2024年高考物理選修二練習第二章 《電磁感應》素養(yǎng)檢測

第二章《電磁感應》素養(yǎng)檢測

【刷速度】

1.［江西師范大學附屬中學2021高二上期末］下列給出了與感應電流產(chǎn)生條件相關(guān)的四

幅情景圖，其中判斷正確的是（）

通入增大的電流

X

X

R

X

XXXXXXXX

甲T

A.圖甲圓形金屬線圈水平放置在通電直導線的正下方，增大通入導線電流，圓形線圈

中有感應電流

B.圖乙正方形金屬線圈繞豎直虛線轉(zhuǎn)動的過程中，正方形線圈中持續(xù)有感應電流

C.圖丙正電荷q順時針做減速圓周運動過程中，同心共面金屬圓圈B中感應電流沿逆

時針

D.圖丁金屬桿在F作用下向右運動過程中，若磁場減弱，回路不一定會產(chǎn)生感應電流

答案：D

解析：圖甲圓形金屬線圈水平放置在通電直導線的正下方，則直線電流產(chǎn)生的磁場穿過

圓形線圈的磁通量為零，即使增大通入導線的電流，圓形線圈中也不會有感應電流產(chǎn)生，選

項A錯誤；圖乙正方形金屬線圈繞豎直虛線轉(zhuǎn)動的過程中，在圖示位置穿過線圈磁通量的

變化率為零，此時正方形線圈中無感應電流，選項B錯誤；圖丙正電荷q順時針做減速圓

周運動過程中，產(chǎn)生的等效電流順時針減小，穿過金屬圓圈B的磁通量向里減小，根據(jù)楞

次定律可知，同心共面金屬圓圈8中感應電流沿順時針，選項C錯誤；圖丁金屬桿在尸作

用下向右運動過程中，若磁場恒定，閉合回路磁通量增大，若磁場減弱，則穿過閉合回路的

磁通量不一定改變，回路中不一定會產(chǎn)生感應電流，選項D正確.

2.如圖所示，在平行于水平地面的有理想邊界的勻強磁場上方，有三個大小相同且用

相同的金屬材料制成的正方形線框，線框平面與磁場方向垂直.A線框有一個缺口，B、C

線框都閉合，但B線框?qū)Ь€的橫截面積比C線框大.現(xiàn)將三個線框從同一高度由靜止開始

同時釋放，下列關(guān)于它們落地時間的說法，正確的是（)

A.三個線框同時落地

B.三個線框中，A線框最后落地XXXXXXX

XXXXXXX

C.B線框在C線框之后落地XXXXXXX

XXXXXXX

D.B線框和C線框在A線框之后同時落地XXXXXXX

答案：D

解析：A線框進入磁場過程中，不產(chǎn)生感應電流，線框不受安培力作用，只受重力，加

速度等于g；8、C線框是閉合的，進入磁場過程中，產(chǎn)生感應電流，線框受到豎直向上的

安培力作用，加速度小于g,則A線框最先落地，故選項A、B錯誤；設(shè)B、C線框的邊長

為L,材料橫截面積為S,電阻率為電，密度為p密，質(zhì)量為進入磁場后速度為v時加

BLvB?L2yB2L2V

速度為由F=BIL,/=W，根據(jù)牛頓第二定律得mg——元一得mR=g

可知加速度〃與材料橫截面積S無關(guān)，所以5、C線框同

—1b"密.。電

"密?"電5

時落地，根據(jù)B、C的加速度小于A的加速度，可知B線框和C線框在A線框之后同時落

地，故選項C錯誤，D正確.

3.如圖所示的電路中，電容C和電感L的值都很大，L的電阻不計，A、B是完全相

同的兩個燈泡.當開關(guān)S閉合時，下列說法中正確的是（）

A.A燈比B燈先亮，然后A燈熄滅

B.B燈比A燈先亮，然后B燈熄滅

C.A燈、B燈一起亮，然后A燈熄滅

D.A燈、B燈一起亮，然后B燈熄滅

答案：B

解析：因A燈串聯(lián)了一個電感線圈，由于電感線圈阻礙電流的變化，故A燈后亮；而

B燈串聯(lián)了一個電容器，由于電容器充電完畢相當于斷路，故B燈亮一下然后熄滅，故B

正確.

4.［安徽六安舒城中學2021高二下月考］如圖所示，光滑水平面上存在有界勻強磁場，磁

感應強度為B,質(zhì)量為m、邊長為a的正方形線框ABCD斜向穿進磁場，當AC剛進入磁

場時速度為v,方向與磁場邊界成45。角，若線框的總電阻為R,則（）

A.線框穿進磁場過程中，線框中電流的方向為DCBAD

B.AC剛進入磁場時，線框中感應電流為等

K

OT22Q2、/

C.AC剛進入磁場時，線框所受安培力為且產(chǎn)

1\

3

D.AC剛進入磁場時，CD兩端電壓為產(chǎn)2丫

答案：D

解析：線框進入磁場的過程中，穿過線框的磁通量增大，由楞次定律知，感應電流的磁

場方向垂直紙面向外，則線框中感應電流的方向為ABCDA,A錯誤；AC剛進入磁場時，

C0邊切割磁感線，有效切割長度為所以產(chǎn)生的感應電動勢為E=3〃v,則線框中感應電

E

流為/=元=一相，B錯誤；AC剛進入磁場時，線框的CD邊受到的安培力與u的方向相反，

邊受到的安培力的方向垂直于向下，它們的大小都是歹=8/。=一/一，且邊與

CD邊受到的安培力的方向相互垂直，所以AC剛進入磁場時線框所受安培力為AO邊與CD

邊受到的安培力的矢量和，即為尸金=4尸=R,C錯誤；AC剛進入磁場時，CD兩

33

端的電壓U=-^E=-^Bav,D正確.

