2024届高考物理第一轮复习：电磁感应（附答案解析）

2024届高考物理第一轮复习：电磁感应

一'选择题

1.小型交流发电机的示意图如图所示，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场。线圈绕

垂直于磁场的水平轴。0,沿逆时针方向以恒定的角速度匀速转动，下列说法正确的是（）

B.线圈经过图示位置时磁通量的变化率最大

C.线圈每经过图示位置，交变电流的方向就会发生改变

D.若线圈转动的角速度增大一倍，则感应电动势的有效值变为原来的应倍

2.如图所示，铁芯上绕有h和力2两个线圈，铁芯左侧悬挂一个轻铝环，铝环有一个小缺口，小磁针

在导线AB的正下方，静止时与AB平行。下列说法正确的是（）

/〃〃（〃〃/

A.闭合电键S瞬间，轻铝环向左摆动，远离铁芯

B.闭合电键S瞬间，导线AB中的感应电流方向由A—B

C.闭合电键S稳定后，断开S瞬间，从上往下看小磁针将逆时针转动

D.闭合电键S稳定后，断开S瞬间，从左往右看，铝环中的感应电流的方向为顺时针

3.如图所示，纸面内一边长为L粗细均匀的等边三角形金属线框abc匀速穿过宽度为d的匀强磁场

区域，匀强磁场的方向垂直于纸面向里，已知线框穿过磁场区域过程中，ab边始终与磁

场边界垂直，取a-b-c-a为电流的正方向，则线框穿过磁场区域的过程中，线框中的感应电流i

随时间t变化的关系可能为（）

X

A.奥斯特提出分子电流假说

B.金属探测器是利用涡流工作的

C.通电导线在磁场中某点不受磁场对其作用力，则该点的磁感应强度一定为零

D.工人进行超高压带电作业，所穿的工作服是由绝缘的丝织品制成，起静电屏蔽的作用

5.如图所示，某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点.图甲中三个灯泡完全相同，不

考虑温度对灯泡电阻的影响.在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开

关.图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像.不计电源内阻及电感线圈L的电阻.下

列说法正确的是（）

A.开关S闭合瞬间，流经灯Di和D2的电流相等

B.开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D2的电流保持不变

C.开关S断开瞬间，灯D2闪亮一下再熄灭

D.根据题中信息，可以推算出图乙中如：u2=1：1

6.下列说法中正确的是（）

A.最早发现电现象和磁现象之间联系的是法拉第

B.日光灯镇流器的作用是将交流电变为直流电

C.光电效应和康普顿效应都揭示了光具有粒子性

D.235U的半衰期约为7亿年，14亿年后地球上235U衰变完毕

7.新型交通信号灯，如图所示，在交通信号灯前方路面埋设通电线圈，这个包含线圈的传感器电路

与交通信号灯的时间控制电路连接，当车辆通过线圈上方的路面时，会引起线圈中电流的变化，系

统根据电流变化的情况确定信号灯亮的时间长短，下列判断正确的是（）

B.汽车通过线圈时，线圈激发的磁场不变

C.当线圈断了，系统依然能检测到汽车通过的电流信息

D.线圈中的电流是由于汽车通过线圈时发生电磁感应引起的

8.如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，磁场范围足够

大，磁感应强度的大小左边为2B,右边为3B,一个竖直放置的宽为L。长为3L、单位长度的质量

为m、单位长度的电阻为r的矩形金属线框，以初速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运

动，当线框运动到虚线位置（在左边磁场中的长度为L。在右边磁场中的长度为2L）时，线框的速

度为界则下列判断正确（）

的是（)

••••；XXXXXXXXX

cn!3B

2B•••••xxxxxXXXX

(

••••'XXXXXXXXX

I

XXXX

XXXX

2

A.此时线框中电流方向为逆时针，线框中感应电流所受安培力为138L”

24r

B.线框刚好可以完全进入右侧磁场

C.此过程中通过线框截面的电量为空等

DD

D.此过程中线框产生的焦耳热为/血小

9.如图所示，在光滑绝缘水平面上有一单匝线圈ABCD,在水平外力作用下以大小为v的速度向右

匀速进入竖直向上的匀强磁场，第二次以大小为5的速度向右匀速进入该匀强磁场，则下列说法不正

确的是（）

口D

□

BC

A.第二次进入与第一次进入时线圈中的电流之比为1：3

B.第二次进入与第一次进入时外力做功的功率之比为1：9

C.第二次进入与第一次进入时线圈中产生的热量之比为1：9

D.第二次进入与第一次进入时通过线圈中某一横截面的电荷量之比为1：1

10.如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一个三角形闭合导线

框，由位置1（左）沿纸面匀速运动到位置2（右）。取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点（t=0）,规

