2025年高考物理 电磁感应 一轮课时练习
一、单选题（本大题共6小题）
1．在如图所示的电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，和是两个完全相同的小灯泡，下列说法正确的是（ ）
A．当闭合开关S时，、同时亮，最后两灯一样亮
B．闭合开关S后，、亮后逐渐变暗
C．当断开开关S时，两灯同时熄灭
D．断开开关S时，立即熄灭，亮一下然后逐渐熄灭，流过的电流从B通过流到A
2．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a
C．铝框中的电流方向相同 D．安培力对铝框的冲量相同
3．如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，两导轨间的距离为L。导轨上面横放着两根导体棒ab、cd，与导轨一起构成闭合回路。两根导体棒的质量均为m，长度均为L，电阻均为R，其余部分的电阻不计。在整个导轨所在的平面内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。开始时，两导体棒均在导轨上静止不动，某时刻给导体棒ab以水平向右的初速度，则（ ）
A．导体棒ab刚获得速度时受到安培力大小为
B．导体棒ab、cd均做匀变速直线运动
C．两导体棒运动的整个过程中产生的热量为
D．两导体棒最终速度都为零
4．在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2，分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R．闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I．然后，断开S．若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流L1、流过L2的电流l2随时间t变化的图像是
A． B．
C． D．
5．下列关于光和电磁波，说法正确的是（ ）
A．只有当光的波长大于或接近小孔直径或障碍物直径时才能发生衍射现象
B．只有当变化的磁场中有闭合线圈时，才会产生电场
C．可见光有偏振现象，所以光是横波，其他电磁波由于频率不同，也可能为纵波
D．海市蜃楼的形成过程中，既有光的折射也有光的全反射
6．如图所示，半径为r的闭合环形线圈，在t时间内，内部磁场从B 减小到0；外部磁场从0增加到B ，（B 、B 均大于0，垂直于纸面向内为正方向），则该过程线圈产生的平均感应电动势为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题（本大题共4小题）
7．如图所示，两竖直放置的平行导轨之间有矩形匀强磁场区域，导体棒ab和cd跨接在两导轨上，可沿导轨无摩擦滑动且接触良好，并能始终保持与两导轨垂直，两导体棒有电阻，两导轨电阻不计。现将ab和cd同时由静止释放，若ab棒通过磁场的时间与进磁场之前的运动时间相等，且ab棒出磁场时cd棒刚好进磁场，ab和cd均匀速穿过磁场区域。下列说法正确的是
A．刚释放时，导体棒ab和cd距磁场区域上边界的距离之比为1∶4
B．导体棒ab和cd的质量之比为1∶4
C．导体棒ab和cd分别穿过磁场的过程中，ab棒上产生的热量之比为1∶2
D．导体棒ab和cd分别穿过磁场的过程中，通过ab棒的电荷量大小之比为1∶2
8．如图所示，间距为L0的两平行长直金属导轨水平放置，导轨所在空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长度均为L0的金属杆ab、cd垂直导轨放置，初始时两金属杆相距L0，金属杆ab沿导轨向右运动的速度大小为v0，金属杆cd速度为零且受到平行导轨向右、大小为F的恒力作用。已知金属杆与导轨接触良好且整个过程中始终与导轨垂直，在金属杆ab、cd的整个运动过程中，两金属杆间的最小距离为L1，重力加速度大小为g，两金属杆的质量均为m，电阻均为R，金属杆与导轨间的动摩擦因数均为μ＝，金属导轨电阻不计，下列说法正确的是
A．金属杆cd运动过程中的最大加速度为＋
