2023年高考物理一轮复习：电磁感应（附答案解析）

2023年高考物理一轮复习：电磁感应

一.选择题（共10小题）

1.（2020•上海）如图所示，线框abed的左侧放置一通有恒定电流的长直导线，线框从位置

I按照以下四种方式运动，磁通量变化的绝对值最大的是（）

A.平移到位置II

B.以bd为转轴转到位置n

C.以MN为转轴转到位置HI

D.平移到以MN为对称轴的位置III

2.（2021•珠海二模）高频加热是一种利用电磁感应来加热材料的方式，其基本原理如图所

示，给线圈两端ab通电，然后将材料棒放进线圈中，就能在材料内部产生涡流，达到加

热的效果下列说法正确的是（）

o6

ab

A.材料棒一般是金属等导体

B.材料棒是绝缘体也能有很好的加热效果

C.线圈两端接恒定电流

D.材料棒的发热主要是因为线圈通电发热热传导引起

3.（2021•宣化区校级模拟）如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一自感系数

较大的线圈（直流电阻可忽略不计），电源内阻不计，则（）

A.S闭合时，A灯立即亮，亮度保持不变

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B.S闭合时，B灯立即亮，然后亮度逐渐加大

C.S闭合时，C灯立即亮，然后亮度逐渐减弱

D.电路接通稳定后，S断开时，B、C灯立即熄灭，A灯逐渐熄灭

4.（2020•全国）一直径为d、电阻为r的均匀光滑金属圆环水平放置在方向竖直向下的匀

强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B,如图所示。一根长为d、电阻为王的金属棒ab

2

始终在圆环上以速度V（方向与棒垂直）匀速平动，与圆环接触良好。当ab棒运动到圆

环的直径位置时，ab棒中的电流为（）

A2BdvB史dvCBdv口2Bdv

'3r-3rrr

5.（2021•河南模拟）两个完全相同的闭合线圈甲和乙电阻均为R=4Qa,匝数均为10。将

它们分别放在变化的磁场中，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图甲、乙所示，其

中图甲按正弦规律变化，图乙线性变化，则下列说法正确的是（）

♦<P/Wb0Wb

4ZTV...................7

甲乙

A.甲线圈中产生的感应电动势为E=20nsin2Lt

2

B.乙线圈中感应电流的有效值为10A

TT2

C.0〜4s内甲、乙两线圈中产生的热量之比为」一

14

D.一个周期内甲线圈中的电流方向改变三次

6.（2021•肥城市模拟）如图所示，两电阻可以忽略不计的平行金属长直导轨固定在水平面

上，相距为L,另外两根长度为L、质量为m、电阻为R的相同导体棒垂直静置于导轨

上，导体棒在长导轨上可以无摩擦地左右滑动，导轨间存在竖直向下的匀强磁场，磁感

应强度大小为B。某时刻使左侧的导体棒获得大小为vo的向左初速度、右侧的导体棒获

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得大小为2Vo的向右初速度，则下列结论正确的是（）

(XXaXXbXX

AX,XXX

lxxXXX

A.该时刻回路中产生的感应电动势为BLvo

B.当导体棒a的速度大小为:1时，导体棒b的速度大小一定是也•

22

B2L2V

C.当导体棒a的速度为0时，两导体棒受到的安培力大小都是-----冷

2R

D2T2

D.当导体棒a的速度为0时，两导体棒受到的安培力大小都是-----冷

R

7.（2021•荷泽二模）在竖直向下的匀强磁场中有两根水平放置的平行粗糙导轨CD、EF,

导轨上放有一金属棒MN。现从t=0时刻起，金属棒中的电流与时间成正比，即I=kt

（其中k为常量），方向如图所示，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列关于棒的速

度V、加速度a随时间t变化的关系图像，可能正确的是（）

8.（2021•南充模拟）航空母舰的舰载机在起飞的过程中，仅靠自身发动机喷气不足以在飞

行甲板上达到起飞速度，如果安装辅助起飞的电磁弹射系统（如图甲所示）就能达到起

飞速度。电磁弹射系统的一种设计可简化为乙图所示，图中MN、PQ是光滑平行金属直

导轨（电阻忽略不计），AB是电磁弹射车，回路PBAM中电流恒定，该电流产生的磁场

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对弹射车施加力的作用，从而带动舰载机由静止开始向右加速起飞，不计空气阻力，关

