2021年新高考大二轮物理11.电磁感应

11.电磁感应

1.（2020•上海市宝山区质量检测）长直导线与环形导线固定在同一平面内，长直导线中通有

如图1所示方向的电流.当电流大小逐渐减弱时（）

图1

A.环形导线有收缩的趋势

B.环形导线有远离长直导线的趋势

C.环形导线中有顺时针方向的感应电流

D.环形导线中有感应电流，但方向无法确定

答案C

解析长直导线在环形导线位置产生了垂直纸面向里的磁场，当电流大小逐渐减弱时，长直

导线在周围空间产生的磁场也在减弱，所以环形导线中的磁通量也在减小，为了阻碍磁通量

的减小，此时环形导线有扩张的趋势，故A错；环形导线中的磁通量在减小，为了阻碍磁

通量的减小，环形导线有靠近长直导线的趋势，故B错；环形导线中的磁通量在减小，根

据楞次定律可知此时环形导线中有顺时针方向的电流，故C对，D错.

2.（多选）（2020•福建漳州市测试）如图2,用单位长度的电阻为r的金属导线做成的正三角形

线框ABC,边长为L,左半边置于匀强磁场中不动，磁场以竖直线为界.当，=0时磁

感应强度的方向如图（a）所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在。〜2ro

时间内（）

A.线框中的感应电流方向始终为顺时针

B.线框受到的安培力大小恒定不变

c.通过导线横截面的电荷量为噜山

D.左线框ACO两端的电势差麴

答案ACD

解析在0〜fo时间内，穿过线框的磁通量减小，磁场方向垂直于纸面向里，根据楞次定律

可知，感应电流沿顺时针方向，同理，在历〜2”时间内，穿过线框的磁通量增加，磁场方

向垂直于纸面向外，根据楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，故A正确；由法拉第电

磁感应定律可知，线框产生的感应电动势£=隼=笺^=生；.与Lsin60。="整之，线框的

电阻R=3Lr,感应电流/=。=用警S可知线框中产生恒定的感应电流，由于磁感应强度

在变化，由B=8〃知，线框受到的安培力大小是变化的，故B错误；通过导线横截面的电

荷量为g=/2o="野叱故C正确；左线框ACD两端的电势差UAO=/•白=雪伊。£厂=

小BoZ?

16r0,故D正机

3.（多选）金属圆盘置于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，圆盘中央和边缘各引出一根导

线，与套在铁芯上部的线圈4相连.套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导

轨上如图3所示，导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法正

确的是（）

A.圆盘顺时针加速转动时，劭棒将向右运动

B.圆盘顺时针减速转动时，M棒将向右运动

C.圆盘逆时针减速转动时，外棒将向右运动

D.圆盘逆时针加速转动时，油棒将向右运动

答案BD

解析由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，产生的感应电流方向为顺时针，线圈A

中产生的磁场方向向下且磁感应强度增强，由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向

上，由右手螺旋定则可知，出?棒中感应电流方向由4一九由左手定则可知，ab棒受到的安

培力方向向左，成棒将向左运动，故A错误；同理可知，若圆盘顺时针减速转动时，油棒

将向右运动，故B正确；由右手定则可知，圆盘逆时针减速转动时，产生的感应电流方向

为逆时针，线圈4中产生的磁场方向向上且磁场强度减弱，由楞次定律可知，线圈B中的

感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，出?棒中感应电流方向由a-%,由左手定则可知，

油棒受到的安培力方向向左，外棒将向左运动，故C错误；同理可知，若圆盘逆时针加速

转动时，M棒将向右运动，故D正确.

4.（多选）（2020・湖北黄冈市高三八模）如图4所示，两光滑圆形导轨固定在水平面内，圆心

均为。点，半径分别为八=0.2m,r2=0.1m,两导轨通过导线与阻值R=2C的定值电阻

相连，一长为八的导体棒与两圆形导轨接触良好，导体棒一端以。点为圆心，以角速度。

=100rad/s顺时针匀速转动，两圆形导轨所在区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小8=

2T的匀强磁场，不计导轨及导体棒的电阻，下列说法正确的是（）

图4

A.通过电阻的电流方向为由〃到6

B.通过电阻的电流为2A

C.导体棒转动时产生的感应电动势为4V

D.当相减小而其他条件不变时，通过电阻的电流减小

答案AC

解析由右手定则可知，通过电阻的电流方向为由a到b,故A正确；

两圆环间导体棒在△/时间内扫过的面积AS=（nn2—nr22）-3^

由法拉第电磁感应定律可知，两圆环间导体棒切割磁感线产生的感应电动势

E=^^=^-^-=\.B（r\1—2X（0.22—0.12）X100V=3V.通过电阻R的电流1=去=

ZAZZAZZZK

3

5A=1.5A,当/"2减小而其他条件不变时，两圆环间导体棒切割磁感线产生的感应电动势变

大，通过电阻的电流增大，故B、D错误;

„,,,,.,„,.,..,—；—0+wi100X0.2,

导体棒转动时产生的感应电动势E'=Bnv'=Bn-2—=2X0.2X—〜—V=4V,故

C正确.

