专题12 电磁感应（选择题）学易金卷：三年（2021-2023）高考物理真题分项汇编（全国通用）含答案.pdf

专题12 电磁感应目录考点 01 电磁感应现象 楞次定律.1考点 02 法拉第电磁感应定律的应用.4考点 03 线框进入磁场类问题.8考点 04 导体棒在导轨上运动问题.10考点考点 01 电磁感应现象电磁感应现象 楞次定律楞次定律一、单选题一、单选题1（2021天津高考真题）科学研究方法对物理学的发展意义深远，实验法、归纳法、演绎法、类比法、理想实验法等对揭示物理现象的本质十分重要。下列哪个成果是运用理想实验法得到的（）A牛顿发现“万有引力定律”B库仑发现“库仑定律”C法拉第发现“电磁感应现象”D伽利略发现“力不是维持物体运动的原因”2（2023海南统考高考真题）汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈 abcd，埋在地下的线圈分别为 1、2，通上顺时针（俯视）方向电流，当汽车经过线圈时（）A线圈 1、2 产生的磁场方向竖直向上B汽车进入线圈 1 过程产生感应电流方向为 abcdC汽车离开线圈 1 过程产生感应电流方向为 abcdD汽车进入线圈 2 过程受到的安培力方向与速度方向相同3（2022北京高考真题）如图所示平面内，在通有图示方向电流 I 的长直导线右侧，固定一矩形金属线框abcd，ad边与导线平行。调节电流 I 使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（）专题12 电磁感应（选择题）学易金卷：三年（2021-2023）高考物理真题分项汇编（全国通用）A线框中产生的感应电流方向为abcdaB线框中产生的感应电流逐渐增大C线框ad边所受的安培力大小恒定D线框整体受到的安培力方向水平向右4（2021北京高考真题）某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是（）A未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势B未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用C接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势D接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用5（2023北京统考高考真题）如图所示，L 是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q 是两个相同的小灯泡，开始时，开关 S 处于闭合状态，P 灯微亮，Q 灯正常发光，断开开关（）AP 与 Q 同时熄灭BP 比 Q 先熄灭CQ 闪亮后再熄灭DP 闪亮后再熄灭6（2023全国统考高考真题）一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图（a）所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流 I 随时间 t 的变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（）A图（c）是用玻璃管获得的图像B在铝管中下落，小磁体做匀变速运动C在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变D用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短二、多选题二、多选题7（2023全国统考高考真题）一有机玻璃管竖直放在水平地面上，管上有漆包线绕成的线圈，线圈的两端与电流传感器相连，线圈在玻璃管上部的 5 匝均匀分布，下部的 3 匝也均匀分布，下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离。如图（a）所示。现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落，电流传感器测得线圈中电流 I 随时间 t 的变化如图（b）所示。则（）A小磁体在玻璃管内下降速度越来越快B下落过程中，小磁体的 N 极、S 极上下颠倒了 8 次C下落过程中，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变D与上部相比，小磁体通过线圈下部的过程中，磁通量变化率的最大值更大考点考点 02 法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律的应用一、单选题一、单选题1（2023湖北统考高考真题）近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形 NFC 线圈共 3 匝，其边长分别为1.0cm、1.2cm和1.4cm，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为310 T/s，则线圈产生的感应电动势最接近（）A0.30VB0.44VC0.59VD4.3V2（2023辽宁统考高考真题）如图，空间中存在水平向右的匀强磁场，一导体棒绕固定的竖直轴 OP 在磁场中匀速转动，且始终平行于 OP。