第十二章：电磁感应（综合训练）2027年高考物理一轮复习举一反三系列

**基本信息** 聚焦电磁感应核心知识，通过选择、填空、计算多题型融合，系统考查感应电流条件、楞次定律、法拉第定律及能量转化，强化物理观念与科学思维。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题（单选8/多选4）|概念辨析与规律应用，涉及磁场变化、导体切割、自感等|从感应电流产生条件（第1题）到楞次定律（第2题）、法拉第定律（第4题），构建“条件-方向-大小”逻辑链| |填空题|2题|实验探究，含感应电流方向、电动势影响因素|通过实验操作（第13题）深化对楞次定律的理解，结合图像分析（第14题）强化磁通量变化率与电动势关系| |计算题|4题|综合应用，涉及电磁感应中的力学、能量问题|整合牛顿定律（第16题）、能量守恒（第17题），体现运动与相互作用、能量观念的综合运用|

第十二章：电磁感应 （考试时间：90分钟，试卷满分：100分） 考试范围：电磁感应 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷(选择题，共48分) 一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每个小题给出的四个选项中，第1～8小题，只有一个选项符合题意；第9～12小题，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分) 1.图示装置是某同学探究感应电流产生条件的实验装置。在电路正常接通并稳定后，他发现：当电键断开时，电流表的指针向右偏转。则能使电流表指针向左偏转的操作是() A.拔出线圈 B.在线圈中插入铁芯 C.滑动变阻器的滑动触头向左匀速滑动 D.滑动变阻器的滑动触头向左加速滑动 【答案】B 【解析】解：由题意可知：当电键断开时，穿过线圈的磁通量减小，则线圈的磁通量也在减小，电流表的指针向右偏转；故可知电流方向不变，中的磁通量增大时，电流表指向左偏； A、拔出线圈，中磁通量减小，指针向右偏转，故A错误； B、在线圈中插入铁芯时，中磁场增强，磁通量增大，则知电流表指针向左偏转，故B正确； 、滑动变阻器的滑动触头向左滑动时，电流减小，磁通量减小，则可知电流表向右偏转，与其加速和匀速无关，故CD错误。 故选：。 2.重庆某地区地磁场的磁感应强度的竖直分量方向为竖直向下，大小随距离地面高度的变化关系如图所示，该地区一直升机将一始终保持水平的闭合金属导线框竖直向上吊起过程中，线框中的感应电流方向从上往下看为() A.顺时针方向 B.逆时针方向 C.先逆时针后顺时针 D.先顺时针后逆时针 【答案】A 【解析】穿过线框的磁场向下，且减小，根据楞次定律判断得线框中感应电流的方向，从上向下看为顺时针，故A正确。 3.如图所示，用轻质绝缘细线把闭合均质金属环悬挂于点，图中虚线的左边有匀强磁场，磁感应强度大小为，右边没有磁场，用手拉住金属环，使悬线偏离竖直方向角。放手后，金属环摆动，并很快停下来。已知金属环质量为、半径为、电阻为，细线长度为，不考虑空气阻力。整个过程中，下列说法正确的是() A.金属圆环中产生感应电流的方向为逆时针 B.通过金属环横截面的电荷量为 C.金属环产生的热量为 D.若整个空间都有向外的匀强磁场，则金属环会更快停下来 【答案】C 【解析】A.金属环进出磁场的过程中产生感应电流，出磁场的电流为逆时针，进磁场的电流为顺时针，故A错误。 B.金属环最终会停在最低点，整个过程中通过金属环横截面的电荷量为，故B错误。 C.由能量守恒得，金属环产生的热量为，故C正确。 D.若整个空间都有向外的匀强磁场，则金属环中无感应电流产生，机械能守恒，金属环会一直摆动，故D错误。 故选C。 4.如图所示，间距为的两水平虚线之间有方向垂直于竖直平面向里的匀强磁场，正方形金属线框的边长为。线框从边距磁场上边界处自由下落，下落过程中线框始终在竖直平面内且边保持水平。已知边进入磁场瞬间、边进入磁场瞬间及边离开磁场瞬间线框的速度均相同。设线框进入磁场的过程中产生的热量为，离开磁场的过程中产生的热量为。不计空气阻力，则() A. B. C. D. 【答案】A 【解析】设正方形线框的质量为，因为边进入磁场瞬间、边进入磁场瞬间线框的速度相同，由能量守恒定律 又因为边进入磁场瞬间、边离开磁场瞬间线框的速度相同，由能量守恒定律 联立解得 所以 故A正确。 