5.如圖所示，半徑為R的光滑半圓形軌道固定在水平面上，軌道的圓心處固定了一條

形磁鐵.一半徑為r、質(zhì)量為m的金屬球從半圓形軌道的一端由靜止釋放（金屬球緊貼軌道，

其球心在半圓形軌道的水平直徑上），金屬球在軌道上往復運動，重力加速度大小為g,空

氣阻力忽略不計.下列說法正確的是（）

A.由于金屬球與半圓形軌道間沒有摩擦，金屬球往復運動時，每次

都能到達相同的高度

B.金屬球第一次到達軌道最低點的速度v=R2g（R—r）,后續(xù)每

次到達最低點的速度都小于M2g（R—r）

C.金屬球最終停在軌道最低點，運動過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量為mg（R—r）

D.金屬球運動過程中有感應電動勢產(chǎn)生，但因沒有閉合回路，所以沒有產(chǎn)生感應電流

答案：C

解析:在金屬球運動過程中，穿過金屬球的磁通量不斷變化，在金屬球內(nèi)形成閉合回路，

產(chǎn)生渦流，金屬球要產(chǎn)生熱量，機械能不斷減少，所以金屬球能到達的最大高度不斷降低，

直至金屬球停在半圓形軌道的最低點，故A、D選項錯誤；從開始到金屬球第一次到達軌道

最低點的過程，根據(jù)能量守恒定律得〃zg（R—「）=。+；加”2,可知v<N2g（R—r）,由于金

屬球的機械能不斷減少，所以后續(xù)每次到達最低點的速度都小于N2g（R—r）,故B選項

錯誤；金屬球最終停在軌道最低點，根據(jù)能量守恒定律得，系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量Q&=mg（R

~r）,故C選項正確.

6.如圖所示，垂直紙面的正方形勻強磁場區(qū)域內(nèi)有一位于紙面內(nèi)且電阻均勻的正方形

導體框abed,現(xiàn)將導體框分別朝兩個方向以v、3V的速度勻速拉出磁場，則導體框分別從

兩個方向移出磁場的過程中（）

A.導體框所受安培力方向相同

B.導體框中產(chǎn)生的焦耳熱相同

C.導體框ad邊兩端電壓相同

D.通過導體框某橫截面的電荷量不同

答案：C

解析：由楞次定律可知，導體框從左邊拉出時，所受安培力方向向右，從右邊拉出時，

導體框所受安培力方向向左，安培力方向不同，選項A錯誤；設(shè)導體框的總電阻為R,穿

2

出磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為。=尸放=（寫B(tài)XRX±=B可知產(chǎn)生的焦耳熱與速度

vo成正比，選項B錯誤；從左邊拉出時，ad邊切割磁感線，相當于電源，所以導體框ad兩

33

端的電壓大小為Ua4=產(chǎn)點=產(chǎn)??；從右邊拉出時，6c邊切割磁感線，相當于電源，所以導

體框ad邊兩端的電壓大小為U'ad=^E選項C正確；通過導體框某橫截

面的電荷量為q=〃=弟&與速度無關(guān)，選項D錯誤.

7.［湖北十堰2021高二上期末］如圖甲所示，閉合線圈b處于a線圈內(nèi)部，并與a線圈

共面，以順時針方向為正方向，當a線圈中通入如圖乙所示的正弦交流電時，關(guān)于b線圈中

的感應電動勢與感應電流，下列判斷正確的是（）

A.h時刻，b線圈中感應電流最大

B.t2時刻，b線圈中感應電流為順時針方向

C.t3時刻，b線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為零

D.t4時亥|J,b線圈中感應電流為順時針方向

答案：BC

解析：A時刻，a線圈中電流變化率為零，所以在b線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為零，b

線圈中的感應電流為零，A錯誤；介時刻，。線圈中電流向逆時針方向增大，根據(jù)安培定則

和楞次定律知，b線圈中產(chǎn)生順時針電流，B正確；以時刻，a線圈中電流變化率為零，故

在6線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為零，c正確；a時刻，。線圈中電流向順時針方向增大，根

據(jù)安培定則和楞次定律知，6線圈中產(chǎn)生沿逆時針方向的感應電流，D錯誤.