定逆时针方向为电流的正方向，则下图中能正确反映线框中电流与时间关系的是（）

11.某种儿童娱乐“雪橇”的结构简图如图所示，该“雪橇”由两根间距为2m且相互平行的光滑倾斜金

属长直导轨和金属杆MN、PQ及绝缘杆连接形成“工”字形的座椅（两金属杆的间距为0.4m,质量不

计）构成，且导轨与水平面的夹角。=30。，在两导轨间金属杆PQ下方有方向垂直于导轨平面、磁感

应强度大小为1T、宽度为0.4m的匀强磁场区域。现让一质量为20kg的儿童坐在座椅上由静止出

发，座椅进入磁场后做匀速运动直到完全离开磁场。已知金属杆MN、PQ的电阻均为0.1。，其余电

阻不计，取重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是（）

A.儿童匀速运动时的速度大小为10m/s

B.儿童及座椅开始运动时，金属杆PQ距磁场上边界的距离为5nl

C.儿童及座椅从进入磁场到离开磁场的过程中，总共产生的内能为240J

D.儿童及座椅从进入磁场到离开磁场的过程中，总共产生的内能为80J

12.图甲为发电机线圈中的磁通量随时间变化的图像，发电机线圈共有100匝，其电阻忽略不计。

将发电机接在乙图中的a、b两端并为其供电。Ri、R2阻值均为400。，R2与一理想二极管串联，其

右侧接一理想交流电压表。下列说法中正确的是（）

A.发电机线圈中的磁通量随时间变化的关系为①言嬴1。。/（Wb）

B.B中电流的瞬时值ii=0.5cosl007rt（A）

C.0〜2s内，R2上产生的焦耳热为1X104J

D.电压表的示数约为141V

二、多项选择题

13.如图甲所示，N=10匝的线圈（图中只画了1匝），电阻r=10。，其两端a、b与一个R=200

的电阻相连，线圈内有垂直纸面向里的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示的规律变化，下列判断正

确的是（）

A.线圈中的感应电动势大小为0.3U

B.线圈中的感应电流大小为0.03Z

C.线圈中感应电流的方向由a到b

D.a端电势比b端高

14.如图所示，光滑且不计电阻的导轨，一端接有定值电阻R=2。，导轨的宽度为/=0.5m,整个空间

存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为3=5T。在导轨上有一与导轨接触良好的足够长金属棒

PQ,且与导轨夹角为。（锐角），现用外力使PQ做匀速直线运动，速度大小为v=2m/s,方向与导轨

平行。已知金属棒单位长度电阻为则下列说法正确的是（）

A.不论。如何改变，回路中的电流恒为9A

B.6减小，PQ金属棒两端的电压减小

C.改变。角，尸。金属棒上消耗的最大电功率为等W

O

D.改变。角，尸。金属棒上消耗的最大电功率为孕W

15.如图所示，宽度为L的足够长的光滑金属导轨，与水平面的夹角为仇电阻不计，上端连接一阻

值为R的电阻，磁感应强度大小为3的匀强磁场垂直于导轨平面向下。现有一质量为机、电阻为r

的金属杆沿导轨由静止下滑，下滑达到最大速度力„时，运动的位移为羽则（）

aR

b

A.此过程中电阻R上的电流方向为〃指向b

B.金属杆下滑的最大速度为7ngsin。

C.此过程中电阻R产生的焦耳热为mgKsin。—咯

D.当导体棒速度达到,12加时，加速度大小为［gsin。

16.一有机玻璃管竖直放在水平地面上，管上有漆包线绕成的线圈，线圈的两端与电流传感器相

连，线圈在玻璃管上部的5匝均匀分布，下部的3匝也均匀分布，下部相邻两匝间的距离大于上部

相邻两匝间的距离。如图(a)所示。现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落,

电流传感器测得线圈中电流I随时间t的变化如图(b)所示。则()

A.小磁体在玻璃管内下降速度越来越快

B.下落过程中，小磁体的N极，S极上下顺倒了8次

C.下落过程中，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变

D.与上部相比，小磁体通过线圈下部的过程中，磁通量变化率的最大值更大

三'非选择题

17.如图，倾角为e、间距为d的两足够长光滑平行导轨固定放置，导轨顶端接有阻值为R的电

阻，质量为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ab一个大小为V、方向沿导轨平面向上的初速度，已知ab

沿导轨上滑过程中通过其横截面的电荷量为q,重力加速度为g,不计导轨的电阻。

R

B

（1）求ab刚开始向上滑动时的加速度大小；

（2）求在ab上滑过程中，电阻R产生的焦耳热；

（3）ab运动到最高点后开始下滑，已知下滑过程中，ab从经过初始位置到速率再次达到v时通

过其横截面的电荷量为q\求ab从开始运动到速率再次为v时经历的时间。

18.如图甲所示的半径为r的圆形导体环内，存在以圆环为边界竖直向下的匀强磁场，磁感应强度

大小随时间的变化关系为8=配（卜＞0且为常量）。该变化的磁场会在空间产生圆形的感生电场，如

图乙所示，感生电场的电场线是与导体环具有相同圆心的同心圆，同一条电场线上各点场强大小相

同，方向沿切线。导体环中的自由电荷会在感生电场的作用下定向运动，产生感应电流，或者说导

体中产生了感应电动势。涡旋电场力充当非静电力，其大小与场强的关系与静电场相同。

XXXXX

厂…、、、

X，/*X幺X

//\\

xiXx\x।x

•»!«

X、、xx/X

、、z/

x•为"xX

乙

（1）请根据法拉第电磁感应定律求导体环中产生的感应电动势£;

