大的自感电动势,致使L2中电流小于变阻器R中的电流。
15.(24-25高二下·福建厦门·期末)如图所示的电路中,L是一个自感系数很大的线圈,直流电阻可忽略不计。开关S闭合后,灯泡L1会___________(选填“逐渐”或“立刻”)变亮;开关S断开瞬间,流经灯泡L2的电流方向是从___________(选填“a到b”或“b到a”)。
【答案】 逐渐 b到a
【详解】[1] 开关S闭合后,通过线圈L的电流逐渐增大,线圈产生感应电动势,阻碍电流的增大,故灯泡L1会逐渐变亮;
[2] 开关S断开瞬间,线圈由于自感,阻碍电流的减小,线圈、灯泡L1、灯泡L2组成闭合回路,故流经灯泡L2的电流方向是从b到a。
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专题02 电磁感应现象
4大高频考点概览
考点01 电磁感应现象初步
考点02感应电流方向的判断
考点03 法拉第电磁感应定律及应用
考点04 自感现象
地 城
考点01
电磁感应现象初步
一、单选题
1.(24-25高二下·福建莆田莆田砺志学校·期末)电磁感应现象的发现具有极其重大的划时代的历史意义,它为人类大规模利用电能,继而进入电气化时代奠定了理论基础。关于法拉第“磁生电”实验说法正确的是( )
A.闭合开关时电流计指针发生偏转,断开开关时电流计指针不偏转
B.保持滑动变阻器滑片位置不变,将条形磁体插入螺线管中静止不动时,电流计指针稳定且示数不为零
C.保持滑动变阻器滑片位置不变,将A通电螺线管抽出B螺线管中时,电流计指针发生偏转
D.保持A通电螺线管位置不变,左右移动滑动变阻器滑片,电流计指针不偏转
2.(24-25高二下·福建莆田第五中学·期末)下列给出了与感应电流产生条件相关的四幅情景图,其中判断正确的是( )
A.图甲磁铁向右插入不闭合线圈的过程中,线圈中会产生感应电动势
B.图乙正方形金属线圈水平向右移动的过程中,正方形线圈中会有感应电流
C.图丙闭合导线框以其任何一条边为轴在磁场中旋转,都能产生感应电流
D.图丁水平放置的圆形线圈直径正上方通有逐渐增大的电流,圆线圈中有感应电流
3.(24-25高二下·福建厦门双十中学·期末)下列说法正确的是( )
A.如图甲所示,构成等边三角形,若两通电长直导线、在处产生磁场的磁感应强度大小均为,则处磁场的合磁感应强度大小是
B.由知,一小段通电导线在某处不受安培力的作用,则该处的磁感应强度一定为零
C.图乙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为
D.图丙中与通电长直导线在同一平面内的金属线框沿平行于直导线方向运动,线框中会产生感应电流
4.(24-25高二下·福建龙岩连城县第一中学·期末)下列各图的线圈中能产生感应电流的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
5.(24-25高二下·福建莆田第四中学·期末)如图,在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中,有一个矩形线圈abcd,线圈平面与磁场垂直,O1O2与O3O4都是线圈的两个对称轴。线圈在下列运动中,能使其中产生感应电流( )
A.向上或向下平动 B.绕O1O2轴变速转动
C.绕O3O4轴变速转动 D.垂直纸面向外运动
6.(24-25高二下·福建漳州·期末)下列闭合回路中能产生感应电流的是( )
A.图甲中条形磁铁以速度向右远离螺线管
B.图乙中水平轨道上两根金属棒分别向两侧匀速移动
C.图丙中水平放置的圆形导线框圆心正上方的直导线电流不断增大
D.图丁中导线框在匀强磁场中绕平行于磁场的轴转动
7.(24-25高二下·福建宁德·期末)下列过程中能产生感应电流的是( )
A.甲图,匀强磁场中的圆形线圈从实线位置向右平移到虚线位置
B.乙图,半圆形线圈从实线位置逆时针旋转到虚线位置
C.丙图,导体棒沿磁感线方向向上平移一小段距离
D.丁图,通电直导线旁的导线框垂直纸面向纸内平移
三、填空题
8.(24-25高二下·福建泉州·期末)如图,不可伸长的细绳上端固定,下端系在面积为的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平,其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。磁感应强度B随时间t的变化关系为(国际单位制)。时,穿过金属框的磁通量为_______Wb,金属框中_______(选填“有”或“没有”)感应电流。