8.［山東普通高中學業(yè)水平等級考試模擬2020/2］豎直放置

甲

的長直密繞螺線管接入如圖甲所示的電路中，通有俯視順時針方向的電流，其大小按如圖乙

所示的規(guī)律變化.螺線管內(nèi)中間位置固定有一水平放置的硬質(zhì)閉合金屬小圓環(huán)（未畫出），圓

環(huán)軸線與螺線管軸線重合.下列說法正確的是（）

A.t=T；時刻，圓環(huán)有擴張的趨勢

B.t=j時刻，圓環(huán)有收縮的趨勢

C.t=：和1=乎時刻，圓環(huán)內(nèi)的感應電流大小相等

D.t=半時刻，圓環(huán)內(nèi)有俯視逆時針方向的感應電流

答案：BC

解析：/=彳時刻，螺線管中電流增大，產(chǎn)生的磁場變強，穿過圓環(huán)的磁通量增加，由楞

次定律知，圓環(huán)要阻礙磁通量的增加，有收縮的趨勢，故A選項錯誤，B選項正確；，=土和

3T、

/=彳時刻，螺線管內(nèi)電流的變化率大小相等，所以圓環(huán)內(nèi)的感應電流大小相等，故C選項

3T

正確；r=q-時刻，螺線管中俯視順時針方向的電流減弱，穿過圓環(huán)的向下磁通量減少，圓

環(huán)要阻礙磁通量的減少，產(chǎn)生向下的磁場，所以圓環(huán)內(nèi)有俯視順時針方向的感應電流，故D

選項錯誤.

9.［湖北武漢新洲城關(guān)高級中學2021高二下開學考試］如圖所示，有一邊界為等腰直角

三角形的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，兩直角邊的邊長為L；有邊長也為L

的正方形均勻銅線框abed,以恒定的速度v沿垂直于磁場左邊界的方向穿過磁場區(qū)域，且

磁場的下邊界與線框的ad邊處于同一水平面上；設(shè)ab剛進入磁場為t=0時刻，在線圈穿

越磁場區(qū)域的過程中，Cd間的電勢差記為Ued，從c到d流過cd的電流記為3，取逆時針

方向為電流的正方向，則Ued、1隨時間t變化的圖線是圖中的（）

答案：AC

解析：當油邊剛進入磁場時產(chǎn)生的電動勢Ucd=^BLv,Icd=^,均為正值,

線框向右運動時，線框切割磁感線的有效長度由￡逐漸減為零，此時UM和為減為零；然

后線框離開磁場，剛開始離開磁場，此時電動勢Ucd=^BLv,為正值，〃=隼匕

為負值，當線框向右運動L全部出離磁場時，切割磁感線的有效長度逐漸減為零，此時

和減為零，A、C正確，B、D錯誤.

10.如圖甲所示，垂直紙面向里的有界勻強磁場的磁感應強度B=1.0T,質(zhì)量m=0.04

kg、高h=0.05m、總電阻R=5。、n=100匝的矩形線圈豎直固定在質(zhì)量M=0.08kg的絕

緣小車上，小車與線圈的水平長度L相等.線圈和小車一起沿光滑水平面運動，并以初速

度vo=lOm/s進入磁場，線圈平面和磁場方向始終垂直.若小車運動的速度v隨小車的位移

x變化的v-x圖像如圖乙所示,則根據(jù)以上信息可知（）

A.小車的水平長度L=15cm

B.磁場的寬度d=35cm

C.小車的位移x=10cm時線圈中的電流I=7A

D.線圈通過磁場的過程中線圈產(chǎn)生的熱量Q=5.46J

答案：CD

解析：由題圖乙可知當x=5cm時，線圈進入磁場，線圈中有感應電流，在安培力作用

下小車做減速運動，速度u隨位移x的增大而減小；當x=15cm時，線圈完全進入磁場,

小車做勻速運動，則小車的水平長度L=10cm,A錯誤；由題圖乙知，當x=30cm時，線

圈開始離開磁場，則磁場的寬度d=30cm—5cm=25cm,B錯誤；當x=10cm時，由題圖

乙可知，線圈的速度vi=7m/s,感應電流/=無=百元=-R—=7A,C正確；由題圖乙，線

22

圈左邊離開磁場時，小車的速度為暝=3m/s,由能量守恒定律可得Q=^M+m）（v0—v2）

=5.46J,D正確.

IL（8分）為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計G與線圈L連接，如圖所示，已知線圈由

a端開始繞至b端，當電流從電流計G的左端流入時，指針向左偏轉(zhuǎn).

（1）將磁鐵的N極向下從線圈上方豎直插入線圈L時，發(fā)現(xiàn)電流計的指針

向左偏轉(zhuǎn).俯視線圈，其繞向為方向（填“順時針”或“逆時針”）.

（2）當條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠離線圈L時，發(fā)現(xiàn)電流計的指針

向右偏轉(zhuǎn).俯視線圈，其繞向為方向（填“順時針”或“逆時針”）.

解析：（1）由題意可知在線圈L內(nèi)電流從b流向a,根據(jù)楞次定律（增反減

同）知，線圈L中產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相反（向上），根據(jù)右手螺旋定則可知，線圈產(chǎn)生

的感應電流方向沿逆時針方向（俯視線圈），因此線圈繞向為順時針方向（俯視線圈）.

