高考物理新电磁学知识点之电磁感应真题汇编附答案.pdf

高考物理新电磁学知识点之电磁感应真题汇编附答案一、选择题1如图所示，在PO、QR 区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场、磁场方向均垂直于纸面一导线框abcdefa位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc 边与磁场的边界 P 重合，导线框与磁场区域的尺寸如图所示从t0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域以abc def为线框中的电动势 的正方向，以下四个 t 关系示意图中正确的是()ABCD2如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动。下列四个图中能产生感应电流的是ABCD3两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为 0.005的正方形导线框abcd位于纸面内，cd 边与磁场边界平行，如图甲所示。已知导线框向右做匀速直线运动，cd 边于 t=0 时刻进入磁场。导线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示（规定感应电流的方向abcda 为正方向）。下列说法正确的是（）A磁感应强度的方向垂直纸面向内B磁感应强度的大小为0.5TC导线框运动速度的大小为0.05m/sD在 t=0.4s 至 t=0.6s 这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.04N4如图所示，一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧，与线圈相连的导线abcd 内有水平向里变化的磁场下列哪种变化磁场可使铝框向左偏离 ()ABCD5如图所示，用粗细均匀的铜导线制成半径为r、电阻为 4R 的圆环，PQ 为圆环的直径，在 PQ 的左右两侧均存在垂直圆环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，但方向相反，一根长为2r、电阻为R的金属棒MN 绕着圆心O 以角速度顺时针匀速转动，金属棒与圆环紧密接触。下列说法正确的是（）A金属棒MN 两端的电压大小为2BrB金属棒MN 中的电流大小为22BrRC图示位置金属棒中电流方向为从N到MD金属棒MN 转动一周的过程中，其电流方向不变6如图所示，使一个水平铜盘绕过其圆心的竖直轴OO转动，且假设摩擦等阻力不计，转动是匀速的.现把一个蹄形磁铁水平向左移近铜盘，则A铜盘转动将变快B铜盘转动将变慢C铜盘仍以原来的转速转动D因磁极方向未知，无法确定7如图所示，A、B 是相同的白炽灯，L 是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。下面说法正确的是（）A闭合开关S瞬间，A、B 灯同时亮，且达到正常B闭合开关S瞬间，A 灯比 B 灯先亮，最后一样亮C断开开关S瞬间，P 点电势比 Q 点电势低D断开开关S瞬间，通过A 灯的电流方向向左8如图所示，水平绝缘的桌面上放置一个金属环，现有一个竖直的条形磁铁从圆环左上方沿水平方向快速移动经过正上方到达右上方，在此过程中（）A圆环一定向右运动B圆环中的感应电流方向不变C圆环受到的摩擦力方向不变D圆环对桌面的压力先减小后增大9如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在0t时刻闭合开关S，经过一段时间后，在1tt时刻断开S，下列表示灯D中的电流（规定电流方向AB为正）随时间t变化的图像中，正确的是（）ABCD10 一个简易的电磁弹射玩具如图所示，线圈、铁芯组合充当炮筒，硬币充当子弹。现将一个金属硬币放在铁芯上（金属硬币半径略大于铁芯半径），电容器刚开始时处于无电状态，先将开关拨向1，电容器充电，再将开关由1 拨向 2 瞬间，硬币将向上飞出。则下列说法正确的是（）A当开关拨向1 时，电容器上板带负电B当开关由1 拨向 2 时，线圈内磁感线方向向上C当开关由1 拨向 2 瞬间，铁芯中的磁通量减小D当开关由1 拨向 2 瞬间，硬币中会产生向上的感应磁场11 有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示，图中 N，S是一对固定的磁极，磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电关于此装置，下列说法正确的是（）A自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电B小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关C知道摩擦轮与后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数D线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大12 如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其电阻忽略不计。