2025—2026学年高二下学期物理暑假作业-电磁感应

**基本信息** 以电磁感应核心规律为纲，融合科技前沿案例，构建"概念-规律-应用"三阶训练体系，强化科学思维与物理观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础规律|1-5题|楞次定律判定感应电流方向、法拉第定律计算电动势|从磁通量变化本质出发，推导感应电流产生条件及方向规律| |综合应用|6-8题|动态过程分析、有效切割长度计算、能量转化守恒|结合几何模型与运动情境，建立电磁感应中的力电综合关系| |实验探究|9-10题|实验现象观察、数据处理、误差分析|通过落磁实验与电路设计，培养科学探究能力与证据意识|

电磁感应 2025—2026学年高二物理暑假作业-电磁感应 学科网（北京）股份有限公司 1.在如图所示的xOy坐标系第一象限内存在垂直纸面向外的磁场，磁场沿y轴方向均匀分布、沿x轴正方向逐渐减弱。在第一象限内有一个平行于xOy平面的矩形导线框abcd，已知穿过线框的磁通量为Φ，则以下判断正确的是(      ) A.此时线框内有感应电流产生 B.若线框沿y轴正方向平移，则框内有感应电流产生 C.若线框沿x轴负方向平移，则框内有感应电流产生 D.以ab边为轴翻转180°，则这一过程中框内磁通量变化量为2Φ 2.如图所示，将带铁芯的线圈L与灯泡A并联，接到电源上。先闭合开关S，电路稳定后灯泡A正常发光；然后断开开关S，灯泡A先闪亮一下，再熄灭。下列说法正确的是(      ) A.断开开关S的瞬间，通过灯泡A的电流方向为a→b B.断开开关S的瞬间，通过灯泡A的电流比电路稳定时通过灯泡A的电流大 C.闭合开关S的瞬间，线圈L不会产生自感电动势 科技新闻 6月5日，高性能轴向磁通电机系列创新成果在浙江宁波发布。国产轴向磁通电机依托电磁感应实现高效机电转换，用于新能源汽车、人形机器人、低空飞行器等领域。为我国轴向磁通电驱动领域全流程创新、对标国际顶尖水平提供了关键支撑。 D.闭合开关S的瞬间，通过线圈L的电流比电路稳定时通过线圈L的电流大 3.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甲所示，磁场向上为正。当磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列关于导体环中的感应电流i随时间t变化的图像正确的是(      ) A. B. C. D. 4.电磁弹射装置的原理图如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放在绝缘且内壁光滑的发射导管内。闭合开关S后，在时间内驱动线圈中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在这段时间内，下列说法正确的是(      ) A.发射线圈中感应电流产生的磁场水平向右 B.时驱动线圈产生的自感电动势最大 C.时发射线圈中的感应电动势最大 D.时发射线圈中的感应电流最大 福建舰2026年“毕业” 中国海军的福建舰即将在2026年完成战斗力生成，这不仅意味着我国航母技术迈出了历史性的一大步，也象征着海军现代化建设进入了全新阶段。根据国防部5月最新通报，福建舰已经成功完成了歼-35隐身舰载机与空警-600固定翼预警机的电磁弹射起降测试。 5.当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，线圈附近的导体中都会产生感应电流。如图所示，将绝缘导线绕在圆柱形铁块上，导线内通以交变电流，铁块内就会产生虚线所示的感应电流，即涡流。当线圈中的电流方向如图所示且正在减小时，下列判断正确的是(      ) A.线圈内部空间的磁感线方向竖直向下 B.从上往下看，铁块内沿虚线圆的涡流方向为顺时针方向 C.为减小涡流，可以把铁块沿横向切成很薄的铁片，涂上绝缘层后叠放起来 D.为减小涡流，可以把铁块沿纵向切成很薄的铁片，涂上绝缘层后叠放起来 6.如图所示，在光滑绝缘水平面上，三条相互平行、间距为d的虚线间存在图示方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，一直角三角形导体框放在水平面上，边与虚线平行，边长度为，刚开始导体框的C点刚好在最左侧的虚线上。现给导体框施加一水平向右的外力F，使导体框向右做匀速直线运动。关于运动过程中产生的感应电流I的大小、外力F的大小随位移x的变化规律正确的是(      ) A. B. 