B．从金属杆cd开始运动到两金属杆间距离最小的时间为＋
C．金属杆ab运动过程中的最小速度为
D．金属杆cd的最终速度为＋
9．如图所示，距离为L的竖直虚线PQ、MN之间存在沿水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。有一质量为m、电阻为R的直角三角形金属线框ACD，，AC边长为3L，CD边长为1.5L，线框底边AC在光滑绝缘的水平面上，给金属线框一个水平向右的初速度，CD边出磁场前瞬间线框的加速度大小为a，线框始终在竖直平面内运动，AC边一直不离开水平面，则下列判断正确的是（ ）
A．CD边出磁场前瞬间，线框的速度大小为
B．CD边出磁场后瞬间，线框的加速度大小为a
C．在CD边刚出磁场到A点刚要进磁场过程中，线框对地面的压力大于线框重力
D．在CD边刚出磁场到A点刚要进磁场过程中，线框的速度减少量为
10．如图，质量分别为和的金属棒a、b，垂直放在足够长的水平光滑导轨MNM'N'和PQP'Q'上，左右两部分导轨间距分别为0.5m和1m。磁感应强度大小均为，左侧方向竖直向下，右侧方向竖直向上。两金属棒的电阻均与长度成正比，不计导轨电阻。开始时b在M'P'位置，a在NQ位置，绕过足够远的光滑定滑轮的绝缘细线连接b和质量为的物块c，最初c距地面的高度。c由静止开始下落，落地后不反弹，c落地时a、b速率之比，c下落过程中，b棒上产生的焦耳热为20J。a、b运动过程中和导轨接触良好，。下列说法正确的是（ ）
A．物块c落地时，a棒的速度大小为4m/s
B．物块c落地后，b棒的最终速度大小为4m/s
C．从c落地到a、b匀速运动过程中，a产生的热量为2J
D．c从开始运动到落地的过程中通过b棒的电荷量为0.4C
三、实验题（本大题共2小题）
11．小雨同学用图甲的实验装置“研究电磁感应现象”。闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。
（1）闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针 （填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
（2）闭合开关稳定后，将线圈A从线圈B抽出的过程中，灵敏电流计的指针 （填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
（3）如图乙所示，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的加强而减小。金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向 （填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向 （填“左”或“右”）运动，并有 （填“收缩”或“扩张”）的趋势。
12．图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=5.0Ω，定值电阻R=1.0Ω，A、B间电势差UAB=6.0V，开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1=1.0×10﹣3s时刻断开开关S，该时刻前后电流传感器显示的电流I随时间t变化的图线如图乙所示。
（1）线圈L的直流电阻RL= Ω；（结果保留两位有效数字）
（2）闭合开关一段时间后，开关断开时，看到的现象是 ；
（3）断开开关后，通过电灯的电流方向 （填：a→b或b→a）。
（4）断开开关瞬间，线圈产生的自感电动势为 V。
四、解答题（本大题共2小题）