9.(24-25高二下·福建福州第二中学·期末)如图所示,面积为10m2的正方形导线框处于磁感应强度为的匀强磁场中。在线框平面以ad边为轴转过180°的过程中,线圈中________感应电流产生(选填“有”或“无”),整个过程中,磁通量变化量为________Wb。
四、实验题
10.(24-25高二下·福建部分名校·期末)在“研究电磁感应现象”的实验中。
(1)为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈M连接,如图甲所示。当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转。将磁体N极向下从线圈上方竖直插入M时,发现指针向右偏转。俯视线圈,其绕向为沿________(填“顺时针”或“逆时针”)由a端开始绕至b端。
(2)如图乙所示,如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下,那么合上开关S后,将A线圈迅速从B线圈拔出时,电流计指针将________;A线圈插入B线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,电流计指针将________。(均填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)
(3)在图乙中,某同学闭合开关后,第一次将滑动变阻器的触头从左端快速滑到右端,第二次将滑动变阻器的触头从左端慢慢滑到右端,发现电流计的指针摆动的幅度大小不同,第一次比第二次的幅度________(填“大”或“小”)。
11.(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期末)某实验小组通过图示装置探究电磁感应现象:
(1)在图甲中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央),则在图乙中,磁体N极插入线圈A的过程中,电流表的指针将________(填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;在图丙中,导体棒向左移动过程中,电流表的指针将________(填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
(2)在图丁中,为光敏电阻(光照强度变大时电阻变小),轻质金属环B用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴(B线圈平面与螺线管线圈平面平行),并位于螺线管左侧。当光照增强时,从左向右看,金属环B中电流方向为________(填“顺时针”或“逆时针”)。
12.(24-25高二下·福建南安南星中学·期末)在探究电磁感应有关现象及规律的实验中,某同学选择的灵敏电流计G,在没有电流通过的情况下,指针恰好指在刻度盘中央。请根据该同学的实验操作,回答问题:
(1)首先,将灵敏电流计G连接在图甲所示电路中,电流计的指针如图甲中所示。
(2)然后,将灵敏电流计G与一螺线管串联,当条形磁铁运动时,灵敏电流计G指针偏转情况如图乙所示。则条形磁铁的运动情况是_____________。(选填“向上拔出”或“向下插入”)
(3)接着,将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。闭合开关后,灵敏电流计的指针向右偏了一下。请问:灵敏电流计指针向右偏与螺线管B中导线的绕向_____________(选填“有”或“没有”)关系:若要使灵敏电流计的指针向左偏转,可采取的操作是_____________(填序号)。
A.断开开关 B.在A线圈中插入铁芯
C.变阻器的滑片向右滑动 D.变阻器的滑片向左滑动
13.(24-25高二下·福建龙岩·期末)某同学利用如图所示的实验电路研究电磁感应现象。
(1)闭合电键的瞬间,发现电流计的指针向右偏转,下列操作中能使电流计的指针向右偏转的是______
A.闭合电键后再断开电键
B.闭合电键后将滑动变阻器的滑动触头P向右滑动
C.闭合电键后将a线圈从b线圈中抽出的瞬间
(2)闭合电键电路稳定后,断开电键的瞬间,线圈a和线圈b中电流的磁场方向______(选填“相同”或“相反”)。
(3)某同学第一次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端,第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端,发现电流计指针摆动的幅度大小不同,原因是______。