（2）由題意可知在線圈L內(nèi)電流從。流向6,根據(jù)楞次定律（增反減同）知，線圈L中產(chǎn)生

的磁場與原磁場方向相同（向上），根據(jù)右手螺旋定則可知，感應電流方向與（1）問相同，而電

流的流向與⑴問相反，因此線圈繞向與（1）問相反，為逆時針方向（俯視線圈）.

12.（12分）如圖甲所示，斜面上存在一有理想邊界的勻強磁場，磁場方向與斜面垂直.在

斜面上離磁場上邊界si=0.36m處由靜止釋放一單匝矩形金屬線框,線框底邊和磁場邊界平

行，金屬線框與斜面間的動摩擦因數(shù)四=05整個線框進入磁場的過程中，機械能E和位移

s之間的關(guān)系如圖乙所示.已知Eo—Ei=0.09J.線框的質(zhì)量為0.1kg,電阻為0.06。，斜面

的傾角。=37。.磁場區(qū)域的寬度d=0.43m,重力加速度取g=10m/s2,sin37。=0.6,cos37。

=0.8.求：

（1）線框剛進入磁場時的速度大小VI；

（2）線框從開始進入至完全進入磁場所用的時間t.

解析：（1）線框未進入磁場前，根據(jù)牛頓第二定律有

mgsin37°—〃加geos37°=ma,代入數(shù)據(jù)解得a=2m/s2,

根據(jù)速度一位移公式得vi2=2a5i,解得vi=1.2m/s.

(2)金屬線框進入磁場的過程中，減小的機械能等于克服摩擦力和安培力所做的功，機械能

均勻減小，因此安培力為恒力，線框勻速進入磁場.設(shè)線框的側(cè)邊長為S2,即線框進入磁場

過程運動的距離為S2,根據(jù)功能關(guān)系，除重力之外的力所做的功等于線框機械能的變化，即

A￡=Eo-￡1=Wf+W^=(f+FA)52,因為線框勻速運動，根據(jù)平衡條件可得/+FA=mgsin37°

=0.6N,聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得S2=0.15m,運動時間—言=0.125s.

13.(10分)［江西宜春高安中學2021高二上期末］小明同學在某廣場看到小朋友在玩發(fā)

光竹蜻蜓，它在飛起時能夠持續(xù)閃爍發(fā)光.他對竹蜻蜓的電路簡化后如圖乙所示，半徑為L

的導電圓環(huán)繞垂直于圓環(huán)平面、通過圓心O的金屬軸OiO?以角速度co勻速轉(zhuǎn)動，圓環(huán)上接

有電阻均為r的三根金屬輻條OP、OQ、OR,輻條互成120。角.在圓環(huán)左半部分分布著垂

直圓環(huán)平面向下的磁感應強度為B的勻強磁場,在轉(zhuǎn)軸OQ2與圓環(huán)的邊緣之間通過電刷M、

N與一個LED燈相連(假設(shè)LED燈電阻恒為r).其他電阻不計，從輻條OP進入磁場開始計

時.

(1)在輻條OP轉(zhuǎn)過60。的過程中,求通過LED燈的電流；

(2)求圓環(huán)每旋轉(zhuǎn)一周，LED燈消耗的電能.

解析：(1)在輻條OP轉(zhuǎn)過60。的過程中，OP、OQ均處在

磁場中，產(chǎn)生的感應電動勢為

2

電路的總電阻為R=g+；=i?，由閉合電路歐姆定律可得，電路的總電流為TEBLco

I=R="一，

1BL^CO

通過LED燈的電流Ii=1I=4r.

T

(2)設(shè)圓環(huán)轉(zhuǎn)動的周期為T,在輻條OP轉(zhuǎn)過60°的過程中，LED燈消耗的電能Qi=112r.不

在輻條OP轉(zhuǎn)過60。?120。的過程中，僅OP處在磁場中，電路的感應電動勢為E，=3BL2(O,

43BL2(D

電路的總電阻為R'=r+Wr=］r,由閉合電路歐姆定律可得，電路的總電流為1'=二^一,通

過燈的電流匕斗BL2COT

,ZE。燈消耗的電能Q2=L2r石.圓環(huán)每旋轉(zhuǎn)一周，通過

8r

燈的電流發(fā)生三次周期性變化，故Q=3X(QI+Q2)=

5Z0汨21/

-64r.

14.(14分)［河北2021普通高中學業(yè)水平選擇性考試］

如圖所示，MN、PQ為水平放置的足夠長平行光滑導軌，

導軌間距L=1m,導軌上放置兩根垂直導軌的導體棒ab

和cd,并與導軌接觸良好，每根導體棒的質(zhì)量m=2kg,接入導軌間的部分電阻R=2。，

整個裝置處于垂直導軌平面向下的勻強磁場中，磁感應強度大小B=2T,現(xiàn)對導體棒ab施

加向右的F=10N的水平恒力，經(jīng)過一段時間兩導體棒達到恒定的速度差，若某時刻導體棒

ab的速度為10m/s,且兩導體棒間的距離d=2m,此時撤去外力，最終兩導體棒達到穩(wěn)定

狀態(tài)，導軌電阻不計，求：

(1)兩導體棒達到恒定的速度差時，其加速度大??；

(2)撤去外力，達到穩(wěn)定狀態(tài)后回路中產(chǎn)生的熱量；

(3)最終達到穩(wěn)定狀態(tài)時兩導體棒間的距離.