导体棒两端的电势差 u 随时间 t 变化的图像可能正确的是（）A BC D 3（2023江苏统考高考真题）如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC 导体棒的 O 端位于圆心，棒的中点 A 位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕 O 点在纸面内逆时针转动。O、A、C 点电势分别为0、A、C，则（）AO CBC ACO=ADOA=AC4（2022江苏高考真题）如图所示，半径为 r 的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系为0BBkt，0B、k 为常量，则图中半径为 R 的单匝圆形线圈中产生的感应电动势大小为（）A2krB2kRC20B rD20B R5（2022河北统考高考真题）将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为1S，小圆面积均为2S，垂直线圈平面方向有一随时间 t 变化的磁场，磁感应强度大小0BBkt，0B和k均为常量，则线圈中总的感应电动势大小为（）A1kSB25kSC12()5SkSD12(5)k SS6（2022全国统考高考真题）三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为12II、和3I。则（）A132IIIB132IIIC123IIID123III7（2022浙江统考高考真题）如图所示，将一通电螺线管竖直放置，螺线管内部形成方向竖直向上、磁感应强度大小 B=kt 的匀强磁场，在内部用绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管，其电阻率为、高度为 h、半径为 r、厚度为 d（dr），则（）A从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向B圆管的感应电动势大小为2k rhC圆管的热功率大小为232dhk rD轻绳对圆管的拉力随时间减小8（2021重庆高考真题）某眼动仪可以根据其微型线圈在磁场中随眼球运动时所产生的电流来追踪眼球的运动。若该眼动仪线圈面积为 S，匝数为 N，处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，线圈平面最初平行于磁场，经过时间 t 后线圈平面逆时针转动至与磁场夹角为 处，则在这段时间内，线圈中产生的平均感应电动势的大小和感应电流的方向（从左往右看）为（）AsinNBSt，逆时针BcosNBSt，逆时针CsinNBSt，顺时针DcosNBSt顺时针9（2021山东高考真题）迷你系绳卫星在地球赤道正上方的电离层中，沿圆形轨道绕地飞行。系绳卫星由两子卫星组成，它们之间的导体绳沿地球半径方向，如图所示。在电池和感应电动势的共同作用下，导体绳中形成指向地心的电流，等效总电阻为 r。导体绳所受的安培力克服大小为 f 的环境阻力，可使卫星保持在原轨道上。已知卫星离地平均高度为 H，导体绳长为L LH，地球半径为 R，质量为 M，轨道处磁感应强度大小为 B，方向垂直于赤道平面。忽略地球自转的影响。据此可得，电池电动势为（）AGMfrBLRHBLBGMfrBLRHBLCGMBLRHfrBLDGMBLRHfrBL二、多选题二、多选题10（2022广东高考真题）如图所示，水平地面（Oxy平面）下有一根平行于 y 轴且通有恒定电流 I 的长直导线。P、M 和 N 为地面上的三点，P 点位于导线正上方，MN平行于 y 轴，PN平行于 x 轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在 P 点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有（）AN 点与 M 点的磁感应强度大小相等，方向相同B线圈沿 PN 方向运动时，穿过线圈的磁通量不变C线圈从 P 点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流D线圈从 P 到 M 过程的感应电动势与从 P 到 N 过程的感应电动势相等11（2023全国统考高考真题）一有机玻璃管竖直放在水平地面上，管上有漆包线绕成的线圈，线圈的两端与电流传感器相连，线圈在玻璃管上部的 5 匝均匀分布，下部的 3 匝也均匀分布，下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离。如图（a）所示。现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落，电流传感器测得线圈中电流 I 随时间 t 的变化如图（b）所示。