地 城
考点02
感应电流方向的判断
一、单选题
1.(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期末)如图所示,细线悬挂边长为L的正方形单匝导体线框,其质量是m、电阻为R,线框一半处于水平虚线下方的有界匀强磁场中,在0~2t0时间内,磁场磁感强度B随时间t变化如图,且线框一直保持静止状态,磁场方向垂直纸面向里为正,已知重力加速度为g,求( )
A.线框中电流方向为逆时针 B.线框中电流方向为先逆时针,后顺时针
C.线框产生电动势大小为 D.线框中电流大小为
2.(24-25高二下·福建莆田莆田第八中学·期末)如图所示,长直导线与心形金属线框放在光滑绝缘的水平面上,且长直导线与心形线框的对称轴MN垂直。当长直导线中通以图示方向的电流I,且电流增大时,下列关于心形线框的说法正确的是( )
A.线框有面积扩大的趋势 B.线框中产生顺时针方向的感应电流
C.线框在水平面内沿逆时针方向旋转 D.线框沿垂直于直导线方向向右平动
3.(24-25高二下·福建福州第三中学·期末)如图所示,左侧有一垂直纸面向外的磁场,一个线圈的两个端点、与内阻很大的电压表相连,线圈内磁通量变化的规律满足,在的时间内( )
A.线圈有缩小的趋势 B.电压表的示数不变
C.电压表的示数先增大后减小 D.线圈中有顺时针方向的感应电流
4.(24-25高二下·福建厦门沧江高级中学·期末)如图,圆环形导体线圈平放在水平桌面上,在的正上方固定一竖直螺线管,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片向下滑动,下列表述正确的是( )
A.线圈有扩大的趋势
B.穿过线圈的磁通量变小
C.线圈对水平桌面的压力将增大
D.线圈中将产生俯视顺时针方向的感应电流
5.(24-25高二下·福建福州屏东中学·期末)圆环形导体线圈a平放在水平绝缘桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向上滑动,下列表述正确的是( )
A.线圈a中将产生俯视为逆时针方向的感应电流 B.穿过线圈a的磁通量变大
C.线圈a有收缩的趋势 D.线圈a对水平桌面的压力将减小
6.(24-25高二下·福建福清第一中学·期末)如图所示,通有恒定电流的直导线旁边同一平面内固定有矩形线圈,当通电直导线沿线圈所在平面垂直于边向右一直运动到边右侧的过程中(导线与线圈不接触),线圈中电流方向的变化为( )
A.逆时针方向→顺时针方向→逆时针方向→顺时针方向
B.逆时针方向→顺时针方向→逆时针方向
C.顺时针方向→逆时针方向→顺时针方向→逆时针方向
D.顺时针方向→逆时针方向→顺时针方向
二、多选题
7.(24-25高二下·福建福清第一中学·期末)如图所示,导体棒ab在匀强磁场中沿金属导轨向右加速运动,c为铜制圆线圈,线圈平面与螺线管中轴线垂直,圆心在螺线管中轴线上,则( )
A.导体棒ab中的电流由b流向a
B.螺线管内部的磁场方向向右
C.铜制圆线圈c有收缩的趋势
D.铜制圆线圈c被螺线管吸引
8.(24-25高二下·福建华安县第一中学·期末)图甲所示的电路中电阻R=5Ω,螺线管匝数n=3000匝,横截面积S=10cm2,螺线管导线总电阻r=1Ω,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B随时间t按图乙所示规律变化,磁感应强度B向下为正方向,下列说法正确的是( )
A.通过电阻R中的电流方向是从N到M
B.感应电流的大小是1.0A
C.0~2s内通过电阻R的电荷量为1C
D.N点的电势为-2.5V
9.(24-25高二下·福建厦门第一中学·期末)某新能源汽车采用电磁感应式无线充电技术,其主要部件由连接家庭电路的地面供电线圈,与电池系统相连的受电线圈组成,如图所示。当两线圈正对且均静止,从上往下看,为使受电线圈中产生顺时针方向的感应电流,则供电线圈中的电流应沿( )
A.顺时针方向且逐渐增大
B.顺时针方向且逐渐减小
C.逆时针方向且逐渐增大
D.逆时针方向且逐渐减小
三、填空题
10.(24-25高二下·福建龙岩第二中学东山校区·期末)在如图所示的LC振荡电路中,某时刻的磁场方向如图所示,且磁场正在增强,ab间电流的方向为________(选填“向左”或“向右”)。此时电容器上极板带________(选填“正”或“负”)电。
