电磁感应B-2027届高三物理一轮复习基础知识自测

**基本信息** 聚焦电磁感应核心规律，以基础自测为起点，通过分层题型构建“概念辨析-规律应用-综合建模”的递进式知识逻辑，强化运动与相互作用观念及科学推理能力。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念辨析|单选1-3|楞次定律应用、感应电动势产生条件判断|从磁通量变化切入，建立“现象-规律-判断”逻辑链| |规律应用|单选4-8、多选9-13|法拉第定律计算、安培力分析、动量能量综合|整合电磁感应与力学规律，形成“公式推导-图像分析-多过程处理”路径| |综合问题解决|解答题14-16|电磁炮、导体框运动、两级弹射模型|以实际情境为载体，强化模型建构与科学论证，体现能量观念与社会责任|

电磁感应自测卷B—2027届高三物理一轮复习基础知识自测 一、单选题（每题4分，共计32分） 1．如图所示，、为正方形金属线圈，线圈从图示位置匀速向右拉出匀强磁场的过程中，、中产生的感应电流方向分别为（      ） A．顺时针、顺时针 B．逆时针、逆时针 C．顺时针、逆时针 D．逆时针，顺时针 2．如图，A和B都是铝环，环A是闭合的，环B是断开的，两环分别固定在一横梁的两端，横梁可以绕中间的支点转动。下列说法正确的是（　　） A．用磁铁的N极靠近A环，A环会被吸引 B．用磁铁的N极靠近B环，B环内没有产生感应电动势 C．分别用磁铁的N极和S极靠近A环，A环均会被排斥 D．分别用磁铁的N极和S极靠近A环，A环产生的感应电流方向相同 3．如图所示，我国某地一直升机将一水平的闭合金属线圈竖直向上吊起，由于地磁场的影响，线圈中产生了感应电流，下列说法正确的是（　　） A．线圈中的磁通量增大 B．线圈中有顺时针方向的感应电流（俯视） C．线圈的四条边有向内收缩的趋势 D．若在赤道上空将线圈吊起，线圈中也会产生感应电流 4．某手摇发电机原理简化为题图：正方形导线框abcd在条形匀强磁场中左右往复切割磁感线，从而供电。已知导线框电阻均匀，边长大于磁场宽度。某次导线框向右匀速穿过磁场，以边刚进入磁场时为零时刻，则间电势差随时间变化的图像，可能正确的是（    ） A． B． C． D． 5．如图（a）所示，相距L的两足够长平行金属导轨放在同一水平面内，两长度均为L、电阻均为R的金属棒ab、cd垂直跨放在两导轨上，金属棒与导轨接触良好。导轨电阻忽略不计。导轨间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，其磁感应强度大小B随时间变化的图像如图（b）所示，时刻，。时刻，两棒相距，ab棒速度为零，cd棒速度方向水平向右，并与棒垂直，则0~T时间内流过回路的电荷量为（　　） A． B． C． D． 6．1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机——法拉第圆盘发电机。半径为r的圆盘通过O、a两处电刷与如图所示的外电路相连，其中电阻，一带电油滴静止在两极板间。圆盘在外力作用下绕O点以角速度逆时针匀速转动过程中，圆盘接入Oa间的等效电阻也为R，已知匀强磁场磁感应强度为B，不计其它电阻和摩擦。下列说法正确的是（    ） A．若将电容器极板M向上移动，则带电油滴向上运动 B．该油滴带负电 C．c点电势高于b点电势 D．电阻上消耗的电功率为 7．麦克斯韦从场的观点出发，认为变化的磁场会激发感生电场。如图甲所示，半径为r的绝缘光滑真空管道（内径远小于半径r）固定在水平面上，管内有一质量为m、带电量为的小球，直径略小于管道内径。真空管处在匀强磁场中，磁感应强度B随时间变化如图乙所示，规定竖直向上为正方向。时刻无初速释放小球。下列说法正确的是（　　） A．俯视真空管道，感生电场的方向是逆时针 B．