解析：(1)對兩導體棒進行狀態(tài)分析，ab棒做加速度減小、速度增大的變加速運動，cd

棒做加速度增大、速度增大的變加速運動,最終兩導體棒達到相同加速度,有恒定的速度差.

由牛頓第二定律可知，對ab棒有F—F安=!11@,對cd棒有尸安=111@,解得a=2.5機/史

(2)當ab棒的速度vi=10m/s,設(shè)此時cd棒的速度為V2,對cd棒，由牛頓第二定律有

BL(vi—V2)

B定L=ma,解得V2=5m/s.

撤去外力后，兩棒在安培力作用下最終達到共同速度v,由動量守恒定律可得mvi+mv2

=2mv,解得v=7.5機/s,

此過程回路產(chǎn)生的熱量Q=^mvi2+^mv22—^x2mv2,解得Q=12.5J.

⑶設(shè)達到穩(wěn)定狀態(tài)時兩導體棒間的距離為x,對ab棒，由動量定理有一BILt=m(v—vi),

BL(x-d)

此過程中通過回路的電荷量q=It=而,聯(lián)立兩式得x=7m.

15.(16分)間距為I的兩平行金屬導軌由水平部分和傾斜部分平滑連接而成，如圖所示,

傾角為e的導軌處于磁感應強度大小為81、方向垂直導軌平面向上的勻強磁場區(qū)間I中,

水平導軌上的無磁場區(qū)間靜止放置一質(zhì)量為3m的“聯(lián)動雙桿”(由兩根長為I的金屬桿cd和

ef,用長度為L的剛性絕緣桿連接而成)，在“聯(lián)動雙桿”右側(cè)存在磁感應強度大小為方

向垂直導軌平面向上的勻強磁場區(qū)間H,其長度大于L質(zhì)量為處長為/的金屬桿ab,從傾

斜導軌上端釋放，達到勻速后進入水平導軌(無能量損失)，桿ab與“聯(lián)動雙桿”發(fā)生碰撞后，

桿ab和cd合在一起形成“聯(lián)動三桿”，“聯(lián)動三桿”繼續(xù)沿水平導軌進入磁場區(qū)間II并從中滑

出，運動過程中，桿ab、cd和ef與導軌始終接觸良好，且保持與導軌垂直.已知桿ab、cd

和ef電阻均為R=0.02Q,根=0.1kg,1=0.5m,L=0.3m,9=30。，8i=0.1T,32=0.2T,

g取10m/s2.不計摩擦阻力和導軌電阻，忽略磁場邊界效應.求：

(1)桿ab在傾斜導軌上勻速運動時的速度大小vo;

(2)“聯(lián)動三桿”進入磁場區(qū)間II前的速度大小v；

(3)“聯(lián)動三桿”滑過磁場區(qū)間II產(chǎn)生的焦耳熱Q.

解析：(1)桿在傾斜導軌上勻速運動時，受力平

衡，有mgsin8=F安,又尸安=81〃,/=員,E=Bilvo,

R+爹

一、j一3機gRsin0/,

聯(lián)五解仔丫0=2512r=6m/s.

(2)桿〃。與"聯(lián)動雙桿”發(fā)生碰撞的過程中動量守恒，有mvo=4mv,解得u=1.5m/s.

(3)設(shè)“聯(lián)動三桿”進入磁場區(qū)間II時速度變化量為Avi,

BilL-B^PL

由動量定理得IB21At=—4mAvi,JAt=q=---解得人也=―.我=—0.25m/s.

設(shè)“聯(lián)動三桿”滑出磁場區(qū)間II時速度變化量為AV2,同理可得

△吸=—0.25m/s,“聯(lián)動三桿''滑出磁場區(qū)間H時的速度為vr=v+Avi+Av2=lm/s,則Q

；x4皿v2—聲)=0.25J.

【刷真題】

【題型1電磁感應現(xiàn)象】

1.［課標I理綜2017/8］掃描隧道顯微鏡（STM）可用來探測樣品表面原子尺度上的形

貌.為了有效隔離外界振動對S7M的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅

薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動，如圖所示.無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄

板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是（）

答案：A

解析：施加磁場來衰減振動是利用電磁阻尼實現(xiàn)的，即振動過程中發(fā)生電磁感應現(xiàn)象，

產(chǎn)生的感應電流在磁場中受安培力阻礙其振動.A選項的圖中紫銅薄板無論上下振動還是左

右振動都會出現(xiàn)磁通量的變化，從而會產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象；B選項的圖中紫銅薄板上下振

動時沒有磁通量的變化，不會產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象；C選項的圖中紫銅薄板無論上下振動還

是左右振動均不會產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象；D選項的圖中紫銅薄板上下振動時不會產(chǎn)生電磁感

應現(xiàn)象，故最有效的方案是A,選項A正確.