11.(24-25高二下·福建莆田·期末)如图(a)所示,用电阻为R的硬质导线制作成一个边长为2L的正方形导线框。垂直导线框所在平面的匀强磁场充满其内接圆形区域,磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示。已知t=0时刻磁感应强度大小为B0,方向垂直于纸面向外。则在0~2t0时间内,导线框中的感应电流方向为________(填“顺时针”或“逆时针”),感应电流大小为___________。
12.(24-25高二下·福建厦门第六中学·期末)如图所示,边长为、电阻为的单匝正方形导线框从空中某处由静止开始下落,一段时间后进入一磁感应强度为的匀强磁场区域,则该导线框进入磁场的过程中感应电流为______方向(选填“顺时针”或“逆时针”),导线框全部进入磁场流过导线某一横截面的电荷量为______。
13.(24-25高二下·福建永春第一中学·期末)现把电阻与线圈两端相连构成闭合回路,在线圈正上方放一条形磁铁,如图所示,磁铁的S极朝下,在将磁铁的S极插入线圈的过程中,通过电阻的感应电流的方向由___________,线圈与磁铁相互___________(填“吸引”或“排斥”)。
四、实验题
14.(24-25高二下·福建宁德·期末)在“探究感应电流方向的规律”实验中:
(1)用试触法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系,结果如图甲所示。用图乙所示的实验装置进行实验,图示时刻,可判断线圈中的电流方向为_________(选填“a→b”或“b→a”)。
(2)将磁铁的不同磁极插入或拔出线圈,观察电流表指针偏转方向,得到如下实验记录:
磁铁的磁场方向
向下
向下
向上
向上
线圈中的磁通量的变化
增大
减小
增大
减小
电流表指针偏转方向
向右
向左
向左
向右
感应电流的磁场方向
I
Ⅱ
①根据图乙中线圈绕向和实验记录表中的电流表指针偏转方向,可推断表格中Ⅰ为________、Ⅱ为___________。(均选填“向上”或“向下”)
②完成实验后,可得到的结论是( )
A.感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反
B.感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相同
C.磁通量增大时,感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反
D.磁通量减小时,感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反
15.(24-25高二下·福建厦门第一中学·期末)为探究影响感应电流方向的因素,同学们做了如下的实验。
(1)按如图1所示连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转。进行这项实验操作的实验目的是为了______。
A.测量灵敏电流表能够承受电流的最大值
B.检查灵敏电流表测量电流的大小是否准确
C.检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系
(2)如图2,将条形磁铁S极向下插入螺线管时,发现电流计的指针向右偏转,请在图3中画出螺线管的绕行方向;
(3)本实验也可以用发光二极管代替电流计进行实验,如图4所示,将条形磁铁N极从螺线管内向上抽出,可观察到发光二极管______(填“A.”或“B.”)短暂发光。由此可分析得出:当穿过螺线管的磁通量减少时,感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向______(填“A.相同”或“B.相反”)。
地 城
考点03
法拉第电磁感应定律及应用
一、单选题
1.(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期末)如图所示,细线悬挂边长为L的正方形单匝导体线框,其质量是m、电阻为R,线框一半处于水平虚线下方的有界匀强磁场中,在0~2t0时间内,磁场磁感强度B随时间t变化如图,且线框一直保持静止状态,磁场方向垂直纸面向里为正,已知重力加速度为g,求( )
A.线框中电流方向为逆时针 B.线框中电流方向为先逆时针,后顺时针
C.线框产生电动势大小为 D.线框中电流大小为
2.(24-25高二下·福建莆田四校·期末)圆盘发电机的示意图如图所示,铜盘安装在水平的铜轴上,它的盘面恰好与匀强磁场垂直,两块铜片、分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘的半径为,匀强磁场的磁感应强度为,回路的总电阻为,当铜盘以恒定的角速度沿顺时针方向匀速转动时,回路中的感应电流为( )
A.0 B. C. D.
