高考物理（知识点总结 例题精析）电磁感应 经典例题基础篇

1、电磁感应经典例题基础篇【例1】如图所示，在同一平面内有四根彼此绝缘的直导线，分别通有大小相同方向如图的电流，要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加，则应切断哪一根导线中的电流（ ）A、切断i1 B、切断i2 C、切断i3 D、切断i4解析：产生的的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向里；产生的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向里；产生的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向里；产生的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向外；所以四根导线产生的磁场叠加后在导线所围的面积内的磁场方向向里故要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加，只要将磁

2、场方向相反的去除就可以了答案：D .【例2】磁悬浮列车是在车辆底部安装电磁铁，在轨道两旁铺设一系列的铝环当列车运行时，电磁铁产生的磁场相对铝环运动，列车凌空浮起，使车与轨道间的摩擦减小到很小，从而提高列车的速度。以下说法正确的是（ ）A、当列车通过铝环时，铝环中有感应电流，感应电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相同B、当列车通过铝环时，铝环中有感应电流，感应电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相反C、当列车通过铝环时，铝环中通有电流，铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相同D、当列车通过铝环时，铝环中通有电流，铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相

3、反解析：列车通过铝环时，铝环中磁通量增大，铝环中产生感应电流，由楞次定律可知，铝环中感应电流的磁场方向与电磁铁的磁场方向相反，从而使电磁铁受到向上的力，使列车悬浮答案：B .【例3】如图所示，一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落，空气阻力不计，则在圆环运动过程中，下列说法正确的是（ ）A、圆环在磁铁的上方时，圆环的加速度小于g ，在下方时大于gB、圆环在磁铁的上方时，圆环的加速度小于g ，在下方时也小于gC、圆环在磁铁的上方时，圆环的加速度小于g ，在下方时等于gD、圆环在磁铁的上方时，圆环的加速度大于g ，在下方时小于g解析：一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁

4、的过程中，闭合金属环的磁通量先增大，而后减小，根据楞次定律它增大时，不让它增大即阻碍它增大；它要减小时，不让它减小即阻碍它减小，所以下落时圆环在磁铁的上方和下方，圆环所受的安培力都向上，故加速度都小于g .答案：B .【例4】如图所示，螺线管CD的导线绕法不明。当磁铁AB插入螺线管时，电路中有图示方向的感应电流产生。下列关于螺线管极性的判断正确的是（ ）A、C端一定是N极B、C端的极性一定与磁铁B端的极性相同C、C端一定是S极D、无法判断，因螺线管的绕法不明确解析：磁铁AB插入螺线管时，在螺线管中产生感应电流，感应电流的磁场必定阻碍AB插入，故螺线管的C端和磁铁的B端极性相同答案：B .【例5

5、】如图所示，平行导体滑轨MM、NN 水平放置，固定在匀强磁场中磁场的方向与水平面垂直向下。滑线AB、CD横放其上静止，形成一个闭合电路。当AB向右滑动时，电路中感应电流的方向及滑线CD受到的磁场力的方向分别为（ ）A、电流方向沿ABCDA，受力方向向右；B、电流方向沿ABCDA，受力方向向左；C、电流方向沿ADCBA，受力方向向右；D、电流方向沿ADCBA，受力方向向左解析：本题用右手定则和楞次定律都可以解决，但用楞次定律比较快捷由于AB滑线向右运动，ABCD所构成的回路面积将要增大，磁通量将增大，根据楞次定律要阻碍它增大，所以产生的感应电流方向沿ADCBA，CD滑线将向右滑动，故受力方向向右

6、答案：C .【例6】如图所示，在绝缘圆筒上绕两个线圈P和Q，分别与电池E和电阻R构成闭合回路，然后将软铁棒迅速插入线圈P中，则在插入的过程中（ ）A、电阻R上有方向向左的电流 B、电阻R上没有电流 C、电阻R上有方向向右的电流 D、条件不足，无法确定解析：软铁棒被磁化，相当于插入一根跟P的磁场同向的条形磁铁，使P、Q线圈中的磁通量增加由楞次定律得，在Q中产生的感应电流向右通过电阻R 答案：C .【例7】如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽度为d ，将一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域，若dL，则在线框中不产生感应电流的时间应等于（ ）A、B、C、D、 解析：线框中不产生感应电流

