第50讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流（专项训练）（黑吉辽蒙专用）（学生版）

第50讲法拉第电磁感应定律、自感和涡流目录TOC\o"1-2"\h\u01课标达标练题型01法拉第电磁感应定律题型02自感与互感题型03涡流题型04电磁阻尼与电磁驱动02核心突破练03真题溯源练01法拉第电磁感应定律1．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）2024年9月，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心自主研制的水冷磁体，成功产生了42.02T的稳态磁场（稳态磁场是指磁感应强度不随时间变化的磁场），其磁感应强度约为地磁场磁感应强度的80万倍，打破了2017年美国国家强磁场实验室水冷磁体创造的世界纪录，成为国际强磁场水冷磁体技术发展新的里程碑，下列说法正确的是（）A．42.02T表示磁通量的大小B．该稳态磁场不可能激发出电场C．磁感应强度不随时间变化的磁场一定是匀强磁场D．将通电直导线放入该稳态磁场，受到的安培力一定很大2．（24-25高二下·辽宁·阶段练习）如图所示，半径为的金属圆环，接有电阻均为的三根导电辐条、、，绕垂直于圆环平面、通过圆心的轴以角速度匀速转动，圆环上辐条互成角。圆环内，在圆心角为的扇形区域内存在垂直圆环平面向下磁感应强度为的匀强磁场，圆环及其他电阻不计，下列说法正确的是（）A．当辐条在磁场中转动时，辐条上的热功率为B．当辐条在磁场中转动时，辐条上的热功率为C．当辐条在磁场中转动时，辐条上的热功率为D．当辐条在磁场中转动时，辐条上的热功率为3．（202·辽宁丹东·模拟预测）间距为L的水平边界MN、PQ之间存在垂直纸面向外的匀强磁场，一正方形线框abcd位于磁场区域上方某一高度，线框的边长为L、ab边的电阻是dc边电阻的2倍，ad边、bc边的电阻不计。若线框由静止释放，时刻dc边进入磁场，整个线框通过磁场区域的过程中，ab边与dc边保持水平，且线框平面始终垂直于磁场，则下列关于a、b两点间电势差随时间t变化的图像可能正确的是（

）A．B．C．D．4．（2025·辽宁鞍山·模拟预测）边长为L的正方形线单匝金属框，右边刚好位于匀强磁场左边界，磁场区域宽度为2L，磁感应强度大小为B0。金属框在外力作用下从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域，当金属框刚好全部进入磁场区域时，磁感应强度开始随时间均匀增加，使整个过程金属框中的电流不变，则当金属框右边刚好到达磁场的右边界时，匀强磁场的磁感应强度大小为（）A．4B0 B．3B0 C．2B0 D．5．（2024·辽宁·三模）某工厂为了检验正方形线圈的合格率，将线圈放在传送带上，传送带所在空间中加上竖直向下的匀强磁场，磁场边界PQ与MN平行且与线圈速度方向成45°，磁感应强度为B。如图所示，线圈与传送带一起以恒定速度v向右运动，线圈与传送带间的动摩擦因数为μ。线圈进入磁场过程中线圈恰好不打滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知线圈质量为m，匝数为N，边长为L，总电阻为R，且磁场宽度大于L。下列说法错误的是（）A．线圈进入磁场过程中，电流方向为ADCBAB．在线圈进入磁场的过程中，线圈对传送带的摩擦力始终沿AC所在直线方向，且最大值为C．线圈在进入磁场的过程中通过截面的电荷量为D．在不改变传送带速度的情况下，相同质量、材料、边长但匝数为2N的线圈进入磁场过程相对皮带会打滑02自感与互感6．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）如图所示，L是自感系数很大的线圈，其电阻不能忽略。A、B、C是三个相同的小灯泡。下列说法正确的是（）A．闭合开关S的瞬间，A、B、C灯泡同时亮B．闭合开关S一段时间后，A、B灯泡一样亮C．断开开关S的瞬间，点的电势比点高D．断开开关S的瞬间，A灯泡闪亮一下后再逐渐熄灭7．（2024·黑龙江大庆·三模）如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，线圈L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，灯泡的阻值不变，在时刻闭合开关S，经过一段时间后，在时刻断开S，下列说法正确的是（）A．断开S后，灯泡闪一下熄灭B．断开S后，B点电势高于A点电势C．时间内，灯泡D两端电压先增大再保持不变D．时间内，电阻R两端电压先减小再保持不变8．