13．间距为l的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，如图所示。倾角为的导轨处于大小为方向垂直导轨平面向上的有界匀强磁场区间Ⅰ中，磁场下边界距离水平面。水平导轨上的无磁场区间静止放置“联动双杆”（金属杆cd和ef长度为l，它们之间用长度为d的刚性绝缘杆连接构成），在“联动双杆”右侧存在大小为、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅱ，其长度为。质量为m、长为l的金属杆ab从倾斜导轨上端释放，达到匀速后离开磁场区间Ⅰ。杆ab进入水平导轨无能量损失，杆ab与“联动双杆”发生弹性碰撞，碰后“联动双杆”的速度为4 m/s，已知碰后在“联动双杆”通过磁场区间Ⅱ过程中，杆ab和“联动双杆”不会同时处于磁场中，运动过程中，杆ab、cd和ef与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。已知：，，杆ab、cd和ef电阻均为，m=0.1 kg，，，，，。不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应。求：
（1）杆ab刚进入水平导轨时的速度v1；
（2）“联动双杆”的质量；
（3）碰后在“联动双杆”通过磁场区间Ⅱ过程中整个回路产生的焦耳热Q。
14．如图甲所示，相距为的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PO水平放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，导轨的M、P两端连接一阻值为的电阻，质量为，电阻为的金属棒ab垂直于导轨放置且接触良好，，现将水平外力F作用在ab棒上。0~5s，在变力F控制下金属棒ab保持静止。5s后保持不变，且金属棒开始运动并始终与导轨垂直。测得ab棒开始运动至达到最大速度的过程中，流过电阻R的总电荷量为，不计导轨的电阻，求：
（1）0~5s内ab棒的电流大小和方向；
（2）ab棒运动过程中的最大速度；
（3）ab棒从开始运动至获得最大速度的过程中，距导轨MP的最大距离；
（4）ab棒从开始运动至获得最大速度过程中，电阻R上产生的焦耳热量。
参考答案
1．【答案】D
【详解】AB．开关闭合瞬间，L1和L2同时亮，由于线圈L的自感现象，L中的电流逐渐增大并达到最大，此时L1中电流逐渐减小并趋于零，L2中电流增大，因此闭合开关后，L1亮后逐渐变暗，L2亮后逐渐变亮，AB错误；
CD．开关断开后，由于L2中无电流，因此L2立即熄灭，L1与线圈L构成闭合回路，由于自感现象，因此L1会亮一下然后逐渐熄灭，电流方向从B通过L1流到A，C错误，D正确。选D。
2．【答案】D
【详解】B．进磁场时，根据右手定则可知，AB边产生的电流方向由A指向B，此时AB边相当于电源，则A端为负极，B端为正极，A端电势低于B端，B错误；
C．在滑入磁场区域的过程中，穿过铝框的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，铝框产生的电流方向为逆时针方向；在滑出磁场区域的过程中，穿过铝框的磁通量向里减少，根据楞次定律可知，铝框产生的电流方向为顺时针方向；故C错误；
D．设铝框的电阻为，以铝框的运动方向为正方向，铝框滑入磁场区域的过程，安培力对铝框的冲量为，又，联立可得，同理可得铝框滑出磁场区域的过程，安培力对铝框的冲量大小为，可知在滑入和滑出磁场区域的两个过程中安培力对铝框的冲量相同，D正确；
A．铝框滑入和滑出磁场过程，铝框均做减速运动，可知铝框滑入磁场过程的速度一直大于铝框滑出磁场过程的速度，根据，可知铝框滑入磁场过程受到的安培力一直大于铝框滑出磁场过程受到的安培力，铝框滑入磁场过程克服安培力做的功大于铝框滑出磁场过程克服安培力做的功，即铝框滑入磁场过程产生的热量大于铝框滑出磁场过程产生的热量，A错误。选D。
3．【答案】C
【详解】A．导体棒ab刚获得速度时受到安培力大小为，，可得，选项A错误；
B．导体棒ab、cd只受等大反向的安培力，加速度均为，即导体棒ab做加速度减小的减速运动，导体棒cd做加速度减小的加速运动，最终共速做匀速运动，选项B错误；
C．当两棒共速时满足，则两导体棒运动的整个过程中产生的热量为，选项C正确；
D．两导体棒最终以速度做匀速运动，选项D错误。选C。
4．【答案】B
【详解】A. B. 由于小灯泡L1与电感线圈串联,断开S后再闭合,流过L1的电流从无到有(即增大),电感线圈对电流有阻碍作用,所以流过灯泡L1的电流从0开始逐渐增大，最终达到I.故A错误，B正确。