感生电场对小球的作用力大小为 C．小球绕环一周，感生电场做功为 D．时刻管道对小球的作用力大小 8．如图，光滑水平面上存在竖直向上、宽度d大于的匀强磁场，其磁感应强度大小为B。甲、乙两个合金导线框的质量均为m，长均为，宽均为L，电阻分别为R和。两线框在光滑水平面上以相同初速度并排进入磁场，忽略两线框之间的相互作用。则（    ） A．甲线框进磁场和出磁场的过程中电流方向相同 B．甲、乙线框刚进磁场区域时，所受合力大小之比为 C．乙线框恰好完全出磁场区域时，速度大小为0 D．甲、乙线框从刚进磁场区域到完全出磁场区域产生的焦耳热之比为 二、多选题（每题6分，共计30分） 9．如图所示四幅图片是教材中的插图，则下列说法中正确的是（     ） A．图甲中转动手柄使磁铁转动起来，由于电磁感应里面铝框也会跟着一起转动，稳定后铝框比磁铁转动慢 B．图乙为延时继电器，它是利用断开开关S时线圈A产生自感现象，所以电磁铁还会继续吸住衔铁一小段时间 C．图丙为磁流体发电机，A极板相当于电源的正极 D．图丁中下端刚好与水银液面接触的金属软弹簧通电后将上下弹跳 10．如图所示，自感线圈L存在一定的直流电阻，将它和电阻为R的灯泡A并联后接在电源的两端，先让开关S合上，待电路稳定后再断开开关，则（　　） A．接通开关S瞬间，灯泡A要过一段较长的时间才亮 B．断开开关S的瞬间，流过灯泡的电流与合上开关时流过灯泡的电流方向相反 C．若，断开开关S的瞬间灯泡A将闪亮一下，再慢慢熄灭 D．若，要在断开开关S的瞬间使灯泡A闪亮一下再熄灭，可以更换一个自感系数大但电阻仍为的线圈，来达成这一目的 11．如图所示为电磁炮的简化原理图，直流电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，质量为m的导体棒MN（炮弹）接入电路的电阻为R，导轨间距为L，导轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，摩擦不计。开始时，S接a，电路稳定后，S接b，导体棒MN将会向右运动，以下说法正确的是（　　） A．S接a时，电容器内电场强度方向向下 B．S接a达到稳定状态时，电容器带电荷量为CE C．S接b后，导体棒MN加速度逐渐减小到0 D．S接b后，导体棒最终速度大小为 12．如图甲所示，间距为L的足够长光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨左侧连接有阻值为R的定值电阻，金属棒垂直静止在导轨上，整个导轨处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，给金属棒施加水平向右的拉力F，使金属棒从静止开始运动，金属棒运动的距离时撤去拉力，金属棒整个运动过程中的速度v与运动的位移x的关系如图乙所示。金属棒运动过程中始终与导轨垂直并与两导轨接触良好，金属棒接入电路的电阻为R，则金属棒运动过程中（　　） A．加速度大小保持不变 B．通过电阻R的电荷量为 C．电阻R中产生的焦耳热为 D．拉力F的冲量大小为 13．如图，水平放置的光滑导轨，左右两部分间距之比为1:2，分别处于大小相等、方向相反且与导轨平面垂直的匀强磁场中。两根同种材质、不同粗细的导体棒，质量均为2kg，长度之比为1:2，垂直静置在轨道上。现用125N的水平拉力F作用在棒CD上，使其向右运动1m时撤去拉力，此时，此过程棒CD产生的热量为36J，两棒继续运动达到稳定状态。设导轨足够长且两棒始终在不同的磁场中运动，不计导轨电阻，下列说法正确的是（　　） A．在拉力F作用过程中，棒AB产生热量为9J B．撤去外力时，棒AB的速度为4m/s C．两棒稳定时，棒AB的速度为3.2m/s D．