高考物理最新电磁学知识点之电磁感应真题汇编含答案解析(4).pdf

高考物理最新电磁学知识点之电磁感应真题汇编含答案解析(4)一、选择题1在如图所示的电路中，a、b、c 为三盏完全相同的灯泡，L 是自感线圈，直流电阻为RL，则下列说法正确的是A合上开关后，c 先亮，a、b 后亮B断开开关时，N 点电势高于M 点C断开开关后，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭D断开开关后，c 马上熄灭，b 闪一下后缓慢熄灭2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 ()ABCD3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4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5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:1:2II6如图所示，两块水平放置的金属板间距离为d，用导线与一个n 匝线圈连接，线圈置于方向竖直向上的磁场B 中。两板间有一个质量为m、电荷量为+q 的油滴恰好处于平衡状态，则线圈中的磁场B 的变化情况和磁通量变化率分别是（）A正在增强；tdmgqB正在减弱；dmgtnqC正在减弱；dmgtqD正在增强；dmgtnq7如图甲所示，一根电阻R 4 的导线绕成半径d 2 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 BCD8如图甲所示，竖直长直导线与其右侧固定的矩形线框位于同一平面内，通过长直导线中的电流 i 随时间 t 变化的规律如图乙所示（取向下为电流正方向），关于线框中的感应电流及线框受到的安培力，下列说法正确的是（）A0 4T时间内感应电流沿逆时针方向B在2Tt时线框中的电流改变方向C344TT时间内线框中的感应电流大小不变 D344TT时间内线框受到的安培力方向保持不变9如图甲所示,光滑的平行金属导轨(足够长)固定在水平面内,导轨间距为l=20cm,左端接有阻值为 R=1 的电阻,放在轨道上静止的一导体杆MN 与两轨道垂直,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B=0.5T.导体杆受到沿轨道方向的拉力F 做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图2所示。导体杆及两轨道的电阻均可忽略不计,导体杆在运动过程中始终与轨道垂直且两端与轨道保持良好接触,则导体杆的加速度大小和质量分别为()A10 m/s2，0.5 kgB10 m/s2，0.1 kgC20 m/s2，0.5 kgDD 20 m/s2，0.1 kg10 如图所示，一个圆形线圈的匝数为N，半径为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在 t 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B 均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（）A2NBatB22NBatC2BatD22Bat11 一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域继续下落，如图所示，则()A若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程也是匀速运动B若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程也是加速运动C若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程是加速运动D若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程也是减速运动12 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 如图甲所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，螺线管正下方水平桌面上有一导体圆环。导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按图乙中哪一种图线随时间变化时，导体圆环对桌面的压力将小于环的重力（）ABC D14 如图所示，a、b 两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10 匝，边长la3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则()A两线圈内产生顺时针方向的感应电流Ba、b 线圈中感应电动势之比为91Ca、b 线圈中感应电流之比为34Da、b 线圈中电功率之比为3115 如图所示的电路中，A1和 A2是完全相同的灯泡，线圈L 的电阻可以忽略。下列说法中正确的是（）A合上开关K 瞬间，A1、A2同时亮B合上开关K 瞬间，A2立刻亮，A1逐渐变亮C合上开关K 一段时间后，再断开开关K 时，A2立刻熄灭，A1逐渐熄灭D合上开关K 一段时间后，再断开开关K 时，A1和 A2都立刻熄灭16 如图所示的情况中，线圈中能产生感应电流的是（）ABCD17 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（）ABCD18 如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是（）ABCD19 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，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(dL)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下导线框以某一初速度向右运动t0 时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域下列v-t 图像中，可能正确描述上述过程的是()ABCD21 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()ABCD22 如图所示，光滑导轨M、N 水平固定放置，两根导体棒P、Q 平行放于导轨上，形成一个闭合电路。