高中物理【电磁感应】专题分类典型题(带解析)

1、B. 1 ： 2D. 4 ： 1B. 1 ： 2D. 4 ： 1高中物理电磁感应专题分类题型一、【电磁感应现象 楞次定律】典型题1.如图所示，两个单匝线圈。、力的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场8的边缘恰好与。线圈重合，则穿过。、b 两线圈的磁通量之比为（）A. 1 ： 1C. 1 ： 4解析：选A.磁通量必二AS,其中8为磁感应强度，S为与5垂直的有效面积.因为是同一磁场，5相同，且有效面积相同，Sa二Sb,故曲二曲.选项A正确.2.如图所示，两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上，当一条形磁铁向左运动靠近两环时，两环的运 动情况是（）A.同时向左运动，间距增大B.同时向左运动，间距减小

2、C.同时向右运动，间距减小D.同时向右运动，间距增大解析：选B.根据“来拒去留”可知，两环同时向左运动，又因两环中产生同向的感应电流，相互吸引，且右 环受磁铁的排斥作用较大，故两环间距又减小，B正确.如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小 于两导线间距.两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流.若（）.O左 右A.金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向B.金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向C.金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向D.金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向解析：选

3、D .当金属环上下移动时，穿过环的磁通量不发生变化，根据楞次定律，没有感应电流产生，选项A、B错误；当金属环向左移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向外且增加，根据楞次定律可知，环上产生顺时针方向的 感应电流，故选项C错误；当金属环向右移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向里目增加，根据楞次定律可知，环上 产生逆时针方向的感应电流，故选项D正确.如图，在一根竖直放置的铜管的正上方某处从静止开始释放一个强磁体，在强磁体沿着铜管中心轴线穿过铜 管的整个过程中，不计空气阻力，那么（）早强磁体中铜管A.由于铜是非磁性材料，故强磁体运动的加速度始终等于重力加速度B.由于铜是金属材料，能够被磁化，使得强磁体进入铜管时

4、加速度大于重力加速度，离开铜管时加速度小于 重力加速度C.由于铜是金属材料，在强磁体穿过铜管的整个过程中，铜管中都有感应电流，加速度始终小于重力加速度D.由于铜是金属材料，铜管可视为闭合回路，强磁体进入和离开铜管时产生感应电流，在进入和离开铜管时 加速度都小于重力加速度，但在铜管内部时加速度等于重力加速度解析：选C .铜是非磁性材料，不能够被磁化，B错误；铜是金属材料，在强磁体穿过铜管的整个过程中，铜 管始终切割磁感线，铜管中都有感应电流，强磁体受到向上的磁场力，加速度始终小于重力加速度，C正确，A、D错误.（多选）如图所示，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远

5、处沿南北 方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状 态.下列说法正确的是（）A.开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动解析：选AD,由电路可知，开关闭合瞬间，右侧线圈环绕部分的电流向下，由安培定则可知，铁芯中产生水 平向右的磁场，由楞次定律可知，左侧线圈环绕部分产生向上的电流，则直导线中的电流方向由南向北，由安培定 则

6、可知，直导线在小磁针所在位置产生垂直纸面向里的磁场，则小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，A正确；开关闭合并保持一段时间后，穿过左侧线圈的磁通量不变，则左侧线圈中的感应电流为零，直导线不产生磁场，则 小磁针静止不动,B. C错误；开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，穿过左侧线圈向右的磁通量减少，则由 楞次定律可知，左侧线圈环绕部分产生向下的感应电流，则流过直导线的电流方向由北向南，直导线在小磁针所在 处产生垂直纸面向外的磁场，则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D正确.（多选）如图a,螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向.螺线管与导线框 而cd相连，导线框内

7、有一小金属圆环3圆环与导线框在同一平面内.当螺线管内的磁感应强度5随时间按图b 所示规律变化时（）bbA.在h，2时间内，L有收缩趋势.在，2右时间内，L有扩张趋势C在，2时间内,C在，2时间内,L内有逆时针方向的感应电流D.在。时间内,L内有顺时针方向的感应电流解析：选AD.L收缩还是扩张取决于螺线管中产生感应电流的变化情况，h 磁通量的变化率增大，感应电 流变大，而4线框内磁通量变大，L有收缩的趋势,A选项正确；，2右时间内磁通量的变化率为常数，产生的感 应电流恒定不变，Hed线框内磁感应强度不变，L没有电流，也就没有扩张趋势，B. C选项错误；根据楞次定律, 匕门时间内由于螺线管内磁通量

8、变化引起的感应电流在线框中为deba方向并减小，L线圈中原磁场的方向垂直于 纸面向里且磁感应强度大，J崛小，根据楞次定律得L中的感应电流方向为顺时针方向，D选项正确.7.如图为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁 极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧xoy运动，（o是线圈中心）.贝叱 ）A.从X到。，电流由E经G流向尸，线圈的面积有收缩的趋势B.从X到。，电流由产经G流向E,线圈的面积有扩张的趋势 C.从。到匕电流由产经G流向,线圈的面积有收缩的趋势 D.从。到匕电流由E经G流向广，线圈的面积有扩