7、，则要求线框所组成的闭合回路内的磁通量不发生变化，即线框全部在磁场中匀速运动时没有感应电流所以线框从左边框进入磁场时开始到线框的右边框将要离开磁场时止，这个过程中回路中将没有感应电流答案：C .【例8】如图所示，边长为h的正方形金属导线框，从图示的位置由静止开始下落，通过一匀强磁场区域，磁场方向水平，且垂直于线框平面，磁场区域宽度为H ，上下边界如图中虚线所示，Hh 。从线框开始下落到完全穿过磁场区域的全过程中，以下判断正确的是（ ） 线框中总有感应电流存在 线框受到磁场力的合力方向有时向上有时向下 线框运动方向始终是向下的 线框速度的大小不一定总是在增加A、 B、 C、 D、解析：因Hh，故

8、可以分为三个过程：从下边开始进入磁场到全部进入磁场；从全部开始进入磁场到下边开始离开磁场；下边开始离开磁场到全部离开磁场再由楞次定律和左手定则可以判断知道可能会使线框离开磁场时线框所受的安培力大于线框的重力，从而使线框的速度减小答案：B .【例9】如图所示，A、B是两个相互垂直的线框，两线框相交点恰是两线框的中点，两线框互相绝缘，A线框中有电流，当线框A的电流强度增大时，线框B中_感应电流。（填“有”、“无”）解析：A线框中虽然有电流，并且产生了磁场，但磁感应强度的方向与A线框的平面相垂直，即与B线框平行所以不管A线框中的电流如何变化，B线框中始终没有磁通量，即无磁通量变化答案：无 .【例10

9、】与磁感应强度B=0.8T垂直的线圈面积为0.05m2，此时线圈的磁通量是多大？若这个线圈绕有50匝时，磁通量多大？线圈位置如果转过53° 时磁通量多大？解析：根据磁通量的定义：磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，但要注意S是与磁感应强度B相垂直的那部分面积即=BS ,所以1=BS1=0.8×0.05Wb=4×10-2Wb 线圈绕有50匝，但与磁感应强度B垂直的面积还是0.05m2，故穿过这个面的磁感线条数不变。磁通量也可理解为穿过这个面的磁感线的条数所以仍然为2= 4×10-2Wb . 根据磁通量的定义：3=BScos53°=

10、0.8×0.05×0.6Wb=2.4×10-2Wb 答案：1=4×10-2Wb2= 4×10-2Wb 3=2.4×10-2Wb .【例11】如图所示，粗细均匀的电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为B ，圆环直径为d ，长为L ，电阻为的金属棒ab放在圆环上，以速度v0向左匀速运动，当ab棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端电势差为（ ）A、0 B、BLv0 C、 D、 解析：当金属棒ab以速度v0向左运动到图示虚线位置时，根据公式可得产生的感应电动势为E=BLv0 ，而它相当于一个电源，并且其内阻为；金属棒两端电势差相

11、当于外电路的端电压。外电路半个圆圈的电阻为，而这两个半个圆圈的电阻是并联关系，故外电路总的电阻为，所以外电路电压为 .答案：D .【例12】如图所示，竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平的初速度v0抛出，设在整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是（ ）A、越来越大B、越来越小C、保持不变D、无法判断解析：金属棒做切割磁感线的有效速度是与磁感应强度B垂直的那个分速度，由于金属棒做切割磁感线的水平分速度不变，故感应电动势不变答案：C .【例13】如图所示为日光灯的电路图，以下说法中正确的是（ ） 日光灯的启动器是装在专用插座上的，当

12、日光灯正常发光后，取下启动器，不会影响灯管发光 如果启动器丢失，作为应急措施，可以用一小段带绝缘外皮的导线启动日光灯 日光灯正常发光后，灯管两端的电压为220V 镇流器在日光灯启动时，产生瞬时高压 A、 B、 C、 D、解析：日光灯正常发光后，由于镇流器的降压限流作用，灯管两端的电压要低于220V 。答案：C .【例14】如图所示，磁带录音机既可用作录音，也可用作放音，其主要部件为可匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b ，不论是录音或放音过程，磁带或磁隙软铁会存在磁化现象。下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述，正确的是（ ）A、放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应B

