高考物理专题电磁学知识点之电磁感应分类汇编及答案解析.pdf

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1、高考物理专题电磁学知识点之电磁感应分类汇编及答案解析一、选择题1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2如图所示，L 是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。A 和 B 是两个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是（）A接通开关S瞬间，A 灯先亮，B 灯不亮B接通开关S后，B 灯慢慢变亮C开关闭合稳定后，突然断开开关瞬间，A灯立即熄灭、B灯闪亮一下D开关闭合稳定后，突然断开开关瞬间，A 灯、

2、B 灯都闪亮一下3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4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 ()ABCD

3、5如图所示，用粗细均匀的铜导线制成半径为r、电阻为 4R 的圆环，PQ 为圆环的直径，在 PQ 的左右两侧均存在垂直圆环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，但方向相反，一根长为2r、电阻为R的金属棒MN 绕着圆心O 以角速度顺时针匀速转动，金属棒与圆环紧密接触。下列说法正确的是（）A金属棒MN 两端的电压大小为2BrB金属棒MN 中的电流大小为22BrRC图示位置金属棒中电流方向为从N 到 MD金属棒MN 转动一周的过程中，其电流方向不变6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

4、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7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

5、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,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

6、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 kg11 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

7、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 RrnqR13 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

8、大的是（）ABCD14 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15 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

9、变化的图像是下图中的(设向右的方向为摩擦力的正方向)()ABCD16 如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球()A整个过程都做匀速运动B进入磁场过程中球做减速运动，穿出过程中球做加速运动C整个过程都做匀减速运动D穿出时的速度一定小于初速度17 如图所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况中线框中不能产生感应电流的是（）A导线中的电流变大B线框以PQ为轴转动C线框向右平动D线框以AB边为轴转动18 如图甲所示，单匝线圈两端A、B 与一理想电压表相连

10、，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20 同一平面内固定有一长直导线PQ和一带缺口的刚性金属圆环，在圆环

11、的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于圆环所在平面固定放置的平行金属板MN 连接，如图甲所示导线 PQ 中通有正弦交流电流i，i 的变化如图乙所示，规定从Q 到 P 为电流的正方向，则在12s 内AM 板带正电，且电荷量增加BM 板带正电，且电荷量减小CM 板带负电，且电荷量增加DM 板带负电，且电荷量减小21 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()ABCD22 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

12、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（）ABCD23 如图所示，区域、均为匀强磁场，磁感强度大小都为B=5T，方向如图。两磁场中间有宽为S=0.1m 的无磁场区。有一边长为L=0.3m、电阻为 R=10 的正方形金属框abcd置于区域，ab 边与磁场边界平行。现拉着金属框以v=2m/s 的速度向右匀速移动，从区域 完全进入区域，则此过程中下列说法正确的是（）A金属框中的最大电流为0.3AB金属框受到的最大拉力为0.9NC拉力的最大功率为3.6WD拉力做的总功为0.18J24 一矩形线圈位

13、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 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【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1

14、A 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2C 解析：C【解析】【分析】【详解】AB当开关S闭合瞬间，两灯立即有电压，同时发光，由于线圈的电阻几乎为零，B 灯被线圈短路，由亮变暗，直到不亮，选项AB 错误；CD当开关S断开瞬间，A

15、 灯没有电压，立即熄灭。当电流减小，线圈产生自感电动势，相当于电源，与B 灯形成回路，给B 灯提供短暂的电流，使B 灯过一会儿熄灭，选项C 正确，D 错误；故选 C。3D 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

16、指针，利用了电磁阻尼原理，选项D 正确。故选 D。4A 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5B 解析：B【解析】【分析】【详解】AB根据法拉第电磁感应定律可得22122EBrBr两半圆环并联电阻为R，根据闭合电路欧姆定律可知金属棒中的电流大小为222EBrB rIRRRR总金属棒两端电压为22MNB rUIR故 A 错误，B 正确；CD由右手定则可知，在图示时刻，金属棒中电流方向由M到N；当OM在右侧磁场ON在

17、左侧磁场时，感应电流由N流向M，由此可知金属棒在转动一周过程中电流方向是发生变化的，故C、D 错误；故选B。6A 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

18、B 点电势与分析不相符，故D 项与题意不相符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8A 解析：A【解析】【分析】【详解】金属环的面积：222

19、4ddS（）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 D10B 解析：B【解

20、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

21、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。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C12C 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

22、 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13C 解析：C

23、【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】【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

24、力向右，相互靠拢，BCD 错误 A 正确。故选 A。15A 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。16D 解析：D【解析】【详解】小球在进、

25、出磁场过程中穿过小球的磁通量发生变化，有感应电流产生，小球要受到阻力，球的机械能一部分转化为电能，再转化为内能，故进、出磁场过程中均做减速运动，但小球完全进入磁场中运动时，无感应电流产生，小球匀速运动，故A、B、C 均错误，D正确17B 解析：B【解析】【分析】【详解】A导线中电流强度变大，磁场增大，线框中的磁感应强度增大，故磁通量增大，可以产生感应电流，故A 错误；B线框以直导线PQ 为轴转动，由于直导线的磁感线为以导线为圆心的同心圆，故穿过线框的磁通量不变化，则没有产生感应电流，故B正确；C线框向右运动时，线框所在处的磁场变小，磁通量变小，故能产生感应电流，故C 错误；D线框以AB 边为轴

26、转动，则线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，选项D 错误。故选 B。18B 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。19B 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、

27、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。20A 解析：A【解析】【详解】在 12s 内，穿过金属圆环的磁场垂直于纸面向里，磁感应强度变小，穿过金属圆环的磁通量变小，磁通量的变化率变大，假设环闭合，由楞次定律可知感应电流磁场与原磁场方向相同，即感应电流磁场方向垂直于纸面向里，然后由安培定则可知感应电流沿顺时针方向，由法拉第

28、电磁感应定律可知感应电动势增大，由此可知上极M 板电势高，带正电，电荷量增加，故A 正确，B、C、D 错误；故选 A21A 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22A 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

29、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。23C 解析：C【解析】【分析】【详解】A线框两边分别在、时感应电动势最大，根据法拉第电磁感应定律有E=2BLv=2 5 0.3 2 V=6V则最大感应电流为6A0.6A10IER故 A 错误；B线框两边分别在、时线框受到的安培力最大，则有F安=2BIL=2 5 0.6 0.3N=1.8N线框匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件得F=F安=1.8N故 B 错误；C拉力的最大功率P=Fv=1.8 2W=3.6W故 C 正确；D拉力的功有22FFWsFLss代入数据解得W=0.54J，故 D 错误。故选 C。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。25D 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 D