（2）请根据电动势的定义推导导体环所在位置处感生电场场强E的大小，并判断E的方向（从上往

下看，“顺时针”或“逆时针”）；

（3）若将导体圆环替换成一个半径为r的光滑、绝缘、封闭管道，管道水平放置，如图丙所示。

管道内有质量为血、电荷量为+q的小球，t=0时小球静止。不考虑小球的重力及阻力，求土=%

时，管道对小球作用力的大小和方向（填“沿半径向外''或"沿半径向内”）。

19.光滑绝缘的水平面上有垂直平面的匀强磁场，磁场被分成区域I和n,宽度均为％,其俯视图如

图（a）所示，两磁场磁感应强度随时间t的变化如图（b）所示，。〜T时间内，两区域磁场恒定，方

向相反，磁感应强度大小分别为2殳和瓦，一电阻为R,边长为八的刚性正方形金属框abed,平放在

水平面上，ab、cd边与磁场边界平行.t=0时，线框ab边刚好跨过区域I的左边界以速度u向右运

动.在T时刻，ab边运动到距区域I的左边界9处，线框的速度近似为零，此时线框被固定，如图

(a)中的虚线框所示。随后在T〜2T时间内，I区磁感应强度线性减小到0,II区磁场保持不变;

2T〜3T时间内，II区磁感应强度也线性减小到0。求：

图(a)

(1)t=0时线框所受的安培力F;

(2)t=1.2T时穿过线框的磁通量0；

(3)2T〜3T时间内，线框中产生的热量Q。

20.如图甲所示，两条电阻忽略不计的平行金属导轨ABC、A'B'C,导轨的间距为L=0.5m,其中

AB、段导轨水平放置，BC、B,C'段导轨竖直放置。a、b是两根由相同材料制成的导体棒，电阻

均为R=0.50,质量均为m=0.5kg,与导轨间的动摩擦因数均为〃=0.2。t=0时把导体棒a锁定在

距BB'距离为d=2.0m处，把导体棒b由处在竖直段导轨BC、BC'右侧紧靠导轨由静止释放，

同时给整个导轨装置加上如图乙所示的规律变化、竖直向上的磁场，t=2s时导体棒b恰好匀速下

落，此时解除对导体棒a的锁定，并给导体棒a一个瞬时冲量使导体棒a获得一速度"，同时给导体棒

a施加水平力F,使导体棒b仍保持匀速下落。若导轨足够长，a、b两导体棒与导轨始终垂直且接触

良好，重力加速度大小g取106/$2。求：

(1)磁场稳定时的磁感应强度大小Bo；

(2)导体棒a的速度"的大小和方向；

(3)水平力F的功率。

21.如图甲所示，平行的金属导轨MN和PQ平行，间距L=L0m,与水平面之间的夹角a=37。，匀

强磁场磁感应强度3=2.0T,方向垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值R=1.5。的电阻，质量

〃z=0.5kg,电阻r=0.5。的金属杆位》垂直导轨放置，金属棒与导轨间的动摩擦因数为〃=0.2。现用

恒力产沿导轨平面向上拉金属杆而，使其由静止开始运动，当金属棒上滑的位移s=3.8m时达到稳

定状态，对应过程的I图像如图乙所示。取g=10m/s2,导轨足够长。求:

Q

P

甲

(1)恒力F的大小及金属杆的速度为0.4m/s时的加速度大小;

(2)在0~ls时间内通过电阻尺的电荷量q；

(3)从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，金属杆上产生的焦耳热。

22.如图所示，质量为机、边长为乙的正方形线框，从有界匀强磁场上方高〃处由静止自由下落,

线框的总电阻为R,磁感应强度为B的匀强磁场宽度为2L线框下落过程中，ab边始终与磁场边界平

行且处于水平方向。已知仍边刚穿出磁场时线框恰好做匀速运动，求:

(1)〃边刚进入磁场时线框的速度大小；

(2)线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热。

23.世界首条高温超导高速磁悬浮样车在中国下线，我国技术已达世界领先水平。超导磁悬浮列车

可以简化为如图所示模型：在水平面上固定两根相距L的平行直导轨，导轨间有大小均为B宽度都

为L的匀强磁场，相邻磁场区域的磁场方向相反。整个磁场以速度v水平向右匀速运动，边长为L

的单匝正方形线圈abed悬浮在导轨上方，在磁场力作用下向右运动，并逐渐达到最大速度必„。匀速

运动一段时间后超导磁悬浮列车开始制动，所有磁场立即静止，经位移x停下来。设线圈的电阻为

R,质量为m,运动过程中受阻力大小恒为f。求:

--ab

<••••Xx••••'k

XXXX••••XXXx••••

BB

XXXX••••XXX••••L

XXXX••••XXX

\*―7-*1dC

（1）线圈运动的最大速度力„（提示：动生电动势的切割速度为u-%。）;