当一条形磁铁从上方下落（未到达导轨平面）的过程中，导体棒P、Q 的运动情况是（）AP、Q 互相靠拢BP、Q 互相远离CP、Q 均静止D因磁铁极性不明，无法确定23 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()ABCD24 如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向内一个三角形闭合导线框，由位置1（左）沿纸面匀速运动到位置2（右）取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点（t=0），规定逆时针方向为电流的正方向，则图中能正确反映线框中电流号时间关系的是（）ABCD25 在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B1随时间 t 的变化关系如图甲所示，01 s 内磁场方向垂直线框平面向下，圆形金属框与两根水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场B2中，如图乙所示，导体棒始终保持静止，则其所受的摩擦力Ff随时间变化的图像是下图中的(设向右的方向为摩擦力的正方向)()ABCD【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1B 解析：B【解析】A、开关 S闭合瞬间，因线圈L 的电流增大，产生自感电动势，根据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，通过a 灯的电流逐渐增大，所以b、c 先亮，a 后亮，故A错误；BCD、断开开关S的瞬间，因线圈L 的电流减小，产生自感电动势，根据楞次定律可知通过自感线圈的电流方向与原电流方向相同，N 点电势高于M 点；L 和 a、b 组成的回路中有电流，由于原来a灯的电流小于b灯的电流，开关断开的瞬间，通过a、b和线圈回路的电流从 a 灯原来的电流减小，所以b灯会闪暗后a、b 一起缓慢熄灭，而c 没有电流，马上熄灭，故 B 正确，C、D 错误；故选 B。【点睛】闭合S和断开S瞬间，通过线圈L的电流发生变化，产生自感电动势，相当瞬时电源，从而可以进行分析。2A 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3B 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4C 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。5D 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。6B 解析：B【解析】【详解】电荷量为 q 的带正电的油滴恰好处于静止状态，电场力竖直向上，则电容器的下极板带正电，所以线圈下端相当于电源的正极，由题意可知电流产生的磁场方向和原磁场方向相同，根据楞次定律，可得穿过线圈的磁通量在均匀减弱。线框产生的感应电动势为Ent油滴所受电场力为FEq场电场的强度为=EEd场对油滴，根据平衡条件得Eqmgd所以解得，线圈中的磁通量变化率的大小为dmgtn故 B 正确，ACD 错误。故选 B。7C 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8C 解析：C【解析】【分析】【详解】A04T时间内，长直导线中的电流向下均匀增大，根据安培定则可知，垂直于线框向外的磁场变大，所以穿过线框向外的磁通量变大，根据楞次定律可知感应电流沿顺时针方向，故 A 错误；B344TT时间内，长直导线中的电流先是向下均匀减小，后是向上均匀增大，根据安培定则可知，先是垂直于线框向外的磁场变小，后是垂直于线框向里的磁场变大，所以穿过线框的磁通量先是向外的变小，后是向里的变大，根据楞次定律可知，感应电流始终为逆时针方向，故B 错误；C344TT时间内，长直导线中的电流随时间均匀变化，则原磁场随时间均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电流大小恒定不变，故C 正确；D根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥可知，42TT时间内，线框左侧的部分受到的向左的安培力大于线框右侧的部分受到的向右的安培力，所以线框受到安培力方向向左；324TT时间内，线框左侧的部分受到的向右的安培力大于线框右侧的部分受到的向左的安培力，所以线框受到安培力方向向右，故D 错误；故选 C。9B 解析：B【解析】【分析】导体棒运动时切割磁感线产生感应电流，使棒受到向左的安培力，根据感应电流的大小写出安培力的表达式，结合牛顿第二定律求出F 与 t的关系式，然后将图象上的数据代入即可求解。【详解】导体杆在轨道上做匀加速直线运动，用v 表示其速度，t表示时间，则有：v=at；杆切割磁感线，将产生感应电动势为：E=Blv；闭合回路中产生的感应电流为：；杆受到的安培力大小为：FA=BIl；根据牛顿第二定律，有：F-FA=ma；联立以上各式得：F=ma+t；由图线上取两点代入上式，可解得：a=10m/s2；m=0.1kg；故杆的质量为：m=0.1kg，其加速度为：a=10m/s2。故选 B。【点睛】解答这类问题的关键是正确分析安培力的大小与方向，然后根据牛顿第二定律得到F 与 t的关系式。这是常用的函数法，要学会应用。10B 解析：B【解析】【详解】由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势：2221=22BBBNBaENNs Natttt，故 B 正确，ACD 错误；11D 解析：D【解析】【分析】【详解】A线圈从高处自由下落，以一定的速度进入磁场，会受到重力和安培力。线圈全部进入磁场后只受重力，在磁场内部会做一段加速运动，所以线圈出磁场时的速度要大于进磁场的速度。