则（）A小磁体在玻璃管内下降速度越来越快B下落过程中，小磁体的 N 极、S 极上下颠倒了 8 次C下落过程中，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变D与上部相比，小磁体通过线圈下部的过程中，磁通量变化率的最大值更大考点考点 03 线框进入磁场类问题线框进入磁场类问题一、单选题一、单选题1（2023北京统考高考真题）如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（）A线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向B线框出磁场的过程中做匀减速直线运动C线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等D线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等2（2022天津高考真题）如图所示，边长为 a 的正方形铝框平放在光滑绝缘水平桌面上，桌面上有边界平行、宽为 b 且足够长的匀强磁场区域，磁场方向垂直于桌面，铝框依靠惯性滑过磁场区域，滑行过程中铝框平面始终与磁场垂直且一边与磁场边界平行，已知ab，在滑入和滑出磁场区域的两个过程中（）A铝框所用时间相同B铝框上产生的热量相同C铝框中的电流方向相同D安培力对铝框的冲量相同二、多选题二、多选题3（2022山东统考高考真题）如图所示，xOy平面的第一、三象限内以坐标原点 O 为圆心、半径为2L的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场。边长为 L 的正方形金属框绕其始终在 O 点的顶点、在xOy平面内以角速度顺时针匀速转动，0t时刻，金属框开始进入第一象限。不考虑自感影响，关于金属框中感应电动势 E 随时间 t 变化规律的描述正确的是（）A在0t到2t的过程中，E 一直增大B在0t到2t的过程中，E 先增大后减小C在0t到4t的过程中，E 的变化率一直增大D在0t到4t的过程中，E 的变化率一直减小4（2021全国高考真题）由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的 2 倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是（）A甲和乙都加速运动B甲和乙都减速运动C甲加速运动，乙减速运动D甲减速运动，乙加速运动5（2021湖南高考真题）两个完全相同的正方形匀质金属框，边长为L，通过长为L的绝缘轻质杆相连，构成如图所示的组合体。距离组合体下底边H处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为L，左右宽度足够大。把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度0v水平无旋转抛出，设置合适的磁感应强度大小B使其匀速通过磁场，不计空气阻力。下列说法正确的是（）AB与0v无关，与H成反比B通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变C通过磁场的过程中，组合体克服安培力做功的功率与重力做功的功率相等D调节H、0v和B，只要组合体仍能匀速通过磁场，则其通过磁场的过程中产生的热量不变考点考点 04 导体棒在导轨上运动问题导体棒在导轨上运动问题一、单选题一、单选题1（2021北京高考真题）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平 U 型导体框左端连接一阻值为 R 的电阻，质量为 m、电阻为 r 的导体棒 ab 置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab 以水平向右的初速度 v0开始运动，最终停在导体框上。在此过程中（）A导体棒做匀减速直线运动B导体棒中感应电流的方向为abC电阻 R 消耗的总电能为202()mv RRrD导体棒克服安培力做的总功小于2012mv2（2021河北高考真题）如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处 O 点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与 x 轴夹角均为，一电容为 C的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与 x 轴垂直，在外力 F 作用下从 O 点开始以速度 v 向右匀速运动，忽略所有电阻，下列说法正确的是（）A通过金属棒的电流为22tanBCvB金属棒到达0 x时，电容器极板上的电荷量为0tanBCvxC金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电D金属棒运动过程中，外力 F 做功的功率恒定3（2022重庆高考真题）如图 1 所示，光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上，轨道间连接一可变电阻，导体杆与轨道垂直并接触良好（不计杆和轨道的电阻），整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，两次运动中拉力大小与速率的关系如图 2 所示。