2018届高三百所名校好题速递分项解析汇编（第 0 1期）

2018届高三百所名校好题速递分项解析汇编（第01期）

专题12电磁感应

一、单选题

1.下列说法正确的是

A.笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也

不偏离原来的方向

B.用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如场强£=以，电容C=<2/〃加速度a=%7

都是采用比值法定义的

C.卡文迪许测出了引力常量的数值，卢瑟福测定了中子的质量

D.法拉第通过大量的实验数据得出了法拉第电磁感应定律

【答案】A

【解析】笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不

停下来也不偏离原来的方向，故A正确；用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如场

强£="7,电容都是采用比值法定义的，加速度a=5如不是比值法定义，是加速度的决定式，

故B错误：卡文迪许测出了引力常量的数值，查德威克测定了中子的质量，故C错误；法拉第通过大蚩的

实蛤研究发现了电磁感应现象，后来的科学家利用他大量的实蛤数据用科学计算得到了法拉第电磁感应定

律，故D错误；故选A。

t点睛】记住相关物理学家的主要贡献和重要发明，以及知道什么是比值定义法，并且会区分定义式与决

定式的区别。

2.近来，无线充电成为应用于我们日常生活中的一项新技，其中利用电磁感应原理来实现无线充电是比

较成熟的一种方式，电动汽车无线充电方式的基本原理如图所示：路面下依次铺设圆形线圈，相邻两个线

圈由供电装置通以反向电流，车身底部固定感应线圈，通过充电装置与蓄电池相连，汽车在此路面上行驶

时，就可以进行充电。汽车匀速行驶的过程中，下列说法正确的是

Kmym底*一

A.感应线圈中电流的磁场方向一定与路面线圈中电流的磁场方向相反

B.感应线圈中产生的是方向改变、大小不变的电流

C.给路面下的线圈通以同向电流，不会影响充电效果

D.感应线圈一定受到路面线圈磁场的安培力，会阻碍汽车运动

【答案】D学

【解析】由于路面下铺设圆形线圈，相连两个线圈的电流相反，所以感应线圈中电流的磁场方向不一定与

路面线圈中电流的磁场方向相反，A错误；由于路面上的线圈中的电流不知如何变化，即产生的磁场无法确

定变化情况，所以感应线圈中的电流大小不能确定，B错误；路面下的线圈通以同向电流，则线圈产生的磁

场方向相同，在汽车运动过程中产生的感应电流与路面线圈反向时不同，充电效果不同，C错误；感应线圈

随汽车一起运动过程中中会产生感应电流，在路面线圈的磁场中受到的安培力，根据“来拒去留”可知，此安

培力阻碍相对运动，即阻碍汽车运动，D正确.

【点睛】解决本题的关键掌握楞次定律的内容，知道感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变

化，并能理解法拉第电磁感应定律的应用.

3.如图所示，PQ、MV是放置在水平面内的光滑导轨，G”是长度为Z、电阻为/•的导体棒，其中点与一端

固定的轻弹簧连接，轻弹簧的劲度系数为•导体棒处在方向向下、磁感应强度为5的匀强磁场中.图中£是

电动势为£、内阻不计的直流电源，电容器的电容为C闭合开关，待电路稳定后，下列选项正确的是

A.导体棒中电流为快+r+&

BLE

B.轻弹簧的长度增加+

BLE

C.轻弹簧的长度减少》」+a)

与

D.电容器带电量为卜+勺I

【答案】D

【解析】导体棒中的电流为：I=三，故A错误；由左手定则知导体棒受的安培力向左，则弹簧长度减少,

由平衡条件：=代入1得：Ar=7^-,故BC错误；电容器上的电压等于导体棒两端的电压,

Q=CU=C-^-r,故D正确；故选Do

【点睛】电路稳定后电容器相当于断路，根据欧姆定律求导体棒中的电流，由Q=CU求电容器的带电量.

4.超导体的电阻为零，现有一个本来无电流的固定的超导体圆环如图所示，虚线为其轴线，在其右侧有一

个条形永磁体，当永磁体从右侧远处沿轴线匀速穿过该圆环直至左侧远处的过程中，下列人£图所反映的电

流情况合理的是哪个？假设磁体中心刚好处于圆环中心为零时刻，从右向左看逆时针电流规定为正方向

()

A.AB.BC.CD.D

【答案】A

【解析】条形磁铁从右向左插入线圈时，根据楞次定律可知，线圈中产生从右向左看逆时针电流，当线圈

位于磁铁中心位置时，磁通蚩最大，磁通蚩的变化率也最大，感应电流最大；当磁铁从左边离开磁场时，

根据楞次定律可知，线圈中产生从右向左看逆时针电流；故选项A正确，BCD错误；故选A.