若线圈进入磁场过程是匀速运动，说明重力等于安培力，离开磁场时安培力大与重力，就会做减速运动故A错误；B若线圈进入磁场过程是加速运动，说明重力大于安培力，离开磁场时安培力变大，安培力与重力大小关系无法确定，故B 错误；CD若线圈进入磁场过程是减速运动，说明重力小于安培力，离开磁场时安培力变大，安培力仍然大于重力，所以也是减速运动故C 错误；D 正确；故选 D。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】【分析】【详解】ABabcd 区域内的磁场均匀变化，因此产生恒定的电流，螺旋管中电流不变，其产生的磁场也不变，则导体圆环中不产生感应电流，导体圆环对桌面的压力等于重力，故A、B 错误；CD要使导体圆环对桌面的压力小于重力，则螺线管对导体圆环为引力，由楞次定律可知穿过导体圆环的磁通量变小，故螺线管中电流变小，因此abcd 区域的磁通量变化率应该越来越小，故C 错误，D 正确；故选 D。14B 解析：B【解析】试题分析：根据楞次定律可知，两线圈内均产生逆时针方向的感应电流，选项A 错误；因磁感应强度随时间均匀增大，则Bkt，根据法拉第电磁感应定律可知2BEnnltt，则239()11abEE，选项 B 正确；根据2444Bnl SEEklStIlnlRnlS，故 a、b 线圈中感应电流之比为3:1，选项 C 错误；电功率2 32344klSBnk l SPIEnllt，故 a、b 线圈中电功率之比为27:1，选项 D 错误；故选B【学科网考点定位】法拉第电磁感应定律；楞次定律；闭合电路欧姆定律；电功率【名师点睛】此题是一道常规题，考查法拉第电磁感应定律、以及闭合电路的欧姆定律；要推导某个物理量与其他物理量之间的关系，可以先找到这个物理量的表达式，然后看这个物理量和什么因素有关；这里线圈的匝数是容易被忽略的量15B 解析：B【解析】【分析】【详解】AB合上开关K 瞬间，由于电感线圈会阻碍电流的增大，所以A1支路电流缓慢增大，A1逐渐变亮，A2支路由于只有灯泡，所以A2立刻亮，故A 错误，B 正确；CD合上开关K 一段时间后，再断开开关K 时，电感线圈会阻碍电流的减小，产生与原电流方向相同的感应电流，而此时开关断开，所以A1、A2组成闭合回路，两灯泡都是逐渐熄灭，故 CD 错误。故选 B。16D 解析：D【解析】【分析】【详解】A.线圈与磁场平行，磁通量为零，没变化，不会产生感应电流，选项A 错误；B.线圈没有闭合，不会产生感应电流，选项B 错误；C.线圈与磁场平行，磁通量为零，没变化，不会产生感应电流，选项C 错误；D.导体棒切割磁感线运动，线圈形成闭合回路，有感应电流产生，选项D 正确。故选 D。17C 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。18D 解析：D【解析】【详解】A由图示可知，在磁铁S极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，故 A 错误；B由图示可知，在磁铁S极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流顺时针方向，故 B 错误；C同时，在磁铁N 极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故C 错误；D由图示可知，在磁铁N 极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流逆时针方向，故 D 正确。故选 D。19D 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。20D 解析：D【解析】线框进入磁场时，由右手定则和左手点则可知线框受到向左的安培力，由于，则安培力减小，故线框做加速度减小的减速运动；同理可知线框离开磁场时，线框也受到向左的安培力，做加速度减小的减速运动；线框完全进入磁场后，线框中没有感应电流，不再受安培力作用，线框做匀速运动，本题选D21D 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22A 解析：A【解析】【分析】【详解】ABCD 设磁铁的下端为N 极，则磁铁下落时，回路中的磁通量向下增大，根据楞次定律和安培定则，回路中的电流为逆时针，则由左手定则可得，P受力向左，Q 受力向右，相互靠拢；设磁铁的下端为S极，则在磁铁下落时，回路中的磁通量向上增大，根据楞次定律和安培定则，回路中的电流为顺时针，则由左手定则可得，P受力向左，Q 受力向右，相互靠拢，BCD 错误 A 正确。故选 A。23B 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 B24A 解析：A【解析】【分析】先由楞次定律依据磁通量的变化可以判定感应电流的方向，再由感应电动势公式EBLv和欧姆定律，分段分析感应电流的大小，即可选择图象【详解】线框进入磁场的过程，磁通量向里增加，根据楞次定律得知感应电流的磁场向外，由安培定则可知感应电流方向为逆时针，电流i 应为正方向，故BC 错误；线框进入磁场的过程，线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由E=BLv，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小；线框完全进入磁场的过程，磁通量不变，没有感应电流产生线框穿出磁场的过程，磁通量向里减小，根据楞次定律得知感应电流的磁场向里，由安培定则可知感应电流方向为顺时针，电流i 应为负方向；线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由EBLv，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小，故A 正确，D 错误25A 解析：A【解析】【详解】根据题意可得：在01s内磁场方向垂直线框平面向下，且大小变大，则由楞次定律可得线圈感应电流的方向是逆时针，再由左手定则可得导体棒安培力方向水平向左，所以静摩擦力的方向是水平向右，即为正方向；而在01s 内磁场方向垂直线框平面向下，且大小变大，则由法拉第电磁感应定律可得线圈感应电流的大小是恒定的，即导体棒的电流大小是不变的；再由：FBIL可得安培力大小随着磁场变化而变化，因为磁场是不变的，则安培力大小不变，所以静摩擦力的大小也是不变的。故A 正确，BCD 错误。故选 A。