涡电流 涡电流又称傅科电流，该现象于1824年由弗朗索瓦·阿拉戈首次观察，后由法国物理学家莱昂·福柯于1855年明确发现并命名，指导体在变化磁场或与磁场发生相对运动时，因电磁感应产生的闭合环形电流，其方向遵循楞次定律。涡电流电阻较小且强度较高，具有热效应和机械效应两种特性，在高频交变磁场下还会呈现趋肤效应。 C. D. 7.（多选）“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中，如图所示为一种手持式封口机，它的工作原理是：当接通电源时，内置线圈产生磁场，当磁感线穿过封口铝箔材料的瞬间产生大量小涡流，使铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在承封容器的封口处，达到迅速封口的目的。下列有关说法正确的是(   ) A.封口材料可用普通塑料来代替铝箔 B.该封口机可用干电池作为电源以方便携带 C.封口过程中温度过高，可通过适当减小通电流的频率来解决 D.该封口机适用于玻璃、塑料等材质的容器封口，但不适用于金属容器 8.（多选）如图甲所示，在倾角为的光滑斜面上，存在与斜面垂直向上的条状匀强磁场区域，磁场的宽度为L，相邻条状磁场的间距也为L。一质量为m、边长为L的单匝正方形线圈以与斜面底边平行的初速度水平抛出，边与磁场边界平行，如图乙所示。已知线圈电阻，斜面的宽度足够大、斜面足够长、磁场区域的数量足够多，重力加速度为g。下列说法正确的是(      ) A.线圈中的电流方向为先沿再沿，交替进行 B.线圈的边刚进入第二个条状磁场区域时，加速度大小为 C.全过程线圈产生的热量为 D.线圈最多穿过8个条状磁场区域 9.落磁实验是研究电磁感应现象的经典实验，某兴趣小组利用如图甲所示装置探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素，图甲中灵敏电流计的正中间为零刻度，电流从“+”极流入时，指针向右偏转。 （1）当强磁铁从图甲位置左右运动过程，灵敏电流计的指针________________（选填“会”或“不会”）偏转。 （2）当强磁铁从图甲位置向下靠近线圈，灵敏电流计的指针会________________（选填“向左”或“向右”）偏转。 （3）仅将灵敏电流计更换成电流传感器，强磁铁从螺线管上端由静止下落（无桌面阻挡），电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流i与时间t的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是__________。 A.时刻的速度大小等于时刻的速度大小 B.在时间段，强磁铁的加速度小于重力加速度 C.强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下 D.在的时间内，强磁铁重力势能的减少量大于其动能的增加量 10.如图甲所示，两光滑的金属导轨PQ和MN水平平行放置，导轨间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B如图乙所示发生变化。两完全相同的金属棒ab、cd垂直导轨放置，一不可伸长的绝缘轻绳一端与ab棒水平相连，另一端通过定滑轮与一重物相连，ab棒与定滑轮的间距足够长。前1s内两金属棒均固定在导轨上保持静止，时释放ab棒，ab棒运动过程中始终与导轨垂直，cd棒仍固定不动。两金属棒的质量均为，电阻均为，重物的质量，两导轨间距和时两金属棒间距离均为。g取。求： （1）时，流过ab棒的电流大小I和方向； （2）ab棒的速度达到时，棒两端的电压和此时轻绳上的拉力大小T； （3）重物释放后下降10m过程中（此时重物已达到最大速度），ab棒上产生的热量Q。 参考答案 1.答案：C 解析：由于线框内的磁通量没有发生变化，所以没有感应电流，故A错误；若线框沿y轴正方向平移，由于磁场沿y轴方向均匀分布，则线框内的磁通量没有发生变化，因此框内没有感应电流产生，故B错误；若线框沿x轴负方向平移，由于磁场沿x轴正方向逐渐减弱，磁通量发生变化，则框内有感应电流产生，故C正确；由于磁场沿x轴正方向逐渐减弱，以ab边为轴翻转180°后，磁通量不为，则这一过程中框内磁通量变化量不为，故D错误。 2.答案：B 解析：AB.断开开关S前，线圈L中的电流为a→b，断开开关S的瞬间，线圈L产生自感电动势，阻碍线圈L中电流的变化，线圈L相当于一个电源，和灯泡A组成闭合回路，故通过灯泡A的电流方向为b→a，因灯泡A先闪亮一下，再熄灭，所以，通过灯泡A的电流比电路稳定时通过灯泡A的电流大，故A错误，B正确； CD.