下列说法正确的是AS闭合瞬间，A先亮BS闭合瞬间，A、B同时亮CS断开瞬间，A闪亮一下，然后逐渐熄灭DS断开瞬间，B逐渐熄灭13 如图所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)()A线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引B线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥C线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引D线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥14 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，在00.01s 内穿过线圈的磁通量随时间变化的规律如图所示，则0D 过程中（）A在 O 时刻，线圈平面通过中性面B在 O 时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为零C在 D 时刻，线圈中产生的感应电动势最大DO 至 D 时间内线圈中的平均感应电动势为0.4V15 如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B电阻为R、半径为L、圆心角为45 的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度匀速转动（O 轴位于磁场边界）则线框内产生的感应电流的有效值为A22BLRB222BLRC224BLRD24BLR16 无线充电技术已经被应用于多个领域，其充电线圈内磁场与轴线平行，如图甲所示；磁感应强度随时间按正弦规律变化，如图乙所示。则（）A2Tt时，线圈产生的电动势最大B2Tt时，线圈内的磁通量最大C0 4T过程中，线圈产生的电动势增大D34TT过程中，线圈内的磁通量增大17 如图所示，一个边长为2L 的等腰直角三角形ABC 区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，其左侧有一个用金属丝制成的边长为L 的正方形线框abcd，线框以水平速度v 匀速通过整个匀强磁场区域，设电流逆时针方向为正。则在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流 i 随时间 t 变化的规律正确的是ABCD18 如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一定值电阻R，导轨电阻可忽略不计MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)现对 MN 施力使它沿导轨方向以速度v(如图)做匀速运动令U 表示 MN 两端电压的大小，则()AU12Blv，流过定值电阻R 的感应电流由b 到 dBU12Blv，流过定值电阻R 的感应电流由d 到 bCUBlv，流过定值电阻R 的感应电流由b 到 dDUBlv，流过定值电阻R 的感应电流由d 到 b19 如图，固定在水平面上的U 形金属框上，静止放置一金属杆ab，整个装置处于竖直向上的磁场中当磁感应强度B均匀减小时，杆ab总保持静止，则在这一过程中()A杆中的感应电流方向是从a 到 bB杆中的感应电流大小均匀增大C金属杆所受安培力水平向左D金属杆受到的摩擦力逐渐减小20 如图甲所示，线圈总电阻r=0.5，匝数n=10，其端点a、b 与 R=1.5 的电阻相连，线圈内磁通量变化规律如图乙所示。关于a、b 两点电势a、b及两点电势差abU，正确的是（）A,1.5ababUVB,1.5ababUVC,0.5ababUVD,0.5ababUV21 如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ 沿导轨从MN 处匀速运动到 MN的过程中，棒上感应电动势E 随时间 t 变化的图示，可能正确的是()ABCD22 如图所示，区域、均为匀强磁场，磁感强度大小都为B=5T，方向如图。两磁场中间有宽为S=0.1m 的无磁场区。有一边长为L=0.3m、电阻为 R=10 的正方形金属框abcd置于区域，ab 边与磁场边界平行。