高考物理专题电磁学知识点之电磁感应单元汇编附答案解析.pdf

高考物理专题电磁学知识点之电磁感应单元汇编附答案解析一、选择题1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，如图所示，则在移动过程中线框的一边a、b 两点间电势差绝对值最大的是（）ABCD2两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个n 匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R 与金属板连接，如图所示，两板间有一个质量为m、电荷量 q 的油滴恰好处于静止，则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是A磁感应强度B 竖直向上且正增强，tdmgnqB磁感应强度B竖直向下且正增强，tdmgnqC磁感应强度B 竖直向上且正减弱，t()dmg RrnqRD磁感应强度B竖直向下且正减弱，t()dmgr RrnqR3如图所示，用粗细均匀的同种金属导线制成的两个正方形单匝线圈a、b，垂直放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中，a 的边长为L，b 的边长为2L。当磁感应强度均匀增加时，不考虑线圈a、b 之间的影响，下列说法正确的是（）A线圈 a、b 中感应电动势之比为E1E212B线圈 a、b 中的感应电流之比为I1I212C相同时间内，线圈a、b 中产生的焦耳热之比Q1Q214D相同时间内，通过线圈a、b某截面的电荷量之比q1q2144如图所示，L 是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。A 和 B 是两个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是（）A接通开关S瞬间，A 灯先亮，B 灯不亮B接通开关S后，B 灯慢慢变亮C开关闭合稳定后，突然断开开关瞬间，A 灯立即熄灭、B灯闪亮一下D开关闭合稳定后，突然断开开关瞬间，A 灯、B 灯都闪亮一下5下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（）A图甲是通电导线周围存在磁场的实验。这一现象是物理学家法拉第通过实验首先发现B图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，从而冶炼金属C图丙是李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻刘伟手握线圈裸露的两端协助测量，李辉把表笔与线圈断开瞬间，刘伟觉得有电击说明欧姆挡内电池电动势很高D图丁是微安表的表头，在运输时要把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理6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7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8如图所示，A、B 两闭合圆形线圈用同样导线且均绕成100 匝。半径AB2RR，内有以 B 线圈作为理想边界的匀强磁场。若磁场均匀减小，则A、B 环中感应电动势AB:EE与产生的感应电流AB:II分别是（）AAB:2:1EE；AB:1:2IIBAB:2:1EE；AB:1:1IICAB:1:1EE；AB:2:1IIDAB:1:1EE；AB:1:2II9磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈当以速度 v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其Et 关系如图所示如果只将刷卡速度改为02v，线圈中的Et 关系图可能是()ABCD10 如图所示，一闭合直角三角形线框abc以速度 v 匀速向右穿过匀强磁场区域，磁场宽度大于 ac 边的长度从bc 边进入磁场区，到a 点离开磁场区的过程中，线框内感应电流的情况（以逆时针方向为电流的正方向）是下图中的（）ABCD11 如图甲所示，一根电阻R4 的导线绕成半径d2 m 的圆，在圆内部分区域存在变化的匀强磁场，中间S形虚线是两个直径均为d 的半圆，磁感应强度随时间变化如图乙所示(磁场垂直于纸面向外为正，电流逆时针方向为正)，关于圆环中的感应电流时间图象，下列选项中正确的是()A BCD12 如图所示，L1和 L2为直流电阻可忽略的电感线圈。A1、A2和 A3分别为三个相同的小灯泡。下列说法正确的是（）A图甲中，闭合S1瞬间和断开S1瞬间，通过A1的电流方向不同B图甲中，闭合S1，随着电路稳定后，A1会再次亮起C图乙中，断开S2瞬间，灯A3立刻熄灭D图乙中，断开S2瞬间，灯A2立刻熄灭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 如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内长直导线中的电流i 随时间 t 的变化关系如图乙所示在0 2T时间内直导线中电流向上，则在2TT时间内线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（）A感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左B感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右C感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右D感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左15 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ABCD16在图中，EF、GH 为平行的金属导轨，其电阻不计，R 为电阻，C为电容器，AB为可在EF和 GH 上滑动的导体横杆有匀强磁场垂直于导轨平面若用I1和 