其中，第一次对应直线，初始拉力大小为 F0，改变电阻阻值和磁感应强度大小后，第二次对应直线，初始拉力大小为 2F0，两直线交点的纵坐标为 3F0。若第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之比为 k、电阻的阻值之比为 m、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为 n，则 k、m、n 可能为（）Ak=2、m=2、n=2B2 222kmn、C632kmn、D2 362kmn、二、多选题二、多选题4（2021福建统考高考真题）如图，P、Q 是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，间距为 L，导轨足够长且电阻可忽略不计。图中EFGH矩形区域有一方向垂直导轨平面向上、感应强度大小为 B 的匀强磁场。在1tt时刻，两均匀金属棒 a、b 分别从磁场边界EF、GH进入磁场，速度大小均为0v；一段时间后，流经 a 棒的电流为 0，此时2tt，b 棒仍位于磁场区域内。已知金属棒 a、b 相同材料制成，长度均为 L，电阻分别为 R 和2R，a 棒的质量为 m。在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，a、b 棒没有相碰，则（）A1t时刻 a 棒加速度大小为22023B L vmRB2t时刻 b 棒的速度为 0C21tt时间内，通过 a 棒横截面的电荷量是 b 棒的 2 倍D21tt时间内，a 棒产生的焦耳热为2029m v5（2021辽宁统考高考真题）如图（a）所示，两根间距为 L、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为 R 的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图（b）所示的匀强磁场，t=0 时磁场方向垂直纸面向里。在 t=0 到 t=2t0的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端 L 处；t=2t0时，释放金属棒。整个过程中金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，则（）A在02tt 时，金属棒受到安培力的大小为2300B Lt RB在 t=t0时，金属棒中电流的大小为200B Lt RC在032tt 时，金属棒受到安培力的方向竖直向上D在 t=3t0时，金属棒中电流的方向向右6（2021山东高考真题）如图所示，电阻不计的光滑 U 形金属导轨固定在绝缘斜面上。区域、中磁场方向均垂直斜面向上，区中磁感应强度随时间均匀增加，区中为匀强磁场。阻值恒定的金属棒从无磁场区域中 a 处由静止释放，进入区后，经 b 下行至 c 处反向上行。运动过程中金属棒始终垂直导轨且接触良好。在第一次下行和上行的过程中，以下叙述正确的是（）A金属棒下行过 b 时的速度大于上行过 b 时的速度B金属棒下行过 b 时的加速度大于上行过 b 时的加速度C金属棒不能回到无磁场区D金属棒能回到无磁场区，但不能回到 a 处7（2021广东高考真题）如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc和de，ab与de平行，bc是以 O 为圆心的圆弧导轨，圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场，金属杆OP的 O 端与 e 点用导线相接，P 端与圆弧bc接触良好，初始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上，若杆OP绕 O 点在匀强磁场区内从 b 到 c 匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有（）A杆OP产生的感应电动势恒定B杆OP受到的安培力不变C杆MN做匀加速直线运动D杆MN中的电流逐渐减小8（2022河北统考高考真题）如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于x轴上，另一根由ab、bc、cd三段直导轨组成，其中bc段与x轴平行，导轨左端接入一电阻R。导轨上一金属棒MN沿x轴正向以速度0v保持匀速运动，0t时刻通过坐标原点O，金属棒始终与x轴垂直。设运动过程中通过电阻的电流强度为i，金属棒受到安培力的大小为F，金属棒克服安培力做功的功率为P，电阻两端的电压为U，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻。下列图像可能正确的是（）ABCD9（2022湖南统考高考真题）如图，间距1mL 的 U 形金属导轨，一端接有0.1的定值电阻R，固定在高0.8mh 的绝缘水平桌面上。