故选A。 5.在边长为的等边三角形区域内存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，一边长也为的等边三角形导线框，在纸面上以某一速度向右匀速运动，底边始终与磁场的底边界在同一直线上，如图所示取顺时针为电流的正方向，则在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流随时间变化的图像可能是() A. B. C. D. 【答案】B 【解析】、该题可以先根据电流的方向采用排除法进行选择，当线框进入时磁通量增大，出来时磁通量减小，因此线框中感应电流的方向会发生改变，故AC错误； 、当线框进入时，有效切割长度是随时间均匀变化的，因此根据可知，电流均匀变化，故B正确，D错误。 6.如图所示的电路中，、是完全相同的灯泡，线圈的自感系数较大，直流电阻不计。先闭合开关，电路稳定后再断开开关，此时() A.立刻熄灭 B.立刻熄灭 C.闪亮一下逐渐熄灭 D.闪亮一下逐渐熄灭 【答案】D 【解答】由于线圈直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，流过灯电流较大，断开开关时，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与、和电阻构成闭合回路放电，因流过灯电流较大，则要闪亮一下，且两灯都过一会儿熄灭，故ABC错误，故D正确。 7.电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为磁场中，边长为的正方形线圈竖直固定在减震装置上某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈关于图乙中的线圈下列说法正确的是() A.穿过线圈的磁通量为 B.若永磁铁相对线圈匀速上升，线圈中无感应电流 C.若永磁铁相对线圈减速下降，线圈中感应电流方向为逆时针方向 D.若永磁铁相对线圈下降，则线圈在竖直方向上受到的安培力合力向下 【答案】D 【解析】．根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为，故错误； B.根据法拉第电磁感应定律可知永磁铁相对线圈有相对运动时就有磁通量变化，则匀速上升时线圈中有恒定电流，故错误； C.永磁体相对线圈下降即线圈相对磁体上升，根据右手定则线圈中感应电流方向为顺时针，故C错误； D.永磁铁相对线圈下降时，根据安培定则可知线圈中感应电流的方向为顺时针方向，根据左手定则判断线框上下边所受安培力均向下，故正确。 8.如图甲所示，在半径为的圆形区域内存在垂直平面的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化如图乙所示。同一平面内有边长为的金属框，总电阻为，边与圆形磁场区域的直径重合。则() A.时，框中的电流为 B.时，框中的电流为 C.时间内，框中产生的焦耳热为 D.时间内，框中产生的焦耳热为 【答案】D 【解析】在时间内，磁感应强度的变化率，则感应电动势，由闭合电路欧姆定律，可得框中的电流，所以时，框中的电流为，故AB错误； 在∽时间内，磁感应强度的变化率，则感应电动势，由闭合电路欧姆定律可得此时框中的电流：，∽时间间隔，则框中产生的焦耳热：，故C错误，D正确。 9.法拉第制作了最早的圆盘发电机，如图甲所示。兴趣小组仿制了一个金属圆盘发电机，按图乙连接电路。圆盘边缘与电刷紧贴，用导线把电刷与电阻的端连接，圆盘的中心轴线与电阻的端连接。将该圆盘放置在垂直于盘面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为。使圆盘以角速度匀速转动，转动方向如图乙所示。已知圆盘半径为，除电阻外其他电阻不计。下列说法正确的是() A.通过电阻的电流方向为 B.通过电阻的电流方向为 C.通过电阻的电流大小为 D.通过电阻的电流大小为 【答案】AC 【解答】、根据右手定则，圆盘中的电流方向从边缘指向圆心，所以通过电阻的电流方向为，故A正确，B错误； 、圆盘转动产生的电动势为，则流过的电流，故C正确，D错误。 故选AC。 10.如图所示，间距为的水平型导体框置于竖直向下的匀强磁场中，型导体框左端连接一阻值为的电阻。将一质量为、电阻为的导体棒静置于导体框上。