（23-24高二下·全国·课后作业）在如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，直流电阻为RL，则下列说法正确的是（）A．合上开关后，c先亮，a、b后亮B．断开开关时，N点电势高于M点C．断开开关后，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭D．断开开关后，c马上熄灭，b闪亮一下后缓慢熄灭9．（2024·辽宁葫芦岛·一模）“焦耳小偷”是一个非常简单的电路，其特点是在低电压时也可以正常使用，将本来用不到的能量提取出来，彻底“榨干”电源的所有能量，其原理如图所示。一节废旧的干电池开路电压约为，无法直接点亮驱动电压为的发光二极管，如果反复快速接通和断开开关，发光二极管就会闪烁起来。电流从二极管正极流入处于导通状态（反之断路）。则（  ）A．发光二极管的正极应接在端B．只有开关接通的瞬间，发光二极管才会闪亮C．只有开关断开的瞬间，发光二极管才会闪亮D．开关断开及接通的瞬间，端的电势均高于端的电势03涡流10．（2025·吉林长春·二模）下面对四幅图片中所涉及物理知识的描述，正确的是（）A．甲图中小磁针转动是由于电流产生的电场对小磁针有作用力B．乙图中回旋加速器通过磁场加速粒子C．丙图中高频冶炼炉利用涡流热效应工作D．丁图中无线充电过程利用了接触起电原理11．（2024·辽宁朝阳·二模）如图所示，薄玻璃板上放有两个粗细相同的玻璃水杯，杯中装入质量相等的水，其中右侧水杯内的底面平放一薄铜片，在两个水杯中都放入温度传感器用来测温度。玻璃板的下方一装有多个磁铁的塑料圆盘旋转起来，经过一段时间，可以观测到右侧水杯中水温明显上升，而左侧水杯中的水温没有变化，这是因为（）A．磁铁使水杯中的水产生涡流引起的B．磁铁使水杯底部的铜片产生涡流引起的C．磁铁与空气摩擦生热引起的D．磁铁使水杯底部的铜片磁化引起的12．（2025·黑龙江·模拟预测）安检门是一个用于安全检查的“门”，“门”框内有线圈，线圈里通有交变电流，电流在“门”内产生磁场，当有金属物品通过“门”时，在金属内部产生涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而报警。安检门工作时利用了（）A．电磁感应原理 B．电磁驱动原理 C．电磁阻尼原理 D．电流的热效应13．（24-25高二下·黑龙江大庆·期中）关于涡流，下列说法中错误的是（）A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能增大涡流C．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D．家用电磁炉是利用涡流使锅体发热的14．（24-25高二上·辽宁沈阳·阶段练习）下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（）A．图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中产生大量热量，从而冶炼金属C．丙是铜盘靠惯性转动，手持磁铁靠近铜盘，铜盘转动变慢D．图丁是微安表的表头，运输时把两个正、负接线柱用导线连接，可以避免电表指针摆动角度04电磁阻尼与电磁驱动15．（2025·辽宁锦州·阶段练习）关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法不正确的是（）A．电磁炉利用电磁阻尼工作，电磁起重机利用电磁驱动工作B．真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流C．金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用16．（24-25高三上·辽宁·阶段练习）如图所示为探究电磁驱动的实验装置。该装置是一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间，铝框可以绕支点自由转动，先使铝框和磁铁静止，然后匀速转动磁铁，观察铝框的运动，下列说法正确的是（）A．铝框与磁铁转动方向相反B．铝框始终与磁铁转动的一样快C．铝框是因为受到安培力而转动的D．当磁铁停止转动后，若不计空气阻力和一切摩擦，则铝框将永远转动下去17．（23-24高二下·江苏扬州·阶段练习）如图所示，将强磁体从长玻璃管中某一高度由静止释放后穿过线圈的过程中，计算机通过电压传感器可以记录下落时的电压变化，则下列说法正确的是（）A．若仅将线圈匝数增加，则电压的最大值也增加B．若仅降低磁体的释放点，电压最大值不变C．若将长玻璃管换成铜管，则电压的最大值不变D．若释放时磁体的N极向下靠近线圈，则线圈的电流为（俯视）顺时针18．（2024高二下·全国·专题练习）图甲、乙中磁场方向与轮子的转轴平行，图丙、丁中磁场方向与轮子的转轴垂直，轮子是绝缘体，则采取下列哪个措施，能有效地借助磁场的作用，让转动的轮子停下（