（2）制动过程线圈产生的焦耳热Q；

（3）从开始制动到停下来所用的时间t。

24.1831年法拉第发明了世界上第一台圆盘发电机。圆形金属盘安置在电磁铁的两个磁极之间，两

电刷M、N分别与圆盘的边缘和中心点接触良好，且与灵敏电流计G相连。金属盘绕中心轴沿图示

方向转动，试回答下列问题:

（1）电刷M的电势（填“高”、"等”或“低”）于电刷N的电势；

（2）若只提高金属盘的转速，电流计G的示数将变（填“大”或“小”）；

（3）若仅将电刷M靠近电刷N,电流计G的示数将变（填“大”或“小”）；

（4）若仅将变阻器的滑片向右滑动，电流计G的示数将变（填“大”或“小”）；

（5）实验结束后，断开开关时，开关处（填“有可能”或“不可能”）出现火花放电。

25.电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载

器。电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E,电容器的电容为C。两根固定于水平面内的光

滑平行金属导轨间距为/,电阻不计。炮弹可视为一质量为加、电阻为R的金属棒垂直放在两

导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1,使电容器完全充电。然后将S接至2,

导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），MN开始向右加速运

动。当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，

之后离开导轨。问：

(1)磁场的方向；

(2)MN刚开始运动时加速度。的大小；

(3)MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量。是多少。

26.轻质细线吊着一质量为m=0.32kg,边长为L=0.8m、匝数n=10的正方形线圈总电阻为r=l£l.边

长为帝的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图甲所示.磁场方向垂直纸面向里，大小

随时间变化如图乙所示，从t=0开始经to时间细线开始松弛，g=10m/s2.求：

(1)在前to时间内线圈中产生的电动势；

(2)在前to时间内线圈的电功率；

(3)求to的值.

27.如下图所示，固定在匀强磁场中的水平导轨ab、cd的间距Li=0.5m,金属棒ad与导轨左端be

的距离L2=0.8m,整个闭合回路的电阻为R=0.2Q,匀强磁场的方向竖直向下穿过整个回路。ad杆

通过细绳跨过定滑轮接一个质量为m=0.04kg的物体，不计一切摩擦，现使磁感应强度从零开始以

弟=0.2T/s的变化率均匀地增大，求经过多长时间物体m刚好能离开地面？(g取10m/s2)

28.在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，某同学用试触法判断电流计指针偏转方向与电流

流向的关系时，将电池的负极与电流计的A接线柱连接，用连接B接线柱的导线试触电池正极，发

现指针指在如图1中的b位置。

oo

Aa

图i

(1)现将电流计的两接线柱与图2中甲线圈的两个接线柱连接，将磁铁S极向下插入线圈时,

电流计指针指示位置如图1中a所示，则线圈的C接线柱连接的是电流计的接线柱。

图2

(2)若将电流计的A、B接线柱分别与图2中乙线圈的E、F接线柱连接，将磁铁从线圈中抽出

时，电流计指针指示位置如图1中b所示，则磁铁的P端是极。

29.如图甲所示，两平行且足够长光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为。=37。，两导轨之间的

距离为d=0.8m,导轨顶端接入阻值R=0.8£l的电阻，导轨电阻不计。质量为m=0.8kg、电阻r=0.2£l

的金属棒ab垂直放在金属导轨上，以金属棒ab所处位置为坐标原点0,沿导轨向下建立x轴，x>0

区域存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B随x的变化规律如图乙所示。某时刻由静止

释放金属棒ab,到达xi=6m处前电压表的示数已稳定不变。重力加速度g取lOm/sz,5m37。=0.6,

cos37°=0.8o求：

甲

(1)金属棒ab到达xi=6m处的速度大小：

(2)金属棒ab从xo=O处运动到xi=6m处的过程中，电阻R产生的焦耳热：

(3)金属棒ab从xi=6m处运动到X2=9m处的过程中，通过电阻R的电荷量。

答案解析

L【答案】B

【解析】【解答】A.穿过线圈的磁通量最大时，线圈所在的平面为中性面，故A错误；

B.图示位置穿过线圈的磁通量为0,穿过线圈的磁通量变化率最大，故B正确；

C.线圈经过中性面时，电流方向会发生改变，此时该面为中性面的垂面，电流方向不变，故C错

误；

D.由

若线圈转动的角速度增大一倍，则感应电动势的有效值变为原来的2倍，故D错误。

故选Bo

【分析】线圈每经过中性面一次电流就改变一次，此时磁通量最大，磁通量变化率为0;

