高考物理复习专练：法拉第电磁感应定律及其应用（附解析）

法拉第电磁感应定律及其应用

（选择题1~7题每小题5分,8〜10题每小题6分,11题7分，共60分）

D基础达标练［

1.（2024辽宁辽阳二模）CPU卡是一种基于芯片的智能卡，内部集成了处理器、存

储器和加密模块等多个组件，正常工作电流约为5mA。其天线为如图所示的线

圈,线圈尺寸从内到外逐渐变大，共3匝淇边长分别为2.0cm、2.2cm#2.4cm,

正常工作时匀强磁场垂直穿过线圈，磁感应强度的变化率为1（）3T/S,则CPU卡工

作时的功率约为（）

A.2.2mWB.4.2mW

C.7.3mWD.9.3mW

2.（2024河北唐山一模）用一条均匀直导线绕成如图所示的闭合回路，平行纸面放

置,小圆环半径为R,大圆环半径为4尺整个回路处于垂直纸面向外的磁场中，磁场

强度大小随时间的变化规律为B=kt也＞0）,则闭合回路产生的感应电动势大小

为（）

A.EWB.7kJiR?

C.13ER2D.19ER2

3.（2024云南昆明模拟）如图所示,在光滑的水平桌面上有一根长直通电导线MN,

通有电流/,方向由M到N,一个边长为L的正方形金属线框在外力的作用下垂直

于导线向右以⑶的速度做匀速运动，线框电阻为凡已知长直导线在其周围空间

产生的磁场大小其中々是常数，/是导线中的电流，厂是空间某点到导线的垂

直距离，则当线框运动到左边框与导线的距离为L时,线框中感应电流的大小及方

向为（）

N

M

A.第、顺时针B.粤、顺时针

Lt\K

C笔、逆时针D.警、逆时针

4.（2023浙江绍兴二模）如图所示，匀质硬导线43、AC、均为［圆弧，连接后分

别固定在xO.v、xOz.jOz平面内，圆心都在。点且半径片10cm,指向x轴正方

向的磁场以9x10-3T/S的速率均匀增大。下列说法正确的是（）

A.8C段导线中的电流从B流向C

B.导线产生的感应电动势大小为9/10-5v

C.AC段导线所受安培力方向沿y轴负方向

D.A8段导线所受安培力大小小于BC段导线所受安培力大小

5.（2024福建龙岩三模）如图所示，在竖直向下的匀强磁场B中，将一根水平放置的

金属棒MN以某一水平速度⑶抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开

磁场区域。不计空气阻力，下列关于金属棒在运动过程中的说法正确的是（）

A.机械能保持不变

B.感应电动势越来越大

C.M点电势比N点电势高

D.所受重力的功率保持不变

6.（2024江西九江二模）“匝半径为〃的圆形闭合线圈，置于如图所示的磁场中，线

圈平面与磁场方向垂直。若磁感应强度与时间的关系为8=瓦々（8）、k为常数）,

线圈中产生的感应电动势为£若磁感应强度8=及,使线圈绕直径匀速转动时，线

圈中产生的感应电动势的有效值也为E。线圈的角速度/为（）

A2

,FonrB函

——2D.—

,V2607rr,BQ

7.（2024北京东城二模）如图甲所示，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个体积很小

的磁铁，在小磁铁正下方桌面上放置一个闭合铜制线圈。将小磁铁从初始静止的

位置向下拉到某一位置后放开,小磁铁将做阻尼振动，位移x随时间t变化的示意

图如图乙所示（初始静止位置为原点,向上为正方向，经m时间，可认为振幅A衰减

到（））。不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A.x>0的那些时刻线圈对桌面的压力小于线圈的重力