质量均为0.1kg的匀质导体棒 a 和 b 静止在导轨上，两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，接入电路的阻值均为0.1，与导轨间的动摩擦因数均为 0.1（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），导体棒a距离导轨最右端1.74m。整个空间存在竖直向下的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为0.1T。用0.5NF 沿导轨水平向右的恒力拉导体棒 a，当导体棒 a 运动到导轨最右端时，导体棒 b刚要滑动，撤去F，导体棒 a 离开导轨后落到水平地面上。重力加速度取210m/s，不计空气阻力，不计其他电阻，下列说法正确的是（）A导体棒 a 离开导轨至落地过程中，水平位移为0.6mB导体棒 a 离开导轨至落地前，其感应电动势不变C导体棒 a 在导轨上运动的过程中，导体棒 b 有向右运动的趋势D导体棒 a 在导轨上运动的过程中，通过电阻R的电荷量为0.58C专题12 电磁感应目录考点 01 电磁感应现象 楞次定律 自感和涡流.1考点 02 法拉第电磁感应定律的应用.5考点 03 线框进入磁场类问题.14考点 04 导体棒在导轨上运动问题.20考点考点 01 电磁感应现象电磁感应现象 楞次定律楞次定律 自感和涡流自感和涡流一、单选题一、单选题1（2021天津高考真题）科学研究方法对物理学的发展意义深远，实验法、归纳法、演绎法、类比法、理想实验法等对揭示物理现象的本质十分重要。下列哪个成果是运用理想实验法得到的（）A牛顿发现“万有引力定律”B库仑发现“库仑定律”C法拉第发现“电磁感应现象”D伽利略发现“力不是维持物体运动的原因”【答案】D【详解】牛顿发现“万有引力定律”；库伦发现“库仑定律”；法拉第发现“电磁感应现象”，这些都是建立在大量的实验的基础上直接得出的结论；而伽利略发现“力不是维持物体运动的原因”，是在实验的基础上经过抽象推理得出的结论，即运用了理想实验法。故选 D。2（2023海南统考高考真题）汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈 abcd，埋在地下的线圈分别为 1、2，通上顺时针（俯视）方向电流，当汽车经过线圈时（）A线圈 1、2 产生的磁场方向竖直向上B汽车进入线圈 1 过程产生感应电流方向为 abcdC汽车离开线圈 1 过程产生感应电流方向为 abcdD汽车进入线圈 2 过程受到的安培力方向与速度方向相同【答案】C【详解】A由题知，埋在地下的线圈 1、2 通顺时针（俯视）方向的电流，则根据右手定则，可知线圈 1、2 产生的磁场方向竖直向下，A 错误；B汽车进入线圈 1 过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为 adcb（逆时针），B 错误；C汽车离开线圈 1 过程中，磁通量减小，根据楞次定律可知产生感应电流方向为 abcd（顺时针），C 正确；D汽车进入线圈 2 过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为 adcb（逆时针），再根据左手定则，可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反，D 错误。故选 C。3（2022北京高考真题）如图所示平面内，在通有图示方向电流 I 的长直导线右侧，固定一矩形金属线框abcd，ad边与导线平行。调节电流 I 使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（）A线框中产生的感应电流方向为abcdaB线框中产生的感应电流逐渐增大C线框ad边所受的安培力大小恒定D线框整体受到的安培力方向水平向右【答案】D【详解】A根据安培定则可知，通电直导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度随时间均匀增加，根据楞次定律可知线框中产生的感应电流方向为adcba，A 错误；B线框中产生的感应电流为ESBInnRR tRt空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，故线框中产生的感应电流不变，B 错误；C线框ad边感应电流保持不变，磁感应强度随时间均匀增加，根据安培力表达式FBIL安，故所受的安培力变大，C 错误；D线框所处空间的磁场方向垂直纸面向里，线框中产生的感应电流方向为adcba，根据左手定则可知，线框ad边所受的安培力水平向右，线框bc边所受的安培力水平向左。通电直导线的磁场分部特点可知ad边所处的磁场较大，根据安培力表达式FBIL安可知，线框整体受到的安培力方向水平向右，D正确。故选 D。