物理二轮复习专项训练：电磁学专题 电磁感应问题

2026届高三物理二轮复习专项训练：电磁学专题电磁感应问题一、单选题1．如图所示，长直导线MN竖直放置并通以向上的电流I，矩形金属线框abcd与MN处在同一平面，边ab与MN平行，则（）A．线框向左平移时，线框abcd中没有感应电流B．线框竖直向上平移时，线框abcd中没有感应电流C．线框以MN为轴转动时，线框abcd中有感应电流D．MN中电流突然变化时，线框abcd中没有感应电流2．如图所示，在“探究感应电流产生的条件”实验中，电流表的指针不会发生偏转的操作是（

）A．将条形磁铁加速插入线圈B．将条形磁铁匀速插入线圈C．将条形磁铁加速拔出线圈D．使条形磁铁相对线圈静止3．汽车上装有的磁性转速表的内部简化结构如图所示，转轴Ⅰ可沿图示方向双向旋转，永久磁体同步旋转．铝盘、游丝和指针固定在转轴Ⅱ上，铝盘靠近永久磁体，当转轴Ⅰ以一定的转速旋转时，指针指示的转角大小即反映转轴Ⅰ的转速．下列说法正确的是（

）A．永久磁体匀速转动时，铝盘中不会产生感应电流B．永久磁体逆时针（从左向右看）加速转动时，跟转轴Ⅱ相连的指针向逆时针方向偏角变大C．零刻度线应标在刻度盘的a端D．若去掉游丝和指针，使转轴Ⅱ无阻碍地自由转动，铝盘就能同永久磁体完全同步转动4．如图甲所示，一根电阻R＝4Ω的导线绕成半径d＝2m的圆环，在圆内部分区域存在变化的匀强磁场，中间S形虚线是两直径均为d的半圆，磁感应强度随时间的变化如图乙所示（磁场垂直于纸面向外为正，电流顺时针方向为正），关于环中感应电流—时间图像，下列选项中正确的是（）

A．

B．

C．

D．

5．如图所示，矩形闭合线图竖直放置，是它的对称轴，通电直导线与平行，且，所在平面与线圈平面垂直，如要在线圈中产生感应电流，可行的做法是（）A．中电流逐渐增大 B．中电流先增大后减小C．正对且靠近线圈 D．线圈绕轴逆时针转动90°（俯视）6．如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放在绝缘且内壁光滑的发射导管内。闭合开关S后，在内驱动线圈的电流随时间t的变化如图乙所示。在这段时间内，下列说法正确的是（）A．驱动线圈内部的磁场水平向左 B．发射线圈内部的感应磁场水平向左C．时发射线圈所受的安培力最大 D．时发射线圈中的感应电流最大7．将一圆形导线环水平放置，在圆环所在空间加上一水平向右的匀强磁场，mn，pq为圆环上两条互相垂直的直径，mn为水平方向，pq为竖直方向，则下列选项中能使圆环中产生感应电流的是（）

A．让圆环以过圆心且垂直于圆环平面的轴顺时针转动B．让圆环水平向右平动C．让圆环以mn为轴转动D．让圆环以pq为轴转动8．CD、EF是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的长度为d，如图所示。导轨的右端接有一电阻R，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接。将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（）

A．电阻R的最大电流为B．流过电阻R的电荷量为C．整个电路中产生的焦耳热为mghD．电阻R中产生的焦耳热为9．如图所示，水平桌面上放置闭合导体圆环，圆环某一直径正上方有通电直导线，下列情况中，闭合圆环中有感应电流产生的是（