13、、录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应C、放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用D、录音和放音的主要原理都是电磁感应解析：录音是声音信号通过话筒转化为电信号，电信号再通过磁头转化为磁信号记录在磁带上的过程，所以录音的过程主要原理是电流的磁效应。放音是记录在磁带上的磁信号通过绕在磁头上的线圈产生感应电流，转化为电信号，然后电信号再通过扬声器转变为声音信号，所以放音过程的主要原理是电磁感应。答案：A .【例15】如图所示的电路，D1和D2是两个相同的小电珠，L是一个自感系数很大的线圈，其电阻与R相同。由于存在自感现象，在电键S接通和断开时，小电珠D1和D2先后亮暗的次序是（ ）

14、A、接通时D1先达最亮，断开时D1先暗B、接通时D2先达最亮，断开时D2先暗C、接通时D1先达最亮，断开时D1后暗D、接通时D2先达最亮，断开时D2后暗解析：当电键S接通时，由于自感现象的存在，流过线圈的电流由零变大时，线圈上产生自感电动势的方向是左边正极，右边负极，使通过线圈的电流从零开始慢慢增加，所以开始瞬时电流几乎全部从D1通过，而该电流又将同时分路通过D2和R，所以D1先达最亮，经过一段时间电路稳定后，D1和D2达到一样亮。 当电键S断开时电源电流立即为零，因此D2立即熄灭，而对D1，由于通过线圈的电流突然减弱，线圈中产生自感电动势（右端为正极，左端为负极），使线圈L和D1组成的闭合电

15、路中有感应电流，所以D1后暗。答案：C .【例16】如图所示，EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆，有均匀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，I1=0 ，I2=0B、匀速滑动时I10， I20C、加速滑动时，I1=0 , I2=0D、加速滑动时，I10，I20 解析：杆匀速滑动时，由于E=BLv不变，故I10，I2=0 。加速滑动时，由于E=BLv逐渐增大，电容器不断充电，故I10，I20 答案：D .【例17】如图所示，线圈由A位置开始下落，若它在磁场中受到的磁场力

16、总小于重力，则在A、B、C、D四个位置（B、D位置恰好线圈有一半在磁场中）时加速度的关系为（ ）A、aAaBaCaD B、aAaCaBaD C、aAaCaDaB D、aAaCaBaD 解析：线框在A、C位置时只受重力作用，加速度=g 。线框在B、D位置时均受两个力的作用，其中安培力向上、重力向下。由于重力大于安培力，所以加速度向下，大小为。（）又线框在D点时速度大于B点时速度，即，所以。因此加速度的关系为答案：B .【例18】如图所示，将长为1m的导线从中间折成约为106°的角，磁感应强度为0.5T的匀强磁场垂直于导线所在的平面。为使导线产生4V的感应电动势，则导线切割磁感线的最小速

17、度约为 解析：欲使导线获得4V的感应电动势，而导线的速度要求最小，根据E=BLv可知：E、B一定的情况下，L最大且v与L垂直时速度最小故根据E=BLv得： m/s=10 m/s 答案：10 m/s .【例19】如图所示，匀强磁场的磁感应强度为0.4T，R=100，C=100F，ab长为20cm，当ab以v=10 m/s的速度向右匀速运动时，电路中的电流为_，电容器上板带_电，电荷量为_C解析：感应电动势E=BLv=0.4×0.2×10V=0.8V，极板上的电荷量为Q=CE=100×10-6×0.8C=8×10-5C 。由于感应电动势一定，电容器

18、的带电荷量一定，所以电路中无电流（瞬间充电后再无充电或放电过程）答案：零；正；8×10-5C .【例20】如下图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场，若第一次用0.3s时间拉出，外力做的功为W1 ，通过导线截面的电量为q1 ，第二次用0.9s时间拉出，外力做的功为W2 ，通过导线截面的电量为q2 ，则（ ）A、W1W2 ，q1q2 B、W1W2 ，q1q2 C、W1W2 ，q1q2 D、W1W2 ，q1q2 解析：设矩形线框的竖直边为a，水平边为b，线框拉出匀强磁场时的速度为v，线框电阻为R 。则线框拉出匀强磁场时产生的感应电动势为，产生的感应电流为 .