5.如图所示，螺线管与电阻A相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管，下列说法正

确的是

A.磁铁刚离开螺线管时的加速度等于重力加速度

B.通过电阻的电流方向先由a到b,后由6到a

C.磁铁减少的重力势能等于回路产生的热量与磁铁增加的动能之和

D.图中a点的电势始终低于6点的电势

【答案】C

【解析】A、磁铁刚离开螺线管时，正在远离螺线管，磁铁受到的磁场力阻碍磁铁远离螺线管（去留），则

加速度a<g,故A错误；学

BD、当磁铁N极向下运动，导致穿过线圈的磁通量变大，且方向向下，则由楞次定律可得线圈中产生感应

电流方向盘旋而上，螺线管上端相当于电源的正极，所以通过R的电流方向为从b到a,当S极离开螺线管

时，穿过线圈的磁通量变小，且方向向下，则螺线管下端相当于电源的正极，所以通过R的电流方向为从a

到b,则a点的电势先低于b点的电势，后高于b点电势，故B、D错误；

C、根据能量守恒可知磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量和磁铁增加的动能之和，故C正确；

故选Co

【点睛】考查了楞次定律的应用，重:点是根据磁通量的变化判断出感应电流的有无和方向，能根据来拒去

留的判断口诀分析在各点的受力情况。

6.铺设海底金属油气管道时，焊接管道需要先用感应加热的方法对焊口两侧进行预热.将被加热管道置于

感应线圈中，当感应线圈中通以电流时管道发热.下列说法中正确的是（）

A.管道发热是由于线圈中的电流直接流经管道引起的

B.感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热加热管道的

C.感应线圈中通以恒定电流时也能在管道中产生电流

D.感应线圈中通以正弦交流电在管道中产生的涡流也是交流电

【答案】D

【解析】高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉

第电磁感应定律分析可知，电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感应电动势越大，感应电

流越大，焊缝处的温度升高的越快。管道发热是由于线圈的作用，导致管道有涡流，A错误；感应加热是利

用线圈变化的磁场，从而产生感应电场，形成涡流，B错误；感应线圈中通以正弦交流电在管道中产生的涡

流也是交流电，C错误D正确.

【点睛】高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉

第电磁感应定律分析电流变化的频率与焊缝处的温度升高的关系.焊缝处横截面积小，电阻大，电流相同,

焊缝处热功率大，温度升的很高.

7.如图所示，在同一水平面内有两根光滑平行金属导轨MN和PQ,在两导轨之间竖直放置通电螺线管，

ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别放在螺线管的左右两侧，保持开关闭合，最初两金属棒处于

静止状态.当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，ab和cd两棒的运动情况是

A.ab、cd都向左运动

B.ab、cd都向右运动

C.ab向左,cd向右

D.ab向右，cd向左

【答案】D

【解析】当变阻器滑片向右滑动时，电路的电流大小变小，线圈的磁场减弱；根据安培定则由电流方向可

确定线圈的磁场方向垂直于导轨向下。由于线圈处于两棒中间，所以穿过两棒所围成的磁通量变小，由楞

次定律：增反减同可得，线框abdc产生顺时针方向感应电流。最后根据左手定则可确定安培力的方向：ab

棒处于垂直向上的磁场，且电流方向b—a,则安培力方向向右。cd棒处于垂直向上的磁场，且电流方向de,

则安培力方向向左，即两棒相互靠近，D正确.

【点睛】两棒将线圈围在中间，则穿过两棒所围成的面积的磁场方向是竖直向下.原因是线圈内部磁场方

向向下，而外部磁场方向向上，且向下强于向上.学

8.如图甲所示，在倾角a=37。的光滑平行导轨上，有一长度恰等于导轨宽度的均匀导体棒AB,平行于斜

面底边CD由静止释放。导轨宽度L=10cm,在AB以下距离AB为Xi的区域内有垂直于导轨的匀强磁场，

该区域面积S=0.3m2匀强磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，导体棒AB在t=ls时进入磁场