3.(24-25高二下·福建龙岩·期末)如图甲所示,一个匝数的圆形导体线圈,面积,电阻。在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻,将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接,b端接地,则下列说法正确的是( )
A.圆形线圈中产生的感应电动势为6V
B.电阻R两端的电压为4.5V
C.通过电阻R的电流为1.5A
D.在0~4s时间内,流经电阻R的电荷量为9C
4.(24-25高二下·福建福州高级中学·期末)如图所示,固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为阻值为2R的金属棒,一端固定在竖直导电转轴上,随轴以角速度水平匀速转动,转动时棒与圆环接触良好,在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和一个平行板电容器,有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。不计其他电阻和摩擦,下列说法正确的是( )
A.带电微粒带负电
B.若增大角速度,微粒将向下运动
C.金属棒产生的电动势为
D.电阻消耗的电功率为
5.(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期末)如图甲,面积为、匝数为500、电阻为的圆形线圈,将其左半部分置于垂直线圈平面的磁场,a、b为圆线圈直径上的两个点,规定磁场垂直纸面向里为正,磁感应强度随时间变化的规律如图乙,定值电阻的阻值为,导线电阻不计,下列说法正确的是( )
A.0-5s内,a点的电势比b点低
B.0-5s内,线圈受到的安培力方向不变
C.0-2.5s内,电阻两端的电压为
D.2.5s-5s内,线圈有扩张的趋势
二、多选题
6.(24-25高二下·福建莆田莆田第八中学·期末)如图所示,半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴以大小为ω的角速度逆时针匀速转动。圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OA、OB、OC,辐条互成120°角。在∠MON=120°的范围内(两条虚线之间)分布着垂直圆环平面向外、磁感应强度大小为B0的匀强磁场,圆环的边缘通过电刷P与阻值为r的定值电阻R0相连,其余电阻不计。对圆环匀速转动的过程,下列说法正确的是( )
A.圆环转动一周的时间为
B.圆环匀速转动时产生的感应电动势为
C.定值电阻R0两端的电压为
D.通过定值电阻R0的电流为
7.(24-25高二下·福建宁德部分学校·期末)如图甲所示,粗细均匀的绝缘导线弯成正方形线框a和内切圆形线框b,两线框在同一平面内,磁场方向垂直于线框所在平面,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,两线框产生的感应电动势分别为Ea和Eb,感应电流大小分别为Ia和Ib,则( )
A. B.
C. D.
二、填空题
8.(24-25高二下·福建宁德部分学校·期末)如图所示,水平放置的平行金属导轨间距为,左端与一定值电阻相连,导轨间有竖直向下的匀强磁场,磁场的磁感应强度为。长度也为的金属杆与两导轨垂直且始终接触良好,在外力作用下以速度匀速向右运动,则回路中的感应电流从上往下看沿________(填“顺时针”或“逆时针”)方向,、两端中________(填“”或“”)的电势较高,切割磁感线产生的感应电动势大小为________。
9.(24-25高二下·福建福州屏东中学·期末)一线圈匝数为匝,线圈电阻,在线圈外接一个阻值的电阻,如图甲所示。在线圈内有指向纸内方向的磁场,线圈内磁通量随时间t变化的规律如图乙所示。则在0~4s内线圈内的磁感应强度是______(选填“逐渐减小”、“逐渐增加”、 “保持不变”)的,a、b两点的电势差为______V。
10.(24-25高二下·福建厦门·期末)如图甲所示,半径为r的圆形区域内存在垂直纸面向里的磁场,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示,图中和均为已知量。半径为2r的单匝金属圆环垂直磁场方向放置,圆形磁场区域与金属圆环为同心圆,则时间内,圆环中感应电动势的大小为______,感应电流方向为______(选填“顺时针”或“逆时针”)。
11.(24-25高二下·福建福州高级中学·期末)如图甲所示,匝的线圈(图中只画了2匝),线圈面积,电阻,其两端与一个的电阻相连,线圈内有垂直纸面向里的磁场,以垂直纸面向里为磁场的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。则,电势___________(选填“>”“=”或“<”),R两端的电压大小为___________V。