于该系统，下列说法正确的是（）

A.MN、PQ间的磁场是匀强磁场

B.弹射车做加速度减小的加速运动

C.弹射车的动能与电流的大小成正比

D.回路PBAM中通以交变电流，弹射车仍能正常加速

9.（2021•泰安四模）如图所示，两根电阻不计、倾角为。=37°且足够长的光滑平行金属导

轨倾斜放置，导轨间距为L=0.4m,顶端连接电阻为R=2Q的定值电阻。虚线上方（含

虚线处）的区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1.25T。质量为m=

0.1kg、电阻为Ri=lC的导体棒P在虚线上方某处：电阻为R2=2Q的导体棒Q固定在虚

线处。将导体棒P由静止释放，经过时间t=3s导体棒P到达虚线处，P在到达虚线之前

已达到最大速度，P、Q与导轨始终接触良好。重力加速度g取lOmH,sin37°=0.6,

cos37°=0.8.下列说法正确的是（）

A.导体棒P到达虚线前的动量变化率越来越大

B.导体棒P到达虚线时的速度大小为4.8m/s

C.导体棒P的释放点与虚线间的距离为屿n

8

D.从导体棒P开始运动到到达虚线时导体棒Q上产生的焦耳热为符

10.（2021•广东二模）风速测速仪的简易装置如图甲所示，某段时间内线圈中感应电流的波

形如图乙所示，下列说法正确的是（）

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A.若风速变大，图乙中感应电流的周期变大

B.若风速变大，图乙中感应电流的峰值变大

C.图乙中感应电流最大时，风速最大

D.图乙中感应电流随时变化的原因是风速在变

二.多选题（共7小题）

11.（2021•宁波二模）如图所示，线圈L的自感系数为0.1H,电容器C的电容为40好，电

阻R的阻值为3C,电源电动势为L5V,内阻不计。闭合开关S,待电路达到稳定状态后

断开开关S,LC电路中将产生电磁振荡。若断开开关S的时刻为t=0,忽略线圈L直流

电阻和振荡过程中的能量损耗，则（）

A.t=0时，电容器两极间电压为1.5V

B.t=irX102s时，线圈L的自感电动势为0

C.1=如乂10一2$时，通过线圈电流方向a-b

D.电路中产生的振荡电流有效值为0.5A

12.（2021•重庆模拟）如图所示，直线OP右侧为范围足够大的匀强磁场，磁场方向垂直纸

面向里，磁感应强度大小为B。abed是边长为L的正方形单匝闭合导线框。总电阻值为

R,其中ad边水平，ad边与OP边界成45°,导线框始终以速度v水平向右做匀速直线

运动，在导线框进入磁场过程中（）

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A.导线框中感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向

B.导线框中感应电流始终沿逆时针方向

C.导线框中感应电流最大值为典

R

D.导线框中感应电流最大值为返虹

R

13.（2021•山东）如图所示，电阻不计的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上。区域I、

n中磁场方向均垂直斜面向上，I区中磁感应强度随时间均匀增加，n区中为匀强磁场。

阻值恒定的金属棒从无磁场区域中a处由静止释放，进入II区后，经b下行至c处反向

上行。运动过程中金属棒始终垂直导轨且接触良好。在第一次下行和上行的过程中，以

下叙述正确的是（）

A.金属棒下行过b时的速度大于上行过b时的速度

B.金属棒下行过b时的加速度大于上行过b时的加速度

C.金属棒不能回到无磁场区

D.金属棒能回到无磁场区，但不能回到a处

14.（2021•甲卷）由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的

质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍。现两线圈在竖直平

面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区

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域，磁场的上边界水平，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸

面，上、下边保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是（）

甲口□乙

XXXXXXXX

XXXXXXXX

XXXXXXXX

A.甲和乙都加速运动

B.甲和乙都减速运动

C.甲加速运动，乙减速运动

D.甲减速运动，乙加速运动

15.（2021•广东）如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc和de,ab与de平行，be

是以O为圆心的圆弧导轨。圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场。金属杆

OP的O端与e点用导线相接，P端与圆弧be接触良好。初始时，可滑动的金属杆MN

静止在平行导轨上。若杆OP绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时，回路中始终

有电流，则此过程中，下列说法正确的有（）

aM

♦♦♦

♦♦♦♦♦

dN

A.杆OP产生的感应电动势恒定

B.杆OP受到的安培力不变

C.杆MN做匀加速直线运动

D.杆MN中的电流逐渐减小

16.（2021•桃城区校级模拟）如图所示，间距为L、足够长的光滑平行金属导轨的倾角为0

=30°,底端接一阻值为R的电阻，质量为m的金属棒通过跨过轻质定滑轮的细线与质

量为4m的重物相连，滑轮左侧细线与导轨平行，金属棒的电阻为r1R，长度为L,金

属棒始终与导轨垂直且接触良好，整个装置处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为

B的匀强磁场中，现将重物由静止释放，重物下落高度h时达到最大速度v,已知重力加

速度为g,导轨电阻均不计，则重物从释放到达到最大速度的过程中，下列说法正确的是

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)