撤去外力到两棒稳定，回路中产生的热量为28.8J 三、解答题（15题10分，16题13分，17题15分） 14．如图甲所示为某种“电磁枪”的原理图。在竖直向下的匀强磁场中，两根相距L的平行长直金属导轨水平放置，左端接电容为C的电容器，一导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦。已知磁场的磁感应强度大小为B，导体棒的质量为m、接入电路的电阻为R。开关闭合前电容器的电荷量为Q。 （1）求闭合开关瞬间通过导体棒的电流I； （2）求闭合开关瞬间导体棒的加速度大小a； （3）在图乙中定性画出闭合开关后导体棒的速度v随时间t的变化图线。 15．如图（a），固定在光滑绝缘水平面上的单匝正方形导体框，置于始终竖直向下的匀强磁场中，边与磁场边界平行，边中点位于磁场边界。导体框的质量，电阻、边长。磁感应强度B随时间t连续变化，内图像如图（b）所示。导体框中的感应电流I与时间t关系图像如图（c）所示，其中内的图像未画出，规定顺时针方向为电流正方向。 (1)求时边受到的安培力大小F； (2)画出图(b)中内图像（无需写出计算过程）； (3)从开始，磁场不再随时间变化。之后导体框解除固定，给导体框一个向右的初速度，求ad边离开磁场时的速度大小。 16．如图所示，某兴趣小组设计了一新型两级水平电磁弹射系统。第一级由间距为l的水平金属导轨、可在导轨上滑行的导电动子、输出电压恒为U的电源和开关S组成，由此构成的回路总电阻为；第二级由固定在动子上间距也为l的导电“”形滑杆、锁定在滑杆上可导电的模型飞机组成，由此构成的回路总电阻为。另外在第二级回路内固定一超导线圈，它与第一、第二两级回路三者彼此绝缘。导轨间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。接通开关S，动子从静止开始运动，所受阻力与其速度成正比，比例系数为k。当动子运动距离为时（可视为已匀速），立即断开S，在极短时间内实现下列操作：首先让超导线圈通上大电流，产生竖直方向的强磁场，在第二级回路中产生磁通量；再让超导线圈断开，磁场快速消失，同时解锁飞机，对飞机实施第二次加速，飞机起飞。已知动子及安装其上所有装备的总质量为M，其中飞机质量为m，在运动过程中，动子始终与导轨保持良好接触，忽略导轨电阻。 (1)求动子在接通S瞬间受力的大小； (2)求第一级弹射过程中动子能达到的最大速度； (3)求第一级弹射过程中电源输出的总能量W； (4)判断超导线圈中电流方向（俯视），并求飞机起飞时的速度大小。 《电磁感应自测卷B—2027届高三物理一轮复习基础知识自测》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C B B B D C D AD BC 题号 11 12 13 答案 BCD BD ABD 1．A 【详解】线圈a从磁场中向右匀速拉出磁场的过程中穿过a线圈的磁通量在减小，则根据楞次定律可知a线圈的电流为顺时针，由于线圈a从磁场中匀速拉出，则a中产生的电流为恒定电流，则线圈a靠近线圈b的过程中线圈b的磁通量在向外增大，同理可得线圈b产生的电流为顺时针。 故选A。 2．C 【详解】AC．无论是用磁铁的N极还是S极靠近A环时，根据“来拒去留”可知，A环均会被排斥，A错误，C正确； B．用磁铁的N极靠近B环，穿过B环的磁通量发生变化，则B环有感应电动势，只是无感应电流，B错误； D．用磁铁的N极靠近A环时，穿过A环的磁通量向里增加；而用磁铁的S极靠近A环时，穿过A环的磁通量向外增加，根据楞次定律可知，A环产生的感应电流方向相反，D错误。 故选C。 3．B 【详解】A．根据地磁场磁感线分布特点可知，磁感线竖直分量随着高度增加而减小，方向向下，闭合金属线圈竖直向上吊起过程线圈中的磁通量减小，A错误； B．根据楞次定律，线框中有顺时针方向的感应电流（俯视），B正确； C．