区域,并恰好做匀速直线运动，己知导体棒AB的电阻r等于电阻R=6C,导轨足够长，重力加速度g=10m/s2,

则

//~~71

…7'r:r,

//?/—

A.异体棒AB在磁场外运动时没有感应电流产生

B.位移xi为3m

C.导体棒AB进入磁场后感应电动势为0.6V

D.在前2s内电路中产生的内能为0.15J

【答案】B

【解析】A.导体棒没有进入磁场区域时穿过回路的磁感应强度不断增大，闭合回路的磁通量发生变化，回

路产生感应电流，故/错误；

B.导体棒没有进入磁场前，由牛顿第二定律得：m庚ina=zna,解得：3=6切/啰,导体棒进入磁场前做初速度

~19

x.=-at=—x6x1—3m

为零的匀加速直线运动，则I____,故8正确；

C.导体棒进入磁场时的速度：gat=6x1=6m/s,由图2所示图象可知，导体棒进入磁场后磁场的磁感应

强度5=27,感应电动势：丘BLt；=2x0.1x6=1.24,故。错误；

E2(AJ(0.6)2

Qi=——x£=-----xt=-----x1=0.03/

D、在第一秒内，产生的热量为I2R________2R12__________J，然后磁场不变，导体棒在磁场中

做匀速运动，由于该区域的面积为S=0.3m2,所以有磁场的斜面长度为3m,导体棒在磁场中运动了

在1.5s-2s时间内导体棒已经离开了磁场，所以回路中不产生内能，故在前2s内电路中产生的内能为0.09J,

故D错误；

故选B

9.如图示，在平行于水平地面的匀强磁场上方有两个竖直放置的正方形闭合线圈，两线圈用相同的金属材

料制成，匝数相同，边长相同，a线圈的导线比b线线圈的粗。若磁场高度大于线圈边长，将两线圈从相同

的高度由静止开始同时释放，则下列说法正确的是

臼3

A.a、b线圈将同时落地

B.a线圈将先落地

C.a线圈将后落地

D.无法判断谁先落地

【答案】A

【解析】设两线圈的边长为L,横截面积为S,电阻率为p=,密度为p5,质量为m,进入磁场后速度为v

时加速度为a,根据牛顿第二定律得：mg『=ma,则得：a=g-譬=g-兽开=g-金，

可知a与横截面积S无关，所以a、b线圈在运动过程中加速度时刻相同，速度也就时刻相同，所以a、b

同时落地。故A正确，BCD错误。故选A。

点睛：本题的关键在于分析两线圈的加速度与横截面积无关，要将质量和电阻细化，根据表达式来分析加

速度的关系，从而得出它们运动情况的关系.

10.如图甲所示，是某电磁泵的结构示意图，竖直面上的矩形铁芯留有缝隙，缝隙间垂直嵌入横截面为矩

形的金属泵沟（泵沟是闭合的环形，图中只画出了一部份），泵沟与铁芯间绝缘，泵沟内是液态金属，它

的左右侧接有电极。图乙给出了绕组的绕线和整个电路的连接情况。由此可判断，当接通交流电源后，泵

沟内的液态金属流动的情况是

图甲图乙

A.始终由内流向外B.始终由外流向内

C.内外来回流动D.不会流动

【答案】A

【解析】线圈中接有交变电流，交变电产生交变磁场，交变磁场在泵沟内产生交变电场，当产生的交变磁

场方向竖直向下在增大时，根据“麦克斯韦电磁场''理论可知，在泵沟中产生从上往下看逆时针的电场，在电

场中形成逆时针的电流，所以液态金属流动方向从内流向外，同理可知，当产生的交变磁场方向竖直向上

在增大时，液态金属流动方向从内流向外，故A正确。学

11.学技术是一把“双刃剑”，对人类既有有利的一面，也有有害的一面，关键在于正确认识加以应用。

下列关于物理现象或应用的叙述中，不正确的是

A.洗衣机脱水时滚筒高速旋转把附着在衣物上的水分甩掉，这是离心现象

B.轮船航行时，如果所受波浪冲击力的频率接近轮船左右摇摆的固有频率，轮船可能倾覆

C.机场、车站等重要场所的安检门利用涡流工作，可以探测人身携带的金属物品

D.用X射线照射草薄，可以杀死使食物腐败的细菌，延长保存期

【答案】D

【解析】洗衣机脱水时滚筒高速旋转把附着在衣物上的水分甩掉，这是离心现象，选项A正确；轮船航行

时，如果所受波浪冲击力的频率接近轮船左右摇摆的固有频率，轮船就会产生共振，可能倾覆，选项B正

确；机场、车站等重要场所的安检门利用涡流工作，可以探测人身携带的金属物品，选项C正确；用丫射

线照射食品，可以杀死使食物腐败的细菌，延长保存期，选项D错误。此题选择不正确的选项，故选D.

12.法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机，原理如图所示。铜质圆盘水平放置在竖直

向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个带摇柄的转轴，边缘和转轴处各有一个铜电刷与其紧贴，用导线

将电刷与电阻A连接起来形成回路，其他电阻均不计。转动摇柄，使圆盘如图示方向匀速转动。已知匀强

磁场的磁感应强度为5,圆盘半径为「，电阻的功率为A则

A,圆盘转动的角速度为应1,流过电阻A的电流方向为从c到d

…转动的角速度盟流―为从皿

C.圆盘转动的角速度为II,流过电阻R的电流方向为从。到"

CT

D.圆盘转动的角速度为HU流过电阻A的电流方向为从d到c

【答案】D

【解析】将圆盘看成无数幅条组成，它们都切割磁感线，从而产生感应电动势，出现感应电流，根据右手

定则圆盘上感应电流从边绦流向圆心，则流过电阻R的电流方向为从d到c；根据法拉第电磁感应定律，得

圆盘产生的感应电动势E=Brv=Br-^=芝沁,电阻消耗的电功率P=y=空巴：，解得口=察,

D正确

【点睛】注意：一、切割磁感线相当于电源，内部电流方向是从负极到正极；由于半径上每点的切割速度

不同，但是均匀增大的，故可等效切割速度为老.

13.图（甲）为手机及无线充电板。图（乙）为充电原理示意图。充电板接交流电源，对充电板供电，充电板

内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对

手机电池充电。为方便研究，现将问题做如下简化：设送电线圈的匝数为m，受电线圈的匝数为2，面积

为S,若在ti到t2时间内，磁场（垂直于线圈平面向上、可视为匀强磁场）的磁感应强度由&均匀增加到B2。

下列说法正确的是

（甲）

A.受电线圈中感应电流方向由d到c

B.c点的电势高于d点的电势

%（反—4）s

C.c、d之间的电势差为—J

12Tl

一心（B,一耳）S

D.c、d之间的电势差为一J

12一‘I

【答案】D

【解析】根据楞次定律可知，受电线圈内部产生的感应电流方向俯视为顺时针，受电线圈中感应电流方向

由c到d,所以c点的电势低于d点的电势，故AB错误；根据法拉第电磁感应定律可得c、d之间的电势

△①%（丛一4）s

差为U“,=E=笆=上=—岂一，故C错误，D正确；故选D。学

Z12Tl

【点睛】根据楞次定律判断感应电流方向，从而确定感应电动势的高低；根据法拉第电磁感应定律求解感

应电动势的大小.