从某时刻开始，对导体棒施加一水平向右的恒定拉力，使其沿导体框向右运动，经过时间，导体棒恰好运动至图中虚线位置，此时速度大小为。已知磁感应强度大小为，不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。在此过程中() A.导体棒中感应电流的方向为 B.导体棒的平均速度大小为 C.通过电阻的电荷量为 D.电阻上消耗的电能为 【答案】AC 【解析】A.根据右手定则可知，导体棒中感应电流的方向为，故A正确； B.若导体棒是做初速度为零的匀加速直线运动，则这段时间的平均速度大小为；而实际对导体棒受力分析，可知导体棒受到水平向右的恒力和水平向左的安培力，根据牛顿第二定律有 又， 联立解得 可知随着速度的增大，导体棒做加速度不断减小的加速运动。作出初速度为零的匀加速直线运动的图像图中实线和初速度为零且加速度不断减少的变加速直线运动的图像图中虚线，如图所示 由图可知，在相同的时间内虚线与时间轴围成的面积大于实线与时间轴围成的面积，故该运动在时间内的平均速度大于，故B错误； C.对导体棒，根据动量定理有 又电量为 联立解得 故C正确； D.由题意分析，可知整过程电流是由零逐渐增大，当速度为时，回路中的电流为，为这段时间的最大值，并不是整个过程的电流，根据焦耳定律 可知，公式中的为整个过程的电流，故不能这个公式来计算产生的热量，故D错误。 故选AC。 11.如图，匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的边界、、水平，两磁场的方向相反，磁感应强度大小均为，磁场Ⅰ的宽度为，磁场Ⅱ的宽度大于。边长为、质量为、电阻为的正方形金属线框自距磁场边界上方处自由下落，当边刚进磁场Ⅱ时线框的加速度为零当边刚出磁场Ⅱ时，线框的加速度也为零。重力加速度大小为，线框运动过程中，磁场始终与线框平面垂直，边始终水平，下列说法正确的是() A.线框边通过磁场Ⅰ的过程中，通过线框截面的电荷量为 B.当线框边刚进磁场Ⅱ时，线框的速度大小为 C.磁场Ⅱ的宽度为 D.线框通过磁场过程中，线框中产生的焦耳热为 【答案】AC 【解析】A、线框边通过磁场的过程中，通过线框截面的电荷量，故A正确 B、设线框边刚进磁场Ⅱ时速度为，根据题意，，解得，故B错误 C、设线框边刚出磁场Ⅱ时，线框的速度大小为，则，解得，设磁场Ⅱ的宽度为，则，故C正确 D、根据能量守恒，线框通过磁场过程中，解得，故D错误。 12.如图，两条光滑且足够长的直金属导轨、平行放置，两导轨与水平面间夹角均为，导轨所在空间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场。两均匀导体棒、垂直导轨放置，棒靠在绝缘挡杆上保持静止。时刻，棒在沿导轨向上的拉力作用下由静止开始做匀加速直线运动。导轨电阻不计，运动过程中两导体棒与导轨始终垂直且接触良好。关于、棒运动的速度、回路中的电流、棒所受拉力及棒所受安培力的功率随时间变化的关系图像，其中可能正确的是( ) A. B. C. D. 【答案】ABC 【解答】设回路总电阻为，磁感应强度大小为，导体棒接入电路的长度为，棒、质量分别为、。棒做匀加速直线运动，设加速度为，则棒的速度，棒切割磁感线产生的感应电动势，开始时安培力较小，棒静止，回路电流，安培力。对棒，由牛顿第二定律有，可得，可知在棒开始运动前，图像是正比例函数图像，图像是有纵截距的一次函数图像，选项A、、都符合，有可能正确。当安培力增加到时，棒开始运动，设棒速度为，切割磁感线产生的感应电动势，回路总电动势，，安培力。由题意可知棒的加速度从开始增加，则棒开始运动时的加速度小于棒的加速度，二者速度差逐渐增加，回路总电动势增加，电流增加，安培力增加，棒加速度增加。最终，棒加速度等于，二者速度差为定值，回路总电动势为定值，电流为定值，安培力为定值。所以棒运动后加速度从开始，做加速度逐渐增加的加速运动，最终加速度等于，A正确，电流先随时间正比例增加，后随时间增加的变化率减小，最后为定值，B正确，棒受到拉力先线性增加，后变化率减小，最后为定值，C正确。 D.由，可知开始棒静止时，棒所受安培力的功率为零，棒开始运动后有：，可知从棒开始运动的最初一段时间不是线性变化。故D错误。 第Ⅱ卷(非选择题，共52分) 二、填空题(本题共2小题，共14分) 13.(6分)为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下的实验。 