高考物理电磁学知识点之电磁感应真题汇编附答案(2).pdf

高考物理电磁学知识点之电磁感应真题汇编附答案(2)一、选择题1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（）ABCD2如图所示，P、Q是两个完全相同的灯泡，L是自感系数很大、电阻可不计的线圈。闭合开关K，一段时间后电路中的电流稳定，下列说法正确的是（）AP灯不亮，Q灯亮BP灯与Q灯亮度相同C断开开关K时，P立即熄灭，Q慢慢熄灭D断开开关K时，P突然变亮且保持亮度不变，Q立即熄灭3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4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ABCD5两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 RrnqR6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7如图所示为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下。一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行，飞机机身长为a，翼展为b；该空间地磁场磁感应强度的水平分量为 B1，竖直分量为B2；驾驶员左侧机翼的端点用A 表示，右侧机翼的端点用B 表示，用E表示飞机产生的感应电动势，则AE=B2vb，且 A 点电势高于B点电势BE=B1vb，且A点电势高于B点电势CE=B2vb，且 A 点电势低于B 点电势DE=B1vb，且 A 点电势低于B 点电势8如图所示，将直径为d，电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B 中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为（）A24B dRB2 BdRC2BdRD2BdR9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，螺线管匝数n=1500 匝，横截面积S=20cm2，螺线管导线电阻r=1，电阻R=4螺线管所在空间存在着向右的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化如图所示，下列说法正确的是（）A电阻 R 的电流方向是从A 到 CB感应电流的大小随时间均匀增大C电阻 R 两端的电压为6VDC 点的电势为4.8V13 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（）A2NBatB22NBatC2BatD22Bat14 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，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a，下列各种情况中铜环a中没有感应电流的是（）A将电键突然断开的瞬间B线圈中通以恒定的电流C通电时，使滑动变阻器的滑片P做加速移动D通电时，使滑动变阻器的滑片P做匀速移动16 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17 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（）ABCD18 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A22BLRB222BLRC224BLRD24BLR19 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20 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ABCD21 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 b22 如图所示，两足够长的平行金属导轨间的距离为L，导轨光滑且电阻不计，在导轨所在平面内分布着磁感应强度为B、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。有一阻值为R的电阻接在M、P 间，将一根有效阻值为2R的导体棒ab 放在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，并在水平外力F 的作用下以速度v 向右匀速运动，则（）A回路中的感应电流方向为MRPB导体棒ab 两点间的电压为BLvC导体棒a 端电势比 b 端低D水平外力F 做的功等于电阻R 产生的焦耳热23 如图所示，一个有弹性的闭合金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度 l 将()AS增大，l 变长BS减小，l 变短CS增大，l 变短DS减小，l 变长24 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25 如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是（）Aab中的感应电流方向由b 到 aBab中的感应电流逐渐减小Cab所受的安培力保持不变Dab所受的静摩擦力逐渐减小【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】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C2A 解析：A【解析】【分析】【详解】AB当开关K 闭合瞬间，两灯同时获得电压，同时发光，随着线圈L 电流的增加，逐渐将P灯短路，P逐渐变暗直到熄灭，同时，Q电流逐渐增大，变得更亮，故A正确，B错误；CD当开关K 断开瞬间，Q 中电流消失，故立即熄灭，而P中由于电感产生了一个与电流同向的自感电动势，故右端为正，电流由灯泡P的右侧流入，故P亮一下逐渐熄灭，故CD 错误。故选 A。3C 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。4D 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5C 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6D 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。7A 解析：A【解析】【详解】飞机水平飞行机翼切割磁场竖直分量，由导体棒切割磁感线公式EBLv 可知，飞机产生的感应电动势2EB bv由右手定则可知，在北半球，不论沿何方向水平飞行，都是飞机的左方机翼电势高，右方机翼电势低A.E=B2vb，且A点电势高于B点电势与分析相符，故A项与题意相符；B.E=B1vb，且 A 点电势高于B 点电势与分析不相符，故B 项与题意不相符；C.E=B2vb，且 A 点电势低于B 点电势与分析不相符，故C 项与题意不相符；D.E=B1vb，且 A 点电势低于B 点电势与分析不相符，故D 项与题意不相符8A 解析：A【解析】【分析】【详解】金属环的面积：2224ddS（）由法拉第电磁感应定律得：BSEtt由欧姆定律得，感应电流：EIR感应电荷量：q=I t，解得：24B dqRR故 A 正确，BCD 错误；故选A【点睛】本题考查了求磁通量的变化量、感应电荷量等问题，应用磁通量的定义式、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流定义式即可正确解题，求感应电荷量时，也可以直接用公式qR计算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D10C 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。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=Emsint，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。12D 解析：D【解析】【分析】【详解】A由楞次定律可以判断出螺线管中电流方向从右向左，那么通过电阻R 的电流方向是从C 到 A，故 A 错误；B根据法拉第电磁感应定律有BEnSt由图知62T/s=2T/s2Bt代入数据解得E=1500 2 20 10-4=6V由闭合电路欧姆定律得6A=1.2A41EIRr因此感应电流的大小是恒定的，故B 错误；C电阻两端的电压是外电压为U=IR=1.2 4V=4.8V故 C 错误；D在外电路，顺着电流方向电势降低，因A 的电势等于零，那么C 点的电势为4.8V，故D 正确故选 D13B 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；14D 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。15B 解析：B【解析】【详解】A.将电键突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无消失，穿过铜环a 的磁通量减小，产生感应电流，故A 不符合题意；B.线圈中通以恒定的电流时，线圈产生稳恒的磁场，穿过铜环a 的磁通量不变，没有感应电流产生，故B 符合题意；C.通电时，使变阻器的滑片P作加速滑动时，变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环a 磁通量变化，产生感应电流，故C 不符合题意；D.通电时，使变阻器的滑片P作匀速滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，回路中电流增大，线圈产生的磁场增强，穿过铜环a 磁通量增大，产生感应电流，故D 不符合题意；16D 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 D17C 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。18D 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19A 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。20B 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。21A 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 A22C 解析：C【解析】【分析】【详解】A根据右手定则可知流过电阻R的电流方向P RM，A 错误；B回路中产生的感应电动势EBLv导体棒 ab 两点间的电压为21.53EURBLvRB 错误；C导体棒ab 为电源，电流由a流向 b，因此导体棒a 端电势比 b 端低，C 正确；D水平外力F 做的功等于电阻R 和导体棒ab 产生的焦耳热，D 错误。故选 C。23D 解析：D【解析】当通电直导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增大，金属圆环中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流要阻碍磁通量的增大：一是用缩小面积的方式进行阻碍；二是用远离直导线的方法进行阻碍，故D正确24C 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25D 解析：D【解析】【详解】A磁感应强度均匀减小，磁通量减小，根据楞次定律得，ab 中的感应电流方向由a 到b，A 错误；B由于磁感应强度均匀减小，根据法拉第电磁感应定律BSEt得，感应电动势恒定，则 ab 中的感应电流不变，根据2PI R可知电阻R 消耗的热功率不变，B 错误；C根据安培力公式FBIL知，电流不变，B 均匀减小，则安培力减小，C 错误；D导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡，fF，安培力减小，则静摩擦力减小，D 正确