现拉着金属框以v=2m/s 的速度向右匀速移动，从区域 完全进入区域，则此过程中下列说法正确的是（）A金属框中的最大电流为0.3AB金属框受到的最大拉力为0.9NC拉力的最大功率为3.6WD拉力做的总功为0.18J23 如图甲所示，矩形导线框abcd固定在变化的磁场中，产生了如图乙所示的电流(电流方向 abcda 为正方向)若规定垂直纸面向里的方向为磁场正方向，能够产生如图乙所示电流的磁场为()ABCD24 如选项图所示，A 中线圈有一小缺口，B、D 中匀强磁场区域足够大，C 中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方其中能产生感应电流的是()ABCD25 物理课上老师做了这样一个实验，将一平整且厚度均匀的铜板固定在绝缘支架上，将一质量为 m 的永磁体放置在铜板的上端，t=0 时刻给永磁体一沿斜面向下的瞬时冲量，永磁体将沿斜面向下运动，如图甲所示。若永磁体下滑过程中所受的摩擦力f 大小不变，且sinfmg（式中 为铜板与水平面的夹角）。取地面为重力势能的零势面。则图乙中关于永磁体下滑过程中速率v、动能 Ek、重力势能Ep、机械能 E 随时间 t 变化的图像一定错误的是ABCD【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1C 解析：C【解析】【分析】【详解】下面是线框切割磁感线的四个阶段示意图。在第一阶段，只有bc 切割向外的磁感线，由右手定则知电动势为负，大小为Blv在第二阶段，bc 切割向里的磁感线，电动势为逆时针方向，同时de 切割向外的磁感线，电动势为顺时针方向，等效电动势为零。在第三阶段，de切割向里的磁感线同时af切割向外的磁感线，两个电动势同为逆时针方向，等效电动势为正，大小为3Blv在第四阶段，只有af切割向里的磁感线，电动势为顺时针方向，等效电动势为负大小为2Blv，故 C 正确，ABD 错误。故选 C2D 解析：D【解析】线框垂直于磁感线运动，虽然切割磁感线，但穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故A 错误；线框平行于磁场感应线运动，穿过线框的磁通量没有变化，不会产生感应电流，故B 错误；线框绕轴转动，但线框平行于磁场感应线穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故C 错误；线框绕轴转动，导致磁通量发生变化，因此线框产生感应电流，故D 正确3D 解析：D【解析】【分析】【详解】A由乙图可知，线框进磁场时，感应电流的方向为顺时针（正方向），磁通量增加，根据楞次定律可知磁场的磁感应强度的方向垂直纸面向外，选项A 错误；BC由图象可以看出，0.20.4s 没有感应电动势，所以从开始到ab进入磁场用时0.2s，导线框匀速运动的速度为0.5m/sLvt根据 EBLv 知磁感应强度为0.2TEBLv选项 BC 错误；D在 0.40.6s 内，导线框所受的安培力为220.04NB L vFBILR选项 D 正确。故选 D。4A 解析：A【解析】【详解】由楞次定律可知，要使铝框向左远离，则螺线管中应产生增大的磁场，即螺线管中电流应增大；而螺线管中的电流是由abcd区域内的磁场变化引起的，故abcd 中的磁场变化率应增大，故 A 正确，BCD 错误5B 解析：B【解析】【分析】【详解】AB根据法拉第电磁感应定律可得22122EBrBr两半圆环并联电阻为R，根据闭合电路欧姆定律可知金属棒中的电流大小为222EBrB rIRRRR总金属棒两端电压为22MNB rUIR故 A 错误，B 正确；CD由右手定则可知，在图示时刻，金属棒中电流方向由M到N；当OM在右侧磁场ON在左侧磁场时，感应电流由N流向M，由此可知金属棒在转动一周过程中电流方向是发生变化的，故C、D 错误；故选 B。6B 解析：B【解析】【详解】（1)假设蹄形磁铁的上端为N极，下端为s 极，铜盘顺时针转动根据右手定则可以确定此时铜盘中的感应电流方向是从盘心指向边缘（2）通电导体在磁场中要受到力的作用，根据感应电流的方向和磁场的方向，利用左手定则可以确定磁场对铜盘的作用力的方向是沿逆时针方向，与其受力方向与铜盘的转动方向相反，所以铜盘的转动速度将减小无论怎样假设，铜盘的受力方向始终与转动方向相反同时，转动过程中，机械能转化为电能，所以转得慢了所以B正确，ACD错误7C 解析：C【解析】【分析】【详解】AB闭合电键S接通电路时，由于线圈的阻碍，灯泡A 会迟一会亮，B 灯立即变亮，最后一样亮，故AB 错误；CD断开开关S切断电路时，线圈中产生自感电动势，与灯泡A、B构成闭合回路放电，故两灯泡一起变暗，最后一起熄灭，该过程中电流的方向与线圈L 中的电流的方向相同，所以电流从左向右流过灯泡A，从右向左流过灯泡B，P 点电势比Q 点电势低，故C 正确，D错误。故选 C。