）A．如图甲，在轮上固定如图绕制的线圈B．如图乙，在轮上固定如图绕制的闭合线圈C．如图丙，在轮上固定一些细金属棒，金属棒与轮子转轴平行D．如图丁，在轮上固定一些闭合金属线框，线框长边与轮子转轴平行19．（2024·吉林延边·一模）物理学中有很多关于圆盘的实验，第一个是法拉第圆盘，圆盘全部处于磁场区域，可绕中心轴转动，通过导线将圆盘圆心和边缘与外面电阻相连。第二个是阿拉果圆盘，将一铜圆盘水平放置，圆盘可绕中心轴自由转动，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，第三个是费曼圆盘，一块水平放置的绝缘体圆盘可绕过其中心的竖直轴自由转动，在圆盘的中部有一个线圈，圆盘的边缘固定着若干带负电的金属小球。以下说法正确的是（）A．法拉第圆盘在转动过程中，圆盘中磁通量不变，有感应电动势，无感应电流B．阿拉果圆盘实验中，转动圆盘，小磁针会同向转动，转动小磁针，圆盘也会同向转动C．费曼圆盘中，当开关闭合的一瞬间，圆盘会逆时针（俯视）转动D．法拉第圆盘和阿拉果圆盘都是电磁驱动的表现20．（2024·辽宁·模拟预测）如图所示，足够长的等间距光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨所在空间存在竖直向上、磁感应强度大小恒定的匀强磁场，两根相同的金属棒、垂直放在导轨上。现给金属棒施加一个水平向右的恒力，下列说法正确的是（）A．金属棒一直做匀加速运动B．金属棒、均做加速运动，达到稳定状态时，两金属棒速度相等C．金属棒、均做加速运动，达到稳定状态时，两金属棒加速度相等D．处于稳定状态后，两金属棒中电流为零21．（2024·辽宁沈阳·一模）如图所示，用金属制成的平行导轨由水平和弧形两部分组成，水平导轨窄轨部分间距为，有竖直向上的匀强磁场，宽轨部分间距为，有竖直向下的匀强磁场；窄轨和宽轨部分磁场的磁感应强度大小分别为和，质量均为金属棒垂直于导轨静止放置。现将金属棒自弧形导轨上距水平导轨高度处静止释放，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，两棒接入电路中的电阻均为，其余电阻不计，宽轨和窄轨都足够长，棒始终在窄轨磁场中运动，棒始终在宽轨磁场中运动，重力加速度为，不计一切摩擦。下列说法不正确的是（）A．棒刚进入磁场时，棒的加速度方向水平向左B．从棒进入磁场到两棒达到稳定过程，棒和棒组成的系统动量守恒C．从棒进入磁场到两棒达到稳定过程，通过棒的电量为D．从棒进入磁场到两棒达到稳定过程，棒上产生的焦耳热为22．（2025·吉林松原·模拟预测）如图所示，两足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，恒力F作用在金属棒上，金属棒以相同的加速度沿导轨滑动，某时刻撤去F。已知运动过程中，、始终与导轨垂直并接触良好，下列说法中正确的是（）A．撤去前，两棒速度相同B．撤去F前，两棒间距恒定C．撤去F后，的速度不小于的速度D．撤去后，两棒在相等时间内产生的焦耳热相同23．（2025·黑龙江·二模）国产电动汽车采用电磁式动力回收装置，可将部分动能转化为电能并储存。如图所示为该装置的简化模型，“日”字形的金属线框放在光滑的水平面上，各边长均为l，ab、cd、ef边电阻均为R，其余部分电阻可忽略不计。线框以速度v进入宽度为l的匀强磁场，最终恰好穿出磁场。已知磁场的磁感应强度大小为B，方向竖直向下，边界与ab边平行，则线框（）A．刚进磁场时，a端电势高于b端电势B．刚进磁场时，a、b两点间电势差为C．质量D．穿越磁场过程中ab边产生的热量24．（2024·吉林·模拟预测）列车进站时如图所示，其刹车原理可简化如下：在车身下方固定一矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车的质量为m，车身长为s，线框的ab和cd长度均为L（L小于匀强磁场的宽度），线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长，磁感应强度的大小为B。车头进入磁场瞬间的速度为v0，列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为f。车尾进入磁场瞬间，列车恰好停止。下列说法不正确的是（