B.x=0的那些时刻线圈中没有感应电流

C.更换电阻率更大的线圈，振幅A会更快地衰减到零

D.增加线圈的匝数而会减小，线圈产生的内能不变

暄自力提升练f

8.（2024河南三模）如图所示，初始时矩形线框ABCD垂直于匀强磁场放置，磁场位

于。。右侧工O=OE=EC=O'C,若线框以不同方式做角速度大小相同的匀速转动,

以下哪个时刻线框受到的安培力最大（）

41----------―

A.以AD边为轴转动30°时

B.以EC边为轴转动45°时

C.以。。为轴转动60°时

D.以。点为中心,在纸面内逆时针转动45°时

9.（2024北京大兴三模）如图所示/是自感系数较大的线圈,其直流电阻可忽略不

计,A、B、C是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是（）

A.开关S闭合时,C灯立即亮,A、B灯逐渐亮

B.开关S闭合至电路稳定后,B、C灯亮,A灯不亮

C.开关S断开时,C灯立即熄灭,A灯闪亮一下再逐渐熄灭

D.开关S断开时,C灯立即熄灭,B灯闪亮一下再逐渐熄灭

1（）.（多选）（2024陕西榆林三模）一铜盘可绕垂直盘面的中心轴O旋转，图甲为铜盘

整体在匀强磁场中，图乙为铜盘的一半在匀况磁场中，它们均顺时针旋转，两种情

况中磁场均与盘面垂直,灵敏电流表与电刷相连接。下列分析正确的是（）

A.不接灵敏电流表时,图甲中的铜盘没有电磁阻尼

B.不接灵敏电流表时,图乙中的铜盘没有电磁阻尼

C.若两电刷分别接触图甲中的铜盘边缘C、。处，灵敏电流表会发生偏转

D.若两电刷分别接触图甲中的铜盘边缘C和中心。处，灵敏电流表会发生偏转

［素养拔高练［

11.（多选）（2024陕西一瑛）如图所示，内壁光滑的半径为R的玻璃圆环水平放置，有

一直径略小于圆环口径、电荷量为的带正电的小球，在圆环内以速度如沿顺时

针方向匀速转动（俯视）。在t=0时刻施加方向竖直向上的变化磁场，磁感应强度

B=kt也＞0）。设运动过程中小球带电荷量不变，不计小球运动产生的磁场及相对

论效应。加上磁场后，下列说法正确的是（）

A.小球对玻璃圆环的压力不断增大

B.小球所受的磁场力一定不断增大

C.小球每运动一周增加的动能为knqR1

D.磁场力对小球一直做负功

参考答案

1.C【解析】根据法拉第电磁感应定律，可得成田+及+田若L/+知2?+

2

^£3=],46V,功率为P=UI=1.46Vx5mA=7.3mW,故选项C正确。

2.C【解析】由法拉第电磁感应定律七二筹二同根据楞次定律可知，三个小圆

环中的感应电动势与大圆环中的感应电动势方向相反，可知回路中产生的感应电

动势E=E(4R)2-3xER2=13ER2,故选项c正确。

3.A【解析】由安培定则知导线在其右侧产生的磁场方向垂直于纸面向里，由

知导线右侧磁场的大小从左至右逐渐减小，故线框运动过程中磁通量逐渐减

小，由楞次定律知感应也流方向为顺时针;线框产生的总电动势由左右两边导浅切

割磁感线产生的电动势叠加而成，即E=B左Lvo-B左-8右)Lvo=(g-

&7)Lno="&故感应电流的大小=蟆选项A正确。

4.D【解析】通过BC截面的磁通量向x轴正方向增加，根据楞次定律，可知

8C段导线中的电流从C流向从故A错误;根据法拉第电磁感应定律，导线产生的

感应电动势大小为E=嘿=苧•黑=蓍10-5V,故B错误;由A分析知段导

线电流方向为从A流向C,根据左手定则工。段导浅所受安培力方向沿)，轴正方

向，故C错误;A8段导线和8c段导线电流大小相同，但A8段导线有效长度为