【題型2楞次定律的應用】

2.［課標III理綜2020J］如圖，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套

有一金屬圓環(huán)，圓環(huán)初始時靜止.將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，電路接通的瞬

間，可觀察到（）

A.撥至M端或N端，圓環(huán)都向左運動

B.撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運動

C.撥至M端時圓環(huán)向左運動，撥至N端時向右運動

D.撥至M端時圓環(huán)向右運動，撥至N端時向左運動

答案：B

解析：如圖所示，開關(guān)S撥至M端，線圈中的電流從無到有，從A

端流入，B端流出，線圈中的磁場方向從右向左且增大，穿過金屬圓環(huán)的

磁通量向左且增大，根據(jù)楞次定律可知，金屬圓環(huán)的感應電流的磁場方向

從左向右，線圈與金屬圓環(huán)相互排斥，所以金屬圓環(huán)向右運動；開關(guān)S撥

至N端，同理可知，金屬圓環(huán)也向右運動，故B正確，A、C、D錯誤.

3.［課標I理綜2018J9］（多選）如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開

關(guān)與電源連接，另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導線連接成回路.將一小

磁針懸掛在直導線正上方，開關(guān)未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài).下列說法正確的是（）

A.開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動

B.開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里

的方向

C.開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外

的方向

D.開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂

直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動

答案：AD

解析：開關(guān)閉合的瞬間，根據(jù)楞次定律和安培定則可知直導線中電流從南向北，根據(jù)安

培定則可知小磁針所在處磁場方向垂直紙面向里，所以小磁針的N極朝垂直紙面向里的方

向轉(zhuǎn)動，故A正確；開關(guān)閉合并保持一段時間后，直導線中無電流，小磁針受到地磁場作

用，小磁針的N極指向北，故B、C錯誤；開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，根

據(jù)楞次定律和安培定則可知直導線中電流從北向南，根據(jù)安培定則可知小磁針所在處磁場方

向垂直紙面向外，所以小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動，故D正確.

【題型3感生電動勢的計算】

4.［浙江2021年6月J2］一種探測氣體放電過程的裝置如圖甲所示.充滿銳氣(Ne)的電

離室中有兩電極與長直導線連接，并通過兩水平長導線與高壓電源相連.在與長直導線垂直

的平面內(nèi)，以導線為對稱軸安裝一個用阻值品=10。的細導線繞制、匝數(shù)N=5xl()3的圓環(huán)

形螺線管，細導線的始末兩端c、d與阻值R=90。的電阻連接.螺線管的橫截面是半徑a

=1.0x10-2皿的圓，其中心與長直導線的距離r=0.1m.氣體被電離后在長直導線回路中產(chǎn)

生順時針方向的電流/,其/r圖像如圖乙所示.為便于計算，螺線管內(nèi)各處的磁感應強度

kJ

大小均可視為5=?,其中％=2xl(r7T.m/A.

高壓電源

「02：03：()4：05：06：0〃幣

乙

(1)求。?6.0x1O^s內(nèi)通過長直導線橫截面的電荷量Q；

(2)求3.0xW3s時，通過螺線管某一匝線圈的磁通量。；

(3)若規(guī)定c-R-d為電流的正方向，在不考慮線圈自感的情況下，通過計算，畫出通

過電阻R的小一f圖像；

(4)若規(guī)定c-R—d為電流的正方向,考慮線圈自感，定性畫出通過電阻R的加一/圖像.

解析：本題考查電磁感應現(xiàn)象.

(1)0?6.0x10-3s內(nèi)通過長直導線橫截面的電荷量。=/1加1+/2加2+，3加3,

其中Afi=1.0x10-3S,加2=(5.0—10)X10—3S=4.0X10-3S,

△f3=(6.0—5.0)xl0-3s=LOXIO-3s,/I=/3=50A,Z2=100A,解得。=0.5C.

kJ

(2)螺線管某一匝線圈的磁通量＜p=BS=y^Tia2,代入數(shù)據(jù)可得0=6.28xlO-8Wb.

A①A/

(3)感應電動勢~~—x—,則0?l.OxlOTs和5.0?6.0x10-3s,通過電阻R

的感應電流加=豆3~=3.14*10-3A,其余時間感應""I；

A-TAO3.14-----■

電流大小為0,如圖所示.2：03：04：05j06,b7：0力0-、

(4)如圖所示.

i?/10-3A

3.14

【題型4電磁感應中的電路問題】

5.［河北202L7］如圖，兩光滑導軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度大

小為B.導軌間距最窄處為一狹縫，取狹縫所在處O點為坐標原點.狹縫右側(cè)兩導軌與x軸

夾角均為仇一電容為C的電容器與導軌左端相連.導軌上的金屬棒與無軸垂直，在外力尸

作用下從O點開始以速度v向右勻速運動，忽略所有電阻.下列說法正確的是()