根据有效值和最大值的公式分析。

2.【答案】C

【解析】【解答】A.闭合电键S瞬间，虽然铝环中有磁通量变化，但由于铝环不闭合，所以铝环中没

有感应电流，轻铝环静止不动，A不符合题意；

B.闭合电键S瞬间，线圈加电流增大，根据右手螺旋定则可知，通过线圈⑦的磁通量向右增加，根

据楞次定律可知，导线AB中的感应电流方向由B—A,B不符合题意；

C.闭合电键S稳定后，断开S瞬间，通过线圈勿的磁通量向右减少，根据楞次定律可知，导线AB

中的感应电流方向由A-B,由右手螺旋定则可知，AB中的电流在小磁针出产生的磁场垂直纸面向

里，小磁针N极向里转动，S极向外转动，从上往下看小磁针将逆时针转动，C符合题意；

D.闭合电键S稳定后，断开S瞬间，由于铝环有一个小缺口，铝环没有感应电流，D不符合题意。

故答案为：Co

【分析】根据感应电流的产生条件判断铝环中是否会产生感应电流；由楞次定律和右手螺旋定则判

断导线AB中的感应电流方向和小磁针的转动情况。

3.【答案】D

【解析】【解答】从b点到c点刚进入磁场过程中，相等时间内穿过线圈磁通量的变化量均匀增加，

则线圈中产生的感应电流均匀增大，从c点进入磁场到b刚出磁场过程中，相等时间内穿过线磁通

量的变化量均匀减小，则线圈中产生的感应电流均匀减小，从b点刚出磁场到a、b两点关于磁场对

称过程中，相等时间内穿过线圈磁通量的变化量减小越来越快，即电流的减小得越来越快，根据对

称性可知，后面过程与前面过程刚好对称。

故选D。

【分析】对线圈穿过磁场分段进行分析，找出各相等时间段内磁通时变化量的变化情况，从而得出

电流变化情况。

4.【答案】B

【解析】【解答】A.安培提出分子电流假说，A不符合题意；

B.金属探测器是利用涡流工作的，B符合题意；

C.通电导线在磁场中某点不受磁场对其作用力，该点的磁感应强度不一定为零，当电流方向平行于

磁场方向时通电导线不受安培力的作用，C不符合题意；

D.工人进行超高压带电作业，穿戴工作服是由含金属丝的织物制成，起静电屏蔽的作用，D不符合

题意。

故答案为：Bo

【分析】金属探测器是利用涡流，结合安培力的表达式以及静电屏蔽得出正确的选项。

5.【答案】A

【解析】【解答】A、闭合开关的瞬间，电感线圈对电流的阻碍作用很大，故Di和D2此时相当于串

联关系，电流相等，A正确。

B、开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D2的电流逐渐增大，B错误。

C、开关S断开瞬间，灯D2不再闪亮，而是逐渐熄灭，C错误。

D、电感线圈的自感系数未知，无法计算断电自感时感应电流的大小，D错误。

故答案为：A

【分析】根据电感线圈对电流的阻碍作用，来拒去留分析求解。

6.【答案】C

【解析】【解答】A.最早发现电现象和磁现象之间联系的是奥斯特，A不符合题意；

B.日光灯镇流器的作用是在镇流器启动时产生瞬间高压，在正常工作时起到降压限流的作用，但电

流仍然是交流电，B不符合题意；

C.光电效应和康普顿效应都揭示了光具有粒子性，C符合题意；

D.根据半衰期的定义：每过一个半衰期，有一半该物质发生衰变。可知14亿年后地球上235U还剩下

四分之一，D不符合题意。

故答案为：Co

【分析】根据物理学史回答；根据日光灯镇流器的原理分析；光具有波粒二象性，光电效应和康普

顿效应都揭示了光具有粒子性；根据半衰期的定义分析。

7.【答案】A

【解析】【解答】A.汽车上大部分是金属汽车经过线圈时会引起线圈磁通量的变化，从而产生电磁

感应现象，产生感应电流。A符合题意；

B.汽车通过线圈时，线圈由于电磁感应使自身电流发生变化，激发的磁场也能变化。B不符合题

思卡.；

C.当线圈断了，没有闭合回路，系统不能检测到汽车通过的电流信息，C不符合题意；

D.线圈本身就是通电线圈，线圈中的电流不是汽车通过线圈时发生电磁感应引起的，汽车通过产生

的电磁感应现象只是引起线圈中电流的变化。D不符合题意。

故答案为：Ao

【分析】利用线圈中磁通量发生变化可以判别产生感应电流；汽车通过线圈自身电流发生变化所以

激发的磁场也发生变化；当线圈断了不能检测到汽车通过的电流信息；汽车产生的电磁感应现象是

线圈中电流变化所产生的。

8.【答案】B

【解析】【解答】A.线框左边切割磁感线相当于电源，由右手定则可知，其下端为正极，同理线框右