小明同学用如图甲的实验装置“探究影响感应电流方向的因素”，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。 将条形磁铁按如图甲方式将极向下匀速插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示。 经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向 填“相同”或“相反”。 关于该实验，下列说法正确的是 。 A.必须保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转 B.将磁体向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越小 C.将磁体的、极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转 D.将磁体的、极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向右偏转 小宁同学用如图所示的器材研究感应电流的方向。 在给出的实物图中，用笔线代替导线将实验仪器连成完整的实验电路 。 将线圈插入线圈中，闭合开关瞬间，发现电流计指针右偏，则保持开关闭合，以下操作中也能使电流计右偏的是 。 A.插入铁芯 B.拔出线圈 C.将滑动变阻器的滑片向左移动 将滑动变阻器的滑片向右移动 小齐设计了一种延时继电器：如图所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈和线圈和电源连接，线圈与直导线构成一个闭合回路。弹簧与衔铁相连，的右端触头连接工作电路未画出。开关闭合状态下，工作电路处于导通状态。断开瞬间，延时功能启动，此时直导线中电流方向为 填写“到”或“到”。 【答案】相反 到 【解析】极向下插入螺线管时，线圈中磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场应该与原磁场方向相反，且感应电流的磁场方向向下，阻碍磁通量的增加。 极向下插入螺线管时，不需要保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针都会向右偏转，故A错误； B.将磁体向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越大，故B错误； C.将磁体的、极对调，并将其向上抽出，则螺线管的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向由到，则电流从“”接线柱流入电流表，电流表的指针向右偏转，故C正确； D.将磁体的、极对调，并将其向下插入，则螺线管的磁通量向下增大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向由到，则电流从“”接线柱流入电流表，电流表的指针向左偏转，故D错误。 故选C。 电池、滑动变阻器、开关、螺线管组成一个闭合回路、另外一个螺线管和电流表组成一个闭合回路，完整的实验电路如图所示。 将线圈插入线圈中，闭合开关瞬间，发现电流计指针右偏，可知当线圈中的磁通量增加时，电流计指针右偏； A.插入铁芯，线圈中的磁通量增加，电流计指针右偏，故A正确； B.拔出线圈，线圈中的磁通量减少，电流计指针左偏，故B错误； C.将滑动变阻器的滑片向左移动，线圈中电流增大，线圈中的磁通量增加，电流计指针右偏，故C正确； D.将滑动变阻器的滑片向右移动，线圈中电流减小，线圈中的磁通量减少，电流计指针左偏，故D错误。 故选AC。 断开瞬间，延时功能启动，此时穿过线圈的磁通量向上减小，根据楞次定律可知，线圈中感应电流产生的磁场方向向上，则此时直导线中电流方向为到。 14.（8分）某同学探究“影响感应电动势大小的因素”，所用器材与装置如图甲所示：玻璃管竖直固定，外面套有线圈，线圈两端与时间电压测量系统内阻可视为无穷大相连。把三块强磁薄圆片叠加成一个圆柱形磁铁，在玻璃管正上方释放，测量系统测出磁铁下端经过线圈中某两个位置图中没画出的时间与该段时间线圈中的平均电动势。改变磁铁的释放位置，测得多组数据，画出图线如图乙中实线所示。 实验表明，磁铁经过两个位置的时间越长，穿过线圈的磁通量变化率越 选填“大”或“小”，线圈中的平均感应电动势越 （选填“大”或“小”）。 