12.(24-25高二下·福建泉州四校联盟·期末)如图甲所示,N=10匝的线圈,线圈内有垂直纸面向里的变化磁场,穿过线圈的磁通量按图乙所示规律变化。通过电阻R的电流方向______(填“a→b”或“b→a”);电源的电动势即产生的感应电动势E=______V。若线圈阻,电阻,则Uab=______V。
13.(24-25高二下·福建晋江养正中学·期末)如图所示,长为l的导体棒ab以a为圆心,以角速度ω在足够大的磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动,则其感应电动势大小为___________,导体棒___________端(选填“a”或“b”)的电势高。
三、实验题
14.(24-25高二下·福建福州联盟校·期末)某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。
(1)实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度,如图乙所示,__________mm。
(2)在实验中,控制小车匀速靠近螺线管,记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值,改变速度多次实验,得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”,你认为小车以不同速度从挡光片到达光电门到穿过光电门过程中不变的量是__________。
A.磁通量的变化量
B.磁通量的变化率
C.磁通量
(3)得到多组与的数据之后,若以为纵坐标,为横坐标作出图像,发现在误差允许范围内是过原点的倾斜直线,则得出的结论是:在误差允许的范围内____________________。
四、解答题
15.(24-25高二下·福建福州八县(区)协作校·期末)等腰直角三角形单匝导线框ACD如图所示,CD边长为L,导线框总电阻为r,空间存在垂直导线框平面向里的匀强磁场(未画出),其大小B=kt(k>0),从t=0开始计时。
(1)求导线框产生的感应电动势E;
(2)判断感应电流的方向;
(3)求AD边在t=t0时受到的安培力大小F。
16.(24-25高二下·福建百校·期末)如图甲所示,匝数为、总电阻为、边长为的正方形金属线框,边上的输出端(间距忽略不计)通过导线外接一阻值为的定值电阻。为边中点,在三角形内存在匀强磁场,磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示,均为已知量,以垂直纸面向里为正方向,导线电阻不计。
(1)说明时刻流经定值电阻的电流方向(“”或“”),并求此时两点间的电压;
(2)求0~内,流经定值电阻的电荷量。
17.(24-25高二下·福建晋江养正中学·期末)如图甲所示,轻质细线吊着正方形闭合线圈(上、下边框均水平),正方形线圈中间位置以下区域处于垂直纸面向里的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示。正方形线圈的质量、边长,匝数,总电阻,取重力加速度大小。求4s内
(1)线圈中产生的感应电流大小及方向;
(2)线圈中产生的焦耳热。
18.(24-25高二下·福建莆田莆田第五中学·期末)如图所示,当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时,从中释放一颗卫星,卫星与航天飞机保持相对静止,两者用导电缆绳相连,这种卫星称为绳系卫星,利用它可以进行多种科学实验。现有一颗绳系卫星在地球赤道上空由西往东方向运行。卫星位于航天飞机正上方,它与航天飞机间的距离约20.0km,卫星所在位置的地磁场沿水平方向由南往北约5.0×10-5T。如果航天飞机和卫星的运行速度是7.0km/s,则:
(1)缆绳中上下端哪端感应电动势高;
(2)感应电动势的大小为多少。
19.(24-25高二下·福建三明第一中学·期末)如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。求:
(1)线圈中的感应电流方向(直接回答“顺时针”或“逆时针”);
(2)线圈中的感应电动势的大小和感应电流的大小;
(3)线圈两端电压。
一、单选题地 城
考点04
自感现象
1.(24-25高二下·福建部分名校·期末)某实验小组的同学为了研究自感现象,设计了如图所示的电路,a、b、c为三个完全相同的灯泡,线圈L的直流电阻为RL,定值电阻的阻值为R,闭合电键,当电路稳定时,b灯比c灯亮。下列说法正确的是( )
A.
B.闭合电键瞬间,三个灯泡同时发光
C.断开电键瞬间,流过b灯的电流方向不变
D.电键断开前后,流过c灯的电流方向不变