4（2021北京高考真题）某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是（）A未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势B未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用C接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势D接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用【答案】D【详解】A未接导线时，表针晃动过程中导线切割磁感线，表内线圈会产生感应电动势，故 A 错误；B未接导线时，未连成闭合回路，没有感应电流，所以不受安培力，故 B 错误；CD接上导线后，表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势，根据楞次定律可知，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用，故 C 错误 D 正确。故选 D。5（2023北京统考高考真题）如图所示，L 是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q 是两个相同的小灯泡，开始时，开关 S 处于闭合状态，P 灯微亮，Q 灯正常发光，断开开关（）AP 与 Q 同时熄灭BP 比 Q 先熄灭CQ 闪亮后再熄灭DP 闪亮后再熄灭【答案】D【详解】由题知，开始时，开关 S 闭合时，由于 L 的电阻很小，Q 灯正常发光，P 灯微亮，断开开关前通过Q 灯的电流远大于通过 P 灯的电流，断开开关时，Q 所在电路未闭合，立即熄灭，由于自感，L 中产生感应电动势，与 P 组成闭合回路，故 P 灯闪亮后再熄灭。故选 D。6（2023全国统考高考真题）一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图（a）所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流 I 随时间 t 的变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（）A图（c）是用玻璃管获得的图像B在铝管中下落，小磁体做匀变速运动C在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变D用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短【答案】A【详解】A强磁体在铝管中运动，铝管会形成涡流，玻璃是绝缘体故强磁体在玻璃管中运动，玻璃管不会形成涡流。强磁体在铝管中加速后很快达到平衡状态，做匀速直线运动，而玻璃管中的磁体则一直做加速运动，故由图像可知图（c）的脉冲电流峰值不断增大，说明强磁体的速度在增大，与玻璃管中磁体的运动情况相符，A 正确；B在铝管中下落，脉冲电流的峰值一样，磁通量的变化率相同，故小磁体做匀速运动，B 错误；C在玻璃管中下落，玻璃管为绝缘体，线圈的脉冲电流峰值增大，电流不断在变化，故小磁体受到的电磁阻力在不断变化，C 错误；D强磁体分别从管的上端由静止释放，在铝管中，磁体在线圈间做匀速运动，玻璃管中磁体在线圈间做加速运动，故用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的长，D 错误。故选 A。二、多选题二、多选题7（2023全国统考高考真题）一有机玻璃管竖直放在水平地面上，管上有漆包线绕成的线圈，线圈的两端与电流传感器相连，线圈在玻璃管上部的 5 匝均匀分布，下部的 3 匝也均匀分布，下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离。如图（a）所示。现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落，电流传感器测得线圈中电流 I 随时间 t 的变化如图（b）所示。则（）A小磁体在玻璃管内下降速度越来越快B下落过程中，小磁体的 N 极、S 极上下颠倒了 8 次C下落过程中，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变D与上部相比，小磁体通过线圈下部的过程中，磁通量变化率的最大值更大【答案】AD【详解】AD电流的峰值越来越大，即小磁铁在依次穿过每个线圈的过程中磁通量的变化率越来越快，因此小磁体的速度越来越大，AD 正确；B假设小磁体是 N 极向下穿过线圈，则在穿入靠近每匝线圈的过程中磁通量向下增加，根据楞次定律可知线圈中产生逆时针的电流，而在穿出远离每匝线圈的过程中磁通量向下减少产生顺时针的电流，即电流方向相反，与题干图中描述的穿过线圈的过程电流方向变化相符，S 极向下同理；所以磁铁穿过 8 匝线圈过程中会出现 8 个这样的图像，并且随下落速度的增加，感应电流的最大值逐渐变大，所以磁体下落过程中磁极的 N、S 极没有颠倒，选项 B 错误；C线圈可等效为条形磁铁，线圈的电流越大则磁性越强，因此电流的大小是变化的小磁体受到的电磁阻力是变化的，不是一直不变的，C 错误。故选 AD。