改变某个因素，重新实验，得到另一条图线图乙中虚线，则改变的因素可能是 。 A.更多块强磁薄圆片叠加在一起 B.从更高的位置释放磁铁 C.换成匝数更多的线圈 D.磁铁上下颠倒后释放 为验证平均感应电动势与磁通量的变化率是否成正比，需要以平均感应电动势为纵坐标， 为横坐标画出图线，如果图线是一条过原点的直线，则表明平均感应电动势与磁通量变化率成正比。 【答案】小 小 【解析】实验表明，磁铁经过两个位置的磁通量的变化量相同，时间越长，磁通量变化越慢，穿过线圈的磁通量变化率越小，线圈中的平均感应电动势越小。 更多块强磁薄圆片叠加在一起，磁场增强，磁通量变化率增大，平均感应电动势增大，A正确； B.从更高的位置释放磁铁，磁铁通过线圈时的速度增大，磁通量变化率增大，平均感应电动势增大，B正确； C.换成匝数更多的线圈，平均感应电动势增大，C正确； D.磁铁上下颠倒后释放，平均感应电动势大小不变，D错误。 故选ABC。 根据法拉第电磁感应定律 为验证平均感应电动势与磁通量的变化率是否成正比，需要以平均感应电动势为纵坐标，为横坐标画出图线，如果图线是一条过原点的直线，则表明平均感应电动势与磁通量变化率成正比。 三、计算题(本题共4小题，共38分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位) 15.（9分）如图甲所示，电阻的金属棒垂直放置在水平导轨正中央，导轨由两根长、间距的平行金属杆组成，其电阻不计，在导轨左端接有阻值的电阻，金属棒与导轨接触良好。从时刻开始，空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化如图乙所示，在时刻，金属棒恰好沿导轨开始运动。取重力加速度。求： 在内，导体棒上所通过的电流大小和方向； 在内，电阻上所通过的电荷量及产生的焦耳热； 在时刻，导体棒所受磁场作用力的大小和方向。 【答案】解：由法拉第电磁感应定律可知，在时间内回路中感应电动势 由欧姆定律可得：， 由图像可得：， 代入数据可得，电流方向：从到 在时间内通过电阻的电荷量得 电阻产生的焦耳热：，解得 导体棒所受磁场作用力的大小：，， 代入数据可得； 根据左手定则，磁场作用力方向向左。 16.（9分）如图所示，倾斜放置、电阻不计的光滑金属导轨间距为，顶端连接阻值为的电阻，导轨平面与水平面的夹角为，导轨平面处在方向垂直轨道向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。现将质量为的导体棒垂直导轨放置，由静止释放，流经的电荷量时导体棒速度达到最大。已知导体棒接入回路的电阻为，重力加速度为，导体棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨足够长。求： 导体棒运动的最大速度。 导体棒从释放到速度最大经历的时间。 【答案】解：导体棒速度最大时，对导体棒受力分析有： 回路中产生的电动势，电流 解得； 对导体棒，加速过程由动量定理有： 得 代入数据后得。 17.（10分）如图，在竖直平面内存在一“凹”形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为，磁场的上下边界水平且间距为，竖直的左右边界间距为且关于凹陷中心对称，凹陷部分高度为，宽度为。一阻值为、边长为的正方形单匝竖直线框，在距磁场上方处正对着磁场由静止释放，下落过程中，线框平面始终和磁场方向垂直。重力加速度大小为，不计空气阻力。求： 线框的下边刚进入磁场时，线框中电流的大小； 若线框的下边进入磁场后立即做匀速运动，则线框的质量为多少？ 在的条件下，已知从线框的上边刚进入磁场到下边即将离开磁场的时间为，则线框的下边即将离开磁场时，线框的速度大小为多少？ 【答案】解：根据动能定理，解得，根据法拉第电磁感应定律，又，解得； 由受力分析有，解得； 线框匀速运动到线框的上边进入磁场，继续向下做变加速直线运动，根据动量定理，，，，解得。 18.（10分）如图所示，导体棒、分别静置于水平固定的平行窄导轨和宽导轨上，导轨间距分别为、，导轨电阻不计，所在区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场，、棒的质量分别为、，两导体棒总电阻为，棒与导轨间无摩擦，棒与导轨间的动摩擦因数。