9、张的趋势解析：选D .在磁极绕转轴从X到。匀速转动中，穿过线圈平面的磁通量向上增大，根据楞次定律可知线圈中产生顺时针方向的感应电流，电流由产经G流向E ；线圈的每部分受到指向圆心的安培力，线圈的面积有收缩 的趋势，故A、B项错误；在磁极绕转轴从O到y匀速转动中，穿过线圈平面的磁通量向上减小，根据楞次定律可 知线圈中产生逆时针方向的感应电流，电流由E经G流向尸；线圈的每部分受到背离圆心的安培力，所以线圈的 面积有扩张的趋势，故C项错误，D项正确.8.如图甲所示，水平面上的平行导轨MN、?上放着两根导体棒而、cd,两棒中间用绝缘丝线系住.开始时 匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度3随时间，的变化如

10、图乙所示，/和尸r分别表示流过导体棒中的电流和丝线的拉力（不计电流之间的相互作用力），则在，。时刻（00B. /=0,尸iHOC. /WO, Fi=OD. /WO, FrWOC. /WO, Fi=OD. /WO, FrWO解析：选C.f。时刻，磁场变化，磁通量变化，故/WO；由于8=0,故疝.cd所受安培力均为零，丝线的拉 力为零，C项正确.如图所示，AOC是光滑的金属导轨，电阻不计，AO沿竖直方向，。沿水平方向；尸。是金属直杆，电阻为 R，几乎竖直斜靠在导轨40上，由静止开始在重力作用下运动，运动过程中P、。端始终在金属导轨AOC上；空 间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆从开始滑动到

11、尸端滑到OC的过程中，P。中感应电流的方向（）A.始终是由尸f。B,始终是由。一尸C.先是由尸-0,后是由。一尸D.先是由0P,后是由PfQ解析：选c .在尸。杆滑动的过程中，MO。的面积先增大后减小，穿过PO。的磁通量先增加后减少，根据 楞次定律可知，感应电流的方向先是由P-。，后是由。一尸，C正确.如图所示，质量为股的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上.当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿 线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动.则关于线圈在此过程中受到的支持力Fn 和摩擦力B的情况，以下判断正确的是（）左二/哆一右A. Fn先大于吆，后小于mgB.尸n一直大于喏C

12、. Fr先向左，后向右D.线圈中的电流方向始终不变解析：选A .当磁铁靠近线圈时，穿过线图的磁通量增加，线圈中产生感应电流，线圈受到磁铁的安培力作用, 根据楞次定律可知，线圈受到的安培力斜向右下方，则线圈对桌面的压力增大，即尸、大于机g,线圈相对桌面有向 右运动趋势，受到桌面向左的静摩擦力.当磁铁远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，同理，根据楞次定律可知， 线圈受到的安培力斜向右上方，则线圈对桌面的压力减小，即Fn小于加g,线圈相对桌面有向右运动趋势，受到桌 面向左的静摩擦力.综上可知，尸n先大于g,后小于喏，R始终向左，故选项B、C错误，A正确；当磁铁靠近 线圈时，穿过线图向下的磁通量增加，线

13、圈中产生感应电流从上向下看是逆时针方向；当磁铁远离线圈时，穿过线 圈向下的磁通量减小，线圈中产生感应电流从上向下看是顺时针方向，故选项D错误.11.自1932年磁单极子概念被狄拉克提出以来，不管是理论物理学家还是实验物理学家都一直在努力寻找，但 迄今仍然没能找到它们存在的确凿证据.近年来，一些凝聚态物理学家找到了磁单极子存在的有力证据，并通过磁 单极子的集体激发行为解释了一些新颖的物理现象，这使得磁单极子艰难的探索之路出现了一丝曙光,如果一个只 有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈，则从上向下看，这个线圈中将出现（）湫。A.先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流B.先是顺时针

14、方向，然后是逆时针方向的感应电流C.逆时针方向的持续流动的感应电流D.顺时针方向的持续流动的感应电流解析：选C.N极磁单极子穿过超导线圈的过程中，当磁单极子靠近线圈时，穿过线图的磁通量增加，目磁场 方向从上向下，所以由楞次定律可知感应电流方向为逆时针；当磁单极子远离线圈时，穿过线图的磁通量减小，且 磁场方向从下向上，所以由楞次定律可知感应电流方向为逆时针.因此线圈中产生的感应电流方向不变.由于超导 线圈中没有电阻，因此感应电流将长期维持下去，故A、B、D错误，C正确.12.（多选）如图是生产中常用的一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和项构成电磁铁），线圈A跟电 源连接，线圈5的两端接在

15、一起，构成一个闭合回路.下列说法正确的是（DA.闭合开关S时，8中产生与图示方向相同的感应电流B.闭合开关S时，5中产生与图示方向相反的感应电流C.断开开关S时，电磁铁会继续吸住衔铁。一小段时间D.断开开关S时，弹簧K立即将衔铁。拉起解析：选BC.由题意可知，闭合S后，线图A中产生磁场，穿过线图5的磁通量要增加，根据楞次定律及右 手獴旋定则可知，5中产生与图示方向相反的感应电流，故A错误，B正确；断开S,回路电流减小，铁芯中磁场 减小，由楞次定律及右手螺旋定则可知，线圈B产生图示方向的电流，减缓磁场减小的趋势，电磁铁会继续吸住衔 铁O一小段时间，故C正确，D错误.13.（山东省20如等级考试）

