高考物理复习专练：电磁感应中的电路和图像问题（附解析）

电磁感应中的电路和图像问题

（选择题1-6题每小题5分，第7题6分，共36分）

D基础达标练［

1.如图是两个相互连接的金属圆环，小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一,

匀强磁场垂直穿过大金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在大环内

产生的感应电动势为E,则M、N两点间的电势差为（）

XXX

A.|EB.|EC.|ED.E

2.（多选）如图甲所示，螺线管匝数〃=1000,横截面积S=0.02电阻r=lQ,螺线

管外接一个阻值R=4Q的电阻，电阻的一端N接地.一方向平行于螺线管轴线

向左的磁场穿过螺线管,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，则（）

A.在0-4s时间内，及中有电流从M流向N

B.在7=3s时，穿过螺线管的磁通量为0.07Wb

C.在4~6s时间内，通过R的电流大小为8A

D.在4〜6s时间内,R两端电压UMN=40V

3.（2024江苏南通调研）如图所示，正方形线圈例。。W处于匀强磁场中，磁感应强

度大小为民方向与水平面的夹角为30°,线圈的边长为L,电阻为R,匝数为〃。线

圈从竖直而绕OO顺时针转至水平面的过程中，通过导线横截面的电荷量为

()

(\^+l)nFL2(V3+l)n2FL2

A，-2R-B2R

(>/3-l)nFL2(\/3-l)n2FL2

C--2^-U，2R

4.（2024湖北武汉一模）如图为用同样的细导线做成的刚性闭合线框,圆线框1的

直径与正方形线框II的边长相等，它们均放置于磁感应强度随时间线性变化的同

一匀强磁场中，磁场方向与线框所在平面垂直，则（）

A.线框I、II中产生的感应电流相等

B.线框I、n中产生的感应电动势相等

C同一时刻，通过线框］、II的磁通量相等

D.同一时间内，线框I、H产生的焦耳热相等

5.（多选）（2024重庆模拟）如图甲所示，轻质细线吊着正方形闭合线圈（上、下边均

水平），正方形线圈左右两边中点M、N连线以下区域处于垂直纸面向里的匀强磁

场中，匀强磁场的磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示。正方形

线圈的质量〃7=0.5kg、边长L=0.5m、匝数〃=4、总电阻r=2Q,重力加速度大

小g取1（）m*,下列说法正确的是（）

A.0〜4s时间内线框中感应电流沿逆时针方向

B.0〜4s时间内线框中感应电动势大小£=0.5V

C.2s末细线对正方形线圈的拉力大小F=5.25N

D.2s末细线对正方形线圈的拉力大小F=6N

6.（多选）（2024江西萍乡二模）如图所示，光滑平行金属导轨左端接一定值电阻R,

水平置于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强戚场中，导轨上有一质量为优、

电阻为R的导体棒MN以初速度叩向右运动。己知导体棒长度为&导轨间距为

L,导轨电阻不计，导体棒的瞬时速度为匕所受安培力大小为F,流过导体棒的电荷

量为小导体棒两端的电压U.下列描述各物理量随时间f或位移X变化的图像

正确的是（）

噬力提升练（

7.（多选）（2024云南昆明三模）如图所示,匝数为10匝、面积为In?、电阻为1Q

的圆形金属线框位于垂直纸面向里的匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，圆形

线框平面两端点A、8间接有阻值为2Q的定值电阻。匀强磁场的磁感应强度

随时间均匀变化的关系为8=1.2（）.3/（5的单位为T,/的单位为s）。下列说法正确

的是（）

A.圆形金属线框中感应电流沿逆时针方向

B.A点与8点间的电压为3V

C.0~2s内通过定值电阻的电荷量为2c

D.（）~4s内圆形金属线框中产生的焦耳热为4J

8.（12分）（2020全国〃外）如图所示，一边长为4）的正方形金属框MNPQ固定在水

平面内，空间存在方向垂直于水平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一长度

大于四/0的均匀导体棒以速率口自左向右在金属框上匀速滑过，滑动过程中导体

棒始终与M尸垂直且中点位于HP上,导体棒与金属框接触良好。已知导体棒单

位长度的电阻为八金属框电阻可忽略。将导体棒与M点之间的距离记为兀求导

体棒所受安培力的大小随x（OWxW&/o）变化的关系式。