A.通過金屬棒的電流為28CV2勿〃e

B.金屬棒到達％o時，電容器極板上的電荷量為BCVxo勿〃8

C.金屬棒運動過程中，電容器的上極板帶負電

D.金屬棒運動過程中，外力廠做功的功率恒定

答案:A

解析：本題考查含電容器的電磁感應現(xiàn)象.由題可知，金屬棒勻速向右運動，金屬棒運

動的位移冗=小，金屬棒切割磁感線的有效長度L=2xtan8=2vZtan氏故產(chǎn)生的感應電動勢

E=BLv^2Bv2ttan0,電容器充電，由電流的定義式/邛和Q=CE,可得—ZBCiAan0,故

A正確；金屬棒到達沏時，電容器極板上的電荷量。=CE=2BCVxotan仇故B錯誤；由楞

次定律可知，感應電流方向為逆時針方向，故電容器上極板帶正電，故C錯誤；金屬棒勻

速運動，處于平衡狀態(tài)，外力尸大小等于安培力大小，F(xiàn)=BIL,外力做功的功率P=Fv

=B/Lv=4B2Cv4(tan0)2t,可知外力尸做功的功率與運動時間成正比，故D錯誤.

6.［浙江選考物理2020年7月J2］如圖所示，固定在水平面上的半徑為r的金屬圓環(huán)內(nèi)

存在方向豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場.長為1的金屬棒，一端與圓環(huán)接觸良

好，另一端固定在豎直導電轉(zhuǎn)軸OO'上，隨軸以角速度co勻速轉(zhuǎn)動.在圓環(huán)的A點和電刷

間接有阻值為R的電阻和電容為C、板間距為d的平行板電容器，有一帶電微粒在電容器

極板間處于靜止狀態(tài).已知重力加速度為g,不計其他電阻和摩擦，下列說法正確的是()

A.棒產(chǎn)生的電動勢為超脛①

B.微粒的電荷量與質(zhì)量之比為

c.電阻消耗的電功率為嘴9

ZK

D.電容器所帶的電荷量為CBa3

答案：B

_］

解析：金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢E=或V①尸2,故A錯誤；由于金屬棒

無電阻，故電容器兩端的電壓U=E,微粒在電容器極板間處于靜止狀態(tài)，故微粒所受到的

電場力與重力等大反向，則有E=*E,q=mg,可得'=哥5，故B正確；電阻消耗的電

B^CO^r1

功率P=~^=F~，故C錯誤；電容器所帶的電荷量故D錯誤.

7"山東202L8］迷你系繩衛(wèi)星在地球赤道正上方的電離層中，沿圓形軌道繞地飛行.系

繩衛(wèi)星由兩子衛(wèi)星組成，它們之間的導體繩沿地球半徑方向，如圖所示.在電池和感應電動

勢的共同作用下，導體繩中形成指向地心的電流，等效總電阻為r.導體繩所受的安培力克服

大小為f的環(huán)境阻力，可使衛(wèi)星保持在原軌道上.已知衛(wèi)星離地平均高度為H,導體繩長為

L(L?H),地球半徑為R、質(zhì)量為M,軌道處磁感應強度大小為B,方向垂直于赤道平面.忽

電池電動勢為()

遠地子衛(wèi)星o

電池--

電流，

速度

導體繩

近地子衛(wèi)星□

一

赤道平面'''''、

GMBL

C.BLR+H+石"

GMBL

D.BL-R+H-^

答案：A

解析：本題考查萬有引力、電磁感應現(xiàn)象與電路問題。導體繩繞地球做圓周運動，由萬

Mmv2IGM

m

有引力提供向心力，可得G\J\-上\-口rI、）2=KR工-rr口i，解得y=、\lKR-上rr口i，導體繩切割磁感線產(chǎn)

生感應電動勢，由于故認為導體繩兩端切割磁感線的速度相同，可得E'=BLv=

BL\由于電池產(chǎn)生的電流方向向下，而感應電流的方向向上，故電路中的實際電

E—E'

流/=---,已知導體繩受到的安培力與環(huán)境阻力大小相等、方向相反，F(xiàn)=BIL=f,聯(lián)

立解得E=BL\I^^+今,故A選項正確.

【題型5自感現(xiàn)象】

8.［北京理綜201749］圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖，Li和L2為電

感線圈.實驗時，斷開開關(guān)Si瞬間，燈Ai突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2,燈A?

逐漸變亮，而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同.下列說法正確的是

（）

A.圖1中，Ai與Li的電阻值相同

B.圖1中，閉合Si，電路穩(wěn)定后，Ai中電流大于Li中電流

C.圖2中，變阻器R與L2的電阻值相同

D.圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等

答案：C

解析：題圖1中，斷開開關(guān)S1瞬間，乙1與燈A1組成閉合回路，L產(chǎn)生感應電動勢阻礙

電流的變化，電流逐漸減小，由于燈Ai突然閃亮，故斷開開關(guān)Si之前，通過L的電流大

于通過燈Ai的電流，由歐姆定律知，Ai的電阻值大于心的電阻值，選項A、B錯誤；題圖

2中，閉合開關(guān)S2,電路穩(wěn)定后A?與A3的亮度相同，又知A?與A3相同，由歐姆定律知，

變阻器R與乙2的電阻值相同，選項C正確；題圖2中，閉合S2瞬間，由于必產(chǎn)生感應電

動勢阻礙電流的增加，故心中電流小于變阻器R中電流，選項D錯誤.