B

A.通过电阻R的电量为四L

R

22

B.安培力的冲量大小为型

6R

C.金属棒克服安培力做的功为"m（7gh-5V2）

D电阻R上产生的焦耳热为呆—2）

17.（2021•广东模拟）如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直光滑金属导轨的

间距为d,其左端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向下，磁感应强度大小为B

的匀强磁场中。一质量为m（质量分布均匀）的导体杆在向右运动，且与两导轨保持良

好接触，从某时刻起施加一拉力F,F=kv（k为大于0的常数），则此后导体杆的速度随

时间变化图像可能为（）

xMxXX

"ixXXXB

火区父&X

cXNXXXD

三.填空题（共4小题）

18.（2020•浦东新区二模）如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电

荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面水平且与圆盘面平行,

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其轴线与胶木盘A的轴线00'重合。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线00'按箭头

所示方向加速转动，则金属环B的面积有的趋势（选填“扩大”或“缩小”丝

线受到的拉力。（选填“增大”“减小”或“不变”）

19.（2020•普陀区二模）1825年，瑞士科学家科拉顿用实验探索如何产生感应电流。如图，

他将“电流表”和线圈分别放在两个房间里，并用导线连成闭合回路。他用磁铁在线圈

中插进或拔出进行实验时，并在两个房间之间跑来跑去，结果没有观察到感应电流。科

拉顿看不到实验现象的原因是。后来由科学家

发现了电磁感应现象。

沼气

20.（2020•长宁区二模）如图中，竖直放置的直导线旁有一通电的环形线圈，其环面与直导

线在同一平面。当导线通以电流I时，环形线圈向右平移，则环形线圈里电流的方向是

（选填“逆时针”或“顺时针”），直导线受到环形线圈的作用力方向是。

21.（2020•东城区模拟）如图所示，KLMN是一个单匝竖直的矩形导线框，KL边水平，线

框面积为S,全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框绕竖直固定轴按俯视的

逆时针方向以角速度3匀速转动。在KL边与磁场方向夹角为30°（图示位置）时：

①线框产生的瞬时电动势的大小为。

②导线框中的电流方向是（选填“KNMLK”或“KLMNK"）。

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<4?

22.（2021•乙卷）如图，-倾角为a的光滑固定斜面的顶端放有质量M=0.06kg的U形导体

框，导体框的电阻忽略不计；一电阻R=3Q的金属棒CD的两端置于导体框上，与导体

框构成矩形回路CDEF；EF与斜面底边平行，长度L=0.6m。初始时CD与EF相距so

=0.4m,金属棒与导体框同时由静止开始下滑一，金属棒下滑距离si=-Lm后进入一方向

16

垂直于斜面的匀强磁场区域，磁场边界（图中虚线）与斜面底边平行；金属棒在磁场中

做匀速运动，直至离开磁场区域。当金属棒离开磁场的瞬间，导体框的EF边正好进入磁

场，并在匀速运动一段距离后开始加速。已知金属棒与导体框之间始终接触良好，磁场

的磁感应强度大小B=1T,重力加速度大小取g=10m/s2,sina=0.6。求

（1）金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小；

（2）金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数：

（3）导体框匀速运动的距离。

23.（2021•湖北模拟）如图所示，两根间距为1m的金属导轨由两部分组成，虚线CD左侧

部分的导轨水平且足够长，CD右侧导轨向上弯曲，CD左侧存在磁感应强度大小为3T

的竖直向上的匀强磁场，CD右侧不存在磁场，导轨上端M、P间接有阻值为2。的定值

电阻R.金属棒乙静止在导轨E、F处，EF与磁场边界CD的距离为Im,EF右侧导轨光

滑，左侧粗糙（EF处也粗糙）。现将金属棒甲从弯曲导轨上距水平导轨0.2m高处由静止

释放，金属棒甲进入磁场的一瞬间，金属棒乙刚好要滑动，最终金属棒甲与乙发生碰撞

并粘在一起，向左滑行的最大距离为0.1m。已知运动过程中两金属棒与导轨始终垂直且

接触良好，导轨电阻不计，两金属棒质量相等，接入电路的电阻均为2Q,与导轨EF左

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侧部分间的动摩擦因数均为0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2,