考点考点 02 法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律的应用一、单选题一、单选题1（2023湖北统考高考真题）近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形 NFC 线圈共 3 匝，其边长分别为1.0cm、1.2cm和1.4cm，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为310 T/s，则线圈产生的感应电动势最接近（）A0.30VB0.44VC0.59VD4.3V【答案】B【详解】根据法拉第电磁感应定律可知32224101.01.21.410 V0.44VBSEtt故选 B。2（2023辽宁统考高考真题）如图，空间中存在水平向右的匀强磁场，一导体棒绕固定的竖直轴 OP 在磁场中匀速转动，且始终平行于 OP。导体棒两端的电势差 u 随时间 t 变化的图像可能正确的是（）A BC D 【答案】C【详解】如图所示 导体棒匀速转动，设速度为 v，设导体棒从A到B过程，棒转过的角度为，则导体棒垂直磁感线方向的分速度为cosvv可知导体棒垂直磁感线的分速度为余弦变化，根据左手定则可知，导体棒经过 B 点和 B 点关于 P 点的对称点时，电流方向发生变化，根据uBLv可知导体棒两端的电势差 u 随时间 t 变化的图像为余弦图像。故选 C。3（2023江苏统考高考真题）如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC 导体棒的 O 端位于圆心，棒的中点 A 位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕 O 点在纸面内逆时针转动。O、A、C 点电势分别为0、A、C，则（）AO CBC ACO=ADOA=AC【答案】A【详解】ABC由题图可看出 OA 导体棒转动切割磁感线，则根据右手定则可知O A其中导体棒 AC 段不在磁场中，不切割磁感线，电流为 0，则 C=A，A 正确、BC 错误；D根据以上分析可知OA 0，AC=0则OA ACD 错误。故选 A。4（2022江苏高考真题）如图所示，半径为 r 的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系为0BBkt，0B、k 为常量，则图中半径为 R 的单匝圆形线圈中产生的感应电动势大小为（）A2krB2kRC20B rD20B R【答案】A【详解】由题意可知磁场的变化率为Bktktt根据法拉第电磁感应定律可知22B rEk rtt故选 A。5（2022河北统考高考真题）将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为1S，小圆面积均为2S，垂直线圈平面方向有一随时间 t 变化的磁场，磁感应强度大小0BBkt，0B和k均为常量，则线圈中总的感应电动势大小为（）A1kSB25kSC12()5SkSD12(5)k SS【答案】D【详解】由法拉第电磁感应定律可得大圆线圈产生的感应电动势1111B SEkStt 每个小圆线圈产生的感应电动势222EkSt由线圈的绕线方式和楞次定律可得大、小圆线圈产生的感应电动势方向相同，故线圈中总的感应电动势大小为121255EEEk SS故 D 正确，ABC 错误。故选 D。6（2022全国统考高考真题）三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为12II、和3I。则（）A132IIIB132IIIC123IIID123III【答案】C【详解】设圆线框的半径为 r，则由题意可知正方形线框的边长为 2r，正六边形线框的边长为 r；所以圆线框的周长为22Cr面积为22Sr同理可知正方形线框的周长和面积分别为18Cr，214Sr正六边形线框的周长和面积分别为36Cr，23133 36222rSrr 三线框材料粗细相同，根据电阻定律LRS横截面可知三个线框电阻之比为123123:8:2:6RRRCCC根据法拉第电磁感应定律有EB SIRtR可得电流之比为：123:2:2:3III 即123=III故选 C。7（2022浙江统考高考真题）如图所示，将一通电螺线管竖直放置，螺线管内部形成方向竖直向上、磁感应强度大小 B=kt 的匀强磁场，在内部用绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管，其电阻率为、高度为 h、半径为 r、厚度为 d（dr），则（）A从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向B圆管的感应电动势大小为2k rhC圆管的热功率大小为232dhk rD轻绳对圆管的拉力随时间减小【答案】C【详解】A穿过圆管的磁通量向上逐渐增加，则根据楞次定律可知，从上向下看，圆管中的感应电流为顺时针方向，选项 A 错误；B圆管的感应电动势大小为22BErk rt选项 B 错误；C圆管的电阻2 rRdh圆管的热功率大小为2232Edhk rPR选项 C 正确；D根据左手定则可知，圆管中各段所受的受安培力方向指向圆管的轴线，则轻绳对圆管的拉力的合力始终等于圆管的重力，不随时间变化，选项 D 错误。