第2章 电磁感应 章末整合提升——体系构建·素养提升-《学霸笔记·同步精讲》2026-2027学年高中物理选择性必修第二册教师用书Word（人教版）

章末整合提升——体系构建·素养提升 考点一　楞次定律的应用 1.（2025·河南高考5题）如图，一金属薄片在力F作用下自左向右从两磁极之间通过。当金属薄片中心运动到N极的正下方时，沿N极到S极的方向看，下列图中能够正确描述金属薄片内涡电流绕行方向的是（　　） 解析：C　根据题图可知，沿N极到S极的方向看，穿过金属薄片的磁场方向垂直纸面向里，则磁通量垂直纸面向里，又金属薄片中心向右运动到N极的正下方时，通过薄片右半边的磁通量在减小，通过薄片左半边的磁通量在增多，由楞次定律可知，右侧涡流产生的磁场方向垂直纸面向里，左侧涡流产生的磁场方向垂直纸面向外，所以由安培定则可知，右侧涡流沿顺时针方向，左侧涡流沿逆时针方向，C正确。 2.（2025·陕晋青宁6题）电磁压缩法是当前产生超强磁场的主要方法之一。其原理如图所示，在钢制线圈内同轴放置可压缩的铜环，其内已“注入”一个初级磁场，当钢制线圈与电容器组接通时，在极短时间内钢制线圈中的电流从零增加到几兆安培，铜环迅速向内压缩，使初级磁场的磁感线被“浓缩”，在直径为几毫米的铜环区域内磁感应强度可达几百特斯拉。此过程，铜环中的感应电流（　　） A.与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相同 B.与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相反 C.远小于钢制线圈中的电流大小且方向相同 D.远小于钢制线圈中的电流大小且方向相反 解析：B　当线圈中电流从零增加时，其产生变化的磁场，由楞次定律可知，铜环中感应电流产生的磁场与线圈产生的磁场方向相反，磁感应强度大小几乎相等，由法拉第电磁感应定律和安培定则可知，铜环中的感应电流与钢制线圈中的电流大小几乎相等，且方向相反，B正确。 3.（2025·江西高考5题）托卡马克是一种磁约束核聚变装置，其中心柱上的密绕螺线管（CS线圈）可以驱动附近由电子和离子组成的磁约束等离子体旋转形成等离子体电流，如图a所示。当CS线圈通以如图b所示的电流时，产生的等离子体电流方向（俯视）为（　　） A.顺时针 B.逆时针 C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针 解析：A　由图b可知开始阶段流过CS线圈的电流正向减小，根据右手定则可知，CS线圈产生的磁场下端为N极，上端为S极，则穿过线圈周围某一截面的磁通量向下减小，由楞次定律可知产生的感应电场方向为顺时针方向（俯视），则产生的等离子体电流方向（俯视）为顺时针；同理在以后阶段通过CS线圈的电流反向增加时，情况与前一阶段等效，即产生的等离子体电流方向（俯视）仍为顺时针。故选A。 考点二　法拉第电磁感应定律的理解及应用 4.〔多选〕（2025·广东高考9题）如图是一种精确测量质量的装置原理示意图，竖直平面内，质量恒为M的称重框架由托盘和矩形线圈组成。线圈的一边始终处于垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度不变。测量分两个步骤，步骤①：托盘内放置待测物块，其质量用m表示，线圈中通大小为I的电流，使称重框架受力平衡；步骤②：线圈处于断开状态，取下物块，保持线圈不动，磁场以速率v匀速向下运动，测得线圈中感应电动势为E。利用上述测量结果可得出m的值，重力加速度为g。下列说法正确的有（　　） A.线圈电阻为 B.I越大，表明m越大 C.v越大，则E越小 D.m＝－M 解析：BD　设线圈的长为l，磁场的磁感应强度大小为B，由题意，I与E无关，A错误；由平衡条件得BIl＝（M＋m）g可得m＝－M，I越大，m越大，B正确；根据E＝Blv，v越大，E越大，C错误；将Bl＝代入m＝－M得m＝－M，D正确。 5.（2025·湖北高考5题）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，t＝T时刻，B＝0。t＝0时刻，B＝B0，两棒相距x0，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. 解析：B　结合＝、＝和q＝Δt可知0～T时间内流过回路的电荷量为q＝，由Φ＝BS可知q＝＝，B正确。 6.（2025·四川高考14题）如图所示，长度均为s的两根光滑金属直导轨MN和PQ固定在水平绝缘桌面上，两者平行且相距l，M、P连线垂直于导轨，定滑轮位于N、Q连线中点正上方h处。