2024—2025年高考物理一轮复习 电磁感应 专练
一、单选题（本大题共6小题）
1．如图，有两个宽度为L的沿水平方向的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，磁场的各个边界均在水平面内。磁场的磁感应强度大小均为B，两磁场间的距离大于L。一质量为m，电阻为R，边长为L的正方形单匝闭合导线框abcd，从磁场区域Ⅰ上方某一位置由静止释放，线框cd边刚要出磁场区域Ⅰ和刚要出磁场区域Ⅱ时的速度相同，线框穿过磁场区域Ⅱ产生的焦耳热为Q。线框向下运动过程中始终在垂直于磁场的竖直平面内，ab边始终水平。重力加速度大小g。下列说法正确的是（ ）
A．线框穿过区域Ⅰ产生的焦耳热小于Q
B．磁场区域Ⅰ、Ⅱ间的距离为
C．cd边穿过两个磁场区域的过程，通过线框截面的电荷量不相等
D．线框穿过两个磁场区域的过程，线框的速度变化量不相同
2．如图，从匀强磁场中把不发生形变的矩形线圈匀速拉出磁场区，若两次拉出的速度之比为，则两次线圈所受外力大小之比为（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，一水平放置的圆形通电线圈1固定，从上往下看，线圈1始终有逆时针方向的恒定电流，另一较小的圆形线圈2从1的正下方以一定的初速度竖直上抛，重力加速度为g，在上抛的过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则在线圈2从线圈1的正下方上抛至线圈1的正上方过程中（ ）
A．线圈2在1正下方的加速度大小大于g，在1正上方的加速度大小小于g
B．线圈2在1正下方的加速度大小小于g，在1正上方的加速度大小大于g
C．从上往下看，线圈2在1正下方有顺时针方向，在1正上方有逆时针方向的感应电流
D．从上往下看，线圈2在1正下方有逆时针方向，在1正上方有顺时针方向的感应电流
4．在如图所示的电路中，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，闭合开关S，电路稳定后突然断开开关S并开始计时，已知LC振荡电路的振荡周期为T，则在时间内（ ）
A．电容器在放电
B．电场能转化为磁场能
C．A板所带的负电荷增加
D．L产生的自感电动势增大
5．如图，粗糙绝缘水平桌面上有一铜质圆环。当一竖直放置的条形磁铁从圆环直径正上方等高快速向右通过AB的过程中，圆环始终不动，则可知圆环受到的摩擦力方向 （ ）
A．始终向左
B．始终向右
C．先向左后向右
D．先向右后向左
6．如图甲所示，面积为S=50 cm2的线圈的匝数n=100匝，线圈总电阻r=5 Ω，沿线圈轴向有匀强磁场，设图示的磁场方向为正方向，磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，则在0~2.0 s内 （ ）
A．a点的电势比b点的低
B．线圈的感应电动势为0.2 V
C．穿过每匝线圈的磁通量的变化率为0.2 Wb/s
D．在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.4 A
二、多选题（本大题共4小题）
7．如图所示，光滑绝缘水平面上有一区域内存在垂直该平面向下的匀强磁场，磁场左右两边界平行。水平面上有一个正方形导线框，线框的边长小于磁场宽度，右边与磁场边界平行，线框以某一初速度垂直于磁场边界进入磁场，最终完全穿出磁场。则下列说法正确的是（ ）
A．线框进磁场、出磁场过程中，所受安培力方向相同，且进、出磁场的过程中线框所受安培力逐渐变小
B．线框进入磁场和穿出磁场的时间相等
C．线框在进、出磁场的过程中，通过导线横截面的电荷量相等
D．进磁场和出磁场两个过程中线框产生的焦耳热相同
8．如图所示，CD、EF是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧存在一方向垂直导轨平面向上、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场范围为两导轨间且宽度为d的矩形区域。导轨的右端接有一阻值为R的电阻，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接。将一阻值为r，质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知导体棒两端与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为μ，则下列说法中正确的是（）
A．流过电阻R的电荷量为
B．电阻R的最大电流为
C．导体棒两端的最大电压为
D．电阻R中产生的焦耳热为
9．下列说法正确的是（ ）
A．在高速（接近光速）、微观（小到分子、原子的尺度）领域，牛顿运动定律不再适用，而动量守恒定律仍然正确。
B．奥斯特首先发现了电磁感应现象。
C．法拉第通过对电磁感应现象的研究提出了闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比
D．变压器的线圈都绕在铁芯上，在铁芯中产生的涡流使铁芯发热，浪费了能量，我们要想办法减小涡流，途径之一是增大铁芯材料的电阻率，常用的铁芯材料是硅钢，它的电阻率比较大