14.如图所示，固定在水平面上的光滑平行导轨间距为乙右端接有阻值为/?的电阻，空间存在方向竖直、

磁感应强度为3的匀强磁场。质量为〃、电阻为/•的导体棒助与固定弹簧相连并垂直导轨放置。初始时刻,

弹簧处于自然长度。现给导体棒水平向右的初速度均，导体棒开始沿导轨往复运动，运动过程中始终与导

轨垂直并保持良好接触。若导体棒电阻r与电阻A的阻值相等，不计导轨电阻，则下列说法中正确的是

A.初始时刻导体棒受到的安培力方向水平向右

B.初始时刻导体棒两端的电压Uab=BLvo

C.导体棒开始运动后速度第一次为零时，弹簧的弹性势能Ep=gm说

D.导体棒整个运动过程中电阻上产生的焦耳热Q=

【答案】D

【解析】导体棒开始运动的初始时刻，由右手定则判断可知：ab中产生的感应电流方向从a-b,由左手定

则判断得知ab棒受到的安培力向左，A错误；导体棒开始运动的初始时刻，ab棒产生的感应电势为

E=BLVQ.由于r=R,所以导体棒两端的电压。=3E=gB错误；由于导体棒运动过程中产生电

能，所以导体棒开始运动后速度第一次为零时，根据能量守恒定律得知：系统的弹性势能小于g物H，故C

错误；金属棒最终会停在初始位置，在金属棒整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热

Q———^vo=—次%.,D正确.

224

【点睛】根据右手定则判断出初始时刻感应电流的方向，再根据左手定则判断出安培力的方向；由E=BL'

和欧姆定律求解导体棒两端的电压：导体棒运动过程中，产生电能，根据功能关系分析导体棒开始运动后

速度第一次为零时系统的弹性势能；根据能量守恒求解在金属棒整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热,

弄清运动过程中能量如何转化，并应用能量转化和守恒定律分析解决问题是此题关键.