16、（多选）竖直放置的长直密绕螺线管接入如图甲所示的电路中，通有俯视顺时针方向 的电流，其大小按图乙所示的规律变化.螺线管内中间位置固定有一水平放置的硬质闭合金属小圆环（未画出），圆 环轴线与螺线管轴线重合,下列说法正确的是（）图甲图乙A.时刻，圆环有扩张的趋势B.，=5时刻，圆环有收缩的趋势c /=强（=时刻，圆环内的感应电流大小相等3TD.，=丁时刻，圆环内有俯视逆时针方向的感应电流解析：选BCf二朝刻，线圈中通有顺时针逐渐增大的电流，则线圈中由电流产生的磁场向下且逐渐增加,由 楞次定律可知，圆环有收缩的趋势.A错误，B正确；?时刻，线圈中通有顺时针逐渐减小的电流，则线圈中由 电流产生的磁场向

17、下且逐渐减小，由楞次定律可知，圆环中的感应电流为顺时针，D错误；V5和/二苧时刻，线 圈中电流的变化率一致，即由线圈电流产生的磁场变化率一致，则圆环中的感应电流大小相等，C正确.14.如图所示，在一有界匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，虚线为有界磁场的左边界，导轨跟圆形线 圈M相接，图中线圈N与线圈M共面、彼此绝缘，且两线圈的圆心重合，半径Rm区v.在磁场中垂直于导轨放置 一根导体棒岫，已知磁场垂直于导轨所在平面向外.欲使线圈N有收缩的趋势，下列说法正确的是（）NNA.导体棒可能沿导轨向左做加速运动B.导体棒可能沿导轨向右做加速运动C.导体棒可能沿导轨向左做减速运动D.导体棒可能沿导轨向左

18、做匀速运动解析：选C.导体悻他加速向左运动时，导体棒而中产生的感应电动势和感应电流增加，由右手定则判断知 他中电流方向由力f,根据安培定则可知M产生的磁场方向垂直纸面向外，穿过N的磁通量增大，线圈面积越大 抵消的磁感线越多，所以线圈N要通过增大面积以阻碍磁通量的增大，故A错误；导体棒就加速向右运动时，导 体棒岫中产生的感应电动势和感应电流增加，由右手定则判断知而电流方向由。一力，根据安培定则判断可知M 产生的磁场方向垂直纸面向里，穿过N的磁通量增大，同理可知B错误；导体棒疝减速向左运动时，导体棒而 中产生的感应电动势和感应电流减小，由右手定则判断知附中电流方向由力一明根据安培定则判断可知W产生

19、的 磁场方向垂直纸面向外，穿过N的磁通量减小，线圈面积越大抵消的磁感线越多，所以线圈N要通过减小面积以 阻碍磁通量的减小，故C正确；导体棒而匀速向左运动时，导体棒岫产生的感应电动势和感应电流恒定不变，线 圈”产生的磁场恒定不变，穿过线圈N中的磁通量不变，没有感应电流产生，则线圈N不受磁场力，没有收缩的 趋势，故D错误.二、【法拉第电磁感应定律 自感和涡流】典型题.（多选）如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化.下列 说法正确的是（）+ /?A.当磁感应强度增加时,A.当磁感应强度增加时,线框中的感应电流可能减小B.当磁感应强度增加时，线框中的感应电流

20、一定增大C.当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D.当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变解析：选AD .线框中的感应电动势为E二掌，设线框的电阴为凡则线框中的电流/二系二学微，因为5增 大或减小时，节可能减小，也可能增大，也可能不变.线框中的感应电动势的大小只和磁通量的变化率有关，和磁通量的变化量无关.故选项A. D正确.如图所示，一正方形线圈的匝数为，边长为明线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中.在AT时间 内，磁感应强度的方向不变，大小由3均匀地增大到2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（）Ba1 2A/逊卜 InBa1 D.A J? 2B B卜 InBa1 D.

21、解析：选B .磁感应强度的变化率芍=F-喘，法拉第电磁感应定律公式可写成Er芍二节S,其中磁 场中的有效面积S=、2,代入得后二黑，选项B正确，A. C. D错误.如图所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，尸、。为电容器的 两个极板.磁场方向垂直于环面向里，磁感应强度以B=5o+Af（AO）随时间变化.Q0时，P、。两极板电势相等, 两极板间的距离远小于环的半径.经时间。电容器的尸极板（）A.不带电B.所带电荷量与1成正比C.带正电，电荷量是昭D.带负电，电荷量是咯解析：选D .磁感应强度均匀熠加，回路中产生的感应电动势的方向为逆时针方向，。板带正电，尸板带

22、负电,jnLfikT2CA错误；由L=2就，得K二枭感应电动势E二拳S二小江，解得二署电容器上的电荷量。二CE二量,B、C错误，D正确.在一空间有方向相反，磁感应强度大小均为8的匀强磁场，如图所示，垂直纸面向外的磁场分布在一半径为 。的圆形区域内，垂直纸面向里的磁场分布在除圆形区域外的整个区域,该平面内有一半径为力仍）的圆形线圈, 线圈平面与磁感应强度方向垂直，线圈与半径为。的圆形区域是同心圆.从某时刻起磁感应强度在y时间内均匀 减小到多则此过程中该线圈产生的感应电动势大小为（）X打3（炉一.3（护一勿产）A* 2ATB. X?立以炉一42）打5（炉一加）C A/D解析：选D .磁感线既有垂直