19、根据平衡条件得：作用的外力等于安培力即将线框从磁场中拉出外力要做功由这个表达式可知：两种情况都一样，拉出的速度越大，做的功就越多第一次速度大，故.根据，由这一推导过程可知两次拉出磁场通过导线截面的电量只与在磁场中的面积变化有关，即从磁场中拉出的线框面积由于两次都等于整个线框的面积即两次拉出在磁场中的面积变化相等故通过导线截面的电量两次相等即q1q2 。答案：C .【例21】如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，Ob之间连一个电阻R，导体框架与导体电阻均不计，若要使OC能以角速度匀速转动，则外力做功的功率是（ ）A、 B、 C、

20、 D、解析：由于导体棒匀速转动，所以外力的功率与产生的感应电流的电功率相等根据法拉第电磁感应定律得：，所以电功率为答案：C .【例22】用同种材料粗细均匀的电阻丝做成ab、cd、ef三根导线，ef较长，分别放在电阻可忽略的光滑的平行导轨上，如右上图所示，磁场是均匀的，用外力使导线水平向右作匀速运动（每次只有一根导线在导轨上），而且每次外力做功功率相同，则下列说法正确的是（ ）A、ab运动得最快B、ef运动得最快C、导线产生的感应电动势相等D、每秒钟产生的热量不相等解析：三种情况下导线做切割磁感线运动的等效长度是相同的即导轨的宽度（设为l）。根据法拉第电磁感应定律得产生的感应电动势为E=Blv，

21、由于匀速运动，所以外力做功的功率与电功率相等，即由图可知导线ef最长，ab最短，所以有 ，故ef运动得最快由E=Blv和ef的速度最大可知导线ef产生的感应电动势最大。由于三根导线产生的电热功率相等，由Q=Pt得每秒钟产生的热量相等。答案：B .【例23】如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框ab将（ ）A、保持静止不动 B、逆时针转动C、顺时针转动 D、发生转动，但电源极性不明，无法确定转动方向解析：无论电源的极性如何，在两电磁铁中间的区域内应产生水平的某一方向的磁场，当滑片P向右滑动时，电流减小，两电磁铁之间的磁

22、场减弱，即穿过ab线圈的磁通量减小 。虽然不知ab中感应电流的方向，但由楞次定律中的“阻碍”可直接判定线框ab应顺时针方向转动（即向穿过线框的磁通量增加的位置竖直位置转动）答案：C .【例24】如图所示的整个装置放在竖直平面内，欲使带负电的油滴P在两平行金属板间静止，导体棒ab将沿导轨运动的情况是（ ）A、向右匀减速运动 B、向右匀加速运动C、向左匀减速运动 D、向左匀加速运动解析：对油滴有qE=mg，电场力向上又由于油滴带负电，故电场强度方向向下，电容器上极板带正电，下极板带负电，线圈感应电动势正极在上端，负极在下端由楞次定律得知ab向右减速运动或向左加速运动答案：AD .【例25】如图所示

23、，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为（ ）A、受力向右 B、受力向左 C、受力向上 D、受力为零解析：导线中的电流突然增大时，金属框abcd中的磁通量增加，由楞次定律可得，线框中的感应电流将阻碍它的增加，而导线在金属框中间位置时金属框内的磁通量为零故金属框有向右运动的趋势。答案：A .【例26】如图所示，要使金属环C向线圈A运动，导线ab在金属导轨上应（ ）A、向右做减速运动； B、向左做减速运动；C、向右做加速运动； D、向左做加速运动解析：要使金属环C向线圈A运动，

24、由楞次定律可得金属环C中的磁通量必定减少，由此判定螺线管的感应电流减小而螺线管的感应电流是由于ab导线做切割磁感线运动产生的，所以ab导线的运动将越来越慢，即减速运动答案：AB .【例27】如图所示，光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于导轨所在平面，当ab棒下滑到稳定状态时，小灯泡获得的功率为P0，除灯泡外，其它电阻不计，要使灯泡的功率变为2P0（但灯泡还在额定功率范围内），下列措施正确的是（ ）A、换一个电阻为原来一半的灯泡 B、把磁感应强度增为原来的2倍C、换一根质量为原来的倍的金属棒 D、把导轨间的距离增大为原来的倍解析：设稳定状态即匀速运动时速度为v ，灯泡的电阻为R，

25、磁感应强度为B，导轨宽为L，质量为m。根据平衡条件得感应电动势为 电功率为 换一个电阻为原来一半的灯泡，则电功率为原来的一半故A错把磁感应强度增为原来的2倍，则电功率为原来的四分之一故B错换一根质量为原来的倍的金属棒，则电功率为原来的2倍故C对把导轨间的距离增大为原来的倍，则电功率为原来的一半故D错答案：C .【例28】如图所示，匀强磁场中固定的金属框架ABC，导线棒DE在框架ABC上沿图示方向匀速平移，框架和导体材料相同，接触电阻不计，则（ ）A、电路中感应电流保持一定 B、电路中的磁通量的变化率一定C、电路中的感应电动势一定 D、DE棒受到的拉力一定解析：假设导体棒经过一段时间后由DE位置

26、运动到cf位置（如图所示），在DE位置时ae部分是有效切割磁感线的导线长度，产生的感应电动势提供三角形aeB闭合回路的电流，运动到cf位置时，cf部分是有效切割磁感线的导线长度，产生的感应电动势提供三角形cfB闭合回路的电流，而两三角形aeB与cfB相似，由于运动速度不变，产生的感应电动势与ae或cf的长度成正比，而回路的总电阻与三角形aeB或cfB的周长成正比。所以很容易得到导体棒在不同的两个位置时，闭合回路电流相同，即电路中感应电流保持一定由于电路中感应电流保持一定，电阻越来越大，感应电动势也应越来越大，故电路中的磁通量的变化率越来越大。导体棒的有效长度变长，所以拉力变大答案：A .【例2

27、9】如图所示，两个用相同导线制成的不闭合环A和B，半径rA=2rB ，两环缺口间用电阻不计的导线连接当一均匀变化的匀强磁场只垂直穿过A环时，a、b两点间的电势差为U。若让这一均匀变化的匀强磁场只穿过B环，则a、b两点间的电势差为_解析：由题意可知，A环的面积是B环面积的4倍，所以A环产生的感应电动势是B环的4倍，A环的电阻是B环的2倍磁场只穿过A环时，A环等效为电源，B环为外电路，此时有；磁场只穿过B环时，B环等效为电源，A环为外电路，此时有由以上关系可求得 .答案： .【例30】如右上图所示，有一磁感应强度为B0.40T的匀强磁场，其磁感线垂直地穿过半径l=20cm的金属环，OA是一根金属棒

28、，它贴着圆环沿顺时针方向绕O点匀速转动，OA棒的电阻r=0.40，电路上三只电阻R1=R2=R3=6，圆环与其他导线的电阻不计，当电阻R3消耗的电功率为P3=0.06W时，OA棒的角速度多大？ 解析：OA金属棒切割磁感线运动产生的感应电动势把它当作电源，根据题意画出等效 电路，（如右图所示）由得 R1、 R2、 R3三个电阻并联，并且三个电阻相等所以外电路的总电阻为 .而总电流为 故电源电动势为 根据法拉第电磁感应定律得 则 rad/s =90rad/s答案：90rad/s .【例31】如图所示，在光滑绝缘的水平面上，一个半径为10cm、电阻为1、质量为0.1kg的金属圆环以10m/s的速度向

29、一有界磁场滑去，磁场的磁感应强度为0.5T 。经过一段时间圆环恰有一半进入磁场，共产生了3.2J的热量，则此时圆环的瞬时速度为_m/s，瞬时加速度为_m/s2 解析：圆环在进入磁场的过程中要产生感应电流，所以要受到磁场对它的作用，故圆环要克服安培力做功，克服安培力所做的功转化为圆环的热能。设此时圆环的瞬时速度为v 根据功能的转化关系得： 代入解得：v=6m/s .此时的安培力 答案：6m/s ；0.6m/s2 .【例32】一个质量m=0.016kg、长l=0.5m、宽d=0.1m、电阻R=0.1的矩形线圈，从h1=5m高处由静止开始自由下落，进入一个匀强磁场，如右图所示。线圈下边刚进入磁场时，由于磁场力作用，线圈正好作匀速运动，求：（1）磁场