C. D. 由于小灯泡L2与滑动变阻器串联,断开S后再闭合,立即有电流通过L2,当I1电流逐渐增大时,流过L2的电流逐渐减小，最终减到I.故C. D错误。
5．【答案】D
【详解】A．只有当光的波长大于或接近小孔直径或障碍物直径时才能发生明显的衍射现象，光的波长明显小于孔或障碍物的尺寸是，仍旧可以发生衍射，只是不明显，A错误；
B．变化的磁场可以产生电场，不一定要有闭合线圈，B错误；
C．电磁波一定是横波，与频率无关，C错误；
D．海市蜃楼是由于光在不均匀介质中传播时发生光的折射和全反射造成的，D正确。选D。
6．【答案】A
【详解】闭合环形圈的磁通量的有效面积为，根据法拉第电磁感应定律可知，A正确。选A。
7．【答案】AC
【解析】设导体棒ab从距磁场区域上边界h1处由静止释放，导体棒ab做自由落体运动，时间为t，则有h1＝gt2，设导体棒cd从距磁场区域上边界h2处由静止释放，由于ab棒通过磁场的时间与进磁场之前的运动时间相等，且ab棒出磁场时cd棒刚好进磁场，所以cd棒做自由落体运动的时间为2t，则有h2＝g（2t）2，所以刚释放时h1∶h2＝1∶4，A正确；当导体棒进入磁场后均做匀速直线运动，则mg＝BIL＝，由于ab棒和cd棒进入磁场时的速度大小之比v1∶v2＝1∶2，故ab棒与cd棒的质量之比m1∶m2＝1∶2，B错误；两导体棒穿过磁场过程中，电流之比为I1∶I2＝1∶2，时间之比为t1∶t2＝2∶1，由Qab＝I2Rabt可知，ab棒上产生的热量之比为Qab1∶Qab2＝1∶2，C正确；通过ab棒的电荷量大小为q＝Δt＝Δt＝，两导体棒穿过磁场过程中，磁通量变化大小相等，则通过ab棒的电荷量大小相等，D错误。
【知识拓展】通过回路中任意截面的电荷量q＝It适用于恒定电流，当I变化时，取电流的平均值，有q＝t＝nt＝n，导体棒切割磁感线模型中ΔΦ＝BLx，则q＝t＝n。
8．【答案】AD
【解析】金属杆ab刚开始运动时，回路中的感应电动势最大，感应电流最大，cd所受安培力最大，感应电动势E＝BL0v0，感应电流I＝，由牛顿第二定律得F＋BIL0－μmg＝ma，解得cd最大加速度为a＝＋，A正确；两金属杆距离最小时速度相等，两金属杆构成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，根据动量守恒定律得mv0＝2mv，对金属杆ab，由动量定理得－BL0t－μmgt＝mv－mv0，即－BqL0－μmgt＝mv－mv0，该过程中平均感应电动势＝，电荷量q＝t＝（易错点：求电荷量用平均感应电动势），联立解得t＝－，B错误；两杆相距最近时，回路中的电流为0，金属杆ab做减速运动，金属杆cd做加速运动，此后金属杆ab所受安培力方向向右，金属杆cd所受安培力方向向左，当两杆所受合力为零时，均做匀速直线运动，且vcd＞vab，感应电动势E＝BL0（vcd－vab），感应电流I＝，对金属杆ab，由平衡条件得BIL0＝μmg，从开始运动到匀速运动，根据动量守恒定律得mv0＝mvab＋mvcd，联立解得vcd＝＋，vab＝－，C错误，D正确。
【知识拓展】电磁感应中的电荷量求解方法
（1）根据平均感应电动势求解：通过导体棒或金属框的电荷量为q＝Δt＝Δt＝nΔt＝n，磁通量变化量ΔΦ＝BΔS＝BLx。
（2）根据动量定理求解：安培力的冲量为I安＝BLt＝BLq。
9．【答案】AD
【详解】A．CD边出磁场前瞬间，线框切割磁感线的有效长度为L，则，解得，A正确；
B．CD边出磁场后瞬间，线框切割磁感线的有效长度为0.5L，则，解得，B错误；
C．从CD边刚出磁场到A点刚要进磁场过程中，线框受到的安培力水平向左，对水平面的压力始终等于线框重力，C错误；
D．在CD边刚出磁场到A点刚要进磁场过程中，应用动量定理有，即，而，解得，D正确。选AD。
10．【答案】CD
【详解】A．金属棒a、b的有效长度分别为L和2L，电阻分别为R和2R，金属棒a、b串联，在任何时刻电流均相等，b棒上产生的焦耳热，根据焦耳定律，得a棒上产生的焦耳热为，根据能量守恒定律有，由题意可知，解得物块c落地时a、b的速度为，，A错误；