2.(24-25高二下·福建泉州安溪一中、惠安一中、养正中学、泉州实验中学·期末)如图所示,、为两个相同的灯泡,线圈L的直流电阻可忽略不计,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S的瞬间,立刻变亮,逐渐变亮
B.闭合开关S稳定后,只有亮
C.断开开关S的瞬间,a点的电势比b点的电势高
D.断开开关S,亮起后熄灭,立即熄灭
3.(24-25高二下·福建福州第一中学·期末)如图所示,L是自感系数很大的线圈,电阻为R,A、B和C是三个相同的小灯泡,电阻也为R。下列判断正确的是( )
A.闭合开关S的瞬间,A、B、C灯同时亮
B.闭合开关S一段时间后,A、B灯一样亮
C.断开开关S的瞬间,a点的电势比b点高
D.断开开关S的瞬间,C灯马上熄灭,A灯闪亮一下后再熄灭
4.(24-25高二下·福建泉州德化第三中学·期末)如图所示的电路中,定值电阻的阻值大于灯泡L的阻值。自感线圈的阻值非常小,可忽略不计。下列说法正确的是( )
A.开关S由闭合到断开时,电阻的电流方向由流向
B.开关S闭合至电路稳定时,灯泡L两端的电压比电阻两端的电压高
C.开关S由断开到闭合时,灯泡L将逐渐变亮
D.开关S由闭合到断开时,灯泡L先闪亮一下然后才变暗
5.(24-25高二下·福建泉州十校·期末)在如图所示的电路中,带铁芯的线圈自感系数很大,制作线圈的铜线电阻忽略不计,小灯泡和完全相同,开关闭合电路稳定后,两灯泡均正常发光。不考虑小灯泡电阻随温度的变化,电源的内电阻忽略不计。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,小灯泡和同时正常发光
B.闭合开关S,小灯泡过一会儿才正常发光
C.断开开关S,小灯泡和立即熄灭
D.断开开关S,小灯泡先闪亮一下才熄灭
二、多选题
6.(24-25高二下·福建福州八县(区)协作校·期末)下列关于自感的说法正确的是( )
A.自感电动势只阻碍线圈中电流的增加
B.自感系数与线圈的大小有关
C.自感电动势遵从法拉第电磁感应定律
D.由于互感而产生的电动势叫作自感电动势
7.(24-25高二下·福建福州福九联盟·期末)如图所示,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,开关处于闭合状态,灯微亮,Q灯正常发光,断开开关,以下说法正确的是( )
A.P与Q同时熄灭
B.P闪亮后再熄灭
C.P比Q先熄灭
D.断开开关瞬间点的电势低于b点的电势
8.(24-25高二下·福建福州高级中学·期末)如图所示,电源的电动势恒定不变,L是一个自感系数较大的线圈,其直流电阻不可忽略,A、B两灯泡的阻值相等,闭合开关,电路稳定后A、B均恰好正常发光。下列说法正确的是( )
A.闭合开关时,A、B同时亮起来
B.断开开关,流过A的电流方向与原来相反
C.断开开关,流过B的电流方向与原来相同
D.断开开关,A会闪亮一下,然后逐渐熄灭
9.(24-25高二下·福建福州屏东中学·期末)如图所示,、为两个相同的灯泡,线圈L的直流电阻可忽略不计,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S的瞬间,和都立刻变亮
B.闭合开关S稳定后,只有亮
C.断开开关S的瞬间,a点的电势比b点的电势高
D.断开开关S,亮起后熄灭,立即熄灭
三、填空题
10.(24-25高二下·福建宁德·期末)如图为研究自感现象的实验原理图,图中L是自感线圈,小灯泡1、2规格相同。闭合开关S,待电路稳定后再断开开关。开关断开瞬间,观察到灯泡2闪亮一下再熄灭,则R0的阻值应___________(选填“大于”或“小于”)自感线圈L的直流电阻阻值,流过灯泡2的电流方向___________(选填“向左”或“向右”)。
11.(24-25高二下·福建厦门第一中学·期末)如图所示电路中,A1和A2是两个完全相同的灯泡。闭合开关S后,逐渐变亮的灯泡是___________(选填“灯泡A1”或“灯泡A2”),经过一小段时间后,发现灯泡A1和A2亮度相同。断开开关S,将滑动变阻器R2滑片向___________(选填“左”或“右”)移动,再次闭合开关S并经过一小段时间后,断开开关S,灯泡A2先闪亮一下再熄灭。
12.(24-25高二下·福建泉州第一中学·期末)如图所示,两相同灯泡A1、A2,A1与一理想二极管D连接,线圈L的直流电阻与灯泡阻值相等。闭合开关S后,A1会___________(填“立即亮”或“逐渐变亮”);断开开关S的瞬间,A1会___________(填“闪亮一下再熄灭”或“立即熄灭”)。
13.(24-25高二下·福建福州八县(区)一中·期末)如图,这是研究自感现象的实验原理图,图中是插有铁芯的自感线圈,、是规格相同的两个灯泡,回答下列问题:
(1)闭合开关,调节变阻器、使得两个灯泡的亮度相同后断开开关,断开开关的瞬间,流过灯泡的电流方向向______ (填“左”或“右”),流过灯泡的电流方向向______ (填“左”或“右”)。