闭合开关S的瞬间，线圈L会产生自感电动势阻碍电流的变化，所以，通过线圈L的电流比电路稳定时通过线圈L的电流小，故CD错误。 故选B。 3.答案：D 解析：均匀变化的磁场产生恒定的电流，在0～1s内，磁感应强度方向竖直向上，并且均匀增大，根据楞次定律可知感应电流方向为正；1～2s内磁场方向竖直向上，保持不变，则感应电流为0，2~4s内磁场变化情况与1~2s内相反，根据楞次定律可知2~4s内感应电流方向为负方向，4～5s内磁场方向竖直向下，保持不变，则感应电流为0，5~6s内，磁场向下减小，根据楞次定律可知感应电流方向为正。 故选D。 4.答案：C 解析：A.根据安培定则可知，驱动线圈内的磁场方向水平向右，结合题图乙可知，驱动线圈的电流增大，通过发射线圈的磁通量增大，根据㭶次定律可知，发射线圈内部的感应磁场方向水平向左，A错误； BD.由题图乙可知，时驱动线圈的电流变化率最小，此时通过发射线圈的磁通量变化率最小，驱动线圈产生的自感电动势最小，发射线圈中的感应电流最小，BD错误； C.时驱动线圈的电流变化率最大，则此时通过发射线圈的磁通量变化得最快，发射线圈中的感应电动势最大，C正确。 故选C。 5.答案：D 解析：A.线圈内部的磁场由通过线圈的电流产生，根据安培右手定则可知，其磁感线方向竖直向上，故A项错误； B.因为线圈中的电流正在减小，则线圈中电流产生的磁场减弱，根据楞次定律，涡流的方向为逆时针方向，故B项错误； CD.由于产生的感应电动势的大小一定，而要减小涡流，必须增大铁块电阻，根据电阻定律可知，可减小铁块的横截面积，故可以把铁块沿纵向切成很薄的铁片，涂上绝缘层后叠放起来，故C错误，D正确。 故选D。 6.答案：A 解析：AB.设，导体框的电阻为R，速度为v；在第一阶段，导体框向右运动的位移为时，可得切割磁感线的有效长度为 导体框产生的感应电动势为 可知感应电动势E的大小与x成正比，感应电流I的大小也与x成正比。 在第二阶段，导体框向右运动的位移为时，根据几何关系可得线框在左边磁场的有效长度为 产生的感应电动势大小为 在右边磁场的有效长度也为 产生的感应电动势大小也为 根据右手定则可知，两个电源产生的电流方向相同，两个电源相互叠加增强，则总的电动势为 可知感应电动势E的大小与x成正比，感应电流I的大小也与x成正比，斜率是第一阶段的2倍。 在第三阶段，导体框向右运动的位移为时，根据几何关系可得线框在右边磁场的有效长度为 产生的感应电动势大小为 可知感应电动势E的大小与x成正比，感应电流I的大小也与x成正比，斜率与第一阶段相同。 故A正确，B错误； CD.导体框向右运动的位移为过程中，导体框所受的安培力大小与外力F相等，为 导体框向右运动的位移为过程中，导体框所受的安培力大小与外力F相等，为 导体框向右运动的位移为过程中，导体框所受的安培力大小与外力F相等，为 综上分析可知，外力F与x不是正比关系，故CD错误。 故选A。 7.答案：CD 解析：由于封口机利用了电磁感应原理，故封口材料必须是金属类材料，而且电源必须是交流电，故A、B错误；根据可知，减小内置线圈中所通电流的频率可以减小磁通量的变化率，减小感应电动势E，在相同时间内减少封口过程中产生的热量，即控制温度，故C正确；封口材料应是金属类材料，但被封口的容器不能是金属，否则同样会被熔化，被封口的可以是玻璃、塑料等材质的容器，故D正确。 8.答案：AC 解析：A.线圈刚进入磁场时，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流方向顺时针abcda，同理可知，出磁场时感应电流的方向为adcba，故A正确； B.线圈在进入第一个条状匀强磁场的过程中，对线圈水平方向分析，由动量定理可得 其中， 解得 所以线圈刚进入第二个磁场时的速度为 此时线圈中的电流 对线圈在水平方向受力分析，由牛顿第二定律可得 联立解得，线圈刚进入第二个磁场区域时，水平方向的加速度大小为 沿斜面向下的加速度为，则其合加速度不为，故B错误； C.水平方向上，线圈最终速度为零，由功能关系可知，水平方向速度减小时由于受到安培力的作用，沿斜面方向的运动不会产生感应电流，所以线圈产生的热量为，故C正确； D.结合上述分析可知，线圈每穿过一个磁场区域，水平方向动量减少，所以线圈穿过磁场区域的个数为 所以线圈最多穿过4个磁场区域，故D错误。 故选AC。 9.答案：（1）会 （2）向左 （3）BD 解析：（1）感应电流产生的条件是闭合回路的磁通量发生变化。强磁铁左右运动时，穿过闭合线圈的磁通量会发生变化，电路产生感应电流，因此灵敏电流计指针会偏转。 （2）强磁铁N极向下靠近线圈，穿过线圈向下的磁通量增加。根据楞次定律，感应电流的磁场方向向上，阻碍磁通量增加；结合安培定则和电路接线可判断，电流从灵敏电流计的“-”极流入，题目规定电流从“+”极流入时指针向右偏转，因此指针向左偏转。 （3）A.是磁铁进入线圈过程电流峰值对应时刻，是离开线圈过程电流峰值对应时刻，磁铁一直向下加速下落，时刻位置更靠下，速度大于时刻速度，故A错误； B.是磁铁进入线圈的过程，穿过线圈的磁通量持续变化，一直存在感应电流，安培力阻碍磁铁下落、方向向上，因此加速度，故B正确； C.根据楞次定律“来拒去留”，磁铁进入和离开线圈时，安培力都阻碍相对运动，因此受到线圈的作用力始终向上，故C错误； D.根据能量守恒，磁铁下落过程中，重力势能的减少量一部分转化为线圈的焦耳热，另一部分转化为磁铁的动能，因此重力势能的减少量大于动能的增加量，故D正确。 故选BD。 10.答案：（1）由b指向a （2） （3） 解析：（1）在内磁通量的变化量为 根据法拉第电磁感应定律有，在内电动势为 由闭合电路欧姆定律有 根据楞次定律，流过棒的电流方向为由b指向a。 （2）由法拉第电磁感应定律有 根据串联电路电阻分压规律可得棒两端电压 由欧姆定律有电路中的电流为 棒受到的安培力为 以重物和棒为整体，根据牛顿第二定律有 解得 对棒，根据牛顿第二定律有 解得。 （3）重物达到最大速度时，重物和棒匀速运动，此时有 根据闭合电路欧姆定律有 由法拉第电磁感应定律有 根据能量守恒定律有，棒上产生的热量为 代入数据解得 $电磁感应 2025—2026学年高二物理暑假作业-电磁感应 学科网（北京）股份有限公司 1.在如图所示的xOy坐标系第一象限内存在垂直纸面向外的磁场，磁场沿y轴方向均匀分布、沿x轴正方向逐渐减弱。在第一象限内有一个平行于xOy平面的矩形导线框abcd，已知穿过线框的磁通量为Φ，则以下判断正确的是(      ) A.此时线框内有感应电流产生 B.若线框沿y轴正方向平移，则框内有感应电流产生 C.若线框沿x轴负方向平移，则框内有感应电流产生 D.以ab边为轴翻转180°，则这一过程中框内磁通量变化量为2Φ 2.如图所示，将带铁芯的线圈L与灯泡A并联，接到电源上。先闭合开关S，电路稳定后灯泡A正常发光；然后断开开关S，灯泡A先闪亮一下，再熄灭。下列说法正确的是(      ) A.断开开关S的瞬间，通过灯泡A的电流方向为a→b B.断开开关S的瞬间，通过灯泡A的电流比电路稳定时通过灯泡A的电流大 C.闭合开关S的瞬间，线圈L不会产生自感电动势 科技新闻 6月5日，高性能轴向磁通电机系列创新成果在浙江宁波发布。国产轴向磁通电机依托电磁感应实现高效机电转换，用于新能源汽车、人形机器人、低空飞行器等领域。为我国轴向磁通电驱动领域全流程创新、对标国际顶尖水平提供了关键支撑。 D.闭合开关S的瞬间，通过线圈L的电流比电路稳定时通过线圈L的电流大 3.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甲所示，磁场向上为正。当磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列关于导体环中的感应电流i随时间t变化的图像正确的是(      ) A. B. C. D. 4.电磁弹射装置的原理图如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放在绝缘且内壁光滑的发射导管内。闭合开关S后，在时间内驱动线圈中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在这段时间内，下列说法正确的是(      ) A.发射线圈中感应电流产生的磁场水平向右 B.时驱动线圈产生的自感电动势最大 C.时发射线圈中的感应电动势最大 D.时发射线圈中的感应电流最大 福建舰2026年“毕业” 中国海军的福建舰即将在2026年完成战斗力生成，这不仅意味着我国航母技术迈出了历史性的一大步，也象征着海军现代化建设进入了全新阶段。根据国防部5月最新通报，福建舰已经成功完成了歼-35隐身舰载机与空警-600固定翼预警机的电磁弹射起降测试。 5.当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，线圈附近的导体中都会产生感应电流。如图所示，将绝缘导线绕在圆柱形铁块上，导线内通以交变电流，铁块内就会产生虚线所示的感应电流，即涡流。当线圈中的电流方向如图所示且正在减小时，下列判断正确的是(      ) A.