8C 解析：C【解析】【分析】【详解】A当磁铁向右运动时，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈有向下和向右的趋势，但不知道圆环受到水平面的摩擦力大小，所以金属环不一定运动，故A 错误；B当磁铁向右运动时，线圈中的磁通量向上增大，根据楞次定律圆环中产生顺时针方向的感应电流；而磁铁远离线框时，圆环中向上的磁通量减小，感应电流沿逆时针方向，所以圆环中的感应电流方向改变，故B 错误；CD当磁铁向右运动靠近环时，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈有向下和向右的趋势，安培力合力斜向右下方；而磁铁远离线框时，线圈有向右和向上的运动趋势，同时运动趋势向右，安培力合力斜向右上方，可知环有向右运动的趋势，可能向右运动，受到的摩擦力的方向一定始终向左，方向不变，同时环对桌面的压力先增大后减小，故 C 正确，D 错误。故选 C。9B 解析：B【解析】【分析】【详解】在 t=0 时刻闭合开关S时，灯泡中电流从A 到 B 立刻达到最大值；线圈中电流也增大，产生自感电动势，使得线圈中电流只能逐渐增大，干路中电流I 也逐渐增大，根据欧姆定律UAB=E-Ir，UAB逐渐减小直到稳定，通过灯泡的电流逐渐减小，稳定时，电阻R 的电流小于灯泡 D 的电流。在 t=t1时刻断开 S时，灯泡中原来的电流立即减小为零，线圈中产生自感电动势，电阻R、灯泡 D 和线圈组成回路，回路中电流从原来R 的电流值逐渐减小到零，此时流过灯泡D 的电流方向与原来的方向相反，方向从B 到 A；由于稳定时线圈中电流较小，则此时灯泡 D 中电流从小于灯泡原来中的电流值逐渐减小到零。则图像B 符合题意。故选 B。10D 解析：D【解析】【分析】【详解】A当开关拨向1 时，有短暂电流出现，电容器处于充电状态，由于电容器的上极板与电源正极相连，因此电容器的上板带正电，故A 错误。B当开关由1拨向2时，电容器放电，电流从上向下通过线圈，根据安培定则可知，线圈中磁感线方向向下，故B 错误。C当开关由1 拨向 2 瞬间，电容器处于放电瞬间，电流增大，铁芯中的磁通量增大，故C错误。D当开关由1 拨向 2瞬间，电容器处于放电瞬间，根据楞次定律，则硬币中会产生向上的感应磁场，故D 正确。故选 D。11C 解析：C【解析】【详解】自行车匀速行驶时，线圈中在磁场中旋转产生感应电动势，如果从中性面开始计时，则e=Emsin t，所以产生的是交流电，故A 错误；小灯泡亮度决定于电功率，电功率P=EI，而，所以灯泡亮度与自行车的行驶速度有关，故B 错误；如果摩擦轮半径为 r，后轮的半径为R，则，则后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数为 N=R/r，故 C 正确；磁通量的变化率为，与线圈匝数无关，故D 错误。故选C。【点睛】本题主要是考查交流电答产生和线速度、角速度答关系，解答本题要知道物体做匀速圆周运动过程中，同缘且不打滑则它们边缘的线速度大小相等；而共轴则它们的角速度相同。12C 解析：C【解析】【分析】刚通电时，自感线圈相当于断路；稳定时，自感线圈相当于电阻（阻值看题中说明）；断电后，自感线圈相当于电源。理想二极管具有单向导电性。据以上两点分析电路在开关闭合瞬间、稳定、和开关断开瞬间各元件的工作情况。【详解】AB：刚通电时，自感线圈相当于断路，二极管中为反向电流，则电流既不通过A 灯，也不通过 B 灯。电路稳定时，依题意，自感线圈相当于导线，则电流流过B 灯，B 灯发光。则 S闭合瞬间，A、B 两灯均不亮，然后A 灯仍不亮，B 灯逐渐变亮。故AB 两项错误。CD：开关断开瞬间，自感线圈相当于电源，自感线圈与二极管、A 灯形成回路，二极管中为正向电流，则A 灯闪亮一下，然后逐渐熄灭。开关断开后，B 灯不处在回路中，B 灯立即熄灭。故C 项正确，D 项错误。13D 解析：D【解析】【详解】当磁铁N极朝下，向下运动时，穿过线圈的磁通量向下，且增大，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加，方向向上，则线圈中的电流方向与箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥故ABC 错误，D 正确；故选 D14D 解析：D【解析】【分析】【详解】A在 O 时刻，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，所处位置为峰值面，故A 错误；B在 O 时刻，穿过线圈的磁通量为零，变化率最大，故B 错误；C在 D 时刻，磁通量最大，但是变化率为零，根据法拉第电磁感应定律Ent线圈中产生的感应电动势为零，故C 错误；DO 至 D 时间内线圈中的平均感应电动势为32 101V0.4V0.005Ent故 D 正确。故选 D。15D 解析：D【解析】【详解】交流电流的有效值是根据电流的热效应得出的，线框转动周期为T，而线框转动一周只有4T的时间内有感应电流，则有222()4LBLTRI RTR，解得：24BLIR故 D 项正确，ABC 三项错误16A 解析：A【解析】【分析】【详解】AC磁感应强度随时间按正弦规律变化，如题目图乙，可知0、2T、T 处斜率最大，即线圈产生的电动势也最大，故A 正确，C 错误；BD根据BS可知，在4Tt和34T时，线圈内的磁通量最大，故BD 错误。