23、纸面向外的，又有垂直纸面向里的，所以可以取垂直纸面向里的方向为正方向.磁 感应强度大小为B时线圈磁通量必产/伊-fl2）. nBait磁感应强度大小为3时线圈磁通量电=&炉.“2）.； nBa因而该线圈磁通量的变化量的大小为A+=传2 两I=%3（炉-）.根据法拉第电磁感应定律可得线圈中产 生的感应电动势的大小为E二畤二故选项D正确.在如图所示的电路中，两个灵敏电流表Gi和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“ 十 ”接线柱流入时，指 针向右摆；电流从“一”接线柱流入时，指针向左摆.在电路接通后再断开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是Gi表指针向左摆，G2表指针向右摆Gi表指针向右摆，Gz表指针

24、向左摆Gi、G2表的指针都向左摆Gi、G2表的指针都向右摆解析：选B.电路接通后线圈中电流方向向右，当电路断开时，线圈L中电流减小，产生与原方向同向的自感电动势，与G2和电阻组成闭合回路，所以Gi中电流方向向右，G2中电流方向向左，即Gi指针向右摆，G2指针向 左摆，B正确.如图所示，水平“U形”导轨Med固定在匀强磁场中，而与cd平行，间距L=0.5 in,金属棒A5垂直于 他且和而、cd接触良好，与导轨左端反的距离为L2=0.8m,整个闭合回路的电阻为R=0.2。，磁感应强度 为瓦=1 T的匀强磁场竖直向下穿过整个回路.金属棒AB通过滑轮和轻绳连接着一个质量为w=0.04 kg的物体, 不

25、计一切摩擦，现使磁场以等=0.2 T/s的变化率均匀地增大.求：c B d ;oV 同 金属棒上电流的方向； 感应电动势的大小；物体刚好离开地面的时间(g取10 I1VS2).解析：(1)由楞次定律可以判断，金属棒上的电流由A到艮由法拉第电磁感应定律得A/E 二亍二 S /。.08V.物体刚好离开地面时，其受到的拉力F二mg而拉力尸又等于棒所受的安培力，即mg 二 F 安二 BIL_ .AB其中5二国 +引1=1解得t 5 s.答案：由 4 到 5 (2)0.08 V (3)5 s.(多选)如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，Di. D2是两个完全相同的电灯,E是内阻不

26、计的电源.，=0时刻，闭合开关S.经过一段时间后，电路达到稳定，。时刻断开开关S/、心分别表示 通过电灯Di和D2的电流，规定图中箭头所示方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流/随时间，变化关系 的是()解析：选AC .当S闭合时，L的自感作用会阻碍其中的电流变大，电流从Di流过；当L的阻碍作用变小时, L中的电流变大，D中的电流变小至零；Dz中的电流为电路总电流，电流流过Di时，由于线圈L自感的影响，D2 的电流较小，当D1中电流为零时，电流流过L与Dz,总电阻变小，电流变大至稳定；当S再断开时，Dz马上熄灭,D1与L组成回路，由于L的自感作用，Di慢慢熄灭，电流反向且减小；综上所述知选

27、项A. C正确.如图所示，三个灯泡Li、Lz、L3的阻值关系为QVR2VA3,电感线圈L的直流电阻可忽略，D为理想二极 管，开关S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的是（）L U8L1逐渐变暗，L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗L逐渐变暗，L2立即熄灭，L3先变亮，然后逐渐变暗Li立即熄灭，L2、L3均逐渐变暗L】、Lz、L3均先变亮，然后逐渐变暗解析：选B .开关S处于闭合状态时，由于则分别通过三个灯泡的电流大小八12 4开关S 从闭合状态突然断开时，电感线圈产生与L中电流方向一致的自感电动势，由于二极管的反向截止作用，L2立即熄灭，电感线圈、L1、L.,组成闭合回路，L逐渐变暗，通过L3的电

28、流由心变为L,再逐渐减小，故L3先变亮，然后 逐渐变暗，选项B正确.（多选）如图所示，一导线弯成直径为d的半圆形闭合回路，虚线MN右侧有磁感应强度为5的匀强磁场，方 向垂直于回路所在的平面.回路以速度。向右匀速进入磁场，直径C0始终与MN垂直.从。点到达边界开始到C 点进入磁场为止，下列说法中正确的是（）M| X X X X X xBx XA.感应电流方向为逆时针方向B. CD段直导线始终不受安培力C.感应电动势的最大值E=8doD.感应电动势的平均值E=mr3do O解析：选AD.线圈进磁场过程，垂直平面向里的磁通量逐渐增大，根据楞次定律“增反减同”，感应电流方 向为逆时针方向，选项A正确；

29、CD端导线电流方向与磁场垂直，根据左手定则判断，安培力竖直向下，选项B错 误；线圈进磁场切割磁感线的有效长度是初、末位置的连线，进磁场过程，有效切割长度最长为半径，所以感应电8的动势最大值为竽，选项C错误；感应电动势的平均值应 弋二与红二等，选项D正确.10.（多选）如图所示，水平面上固定一个顶角为60。的光滑金属导轨MON,导轨处于磁感应强度大小为8、方 向竖直向下的匀强磁场中，质量为m的导体棒CD与NMOV的角平分线垂直，导轨与棒单位长度的电阻均为 =0时刻，CD在水平外力厂的作用下从O点以恒定速度00沿NMOV的角平分线向右滑动，在滑动过程中始终保 持与导轨良好接触.若棒与导轨均足够长，