边其上端为正极，则感应电流方向为逆时针，回路种产生的感应电动势为E=2BLgu+3BLgu=

iBLv,根据闭合电路欧姆定律可知感应电流为/=2=辿=变，此时线框所受安培力为尸=

3R~8Lr~24r

2

2BIL+3B1L=25£Lv>故A不符合题意；

24r

B.此过程中通过线框磁通量的变化量为：A©=(3B-2L2-2B-L2)-(-2B-3L2?=10BL7,

此过程中通过线框截面的电荷量(?=舞，联立解得q=笔，则83nw=75好2。当线框全部进入右

侧磁场时有A0'=(3B-3L2)-(-2B-3L2；=15BL2,此过程中通过线框截面的电荷量q'=

箸"，联立解得q'=与著，由动量定理有—(2BLI'At+3BLI'At)=BLmv'-8Lmv>q'=/'At联立

解得v'=0,故B符合题意；

C.规定向右为正方向，由动量定理有-(2BLIM+=8Lm(^v)-8Lmv,又q=IAt,联

立解得q=炭詈，故C不符合题意；

D.此过程中线框产生的焦耳热为Q=*x-*x8LmJ2=^Lmv2,故D不符合题意。

故答案为：B

【分析】根据右手定则判断感应电流的方向，根据法拉第电磁感应定律求解产生的感应电动势，从

而计算感应电流与安培力大小；根据动量定理，结合电荷量的公式求解通过线框界面的电量；根据

动能定理可得此过程中线框产生的的热量。

9.【答案】C

【解析】【解答】设磁感应强度为B,CD边长度为L,AD边长为V,线圈电阻为R

A、线圈进入磁场过程中，产生的感应电动势E=BLv,感应电流/=5=萼，感应电流I与速度v

成正比，第二次进入与第一次进入时线圈中电流之比：/2：3=1：3,故A符合题意；

22

B、线圈进入磁场时受到的安培力：FA=B1L=B£巴线圈做匀速直线运动，由平衡条件得，外力

F=FA,外力功率2==耳上，功率与速度的平方成正比，第二次进入与第一次进入时外力做

功的功率之比：Pl：P2=&2：v2=1.-9,故B符合题意；

C、线圈进入磁场过程中产生的热量：Q=12Rt=（吗2XRA=立包产生的热量与速度成

正比，第二次进入与第一次进入时线圈中产生热量之比：Q2：V=l：3,故C不符合题

息；

D、通过导线横截面电荷量：q=i2=盥7=噂,电荷量与速度无关，电荷量之比为1：1,

1nAtR

故D符合题意.

故答案为：Co

【分析】根据公式£=：61^求解电动势，由欧姆定律求出感应电流，然后求出电流之比；线框匀速

进入匀强磁场，安培力与外力平衡，根据安培力公式求解安培力，再根据平衡条件得到外力，最后

根据P=Fv求解外力的功率；由焦耳定律求出线圈产生的热量，然后求出热量之比；由电流定义式求

出电荷量之间的关系。

10.【答案】C

【解析】【解答】三角形导线框进入过程，原磁场方向垂直纸面向里，磁通量增大，由楞次定律可

知，感应电流磁场垂直纸面向外，由右手定则可判断感应电流方向为逆时针；三角形导线框完全进

入后，磁通量不变，无感应电流；三角形导线框穿出过程，原磁场方向仍垂直纸面向里，磁通量减

小，由楞次定律可知，感应电流磁场垂直纸面向里，由右手定则可判断感应电流方向为顺时针，又

规定逆时针方向为电流的正方向，所以AD不符合题意；

三角形导线框进入、穿出过程，线框有效的切割长度均先均匀增大后减小，由》=喀可知，i也先

均匀增大后均匀减小，所以C符合题意。

故答案为：C

【分析】先由楞次定律结合导线框中磁通量的变化情况可以判断感应电流的方向，再由i=等分段

分析感应电流的大小，即可选择图象。

11.【答案】D

【解析】【解答】A.根据平衡条件得m5sin300=BIL,根据闭合电路欧姆定律得/=舄，又因

为E=BLv,解得v=5m/s,儿童匀速运动时的速度大小为5m/s,A不符合题意；

B.根据机械能守恒定律得mglsm30°=,解得I=2.5m,儿童及座椅开始运动时，金属

杆PQ距磁场上边界的距离为2.5m,B不符合题意；

CD.儿童及座椅从进入磁场到离开磁场的过程中，总共产生的内能为E=2m^ssin30°=80/,C

不符合题意，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】根据受力分析以及共点力平衡和闭合电路欧姆定律得出儿童匀速运动的速度，结合机械