）A．增大通电直导线中的电流B．圆环绕图示直径旋转C．通电直导线竖直向上远离圆环D．通电直导线竖直向下靠近圆环10．下列设备利用了尖端放电的是（）A．避雷针 B．红外体温计 C．静电复印机 D．金属探测器二、多选题11．下列说法正确的是（）A．极短的一段通电导线在空间某处不受磁场力，该处的磁感应强度不一定为0B．一个闭合的矩形导体线框在匀强磁场中运动时，会有感应电流产生C．电容器所带的电荷量增加，电容器的电容就会增大D．牛顿发现了万有引力定律12．如图甲（俯视图）所示，水平面内固定放置面积为，电阻为1Ω的单匝线圈，线圈内充满垂直水平面向下的匀强磁场，其磁感应强度随时间t变化关系如图乙所示，线圈两端点M、N与相距的粗糙平行金属导轨相连，导轨置于垂直水平面向上的磁感应强度大小的匀强磁场中。一根总长为，质量为，阻值为9Ω的金属杆置于导轨上，且与导轨始终接触良好。一根劲度系数为的轻弹簧右端连接在固定挡板上，左端与金属杆相连，金属杆与金属导轨间动摩擦因数为，金属杆静止时弹簧伸长量为。在时刻闭合开关S，金属杆在内始终保持静止，g取，忽略平行导轨电阻，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（）A．内金属杆中电流方向为B．金属杆与金属导轨间动摩擦因数至少为0.45C．内通过金属杆电荷量为D．内整个回路产生焦耳热13．如图所示，固定的均匀矩形铝框abcd，长度为2L，宽度为L，左边边长为L的正方形区域abef内存在与铝框平面垂直的匀强磁场。已知铝的电阻率为ρ，单位体积内的自由电子数为n，电子的电荷量为e。某时刻起，磁感应强度以变化率均匀增加。则（）

A．空间中产生顺时针方向的恒定电场B．铝框中的自由电子受到电场力的作用顺时针方向定向移动形成电流C．自由电子定向移动的平均速率D．一个电子沿铝框运动一周，电场力做功14．如图所示，水平边界1、2间有沿水平方向的匀强磁场，质量为m、电阻为R、边长为L的正方形金属线框ACDE在磁场正上方的某一高度处由静止释放，AC边进磁场与AC边出磁场时的速度相等。金属线框运动过程中，始终在垂直于磁场的竖直面内，AC边始终水平，磁场宽度为d，且d大于L，则下列判断正确的是（）A．AC边进磁场时，安培力功率小于重力功率B．AC边出磁场时，安培力功率大于重力功率C．线框穿过磁场产生的焦耳热大小为2mgdD．线框由静止释放的位置越高，则线框进磁场过程通过线框某一横截面的电荷量越多15．如图所示，重量为G，半径为R的粗细均匀的金属圆环用绝缘细线悬挂于天花板上，P、Q是位于圆环上同一高度的两个点，且。用轻质柔软导线将P、Q两点与已固定平行金属导轨连接，金属导轨和金属圆环处于同一竖直平面内，图中的虚线将竖直平面分为两个区域，区域Ⅰ和区域Ⅱ中均存在垂直于该竖直平面且范围足够大的匀强磁场，现将水平放置在金属导轨上的导体棒由静止释放，导体棒与金属导轨接触良好，一段时间后，绝缘细线中的拉力减小为0，则下列说法中正确的是（）A．区域Ⅰ和区域Ⅱ中的磁场方向相同B．区域Ⅰ和区域Ⅱ中的磁场方向相反C．劣弧PQ受到的安培力大小为D．劣弧PQ受到的安培力大小为16．电子感应加速器基本原理如图所示，图甲的上、下两个电磁铁线圈中电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使真空室中的电子加速如图乙所示，从上向下看电子沿逆时针方向运动下列说法正确的是（）