15.一条形磁体平放在水平桌面上，一闭合线圈保持在竖直平面内，从条形磁铁探出桌面的一端的左上方

竖直下落，线圈平面垂直于磁铁（如图）。在线圈通过磁铁截面的过程中磁铁一直静止，关于磁铁的受力

分析正确的是

左«、—＞右\

A.线圈中感应电流的方向不会变化

B.磁铁受桌面的支持力一直大于重力

C.磁铁受到桌面的摩擦力一直向右

D.磁铁受到桌面的摩擦力一直向左

【答案】B

【解析】线圈向下运动的过程中穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知，线圈产生的感应电

流的方向一定会发生变化。故A错误；根据楞次定律可知，线圈向下运动的过程中，产生的感应电流对线

圈一直存在阻碍作用，即磁铁对线圈一直有向上的作用力，根据牛顿第三定律可知，线圈对磁体一直有向

下的作用力，所以磁铁受桌面的支持力一直大于重力。故B正确；根据楞次定律，线圈在桌面以上时，线

圈对磁体的作用力的方向为右下方，所以磁铁还要受到向左的摩擦力；而线圈在桌面以下时，线圈对磁体

的作用力的方向为左下方，所以磁铁还要受到向右的摩擦力。故CD错误。故选B。

点睛：首先应掌握楞次定律的基本应用，楞次定律的第二描述是能量守恒定律在电磁感应现象中得出的必

然结果。一般在解决有关相对运动类问题时用楞次定律的第二描述将会非常简便。

16.如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图甲所示，左线圈连着正方形线框a6cd线框所

在区域存在变化的磁场，取垂直纸面向外为正，磁感应强度随时间变化如图乙所示，不计线框以外的感生

电场，右侧线圈连接一定值电阻兄下列说法中正确的是

A.设&、&时刻ab边中电流大小分别为人、瓦则有了1＜方,定值电阻/?中有电流

B.4友时间内通过劫边电量为0,定值电阻??中无电流

C.fi时亥ij助边中电流方向由扫6,e点电势高于，点

D鹏时刻ab边中电流方向由/Sa,，点电势高于e点

【答案】D

E=zi—=n—S

【解析】根据法拉第电磁感应定律I_____At-I,ti时刻磁感应强度的变化率小于t3时刻的变化率，故

用〉后，由于公，石大小均不变，由法拉第电磁感应定律可知，副线圈中不会有感应电流出现，故A

错误；4。时间内有恒定感应电流，通过ab电量不为0,由于副线圈磁通量不变，定值电阻R中无电流，

通过R的电量为0,故B错误：匕时刻磁场方向向里且均匀增加，根据楞次定律，ab边中电流方向由a-b,

原线圈中电流值恒定，副线圈中不产生感应电动势，e点电势等于f点电势，故C错误；ts时刻磁场均匀减少，

根据楞次定律，ab边中电流方向由b-a;原线圈中电流变化，副线圈中产生感应电动势（感应电动势上正下

负），因此e点电势高于f点，故D正确。学

17.如图所示是某校首届中学生创意物理实验设计展评活动中获得一等奖的作品《小熊荡秋千》。两根彼

此靠近且相互绝缘的金属棒C、。固定在铁架台上，C、〃的两端用柔软的细导线吊了两个铜线圈只Q（Q

上粘有一张小熊的图片），并组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆动线圈。

时，线圈。也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千。关于此作品，以下说法正确的是（）

A.P向右摆动的过程中，尸中的电流方向为逆时针方向（从右向左看）

B.P向右摆动的过程中，。也会向右摆动

C.P向右摆动的过程中，Q会向左摆动

D.若用手左右摆动Q,p会始终保持静止

【答案】B

【解析】P向右摆动的过程中，穿过P的磁通量,减小，根据楞次定律，P中有顺时针方向的电流（从右向左

看），故A错误；P向右摆的过程中，P中的电流方向为顺时针方向，则Q下端的电流方向向外，根据左

手定则知，下端所受的安培力向右，则Q向右摆动。同理，用手左右摆动Q,P会左右摆动，故B正确，

CD错误。故选B。

t点睛】当P摆动时，穿过P的磁通量发生变化，产生感应电流，由于P和Q形成闭合回路，Q的下端受

到安培力的作用而发生摆动.结合楞次定律和左手定则进行判断.

18.如图所示，间距为L的足够长的平行金属导轨固定在斜面上，导轨一端接入阻值为R的定值电阻，t=0

时，质量为m的金属棒由静止开始沿导轨下滑，t=T时，金属棒的速度恰好达到最大值vm,整个装置处于

垂直斜面向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为N，金属棒在运动过程

中始终与导轨垂直且接触良好，金属棒及导轨的电阻不计，下列说法正确的是（）

R

A.r=-时，金属棒的速度大小为人

22

B.OT的过程中，金属棒机械能的减少量等于R上产生的焦耳热

C.电阻R在0工内产生的焦耳热小于工T内产生的焦耳热

22

TT

D.金属棒0-内机械能的减少量大于一T内机械能的减少量

22

【答案】C

【解析】A项：速度达到最大值匕，前金属棒做加速度减小的加速运动，故相同时间内速度的增加量减小，

所以，=工时，金属棒的速度大于人,故A错误；

22

B项：由能量守恒，0~T的过程中，金属棒机械能的减小等于R上产生的焦耳热和金属棒与导轨间摩擦

生热之和，故B错误；

C项：0~工内金属棒的位移小于1~7的位移，金属棒做加速运动，其所受安培力增大，所以1~7内

222

金属棒克服安培力做功更多，产生的电能更多，电阻R上产生的焦耳热更多，故C正确；

D项：三~7内的位移比0~工内的位移大，故工~T内滑动摩擦力对金属棒做功多，由功能关系得

222

W,+Q=AE,《〜T内金属棒机械能的减小量更多，故D错误。

点晴：解决本题关键理解导体棒克服安培力做功等整个回路中产生的焦耳热，注意导体棒与导轨间还有摩

擦产生热量，综合功能关系即可求解。学

19.面积为0.04m2的10匝线框abed固定于图甲所示的磁场中，规定磁场垂直纸面向里为正，磁感应强度

随时间的变化如图乙所示。线框总电阻R=100C,则下列说法正确的是

XXXX——

XXXXXX/：/：/：

XXXXXX。：/:J

xXxx*v[卜”•

XOXXXXixIj//；

图甲「阴乙

A.通过线框中的电流方向始终是adeba

B.ab边受到的安培力大小是恒定的

C.在13s内，线框磁通量的变化量是1.6xl0-2wb

D.在13s内，通过线框导线某个截面的电荷量是1.6xl(Hc

【答案】D

【解析】A：在01s内，线圈面积不变，磁感应强度是向里的增大;则感应磁场方向向外，感应电流方向

abcda。故A项错误。

B：磁场均匀变化，产生的感应电动势一定，产生的感应电流一定。磁场强弱不断变化，ab边受到的安培力

大小是变化的。故B项错误。

C：在13s内，线框磁通量的变化量碗=2gs=2x2x10-2=004=11工二;回。故c项错误。

N^BS~~NABS~

q=It=-------1=-------=1.6X104C

D：在13s内，通过线框导线某个截面的电荷量I________空R_______________L故D项正确。

EA①△£△中

q=/•At=---At=n-------------n——

点睛：感应电量I_________&________AtR忌_%,这个规律要能熟练推导并应用。

20.如图所示，将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把铿刀上，一端接上电池（电池另一极与铿刀接触），手

执导线的另一端，在锤刀上来回划动，由于锂刀表面凹凸不平，就会产生电火花。下列说法正确的是

A.产生电火花的回路只由导线与电池组成

B.如导线端只向一个方向划动也能产生电火花

C.锂刀采用什么材料制成对实验没有影响

D.导线端划动的方向决定了自感电动势的方向

【答案】B

【解析】当导线头在桂刀上滑动时，导线所连接的电路时通时断，电流时有时无，产生变化的感应磁场，

故产生电火花的回路由导线、电池和铿刀组成，滑动的方向对产生电火花没有影响，因为要与导线和电池

组成一个回路，故桂刀应选用金属材料制成的，根据楞次定律可知，当导线中的电流增大时，自感电动势

的产生的感应电流方向与原电流方向相反，当导线中的电流减小时，自感电动势的产生的感应电流方向与

原电流方向相同，故自感电动势的方向与导线中电流的增大与减小有关，与导线端划动方向无关，故ACD

错误，B正确；故选B.