能守恒定律得出金属杆PQ距磁场上边界的距离，利用功能关系得出总共产生的内能。

12.【答案】D

【解析】【解答】A.由图甲可得出发电机线圈转动的角速度为3=竿2TT=上27三r=

12X10z

100兀(rad/s),发电机线圈中的磁通量随时间变化的关系为©=%cos3t=乎X

10~2cosl00Tct(Wb),A不符合题意；

17

B.发电机产生的电动势最大值Em=N<Pma)=200V27，则流经Ri的电流最大值心=篇=

0.5V2X,由图甲可知线圈从中性面位置开始计时，则其瞬时值ii=0,5V2sinl007rt(4),B不符合

题意；

CD.理想二极管具有单向导电性，且导通时电阻为0,根据有效值定义，设R2两端电压的有效值为

£•22_

U有，则(费T。有解得U^=100V2F«1417,即电压表的示数约为141V；0〜2s内

u

R2上产生的焦耳热为Q=&t=ioo/,D符合题意，C不符合题意。

R2

故答案为：D。

【分析】结合加速度与周期的关系以及磁通量的表达式得出发电机线圈中的磁通量随时间变化的关

系，通过法拉第电磁感应定律以及闭合电路欧姆定律得出流经Ri的电流最大值，从而得出其瞬时

值，结合电源有效值和最大值的关系得出R2两端电压的有效值，结合焦耳定律得出R2上产生的焦

耳热。

13.【答案】A,D

【解析】【解答】A根据法拉第电磁感应定律，线圈中的感应电动势大小为E=笔=10X

叱。2=o,3V，A正确；

B线圈中的感应电流大小为/=£=票=0.014B错误；

r+K30

C根据楞次定律，可得线圈中感应电流的方向由b到a,C错误；

D电源内部电流由负极流向正极，所以a端电势比b端高，D正确；

故选AD。

【分析】本题考查感应电动势和感应电流的计算以及感应电流方向的判断。

14.【答案】B,C

【解析】【解答】A.金属棒切割磁感线产生的感应电动势为E=加外金属棒接入电路中的电阻为

।.EBlv

7?1=右丁，回路中的电流为/=帝；二=0由此可知，回路中的电流与。有关，故A错误；

sm"1及+而/

mBlV「BI"

B.PQ金属棒两端电压为U=/R=T,则e减小，PQ金属棒两端电压减小，故B

1+R^dr

正确；

25

CD.PQ金属棒消耗的功率为P=/U,代入数据得「n==工，由数学知识可知，4sin8=

4+4smd+而g

工时，功率P最大，即sin8=J,最大功率为等W，故C正确，D错误。

sm028

故选BC。

【分析】属棒切割磁感线产生的感应电动势为E=B),由闭合电路欧姆定律得出回路中电流的表达

式即可判断回路中的电流；由U=/R得出电压的表达式和P=/U得出功率的表达式进行分析。

15.【答案】B,D

【解析】【解答】

A.根据右手定则知，此过程中电阻R上的电流方向由b到a,故A不符合题意；

B.速度最大时，金属杆沿轨道方向受力平衡，则他也。=嘤黑，解得：为=mg”）吗

故B符合题意；

C.根据能量守恒得：Q=mgsin。-电阻R产生的焦耳热为：QR=K^Q=A^

（mgxsmd—^mv^），故C不符合题意；

D.由牛顿第二定律得：mgsinJ—岑望竺=ma，解得：a='gsin。，故D符合题意。

故答案为：BD

【分析】根据右手定则，判断电流方向；对金属杆，根据平衡条件求最大速度；根据能量守恒求R

产生的焦耳热；根据牛顿第二定律求加速度大小。

16.【答案】A,D

【解析】【解答】A.在小磁体下落的过程中，它经过的每匝线圈的磁通量都是先增大后减小，但由上

到下电流的最大值逐渐增大，可以判断小磁体的下落速度一定时越来越大，故A符合题意；

B.电流变化的原因是线圈的磁通量先增大后减小，而不是小磁体的N、S极上下颠倒，故B不符合

题意；

C.小磁体下落过程中线圈中的最大电流逐渐增大，所以线圈受到的安培力逐渐增大，由牛顿第三定

律知线圈给小磁体的作用力也逐渐增大，故C不符合题意；

D.根据/=匹知，电流最大值逐渐增大，感应电动势的最大值也逐渐增大，根据£■=群知，感应电

动势的最大值逐渐增大，磁通量的变化率最大值逐渐增大，故D符合题意。

故答案为：ADo

【分析】由上到下电流的最大值逐渐增大，小磁体的下落速度一定时越来越大；电流变化的原因是

线圈的磁通量先增大后减小，而不是小磁体的N、S极上下颠倒；小磁体下落过程中线圈中的最大电

流逐渐增大，所以线圈受到的安培力逐渐增大；根据/=年、E=喂,结合图b分析。

17.【答案】（1）解：导体棒刚开始向上运动时安培力的大小为：尸安=B/d

箕中/_Bdv

央”—2R

由牛顿第二定律可得mgsin。+F安=ma,

22

联立解得：a=^+gs讥仍

22

答：导体棒刚开始向上运动时的加速度大小为"2,+qsin。；

2mR3

（2）解：设导体棒速度减小到零的过程中，流过导体棒的平均电流为几，时间为匕，导体棒上滑的

最大距离为久1，

则有〃_r_E_A0_Bdxi

人」侣q-ASt一说Q一西一市-

解得：久1=鬻

设电阻R上产生的焦耳热为Q,由能量守恒定律可得：2Q=-mg/s讥。

解得：Q=竽（M—哪迎）；

答：体棒向上运动到最高点的过程中，电阻R上产生的焦耳热为竽（R-4g嚼讥与

（3）解：导体棒向上运动过程中，由动量定理可得：一（B%d+mgs讥。）“=0-nw

而：q=I]t]

解得：g粤；

tl1=mgsinO

分析可知，从初始位置上滑到速度为零的过程和从速度为零下滑到初始位置的过程导体棒的位移大

小相等，则通过导体棒的电荷量大小相同

导体棒从最高点下滑到速度为"位置过程通过导体棒的电荷量为q下滑=q+q'