时刻，给导体棒一个大小为，方向水平向右的恒力作用，时棒刚要滑动，再过一段时间后回路中电流大小为且保持恒定。已知棒距宽导轨足够远，棒所在导轨足够长，导体棒始终垂直于导轨且与导轨接触良好，重力加速度大小取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： 时，棒中电流的大小和方向； 时间内，安培力对棒的冲量大小； 电流的大小。 【答案】时，对棒分析 得 方向：指向； 时， 得 时间内，对棒分析 得； 稳定后电路电流一定，，取 ， 有，即 即， 得。 2/2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十二章：电磁感应 （考试时间：90分钟，试卷满分：100分） 考试范围：电磁感应 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷(选择题，共48分) 一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每个小题给出的四个选项中，第1～8小题，只有一个选项符合题意；第9～12小题，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分) 1.图示装置是某同学探究感应电流产生条件的实验装置。在电路正常接通并稳定后，他发现：当电键断开时，电流表的指针向右偏转。则能使电流表指针向左偏转的操作是() A.拔出线圈 B.在线圈中插入铁芯 C.滑动变阻器的滑动触头向左匀速滑动 D.滑动变阻器的滑动触头向左加速滑动 2.重庆某地区地磁场的磁感应强度的竖直分量方向为竖直向下，大小随距离地面高度的变化关系如图所示，该地区一直升机将一始终保持水平的闭合金属导线框竖直向上吊起过程中，线框中的感应电流方向从上往下看为() A.顺时针方向 B.逆时针方向 C.先逆时针后顺时针 D.先顺时针后逆时针 3.如图所示，用轻质绝缘细线把闭合均质金属环悬挂于点，图中虚线的左边有匀强磁场，磁感应强度大小为，右边没有磁场，用手拉住金属环，使悬线偏离竖直方向角。放手后，金属环摆动，并很快停下来。已知金属环质量为、半径为、电阻为，细线长度为，不考虑空气阻力。整个过程中，下列说法正确的是() A.金属圆环中产生感应电流的方向为逆时针 B.通过金属环横截面的电荷量为 C.金属环产生的热量为 D.若整个空间都有向外的匀强磁场，则金属环会更快停下来 4.如图所示，间距为的两水平虚线之间有方向垂直于竖直平面向里的匀强磁场，正方形金属线框的边长为。线框从边距磁场上边界处自由下落，下落过程中线框始终在竖直平面内且边保持水平。已知边进入磁场瞬间、边进入磁场瞬间及边离开磁场瞬间线框的速度均相同。设线框进入磁场的过程中产生的热量为，离开磁场的过程中产生的热量为。不计空气阻力，则() A. B. C. D. 5.在边长为的等边三角形区域内存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，一边长也为的等边三角形导线框，在纸面上以某一速度向右匀速运动，底边始终与磁场的底边界在同一直线上，如图所示取顺时针为电流的正方向，则在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流随时间变化的图像可能是() A. B. C. D. 6.如图所示的电路中，、是完全相同的灯泡，线圈的自感系数较大，直流电阻不计。先闭合开关，电路稳定后再断开开关，此时() A.立刻熄灭 B.立刻熄灭 C.闪亮一下逐渐熄灭 D.闪亮一下逐渐熄灭 7.电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为磁场中，边长为的正方形线圈竖直固定在减震装置上某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈关于图乙中的线圈下列说法正确的是() A.穿过线圈的磁通量为 B.若永磁铁相对线圈匀速上升，线圈中无感应电流 C.若永磁铁相对线圈减速下降，线圈中感应电流方向为逆时针方向 D.若永磁铁相对线圈下降，则线圈在竖直方向上受到的安培力合力向下 8.如图甲所示，在半径为的圆形区域内存在垂直平面的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化如图乙所示。