10．如图所示，MN和PQ是电阻不计的光滑平行金属导轨，弯曲部分与水平直导轨部分平滑连接，导轨两端各接一个阻值为R的定值电阻。水平导轨足够长且处在方向竖直向下的匀强磁场中。接入电路的电阻也为R的金属棒均从离水平导轨高度为h处由静止释放，金属棒与导轨垂直且接触良好，第一次电键K闭合，第二次电键K断开，则下列说法正确的是（ ）
A．金属棒刚进入磁场时的加速度大小之比为
B．两次通过金属棒某一横截面的电荷量大小之比为
C．两次运动金属棒中产生的焦耳热之比为
D．金属棒在水平导轨上运动的距离之比为
三、实验题（本大题共2小题）
11．（1）在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图（甲）接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系；然后再按图（乙）将电流表与B连成一个闭合回路，将A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路。在图（甲）中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央）在图（乙）中，
①将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将___________（填“向左”“向右”或“不发生”，下同）偏转；
②螺线管A放在B中不动，电流表的指针将___________偏转；
③螺线管A放在B中不动，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，电流表的指针将___________偏转；
④螺线管A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表的指针将___________偏转。
（2）给金属块缠上线圈，线圈中通入反复变化的电流，金属块中产生如图1中虚线所示的感应电流，这样的电流称为___________，真空冶炼炉就是利用它产生的热量使金属熔化。
（3）如图2所示的交变电流的有效值I=___________A（其中每个周期的后半周期的图像为半个周期的正弦曲线）
12．如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）请将图中所缺的导线补接完整 。
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后：
①将小线圈迅速插入大线圈时，灵敏电流计指针将 （填“偏转”或“不偏转”）；
②小线圈插入大线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左拉时，灵敏电流计指针将 （填“偏转”或“不偏转”）；
参考答案
1．【答案】B
【详解】A．磁场宽度与正方形线框的边长都为L，则线框只有进出磁场两个过程，各位置的瞬时速度如图所示
因线框cd边刚要出磁场区域I和刚要出磁场区域Ⅱ时的速度相同为，说明出磁场的运动过程一定是减速运动，且穿过磁场的运动过程完全相同，则有，，线框穿过磁场区域Ⅱ产生的焦耳热为Q，则线框穿过区域Ⅰ是完全相同的运动过程，产生的焦耳热一定为Q，A错误；
B．设磁场区域间的距离为H，选择线框cd边刚出磁场区域I和刚出磁场区域Ⅱ的过程，由动能定理有，解得，B正确；
C．由通过截面的电荷量公式为，因cd边穿过两个磁场区域的过程通过线框截面的磁通量的变化量相同，则电荷量q相等，C错误；
D．线框穿过两个磁场区域的过程，由动量定理有，又，因运动过程相同，则时间相同，且电量相等，则线框的速度变化量一定相同，D错误。B。
2．【答案】B
【详解】设线圈匀速拉出磁场区过程，线圈的速度为，线圈切割磁感线的边长为，磁感应强度为，线圈电阻为，则产生的电动势为，线圈电流为，线圈受到的安培力为，根据受力平衡可得，联立可得，可得两次线圈所受外力大小之比为，B正确，ACD错误；选B。
3．【答案】D
【详解】根据楞次定律可知感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化，所以2线圈向下穿过的过程一直受到向上的阻力，加速度一直小于g，AB都错；从上线下看，穿过2的磁通量先是向上的增加，后是向上的减少，所以产生的感应电流先是顺时针，后是逆时针．D对．
4．【答案】D
【详解】闭合开关S，电路稳定后，由于电感线圈直流电阻可以忽略，则此时通过线圈的电流最大；突然断开开关S并开始计时，则在时间内，线圈电流逐渐减小，但电流的变化率增大，所以L产生的自感电动势增大；磁场能逐渐减小，电场能逐渐增大，电容器处于充电过程；电流方向由B板流向A板，则A板所带的正电荷增加。选D。
5．【答案】A
【详解】根据楞次定律的推论“来拒去留”可知条形磁铁对圆环中感应电流的磁场力方向总是向右，圆环静止，则地面对圆环的摩擦力方向始终向左，故选A。
6．【答案】B
【详解】根据楞次定律可知，a点的电势比b点的高，选项A错误；根据法拉第电磁感应定律可得线圈中的感应电动势E=nS=0.2 V，选项B正确；穿过每匝线圈的磁通量的变化率为2×10-3 Wb/s，选项C错误；在a、b间接一个理想电流表时，根据闭合电路欧姆定律可知，电流表的示数I==0.04 A，选项D错误。