根据楞次定律，线框的四条边有向外扩张的趋势，C错误； D．赤道上空磁感线水平，线圈中磁通量始终为0，故不产生感应电流，D错误。 故选B。 4．B 【详解】设正方形导体框的边长为L，磁感应强度为B，运动速度为v，则cd边进入磁场时，产生感应电动势 设导体框的总电阻为R，则有 当cd边通过磁场的右边界，ab边还未进入磁场时，导体框中磁通量不变，不产生感应电流，此时 当ab边进入磁场时，ab边充当电源，此时 根据以上计算结果，可判断随时间变化的规律。 故选B。 5．B 【详解】通过导体的电荷量 而 时，磁感应强度为零，故 联立以上各式，可得 故选B。 6．D 【详解】A．电容器并联在两端，两端电压保持不变；极板间距增大后，板间电场强度减小，原来油滴平衡 现在 所以带电油滴会向下运动，故A错误； B．正电荷随圆盘逆时针转动，洛伦兹力指向圆心，因此为电源正极，为负极。电流方向为，下极板接（高电势），上极板接（低电势），板间电场方向向上；油滴重力向下、电场力向上，因此油滴带正电。故B错误； C．电流沿流动，电势沿电流方向降低，因此点电势高于点，故C错误； D．消耗的电功率，故D正确。 故选D。 7．C 【详解】A．根据楞次定律判断，感生电场为顺时针，故A项错误； B．由法拉第电磁感应定律可得 由于 面积公式为 整理有 由题图可知，有 产生的感生电场强度为E，由于 整理有 感生电场对小球的作用力 故B项错误； C．小球绕一圈电场力做功 故C项正确； D．小球在感生电场中的加速度 时刻小球的速度 在水平方向上由 解得 所以管道对小球的作用力的大小为 故D项错误。 故选C。 8．D 【详解】A．根据楞次定律，甲线框进磁场的过程电流方向为顺时针，出磁场的过程中电流方向为逆时针，故A错误； B．甲线框刚进磁场区域时，合力为， 乙线框刚进磁场区域时，合力为， 可知； 故B错误； CD．假设甲乙都能完全出磁场，对甲根据动量定理有， 同理对乙有， 解得， 故甲恰好完全出磁场区域，乙完全出磁场区域时，速度大小不为0；由能量守恒可知甲、乙线框从刚进磁场区域到完全出磁场区域产生的焦耳热分别为， 即； 故C错误，D正确。 故选D。 9．AD 【详解】A．转动磁铁产生变化磁场，铝框内感应出涡流，安培力带动铝框同向转动，由于电磁感应需要相对切割磁感线，铝框转速始终小于磁铁转速，故A正确； B．断开开关S时，线圈B发生自感（不是线圈A），B中感应电流维持电磁铁磁性，衔铁延时释放；故B错误； C．等离子体含正、负带电粒子，磁场由N→S，根据左手定则，正离子向B极板偏转，负离子向A极板偏转，因此B是电源正极，A为负极，故C错误； D．弹簧通电后，相邻线圈电流同向、相互吸引，弹簧收缩，下端离开水银，电路断开，断电后弹簧在自身重力下，弹簧下端向下运动，下端再次接触水银，电路重新接通，重复上述过程，弹簧持续上下弹跳，故D正确。 故选AD。 10．BC 【详解】A．接通开关S瞬间，灯泡A立即变亮，A错误； B．断开开关S的瞬间，由于自感线圈L要阻碍电流的减小，产生的自感电动势使得自感线圈相当于一个右端为正极、左端为负极的电源，通过灯泡形成回路，此时流经灯泡的电流是从右向左的，与合上开关时从左向右的电流相反，B正确； C．若，合上开关且稳定后，流经自感线圈的电流大于灯泡上流过的电流，断开开关时，自感电动势的存在使自感线圈上的电流从它原来的电流缓慢减小，所以，最先一段时间内从右向左流过灯泡的电流将大于灯泡原来的电流，所以灯泡将闪亮一下再慢慢熄灭，C正确； D．若，合上开关稳定后，自感线圈上的电流本来就比灯泡上的电流小，自感系数再大，也不能使初始电流增大，而只能使熄灭的过程延长，D错误。 故选BC。 11．BCD 【详解】A．S接a时，电容器与电源相连，电容器处于充电状态，下极板带正电，上极板带负电，所以电容器内电场强度方向向上，故A错误； B．