A．磁场变化才能产生感生电场B．变化的磁场在真空室中激发出的电场与静电场完全相同C．当图乙中感生电场沿逆时针方向时，电子沿逆时针方向加速运动D．图甲线圈中的电流增大的过程中，图乙中形成顺时针方向的感生电场三、解答题17．电动汽车刹车时利用储能装置储蓄能量，其原理如图所示，矩形金属框部分处于匀强磁场中，磁场方向垂直金属框平面向里，磁感应强度大小为B，金属框的电阻为r，ab边长为L。刹车过程中ab边垂直切割磁感线，某时刻ab边相对磁场的速度大小为v，金属框中的电流为I。此时刻：(1)判断ab边中电流的方向，并求出感应电动势大小E；(2)求储能装置两端的电压U和金属框的输出电功率P。18．如图甲所示，足够长的两平行金属导轨MN、PQ水平固定，两导轨电阻不计，且处在竖直向上的匀强磁场中。完全相同的导体棒a、b垂直放置在导轨上，并与导轨接触良好，两导体棒的电阻均为R=1.0Ω，且长度刚好等于两导轨间距L，两导体棒的间距也为L，磁场的磁感应强度按图乙所示的规律变化，当t=0.8s时导体棒刚好要滑动。已知L=2m，两导体棒的质量均为m=0.5kg，重力加速度大小g=10m/s2，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。求∶(1)导体棒开始滑动前，通过导体棒的电流I；(2)导体棒与导轨间的动摩擦因数μ；(3)0~0.8s内导体棒a中产生的焦耳热Qa。19．磁悬浮列车是通过电磁力牵引列车运行。简化模型如图甲所示，若磁悬浮列车模型的总质量为m，模型底部固定一与其绝缘的单匝矩形金属线框abcd，线框的总电阻为R。用两根足够长水平固定的光滑平行金属导轨PQ、MN模拟列车行驶的轨道，导轨间距为L（和矩形线框的ab边长相等），导轨间存在垂直导轨平面的等间距的交替匀强磁场，相邻两匀强磁场的方向相反、磁感应强度大小均为B，每个磁场宽度与矩形线框的边长ad相等，如图乙所示。将列车模型放置于导轨上，当交替磁场以速度v0向右匀速运动时，列车模型受磁场力由静止开始运动，速度达到时开始匀速运动，假定列车模型在运动过程中受到的空气阻力大小恒定，不考虑磁场运动时产生的其他影响。(1)求列车模型所受阻力f的大小；(2)求列车模型匀速运动时，外界在单位时间内需提供的总能量；(3)列车模型匀速运动后，某时刻开始磁场又调整速度，经过t时间后列车模型速度达到，这段时间内磁场运动的位移为d，求此过程列车的位移x车20．如图，足够长的平行光滑导轨与水平面成放置，处在与导轨平面垂直斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。导轨下端接有电阻，其阻值为，导轨上端接有电阻，其阻值为。将质量为的导体棒垂直放置于导轨上，给导体棒一个沿斜面向上的初速度，导体棒在导轨上运动且始终垂直于导轨。已知导体棒接入导轨间的电阻值为，导轨间距为，重力加速度大小为。(1)求导体棒刚开始运动时的加速度大小；(2)若导体棒回到原位置时速度刚好达到最大，求导体棒回到原位置时的速度大小；(3)在（2）问条件下，求导体棒从开始运动到回到原位置时，电阻上产生的焦耳热。21．如图所示，无限长且相距的光滑平行导轨固定在水平地面上，整个空间存在着与导轨平面相垂直且竖直向上的匀强磁场。导轨上放有导体棒、，导体棒固定，导体棒通过光滑定滑轮用轻绳连接物体。已知导体棒、、物体的质量均为，匀强磁场的磁感应强度，初始时系统在外力作用下处于静止状态，现将物体竖直向上移动后静止释放。已知、棒电阻相等，均为。其他电阻不计，重力加速度取。（1）求导体棒的最大速度大小。（2）若从绳绷紧到导体棒速度最大时经历的时间为，求导体棒向右移动的距离。（3）若在导体棒速度最大时，剪断轻绳，同时解除导体棒的固定，当、棒稳定时再在的左侧释放一个与、相同的导体棒，从剪断轻绳到导体棒、、稳定时，求导体棒上产生的总焦耳热。