故选A。17B 解析：B【解析】【详解】线框开始进入磁场运动L 的过程中，只有边bd 切割，感应电流不变，前进L 后，边 bd 开始出磁场，边ac 开始进入磁场，回路中的感应电动势为ac 边产生的电动势减去bd 边在磁场中的部分产生的电动势，随着线框的运动回路中电动势逐渐增大，电流逐渐增大，方向为负方向；当再前进L 时，边 bd完全出磁场，ac 边也开始出磁场，有效切割长度逐渐减小，电流方向不变。A该图与结论不相符，选项A 错误；B该图与结论相符，选项B 正确；C该图与结论不相符，选项C 错误；D该图与结论不相符，选项D 错误；故选 B。18A 解析：A【解析】【分析】【详解】试题分析：当MN 匀速运动时，MN 相当于电源由右手定则判断电流的方向再根据闭合电路欧姆定律求出MN 两端电压的大小当 MN 沿导轨方向以速度v 匀速运动运动时，由法拉第电磁感应定律得：EBLv，由闭合电路欧姆定律可得：MN 两端电压大小为122EURBLvR，由右手定则可知流过固定电阻 R 的感应电流由b 到 d故选 A19D 解析：D【解析】【详解】A当磁感应强度B均匀减小时，穿过回路的磁通量减小，根据楞次定律判断得到回路中感应电流方向为逆时针方向（俯视），杆中的感应电流方向是从b到a，故 A 错误；B当磁感应强度B均匀减小时，穿过回路的磁通量均匀减小，根据法拉第电磁感应定律可知回路中产生的感应电动势不变，则感应电流大小保持不变，故B 错误；C由左手定则判断可知，金属杆所受安培力水平向右，故C 错误；D根据公式FBIL可知安培力减小，根据平衡条件可知金属杆受到的摩擦力逐渐减小，故 D 正确；故选 D。20A 解析：A【解析】【详解】从图中发现：线圈的磁通量是增大的，根据楞次定律，感应电流产生的磁场跟原磁场方向相反，即感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向外，根据右手定则，我们可以判断出线圈中感应电流的方向为：逆时针方向，在回路中，线圈相当于电源，由于电流是逆时针方向，所以 a 相当于电源的正极，b 相当于电源的负极，所以a 点的电势大于b 点的电势，根据法拉第电磁感应定律得0.08=10V=2V0.4Ent总电流为1AEIRa、b 两点电势差就相当于电路中的路端电压，所以1.5VabUIR故选 A。21A 解析：A【解析】金属棒 PQ 进入磁场前没有感应电动势，D 错误；当进入磁场，切割磁感线有E=BLv，大小不变，可能的图象为A 选项、BC错误22C 解析：C【解析】【分析】【详解】A线框两边分别在、时感应电动势最大，根据法拉第电磁感应定律有E=2BLv=2 5 0.3 2 V=6V则最大感应电流为6A0.6A10IER故 A 错误；B线框两边分别在、时线框受到的安培力最大，则有F安=2BIL=2 5 0.6 0.3N=1.8N线框匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件得F=F安=1.8N故 B 错误；C拉力的最大功率P=Fv=1.8 2W=3.6W故C正确；D拉力的功有22FFWsFLss代入数据解得W=0.54J，故 D 错误。故选 C。23D 解析：D【解析】【详解】AB.由题图乙可知，0t1内，线圈中的电流的大小与方向都不变，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中的磁通量的变化率相同，故0t1内磁感应强度与时间的关系是一条斜线，A、B 错误；CD.又由于 0 t1时间内电流的方向为正，即沿abcda 方向，由楞次定律可知，电路中感应电流的磁场方向向里，故0t1内原磁场方向向里减小或向外增大，因此D 正确，C 错误24B 解析：B【解析】【分析】本题考查了感应电流产生的条件：闭合回路中的磁通量发生变化据此可正确解答本题【详解】A、由于圆环不闭合，即使磁通量增加，也不产生感应电流，故A 错误B、由图知，闭合回路的面积增大，磁通量增加，将产生感应电流故B 正确C、根据安培定则知，穿过圆环的磁通量完全抵消，磁通量为零，且保持不变，所以不产生感应电流，故C 错误D、线框垂直于磁感线运动，虽然切割磁感线，但穿过线框的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故D 错误故选 B25C 解析：C【解析】【详解】A小磁铁下滑时由于涡流的产生会有阻尼作用，且随速度的增大而增大，所受的摩擦阻力不变，且由sinmgffma阻尼可知，随着小磁铁的加速下滑，阻尼作用增大，则加速度逐渐减小，v-t 线的斜率减小，选项A 正确，不符合题意；B若开始下落时小磁铁满足sin0mgff阻尼，则小磁铁匀速下滑，此时动能不变，选项 B 正确，不符合题意；C小磁铁下滑时重力势能逐渐减小，但是不会趋近与某一定值，选项C 错误，符合题意；D小磁铁下滑过程中，由于有电能产生，则机械能逐渐减小，选项D 正确；不符合题意；故选 C.