同一平面内有边长为的金属框，总电阻为，边与圆形磁场区域的直径重合。则() A.时，框中的电流为 B.时，框中的电流为 C.时间内，框中产生的焦耳热为 D.时间内，框中产生的焦耳热为 9.法拉第制作了最早的圆盘发电机，如图甲所示。兴趣小组仿制了一个金属圆盘发电机，按图乙连接电路。圆盘边缘与电刷紧贴，用导线把电刷与电阻的端连接，圆盘的中心轴线与电阻的端连接。将该圆盘放置在垂直于盘面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为。使圆盘以角速度匀速转动，转动方向如图乙所示。已知圆盘半径为，除电阻外其他电阻不计。下列说法正确的是() A.通过电阻的电流方向为 B.通过电阻的电流方向为 C.通过电阻的电流大小为 D.通过电阻的电流大小为 10.如图所示，间距为的水平型导体框置于竖直向下的匀强磁场中，型导体框左端连接一阻值为的电阻。将一质量为、电阻为的导体棒静置于导体框上。从某时刻开始，对导体棒施加一水平向右的恒定拉力，使其沿导体框向右运动，经过时间，导体棒恰好运动至图中虚线位置，此时速度大小为。已知磁感应强度大小为，不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。在此过程中() A.导体棒中感应电流的方向为 B.导体棒的平均速度大小为 C.通过电阻的电荷量为 D.电阻上消耗的电能为 11.如图，匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的边界、、水平，两磁场的方向相反，磁感应强度大小均为，磁场Ⅰ的宽度为，磁场Ⅱ的宽度大于。边长为、质量为、电阻为的正方形金属线框自距磁场边界上方处自由下落，当边刚进磁场Ⅱ时线框的加速度为零当边刚出磁场Ⅱ时，线框的加速度也为零。重力加速度大小为，线框运动过程中，磁场始终与线框平面垂直，边始终水平，下列说法正确的是() A.线框边通过磁场Ⅰ的过程中，通过线框截面的电荷量为 B.当线框边刚进磁场Ⅱ时，线框的速度大小为 C.磁场Ⅱ的宽度为 D.线框通过磁场过程中，线框中产生的焦耳热为 12.如图，两条光滑且足够长的直金属导轨、平行放置，两导轨与水平面间夹角均为，导轨所在空间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场。两均匀导体棒、垂直导轨放置，棒靠在绝缘挡杆上保持静止。时刻，棒在沿导轨向上的拉力作用下由静止开始做匀加速直线运动。导轨电阻不计，运动过程中两导体棒与导轨始终垂直且接触良好。关于、棒运动的速度、回路中的电流、棒所受拉力及棒所受安培力的功率随时间变化的关系图像，其中可能正确的是( ) A. B. C. D. 第Ⅱ卷(非选择题，共52分) 二、填空题(本题共2小题，共14分) 13.(6分)为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下的实验。 小明同学用如图甲的实验装置“探究影响感应电流方向的因素”，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。 将条形磁铁按如图甲方式将极向下匀速插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示。 经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向 填“相同”或“相反”。 关于该实验，下列说法正确的是 。 A.必须保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转 B.将磁体向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越小 C.将磁体的、极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转 D.将磁体的、极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向右偏转 小宁同学用如图所示的器材研究感应电流的方向。 在给出的实物图中，用笔线代替导线将实验仪器连成完整的实验电路 。 将线圈插入线圈中，闭合开关瞬间，发现电流计指针右偏，则保持开关闭合，以下操作中也能使电流计右偏的是 。 A.插入铁芯 B.拔出线圈 C.