21.如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，圆形金属环5正对电磁铁4当导线"N在导轨上向

右加速滑动时，则

N

A."N导线无电流，5环无感应电流

B.MV导线有向上电流，/环无感应电流

C./WV导线有向下电流，从左向右看5有逆时针方向电流

D.MV导线有向上电流，从左向右看5有顺时针方向电流

【答案】D

【解析】导线MN向右加速滑动，导线产生由N到M的电流，感应电动势E=BLv增大，通过电磁铁A的

电流增大，电磁铁A产生的磁感应强度变大，穿过金属环B的磁通量增大，B中产生感应电流，由楞次定

律可知，为阻碍磁通量的增加，感应电流方向与A中的相反，即从左向右看B有顺时针方向电流；故ABC

错误，D正确；故选D。

TT

22.如图所示区域内存在匀强磁场，磁场的边界由x轴和片=2sin（5*）曲线围成（把2m）,现把一边长Z

=2m的正方形单匝线框以水平速度110m/s匀速地拉过该磁场区，磁场区的磁感应强度为0.4T,线框

电阻7?=0.5C,不计一切摩擦阻力，则（）

y/m

4OB2x/m

A.水平拉力厂的最大值为8N

B.拉力厂的最大功率为12.8W

C.拉力厂要做25.6J的功才能让线框通过此磁场区

D.拉力厂要做12.8J的功才能让线框通过此磁场区

【答案】C

【解析】A、B、线框切割磁感线产生的感应电动势为:

E=Blv=Bvy=Bv?—-

22

当了最大时，E最大,最大值为：Em=2Bvymax=2x0.4x10V=8V

E8

感应电流最大值为：Im=3=—A=16A

R0.5

安培力最大值：^=BIymax=0.4xl6x2N=12.8N

则拉力最大值：耳玄m=F=12.8N

拉力的最大功率为：P=耳,mV=12.8xlOW=128W,故AB错误;

<2x822x2

C、D、整个过程拉力做功为:W=-----x----=25.6J

2x0.510

,C正确，D错误。学

故选C。

23.如图，两同心圆环/、/置于同一水平面上，其中夕为均匀带负电绝缘环，/为导体环.当3绕环心转

动时，导体环力产生顺时针电流且具有扩展趋势，则6的转动情况是（）

A.顺时针加速转动

B.顺时针减速转动

C.逆时针加速转动

D.逆时针减速转动

【答案】A

【解析】由图可知，/中感应电流为顺时针，由楞次定律可知，感应电流的内部磁场向里，由右手螺旋定则

可知，引起感应电流的磁场可能为：向外增大或向里减小；若原磁场向外，则g中电流应为逆时针，由于夕

带负电，故5应顺时针转动且转速增大；若原磁场向里，则5中电流应为顺时针，则b应逆时针转动且转

速减小；又因为导体环/具有扩展趋势，则3中电流应与力方向相反，即夕应顺时针转动且转速增大，A

正确.

24.如图，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，底端接电阻R,轻弹簧上端固定，下端悬挂质量为m的

金属棒，金属棒和导轨接触良好，除电阻R外，其余电阻不计，导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨

所在平面。静止时金属棒位于A处，此时弹簧的伸长量为A1,弹性势能为纥,，重力加速度大小为g。将金

属棒从弹簧原长位置由静止释放，金属棒在运动过程中始终保持水平，则

A.金属棒第一次到达A处时，其加速度方向向下

B.当金属棒的速度最大时，弹簧的伸长量为A1

C.电阻R上产生的总热量等于mgAl-Ep

D.金属棒第一次下降过程通过电阻R的电荷量与第一次上升过程的相等

【答案】C

【解析】A项：在A点受重力，弹力，且两力大小相等，运动到A点还受到安培力，根据左手定则可知，

安培力方向向上，所以其加速度方向向上，故A错误；

B项：若没有磁场，金属棒回到A处时速度最大，有磁场时，由于电磁感应产生感应电流，金属棒将受到

安培阻力作用，则在A处上方速度达到最大，此时感应电流最大，所以弹蓄长度小于A7,故B错误；

C项：金属棒最后静止在A处，从释放到金属棒最后静止的过程中，其重力势能减小，转化成内能和弹雷的

弹性势能，根据能量守恒可知，Q-Ep,故C正确；

D项：根据能量守恒可知，第一次下降的位移大小第一次上升的位移，根据9等可知，金属棒

第一次下降过程通过电阻R的电荷量大于第一次上升过程通过电阻R的电荷量，故D错误。

25.在水平桌面上，一个面积为S的圆形金属框，圆形金属框与一个平行金属导轨相连接，导轨上放置一根

导体棒，导体棒的长为Z,电阻为A且与导轨接触良好，其余各处电阻不计，将它们置于同一个匀强磁场中,

磁感应强度B随时间「的变化关系如图所示。O-ls内磁场方向垂直线框平面向里。若导体棒始终保持静止,

则其所受的静摩擦力，随时间变化的图象是图中的（设向右为力的正方向）（）

C.