5.（多选）（2020•广东肇庆市第二次统考）如图5所示，在坐标系xOy中，有边长为上的正方形

金属线框其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点。处.在y轴右侧的1、

IV象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的岫边刚好完全重合，左边

界与y轴重合，右边界与y轴平行.f=0时刻，线圈以恒定的速度。沿垂直于磁场上边界

的方向穿过磁场区域.取沿a-bfcfd-a方向的感应电流为正，则在线圈穿过磁场区域的

过程中，感应电流八ab间的电势差。他随时间f变化的图线是下图中的（）

答案AD

解析在d点运动到。点过程中，边切割磁感线，根据右手定则可以确定线框中电流方

向为逆时针方向，即正方向，因为切割的有效长度均匀减小，所以电动势均匀减小到0,则

电流均匀减小到0:然后cd边开始切割磁感线，感应电流的方向为顺时针方向，即负方向，

电动势均匀减小到0,则电流均匀减小到0,A正确，B错误.d点运动到。点过程中，ab

边切割磁感线，ah相当于电源，电流由a到b,b点的电势高于a点，ab间的电势差Uuh

为负值，大小等于电流乘以除“6之外的三条边的电阻，并逐渐减小.而边出磁场后后，cd

边开始切割磁感线，cd边相当于电源，电流由b到a,ab间的电势差为负值，大小等于

电流乘以ab边的电阻，并逐渐减小，故C错误，D正确.

6.（多选）（2020•辽宁葫芦岛市高三第一次模拟）一有界区域内，存在着方向分别垂直于光滑水

平桌面向下和向上的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和28,磁场宽度均为L如图6

所示.边长为L的正方形导线框Hcd的儿边紧靠磁场边缘置于桌面上，建立水平向右的x

轴，且坐标原点在磁场的左边界上，f=0时刻开始线框沿x轴正方向匀速通过磁场区域，规

定逆时针方向为电流的正方向，导线框受向左的安培力为正方向，四个边电阻均相等.下列

关于感应电流八导线框受的安培力F以及b、a两点电势差”“随时间t的变化规律正确的

是（）

；XX

OL2L

图6

答案ACD

解析正方形导线框进入第一个磁场过程中，只有6c边切割磁感线，由右手定则可知，电

流方向为逆时针方向，大小为4=绐\由于电流方向为逆时针方向，则》点电势高于a点

电势，以从a两点的电势差为由左手定则可知，安培力方向水平向左，大小为

o2r

F\=BlL=-rz~,正方形导线框进入第二个磁场过程中，aa边在第一个磁场中切割磁感线，

be边在第二个磁场中切割磁感线，由右手定则可知，电流方向为顺时针，大小为h=

BLv+2BLv_3>BLv

4^=44

由于电流方向为顺时针，则/，点电势低于a点电势，所以b、a两点、的电势差为Ua=-hR

=~^Lv

由左手定则可知，两边所受安培力方向都水平向左，则大小为尸2=8/2乙+28/2乙=二^-+

^7）QR~J~7）

正方形导线框出第二个磁场过程中，只有a4边在第二个磁场中切割磁感

4/\4/\

线，由右手定则可知，电流方向为逆时针方向，大小为/3=号:，由于电流方向为逆时针方

ZA

向，则〃点电势高于。点电势，所以匕、〃两点的电势差为5=/3区=：用力，由左手定则可知，

安培力方向水平向左，大小为F3=2BhL=2BX柴故A、C、D正确，B错误.

7.（多选）（2020•河南新乡市高三第一次模拟）如图7所示，竖直固定的“口”形光滑导轨宽为

0.5m,矩形匀强磁场I、II的高均为0.1m,磁场的磁感应强度大小均为1T,其他区域无

磁场，两矩形磁场间的距离为0.1m.质量为0.1kg的水平金属杆由静止释放，进入磁场I

和II时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为0.5C,与导轨接触良好，其他电阻不计，空

气阻力不计，重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是（）

A.金属杆刚进入磁场I时加速度方向竖直向下

B.金属杆穿过磁场I的时间大于在磁场I、n之间的区域运动时间

C.金属杆穿过两磁场产生的总热量为0.6J

D.金属杆释放点距磁场I上边界的高度一定大于0.2m

答案BD

解析金属杆在无场区做匀加速运动，而