(2)要观察到断开电路时,灯泡亮一下再熄灭,滑动变阻器接入电路的电阻阻值应______ (填“大于”或“小于”)自感线圈的直流电阻阻值。
14.(24-25高二下·福建莆田第五中学·期末)图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈,A1、A2和A3是三盏相同的灯泡。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,此时A1中电流方向__________(选填“向右”、“向左”),随后逐渐变暗;若已调节滑动变阻器R的电阻值与L2的电阻值相等,则闭合S2瞬间,电感线圈L2中电流__________(选填“大于”、“等于”、“小于”)变阻器R中的电流。
15.(24-25高二下·福建厦门·期末)如图所示的电路中,L是一个自感系数很大的线圈,直流电阻可忽略不计。开关S闭合后,灯泡L1会___________(选填“逐渐”或“立刻”)变亮;开关S断开瞬间,流经灯泡L2的电流方向是从___________(选填“a到b”或“b到a”)。
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专题02 电磁感应现象
4大高频考点概览
考点01 电磁感应现象初步
考点02感应电流方向的判断
考点03 法拉第电磁感应定律及应用
考点04 自感现象
地 城
考点01
电磁感应现象初步
一、单选题
1.C
2.A
3.C
4.D
二、多选题
5.BC
6.AB
7.BD
三、填空题
8. 0.02 有
9. 有 5
四、实验题
10.(1)逆时针
(2) 向右偏 向左偏
(3)大
11.(1) 向左 向右
(2)逆时针
12. 向下插入 有 AC
13.(1)B
(2)相同
(3)磁通量变化率不同
地 城
考点02
感应电流方向的判断
一、单选题
1.D
2.D
3.B
4.C
5.D
6.B
二、多选题
7.BC
8.CD
9.BC
三、填空题
10. 向左 正
11. 逆时针
12. 逆时针
13. 排斥
四、实验题
14.(1)b→a
(2) 向上 向下 C
15.(1)C
(2)
(3) B A
地 城
考点03
法拉第电磁感应定律及应用
一、单选题
1.D
2.C
3.C
4.D
5.C
二、多选题
6.AD
7.BC
二、填空题
8. 逆时针
9. 逐渐增加 4
10. 逆时针
11. < 16
12. a→b 10 7.5
13. b
三、实验题
14.(1)5.665/5.664/5.666
(2)A
(3)感应电动势与磁通量变化率成正比(或者在磁通量变化量相同的情况下,感应电动势与时间成反比)
四、解答题
15.(1)
(2)沿逆时针方向
(3)
【详解】(1)线框ACD为单匝,由法拉第电磁感应定律得
(2)B=kt(k>0),从t=0开始计时,磁场向里增大,由楞次定律得感应电流沿逆时针方向。
(3)由欧姆定律得,AD边长,由安培力公式,其中
联立解得
16.(1),
(2)
【详解】(1)由楞次定律可知,线框中的电流方向为逆时针,故流经定值电阻的电流方向为
线框产生的感应电动势由法拉第电磁感应定律有
结合图乙可得感应电动势大小为
则两点间的电压
(2)由
又
综上可得
解得
17.(1),顺时针
(2)
【详解】(1)根据法拉第电磁感应定律
解得
原磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间减小,根据楞次定律 “增反减同”,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同,即垂直纸面向里,再根据右手螺旋定则,可判断出感应电流方向为顺时针方向
(2)线圈中产生的电流为定值,根据焦耳定律
解得
18.(1)上端;(2)
【详解】(1)绳系卫星在地球赤道上空由西往东方向运行,赤道上空的地磁场方向向北,根据右手定则,感应电动势的方向由B指向A,故A点(上端)的电势较高。
(2)金属缆绳在切割地磁场,产生感应电动势,为
19.(1)逆时针方向
(2)0.1V,0.02A
(3)0.08V
【详解】(1)由右手定则可知,线圈中的感应电流方向为逆时针方向。
(2)根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势大小为
则线圈中的感应电流的大小为
(3)线圈两端电压为
一、单选题地 城
考点04
自感现象
1.C
2.D
3.C
4.C
5.B
二、多选题
6.BC
7.BD
8.BC
9.AD
三、填空题
10. 大于 向左
11. 灯泡A1 左
12. 立即亮 立即熄灭
13. 左 右 大于
14. 向左 小于
15. 逐渐 b到a
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