【答案】B

【解析】在0到1秒内磁感应强度B随时间t的均匀增加，则由法拉第电磁感应定律得感应电动势恒定不

变，则电流也不变。再由楞次定律可得感应电流方向逆时针，则根据左手定则可得导体棒受到的安培力的

方向为向左，大小恒定，所以棒受到的静摩擦力方向为向右，即为正方向。且大小f=Fz=BIL成线性增大;

而在1秒到2秒内磁感应强度大小不变，则线圈中没有感应电动势，所以没有感应电流，则也没有安培力。

因此棒不受静摩擦力。在2到3秒内磁感应强度B随时间t的均匀减小，则由法拉第电磁感应定律得感应

电动势恒定不变，则电流也不变。再由楞次定律可得感应电流方向顺时针，则根据左手定则可得导体棒受

到的安培力的方向为向右，大小恒定，所以棒受到的静摩擦力方向为向左，即为负方向。且大小f=F，,：=BIL

成线性减小；故B正确，ACD错误。故选B.学

点睛：本题让学生掌握法拉第电磁感应定律来算出感应电动势大小，而楞次定律来确定感应电流的方向，

左手定则来判定安培力的方向.

26.如图甲所示，一个U形光滑足够长的金属导轨固定在水平桌面上，电阻|R=10Q其余电阻均不计，两导

轨间的距离巨葬，有一垂直于桌面向下并随时间变化的匀强磁场，磁感应强度3随时间t的变化规律如

图乙所示。一个电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨两边垂直。在t=0

时刻,金属杆紧靠在最左端，杆在外力的作用下以速度叵三国回向右做匀速运动。下列说法中正确的是（）

A.当正福时，穿过回路的磁通量为|0-16”月

B.当1=4耳时,电路中感应电动势的大小区三0.02日

C.当匹因时，金属轩所受到的安培力的大小为应亚M

D.在|0-4s|内,流过电阻的感应电流随时间均匀增加

【答案】D

【解析】当t=4s时，金属杆的位移为：X=vt=0.5x4?n=2m,则穿过回路的磁通量为：

<#«=B5=Blvt=0,2X0,2x4xO.SWb=0.081V&,电路中感应电动势大小为：

E=Blv+^-=0.2x0,2x0.5V+^V=0.04V,根据欧姆定律可得电路中的电流为：

jr4

I=：=等A=0.004/1,金属杆所受到的安培力的大小为：F=Bll=0.2X0.004x0.2N=1,6x10-4N,

故ABC错误.根据法拉第电磁感应定律得：E=52+与，其中3=H=苧t=0Q5t,

dr4

年=壬5=吃"•戊=竽x0.2x0.5f=0.005t,故E=BN+£=0.05(X0.2X0.5+O.OOSt=O.Olt,则

感应电流/=：=等A=OQOltG）,故D正确；故选D.

27.被弯成正弦函数图像形状的导体棒a和直导体棒b放置在如图所示的坐标系中，a、b的右端通过导线

与阻值R=5C的电阻连接，导体棒c与v轴重合，整个装置处在方向垂直坐标系向里、磁感应强度B=1T

的匀强磁场中（图中未画出），除R外不计一切电阻，现使导体棒c在水平力F作用下从图示位置以v=5m/s

的速度匀速运动至a、b右端，整个过程中导体棒a、b和c保持良好接触，不计一切摩擦，则

A•

U

A.流过电阻R的电流方向如图中箭头所示

B.水平力F的最小值为0.32N

C.水平力F的最大功率为7.2W

D.电阻R产生的总热量为2.56J

【答案】C

【解析】A、导体棒c向右运动时，穿过回路的磁通量减小，根据楞次定律“增反减同''知，感应电流的磁场

垂直坐标系向里，由安培定则可知，流过电阻R的电流方向与如图中箭头所示的方向相反，故A错误.

B、c棒有效切割的长度最小值为Lmi„=0Am,产生的感应电动势最小值为

Emin=BLminv=lxO.4x5V=2V，感应电流最小值为lmin=0.4A，c棒所受安培力的最小值为

七”而=5。而L,“,“=1X0.4X0.4N=0.16N,金属棒匀速运动，由平衡条件可得，水平力F的最小值为

"J=D16N.故B错误•

C、c棒有效切割的长度最大值为L,IUU.=1.2m,产生的感应电动势最大值为

Emax=BL^v=1x1.2x5V=6V,感应电流最大值为/皿=1.2A,c棒所受安培力的最大值为

F

H，nax=BIniaxL,nax=1X1.2X1.2^=1.447V，金属棒匀速运动，由平衡条件可得，水平力F的最大值为

工g=GM5=L44N,水平力F的最大功率为匕皿v=1.44x5W=7.2W故C正确.