求：

（1）金属棒甲的质量；

（2）在整个过程中，电阻R上产生的焦耳热。

24.（2021•义乌市模拟）我国已完全掌握磁悬浮列车制造的核心技术，它具有两个重要系统:

一是悬浮系统，利用磁力使车体在导轨上悬浮起来；另一是驱动系统，在沿轨道上安装

的三相绕组中，通上三相交流电，产生随时间和空间做周期性变化的磁场，磁场与固连

在车体下端的感应金属板相互作用，使车体获得牵引力。关于列车的驱动，我们可以用

下述情景来模拟，如图甲所示，xoy平面代表轨道平面，x轴与轨道平行；金属矩形框

ABCD锁定在轨道的坐标系上，AB边与y轴重合，长度为L,BD的宽度为d,金属框

的总电阻为R。磁场与轨道平面垂直，平面内x坐标相同的点磁感应强度相同，其大小

按图乙的规律随时间变化，B的这种变化方式正以恒定的速度向-x方向传播，to时刻线

圈所在的位置沿x方向各点的场强分布如图丙所示,y轴上各点的磁场垂直于轨道平面向

下。忽略金属框的电感的影响，求：

（1）to时刻金属框中的感应电流大小和方向；

（2）t=to+&T时刻金属框所受到的安培力的大小和方向；

8

（3）在任意t=T时间内，金属框产生的热量。

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v/m

25.(2021•全国模拟)距离为1的两根轨道ABEF、CDGH平行放置，AB、CD与水平面的

夹角为8=30°,BE,DG为两段光滑绝缘圆弧轨道(长度可忽略)，除BE、DG两段外

其余部分均为金属，电阻可忽略不计，EF、GH均光滑、足够长且二者在同一水平面上,

轨道的AC端接一个电阻Ro,阻值大小为0.5R,EH端接一个电阻恒为R的小灯泡,ABCD

所在平面内的磁场方向垂直于平面向下，磁感应强度的大小为B,EG右侧的水平内的磁

场方向竖直向上，磁感应强度的大小为3B。长为I、质量为m、电阻为0.5R的导体棒P

从靠近AC端的位置由静止开始沿轨道下滑，运动到斜面中点处时恰好稳定运动。导体

棒刚进入水平磁场时灯泡正常发光。P棒的初始位置离水平面的高度为h,导体棒与倾斜

轨道间的动摩擦因数为四二忌，重力加速度为g,导体棒在运动过程中始终与轨道垂直

且接触良好。求：

(1)导体棒运动至斜面中点处时流过Ro的电流大小：

(2)导体棒从静止至运动到斜面底端过程中回路中产生的焦耳热；

(3)小灯泡的额定功率及导体棒P在水平磁场中运动的距离。

H

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26.（2021•思明区校级模拟）用一根漆包线绕成一个匝数为N匝的正方形导线框abed,形

成一个闭合回路，放在绝缘的光滑水平桌面上，其右端相距s处有边界PQ,在PQ左侧

存在垂直于线框面向下的匀强磁场。现用水平向右，大小为F的恒力，使线框由静止向

右运动，且线框运动过程中ad边始终与PQ保持垂直，线框全部离开磁场前已做匀速直

线运动，已知磁感应强度大小为B,线框质量为m,电阻为R,边长为L。求：

（1）cd边离开磁场时线圈的速度大小:

（2）线框全部离开磁场过程中，线框中产生的热量。

2

五.解答题（共4小题）

27.（20214月份模拟）水平面的光滑轨道MN、PQ电阻不计，相距较远的两个光滑导体

棒质量均为m电阻均为R,两轨道间距为L,左右两导体棒分别以速度vo和2Vo同时运

动（两导体不会相碰），匀强磁场的磁感应强度为B,试求:

（1）导体中流过的最大感应电流；

（2）全过程的焦耳热；

（3）通过导体横截面积的电荷量；

（4）若开始两导体棒之间的距离是d,试求最终两导体棒的间距。

28.（2021•金华模拟）如图甲所示，两足够长的光滑平行导轨固定在水平面内，处于磁感应

强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，导轨间距为L,一端连接阻值为R的电阻。

一金属棒垂直导轨放置，质量为m,接入电路的电阻为r。在金属棒中点对棒施加一个水

平向右、平行于导轨的拉力，棒与导轨始终接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为g。

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(1)若金属棒以速度VO做匀速运动，求棒受到的拉力大小F1；