I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB()A匀速滑动时，I10，I20 B匀速滑动时，I10，I20C加速滑动时，I10，I20 D加速滑动时，I10，I2017 航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示,在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小,则合上开关S的瞬间（）A两个金属环都向左运动B两个金属环都向右运动C从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向D铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力18 如图所示的电路中，1A和2A是完全相同的两只灯泡，线圈L 的电阻可以忽略，下面说法中正确的是A合上开关S接通电路时，1A和2A同时亮B合上开关S接通电路时，2A先亮，1A后亮C断开开关S切断电路时，2A先灭，1A后灭D断开开关S切断电路时，1A先灭，2A后灭19 如图所示的电路中，带铁芯的线圈L 与灯 A 并联，线圈的电阻远小于灯的电阻，当闭合开关 S后灯正常发光。以下说法中正确的是（）A断开开关S，灯 A 立即熄灭B断开开关S，灯 A 闪亮一下后熄灭C用一个电容器代替线圈L，断开开关S，灯A闪亮一下后熄灭D用阻值与线圈相同的电阻取代L接入电路，断开开关S，灯A闪亮一下后熄灭20 有两个匀强磁场区域，宽度都为L，磁感应强度大小都是B，方向如图所示，单匝正方形闭合线框由均匀导线制成，边长为L 导线框从左向右匀速穿过与线框平面垂直的两个匀强磁场区规定线框中感应电流逆时针方向为正方向则线框从位置I 运动到位置II 的过程中，图所示的感应电流i 随时间 t变化的图线中正确的是（）ABCD21 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,0.5ababUV22 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()ABCD23 如图所示，正方形线框abcd 的边长为l，向右通过宽为L 的匀强磁场，且lL，则在线框通过磁场的过程中，线框中的感应电流 ()A一直为顺时针方向B一直为逆时针方向C先为逆时针方向，中间无感应电流，后为顺时针方向D先为顺时针方向，中间无感应电流，后为逆时针方向24 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()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】【详解】磁场中切割磁感线的边相当于电源，外电路由三个相同电阻串联形成，ABD 图中 a、b 两点间电势差为外电路中一个电阻两端电压为：，C 图中 a、b两点间电势差为路端电压为：，所以 a、b两点间电势差绝对值最大的是C 图所示。故选：C。2C 解析：C【解析】【分析】【详解】依题意电荷量+q 的油滴恰好静止金属板间，受到的电场力与重力平衡，由平衡条件得知，油滴受到的电场力竖直向上，则金属板上板带负电，下板带正电A、C、若磁感应强度B 竖直向上，B 正在增强时，根据楞次定律得知，线圈中产生的感应电动势是下负上正，金属板下板带负电，上板带正电，油滴不能平衡，则磁感应强度B竖直向上且 B 正在减弱时，油滴能保持平衡根据法拉第电磁感应定律得：Ent金属板间的电压为RUERr要使油滴平衡，则有Uqmgd联立三式可得：dmgRrtnqR，故 A 错误，C 正确B、D、同理可得，磁感应强度B 竖直向下且正增强时，满足dmgRrtnqR，油滴也能保持静止，故B 错误，D 错误故选 C【点睛】本题是电磁感应与电路、电场、力学等知识的综合应用对于电磁感应问题，要楞次定律判断感应电动势、法拉第定律研究感应电动势大小是常用的思路3B 解析：B【解析】【分析】【详解】A根据法拉第电磁感应定律可知nn BSEtt而S=l2，因此电动势之比为1：4，故A错误。B线圈中电阻04lRS其中 S0为横截面积，l 为边长，故电阻之比为1：2，由欧姆定律可知EIR则电流之比为1：2，故 B 正确。C焦耳定律Q=I2Rt电流之比为1：2，电阻之比为1：2；则相同时间内焦耳热之比为1：8，故 C 错误。D根据qnR可知=BS=Bl2故电荷量之比为1：2，故 D 错误。故选 B。4C 解析：C【解析】【分析】【详解】AB当开关S闭合瞬间，两灯立即有电压，同时发光，由于线圈的电阻几乎为零，B 灯被线圈短路，由亮变暗，直到不亮，选项AB 错误；CD当开关S断开瞬间，A 灯没有电压，立即熄灭。当电流减小，线圈产生自感电动势，相当于电源，与B 灯形成回路，给B 灯提供短暂的电流，使B 灯过一会儿熄灭，选项C 正确，D 错误；故选 C。5D 解析：D【解析】【分析】【详解】A图甲是通电导线周围存在磁场的实验，研究的电流的磁效应，这一现象是物理学家奥斯特首先发现，选项A 错误；B图乙中真空冶炼炉的工作原理是电磁感应现象中的涡流，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生大量热量，从而冶炼金属，选项B错误；C图丙中李辉把表笔与线圈断开瞬间，刘伟觉得有电击感，这是电磁感应现象中的自感现象，选项C错误；D图丁在运输时要把两个接线柱连在一起，产生了闭合回路，目的保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，选项D 正确。故选 D。6B 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。7B 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8D 解析：D【解析】【分析】【详解】根据法拉第电磁感应定律B SEnntt题中 n 相同，Bt相同，面积S也相同，则得到A、B 环中感应电动势EA：EB=1：1。根据电阻定律0LRSL=n?2 r、S0相同，则电阻之比RA：RB=rA：rB=2：1根据欧姆定律EIR得，产生的感应电流之比IA：IB=1：2故 D 正确，ABC 错误；故选 D。