高考物理最新电磁学知识点之电磁感应真题汇编含答案(1).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(1)一、选择题1某兴趣小组探究断电自感现象的电路如图所示。闭合开关S，待电路稳定后，通过电阻R的电流为I1，通过电感L 的电流为I2，t1时刻断开开关S，下列图像中能正确描述通过电阻 R 的电流 IR和通过电感L 的电流 IL的是（）ABCD2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q1q2143如图所示，把金属圆环在纸面内拉出磁场，下列叙述正确的是（）A将金属圆环向左拉出磁场时，感应电流方向为逆时针B不管沿什么方向将金属圆环拉出磁场时，感应电流方向都是顺时针C将金属圆环向右匀速拉出磁场时，磁通量变化率不变D将金属圆环向右加速拉出磁场时，受到向右的安培力4如图所示两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针用一弹性细丝悬挂在直导线正上方，开关断开时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（）A闭合开关小磁针N极朝垂直纸面向里转动，接着回到原位B闭合开关，小磁针N 极朝垂直纸面向里转动，并保持在转动后的位置C开关从闭合状态断开，小磁针N 极不发生偏转D开关从闭合状态断开，小磁针N 极朝垂直纸面向里转动，接着回到原位5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（）ABCD6如图所示，abcd是边长为L，每边电阻均相同的正方形导体框，今维持线框以恒定的速度v沿x轴运动，并穿过倾角为45的三角形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。线框b点在O位置时开始计时，则在2Ltv时间内，a、b两点的电势差U随时间t的变化图线为（）ABCD7如图甲所示，矩形线圈位于一变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，磁感应强度B 随时间 t 的变化规律如图乙所示用I 表示线圈中的感应电流，取顺时针方向的电流为正则下图中的I-t 图像正确的是()ABCD8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，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框 ab 边和 cd 边刚进入磁场的时刻线框下落过程形状不变，ab 边始终保持与磁场水平边界线OO平行，线框平面与磁场方向垂直设OO下方磁场区域足够大，不计空气阻力影响，则下列图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律（）ABCD10 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 如图所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向内的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一直线上若取顺时针方向为电流的正方向，则金属框穿过磁场过程的感应电流I 随时间 t变化的图象是下图所示的（）ABCD12 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ABCD13 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（）ABCD14 如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。如果在磁铁的下端的水平桌面上放一个固定的闭合线圈，并使磁极上下振动。磁铁在向下运动的过程中，下列说法正确的A线圈给它的磁场力始终向上B线圈给它的磁场力先向上再向下C线圈给它的磁场力始终向下D线圈给它的磁场力先向下再向上15 如图所示，在垂直纸面向里、范围足够大的匀强磁场中，放置一个金属圆环，圆环平面与磁场方向垂直，若要使圆环中产生如图中箭头所示方向的瞬时感应电流，下列方法可行的是A使匀强磁场均匀增强B使匀强磁场均匀减弱C使圆环向左或向右平动D使圆环向上或向下平动16 目前，我国正在大力推行ETC系统，ETC(ElectronicTallCollection)是全自动电子收费系统，车辆通过收费站时无须停车，这种收费系统每车收费耗时不到两秒，其收费通道的通行能力是人工收费通道的5 至 10 倍，如图甲所示，在收费站自动栏杆前，后的地面各自铺设完全相同的传感器线圈A、B，两线圈各自接入相同的电路，如图乙所示，电路a、b端与电压有效值恒定的交变电源连接，回路中流过交变电流，当汽车接近或远离线圈时，线圈的自感系数发生变化，线圈对交变电流的阻碍作用发生变化，使得定值电阻R的c、d两端电压就会有所变化，这一变化的电压输入控制系统，控制系统就能做出抬杆或落杆的动作，下列说法正确的是()A汽车接近线圈A时，c、d两端电压升高B汽车离开线圈A时，c、d两端电压升高C汽车接近线圈B时，c、d两端电压升高D汽车离开线圈B时，c、d两端电压降低17 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，I2018 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19 