设导体棒下滑所用时间为±2，由动量定理可得：（mgsinO-BZ2d）t2=mv-0

又因为巴上=q+q'

解得:t2=吗髓抖

故导体棒从开始运动到速度大小再次达到"的过程，导体棒运动的总时间为:

mu—Bdq+mu+Bd(q+q')_2mu+Bdq，

t=t+t=

r2mgsinOmgsinO-mgsind

2mu+Bdq'

答：计算导体棒从开始运动到速度再次为"的过程运动的总时间为mgsind

【解析】【分析】（1）对ab棒受力分析，可知它受到沿导轨向下的安培力以及竖直向下的重力、垂直

于导轨向上的支持力，对重力进行分解，分解为沿导轨向下的分力以及垂直于导轨向下的分力，所

以对ab棒列牛顿第二定律结合安培力的公式可求出ab棒刚向上运动时的加速度a；

（2）ab沿导轨上滑过程中通过其横截面的电荷量为q,我们可以根据q=7t推导出电荷量q的表达

式，从而求出ab棒向上做减速运动直到速度等于0的位移Xi,对全程列能量守恒式子就能求解电阻

R上所产生的热量Q；

（3）在ab棒向上做减速运动时，可以根据动量定理结合向上运动时通过ab棒横截面的电荷量q求

出ab棒向上运动的时间ti,通过第二问的表达式可知ab棒向下做加速运动又经过相同位置时通过

ab棒横截面的电量与ab棒向上运动的过程通过ab棒横截面的电量相等，所以ab棒在向下运动的过

程直到速度大小又为v通过ab棒横截面的电量为q+q',对ab棒向下滑的过程列动量定理就可以求

出从开始向下运动到速度大小再次达到v的过程中导体棒运动的总时间12,把两段时间相加就是要

求的总时间。

18•【答案】（1）解：根据法拉第电磁感应定律有£=篝=嘤=防=2

答：导体环中产生的感应电动势£为左兀丁2；

W

（2）解：根据电动势的定义有£=W=qE.2nr=2mg

qq

解得感生电场的电场强度大小为E=:

由楞次定律可知，感应电流的方向为逆时针方向，则感生电场的电场强度方向为逆时针方向。

答：导体环所在位置处感生电场场强E的大小为与，E的方向逆时针；

（3）解：小球所受感生电场作用力为F==

在感生电场力的作用下，小球速度沿着圆周的切线方向均匀增加，小球做速率均匀增加的圆周运

动，切向加速度大小％=£=骐

1m2m

根据运动学公式得u=alto=警

1u2m

当小球在to时刻以V绕环运动时，所受洛伦兹力F济指向圆心（如图所示），其大小为=B=

*

可得尸_q2k2帝

F洛-2m

根据牛顿第二定律，小球做圆周运动所需的向心力/向（指向环心）由洛伦兹力F洛与弹力N提供，则有

F向=F/N

_mv2_7nq2k2r2诒_q2k2出

向丫4m24TZI

解得N=_吧4丝

4m

由于N<0可知，小球受到管道的作用力方向沿半径向外（方向如图所示）。

答：t=to时，管道对小球作用力的大小为送中，方向沿半径向外。

4m

【解析】【分析】本题考查法拉第电磁感应定律£=篝=鬻=knr2,通过楞次定律判断感应电流

的方向；带点小球所受感生电场作用力尸=［后=竽，在感生电场力的作用下，小球速度沿着圆

周的切线方向均匀增加，小球做速率均匀增加的圆周运动，当小球在S时刻以"绕环运动时，所受

洛伦兹力/海指向圆心，小球做圆周运动所需的向心力尸应（指向环心）由洛伦兹力尸落与弹力N提

供。

19.【答案】（1）解：由图可知t=0时线框切割磁感线的感应电动势为E=2Bo/u7+Bo/w=3Bo/w

则感应电流大小为/=f=驾吗

KK

22

所受的安培力为F=2B。竽八+B。竽％=管鲁

方向水平向左；

（2）解：在T时刻，就边运动到距区域I的左边界当处，线框的速度近似为零，此时线框被固定，则

2

t=1.2T时穿过线框的磁通量为0=1.6Boh-^h-Boh^h=普限

方向垂直纸面向里；

122

（3）解：2z〜3T时间内，II区磁感应强度也线性减小到0,则有，一缠一强_B°h

r2

感应电流大小为/_纹_Boh

1~R~2TR

24

则2T〜3T时间内，线框中产生的热量为0=［，2Rt=Boh

【解析】【分析】（1）由线框切割磁感线求解产生的感应电动势，注意线框两边切割时电源的关系结

合闭合电路欧姆定律和安培力公式即可求解；

（2）由。=BS求解磁通量，注意磁场的方向；

（3）由法拉第电磁感应定律求解感应电动势结合闭合电路欧姆定律和焦耳定律求解。

20.【答案】（1）解：由题图乙知0〜2s内回路中感