9D 解析：D【解析】【分析】【详解】根据感应电动势公式EBLv0可知，其他条件不变时，感应电动势与导体的切割速度成正比，只将刷卡速度改为02v，则线圈中产生的感应电动势的最大值将变为原来12，故 D 可能，符合题意；ABC 不可能，不符合题意。故选 D10A 解析：A【解析】【分析】【详解】线框从开始进入到全部进入磁场时，磁通量向里增大，则由楞次定律可知，电流方向为逆时针，产生的电动势：E=BLv，随有效长度的减小而减小，所以感应电流i 随有效长度的减小而减小；线框全部在磁场中运动的过程中，没有磁通量的变化，所以没有电动势和感应电流；线框离开磁场的过程中，磁通量不断减小，由楞次定律可知，电流沿顺时针方向；感应电流i 随有效长度的减小而减小A该图与结论相符，选项A 正确；B该图与结论不相符，选项B 错误；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；11C 解析：C【解析】01s，感应电动势为：E1=4V感应电流大小为：I1=E1/R=4 /4=A由楞次定律知，感应电流为顺时针方向，为负方向，故C 正确，ABD 错误故选 C点睛：根据法拉第电磁感应定律求出各个时间段的感应电动势大小，再求出感应电流大小，由楞次定律判断感应电流方向12A 解析：A【解析】【分析】【详解】A图甲中，闭合电键的瞬间，流过灯泡A1的电流的方向向右；L1的为自感系数很大的自感线圈，则断开电键的瞬间，自感电动势将阻碍其电流的减小，所以流过L1的电流方向不变，所以流过灯泡A1的电流的方向与开始时是相反的，故A 正确；B图甲中，闭合S1，电路稳定后，灯泡A1短路，无电流，故B 错误；CD图乙中，闭合S2电路中的电流稳定后两个灯泡都亮，断开S2瞬间，L2对电流减小有阻碍作用，此时L2与两个灯泡以及滑动变阻器组成闭合回路，所以A2、A3电流都逐渐减小，灯泡逐渐变暗，故CD 错误。故选 A。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 D14C 解析：C【解析】【详解】BD在0 2T时间内，直导线中的电流向上，由乙可知在2TT 时间内直线电流方向向下，根据安培定则知导线右侧磁场的方向垂直纸面向外，电流逐渐增大则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生顺时针方向的感应电流；故B项不合题意，D项不合题意AC根据左手定则，知金属框左边受到的安培力方向水平向右，右边受到的安培力水平向左离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力所以金属框所受安培力的合力水平向右，故A 项不合题意，C 项符合题意15B 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。16D 解析：D【解析】【分析】【详解】AB电容器在电路中与等效电源并联，两端电压为AB 端感应电动势，所以当导体棒匀速滑动时，电容器两端电压不变20I，电阻 R 中电流不为零，AB 错误；CD加速滑动时，电容器两端电压随导体棒速度的增大而增加，所以电容器一直在充电，充电电流不为零，通过电阻的电流也不为零，C 错误 D 正确；故选 D。17C 解析：C【解析】【详解】AB若环放在线圈两边，根据“来拒去留”可得，合上开关S的瞬间，环为阻碍磁通量增大，则环将向两边运动，故AB 错误；C线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，电流由左侧向右看为顺时针，故C正确；D由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大，则铜环受到的安培力要大于铝环受到的安培力，故D 错误。故选C。18B 解析：B【解析】AB、合上开关S接通电路时，两支路电流增加，所以灯泡A2马上亮起来，而在A1支路中线圈 L 上会产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以使得电灯1A慢慢亮起来，故B 正确，A 错误；CD、当断开开关S切断电路时，电路中的电流减小，所以支路2A中的电流立即消失，但是在1A支路由于L 中的自感电动势阻碍电流的减少，此电流会在1AL2A中重新形成回路，所以会使得1A2A两灯慢慢的一起熄灭，故CD 错误；故选 B19B 解析：B【解析】【分析】【详解】AB电键断开前，电路稳定，灯A 正常发光，线圈相当于直导线，电阻较小，故流过线圈的电流较大；电键断开后，线圈中的电流会减小，发生自感现象，线圈为A、L回路的电源，故灯泡会更亮一下后熄灭，故A 错误，B 正确；C用一个电容器代替线圈L，电路稳定时，电容器的电阻过大，电容器相当于断路。断开开关 S，电容器为A、L 回路的电源，故灯泡会慢慢熄灭，故C 错误；D用阻值与线圈相同的电阻取代L 接入电路，断开开关S，回路中没有自感现象产生，灯A 立即熄灭，故D 错误。故选 B。20C 解析：C【解析】【分析】【详解】在0Lv阶段，感应电流的大小1BLvIR，方向为逆时针方向；在2LLvv阶段，感应电流的大小22BLvIR，方向为顺时针方向；在23LLvv阶段，感应电流的大小3BLvIR，方向为逆时针方向。故C 项正确，ABD 三项错误。21A 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。22A 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23C 解析：C【解析】试题分析：当线圈刚进入磁场时，由于穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可得此时的感应电流方向为逆时针方向，当线圈完全进入磁场后到刚要穿出磁场的过程中，由于穿过线圈的磁通量不变，所以没有感应电流产生，当线圈穿出磁场过程中，穿过磁场的磁通量减小，根据楞次定律可得此时的感应电流方向为顺时针方向，故C正确考点：考查了楞次定律的简单应用24D 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0t1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25C 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.