B．物块c落地后，a棒向左做加速运动，b棒向右做减速运动，两棒最终匀速运动时电路中电流为零，即两棒切割磁感线产生的感应电动势大小相等，则，得，对两棒分别应用动量定理，有， ，解得，，B错误；
C．根据能量守恒定律，从物块c落地到a、b匀速运动过程中系统产生的热量为，又，解得，C正确；
D．对a，由动量定理有，又，解得a与b串联，相同时间通过的电量相等，所以从b开始运动到c落地过程中通过b棒的电荷量为，D正确。选CD。
11．【答案】向左偏转；向右偏转；顺时针；右；扩张
【详解】
(1)[1]如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，说明穿过线圈的磁通量增加，电流计指针向左偏，合上开关后，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电阻变小，流过线圈的电流变大，那么穿过线圈的磁通量增加，电流计指针将向左偏转。
(2)[2]将线圈A从线圈B抽出的过程中，穿过线圈的磁通量减少，电流计指针将向右偏转。
(3)[3]由图乙可知根据右手螺旋定则可判断螺线管磁场方向向右；当光照减弱时，光敏电阻的阻值增加，回路中电流减小，穿过金属环A的磁通量减小，根据楞次定律可知产生向右的感应磁场，再由右手螺旋定则可知从左向右看，金属环A中电流方向顺时针；
[4][5]因穿过A环的磁通量减小，据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相同，故相互吸引，则金属环A将向右运动，且金属环A有扩张趋势。
12．【答案】3.0；闪亮一下再逐渐熄灭；b→a；13.5
【详解】
（1）[1]由图可知，零时刻通过电感线圈L的电流为
I0=1.5A
由欧姆定律
解得
RL=﹣R=Ω﹣1.0Ω=3.0Ω
（2）[2]电路中电灯的电阻R1=5.0Ω，则通过灯泡的电流
IL=A=1.2A＜1.5A
开关S接通一段时间后，L相当于一直流电阻，由以上的分析可知，L中的电流大于灯泡中的电流，断开瞬间，L相当于电源，给灯泡供电，灯泡将闪亮一下再逐渐熄灭；
（3）[3]断开开关后，L中的电流方向不变，所以通过电灯的电流方向为 b→a方向；
（4）[4]断开开关后，通过线圈的最大电流为1.5A，则线圈的自感电动势
E’=I（R+R1+RL）=1.5×（1.0+5.0+3.0）V=13.5V
13．【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）杆ab在倾斜导轨上做匀速直线运动时，由平衡条件可知，，代入数据解得，杆ab在与“联动双杆”碰撞前，由动能定理可得，代入数据解得
（2）杆ab与“联动双杆”发生弹性碰撞，可知杆ab与“联动双杆”组成的系统动量守恒和机械能守恒，设“联动双杆”的质量为，则有，，，代入数据联立解得
（3）碰后在“联动双杆”通过磁场区间Ⅱ，有三个过程，由动量定理和能量守恒定律，第一过程中，则有，，代入数据解得，产生的焦耳热，，在磁场中第二个过程，则有，，代入数据解得，产生的焦耳热，，第三个过程出磁场，则有，，代入数据解得，产生的焦耳热，，则有。
14．【答案】（1），从b指向a；（2）；（3）2.4m；（4）
【详解】（1）0~5s内，由于磁场变化产生的感应电动势，闭合回路中感应电流，由楞次定律，ab棒的电流方向从b指向a。
（2）5s后，由于磁场磁感应强度保持不变，ab棒将在外力F作用下从静止开始向右运动，并切割磁感线，从而将受到水平向左安培力的作用，由牛顿第二定律可得，又因为，即，所以，ab棒将做加速度逐渐减小的加速直线运动，最后达到匀速。当ab棒匀速运动时，速度最大，即，代入数据解得vm=0.2
（3）ab棒从开始运动至获得最大速度的过程中，流过电阻R的总电量为1.4C，则有，解得x=2.4m，所以ab棒从开始运动至获得最大速度的过程中，距导轨MP的最大距离为2.4m。
（4）ab棒从开始运动至获得最大速度过程中，回路中产生的总热量为，由功能关系得，解得，电阻R上产生的焦耳热量
第 page number 页，共 number of pages 页
第 page number 页，共 number of pages 页