素养拔高练［

9.（12分）（2025八省联考内蒙古卷）如图甲所示，两组平行金属导轨在同一水平面

固定，间距分别为d和1.54,分别连接电阻R、R2,边长为d的正方形区域存在竖

直向下的匀强磁场，磁感应强度K随时间，变化关系如图乙所示0/=（）时,在距磁

场左边界1处,一长为1.51的均匀导体棒在外力作用下，以恒定速度处向右运动,

直至通过磁场，导体棒至磁场左边界时与两组导轨同时接触。导体棒阻值为

3R用、R2的阻值分别为2R、R,其他电阻不计，导体棒与导轨垂直且接触良好。

求：

甲

（1）。得时间内囚中的电流方向及其消耗的电功率P；

（2号〜/时间内，棒受到的安培力厂交的大小和方向。

参考答案

1

LB【解析】M、N间的电势差等于路端电压，而小环电阻占电路总电阻的今

故M、N两点间电势差为(/二:£选项B正确。

2.BC【解析】在0~4s时间内，原磁场增大，则穿过螺线管的磁通量增大，根据

楞次定律可知，感应磁场方向向右，由安培定则可知,R中的电流方向从N流向M

故A错误;由题图乙可如,f=3s时磁感应强度为8=3.5T,则此时穿过螺线管的磁

通量为S=8s=3.5x0.02Wb=0.07Wb,故B正确;在4~6s时间内，感应电动势为

E=n——=-----------V=40V,则通过R的电流大小为==TTTA=8A,故

At2R+r4+1

C正确;在4〜6s时间内，根据楞次定律可知，/?中的电流从M流向N,则R两端电

压为"WN=/R=8X4V=32V,故D错误。

3.A【解析】根据法拉第电磁感应定律得E1二/怨，又7=晶=7公1,解得片〃羿，

LitKK

又因为-6，。2=8L2sin30°,0I=-8ZA：OS3O°，解得q二竺等”:故A

ZA

正确。

4.A【解析】根据法拉第电磁感应定律,线框中产生的感应电动势上二黑二

STI(4)ER

器s而9=[，则9=]，线框中产生的感应电流/=4,又R=芯，即9=

ZXt、]]d4人[[4K.、oK|)

2Hg立1I1

—=三则/=1选项A正确,B错误;同一时刻，通过线框的磁通量G=BSW；

4d4/111

(pQ

9=[,选项c错误;同一时间内，线框产生的焦耳热Q=/2R/,则甘=1选项D错

0H4Q][4

•D

7天O

5.BD【解析】由楞次定律可判断感应电流沿顺时针方向，故A错误;正方影线

圈中产生的感应电动势为£=〃葬=梆•《=0.5V,故B正确;正方形线圈中产生的

电流为/=^=0.25A,根据楞次定律可知线圈中电流为顺时针方向,线圈受到的安

培力向下，根据受力平衡可得F=mg+“B/L,由B-t图像可知」二2s时磁感应强度大

小为B=2T,联立解得Z=2s时细线对正方形线圈的拉力大小为F=6N,故C错

误,D正确。

6.AC【解析】根据牛顿第二定律有尸根据法拉第电磁感应定律有

E=BL匕其中/二喜，解得尸二噂^二团。,可知导体棒的速度逐渐减小，且加速度逐渐

ZKZK

22

减小，初始时刻安培力大小为/或故A正确,D错误;根据欧姆定律可知

。=48人=为”,则电压的最大值为qBLvo,故B错误;根据电流的定义式有

ZKZZ

°=7加=舄&=黑=则q马x成正比例关系，故C正确。

Z/\Z/\ZK

7.CD【解析】由题意知金属线框的磁场在减少,由楞次定律知圆形金属线框

中感应电流沿顺时针方向，故A错误;由法拉第电磁感应定律得，金属线框产生的

感应电动势为E=唠二N浇=10x1x0.3V=3V/点与8点间的电压为

U二急七二等x3V=2V,故B错误;()〜2s内通过定值电阻的电荷量为

q=N-^-=10xK12-03x^xl-12xl|c=2C,故C正确;0~4s内回路电流为/=/=l

1R+rI2+1IR+r

A,0~4s内圆形金属线框中产生的焦耳热为Q=-"=]2xix4J=4J,故D正确。

8/4等，(。5争。)

I华(⑨。㈤，(f/0<x<V2/0)

【解析】当导体棒与金属框接触的两点间棒的长度为/时，由法拉第电磁感应定

律可知，导体棒上感应电动势的大小为E=Blv

由欧姆定律可知，流过导体棒的感应电流为1=今

式中R为这一段导体棒的电阻。按题意有R二〃

此时导体棒所受安培力大小为F=BU

(2x,(0<x<y/0)

由题设和几何关系有/={；\

[2(V2/O-X),(y/o<x<V2Z0)

2B2V屋/

—(O<x<TZo

2)、

(竽—)，(丸〈三包)

9.(1)N到M"呼2(2)B()：f%水平向左

【解析】（1）由图乙可知在0/■时间段内，磁场均匀增加，根据楞次定律可知Ri

vo

中的电流方向为N到M;

△Be/2_