(2)若金属棒在水平拉力F2作用下，速度v随时间t按余弦规律变化，如图乙所示，取

水平向右为正方向，求1=0至h=工的过程中，整个回路产生的热量Q以及拉力F2做的

4

功W；

(3)在(2)的情况下，求t=0至Ut=工的过程中，通过电阻R的电荷量q及拉力F2的

4

冲量L

29.(2021•湖南模拟)如图所示，两根金属棒甲和乙分别放在左侧和右侧光滑的水平导轨上,

左侧和右侧导轨间距分别为L和2L,金属棒甲和乙的质量分别为m和2m,电阻分别为

R和2R,它们的长度均与导轨间距相等，导轨足够长且电阻忽略不计，两棒与导轨良好

接触且各自只能在对应的导轨上运动。导轨间有磁感应强度大小均为B、方向相反的匀

强磁场。现用水平向右的恒力F作用于甲棒

(1)若固定乙棒，求甲棒产生焦耳热的功率的最大值；

(2)若不固定乙棒，己知当F作用时间为t时，甲的加速度大小为a,求此时乙棒的速

度大小；

(3)若不固定乙棒，当F作用时间t后撤去该恒力。若以向右为速度的正方向，以撤去

力F瞬间为计时起点，请定性作出两棒的速度(v)-时间(t)图像。所作图像要大致

反映两棒运动过程中的加速度关系和最终的速度关系。

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30.(2021•重庆模拟)如图所示，间距为d的两足够长的光滑倾斜平行导轨固定放置，与水

平面间的夹角为0,导轨顶端接有阻值为R的电阻，质量m、阻值也为R的导体棒ab垂

直导轨放置，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。

现给导体棒一个沿导轨平面向上的初速度v,当导体棒速度刚好为零时，通过导体棒横截

面的电荷量为q,重力加速度为g,导轨电阻不计。

(1)求导体棒刚开始向上运动时的加速度大小：

(2)求导体棒向上运动到最高点的过程中，电阻R上产生的焦耳热；

(3)导体棒运动到最高点开始下滑，下滑过程中，导体棒从经过初始位置到速度再次达

到v时所在位置通过导体棒横截面的电荷量为q',试计算导体棒从开始运动到速度再次

为v的过程运动的总时间。

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2023年高考物理一轮复习：电磁感应

参考答案与试题解析

选择题（共10小题）

1.（2020•上海）如图所示，线框abed的左侧放置一通有恒定电流的长直导线，线框从位置

I按照以下四种方式运动，磁通量变化的绝对值最大的是（）

A.平移到位置II

B.以bd为转轴转到位置U

C.以MN为转轴转到位置III

D.平移到以MN为对称轴的位置川

【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向；磁通量.

【专题】定性思想；推理法；磁场磁场对电流的作用；推理能力.

【分析】磁通量中=BS,线圈面积不变，分析前后磁感应强度的变化即可确定各种情况

下的磁通量变化，在计算时要注意磁通量的正负。

【解答】解：由图，电流的方向向上，根据安培定则可知，电流右侧磁场的方向向里，

左侧磁场的方向向外：通电直导线产生稳定的磁场，离导线越远磁场越弱，磁感线越疏。

A、设线框的横截面积为S,位置I处平均磁感应强度为B1,位置n处平均磁感应强度为

B2，将线框从位置I平移到位置n,磁通量的变化量：△6=（Bl-B2）S；

B、将线框从位置1以bd为转轴转到位置II,磁通量的变化量：△中2=（B1+B2）S；

C、以MN为转轴转到位置III时，两侧磁场强弱相同，方向相同，故转动过程中，磁通

量的变化为零；

D、平移到以MN为对称轴的位置HI时，磁场方向反向，线圈没有变化，故磁感线穿过

磁通量变化量为2B1S。

由以上分析可知，磁通量变化最大的是D,故D正确，ABC错误。

故选：D。

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【点评】对于非匀强磁场穿过线圈的磁通量不能定量计算，可以根据磁感线的条数定性

判断其变化情况。

2.（2021•珠海二模）高频加热是一种利用电磁感应来加热材料的方式，其基本原理如图所

示，给线圈两端ab通电，然后将材料棒放进线圈中，就能在材料内部产生涡流，达到加

热的效果下列说法正确的是（）

mt

66

ab

A.材料棒一般是金属等导体

B.材料棒是绝缘体也能有很好的加热效果

C.线圈两端接恒定电流

D.材料棒的发热主要是因为线圈通电发热热传导引起

【考点】电磁感应在生活和生产中的应用；*涡流现象及其应用：电磁灶的结构和原理.

【专题】定性思想；归纳法；磁场磁场对电流的作用；理解能力.