）A．列车进站过程中电流方向为abcdB．线框ab边进入磁场瞬间，加速度大小C．线框ab边进入磁场瞬间，线框的电流大小为D．列车从进站到停下来的过程中，减少的动能等于线框产生的热量25．（2025·黑龙江·二模）如图所示，两相邻宽度均为L的有界匀强磁场，其磁场方向相反，磁感应强度大小均为B。边长为L、电阻为R的单匝正方形线框abcd的ab边与磁场左边界共线，线框在外力作用下，以速度v匀速穿越有界磁场。以ab边刚进入磁场为计时零点，规定线框中感应电流i逆时针方向为正方向，力方向向右为正方向，ab边所受安培力为，外力为F，下列图像正确的是（）A． B．C． D．26．（2025·黑龙江哈尔滨·三模）如图所示，有两个质量分别为和的正方形单匝导线框a、b，电阻均为，边长均为；它们分别系在一跨过两个轻质定滑轮的绝缘轻绳两端，在两导线框之间有一方向垂直纸面向里、宽度为2l的匀强磁场区域，磁感应强度大小为。开始时，线框b的上边框与匀强磁场的下边界重合，线框a的下边框到匀强磁场的上边界的距离为l。现将系统由静止释放，线框a恰好匀速穿越磁场区域。不计滑轮摩擦和空气阻力，重力加速度。则下列说法正确的是（）A．线框a穿出磁场区域时的电流大小为0.3AB．线框b进入磁场过程中产生的热量等于线框a机械能的减少量C．线框a穿越磁场区域时的速度大小为0.6m/sD．线框a进入磁场过程中安培力的冲量大于线框b进入磁场过程中安培力的冲量1．（2025·江西·高考真题）托卡马克是一种磁约束核聚变装置，其中心柱上的密绕螺线管（线圈）可以驱动附近由电子和离子组成的磁约束等离子体旋转形成等离子体电流，如图（a）所示。当线圈通以如图（b）所示的电流时，产生的等离子体电流方向（俯视）为（）A．顺时针 B．逆时针 C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针2．（2025·北京·高考真题）绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上（如图所示），仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，振动最终也停止。则（）A．有无线圈，磁铁经过相同的时间停止运动B．磁铁靠近线圈时，线圈有扩张趋势C．磁铁离线圈最近时，线圈受到的安培力最大D．有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同3．（2025·广西·高考真题）如图，两条固定的光滑平行金属导轨，所在平面与水平面夹角为，间距为l，导轨电阻忽略不计，两端各接一个阻值为2R的定值电阻，形成闭合回路：质量为m的金属棒垂直导轨放置，并与导轨接触良好，接入导轨之间的电阻为R；劲度系数为k的两个完全相同的绝缘轻质弹簧与导轨平行，一端固定，另一端均与金属棒中间位置相连，弹簧的弹性势能与形变量x的关系为；将金属棒移至导轨中间位置时，两弹簧刚好处于原长状态；整个装置处于垂直导轨所在平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。将金属棒从导轨中间位置向上移动距离a后静止释放，金属棒沿导轨向下运动到最远处，用时为t，最远处与导轨中间位置距离为b，弹簧形变始终在弹性限度内。此过程中（

）A．金属棒所受安培力冲量大小为B．每个弹簧对金属棒施加的冲量大小为C．每个定值电阻产生的热量为D．金属棒的平均输出功率为4．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）如图，光滑水平面上存在竖直向上、宽度d大于的匀强磁场，其磁感应强度大小为B。甲、乙两个合金导线框的质量均为m，长均为，宽均为L，电阻分别为R和。两线框在光滑水平面上以相同初速度并排进入磁场，忽略两线框之间的相互作用。则（

）A．甲线框进磁场和出磁场的过程中电流方向相同B．甲、乙线框刚进磁场区域时，所受合力大小之比为C．乙线框恰好完全出磁场区域时，速度大小为0D．甲、乙线框从刚进磁场区域到完全出磁场区域产生的焦耳热之比为5．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）电磁压缩法是当前产生超强磁场的主要方法之一，其原理如图所示，在钢制线圈内同轴放置可压缩的铜环，其内已“注入”一个初级磁场，当钢制线圈与电容器组接通时，在极短时间内钢制线圈中的电流从零增加到几兆安培，铜环迅速向内压缩，使初级磁场的磁感线被“浓缩”，在直径为几毫米的铜环区域内磁感应强度可达几百特斯拉。此过程，铜环中的感应电流（）A．与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相同B．与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相反C．远小于钢制线圈中的电流大小且方向相同D．远小于钢制线圈中的电流大小且方向相反6．（2025·广东·高考真题）如图是一种精确测量质量的装置原理示意图，竖直平面内，质