线圈内部空间的磁感线方向竖直向下 B.从上往下看，铁块内沿虚线圆的涡流方向为顺时针方向 C.为减小涡流，可以把铁块沿横向切成很薄的铁片，涂上绝缘层后叠放起来 D.为减小涡流，可以把铁块沿纵向切成很薄的铁片，涂上绝缘层后叠放起来 6.如图所示，在光滑绝缘水平面上，三条相互平行、间距为d的虚线间存在图示方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，一直角三角形导体框放在水平面上，边与虚线平行，边长度为，刚开始导体框的C点刚好在最左侧的虚线上。现给导体框施加一水平向右的外力F，使导体框向右做匀速直线运动。关于运动过程中产生的感应电流I的大小、外力F的大小随位移x的变化规律正确的是(      ) A. B. 涡电流 涡电流又称傅科电流，该现象于1824年由弗朗索瓦·阿拉戈首次观察，后由法国物理学家莱昂·福柯于1855年明确发现并命名，指导体在变化磁场或与磁场发生相对运动时，因电磁感应产生的闭合环形电流，其方向遵循楞次定律。涡电流电阻较小且强度较高，具有热效应和机械效应两种特性，在高频交变磁场下还会呈现趋肤效应。 C. D. 7.（多选）“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中，如图所示为一种手持式封口机，它的工作原理是：当接通电源时，内置线圈产生磁场，当磁感线穿过封口铝箔材料的瞬间产生大量小涡流，使铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在承封容器的封口处，达到迅速封口的目的。下列有关说法正确的是(   ) A.封口材料可用普通塑料来代替铝箔 B.该封口机可用干电池作为电源以方便携带 C.封口过程中温度过高，可通过适当减小通电流的频率来解决 D.该封口机适用于玻璃、塑料等材质的容器封口，但不适用于金属容器 8.（多选）如图甲所示，在倾角为的光滑斜面上，存在与斜面垂直向上的条状匀强磁场区域，磁场的宽度为L，相邻条状磁场的间距也为L。一质量为m、边长为L的单匝正方形线圈以与斜面底边平行的初速度水平抛出，边与磁场边界平行，如图乙所示。已知线圈电阻，斜面的宽度足够大、斜面足够长、磁场区域的数量足够多，重力加速度为g。下列说法正确的是(      ) A.线圈中的电流方向为先沿再沿，交替进行 B.线圈的边刚进入第二个条状磁场区域时，加速度大小为 C.全过程线圈产生的热量为 D.线圈最多穿过8个条状磁场区域 9.落磁实验是研究电磁感应现象的经典实验，某兴趣小组利用如图甲所示装置探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素，图甲中灵敏电流计的正中间为零刻度，电流从“+”极流入时，指针向右偏转。 （1）当强磁铁从图甲位置左右运动过程，灵敏电流计的指针________________（选填“会”或“不会”）偏转。 （2）当强磁铁从图甲位置向下靠近线圈，灵敏电流计的指针会________________（选填“向左”或“向右”）偏转。 （3）仅将灵敏电流计更换成电流传感器，强磁铁从螺线管上端由静止下落（无桌面阻挡），电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流i与时间t的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是__________。 A.时刻的速度大小等于时刻的速度大小 B.在时间段，强磁铁的加速度小于重力加速度 C.强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下 D.在的时间内，强磁铁重力势能的减少量大于其动能的增加量 10.如图甲所示，两光滑的金属导轨PQ和MN水平平行放置，导轨间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B如图乙所示发生变化。两完全相同的金属棒ab、cd垂直导轨放置，一不可伸长的绝缘轻绳一端与ab棒水平相连，另一端通过定滑轮与一重物相连，ab棒与定滑轮的间距足够长。前1s内两金属棒均固定在导轨上保持静止，时释放ab棒，ab棒运动过程中始终与导轨垂直，cd棒仍固定不动。两金属棒的质量均为，电阻均为，重物的质量，两导轨间距和时两金属棒间距离均为。g取。求： （1）时，流过ab棒的电流大小I和方向； （2）ab棒的速度达到时，棒两端的电压和此时轻绳上的拉力大小T； （3）重物释放后下降10m过程中（此时重物已达到最大速度），ab棒上产生的热量Q。 $