故选 C。8（2021重庆高考真题）某眼动仪可以根据其微型线圈在磁场中随眼球运动时所产生的电流来追踪眼球的运动。若该眼动仪线圈面积为 S，匝数为 N，处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，线圈平面最初平行于磁场，经过时间 t 后线圈平面逆时针转动至与磁场夹角为 处，则在这段时间内，线圈中产生的平均感应电动势的大小和感应电流的方向（从左往右看）为（）AsinNBSt，逆时针BcosNBSt，逆时针CsinNBSt，顺时针DcosNBSt顺时针【答案】A【详解】经过时间 t，面积为 S 的线圈平面逆时针转动至与磁场夹角为 处，磁通量变化为sinBS 由法拉第电磁感应定律，线圈中产生的平均感应电动势的大小为sinNBSENtt由楞次定律可判断出感应电流方向为逆时针方向。故选 A。9（2021山东高考真题）迷你系绳卫星在地球赤道正上方的电离层中，沿圆形轨道绕地飞行。系绳卫星由两子卫星组成，它们之间的导体绳沿地球半径方向，如图所示。在电池和感应电动势的共同作用下，导体绳中形成指向地心的电流，等效总电阻为 r。导体绳所受的安培力克服大小为 f 的环境阻力，可使卫星保持在原轨道上。已知卫星离地平均高度为 H，导体绳长为L LH，地球半径为 R，质量为 M，轨道处磁感应强度大小为 B，方向垂直于赤道平面。忽略地球自转的影响。据此可得，电池电动势为（）AGMfrBLRHBLBGMfrBLRHBLCGMBLRHfrBLDGMBLRHfrBL【答案】A【详解】根据22()()MmvGmRHRH可得卫星做圆周运动的线速度GMvRH根据右手定则可知，导体绳产生的感应电动势相当于上端为正极的电源，其大小为EBLv因导线绳所受阻力 f 与安培力 F 平衡，则安培力与速度方向相同，可知导线绳中的电流方向向下，即电池电动势大于导线绳切割磁感线产生的电动势，可得EEfBLr 解得GMfrEBLRHBL 故选 A。二、多选题二、多选题10（2022广东高考真题）如图所示，水平地面（Oxy平面）下有一根平行于 y 轴且通有恒定电流 I 的长直导线。P、M 和 N 为地面上的三点，P 点位于导线正上方，MN平行于 y 轴，PN平行于 x 轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在 P 点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有（）AN 点与 M 点的磁感应强度大小相等，方向相同B线圈沿 PN 方向运动时，穿过线圈的磁通量不变C线圈从 P 点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流D线圈从 P 到 M 过程的感应电动势与从 P 到 N 过程的感应电动势相等【答案】AC【详解】A依题意，M、N 两点连线与长直导线平行、两点与长直导线的距离相同，根据右手螺旋定则可知，通电长直导线在 M、N 两点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，故 A 正确；B根据右手螺旋定则，线圈在 P 点时，磁感线穿进与穿出在线圈中对称，磁通量为零；在向 N 点平移过程中，磁感线穿进与穿出线圈不再对称，线圈的磁通量会发生变化，故 B 错误；C根据右手螺旋定则，线圈从 P 点竖直向上运动过程中，磁感线穿进与穿出线圈对称，线圈的磁通量始终为零，没有发生变化，线圈无感应电流，故 C 正确；D线圈从 P 点到 M 点与从 P 点到 N 点，线圈的磁通量变化量相同，依题意 P 点到 M 点所用时间较从 P 点到 N 点时间长，根据法拉第电磁感应定律，则两次的感应电动势不相等，故 D 错误。故选 AC。11（2023全国统考高考真题）一有机玻璃管竖直放在水平地面上，管上有漆包线绕成的线圈，线圈的两端与电流传感器相连，线圈在玻璃管上部的 5 匝均匀分布，下部的 3 匝也均匀分布，下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离。如图（a）所示。现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落，电流传感器测得线圈中电流 I 随时间 t 的变化如图（b）所示。则（）A小磁体在玻璃管内下降速度越来越快B下落过程中，小磁体的 N 极、S 极上下颠倒了 8 次C下落过程中，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变D与上部相比，小磁体通过线圈下部的过程中，磁通量变化率的最大值更大【答案】AD【详解】AD电流的峰值越来越大，即小磁铁在依次穿过每个线圈的过程中磁通量的变化率越来越快，因此小磁体的速度越来越大，AD 正确；B假设小磁体是 N 极向下穿过线圈，则在穿入靠近每匝线圈的过程中磁通量向下增加，根据楞次定律可知线圈中产生逆时针的电流，而在穿出远离每匝线圈的过程中磁通量向下减少产生顺时针的电流，即电流方向相反，与题干图中描述的穿过线圈的过程电流方向变化相符，S 极向下同理；所以磁铁穿过 8