D、在回路中c棒产生的瞬时电动势为

e=BLv=B(GAsin7cvt+0.8)v=1x(0.4s/ux5f+0.8)x5=(2s加5m+4)V,可看成正弦式电动势和

恒定电动势叠加而成，正弦式电动势的最大值为Em=2V,有效值为片=辰，恒定电动势为马=4丫，

((E,)23)21

所以电阻R产生的总热量为。=+r=2.3687,故D错误.学

RR

故本题选：C

28.如图所示,正方形ABCD区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。一个等腰直角三角形导体框abc与ABCD

在同一平面内，be边与磁场的边界BC在同一直线上，be的长是BC长的一半。现让导体框匀速向右通过磁

场区，速度方向始终平行于BC边。设沿顺时针方向为感应电流的正方向，则在导体框穿过磁场区的过程中，

导体框中产生的感应电流随时间变化关系图象正确的是

D.............

【答案】D

【解析】导线框进入磁场过程中，根据楞次定律可得电流方向为逆时针，且导线框进入磁场过程中，有效

切割长度逐渐减小，感应电流减小。

导线框完全在磁场中时，感应电流为零。

导线框离开磁场的过程中，根据楞次定律可得电流方向为顺时针，目导线框离开磁场过程中，有效切割长

度逐渐减小，感应电流减小。

故D项正确。

29.29.两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置，顶端接一电阻R,导轨所在平面与匀强磁场垂直。将

一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接，金属棒和导轨接触良好，重力加速度为g,如图所示。现将金属

棒从弹簧原长位置由静止释放，则()

A.金属棒在最低点的加速度小于g

B.回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量

C.当弹簧弹力等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大

D.金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度

【答案】AD

【解析】金属棒先向下做加速运动，后向下做减速运动，假设没有磁场，金属棒运动到最低点时，根据简

谐运动的对称性可知，最低点的加速度等于刚释放时的加速度g,由于金属棒向下运动的过程中，产生感应

电流，受到安培力，而安培力是阻力，则知金属棒下降的高度小于没有磁场时的高度，故金属棒在最低点

的加速度小于g.故A正确.根据能量守恒定律得知，回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量与

弹簧弹性势能增加量之差.故B错误.金属棒向下运动的过程中，受到重力、弹簧的弹力和安培力三个力

作用，当三力平衡时，速度最大，即当弹簧弹力、安培力之和等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大.故

C错误.由于产生内能，弹簧具有弹性势能，由能量守恒得知，金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低

于静止释放时的高度.故D正确.故选AD。

考点：能量守恒定律；楞次定律

【名师点睛】本题运用力学的方法分析金属棒的运动情况和受力情况及功能关系，金属棒的运动情况：先

向下做加速运动，后向下做减速运动，当重力、安培力与弹簧的弹力平衡时，速度最大.此题的难点是运

用简谐运动的对称性分析金属棒到达最低点时的加速度与g的关系。学

30.如图所示，在同水平面内有两根光滑平行金属导轨和0Q,在两导轨之间竖直放置通电螺线管，ab

和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别放在螺线管的左右两侧，保持开关闭合，最初两金属棒处于静

止状态。当滑动变阻器的滑动触头向左滑动时，棒和cd棒的运动情况是

，*、

1A

(Un'1

A.a6、cd都不动

B.ab、cd都右运动

C.ab向左，cd向右

D.ab向右，cd向在

【答案】C

【解析】当变阻器滑片向左滑动时，电路的电流大小变大，线圈的磁场增加：根据安培定则由电流方向可

确定线圈的磁场方向垂直于导轨向下.由于线圈处于两棒中间，所以穿过两棒所围成的磁通量变大，由楞

次定律：增反减同可得，线框abdc产生逆时针方向感应电流.最后根据左手定则可确定安培力的方向：ab

棒处于垂直向上的磁场，且电流方向ab,则安培力方向向左.cd棒处于垂直向上的磁场，且电流方向de,

则安培力方向向右.故选C.

点睛：两棒将线圈围在中间，则穿过两棒所围成的面积的磁场方向是竖直向下.原因是线圈内部磁场方向

向下，而外部磁场方向向上，且向下强于向上.

31.如图甲所示，质量为2.0x10-3g的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中，“”形框的水平部分CD

长为0.20m,处于磁感应强度大小为Bi=0.1T、方向水平向右的匀强磁场中，有一匝数为300匝、横截面

积为0.01m2的竖直放置的线圈，通过开关S与两水银槽相连，线圈内有沿轴线方向通过的磁场，其磁感应

强度B2随时间t变化的关系如图乙所示，在t=0.22s时闭合开关S,细框瞬间跳起（细框跳起瞬间安培力

远大于重力），跳起的最大高度为0.20m,不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2,下列说法正确的是

A.开关S闭合瞬间，CD中的电流方向由D到C

B.磁感应强度B2的方向竖直向下

C.开关S闭合瞬间，通过CD的电荷量为0.2C

D.O0.10s内线圈中的感应电动势大小为3V

【答案】C

【解析】A:开关S闭合瞬间，CD所受安培力的方向竖直向上，由左手定则可知，C