【分析】材料棒通过交流电产生涡流从而有高温加热的效果。

【解答】解：

AB.金属等导体才能够通过电流做功加热，故A正确，B错误；

C.线圈两端如果接恒定电流，材料棒中的磁通量不发生变化，就不会产生感应电流，则

线圈两端接的不是恒定电流。故C错误；

D.材料棒的发热主要是因为材料棒的感应电流做功。故D错误。

故选：Ao

【点评】本题考查了涡流现象及其应用，在理解涡流时，要注意涡流的本质是由于电磁

感应而产生的。

3.（2021•宣化区校级模拟）如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一自感系数

较大的线圈（直流电阻可忽略不计），电源内阻不计，则（）

A.S闭合时，A灯立即亮，亮度保持不变

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B.S闭合时，B灯立即亮，然后亮度逐渐加大

C.S闭合时，C灯立即亮，然后亮度逐渐减弱

D.电路接通稳定后，S断开时，B、C灯立即熄灭，A灯逐渐熄灭

【考点】自感现象和自感系数.

【专题】定性思想；推理法；交流电专题；推理能力.

【分析】当开关接通和断开的瞬间，由于电感的阻碍作用，流过线圈的电流发生变化，

产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，根据自感现象的规律来分析。

【解答】解：ABC、S闭合时，由于L阻碍电流的增大，L产生很大的阻抗，相当于L

是断路，此时电路相当于AB串联后和C并联，所以电流从A、B通过，A与B立即亮

起来，但随着电流的稳定，L的阻抗消失，变成一根导线，把A短路，故A逐渐熄灭，

而B灯两端得电压增大，B灯变亮；这时电路中C并联在电源两端，由于电源的内阻不

变,则C灯两端得电压始终等于电源的电动势，则C灯的亮度不变，故AC错误，B正

确；

D、电路接通稳定后，S断开时，L中的电流减小，产生很大的感应电流，相当于电源；

此时相对于B与C串联后与A并联，然后一起与线圈L组成自感回路，有电流通过C

灯，故C灯不会立刻熄灭，故D错误。

故选：Bo

【点评】解决本题的关键掌握线圈对电流的变化有阻碍作用，当电流增大时，线圈会阻

碍电流的增大，当电流减小时，线圈会阻碍电流的减小。当电流不变时，线圈将与之并

联的电路短路。

4.（2020•全国）一直径为d、电阻为r的均匀光滑金属圆环水平放置在方向竖直向下的匀

强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B,如图所示。一根长为d、电阻为王的金属棒ab

2

始终在圆环上以速度v（方向与棒垂直）匀速平动，与圆环接触良好。当ab棒运动到圆

环的直径位置时，ab棒中的电流为（）

第18页共57页

【考点】闭合电路的欧姆定律；导体切割磁感线时的感应电动势.

【专题】创新题型：定量思想；电磁感应与电路结合：分析综合能力.

【分析】ab棒在垂直切割磁感线，根据E=Bdv求出ab棒产生的感应电动势，分析电路

结构，求出电路的总电阻，再根据闭合电路欧姆定律求ab棒中的电流。

【解答】解：当ab棒运动到圆环的直径位置时，产生感应电动势大小为：E=Bdv

ab棒相当于电源，两个金属半圆环并联后，再与ab棒串联，则电路的总电阻为

r

R=Z.+^_=J_

224

ab棒中的电流为1=旦=侬L故ACD错误，B正确。

R3r

故选：B。

【点评】本题考查法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律的综合应用，关键要明确电

路的结构，知道ab棒相当于电源，外电路是两个金属半圆环并联。

5.（2021•河南模拟）两个完全相同的闭合线圈甲和乙电阻均为R=4Qa,匝数均为10。将

它们分别放在变化的磁场中，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图甲、乙所示，其

中图甲按正弦规律变化，图乙线性变化，则下列说法正确的是（）

甲乙

A.甲线圈中产生的感应电动势为E=20irsinJLt

2

B.乙线圈中感应电流的有效值为10A

C.0〜4s内甲、乙两线圈中产生的热量之比为工一

14

D.一个周期内甲线圈中的电流方向改变三次

【考点】法拉第电磁感应定律；交流的峰值、有效值以及它们的关系.

【专题】定量思想；推理法；交流电专题：理解能力.