《2026届高三物理二轮复习专项训练：电磁学专题电磁感应问题》参考答案题号12345678910答案BDBADBDDBA题号111213141516答案ADBDBCDBCBDAD1．B【详解】A．由于导线中有恒定的I，且直线电流的磁场离导线越远的地方磁场越弱，则穿过线框的磁通量越小，故当线框向左平移时，由于靠近导线，穿过线框的磁通量增加，线框中将产生感应电流，故A错误；B．当线框竖直向上平移时，由于线框与导线的距离没有发生变化，故穿过线框的磁通量没有发生变化，线框中不会产生感应电流，故B正确；C．线框以MN为轴转动时，由于线框距导线的距离没有发生变化，则线框中的磁通量也没有变化，故没有感应电流产生，故C错误；D．当MN中电流变化时，由电流产生的磁场随之发生变化，所以穿过线框的磁通量发生变化，线框中产生感应电流，故D错误。故选B。2．D【详解】ABC．产生感应电流的条件是，穿过闭合回路的磁通量发生变化。将条形磁铁加速、匀速插入线圈，以及加速拔出线圈过程中，穿过线圈的磁通量均发生变化，均有感应电流产生，电流表指针均会发生偏转，故ABC不符合题意；D．使条形磁铁相对线圈静止时，穿过线圈的磁通量不变，不产生感应电流，电流表指针不发生偏转，故D符合题意。故选D。3．B【详解】AB．当永久磁体随转轴转动时，产生转动的磁场，在铝盘中会产生感应电流，这时永久磁体会对铝盘上的感应电流有力的作用，从而产生一个转动的力矩，当永久磁体加速转动时，跟转轴Ⅱ相连的指针向逆时针方向偏角变大，故A错误，B正确；C．刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的中央，故C错误；D．若去掉游丝和指针，使转轴II可以无阻碍地自由转动，由楞次定律知，铝盘不能同永久磁体完全同步转动，转速低于磁体，故D错误。故选B。4．A【详解】0~1s，感应电动势为由欧姆定律可知感应电流的大小为由楞次定律知，感应电流的方向为顺时针，为正方向，故A正确，BCD错误。故A正确。5．D【详解】为线框的对称轴，由图示可知，中电流产生的磁场穿过线圈的磁通量为零。A．中电流逐渐增大，穿过线圈的磁通量始终为零，保持不变，线圈中没有感应电流产生，故A错误；B．中电流先增大后减小，穿过线圈的磁通量始终为零，保持不变，线圈中没有感应电流产生，故B错误；C．正对且靠近线圈，穿过线圈的磁通量始终为零，保持不变，线圈中没有感应电流产生，故C错误；D．线圈绕轴逆时针转动90°（俯视），穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中会产生感应电流，故D正确。故选D。6．B【详解】A．根据安培定则，驱动线圈内的磁场方向水平向右，A错误；B．由图乙可知，通过发生线圈的磁通量增大，根据楞次定律，发射线圈内部的感应磁场方向水平向左，B正确；CD．时驱动线圈的电流变化最快，则此时通过发射线圈的磁通量变化最快，产生的感应电流最大，但此时磁场最弱，安培力不是最大值；同理，时发射线圈中的感应电流最小，CD错误。故选B。7．D【详解】A．当圆环以过圆心且垂直于圆环平面的轴顺时针转动时，圆环相对于磁场的正对面积始终为零，因此磁通量的变化率为零，不会产生感应电流，故A错误；B．当圆环水平向右平动时，圆环内的磁通量的变化率为零，不会产生感应电流，故B错误；C．当圆环以mn为轴转动时，圆环内的磁通量的变化率仍然为零，所以不会产生感应电流，故C错误；D．当圆环以pq为轴转动时，圆环内的磁通量随着圆环的转动不断变化，圆环中会产生感应电流，故D正确。故选D。8．D【详解】A．由题图可知，导体棒刚进入磁场的瞬间速度最大，产生的感应电流最大，由机械能守恒定律有所以故A错误；CD．由能量守恒定律可知整个电路中产生的焦耳热为由于导体棒的电阻也为R，则电阻R中产生的焦耳热为故C错误，D正确；B．