S接a达到稳定状态时，电容器两极板间电势差等于电源电动势，所以 故B正确； CD．S接b后，电容器放电，流过导体棒的电流方向向上，所以导体棒受到向右的安培力，导体棒向右加速运动，产生感应电动势，回路中电流减小，则导体棒受到的安培力减小，加速度减小，当加速度减为零时，导体棒速度达到最大，此时有 根据动量定理有， 联立可得 故CD正确。 故选BCD。 12．BD 【详解】A．图像斜率 则金属棒加速运动过程中，随着速度增大，加速度增大，减速运动过程中，随着速度减小，加速度减小，A错误； B．根据， 由法拉第电磁感应定律 联立解得，B正确； C．整个过程克服安培力做功 由乙图图像围成面积可知 解得 因此电阻R中产生的焦耳热为，C错误； D．整个过程根据动量定理，又 解得，D正确。 故选BD。 13．ABD 【详解】A．由于导体棒材质相同、粗细不同，质量相等，长度之比为1:2，根据，可得 所以 所以，故A正确； B．撤去外力时，根据能量守恒定律可得， 联立可得，，故B正确； C．达到稳定时电路中电流为0，则有 对AB棒，根据动量定理可得 对CD棒，根据动量定理可得 联立解得，，故C错误； D．整个过程中，根据能量守恒定律可得 解得 所以撤去外力到两导体棒达到稳定的过程中，回路中产生的焦耳热为，故D正确。 故选ABD。 14．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）开关闭合前电容器的电荷量为Q，则电容器两极板间电压 开关闭合瞬间，通过导体棒的电流 解得闭合开关瞬间通过导体棒的电流为 （2）开关闭合瞬间由牛顿第二定律有 将电流I代入解得 （3）由（2）中结论可知，随着电容器放电，所带电荷量不断减少，所以导体棒的加速度不断减小，其v-t图线如图所示 15．(1)0.015N (2) (3)0.01m/s 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律 由闭合电路欧姆定律可知，内线框中的感应电流大小为 由图（b）可知，时磁感应强度大小为 所以此时导线框的安培力大小为 （2）内线框内的感应电流大小为，根据楞次定律及安培定则可知感应电流方向为顺时针，由图（c）可知内的感应电流大小为 方向为逆时针，根据欧姆定律可知内的感应电动势大小为 由法拉第电磁感应定律 可知内磁感应强度的变化率为 解得时磁感应强度大小为 方向垂直于纸面向里，故的磁场随时间变化图为 （3）由动量定理可知 其中 联立解得经过磁场边界的速度大小为 16．(1) (2) (3) (4)电流方向为顺时针（俯视）， 【详解】（1）接通S瞬间，动子速度，此时回路中没有感应电动势，电源电压为，回路总电阻为，根据欧姆定律可知回路电流为 动子所受的力为安培力，大小为 （2）当动子达到最大速度时动子切割磁感线产生的电动势为 此时回路中的电流为 依题意此时动子做匀速运动，所受合力为零，有 解得最大速度为 （3）在第一级弹射过程中,取一段极短的时间，以水平向右为正方向，对动子及安装在上面的所有装备，由动量定理有 等式两侧求和得 其中 依题意有， 解得流过电源的电荷量 解得第一级弹射过程电源输出总能量 代入上问结果得 （4）由于对飞机实施第二次加速，由左手定则可知超导线圈断开后，第二级回路中的感应电流方向为顺时针（俯视），由右手螺旋定则可知超导线圈断开后，第二级回路中感应电流的磁场方向为竖直向下，由楞次定律可知超导线圈中的大电流产生的磁场方向也为竖直向下，再由右手螺旋定则可判断超导线圈中电流方向为顺时针（俯视）。 设飞机起飞时的速度大小为，对飞机根据动量定理有 超导线圈磁场快速消失的过程中，在第二级回路中产生的感应电动势 感应电流为 解得 代入前面结果可得 - 2 - 学科网（北京）股份有限公司 $