【分析】根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势与速度的关系进行分析；线圈按丙图

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情况运动时，求出电动势有效值，根据闭合电路欧姆定律求解灯泡两端的电压。

【解答】解：（1）AD、图甲按正弦规律变化，由图甲可知，T=4s

甲线圈产生的感应电动势按余弦变化，由e=nBS3cos3t知甲线圈感应电动势为：e=

=20TOOS

10X4X—co^^t—f一个周期内电流方向改变两次，故AD均错误；

442

B、乙线圈中的磁通量线性变化，则0〜工月寸间内和空〜T时间内电动势为：E1=”△①

3311At

=10XAV=40V

1

工〜Z0寸间内电动势为：E2=80V

33

EE2

因此电流的有效值满足：（」_）2RXZL+X工=FRT

代入数据得：l=lgA,故B错误；

「_冬1_20兀兀，

C、甲线圈中电流的有效值为:

0〜4s内甲线圈产生的热量为:Qi=T2Rt=)2x4X4j=20(hr2J

EiT

乙线圈中产生的热量为Q2=『RT+(-L)RX^=

I\o

Q2

22

(10/2)X4X3J+X4X1J=2800J,故#=+故c正确。

4U2，3

故选：Co

【点评】本题主要是考查电磁感应现象和交流电的综合，关键是弄清楚线圈的有效切割

长度、产生的感应电动势大小与速度的关系、有效值的计算方法以及电路的连接情况。

知道电压表的示数是两端电压且为电压的有效值。

6.（2021•肥城市模拟）如图所示，两电阻可以忽略不计的平行金属长直导轨固定在水平面

上，相距为L,另外两根长度为L、质量为m、电阻为R的相同导体棒垂直静置于导轨

上，导体棒在长导轨上可以无摩擦地左右滑动，导轨间存在竖直向下的匀强磁场，磁感

应强度大小为B。某时刻使左侧的导体棒获得大小为vo的向左初速度、右侧的导体棒获

得大小为2Vo的向右初速度，则下列结论正确的是（）

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txXaXXbXX

LX'*XX

lxx

XXX

A.该时刻回路中产生的感应电动势为BLvo

B.当导体棒a的速度大小为匈寸，导体棒b的速度大小一定是迫

22

B2L2V

C.当导体棒a的速度为0时，两导体棒受到的安培力大小都是-----"

2R

D.当导体棒a的速度为。时，两导体棒受到的安培力大小都是----皿

R

【考点】闭合电路的欧姆定律；安培力的计算；导体切割磁感线时的感应电动势.

【专题】定性思想；推理法；电磁感应中的力学问题；分析综合能力.

【分析】根据右手定则可知两根导体棒切割磁感应线产生的感应电动势方向相同，再根

据£=13、求解感应电动势；根据动量守恒定律判断导体棒b的速度大小；当导体棒a的

速度为0时，根据动量守恒定律求解b棒的速度，再根据安培力的公式及感应电流的表

达式求解此时回路中的安培力大小。

【解答】解：A、根据右手定则可知两根导体棒切割磁感应线产生的感应电动势方向相同,

故该时刻回路中产生的感应电动势为E=BLvo+BLX2vo=3BLvo，故A错误；

B、当导体棒a的速度大小为」时，有可能方向向左、也可能方向向右，整体在水平方

2

向动量守恒，取向右为正方向，根据动量守恒定律得：

当a的方向向右时：mX2vo-mvo=mX——+mvi

2

解得：Vl=V_n6

2

v

当a的方向向左时：mX2vo-mvo=mX(-—n—)+mv2

2

解得：V2=3,故速度大小可能是迎、也可能是&VC，故B错误：

2Vo220

CD、当导体棒a的速度为0时，取向右为正方向，根据动量守恒定律得：

mX2vo-mvo=mvb

解得：Vb=VO方向向右，此时回路中的安培力大小为：

F=BIL

回路中的感应电流为:

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1=E=BLv。

2R2R

D2T2

联立解得：F=--------也，故C正确，D错误。

2R

故选：C,

【点评】本题主要是考查电磁感应现象与动量守恒定律的综合应用，关键是弄清楚受力

情况和运动情况，能够根据动量守恒定律进行解答。

7.（2021•荷泽二模）在竖直向下的匀强磁场中有两根水平放置的平行粗糙导轨CD、EF,

导轨上放有一金属棒MN。现从t=0时刻起，金属棒中的电流与时间成正比，即I=kt

（其中k为常量），方向如图所示，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列关于棒的速

度V、加速度a随时间t变化的关系图像，可能正确的是（）

【考点】牛顿第二定律；闭合电路的欧姆定律；导体切割磁感线时的感应电动势.

【专题】定性思想；推理法；电磁感应中的力学问题；推理能力.