MN和PQ单位长度的电阻均为r，M、P间连接一阻值为2sr的电阻。空间有垂直于桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。过定滑轮的不可伸长绝缘轻绳拉动质量为m、电阻不计的金属杆沿导轨向右做匀速直线运动，速度大小为v。零时刻，金属杆位于M、P连线处。金属杆在导轨上时与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度大小为g。 （1）金属杆在导轨上运动时，回路的感应电动势； （2）金属杆在导轨上与M、P连线相距d时，回路的热功率； （3）金属杆在导轨上保持速度大小v做匀速直线运动的最大路程。 答案：（1）Blv　 （2）　 （3） 解析：（1）金属杆在导轨上运动时，切割磁感线，产生的感应电动势E＝Blv。 （2）金属杆运动距离d时，电路中的总电阻为R＝2dr＋2sr 故此时回路中总的热功率为P＝＝。 （3）设金属杆保持速度大小v做匀速直线运动的最大路程为x，此时刚好将要脱离导轨，设此时绳子拉力为T，与水平方向的夹角为θ，对金属杆，根据受力平衡可知F安＝Tcos θ，mg＝Tsin θ 根据几何关系有tan θ＝ 同时有F安＝BIl，I＝ 联立解得x＝。 考点三　自感和电磁阻尼 7.（2025·浙江1月选考9题）新能源汽车日趋普及，其能量回收系统可将制动时的动能回收再利用，当制动过程中回收系统的输出电压（U）比动力电池所需充电电压（U0）低时，不能直接充入其中。在下列电路中，通过不断打开和闭合开关S，实现由低压向高压充电，其中正确的是（　　） 解析：B　对A选项，当开关S断开时，整个电路均断开，则不能给电池充电，A错误；对B选项，当S闭合稳定时，线圈L中有电流通过，当S断开时L产生自感电动势阻碍电流减小，L相当于电源且给动力电池充电，电流方向与输出电源给动力电池充电电流的方向相同，此时电压U与L中产生的自感电动势共同加在充电电池两端，且二极管正向导通，从而实现给高压充电，B正确；对C选项，当S闭合稳定时，线圈L中有电流通过，当S断开时L也断开，此时只有回收系统的电压U加在充电电池两端，所以不能实现给高压充电，C错误；对D选项，当S闭合稳定时，线圈L中有电流通过，当S断开时电压U断开，只有L产生的自感电动势加在充电电池两端，二极管无法正向导通，不能实现给高压充电，D错误。 【考教衔接】　 真题 探源 粤教版选择性必修第二册教材P53·T3 3.在实际生产中，有些高压直流电路中含有自感系数很大的线圈。当电路中的开关S由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身安全。为了避免电弧的产生，几名同学分别提出了以下四种方案，如图所示。哪种（些）方案可行？还有其他设计方案吗？ 衔接 分析 （1）教材练习题和2025浙江1月选考9题情境相同； （2）两题涉及的知识点相同，都考查了自然现象的应用 解题 通法 （1）两题都用到法拉第电磁感应定律、自感现象、断电自感方面的知识，还应用了二极管的单向导电性； （2）两题都是分析断电自感时，由于线圈中电流的快速变化而产生很高的自感电动势，从而实现电弧产生或充电 8.（2025·北京高考10题）绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上（如图所示），仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，振动最终也停止。则（　　） A.有无线圈，磁铁经过相同的时间停止运动 B.磁铁靠近线圈时，线圈有扩张趋势 C.磁铁离线圈最近时，线圈受到的安培力最大 D.有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同 解析：D　有线圈时，磁铁受到电磁阻尼的作用，振动更快停止，故A错误；根据楞次定律，磁铁靠近线圈时，线圈的磁通量增大，此时线圈有缩小的趋势，故B错误；磁铁离线圈最近时，此时磁铁与线圈的相对速度为零，感应电动势为零，感应电流为零，线圈受到的安培力为零，故C错误；无论有无线圈，最后磁铁静止后，磁铁的重力等于弹簧的弹力，故弹簧的伸长量相同，由于磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能为磁铁减小的重力势能减去此时弹簧的弹性势能，故系统损失的机械能相同，故D正确。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $