资源简介

2026届人教版高考物理第一轮复习：电磁感应综合提高练习1
一、单选题（本大题共6小题）
1．如图所示，将边长为的正方形导线框放置在的匀强磁场中。已知磁场方向与水平方向成37°角，线框电阻为，则线框绕其一边从如图所示的水平位置转至竖直位置的过程中，通过导线横截面的电荷量为（，）（　　）
A． B． C． D．
2．如图所示,两光滑的平行导轨固定在绝缘水平面上,整个空间存在竖直向上的匀强磁场,两导体棒ab、cd垂直地放在导轨上且与导轨始终保持良好接触,现导体棒ab、cd水平方向的速度大小分别为v1、v2,取水平向右为正方向.则下列说法正确的是 (　　)
A．如果v1=0、v2＞0,则感应电流方向为a→b→d→c→a
B．如果v1＜0、v2＞0,则回路中没有感应电流
C．如果v1=v2＞0,则感应电流方向为a→c→d→b→a
D．如果v2＞v1＞0,则感应电流方向为a→c→d→b→a
3．如图，在一绝缘光滑水平地面上，一个小金属环和一个大金属环的圆心在同一点.环中通有逆时针方向的恒定电流，环中不通电.现将环沿直线移向图中位置，则环中感应电流的方向和环的运动情况分别为( )
A．为顺时针方向，环圆心向靠近位置运动
B．为顺时针方向，环圆心向远离位置运动
C．为逆时针方向，环圆心向靠近位置运动
D．为逆时针方向，环圆心向远离位置运动
4．当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机的速度相同，两者用导电缆绳相连，这种卫星称为绳系卫星。现有一绳系卫星在地球赤道上空自西向东运行，忽略地球自转。卫星位于航天飞机的正上方，它与航天飞机之间的距离是，卫星所在位置的地磁场，沿水平方向由南向北。如果航天飞机和卫星的运行速度都是，以下说法正确的是（　　）
A．缆绳中的感应电动势约为
B．缆绳中的感应电动势约为
C．航天飞机端的电势高于卫星端的电势
D．如果卫星与航天飞机由南向北飞，航天飞机端的电势高于于卫星端的电势
5．如图所示，半径为的圆形单匝线圈中央有半径为的有界匀强磁场，磁感应强度随时间变化关系为，线圈电阻为，则磁感应强度从增大到时间内（ ）
A．线圈面积有缩小的趋势
B．线圈中电子沿逆时针方向定向移动
C．线圈中产生的焦耳热为
D．通过导线横截面的电荷量为
6．如图所示,宽度为d的两条平行虚线之间存在一垂直纸面向里的匀强磁场,一直径小于d的圆形导线环沿着水平方向匀速穿过磁场区域,规定逆时针方向为感应电流的正方向,由圆形导线环刚进入磁场开始计时,则关于导线环中的感应电流i随时间t的变化关系,下列图像中可能正确的是 (　　)
A． B．
C． D．
二、多选题（本大题共4小题）
7．如图所示，用电流传感器研究自感现象.电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻R的阻值.t＝0时刻闭合开关S，电路稳定后，t1时刻断开S，电流传感器连接计算机分别描绘了整个过程线圈中的电流IL和电阻中的电流IR随时间t变化的图象.下列图象中可能正确的是(　　)
A． B．C． D．
8．下列说法正确的是（　　）
A．楞次定律告诉我们，感应电流的“效果”总是要反抗引起感应电流的“原因”
B．汽车上用的感应电动机是利用电磁驱动原理制成的
C．探测器探测到金属物是因为金属物中产生了涡流
D．变压器的铁芯利用薄硅钢片叠加而成是为了增大涡流
9．如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则( )
A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
C．如果断开B线圈的电键S2，无延时作用
D．如果断开B线圈的电键S2，延时将变长
10．(多选)如图所示,电阻不计的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上.区域Ⅰ、Ⅱ中磁场方向均垂直斜面向上,Ⅰ区中磁感应强度随时间均匀增加,Ⅱ区中为匀强磁场.阻值恒定的金属棒从无磁场区域中a处由静止释放,进入Ⅱ区后,经b下行至c处反向上行.运动过程中金属棒始终垂直导轨且接触良好.在第一次下行和上行的过程中,以下叙述正确的是 (　　)
A．金属棒下行过b时的速度大于上行过b时的速度
B．金属棒下行过b时的加速度大于上行过b时的加速度
C．金属棒不能回到无磁场区
D．金属棒能回到无磁场区,但不能回到a处
三、非选择题（本大题共5小题）
11．如图1所示，某实验小组用电压传感器研究自感现象，图1中三个灯泡相同，灯泡电阻不变。时，闭合开关S，当电路达到稳定状态后再断开开关，与传感器相连的电脑记录电压传感器两端电压U随时间t变化的图像如图2所示。不计电源内阻，电感线圈L的自感系数很大，且不计直流电阻。
（1）开关S闭合后，电压传感器示数减小的原因是电感线圈L对电流的阻碍作用逐渐 （选填“增大”或“减小”），干路电流 （选填“增大”或“减小”），灯两端电压减小。
（2）开关S断开瞬间，灯 （选填“会”或“不会”）闪亮。
（3）已知电源的电动势为E，则图2中 。
12．在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示．它们是：①电流计　②直流电源　③带铁芯的线圈A ④线圈B⑤电键⑥滑动变阻器
简答题
(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线) ．
填空题
(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出三种方法．
① ；
② ；
③ .
13．（2023·重庆·模拟）在水平面内固定一表面光滑的电阻不计的金属U形导轨，导轨间距为L=0.5m，空间有竖直向下方向的磁感应强度大小为2T的匀强磁场，有一质量为m=1kg、电阻为R=0.5Ω的金属杆MN以v0=4m/s初速度向右运动，求：
（1）金属杆MN运动到最大位移的过程中产生的焦耳热；
（2）金属杆MN运动的最大位移的大小。
14．（2022·湖北武汉·模拟）如图甲所示，两条平行虚线间有垂直于纸面向外的匀强磁场，单匝正方形导线框abcd在外力作用下从图示位置由静止开始水平向右运动，ab边始终与虚线平行，导线框中感应电流的大小i随位移x的变化规律如图乙所示。已知磁感应强度大小为，导线框总电阻为。求：
（1）导线框进入磁场的过程中通过导线横截面的电荷量；
（2）cd边刚要出磁场时导线框的加速度大小；
（3）导线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热。
15．举例说明电磁感应现象的其他应用及其对现代社会的影响。
参考答案
1．【答案】C
【详解】
设线框在水平位置时法线方向竖直向上，穿过线框的磁通量为
当线框转至竖直位置时法线方向水平向右，与强场方向成143°角，穿过线框的磁通量为
该过程中通过导线横截面的电荷量
故选C。
2．【答案】D
【详解】如果v1=0、v2＞0,由右手定则可判断出感应电流方向沿a→c→d→b→a,故A错误;如果v1＜0、v2＞0,ab、cd与两导轨所围的面积增大,磁通量增大,由楞次定律可知,回路中产生感应电流,故B错误;如果v1=v2＞0,ab、cd与两导轨所围的面积不变,磁通量不变,故不产生感应电流,故C错误;如果v2＞v1＞0,则ab、cd与两导轨所围的面积增大,磁通量也增大,由楞次定律可知产生a→c→d→b→a方向的感应电流,故D正确
【快速切入】先根据右手定则,判断出感应电流的方向;再根据速度大小关系,判断出哪根导体棒起主导作用.
3．【答案】A
【解析】
环中通有逆时针方向的恒定电流，环内的磁场方向垂直纸面向外，环外的磁场方向垂直纸面向里，环的总磁通量方向垂直纸面向外，当环沿直线移向图中位置时，环内的磁通量向外增大，由楞次定律可知，环中感应电流的方向为顺时针，所以环圆心向靠近位置运动，则正确.
4．【答案】A
【详解】导电缆绳垂直切割地磁场，产生的动生电动势为，A正确，B错误；导电缆绳垂直切割地磁场，由右手定则可知航天飞机端的电势低于卫星端的电势，C错误；如果卫星与航天飞机由南向北飞，电缆绳不切割磁感线，不产生感应电动势，则航天飞机端的电势等于卫星端的电势，D错误。
5．【答案】C
【解析】本题考查变化磁场的电磁感应的电路问题.线圈不在磁场中，不受安培力，无收缩扩张趋势，错误；根据楞次定律和右手定则可知，线圈中感应电流为逆时针方向，因此电子运动方向为顺时针，错误；线圈中磁通量变化率为，线圈中的感应电动势为，变化过程中产生的焦耳热为，由于，联立可得，正确；通过导线的电荷量为，可得，错误.
6．【答案】A　
【解析】设经过时间t圆形导线环的位置如图所示,设圆形导线环运动速度大小为v、半径为R、电阻为r,此时圆形导线环切割磁感线的有效长度L=2,产生的感应电动势e=BLv,电流大小i=,联立得+=1,圆形导线环匀速进入磁场时的i-t图像是椭圆的一部分.同理,圆形导线环匀速离开磁场时的i-t图像也是椭圆的一部分,B、C错误.由楞次定律知,圆形导线环进入磁场时,电流方向为逆时针,即正方向,圆形导线环全部进入磁场时,电流为零,圆形导线环离开磁场时,电流方向为顺时针,即负方向,A正确,D错误.
【思路导引】圆形导线环运动过程中,切割磁感线的有效长度如图所示.
= L=2
7．【答案】AD
【详解】AB． L为一个自感系数很大、直流电阻小于电阻R的阻值的线圈，电感阻碍电流变化，当电键闭合后，电感的阻碍逐渐减小，即流过电感的电流增大，所以增大，最后稳定时电感相当于电阻，为恒定，当电键断开后，电感阻碍自身电流变化，产生的感应电流仍沿着原来方向，不过大小在减小，B错误A正确；
CD．当电键闭合时，电感阻碍电流变化，L为一个自感系数很大、有直流电阻的线圈，导致通过电阻的电流刚开始较大，当电感的阻碍逐渐减小，即流过电感的电流增大，所以减小，最后稳定，由于自感线圈L直流电阻值小于灯泡R的阻值，通过线圈L的电流大于通过灯泡R的电流，当断开电键，原来通过R的电流立即消失，电感阻碍自身电流变化，产生的感应电流流过电阻，其方向与规定图示流过电阻的方向相反，减小最后为0，C错误D正确。选AD。
8．【答案】ABC
【详解】
A．楞次定律告诉我们，感应电流的“效果”总是要反抗引起感应电流的“原因”，故A正确；
B．汽车上用的感应电动机是利用电磁驱动原理制成的，故B正确；
C．探测器探测到金属物是因为线圈产生变化的磁场，使金属物中产生了涡流，故C正确；
D．变压器的铁芯利用薄硅钢片叠加而成是为了增大电阻，减小涡流，故D错误。
故选ABC。
9．【答案】BC
【详解】
AB.当S1断开时，A中电流消失，此时穿过A、B线圈的磁通量均减小，由于A线圈已经断开，不产生感应电流，对磁场强度的减弱没有抑制作用；而B线圈的开关S2是闭合的，内部产生感应电流，B线圈中有感应电流产生的磁场，这即是延迟效应产生的原因，A错误，B正确；
CD.如果S2断开，线圈B也不产生感生电流，将不会有延时的作用，C正确，D错误。
故选BC。
10．【答案】ABD
【解析】在Ⅰ区域中,设磁感应强度为B1=kt,则回路中产生的感应电动势为E1=S=kS,感应电动势恒定,所以金属棒上的感应电流恒为I1==,金属棒进入Ⅱ区域后,切割磁感线,感应电动势为E2=B2Lv,金属棒上的感应电流为I2==,Ⅰ区域中磁场变化在金属棒上产生的感应电流使金属棒在Ⅱ区域中受到的安培力始终沿斜面向上,大小恒定不变,因为金属棒到达c点后又能上行,说明加速度始终沿斜面向上,下行和上行经过b点的受力分析如图甲、乙所示,下行过程中,根据牛顿第二定律可知B2I1L+B2I2L-mgsin θ=ma1,上行过程中,根据牛顿第二定律可知B2I1L-B2I'2L-mgsin θ=ma2,比较加速度大小可知a1>a2.由于bc段距离不变,下行过程中加速度大,上行过程中加速度小,所以金属棒下行经过b点时的速度大于上行经过b点时的速度,A、B正确;Ⅰ区域中磁场变化使金属棒在Ⅱ区域受到的安培力总是大于或等于沿斜面向下的作用力,所以金属棒一定能回到无磁场区域,由于整个过程中电流I2和I'2对应的安培力一直做负功,金属棒的机械能减少,所以金属棒不能回到a处,C错误,D正确.
11．【答案】（1）减小；增大 （2）不会 （3）
【详解】（1）开关S闭合瞬间，电感线圈L所在支路电流要增大，但由于电感线圈L的作用，电流只能由零开始缓慢增大，随着时间推移，电路中的电流趋于稳定，电感线圈L对电流的阻碍作用逐渐减小直至为零，所以电压传感器示数逐渐减小，而干路电流增大，灯两端电压减小。
（2）由于电感线圈的直流电阻为零，所以电路稳定时，灯和中的电流相等，断开开关瞬间，由于电感线圈的自感作用，灯中的电流等于断开开关之前灯中的电流，所以灯不会闪亮。
（3）由于电感线圈L的自感系数很大，所以闭合开关S瞬间，电感线圈L所在支路相当于断路，灯和串联，电压相等，即为灯两端的电压，所以。
12．【答案】
（1）；
（2）闭合开关；断开开关；闭合开关时移动滑动变阻器滑片；
【详解】
(1)[1]使线圈A与电键、直流电源、滑动变阻器串联，线圈B与电流计连成闭合回路，如图
(2)[2][3][4]只要能使穿过线圈B的磁通量发生变化，就可以使线圈B中产生感应电流，断开或闭合开关的过程中，或闭合开关后移动滑片的过程中，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B与电流计组成的闭合回路中产生感应电流．
13．【答案】（1）8J；（2）2m
【详解】（1）金属杆MN运动到最大位移的过程中动能都转化为了焦耳热，因此根据动能定理可得产生的焦耳热为
（2）设金属杆MN运动的最大位移为，则平均电流为
根据动量定理
联立解得
14．【答案】（1）；（2）5m/s2；（3）
【详解】（1）由题图乙可知，在线框位移为0.2m时线框开始产生感应电流，而在0.4~06m范围内感应电流为零，在线框位移为0.6m时又开始产生感应电流，又因为线框进入和离开磁场的过程有感应电流，而线框全部位于磁场中时无感应电流，由此可推知线框边长为
L=0.2m
线框进入磁场过程中，回路中的平均感应电动势大小为
平均感应电流大小为

通过导线横截面的电荷量为
（2）由题图乙可知，线框出磁场过程中，i随x的变化关系为

设此过程中某时刻线框速度为v，则产生的感应电动势大小为

根据闭合电路欧姆定律有

根据加速度的定义有

根据速度的定义有

联立以上五式可得

cd边刚要出磁场时，线框中感应电流为
线框的速度大小为
所以此时线框的加速度大小为
（3）线框在进出磁场过程中所受安培力大小为
即F随x成线性关系，其图像应为延长线过原点的倾斜线段，如图所示。且图像与坐标轴所围的面积表示F做功的绝对值，根据上面F的表达式可求得在x=0.2m、0.4m、0.6m和0.8m处线框所受的安培力大小分别为
而线框克服安培力所做的功等于产生的焦耳热，所以
15．【答案】见解析
【详解】现代电力的源头――发电机
电磁感应现象最重要的一个应用是制造发电机，其基本原理是：闭合电路的一部分绕成线圈，然后在磁场中转动切割磁感线，产生感应电流，上课时用到的手摇发电机就能清楚演示这样的发电过程。
厨房中的新型灶具――电磁炉
电磁炉是利用电磁感应现象将电能转换为内能的厨房电器，在电磁炉内部，由整流电路将频率较低的交流电变成直流电，再经过控制电路将直流电转换成高频电流(即高速变化的电流)，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场。当磁场内的磁感线通过金属器皿(导磁又导电的材料)底部时，金属体内会产生无数的小涡流(感应电流)，使器皿本身自行高速发热，然后再加热器皿内的东西，电磁炉与其他炉具比较，优点很多。
会场上的要员――动圈式话筒
动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的，当声源对着话筒发声时，声波使其中的金属膜片振动，连接在膜片上的线圈(叫做音圈)随着一起振动，音圈在永久磁铁的磁场里振动(做切割磁感线运动)，就产生了感应电流(电信号)，感应电流的大小和方向都在变化，变化的振幅和频率由声源发出的声波决定。然后这个电信号经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音来。
升降电压的功臣――变压器
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置：主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯，当初级线圈中通有交流电流时。由于交流电的大小、方向在不断改变，所以铁芯中便产生变化的磁场，这个变化的磁场通过次级线圈时会产生感应电流(电路闭合时)，事实上，当电路断开时，虽然没有感应电流，但在电路两端会有感应电压，由于次级线圈与初级线圈匝数不同，感应电压U1和U2大小也不同，变压器就是通过这样的方法来改变电压的。
第 page number 页，共 number of pages 页
第 page number 页，共 number of pages 页2026届人教版高考物理第一轮复习：电磁感应综合提高练习2
一、单选题（本大题共6小题）
1．如图所示，在通电直导线的右侧有一矩形线框，线框与直导线在同一平面内，线框在向右平移的过程中，关于线框下列说法正确的是（　　）
A．磁通量不变，没有感应电流
B．磁通量不变，产生感应电流
C．磁通量变大，没有感应电流
D．磁通量变小，产生感应电流
2．如图所示，某光滑V形导轨ADC水平放置，空间中存在竖直方向的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度大小为B，以水平向右为正方向建立x轴，导轨AD、CD与x轴夹角均为θ，金属棒MN与x轴垂直放置在导轨上，在外力F作用下从图示位置开始以速度v向右匀速运动。已知导轨与金属棒单位长度的电阻相同，金属棒与导轨接触良好。回路中的电流I与电功率P随时间t变化的图像可能正确的是
A． B． C． D．
3．如图所示,电路中A和B是两个完全相同的小灯泡,L是一个自感系数很大、直流电阻为零的电感线圈,C是电容很大的电容器;当S1、S2断开、S闭合后,两灯泡均能发光.现断开S,闭合S1、S2,然后进行下列操作,则 (　　)
A．闭合S时,A立即亮,然后逐渐变暗,最后稳定在一定亮度
B．闭合S时,B立即亮,然后逐渐熄灭
C．闭合S足够长时间后,A不发光而B发光
D．闭合S足够长时间后再断开,流过B中的电流反向并逐渐减小至零
4．磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，比靠摩擦力刹车更稳定。如图为该新型装置的原理图（从后面朝前看），过山车的两侧装有铜片，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时，铜片与磁铁的相互作用能使过山车很快停下来。下列说法正确的是（　　）
A．磁力刹车利用了电流的磁效应
B．磁力刹车属于电磁驱动现象
C．磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成内能
D．过山车的质量越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大
5．如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出．线框的边长小于磁场宽度．下列说法正确的是（ ）
A． 线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向
B． 线框出磁场的过程中做匀减速直线运动
C． 线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等
D． 线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等
6．如图1所示，光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上，轨道间连接一可变电阻，导体杆与轨道垂直并接触良好（不计杆和轨道的电阻），整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中.杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，两次运动中拉力大小与速率的关系如图2所示.其中，第一次对应直线①，初始拉力大小为 ，改变电阻阻值和磁感应强度大小后，第二次对应直线②，初始拉力大小为 ，两直线交点的纵坐标为 .若第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之比为 、电阻的阻值之比为 、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为 ，则 、 、 可能为( )
A． 、 、 B． 、 、
C． 、 、 D． 、 、
二、多选题（本大题共4小题）
7．［湖南2024·8］（多选）某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为的定值电阻相连，导轨段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为的金属杆垂直导轨放置.现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处.已知金属杆接入导轨之间的阻值为，与粗糙导轨间的摩擦因数为 ，.导轨电阻不计，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．金属杆经过的速度为
B．在整个过程中，定值电阻产生的热量为
C．金属杆经过与区域，金属杆所受安培力的冲量相同
D．若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍
8．“跳环”实验是电磁感应现象中的一个著名的演示实验。如图所示，在线圈中插一根圆柱形软铁棒，将一轻质铝环套在铁棒上，接通开关，铝环便向上跳起。下列关于“跳环”实验的说法正确的是（　　）
A．把铁棒换成塑料棒，闭合开关时铝环不会跳起
B．将铝环剪开一条缝，合开关时铝环不会跳起
C．线圈匝数与闭合开关时铝环跳起的高度无关
D．铝环向上跳起和向下降落两过程中环中的电流方向相反
9．（多选）如图所示，电阻不计的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上.区域Ⅰ、Ⅱ中磁场方向均垂直斜面向上，Ⅰ区中磁感应强度随时间均匀增加，Ⅱ区中为匀强磁场.阻值恒定的金属棒从无磁场区域中a处由静止释放，进入Ⅱ区后，经b下行至c处反向上行.运动过程中金属棒始终垂直导轨且接触良好.在第一次下行和上行的过程中，以下叙述正确的是 （　　）
A．金属棒下行过b时的速度大于上行过b时的速度
B．金属棒下行过b时的加速度大于上行过b时的加速度
C．金属棒不能回到无磁场区
D．金属棒能回到无磁场区，但不能回到a处
10．(多选)一有机玻璃管竖直放在水平地面上，管上有漆包线绕成的线圈，线圈的两端与电流传感器相连，线圈在玻璃管上部的5匝均匀分布，下部的3匝也均匀分布，下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离.如图(a)所示.现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落，电流传感器测得线圈中电流I随时间t的变化如图(b)所示.则 (　　)
图(a) 图(b)
A．小磁体在玻璃管内下降速度越来越快
B．下落过程中，小磁体的N极、S极上下颠倒了8次
C．下落过程中，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变
D．与上部相比，小磁体通过线圈下部的过程中，磁通量变化率的最大值更大
三、非选择题（本大题共5小题）
11．某个学生在做验证楞次定律的实验时，其操作步骤如下∶
①把蓄电池、开关、滑线变阻器和线圈A串联成一个电路
②把电流表和线圈B串联成另一个电路
③接通开关，给线圈通电，观察线圈A绕向，并记下线图A中电流的方向
④把线圈插入线图中，停一会再拔出来，当线圈在插入和拔出的过程中，以及停在线圈B中时，观察电流表的指针有无偏转，并记下指针偏转方向
⑤改变线圈A中的电流方向，按步骤③、④重作实验，观察电流表的指针有无偏转，并记下指针偏转方向
这个同学想根据上述实验记录验证楞次定律，但他在实验步骤中有重要的遗漏，所漏掉的重要实验步骤是。如果一位学生在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合电键后，将原线圈迅速插入副线圈的过程中，电流计指针将向偏；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向电阻增大的方向移动时，电流计指针将向偏。
12．一单匝矩形线圈垂直放入磁感应强度均匀增大的磁场中，某时刻穿过线圈的磁通量，经，此时穿过线圈的磁通量。求此过程中：
（1）线圈内产生的感应电动势；
（2）其他条件不变，只将单匝线圈换成100匝的线圈，线圈内产生的感应电动势。
13．“研究电磁感应现象”的实验装置如图所示。
（1）将图中所缺的导线补接完整。
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上开关后进行下述操作时可能出现的情况是：
①将通电线圈迅速插入感应线圈时，灵敏电流计指针将 。
②通电线圈插入感应线圈后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计指针将 。
（3）在实验时，如果感应线圈两端不接任何元件，则感应线圈电路中将 。
A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C．不能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向
D．可以用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向
14．（16分）圆筒式磁力耦合器由内转子、外转子两部分组成，工作原理如图甲所示。内、外转子可绕中心轴转动。外转子半径为，由四个相同的单匝线圈紧密围成，每个线圈的电阻均为,直边的长度均为,与轴线平行。内转子半径为,由四个形状相同的永磁体组成，磁体产生径向磁场，线圈处的磁感应强度大小均为。外转子始终以角速度匀速转动，某时刻线圈的直边与处的磁场方向如图乙所示。
（1） 若内转子固定，求边产生感应电动势的大小;
（2） 若内转子固定，求外转子转动一周，线圈产生的焦耳热;
（3） 若内转子不固定，外转子带动内转子匀速转动，此时线圈中感应电流为,求线圈中电流的周期。
15．如图所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的面积S=0.3m2、电阻R=0.6Ω，磁场的磁感应强度B=0.2T.现同时向两侧拉动线圈，线圈的两边在Δt=0.5s时间内合到一起．求线圈在上述过程中
（1）感应电动势的平均值E；
（2）感应电流的平均值I，并在图中标出电流方向；
（3）通过导线横截面的电荷量q．
参考答案
1．【答案】D
【详解】在通电直导线的右侧有一矩形线框，线框与直导线在同一平面内，线框在向右平移的过程中，穿过线框磁通量减小，产生感应电流。
故选D。
2．【答案】C
【详解】设金属棒与导轨的两接点间距离为L，r0为导轨单位长度的电阻，则两接点间金属棒产生的感应电动势为E＝BLv，回路总电阻为R＝r0＝，电流为I＝＝，则金属棒运动过程中回路中的电流I为定值，A、B错误；回由表达式可知I与t无关路中的电功率为P＝I2R＝I2r0L，其中L＝L0＋2vttan
θ，L0为金属棒初始时与导轨的两接点间的距离，故P与t成线性关系，C正确，D错误。
3．【答案】C
【解析】由于线圈自感系数很大,对电流阻碍作用很强,相当于断路,电容器的电容很大,说明容抗很小,闭合S时,电容器将B短路,故A灯立即变亮,B灯之后变亮,因线圈L的直流电阻为零,电路稳定后A被短路熄灭,B变得更亮,稳定在一定亮度,故A、B错误;闭合S足够长时间后,线圈相当于导线,A因短路不发光,电容器充电结束,因此B发光,故C正确;闭合S足够长时间后再断开,电容器与B构成回路,电容器对B放电,放电电流逐渐减小,但流过B中的电流并没有反向,故D错误.
4．【答案】C
【详解】磁力刹车过程会产生涡流，属于电磁感应现象，并非是电流的磁效应，也不属于电磁驱动现象，A、B错误；磁力刹车的过程中，铜片穿过磁铁时产生涡流，在磁场中受到安培力作用，阻碍过山车的运动，故磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成内能，C正确；过山车的速度越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大，和质量无关，D错误。
5．【答案】D
【解析】根据楞次定律可知，线框进磁场过程中，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，根据安培定则可知，回路中的感应电流方向为逆时针方向，A错误；设线框边长为，总电阻为，则线框出磁场的过程中电动势，线框中的电流，安培力，由得加速度，线框出磁场的过程中，安培力做负功，减小，则加速度减小，故线框不做匀减速直线运动，B错误；线框进磁场和出磁场的过程中，均做减速运动，两过程速度不相等，安培力不相等，位移相同，则克服安培力做功不相等，所以产生的焦耳热不相等，C错误；根据可知，线框进磁场和出磁场的过程中，通过导线横截面的电荷量相等，D正确．
6．【答案】C
【解析】
设杆的质量为 ，由题知杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，则在 时分别有 ， ，则第一次和第二次运动中，杆从静止开始运动相同位移的时间分别为 ， ，则 ， 、 错误；第一次和第二次运动中根据牛顿第二定律有 ，则可知两次运动中 图像的斜率为 ，由图2易知直线①与直线②的斜率之比为2，则有 ，代入 、 选项中的 和 可知， 正确， 错误.
7．【答案】CD
【解析】设金属杆在处速度为,导轨间距为,金属杆在区域运动时,水平方向只受安培力,由动量定理有,即,在区域运动时,水平方向受安培力和滑动摩擦力,由动量定理有,即,联立可知,错误；在整个过程中,由功能关系可得,解得,错误；金属杆经过与区域,安培力的冲量均为,正确；对全过程由动量定理有,若将金属杆的初速度加倍,由动量定理有,由于金属杆在区域运动的速度比第一次大,,即,则,正确.
8．【答案】BD
【详解】
A．把铁棒换成塑料棒，闭合开关时，铝环所在处的磁场仍有变化，则铝环中感应电流的磁场阻碍铝环中磁通量的增加，铝环仍会跳起，故A错误；
B．将铝环剪开一条缝，闭合开关时铝环中没有感应电流，铝环不会跳起，故B正确；
C．线圈匝数的多少影响磁场的强弱，而闭合开关时铝环中感应电流与磁场变化有关，则铝环跳起高度与线圈的匝数有关，故C错误；
D．铝环跳起时，远离线圈，环中的磁通量减小，环中感应电流的磁场阻碍环中磁通量的减小，铝环下落时，靠近线圈，环中的磁通量增加，环中感应电流的磁场阻碍环中磁通量的增加，则两过程中环中感应电流方向相反，故D正确。
故选BD。
9．【答案】ABD
【解析】本题通过金属棒在导轨上运动考查楞次定律、法拉第电磁感应定律、受力分析及能量转化.在Ⅰ区域中，设磁感应强度为B1=kt，则回路中产生的感应电动势为E1=S=kS，感应电动势恒定，所以金属棒上的感应电流恒为I1==，金属棒进入Ⅱ区域后，切割磁感线，感应电动势为E2=B2Lv，金属棒上的感应电流为I2==，Ⅰ区域中磁场变化在金属棒上产生的感应电流使金属棒在Ⅱ区域中受到的安培力始终沿斜面向上，大小恒定不变，因为金属棒到达c点后又能上行，说明加速度始终沿斜面向上，下行和上行经过b点的受力分析如图甲、乙所示，下行过程中，根据牛顿第二定律可知B2I1L+B2I2L-mgsin θ=ma1，上行过程中，根据牛顿第二定律可知B2I1L-B2I'2L-mgsin θ=ma2，比较加速度大小可知a1>a2.由于bc段距离不变，下行过程中加速度大，上行过程中加速度小，所以金属棒下行经过b点时的速度大于上行经过b点时的速度，A、B正确；Ⅰ区域中磁场变化使金属棒在Ⅱ区域受到的安培力总是大于或等于沿斜面向下的作用力，所以金属棒一定能回到无磁场区域，由于整个过程中电流I2和I'2对应的安培力一直做负功，金属棒的机械能减少，所以金属棒不能回到a处，C错误，D正确.
【易错分析】由于Ⅰ区域中磁感应强度均匀增大，所以金属棒中产生恒定不变的感应电流，当金属棒在Ⅱ区域中运动时，除了受Ⅰ区域产生感应电流的安培力外，由于金属棒切割Ⅱ区域中的磁感线，产生感应电流，还受该感应电流的安培力，该安培力一直是阻力，很多同学考虑不到这一点而出现错解.
10．【答案】AD　
【解析】由题图可知，感应电流的峰值越来越大，则穿过线圈的磁通量的变化越来越快，而磁通量的变化快慢是由小磁体运动快慢决定的，故小磁体在玻璃管中下降速度越来越快，A正确；从上向下看，磁体接近每匝线圈时，穿过线圈的磁通量增大而产生某一方向的电流，通过线圈后，穿过线圈的磁通量同向减小而产生反方向的电流，并循环此过程，故电流方向发生变化，并不是小磁体的N板、S极上下颠倒，B错误；小磁体下落过程中，线圈中最大感应电流逐渐增大，所以线圈受到的安培力逐渐增大，由牛顿第三定律可知小磁体受到线圈的电磁阻力也越来越大，C错误；小磁体通过线圈下部的感应电流峰值比通过线圈上部时大，则下部感应电动势峰值比上部大，由法拉第电磁感应定律E=n可知，小磁体通过线圈下部的过程中，通过线圈的磁通量变化率的最大值更大，D正确.
11．【答案】判断灵敏电流计的指针偏转方向与流入的电流方向的关系；右；左
【详解】[1] 所漏掉的重要实验步骤是判断灵敏电流计的指针偏转方向与流入的电流方向的关系；
[2] 在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明磁通量变大时，电流计的指针向右偏，将原线圈迅速插入副线圈的过程中，磁通量增大，电流计指针将向右偏；
[3] 原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向电阻增大的方向移动时，电流减小，磁通量减小，电流计指针将向左偏。
12．【答案】（1）；（2）
【详解】
（1）线圈内产生的感应电动势
（2）将单匝线圈换成100匝的线圈，线圈内产生的感应电动势
13．【答案】；向右偏转；向左偏转；BD
【详解】
(1)[1]连线如图所示
(2)[2]依题意，闭合开关时感应线圈中磁通量增加，发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下。可得将通电线圈迅速插入感应线圈时，感应线圈中磁通量增加，灵敏电流计指针将向右偏转；
[3]同理，通电线圈插入感应线圈后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，通电线圈电流减小，磁场减小，感应线圈中磁通量减小，灵敏电流计指针将向左偏转；
(3)[4]只要穿过电路的磁通量发生变化，就会产生电磁感应现象，就有感应电动势；由于电路不闭合，无感应电流；用楞次定律可以判断感应电动势的方向。故AC错误；BD正确。
故选BD。
14．【答案】（1）
（2）
（3）
【详解】
（1） 边所处磁场区域的磁感应强度大小为，则（2分）
其中（1分）
解得（2分）
（2） 分析可知单个线圈中产生的感应电动势为（1分）
线圈转动过程中电动势大小恒定，可得
（1分）
（1分）
解得（2分）
（3） 四个线圈带动四个内转子转动，可选择其中一个线圈分析，设内转子转动的角速度为 ，
线圈产生的电动势大小为（1分）
且（1分）
线圈相对内转子转动 ，线圈内电流改变一次方向，线圈相对内转子继续转动 ，线圈内电流再改变一次方向，刚好经过一个电流的周期，则（2分）
解得（2分）
【思路引导】该题以圆柱体侧面上切割磁感线为模型，解题思路与平面内切割磁感线的电磁感应模型类似，最终选择一个闭合线圈作为研究对象，实际切割磁感线产生电动势的两条边为和，分别在不同方向的磁场中切割磁感线，电动势叠加。第（3）问中将内转子选作参考系，可简化问题。
15．【答案】（1）E=0.12V；（2）I=0.2A（电流方向见图）；（3）q=0.1C
【详解】
（1）由法拉第电磁感应定律有：
感应电动势的平均值
磁通量的变化
解得：
代入数据得：E=0.12V；
（2）由闭合电路欧姆定律可得：
平均电流
代入数据得I=0.2A
由楞次定律可得，感应电流方向如图：
（3）由电流的定义式可得：电荷量q=I t代入数据得q=0.1C．
第 page number 页，共 number of pages 页
第 page number 页，共 number of pages 页2026届人教版高考物理第一轮复习：电磁感应综合提高练习3
一、单选题（本大题共6小题）
1．如图所示，在绝缘的水平面上，有闭合的两个线圈a、b，线圈a处在匀强磁场中，现将线圈a从磁场中匀速拉出，线圈a、b中产生的感应电流方别是(　　)
A．顺时针，顺时针 B．顺时针，逆时针
C．逆时针，顺时针 D．逆时针，逆时针
2．下列说法正确的是（　　）
A．奥斯特首先引入了电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究
B．楞次定律告诉我们，感应电流产生的磁场方向总是与引起感应电流的原磁场方向相反
C．法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕
D．赫兹的实验证实了电磁波的存在，为无线电技术的发展开拓了道路
3．如图所示,光滑的金属圆弧形轨道MN、PQ竖直放置,共同圆心为O,轨道半径分别为l、3l,PM间接有阻值为3r的电阻.两轨道之间ABDC区域内(含边界)有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B0,AB水平且与圆心等高,CD竖直且延长线过圆心.一轻质金属杆电阻为r,长为2l,一端套在轨道MN上,另一端连接质量为m的带孔金属球(视为质点),并套在轨道PQ上,均接触良好.让金属杆从AB处无初速度释放,第一次即将离开磁场时,金属球的速度大小为v.其余电阻不计,重力加速度为g,下列说法正确的是 (　　)
A．金属球向下运动过程中,P点电势高于M点电势
B．金属杆第一次即将离开磁场时,电阻两端的电压为B0lv
C．金属杆从AB滑到CD的过程中,通过电阻的电荷量为
D．金属杆从AB滑到CD的过程中,电阻上产生的焦耳热为mgl-mv2
4．如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场．长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO\'上，随轴以角速度ω匀速转动．在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态．已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是(　　)
A．棒产生的电动势为 Bl2ω
B．微粒的电荷量与质量之比为
C．电阻消耗的电功率为
D．电容器所带的电荷量为CBr2ω
5．如图所示,电路中A和B是两个完全相同的小灯泡,L是一个自感系数很大、直流电阻为零的电感线圈,C是电容很大的电容器;当S1、S2断开、S闭合后,两灯泡均能发光.现断开S,闭合S1、S2,然后进行下列操作,则 (　　)
A．闭合S时,A立即亮,然后逐渐变暗,最后稳定在一定亮度
B．闭合S时,B立即亮,然后逐渐熄灭
C．闭合S足够长时间后,A不发光而B发光
D．闭合S足够长时间后再断开,流过B中的电流反向并逐渐减小至零
6．如图所示,光滑水平面上存在有界匀强磁场,磁感应强度为B,质量为m、边长为a的正方形线框ABCD斜向上进入磁场,当AC刚进入磁场时速度为v,方向与磁场边界成45°角,若线框的总电阻为R,则 (　　)
A．线框进入磁场过程中,线框中电流的方向为DCBAD
B．AC刚进入磁场时,线框中感应电流为
C．AC刚进入磁场时,线框所受安培力大小为
D．AC刚进入磁场时,CD两端电压为Bav
二、多选题（本大题共4小题）
7．粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图所示（）
A．四种情况下流过ab边的电流的方向都相同
B．四种情况下ab两端的电势差都相等
C．四种情况下流过线框的电荷量都相等
D．四种情况下磁场力对线框做功的功率都相等
8．如图所示,水平虚线L1、L2之间存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场区域的高度为h。竖直平面内有一质量为m,底边水平且上、下底边边长之比为1∶4,高为2h,电阻处处均匀的直角梯形金属线框ABCD,在磁场边界L2的下方h处受到竖直向上的拉力F=2mg作用,从静止开始运动(上升过程中底边始终水平,线框平面始终与磁场方向垂直),当AB边刚进入磁场时,线框的加速度恰好为零,且在DC边刚进入磁场前的一段时间内,线框做匀速运动。重力加速度为g,下列正确的是
A．AB边刚进入磁场时,线框的速度大小为
B．AB边刚进入磁场时,线框中感应电流的瞬时电功率为mg
C．DC边刚进入磁场时,线框加速度的大小为g
D．从线框开始运动到DC边刚进入磁场的过程中,线框产生的焦耳热为mgh
9．两根足够长的导轨由上下段电阻不计、光滑的金属导轨组成，在、两点绝缘连接，、等高，间距，连接处平滑。导轨平面与水平面夹角为 ，导轨两端分别连接一个阻值 的电阻和的电容器，整个装置处于的垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中，两根导体棒、分别放在两侧，质量分别为、，棒电阻为 ，棒的电阻不计，将棒由静止释放，同时棒从距离为处在一个大小、方向沿导轨平面向上的力作用下由静止开始运动，两棒恰好在处发生弹性碰撞，碰撞前瞬间撤去，已知碰前瞬间棒的速度为，，则（ ）
A．棒从释放到第一次碰撞前所用时间为
B．棒从释放到第一次碰撞前，上消耗的焦耳热为
C．两棒第一次碰撞后瞬间，棒的速度大小为
D．两棒第一次碰撞后瞬间，棒的速度大小为
10．如图所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计．两相同的导体棒、置于边界水平的匀强磁场上方同一高度处．磁场垂直于导轨平面向里，磁感应强度大小为，磁场宽为．先由静止释放，刚进入磁场时做加速运动，此时再由静止释放，穿出磁场前已做匀速直线运动．两导轨间的水平距离为，两导体棒接入电路的电阻均为、质量均为，两导体棒始终与导轨保持良好接触（不计接触电阻），重力加速度为，则（ ）
A． 导体棒刚进入磁场时的加速度大小为
B． 导体棒在磁场内运动过程中，导体棒的动能增加量等于其重力势能减少量
C． 导体棒进入磁场时，导体棒还未运动到磁场下边界
D． 导体棒刚穿出磁场时，、两导体棒间距为
三、非选择题（本大题共5小题）
11．如图甲，某实验小组用电压传感器研究电感线圈特性，图甲中三个灯泡相同，灯泡电阻不变。t=0时，闭合开关S，当电路达到稳定状态后再断开开关，与传感器相连的电脑记录的电感线圈L两端电压u随时间t变化的u-t图像如图乙所示。不计电源内阻，电感线圈L的自感系数很大且不计直流电阻。
(1)开关S闭合瞬间，流经灯 L 的电流I （选填“大于”“小于”或“等于”）流经灯L 的电流I ，灯L 亮度变化情况是 （选填“逐渐变亮”或“突然变亮”）。
(2)开关S断开瞬间，灯 L （选填“会”或“不会”）闪亮。
(3)图乙中电压 U 与 U 的比值为 。
12．我们可以通过以下实验，来探究产生感应电流的条件
简答题
（1）给出的实物图中，请用笔画线代替导线补全实验电路；
填空题
（2）接好电路，合上开关瞬间，电流表指针 （填“偏转”或“不偏转”）；
填空题
（3）电路稳定后，电流表指针 （填“偏转”或“不偏转”）；
填空题
（4）根据以上实验可得：产生感应电流的条件 ．
13．(18分)在图所示电路中，L为一自感线圈，如果开关S断开，电流从最大值减小到零的时间为0.05s，产生的感应电动势为180V，可使氖管发光；如果电流在0.03s内减小到零，则氖管两端可得到多大电压？
14．(16分)如图所示,两根足够长的光滑金属导轨平行放置在倾角为30°的绝缘斜面上,导轨宽度为L,下端接有阻值为R的电阻,导轨处于方向垂直于斜面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,轻绳一端跨过光滑定滑轮后悬吊一质量为m的小物块,另一端平行于斜面系在质量也为m的金属棒的中点.现将金属棒从PQ位置由静止释放,金属棒始终与导轨垂直且接触良好,金属棒的电阻为r,导轨电阻忽略不计,重力加速度为g.
(1)求金属棒匀速运动时的速度大小;
(2)若金属棒由静止释放到达到匀速的过程中小物块下落的高度为h,求此过程中电阻R上产生的焦耳热;
(3)若(2)中还已知金属棒由静止释放到达到匀速的过程中轻绳对金属棒的冲量的大小I0,试求此过程经历的时间(结果用B、h、m、g、r、R、L、I0表示).
15．如图所示，间距为L=1m两平行金属导轨由倾斜部分和水平部分平滑连接而成，倾斜部分导轨与水平面的倾角θ=30°，上端连有阻值R=1Ω的定值电阻且倾斜导轨处于大小为B1=0.5T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。水平部分导轨足够长，图示矩形虚线框区域存在大小为B2=1T、方向竖直向上的匀强磁场，磁场区域的宽度d=1.5m。现将质量m=0.1kg、内阻r=1Ω、长L=1m的导体棒ab从倾斜导轨上端释放，达到稳定速度v0后进入水平导轨，当恰好穿过B2磁场时速度v=1m/s，已知导体棒穿过B2磁场的过程中速度变化量与在磁场中通过的距离满足△v=k△x（比例系数k未知），运动过程中导体棒始终与导轨垂直并接触良好，不计摩擦阻力和导轨电阻。（g=10m/s2）求：
（1）导体棒ab的速度v0；
（2）导体棒ab穿过B2磁场过程中导体棒ab产生的焦耳热；
（3）若磁场B1大小可以调节，其他条件不变，为了使导体棒ab停留在B2磁场区域，B1需满足什么条件？
参考答案
1．【答案】A
【详解】线圈a从磁场中匀速拉出的过程中，穿过a线圈的磁通量在减小，根据楞次定律可知a线圈中的电流方向为顺时针，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，线圈a靠近线圈b的过程中通过线圈b的磁通量在向外增大，同理可得线圈b中产生的电流方向为顺时针。故选A。
2．【答案】D
【详解】
A．法拉第首先引入了电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究，A错误；
B．感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，感应电流产生的磁场方向可能和原磁场方向相同，也可能相反，B错误；
C．奧斯特发现了电流的磁效应，C错误；
D．赫兹的实验证实了电磁波的存在，为无线电技术的发展开拓了道路，D正确；
故选D。
3．【答案】C
【解析】金属球向下运动过程中,金属杆在磁场中切割磁感线,根据右手定则可知,金属杆中的电流方向为从B到A,则流过电阻的电流方向为从M到P,故P点电势低于M点电势,A错误;金属杆第一次即将离开磁场时,金属杆下端的速度为v,金属杆上端的速度v'=v=,金属杆产生的感应电动势为E=B0·2l=B0·2l=,电阻两端的电压为U=E=B0lv,B错误;金属杆从AB滑到CD的过程中,回路中的平均电动势为=,根据闭合电路欧姆定律,回路中的平均电流为=,此过程通过电阻的电荷量为q=Δt,联立可得q===,C正确;金属杆从AB滑到CD的过程中,设回路中产生的总焦耳热为Q,对整个系统,由能量守恒定律可知,3mgl=mv2+Q,整理可得Q=3mgl-mv2,电路中金属杆与电阻串联,电流相等,故电阻上产生的焦耳热为Q'=Q=mgl-mv2,D错误.
【关键点拨】本题是电磁感应与电路相结合的综合题,分析清楚电路结构、明确金属杆的运动过程是解题的前提,应用法拉第电磁感应定律、欧姆定律、能量守恒定律与右手定则即可解题.要注意金属杆上各点切割速度不同,要用平均速度来求感应电动势.
4．【答案】B
【详解】金属棒切割磁感线产生的感应电动势E=Br = Bωr2，故A错误；由于金属棒无电阻，故电容器两端的电压U=E，微粒在电容器极板间处于静止状态，故微粒所受到的电场力与重力等大反向，则有E\'= ，E\'q=mg，可得 = ，故B正确；电阻消耗的电功率P= = ，故C错误；电容器所带的电荷量Q=CU= CBωr2，故D错误．
【易错分析】本题的易错点在于考虑切割磁感线部分的长度时误认为是金属棒的全长，而实际上应该是切割的有效长度，即圆环的半径长度．
5．【答案】C
【解析】由于线圈自感系数很大,对电流阻碍作用很强,相当于断路,电容器的电容很大,说明容抗很小,闭合S时,电容器将B短路,故A灯立即变亮,B灯之后变亮,因线圈L的直流电阻为零,电路稳定后A被短路熄灭,B变得更亮,稳定在一定亮度,故A、B错误;闭合S足够长时间后,线圈相当于导线,A因短路不发光,电容器充电结束,因此B发光,故C正确;闭合S足够长时间后再断开,电容器与B构成回路,电容器对B放电,放电电流逐渐减小,但流过B中的电流并没有反向,故D错误.
6．【答案】D
【解析】线框进入磁场的过程中,穿过线框的磁通量增大,由楞次定律知,感应电流的方向为ABCDA,A错误;AC刚进入磁场时,线框切割磁感线的有效长度为a,所以产生的感应电动势为E=Bav,则线框中感应电流为I==,B错误;AC刚进入磁场时,线框的CD边受到的安培力与v的方向相反,AD边受到的安培力垂直于AD向下,大小都是F=BIa=,且AD边与CD边受到的安培力的方向相互垂直,所以AC刚进入磁场时线框所受安培力为AD边与CD边受到的安培力的矢量和,即F合=F=,C错误;AC刚进入磁场时,CD两端的电压U=E=Bav,D正确.
7．【答案】ACD
【详解】A．四种情况穿过线框的磁通量均减小，根据楞次定律判断出感应电流方向均为顺时针方向，A正确；
B．上述四个图中，切割边所产生的电动势大小均相等（E），回路电阻均为4r（每边电阻为r），则电路中的电流亦相等，即，只有B图中，ab为电源，有，其他情况下有，B错误；
C．由，ΔΦ相同，所以电荷量相同，C正确；
D．由，因为I相同，所以P相等，D正确。选ACD。
8．【答案】BD　
【解析】重难考点：电磁感应综合
设AB边刚进入磁场时速度大小为v0,线框的电阻为R,AB=l,则CD=4l,根据动能定理有Fh-mgh=m,解得v0=,A错误;AB边刚进入磁场时,线框的加速度恰好为零,则此时安培力的大小为F安=F-mg=mg,线框中感应电流的瞬时电功率为P=F安v0=mg,B正确; AB边刚进入磁场时加速度为零,则有F=mg+,设DC边刚进入磁场前做匀速运动时速度大小为v1,线框切割磁感线的有效长度为1.5l,则有F=mg+,联立解得v1==,从线框开始运动到DC边进入磁场前瞬间,根据能量守恒定律得F·3h-mg·3h-Q=m,联立解得Q=mgh,D正确; DC边刚进入磁场瞬间,线框切割磁感线的有效长度为2.5l,安培力大小为F1=BI1·2.5l,由闭合电路欧姆定律得I1=,由牛顿第二定律得a=,解得a=g,C错误。
9．【答案】BD
【详解】由于金属棒、同时由静止开始运动，且恰好在处发生弹性碰撞，故金属棒、到达处所用的时间相同，对棒和电容器组成的回路，电容器所带电荷量的增加量为，对棒，根据牛顿第二定律得，，，联立解得，故棒做匀加速直线运动，由运动学公式得，联立解得，，错误；碰前瞬间棒的速度为，根据功能关系得，棒下滑过程中，根据动量定理得，，联立解得，，，则上消耗的焦耳热为，正确；由于两棒恰好在、处发生弹性碰撞，以沿导轨向下为正方向，根据动量守恒定律得，根据机械能守恒定律得 ，由运动学公式得，联立解得，，错误，正确。
10．【答案】AD
【详解】导体棒未进入磁场前做自由落体运动，则刚进入磁场时的速度为，所受安培力大小为，加速度大小为，正确；导体棒在磁场内先做竖直向下的加速运动，后做竖直向下的匀速运动，整个运动过程中安培力一直做负功，由功能关系可知导体棒在磁场内运动过程中机械能减少，即导体棒的动能增加量小于其重力势能减少量，错误；假设导体棒进入磁场时，导体棒还未运动到磁场下边界，由于穿出磁场前已做匀速直线运动，因此对导体棒有，导体棒此时受到的安培力应该为恒力，始终与重力平衡，而此时导体棒受到的安培力方向向下、合力方向向下，导体棒将做竖直向下的加速运动，速度进一步增大，由于总感应电动势为，感应电流，则导体棒受到的安培力，这种情况下，导体棒受到的安培力不可能为恒力，与已知条件矛盾，故假设错误，则导体棒进入磁场时，导体棒恰好出磁场下边界或已出磁场，由于进入磁场时，恰好出磁场下边界或已出磁场，因此从静止释放到穿出磁场前做的运动与相同，又因为刚进入磁场时由静止释放，因此比多运动的时间为，由于穿出磁场前已做匀速直线运动，故，出磁场时的速度为，导体棒出磁场后不再受安培力，只受重力，做匀加速直线运动，因此导体棒刚穿出磁场时，、两导体棒间距为，错误，正确．
11．【答案】(1)等于；逐渐变亮；(2)不会；(3)3∶4
【详解】（1）（1）[1][2]开关闭合瞬间，由于电感线圈的自感系数很大，所以灯L 没有电流通过，灯L 和L 串联，流经灯L 和L 的电流 由于与线圈串联，线圈阻碍逐渐减小，则L 逐渐变亮。
（2）电路稳定时L 和L 电流相等，则开关断开的瞬间，线圈充当电源作用，由于电流有惯性，经过灯L2的电流与电路稳定时电流相同，所以灯L2不会闪亮，而是逐渐熄灭。
（3）开关闭合瞬间，L 和L 串联，电压传感器测量 L 两端电压，则，稳定后，通过L 的电流为，开关断开瞬间，自感电流与原电流等大，则，得
12．【答案】
（1）；
（2）偏转；
（3）不偏转；
（4）闭合回路磁通量发生变化；
【详解】
（1）[1]根据探究产生感应电流的条件，将螺线管B和电流表构成一个闭合回路，将螺线管A、电源、滑动变阻器构成一个闭合回路，如图所示
（2）[2]合上开关瞬间，通过A螺线管的电流增大，则通过螺线管B的磁通量增大，根据感应电流产生的条件判定：有感应电流产生，电流表的指针偏转；
（3）[3]电路稳定后，通过A螺线管的电流不变，则通过螺线管B的磁通量不变，根据感应电流产生的条件判定：无感应电流产生，电流表的指针不偏转；
（4）[4]感应电流产生的条件为：只要闭合回路磁通量发生变化，就有感应电流产生。
13．【答案】300 V
【详解】由线圈自感电动势的大小公式
得
解方程组得
14．【答案】(1)　(2)·
(3)--
【解析】(1)设金属棒匀速运动时的速度为vm,此时的感应电动势E=BLvm,感应电流I=,金属棒所受安培力为F=BIL,金属棒受力平衡,有mg=mgsin 30°+F,联立解得vm=.
(2)设金属棒由静止释放到达到匀速的过程中回路中产生的总热量为Q,根据能量守恒定律得mgh-mghsin 30°=×2m+Q,电阻R上产生的热量Q1=Q,联立解得Q1=·.
(3)金属棒由静止释放到达到匀速的过程中,对金属棒,由动量定理得I0-mgtsin 30°-t=mvm-0,又=BL,==,联立解得t=--.
15．【答案】（1）4m/s；（2）0.375J；（3）
【详解】（1）当导体棒ab运动稳定后，做匀速运动，由平衡条件知
E=BLv0
感应电流
联立得
v0=4m/s
（2）设穿过B2磁场过程中产生的总焦耳热为Q，则由能量守恒定律知
导体棒ab产生的焦耳热
联立得
Q=0.375J
（3）根据题意有
则若导体棒ab以速度v′通过B2磁场时与在磁场中通过的距离x′满足
v′=2x′
导体棒ab在B1磁场中达到稳定速度时，由平衡条件知
又
联立得
根据题意
x′≤d
联立以上二式并代入数据得
第 page number 页，共 number of pages 页
第 page number 页，共 number of pages 页

展开更多......

收起↑