7．【答案】AC
【详解】A．进磁场的过程中线框的右边切割磁感线，产生感应电动势为，感应电流为，安培力为，进磁场的过程中，线框速度逐渐减小，线框所受安培力逐渐变小，出磁场的过程中，线框速度逐渐减小，线框所受安培力逐渐变小；线框进磁场过程中，线框磁通量增加，产生逆时针方向的电流，根据左手定则，安培力向左；线框出磁场过程中，线框磁通量减少，产生顺时针方向的电流，根据左手定则，安培力向左，A正确；
B．线圈进入磁场的平均速度大于出磁场的平均速度，可知线框进入磁场的时间小于穿出磁场的时间，B错误；
C．根据，线框在进、出磁场的过程中，线框面积一定，即磁通量变化量相等，可知通过导线横截面的电荷量相等，C正确；
D．进磁场和出磁场两个过程中线框产生的焦耳热都等于线框克服安培力所做的功，由于进磁场和出磁场两个过程线框都是减速运动，由，可知进磁场和出磁场两个过程中安培力逐渐减小，而线框进、出磁场的位移相同，则进磁场的过程中线框产生的焦耳热多，D错误。选AC。
8．【答案】AD
【详解】A．由，，，解得，A正确；
BC．根据，可得，导体棒刚好进入磁场左边界的速度为，根据右手定则和左手定则判断导体棒在磁场中受到的安培力方向向左，且受到向左的摩擦力，导体棒做减速运动，所以导体棒在刚好进入磁场左边界是速度最大，则导体棒切割磁感线产生的最大感应电动势为，电阻R的最大电流为，导体棒两端的最大电压为，BC错误；
D．导体棒在整个运动过程中，由能量守恒得，则整个电路产生的焦耳热为，所以电阻R中产生的焦耳热为，D正确。选AD。
9．【答案】AD
【详解】A．牛顿定律适用于宏观低速物体，在高速（接近光速）、微观（小到分子、原子的尺度）领域，牛顿运动定律不再适应，而动量守恒定律仍然正确，选项A正确；
B．法拉第首先发现了电磁感应现象，选项B错误；
C．纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，先后指出，闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律，故C错误；
D．变压器的线圈都绕在铁芯上，在铁芯中产生的涡流使铁芯发热，浪费了能量，我们要想办法减小涡流，途径之一是增大铁芯材料的电阻率，常用的铁芯材料是硅钢，它的电阻率比较大，选项D正确。
故选AD。
10．【答案】AC
【详解】A．当金属棒进入磁场瞬间，其速度为v，有，则金属棒进入磁场瞬间，其产生的感应电动势为E，有，则第一次电路中的电流为，有，对导体棒有，则第而次电路中的电流为，有，对导体棒有，所以有，A项正确；
B．当导体棒进入磁场中，对导体棒由动量定理有，又由于，所以整理有，由于导体棒两次进入磁场的速度大小相同，最后都静止下来，磁场的磁感应强度一致，所以两次通过导体棒的电荷量之比为，B项错误；
C．设整个电路产生的热为Q，由功能关系有，导体棒第一次进入磁场，由于开关闭合，所以两个电阻并联再与金属棒串联，其总共产生热量为Q，由于，所以金属棒产生的热量为，导体棒第二次进入磁场，开关断开，进入磁场，金属棒与一个电阻串联，其总共产生的热量为Q，由于，所以金属棒产生的热量为，所以，C项正确；
D．导体棒进入磁场，由动量定理有，结合之前的分析，第一次入磁场有，整理有，第二次进入磁场有，整理有，所以，D项错误。选AC。
11．【答案】 向右 不发生 向右 向左 涡流
【详解】（1）①[1]将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转；
②[2]螺线管A放在B中不动，穿过B的磁通量不变，不产生感应电流，电流表不发生偏转；
③[3]螺线管A放在B中不动，穿过B磁场方向向上，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，穿过B的磁通量变大，由楞次定律可得，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转；
④[4]螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场方向向上，突然切断开关S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表的负接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转；
（2）[5]金属块中产生如图1中虚线所示的感应电流，这样的电流称为涡流；
（3）[6]交变电流的有效值为I，则有
解得
12．【答案】；偏转；偏转；
【详解】
（1）[1]连线如图所示
（2）①[2]将小线圈迅速插入大线圈时，通过大线圈的磁通量发生变化，大线圈产生感应电流，所以灵敏电流计指针将偏转。
②[3]小线圈插入大线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左拉时，小线圈中的电流发生变化，通过大线圈的磁通量发生变化，大线圈产生感应电流，灵敏电流计指针将偏转。
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