将滑动变阻器的滑片向左移动 将滑动变阻器的滑片向右移动 小齐设计了一种延时继电器：如图所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈和线圈和电源连接，线圈与直导线构成一个闭合回路。弹簧与衔铁相连，的右端触头连接工作电路未画出。开关闭合状态下，工作电路处于导通状态。断开瞬间，延时功能启动，此时直导线中电流方向为 填写“到”或“到”。 14.（8分）某同学探究“影响感应电动势大小的因素”，所用器材与装置如图甲所示：玻璃管竖直固定，外面套有线圈，线圈两端与时间电压测量系统内阻可视为无穷大相连。把三块强磁薄圆片叠加成一个圆柱形磁铁，在玻璃管正上方释放，测量系统测出磁铁下端经过线圈中某两个位置图中没画出的时间与该段时间线圈中的平均电动势。改变磁铁的释放位置，测得多组数据，画出图线如图乙中实线所示。 实验表明，磁铁经过两个位置的时间越长，穿过线圈的磁通量变化率越 选填“大”或“小”，线圈中的平均感应电动势越 （选填“大”或“小”）。 改变某个因素，重新实验，得到另一条图线图乙中虚线，则改变的因素可能是 。 A.更多块强磁薄圆片叠加在一起 B.从更高的位置释放磁铁 C.换成匝数更多的线圈 D.磁铁上下颠倒后释放 为验证平均感应电动势与磁通量的变化率是否成正比，需要以平均感应电动势为纵坐标， 为横坐标画出图线，如果图线是一条过原点的直线，则表明平均感应电动势与磁通量变化率成正比。 三、计算题(本题共4小题，共38分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位) 15.（9分）如图甲所示，电阻的金属棒垂直放置在水平导轨正中央，导轨由两根长、间距的平行金属杆组成，其电阻不计，在导轨左端接有阻值的电阻，金属棒与导轨接触良好。从时刻开始，空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化如图乙所示，在时刻，金属棒恰好沿导轨开始运动。取重力加速度。求： 在内，导体棒上所通过的电流大小和方向； 在内，电阻上所通过的电荷量及产生的焦耳热； 在时刻，导体棒所受磁场作用力的大小和方向。 16.（9分）如图所示，倾斜放置、电阻不计的光滑金属导轨间距为，顶端连接阻值为的电阻，导轨平面与水平面的夹角为，导轨平面处在方向垂直轨道向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。现将质量为的导体棒垂直导轨放置，由静止释放，流经的电荷量时导体棒速度达到最大。已知导体棒接入回路的电阻为，重力加速度为，导体棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨足够长。求： 导体棒运动的最大速度。 导体棒从释放到速度最大经历的时间。 17.（10分）如图，在竖直平面内存在一“凹”形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为，磁场的上下边界水平且间距为，竖直的左右边界间距为且关于凹陷中心对称，凹陷部分高度为，宽度为。一阻值为、边长为的正方形单匝竖直线框，在距磁场上方处正对着磁场由静止释放，下落过程中，线框平面始终和磁场方向垂直。重力加速度大小为，不计空气阻力。求： 线框的下边刚进入磁场时，线框中电流的大小； 若线框的下边进入磁场后立即做匀速运动，则线框的质量为多少？ 在的条件下，已知从线框的上边刚进入磁场到下边即将离开磁场的时间为，则线框的下边即将离开磁场时，线框的速度大小为多少？ 18.（10分）如图所示，导体棒、分别静置于水平固定的平行窄导轨和宽导轨上，导轨间距分别为、，导轨电阻不计，所在区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场，、棒的质量分别为、，两导体棒总电阻为，棒与导轨间无摩擦，棒与导轨间的动摩擦因数。时刻，给导体棒一个大小为，方向水平向右的恒力作用，时棒刚要滑动，再过一段时间后回路中电流大小为且保持恒定。已知棒距宽导轨足够远，棒所在导轨足够长，导体棒始终垂直于导轨且与导轨接触良好，重力加速度大小取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： 时，棒中电流的大小和方向； 时间内，安培力对棒的冲量大小； 电流的大小。 2/2 学科网（北京）股份有限公司 $