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 D20 如图甲所示，单匝线圈两端A、B 与一理想电压表相连，线圈内有一垂直纸面向里的磁场，线圈中的磁通量变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（）A00.1s内磁通量的变化量为0.15WbB电压表读数为0.5VC电压表“+”接线柱接B 端DB 端比 A 端的电势高21 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22 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（）ABCD23 如图甲所示，正三角形导线框abc 固定在磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度 B 随时间变化的关系如图乙所示t=0 时刻磁场方向垂直纸面向里，在04s时间内，线框 ab 边所受安培力F 随时间 t 变化的关系（规定水平向左为力的正方向）可能是下图中的（）ABCD24 一矩形线圈位于一个方向垂直线圈平面向里的磁场中，如图a 所示，磁感应强度B 随 t的变化规律如图b所示。以I表示线圈中的感应电流，以图a线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的i-t 图中正确的是：（）ABCD25下图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S.若在1t到2t时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由1B均匀增加到2B，则该段时间线圈两端a 和 b 之间的电势差abA恒为2121()nS BBttB从 0 均匀变化到2121()nS BBttC恒为2121()nS BBttD从 0 均匀变化到2121()nS BBtt【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1A 解析：A【解析】【分析】【详解】闭合开关S，待电路稳定后，通过电阻R 的电流为I1，方向从上到下，通过电感L 的电流为 I2，方向与是从上到下，断开S，通过电阻R 的电流 I1瞬间变为0，同时电感线圈产生同向的感应电动势，R与线圈串联组成回路，则断开开关S，R中的电流方向与电路稳定时方向相反，大小从I2逐渐变小，而电感线圈中的电流也从I2逐渐变小，方向不变，故A 正确，BCD 错误。故选 A。2B 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。3B 解析：B【解析】【分析】【详解】AB不管沿什么方向将线圈拉出磁场，穿过线圈的磁通量都减小，根据楞次定律判断可知，线圈中感应电流的方向都是沿顺时针方向，选项A 错误，B 正确；C将金属圆环向右匀速拉出磁场时，磁通量变化率等于电动势，即BLvt由于速度恒定但有效长度L 先增大后减小，所以磁通量变化率先增大后减小，选项C 错误；D将金属圆环向右加速拉出磁场时，根据“来拒去留”规律可知安培力向左，选项D 错误；故选 B。4A 解析：A【解析】【分析】【详解】AB开关闭合后的瞬间，根据楞次定律，左边线圈中产生电流，电流的方向由南到北，根据安培定则，直导线上方的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针N极向纸里偏转，保持一段时间后，右边线圈的电流不变，根据安培定则可知，左边线圈中有磁通量但保持不变，因此左边线圈中不会产生感应电流，那么小磁针回到原位，故A正确，B错误；CD开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，左边线圈磁通量减小，根据楞次定律，左边线圈中产生电流，电流的方向由北到南，根据安培定则，直导线上方的磁场方向垂直纸面向外，则小磁针N 极向垂直纸面向外的方向转动，故CD 错误。故选 A。5B 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。6D 解析：D【解析】【分析】【详解】bc 边的位置坐标x 在 0-L 过程，线框ab 边有效切线长度为x，感应电动势为E=Bxv感应电流EBxviRR根据楞次定律判断出来感应电流方向沿ad cba当 x=L 时34ababUiRBLv在 L-2L 过程，根据楞次定律判断出来感应电流方向仍然沿adcba；线框 ab 边有效切线长度为L，感应电动势为E1=BLvcd 边产生的电动势E2=B（x-L）v回路的总电动势E=E1-E2=2BLv-Bxv感应电流(2)EBLx viRR此时 ab 两端的电势差22311424ababUEi REEBLvBxv当 x=2L 时Uab=BLv故选 D。7C 解析：C【解析】【分析】【详解】由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得：ESBIRR tRt，所以线圈中的感应电流决定于磁感应强度B 随 t 的变化率由图乙可知，01 时间内，B 增大，增大，感应磁场与原磁场方向相反（感应磁场的磁感应强度的方向向外），由右手定则感应电流是逆时针的，因而是负值所以可判断01s 为负的恒值；12s为零；23s为为正的恒值，故C 正确，ABD 错误故选C【点睛】此类问题不必非要求得电动势的大小，应根据楞次定律判断电路中电流的方向，结合电动势的变化情况即可得出正确结果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。