30、贝IJ（）A.流过导体棒的电流/始终为寸F随时间，的变化关系为尸=组髻当C.而时刻导体棒的发热功率为当烂。D.撤去尸后，导体棒上能产生的焦耳热为%I抗解析：选ABC .导体悻的有效切割长度L = 2itan 30。，感应电动势E二BLo。,回路的总电阻R = （2r（/tan 30 +烹，），通过导体悻的电流/二号二爷，选项A正确；导体棒受力平衡，则外力尸与安培力平衡，即尸二 得尸二嘤4,选项b正确加时刻导体悻的电阴为Rx = 2otan 30。”,则导体棒的发热功率P棒二产及二嘴利 yr/ / r和选项c正确；从撤去尸到导体棒停下的过程，根据能量守恒定律有。桂+。第二，煽0,得导体棒上能产生

31、的 焦耳热。棒二jnvi - Q就%1抗，选项D错误.如图所示，。加d为水平放置的平行“匚”形光滑金属导轨，导轨间距为/,电阻不计.导轨间有垂直于导轨 平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为艮金属杆放置在导轨上，与导轨的接触点为M、N,并与导轨成。角.金 属杆以”的角速度绕N点由图示位置匀速转动到与导轨必垂直，转动过程中金属杆与导轨始终接触良好，金属 杆单位长度的电阻为匚则在金属杆转动过程中（）A. M. N两点电势相等B.金属杆中感应电流的方向由N流向WC.电路中感应电流的大小始终为缙D.电路中通过的电荷量为方磊解析：选A.根据题意可知，金属杆KY为电源，导轨为外电路，由于导轨电阻不计，外电路

32、短路，M、N两 点电势相等，故选项A正确；根据右手定则可知金属杆中感应电流的方向是由W流向M故选项B错误；由于切 割磁感线的金属杆长度逐渐变短，E二京岛)；，R二卷，/二二孤喜，。增大，回路中的感应电流逐渐变 小，故选项C错误；由于金属杆在电路中的有效切割长度逐渐减小，所以接入电路的电阻逐渐减小，Rlrt根据法 拉第电磁感应定律有q=I =言W =竽行徐，故选项D错误.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m, 一端连接K=1Q的电阻.导轨所在空间 存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度8=1 T.导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触 良好.导轨和导体棒的电

33、阻均可忽略不计.在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度。 =5 m/s 求：感应电动势E和感应电流Z；在0.1 s时间内，拉力冲量乙的大小；(3)若将A/N换为电阻的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U.解析：(1)由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势E = BLp = 1X0.4X5V = 2V,F 2感应电流/二/二彳A = 2A . i 1拉力大小等于安培力大小F = BZL=1X2XO.4N = O.8N,冲量大。二 FN 二 0.8 X 0.1 Ns = 0.08 Ns.由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流p 2F = t A = 1A,R+r 2由欧姆定律可

34、得，导体棒两端的电压U = 7? = 1X1 V= 1 V答案：(1)2 V 2A (2)0.08 N s (3)1 V三、【电磁感应中的电路和图象问题】典型题如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为。，总电阻为R(指剪开拉直时两端的电阻)，磁感应强度为8的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点A连接的长度为勤、电阻为?的导体棒,48由水平位置紧贴环面摆下，当 摆到竖直位置时，5点的线速度为0,则这时导体棒A8两端的电压大小为（）ARBaoA. .幽J 3解析：选A摆到竖直位置时，导体棒48切割磁感线的瞬时感应电动势E二距为二3应由闭合电路欧姆定律得“8二总孝二料故选项A正确.2 + 4（多选）如

35、图所示，在同一平面内固定有一长直导线尸。和一导线框凡R在尸。的右侧.导线尸。中通有 正弦交流电i, i的变化如图（b）所示，规定从。到产为电流正方向.导线框R中的感应电动势（）A.在/=（时为零B.在/=（时改变方向C.在/=；时最大，且沿顺时针方向D.在，=时最大，且沿顺时针方向解析：选AC.因通电导线的磁感应强度大小正比于电流的大小，故导线框K中磁感应强度与时间的变化关系 类似于题图（b）,感应电动势正比于磁感应强度的变化率，即题图（b）中的切线斜率，斜率的正负反映电动势的方向, 斜率的绝对值反映电动势的大小.由题图（b）可知，电流为零时，电动势最大，电流最大时电动势为零，A正确，B 错误

36、.再由楞次定律可判断在一个周期内，苧内电动势的方向沿顺时针，4时刻最大，C正确,其余时间段电动 势沿逆时针方向，D错误.如图所示，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三个电阻品、R的阻值之比为1：2：3,导线的电阻 不计.当Si、S2闭合，S3断开时，闭合回路中感应电流为/；当Sz、S3闭合，Si断开时，闭合回路中感应电流为 5/；当&、S3闭合，S2断开时，闭合回路中感应电流为（）B.47D. 7/B.47D. 7/C. 61解析：选D.因为/?1：&：号二1 ：2：3,可以设R产R, Rz = 2R, & = 3R ；由电路图可知.当Si. S2闭合,S3断开时，电阻R与小组成闭合回路，设此时

