高考物理专题电磁学知识点之电磁感应分类汇编含答案.pdf

高考物理专题电磁学知识点之电磁感应分类汇编含答案一、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，MN 和 PQ 为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为 0.4m，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为 0.5T 的匀强磁场垂直。质量m 为 6.0 10-3kg 电阻为 1的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器R2和阻值为 3.0 的电阻 R1。当杆 ab 达到稳定状态时以速率v 匀速下滑，整个电路消耗的电功率P为 0.27W。则（）Aab稳定状态时的速率v=0.4m/sBab 稳定状态时的速率v=0.6m/sC滑动变阻器接入电路部分的阻值R2=4.0 D滑动变阻器接入电路部分的阻值R2=6.0 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，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 ()ABCD7在倾角为的两平行光滑长直金属导轨的下端，接有一电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计，有一匀强磁场与两金属导轨平面垂直，方向垂直于导轨面向上。质量为m，电阻可不计的金属棒ab，在沿着导轨面且与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为h，如图所示，则在此过程中（）A恒力 F 在数值上等于mgsinB恒力F对金属棒ab所做的功等于mghC恒力 F 与重力的合力对金属棒ab所做的功等于电阻R上释放的焦耳热D恒力 F 与重力的合力对金属棒ab所做的功等于零8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 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 BdRC2BdRD2BdR11 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ABCD12 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，矩形线圈abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和 P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时()A线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a bcdD线圈绕P1转动时 dc 边受到的安培力大于绕P2转动时 dc 边受到的安培力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 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16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 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18 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19 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（）ABCD20 如图所示，ab 和 cd 是位于水平面内的平行金属轨道，轨道间距为l，其电阻可忽略不计。ac之间连接一阻值为R 的电阻。ef 为一垂直于ab和 cd 的金属杆，它与ab 和 cd 接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动，其电阻可忽略。整个装置处在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度为B。当施外力使杆ef 以速度 v 向右匀速运动时，杆ef 所受的安培力为（）A B C D21 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 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（）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。2D 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。4D 解析：D【解析】【分析】【详解】AB当杆以稳定的速度下降的过程中，由能量守恒定律得mgv=P可得0.27m/s4.5m/s0.06Pvmg故 AB 错误；CD杆 ab 达到稳定状态产生的感应电动势为E=Blv=0.5 0.4 0.45V=0.09V由 P=IE 得0.27A3A0.09PIE设电阻 R1与 R2的并联电阻为R外，ab 棒的电阻为r，有1212R RRRR外EIRr外代入数据得R2=6.0 故 C 错误，D 正确。故选 D。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。6A 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7C 解析：C【解析】【分析】【详解】因为导体棒匀速，拉力F 等于安培力与重力沿斜面向下的分力之和，A 错；拉力F 所做的功等于重力势能的增量与焦耳热之和，C 正确 BD 错误8C 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。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。10A 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11C 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.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。13A 解析：A【解析】【分析】【详解】AB根据 E=BS 可知，无论线圈绕轴P1和 P2转动，则产生的感应电动势均相等，故感应电流相等，故A正确，B错误；C由楞次定律可知，线线圈绕P1和 P2转动时电流的方向相同，都是adcba，故C 错误；D由于线圈P1转动时线圈中的感应电流等于绕P2转动时线圈中得电流，故根据F=BLI可知，线圈绕P1转动时 dc 边受到的安培力等于绕P2转动时 dc 边受到的安培力，故D 错误。故选 A。14C 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15A 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。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。17B 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 B18B 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。19D 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。20B 解析：B【解析】当杆ef 以速度 v 向右匀速运动时，产生的感应电动势为，感应电流为，杆 ef 受到的安培力，联立解得，B 正确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 B25A 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