流过R的电荷量为故B错误。故选D。9．B【详解】产生感应电流的条件是闭合回路磁通量发生变化，闭合导体圆环某一直径正上方的直导线中通有电流时，通电导线产生的磁场在以通电导线的投影为对称轴的闭合导体圆环前后面中，磁场方向相反，则闭合导体圆环的磁通量为零。A．增大通电直导线中的电流，闭合导体圆环的磁通量依然为零，不会产生感应电流，A错误；B．圆环绕图示直径旋转，通过圆环的磁通量变化，产生感应电流，B正确；CD．通电直导线靠近或远离圆环，圆环的磁通量始终为零，不产生感应电流，C、D错误。故选B。10．A【详解】A．避雷针利用了尖端放电原理，故A正确；B．红外体温计利用红外线的热效应，故B错误；C．静电复印机利用静电吸附原理，故C错误；D．金属探测仪利用涡流的磁效应，故D错误。故选A。11．AD【详解】A．极短的一段通电导线在空间某处不受磁场力，可能是该导线与磁场方向平行，而该处的磁感应强度不一定为0，选项A正确；B．若整个的一个闭合的矩形导体线框在匀强磁场中运动时，穿过线框的磁通量不变，则不会有感应电流产生，选项B错误；C．电容器的电容是由电容器内部决定的，与带电量多少无关，选项C错误；D．牛顿发现了万有引力定律，选项D正确。故选AD。12．BD【详解】A．在单匝线圈线圈中内磁感应强度在变大，根据楞次定律可得，线圈上电流逆时针流动，在金属杆中电流流向是，A错误；B．线圈产生的电动势为由闭合电路欧姆定律得电流为金属杆受到的安培力为方向水平向右，所以金属杆刚好不滑动时力是平衡的代入数据求得金属杆与金属导轨间动摩擦因数至少为0.45，B正确；C．根据可知内通过金属杆电荷量为，C错误；D．内与产生的电流相等，因此内整个回路产生焦耳热D正确。故选BD。13．BCD【详解】AB．根据楞次定律，变化的磁场产生逆时针方向的电场，铝框中的自由电子在电场力的作用下顺时针方向定向移动形成电流，故A错误，B正确；C．感应电动势由得故C正确；D．一个电子沿铝框运动一周，电场力做功故D正确。故选BCD。14．BC【详解】AB．AC边进磁场时，若安培力小于重力，则线框进入磁场过程中可能先加速后匀速，可能一直加速，完全进入后做自由落体运动，则AC边出磁场速度大于与AC边进磁场时的速度。若安培力等于重力，则线框匀速进入，完全进入后做自由落体运动，AC边出磁场速度大于与AC边进磁场时的速度。若安培力大于重力，则线框进入磁场过程中可能先减速后匀速，可能一直减速，完全进入后做自由落体运动，AC边出磁场速度可能与AC边进磁场时的速相等。故AC边进出磁场时安培力大于重力，安培力功率大于重力功率。故A错误，B正确；C．从AC边刚要进磁场到刚要出磁场过程中，由动能定理可得解得线圈进入磁场和离开磁场的过程，安培力做的功相等，所以线框穿过磁场产生的焦耳热大小为故C正确；D．线框进磁场过程通过线框某一横截面的电荷量可知线框进磁场过程通过线框某一横截面的电荷量与下落位置无关。故D错误。故选BC。15．BD【详解】AB．根据题意，假设区域Ⅱ中的磁场方向垂直纸面向里（外），由右手定则可得，导体棒向下移动，产生逆时针（顺时针）的感应电流，一段时间后，绝缘细线中的拉力减小为0，可知，区域Ⅰ内金属圆环受向上的安培力，由左手定则可知，区域Ⅰ磁场方向垂直纸面向外（里），综上所述，区域Ⅰ和区域Ⅱ中的磁场方向相反，故A错误，B正确；CD．根据题意，由几何关系可知，所对圆心角为，设感应电流为，则流过劣弧的电流为，流过优弧的感应电流为，由于劣弧和优弧在区域Ⅰ内有效长度相等，由公式可知，劣弧PQ受到的安培力大小为优弧PQ受到的安培力大小的2倍，设劣弧PQ受到的安培力大小为，则有解得故C错误，D正确。故选BD。16．AD【详解】A．由法拉第电磁感应定律可知磁场变化时才会产生感生电场，故A正确；B．变化的磁场在真空室中激发出的电场为无源场，电场线为封闭曲线，与静电场不同，故B错误；C．当图