【題型6法拉第電戚感應定律與力、電綜合問題】

9.［全國甲202121］（多選）由相同材料的導線繞成邊長相同的甲、乙兩個正方形閉合線

圈，兩線圈的質(zhì)量相等，但所用導線的橫截面積不同，甲線圈的匝數(shù)是乙的2倍.現(xiàn)兩線圈

在豎直平面內(nèi)從同一高度同時由靜止開始下落，一段時間后進入一方向垂直于紙面的勻強磁

場區(qū)域，磁場的上邊界水平，如圖所示.不計空氣阻力，已知下落過程中線圈始終平行于紙

面，上、下邊保持水平.在線圈下邊進入磁場后且上邊進入磁場前，

可能出現(xiàn)的是（）

A.甲和乙都加速運動

B.甲和乙都減速運動

C.甲加速運動，乙減速運動

D.甲減速運動，乙加速運動

答案：AB

解析：本題考查電阻定律、安培力的計算.由題意可知，甲、乙線圈材料相同，即密度

po、電阻率0均相同，兩線圈質(zhì)量相等、邊長相等，設(shè)為/（）,由機甲=機乙，又根據(jù)機="oV

S甲］L總N4la

體積=Npo，（4lo，S）,N甲=2N乙,則甲、乙線圈的橫截面積之比則R總§=p\一一,

則R甲=4R乙.甲、乙兩線圈從同一高度靜止釋放做自由落體運動至線圈下邊到達磁場上邊

界時的速度滿足v^=2gh,得切=也正.線圈下邊進入磁場后在重力及安培力作用下運動（完

全進入前），則mg—人=根％八=順〃。=私人￡='跖-*=跡鏟=/普瓦/

樓1,寐立解得a=g_］嬴，與甲、乙線圈匝數(shù)、電阻、質(zhì)量、橫截面積均無關(guān).故

甲、乙線圈在釋放高度〃相等的情況下。也相同，故A、B正確.

10.［課標I理綜202021］（多選）如圖，U形光滑金屬框abed置于水平絕緣平臺上，ab

和de邊平行，和be邊垂直.ab、de足夠長，整個金屬框電阻可忽略.一根具有一定電阻的

導體棒MN置于金屬框上，用水平恒力F向右拉動金屬框，運動過程中，裝置始終處于豎

直向下的勻強磁場中，MN與金屬框保持良好接觸，且與be邊保持平行.經(jīng)過一段時間后

（）

A.金屬框的速度大小趨于恒定值XXX^xXXX

B.金屬框的加速度大小趨于恒定值xoxxxxlxx

C.導體棒所受安培力的大小趨于恒定值XXXXX7*x

D.導體棒到金屬框be邊的距離趨于恒定值/乂乂乂；Y

/XXX.zx,1Yzxxx/Xxx

答案：BC

解析：金屬框在外力作用下向右運動過程中，由楞次定律知，導體棒向右運動，設(shè)某時

刻金屬框的速度為也，導體棒的速度為吸，導體棒接入電路的電阻為R,回路中感應電動勢

EBL（ri—V2）

E=BL（Vi—V2）,由閉合電路歐姆定律得，回路中的電流/=斤=-----示-----.設(shè)金屬框的質(zhì)

.F

量為加1,導體棒的質(zhì)量為m2,對金屬框，由牛頓第二定律得方一8二=加的，整理得“1=7^"

B2L2（vi—V2）B2L2（vi—V2）

-----—-----,對導體棒，由牛頓第二定律得〃2=---------------,當〃1>〃2時，（也一電）

增大，金屬框的加速度減小，導體棒的加速度〃2增大，當。1=〃2時，此時尸=（如+加2）〃,

F、、

a=一——,（vi—V2）不變，回路中的電流不變，金屬框和導體棒所受安

m\-\-rri2

培力不變，兩者以相同的加速度做勻加速直線運動，故金屬框的加速度

大小趨于恒定值，速度越來越大，其v—/圖像如圖所示，A錯誤，B正

確；由于回路中的電流趨于恒定值，故導體棒所受安培力大小趨于恒定

值，C正確；導體棒與金屬框的加速度相同時，金屬框的速度較大，由

勻加速直線運動規(guī)律知，導體棒到金屬框be邊的距離越來越大,D錯誤.

H.［山東202L12］（多選）如圖所示，電阻不計的光滑U形金屬導軌固定在絕緣斜面上.區(qū)

域I、II中磁場方向均垂直斜面向上，I區(qū)中磁感應強度隨時

3

間均勻增加，II區(qū)中為勻強磁場.阻值恒定的金屬棒從無磁場區(qū)域中a處由靜止釋放，進入

II區(qū)后，經(jīng)b下行至c處反向上行.運動過程中金屬棒始終垂直導軌且接觸良好.在第一次

下行和上行的過程中，以下敘述正確的是（）

A.金屬棒下行過b時的速度大于上行過b時的速度

B.金屬棒下行過b時的加速度大于上行過b時的加速度

C.金屬棒不能回到無磁場區(qū)

D.金屬棒能回到無磁場區(qū)，但不能回到a