9A 解析：A【解析】【分析】【详解】线框先做自由落体运动，ab边进入磁场做减速运动，加速度应该是逐渐减小，而A 图象中的加速度逐渐增大故A 错误线框先做自由落体运动，ab边进入磁场后做减速运动，因为重力小于安培力，当加速度减小到零做匀速直线运动，cd 边进入磁场做匀加速直线运动，加速度为g故 B 正确线框先做自由落体运动，ab边进入磁场后因为重力大于安培力，做加速度减小的加速运动，cd 边离开磁场做匀加速直线运动，加速度为g，故 C 正确线框先做自由落体运动，ab 边进入磁场后因为重力等于安培力，做匀速直线运动，cd边离开【点睛】解决本题的关键能够根据物体的受力判断物体的运动，即比较安培力与重力的大小关系，结合安培力公式、切割产生的感应电动势公式进行分析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；11C 解析：C【解析】导体切割磁感线时产生感应电动势，大小与导体棒的有效长度成正比在导体框向左运动到全部进行磁场过程中，导体棒的有效长度在增大当金属框与磁场重合后，切割磁场的有效长度在减小，电流中的电流方向也与原来的方向相反在金属框进入磁场时，电流方向是逆时针，电流是负值，所以答案为C12D 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13C 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。14A 解析：A【解析】【分析】利用楞次定律的相对运动角度分析“来拒去留”，即可一一判定求解。【详解】根据楞次定律的“来拒去留”，则当磁铁在向下运动的过程中，线圈产生感应电流，形成感应磁场，从而阻碍磁铁的向下运动，则线圈给它的磁场力始终向上，故A 正确，BCD 错误；故选 A。【点睛】本题巧妙的考查了楞次定律的应用，只要记住“来拒去留”，同时理解“增反减同”这一规律，此类题目难度不大。15A 解析：A【解析】【分析】穿过线圈的磁通量变化则会产生感应电流，且感应电流的方向可以根据楞次定律来判断【详解】AB、根据题目要是线圈中产生逆时针的电流根据楞次定律可知应该使原磁场增大，故A对；B 错；CD、圆环向左或向右平动以及向上或向下平动时，穿过线圈中的磁通量没有发生变化，故不会产生感应电流，故CD错误；故选 A【点睛】产生感应电流的必备条件：穿过闭合线圈的磁通量发生变化，可以根据这个来判断本题的选项16B 解析：B【解析】【详解】AC.汽车上有很多钢铁，当汽车接近线圈时，相当于给线圈增加了铁芯，所以线圈的自感系数增大，感抗也增大，在电压不变的情况下，交流回路的电流将减小，所以R 两端的电压减小，即c、d 两端的电压将减小，故AC 错误；BD.同理，汽车远离线圈时，相当于线圈的感抗减小，交流回路的电流增大，c、d 两端得电压将增大。故 B 正确，D 错误。故选 B.17D 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。18C 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。19D 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。20B 解析：B【解析】【分析】【详解】A由图可知，00.1s内磁通量的变化量为0.15Wb0.10Wb0.05Wb故 A 错误；B穿过线圈的磁通量变化率为0.5Wb/st感应电动势为0.5VENt故 B 正确；CD由楞次定律可得：感应电流的方向为逆时针方向，则B端比 A 端电势低，所以电压表“+”接线柱接A 端，故 CD 错误。故选 B。21B 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。22D 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。23A 解析：A【解析】【分析】【详解】CD0-1s，感应电动势为10BESSBt为定值；感应电流011SBEIrr为定值；安培力F=BI1LB由于 B 逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零，故CD 均错误；AB3s-4s 内，感应电动势为20BESSBt为定值；感应电流022SBEIrr为定值；安培力F=BI2LB由于 B 逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零；由于B 逐渐减小到零，故通过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流要阻碍磁通量减小，有扩张趋势，故安培力向外，即ab边所受安培力向左，为正，故A 正确，B 错误；故选 A。24A 解析：A【解析】【分析】【详解】CD根据法拉第电磁感应定律有B SEnt可知在 01s间电动势恒定，电流恒定，故CD 错误；AB在 01s 间，磁通量增大，由楞次定律可知流过闭合线圈的感应电流逆时针，电流为负方向，故A 正确，B 错误。故选 A。25C 解析：C【解析】穿过线圈的磁场均匀增加，将产生大小恒定的感生电动势，由法拉第电磁感应定律得2121()S BBEnnttt，而等效电源内部的电流由楞次定理知从ab，即 b 点是等效电源的正极，即2121()abS BBntt，故选 C【考点定位】法拉第电磁感应定律、楞次定律