段导线有效长度为企厂，所以段导线所受安培力大小小于段导线所受

安培力大小，故D正确。

5.A【解析】金属棒做平抛运动过程中,只有重力做功，因此机械能保持不变,A

正确;金属棒做平抛运动过程中，水平方向的分速度不变，因而金属棒在垂直切割

磁感线的速度vo不变,由电磁感应定律公式小o可知，金属棒产生的感应电动

势大小保持不变,B错误;由右手定则可知,金属棒MN切割磁感线产生感应电动

势，相当于电源，因此N点电势高，即M点电势比N点电势低,C错误;金属棒做平

抛运动过程中，速度逐渐增大,由功率公式可得产=〃吆匕可知所受重力的功率逐渐

增大,D错误。

6.D【解析】若磁感应强度与时间的关系为B=8oW（Bo、攵为常数），则线圈中

产生的感应电动势为第=/^=〃ZS,若磁感应强度B=Bo,使线圈绕直径匀速

转动时，线图中产生的感应电动势E二嘴纥联立解得口二^^,故选项D正确。

7.D【解析】根据“来拒去留''，在x>0的那些时刻，当磁铁远离线圈向上运动

时，磁铁对线圈有向上的作用力,此时线图对泉面的压力小于线图的重力；当磁铁

靠近线圈向下运动时，磁铁对线图有向下的作用力，此时线图对桌面的压力大于线

圈的重力，选项A错误。x=0的那些时刻，磁铁的速度最大,则穿过线图的磁通量

变化率最大,则线圈中有感应电流，选项B错误。更换电阻率更大的线圈,线圈中

产生的感应电流会变小,线圈中产生的感应电流的磁场变弱，对磁铁的“阻碍”作用

变弱,则振幅A会更慢地衰减到零，选项C错误。增加线图的匝数,线圈中产生的

感应电动势变大，感应电流变大，机械能很快就转化为内能，则在）会减小，由于开始

时线图的机械能不变，则线图产生的内能不变，选项D正确。

8.D【解析】根据题意，设4O=OE=EC=O'C=L,线框的电阻为R,线框转动的

角速度为e以4。边为轴转动30°时,感应电动势为Ei=8L-2Zzosin30°=BL2CD,

线框所受安培力为=幺F；以EC边为轴转动45°时，穿过线框平面的磁

A

通量不变，没有感应电流产生，则安培力为零;以O。'为轴转动60°B寸，感应电动势

为e二8"①sin60。=y-BL2a>,

线框所受安培力为&二8心''3吁"：以O点为中心,在纸面内逆时针转动45°

时，如图所示,感应电动势为后二及四心学二班?公线框所受安培力为

F3=Bhg卫学工可知，以O点为中心,在纸面内逆时针转动45°时,安培力

最大，故选D。

9.D【解析】开关S闭合时,B、C灯立即亮，因为线图产生自感，会阻碍该支路

电流的增大，所以A灯逐渐亮，故A错误;开关S闭合，电路稳定后，因L的直流电

阻忽略不计，则A与B并联，三个灯泡都有电流流过,A、B、C灯都亮，故B错误；

开关S闭合，电路稳定后，因L的直流电阻忽喀不匕B灯和电阻串联，则流过A灯

的电流/A大于B灯的电流瓜开关S断开时,C灯立即熄灭,线圈及B、A灯构成

新回路，线圈产生自感电流阻碍电流/A减小，则A灯逐渐熄灭,B灯闪亮一下再逐

渐熄灭，故C错误,D正确。

10.AD【解析】图甲中的铜盘在旋转过程中，可看成从中心。处到边缘各部

分都切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，边缘是电源的正极，不接灵敏电流

表时,没有电流产生，即没有电磁阻尼,A项正确;图匕中，处于磁场中一半的铜盘切

割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，处在磁场外的一半铜盘相当于外电路，构

成闭合回路，产生电流，磁场中一半的铜盘的电流由中心。流向边缘，磁场外一半