37、感应电动势是反,由欧姆定律可得以=3/R.当S2. S3闭合，断 开时，电阻与&组成闭合回路，设感应电动势为良，由欧姆定律可得2=5/乂5n=25小.当生. S3闭合，Sz断开时，电阴心与R组成闭合回路，此时感应电动势E二昂+2=28次，则此时的电流，二4二那二7/,故选项 ,4A图（多选）空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示.一硬质 细导线的电阻率为外 横截面积为S,将该导线做成半径为/的圆环固定在纸面内，圆心。在MN上.，=0时磁感 应强度的方向如图所示；磁感应强度3随时间，的变化关系如图（b）所示.则在，=0至h=h的时间间隔内（）图X X

38、X XX X X XX XA.圆环所受安培力的方向始终不变B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C.圆环中的感应电流大小为驾D.圆环中的感应电动势大小为啜解析：选解析：选BC.由于通过圆环的磁通量均匀变化,但防时刻磁场方向发生变化，故安培力方向发生变化，A错.根据楞次定律，圆环中感应电流的方向始终沿顺时针 方向，B对.根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E二小S，专考二噤，根据闭合电路欧姆定律知，电流/ 赏3旷2号有二端C对，D错. w如图所示的匀强磁场中有一根弯成45。的金属线PO0,其所在平面与磁场垂直，长直导线N与金属线紧 密接触，起始时OA=/o ,且MN_LO0,所有导线单位长度电阻均为

39、r, MN匀速水平向右运动的速度为小使MN 匀速运动的外力为F,则外力F随时间变化的规律图象正确的是（）解析：选C 设经过时间f解析：选C 设经过时间f,则MN距。点的距离为70 + Vt9直导线在回路中的长度也为7o +此时直导线产生的感应电动势E = B(lu + vt)v;整个回路的电阻为/? = (2 + V2)(/0 + )r,回路的电流/区一B（lo + vt）v（2 + 啦）（/。+ /）一丁等；直导线受到的外力户大小等于安培力，即尸=BIL = 3#尸/。+。)=故C正(2 + 6)(2 + W (2 + y2)r如图所示，间距为L的两根光滑;圆弧轨道置于水平面上，其轨道末端水

40、平，圆弧轨道半径为，电阻不计.在 其上端连有阻值为Ro的电阻，整个装置处于如图所示的径向磁场中，圆弧轨道处的磁感应强度大小为8.现有一根 长度等于L、质量为八电阻为K的金属棒从轨道的顶端尸。处由静止开始下滑，到达轨道底端MN时对轨道的压 力为2wg(重力加速度为g).求：(1)金属棒到达轨道底端时金属棒两端的电压；金属棒下滑过程中通过电阻岛的电荷量.解析：(1)金属棒两端的电压为路端电压，当金属棒到达底端时，设棒的速度为由牛顿第二定律可得2itig - mg = m9解得。二后由法拉第电磁感应定律可符E = BLv根据闭合电路欧姆定律得金属棒两端电压U = RoR + Ro联立即得u二党.通过

41、电阻岛的电荷量（f= /A/金属棒下滑过程中产生的感应电动势为、S BnrLE=r=r.感应电流为，二号2( A + .感应电流为，二号2( A + Ro)答案：BLR而R+R。BnrL(2) 2(K+Ro)7.（多选）在如图甲所示的电路中，螺线管匝数 = 1 500匝，横截面积S=20cn】2.螺线管导线电阻r=lQ, R =4 ft, R2=5Q, C=30F.在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度8按如图乙所示的规律变化,下列说 法正确的是（）A.螺线管中产生的感应电动势为L2 VB.闭合S,电路中的电流稳定后电容器上极板带正电C.电路中的电流稳定后，电阻岛的电功率为5乂10-2 w

42、D. S断开后，通过&的电荷量为L8XUT5 C解析：选AD .由法拉第电磁感应定律可知，螺线管内产生的电动势为E=等S= 1 500XX20X10-V二.2 V,故A正确；根据楞次定律，当穿过螺线管的磁通量增加时，螺线管下部可以看成电源的正极，则电容器下极板带正电，故B错误；电流稳定后，电流为/二一-二3一A=0.12A,电阻拈上消耗的功率为P = /2拈Ri+R2 + r 4 + 5 + 1= 0.122X4VV = 5.76 X10-2VV,故 C 错误；开关断开后通过电阻 Ri 的电荷量为 Q = CU = CIRi = 30Xl（）-6X0.12X5C = 1.8X10 -5Cf 故

43、 D 正确.（多选）如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为仇导轨电阻忽略不计.虚线而、cd 均与导轨垂直，在必与”之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场.将两根相同的导体棒PQ、MN先后 自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好.已知尸。进入磁场时加速度恰好为零.从尸。进 入磁场开始计时，到离开磁场区域为止，流过尸。的电流随时间变化的图象可能正确的是（）BMND解析：选AD.P0刚进入磁场时，加速度为零，则加gsin e = BIL,BMND/二等臀，即电流恒定；目由题意知, 15LMN刚进入磁场时与PQ刚进入磁场时速度相同.情形1 ：若MN刚进入磁场时，P

44、Q已离开磁场区域，则对MN, 由mgsin 0 = BIL及右手定则知，通过PQ的电流大小不变，方向相反，故I-t图象如图A所示.情形2 ：若AfN刚 进入磁场时，PQ未离开磁场区域，由于两导体棒速度相等，产生的电动势等大、反向，故电流为0,但两棒在重 /二等臀，即电流恒定；目由题意知, 15L力作用下均加速直至P。离开磁场，此时为电源，由Z = , 3/L0in蚱皿知，MN减速，电 R总流减小，可能的1“图象如图D所示.如图甲中，两平行光滑金属导轨放置在水平面上且间距为却左端接电阻凡导轨电阻不计.整个装置处 于方向竖直向下、磁感应强度为3的匀强磁场中.将质量为机、电阻为的金属棒而置于导轨上.

45、当时受到垂直 于金属棒的水平外力户的作用由静止开始运动时，尸与金属棒速度。的关系如图乙所示.已知他与导轨始终垂直 且接触良好，设曲中的感应电流为/,而受到的安培力大小为产灾，K两端的电压为Ur, K的电功率为P,则下 图中正确的是（）解析：选A.由题图乙可得尸金属棒切割磁感线产生电动势E二四，金属棒中电流，二篝，金 属棒受安培力F安二BIL,对金属棒根据牛顿第二定律:FF安=ma,代入得：尸。-g +篝 = ma,所以金属悻 做加速度减小的加速运动当加速度减为零时,做匀速运动,所以A正确:F安二鲁，吁篙R, K消耗的功率妻二僚,所以B、D错误.（多选）如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框

46、内有半径为的圆形磁场区域，其磁感应强度5随时间，的变化关系为5=k（常量女（）.回路中滑动变阻器R的最大阻值为R。，滑动片尸位于滑动变阻器中央，定 值电阻R=。、&=祟闭合开关S,电压表的示数为5不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则（）A.小两端的电压为5B.电容器的。极板带正电C.滑动变阻器R的热功率为电阻2的5倍D.正方形导线框中的感应电动势为红2解析：选AC .由法拉第电磁感应定律E芍二节S有E二而/，d错误；因0,由楞次定律知线框内感应电流沿逆时针方向，故电容器b极板带正电，B错误；由题图知外电路结构为&与R的右半部并联，再与R的左半部.拈相串联，故处两端电压小二Ro Ro 1左半部

47、.拈相串联，故处两端电压小二Ro Ro 1/?o + T+TX2U=3, A正确；设R2消耗的功率为P=IU1,则R消耗的功率P，=2/乂2% + /%=5尸，故C正确.如图所示为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为团方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L, 距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为&且线框平面与磁场方向垂直，现用外力产 使线框以速度。匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线 垂直纸面向里时磁通量会的方向为正，外力户向右为正.则以下关于线框中的磁通量/、感应电动势E、外力产和电功率尸随时间变化的图象正确的是（）

48、解析：选D.当线框运动L时开始进入磁场，磁通量开始增加，当全部进入时达到最大；此后向外的磁通量增 加，总磁通量减小；当运动到2.5L时，磁通量最小，故选项A错误；当线框进入第一个磁场时，由E二引为可知, E保持不变，而开始进入第二个磁场时，两边同时切割磁感线，电动势应为故选项B错误；因安培力总是与运动方向相反，故拉力应一直向右，故选项C错误；拉力的功率尸二尸,因速度不变，而线框在第一个磁场时, 电流为定值，拉力也为定值；两边分别在两个磁场中时，由选项B的分析可知，电流加倍，回路中总电动势加倍， 功率变为原来的4倍；此后从第二个磁场中离开时，安培力应等于线框在第一个磁场中的安培力，所以功率应等于

49、 在第一个磁场中的功率，故选项D正确.如图所示，足够长的固定平行粗糙金属双轨MN、尸。相距d=0.5m,导轨平面与水平面夹角a=30。，处 于方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小5=0.5 T的匀强磁场中.长也为d的金属棒而垂直于导轨MN、PQ 放置，且始终与导轨接触良好，棒的质量=0/kg,电阻K=0.1。，与导轨之间的动摩擦因数=平，导轨上端 连接电路如图所示.已知电阻拈与灯泡电阻&的阻值均为0.2 Q,导轨电阻不计，取重力加速度大小g=10m/s2.求棒由静止刚释放瞬间下滑的加速度大小假若棒由静止释放并向下加速运动一段距离后，灯L的发光亮度稳定，求此时灯L的实际功率尸和棒的速解析：（1）

50、棒由静止刚释放的瞬间速度为零，不受安培力作用根据牛顿第二定律有mgsin a - /nngcos a = ma,代入数据得”2.5m/s，由“灯L的发光亮度稳定”知棒做匀速运动，受力平衡，有mgsin a - /nngcos a = Bld代入数据得棒中的电流/二1 A所以此时通过小灯泡的电流/2 4=0.5 A,P = IiRi = 0.05 Wr RlR2此时感应电动势E = Bdv=lR +瓦康;得 o = 0.8 ni/s.答案：(1)2-5 nVs2 (2)0.05 W 0.8 m/sU1、【电磁感应中的动力学、能量和动量问题】典型题U1、【电磁感应中的动力学、能量和动量问题】典型题