【分析】根据安培力公式写出安培力的表达式，再由牛顿第二定律第二定律判断加速度

的变体情况，从而知道速度的变化规律；

【解答】解：由题知，导轨粗糙，棒中通入的电流随时间成正比的的电流I=kt,棒将受

到安培力作用，且逐渐增大，当安培力大于最大静摩擦力时，棒开始运动，根据牛顿第

二定律得：F-f=ma,而F=BIL、I=kt。联立得到：BkL・t-f=ma,可见加速度a随时

间均匀增大，速度逐渐增大，故A正确，B错误、C错误、D错误。

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故选：A。

【点评】本题考查安培力公式，牛顿第二定律、等相关内容，写出加速度的表达式是关

键，从而知道加速度随时间的变化关系，还要注意的是v-t图象的斜率是加速度。

8.（2021•南充模拟）航空母舰的舰载机在起飞的过程中，仅靠自身发动机喷气不足以在飞

行甲板上达到起飞速度，如果安装辅助起飞的电磁弹射系统（如图甲所示）就能达到起

飞速度。电磁弹射系统的一种设计可简化为乙图所示，图中MN、PQ是光滑平行金属直

导轨（电阻忽略不计），AB是电磁弹射车，回路PBAM中电流恒定，该电流产生的磁场

对弹射车施加力的作用，从而带动舰载机由静止开始向右加速起飞，不计空气阻力，关

于该系统，下列说法正确的是（）

甲（例视图）乙（俯视图）

A.MN、PQ间的磁场是匀强磁场

B.弹射车做加速度减小的加速运动

C.弹射车的动能与电流的大小成正比

D.回路PBAM中通以交变电流，弹射车仍能正常加速

【考点】安培力的计算：导体切割磁感线时的感应电动势.

【专题】定性思想；动能定理的应用专题；电磁感应与电路结合；分析综合能力.

【分析】通电直导线产生的磁场为环形磁场，离导线越远，磁场越弱；结合安培力表达

式，根据题意判断表达式中各物理量变化，从安培力大小的变化情况可判断加速度情况,

结合动能定理与安培力表达式可判断C选项正误，判断电流方向变化时弹射车的受力情

况可判断其是否能在通过交流电时正常加速。

【解答】解：A、根据右手螺旋法则可知平行金属直导轨之间存在竖直向上的磁场，且通

电直导线产生的磁场为环形磁场，离导线越远，磁场越弱，故MN、PQ间的磁场不是匀

强磁场，故A错误；

B.沿导轨方向，磁场不变，且M、P两端加载恒定电压，电阻不变，则电流大小也不变,

平行导轨的宽度也不变，则由安培力表达式F^=BIL,可知安培力大小不变，所以弹射

车的加速度不变，故弹射车做匀加速直线运动，故B错误；

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C.根据动能定理可知下F&,x=Ek-O,当回路中的电流增大，则会使导轨间的磁场也随

之增大，则结合安培力表达式F安=BIL,电流增大，表达式中B与I均增大，可知安培

力与电流的大小不成正比，故动能与电流的大小也不成正比，故C错误；

D.根据右手螺旋法则可知电流方向沿回路PBAM时，导轨之间产生竖直向上的磁场，

结合左手定则可知电磁弹射车所受安培力方向向右；当电流方向沿回路MABP时;根据

右手螺旋法则导轨之间产生竖直向下的磁场，结合左手定则可知电磁弹射车所受安培力

方向依然向右。故电流的变化不改变电磁弹射车所受安培力的方向，即电磁弹射系统能

够正常工作，故D正确。

故选：D。

【点评】本题考查范围较广，涉及知识点包括安培力表达式、动能定理以及牛顿第二定

律，对学生整合已学知识点进行综合运用的能力以及分析综合能力有一定要求，难度适

中。

9.（2021•泰安四模）如图所示，两根电阻不计、倾角为。=37°且足够长的光滑平行金属导

轨倾斜放置，导轨间距为L=0.4m,顶端连接电阻为R=2Q的定值电阻。虚线上方（含

虚线处）的区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1.25T。质量为m=

0.1kg、电阻为Ri=lC的导体棒P在虚线上方某处；电阻为R2=2Q的导体棒Q固定在虚

线处。将导体棒P由静止释放，经过时间t=3s导体棒P到达虚线处，P在到达虚线之前

已达到最大速度，P、Q与导轨始终接触良好。重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8.下列说法正确的是（）

A.导体棒P到达虚线前的动量变化率越来越大

B.导体棒P到达虚线时的速度大小为4.8m/s

C.导体棒P的释放点与虚线间的距离为屿n