51、1.（多选）如图，在水平面内固定有两根相互平行的无限长光滑金属导轨，其间距为却电阻不计.在虚线71 的左侧存在竖直向上的匀强磁场，在虚线12的右侧存在竖直向下的匀强磁场，两部分磁场的磁感应强度大小均为3小加两根电阻均为R的金属棒与导轨垂直，分别位于两磁场中，现突然给棒一个水平向左的初速度0。，在两棒达到稳定的过程中，下列说法正确的是（两棒达到稳定的过程中，下列说法正确的是（A.两金属棒组成的系统的动量守恒B.两金属棒组成的系统的动量不守恒c. Gd棒克服安培力做功的功率等于棒的发热功率D. ad棒克服安培力做功的功率等于安培力对be棒做功的功率与两棒总发热功率之和解析：选BD.开始时，ad棒以

52、初速度内切割磁感线，产生感应电动势，在回路中产生顺时针方向（俯视）的感 应电流，ad棒因受到向右的安培力而减速，be棒受到向右的安培力而向右加速；当两棒的速度大小相等，即两棒 因切割磁感线而产生的感应电动势相等时，回路中没有感应电流，两棒各自做匀速直线运动：由于两棒所受的安培 力都向右，两金属棒组成的系统所受合外力不为零，所以该系统的动量不守恒，选项A错误，B正确.根据能量守 恒定律可知，Gd棒动能的减小量等于回路中产生的热量和加棒动能的增加量，由动能定理可知，ad棒动能的减小 量等于4棒克服安培力做的功，儿棒动能的增加量等于安培力对灰棒做的功，所以棒克服安培力做功的功率 等于安培力对be悻做

53、功的功率与两棒总发热功率之和，选项C错误，D正确.2.足够长的平行金属导轨和尸。表面粗糙，与水平面间的夹角为。=37。（41 37。=0.6）,间距为1 m.垂 直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强度的大小为4 T,尸、M间所接电阻的阻值为8 质量为2 kg的金属杆而 垂直导轨放置，不计杆与导轨的电阻，杆与导轨间的动摩擦因数为0.25.金属杆而在沿导轨向下且与杆垂直的恒力 F作用下，由静止开始运动，杆的最终速度为8m/s,取g=10m/s2,求：当金属杆的速度为4 ni/s时，金属杆的加速度大小；当金属杆沿导轨的位移为6.0 in时，通过金属杆的电荷量.解析：（1）对金属杆ab应用牛顿第二定律

54、有F + /ngsin 6 F 安 f = maf二l瓜Fn = mgeos 0ab肝所受安培力大小为F安二BILab杆切割磁感线产生的感应电动势为E = BLu由闭合电路欧姆定律可知/二/整理得 F + mgsin 6 p v ,gcos 0 二 ma K代入0m=8m/s时=0,解得尸=8N代入。= 4 m/s 及尸二 8 N,解得 a = 4 in/s2.设通过回路截面的电荷量为小则,回路中的平均电流强度为7回路中产生的平均感应电动势为E=回路中的磁通量变化量为A必二BLx答案：(l)4m/s2 (2)3 C.如图所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R的电阻.

55、质量为加的金属 杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为5、方向竖直向下.当该磁场区域以速 度如匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为。.导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过 程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求：MN刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小/；(2)MN刚扫过金属杆时，杆的加速度大小。； (3)尸。刚要离开金属杆时，感应电流的功率尸.解析：(1)MN刚扫过金属杆时，金属杆的感应电动势E = Bd。回路的感应电流/二由式解得/二竿1(2)金属杆所受的安培力F=Bld由牛顿第二定律，对金属杆尸二口金属杆切割磁感线的相对速度以二0。感

56、应电动势二5加fg r Bdoo .加得。，B2d2(v()v)2答案：(1干市一R.如图所示，两固定的绝缘斜面倾角均为凡上沿相连.两细金属棒面(仅标出。端)和“(仅标出c端)长度均 为L,质量分别为力和；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路袖de%并通过固定在斜面上沿的 两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平.右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为G方向垂直于 斜面向上.已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为凡两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为，重力加速度大 小为g.已知金属棒而匀速下滑.求：(1)作用在金属棒力上的安培力的大小；(2)金属棒运动速度的大小.解析：设导线的张力的

57、大小为T,右斜面对疝悻的支持力的大小为Ni,作用在面悻上的安培力的大小为尸, 左斜面对cd棒的支持力大小为M.对于ab悻，由力的平衡条件得2mgsin 0 -从Ni + T + 尸Ni = hngcos 0Q)对于cd棒,同理有mgsin 0 + /iN2 = TAz = mgeos 0(4)联立式得 F = mg(sin 6 - 3/cos 0).联立由安培力公式得尸二3这里/是回路abdca中的感应电流. ab棒上的感应电动势为E = BLv式中，。是油棒下滑速度的大小.由欧姆定律得/二I联立，式得0二(sin 0 - 3/cos。片第.联立，答案：答案：(l)mg(sln 3/cos 0)(2)(sin 3/cos 夕片第.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L底端接阻值为R的电阻.将质量为股的金属棒悬挂在一个固 定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为8的匀强磁场垂直，如图所示.除电阻K 外其余电阻均不计.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放.则（）A.金属棒将做往复运动，动能、弹性势能与重力势能的总和保持不变B.金属棒最后将静止，