2026届高考物理第一轮专题复习特训 电磁感应及其应用【附解析】

/2026届高考物理一轮复习特训电磁感应及其应用一、单选题1．如图所示，MN、PQ是固定在绝缘水平面上的两根电阻不计、间距为L的光滑平行金属导轨，导轨右端接一个阻值为R的定值电阻，在宽度为d的虚线范围内，存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一根质量为m、电阻也为R的金属棒静止在导轨左侧（磁场外），现给金属棒一水平向右的瞬时冲量，金属棒恰好能穿过磁场区域。已知金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，下列说法不正确的是()A.通过定值电阻R的感应电流方向由Q流向NB.通过金属棒某截面的电荷量为C.金属棒受到的冲量大小为D.金属棒产生的焦耳热为2．如图所示，在、的区域中存在垂直于平面的匀强磁场，磁感应强度大小相等，边界与x轴正方向的夹角为，左侧磁场向里，右侧磁场向外。正方形导线框以恒定的速度沿x轴正方向运动并穿过磁场区域，运动过程中边始终平行于y轴。规定导线框中逆时针方向为电流的正方向。从刚进入磁场开始计时，下列能正确反映导线框中感应电流i随时间t变化图像的是()A. B.C. D.3．某物理兴趣小组的同学进行如图所示的自感现象研究。在图中，L为自感系数较大的电感线圈，且电阻忽略不计，A、B为两个完全相同的灯泡，且它们的额定电压均等于电源的电动势。下列说法正确的是()A.闭合开关S的瞬间，灯泡A先亮，灯泡B后亮，待电路稳定后，B灯泡熄灭B.闭合开关S的瞬间，两灯泡同时亮，待电路稳定后，B灯泡熄灭C.闭合开关S，待电路稳定后，断开开关S，则灯泡A立即熄灭，灯泡B不亮D.闭合开关S，待电路稳定后，断开开关S，则灯泡A逐渐变暗最后熄灭，灯泡B闪亮后再次熄灭4．如图所示，两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形闭合导线框abc的ab边与磁场边界平行。现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方向与ab边垂直。则图中哪一个可以定性地表示线框在上述过程中感应电流随时间变化的规律()A. B. C. D.5．如图所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行。当电键S接通瞬间，两铜环的运动情况是()A.同时向螺线管靠拢B.同时向两侧推开C.一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断D.同时被推开或同时向螺线管靠拢，因电源正负极未知，无法具体判断6．如图所示，过P点的水平虚线上方存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一金属圆环在纸面内以P点为轴沿顺时针方向匀速转动，转动周期为T，O为圆环的圆心，OP为圆环的半径。规定逆时针方向为电流的正方向，则金属圆环中的感应电流i随时间的变化关系可能正确的是()A. B.C. D.7．如图甲所示，含有等量正负电荷的等离子体流由左方连续以相等的速度射入相互平行的M、N两板间，板间有垂直纸面向里的匀强磁场，直导线与M、N相连接，线圈A与直导线连接，线圈A内有按图乙所示规律变化的磁场，且规定向左为磁场B的正方向，则下列说法正确的是()A.内，、导线互相排斥 B.内，、导线互相排斥C.内，、导线互相吸引 D.内，、导线互相排斥8．常见的芯片卡内有线圈，如图所示，图中下半部分表示芯片卡内的线圈，上半部分表示读卡机内的线圈。读卡机线圈中的电流会产生磁场，当芯片卡接近读卡机时，这个磁场会在芯片卡中产生感应电流，驱动芯片发出信息。现两线圈均静止，从上往下看，为使芯片线圈中产生逆时针方向的电流，则读卡机线圈中的电流（从上往下看）应为()A.沿逆时针方向且逐渐增大 B.沿顺时针方向且逐渐减小C.沿顺时针方向且逐渐增大 D.沿逆时针方向且保持不变9．如图所示，光滑斜面的倾角为，斜面上放置一矩形导体线框abcd，ab边的边长为，bc边的边长为，线框的质量为m，电阻为R，线框通过绝缘细线绕过光滑的定滑轮与一重物相连，重物质量为M，斜面上ef线（ef平行底边）的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为B，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的，且线框的ab边始终平行于底边，则下列说法正确的是()A.线框进入磁场前运动的加速度为B.线框进入磁场时匀速运动的速度为C.线框做匀速运动的总时间为D.该匀速运动过程中产生的焦耳热为10．在如图甲、乙、丙中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，图甲中的电容器C原来不带电。设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计，图中装置均在水平面内，且都处于垂直水平面方向（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长。现给导体棒ab一个向右的初速度，在甲、乙、丙三种情形下导体棒ab的最终运动状态是()A.三种情形下导体棒ab最终都做匀速运动B.甲、丙中，导体棒ab最终将做匀速运动；乙中，导体棒最终静止C.甲、乙中，导体棒ab最终将做匀速运动；丙中，导体棒最终静止D.三种情形下导体棒ab最终都静止11．如图所示，由某种粗细均匀的总电阻为的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中()A.PQ中电流先增大后减小 B.PQ两端电压先减小后增大C.PQ上拉力的功率先减小后增大 D.线框消耗的电功率先减小后增大12．如图所示，M和N为两个完全一样的灯泡，L是一个理想电感线圈（电阻不计），R是一个定值电阻。当电键S突然闭合或断开时，下列判断正确的是()A.电键突然闭合，N比M先亮B.电键闭合较长时间后，N比M亮C.电键突然断开，N比M先熄灭D.无论电键突然闭合还是断开，M和N的现象完全相同二、多选题13．把一条均匀铜导线分为长度之比为的a、b两段，把这两段铜导线分别制成两个闭合的圆a和b，然后把这两个圆同心放置在绝缘桌面上，如图所示。在圆b的区域内存在与桌面垂直的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，在此过程中，下面说法正确的是()A.a、b感应电动势之比为 B.a、b感应电流之比为C.a、b电功率之比为 D.相等时间内通过a、b某横截面电量之比为14．如图甲所示，光滑且足够长的固定斜面与水平面间的夹角为，斜面上两平行水平边界MN和PQ之间有垂直于斜面向下的匀强磁场，PQ以下区域有垂直于斜面向上的匀强磁场，PQ两侧匀强磁场的磁感应强度大小均为B。时刻将质量为m、边长为L的正方形导线框abcd由静止释放，开始释放时ab边恰好与边界MN重合，之后导线框的运动方向始终垂直于两边界，其运动的图像如图乙所示，时刻导线框ab边已经越过边界PQ，且速度刚好达最大值，重力加速度为g，则()A.时间内，通过导线框的电流方向为abcdaB.导线框的总电阻为C.时间内，导线框的总位移大小为2LD.MN和PQ之间相距15．如图甲所示，水平面内有两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨固定且间距为L。空间中存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现将两根材料相同、横截面积不同、长度均为L的金属棒、分别静置在导轨上。现给棒一水平向右的初速度，其速度随时间变化的关系如图乙所示，两金属棒运动过程中，始终与导轨垂直且接触良好。已知棒的质量为m，电阻为R。导轨电阻可忽略不计。下列说法正确的是()A.棒刚开始运动时，棒中的电流方向为B.棒的质量为C.在时间内，棒产生的热量为D.在时间内，通过棒的电荷量为16．当线圈中的电流随时间变化时，线圈产生的磁场也会变化，这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，看起来就像水中的漩涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。下列关于涡流应用的说法正确的是()A.图甲中当线圈中通以周期性变化的电流时，金属中产生涡流使金属熔化B.图乙中铁质锅换成陶瓷锅，其加热效果与铁质锅一样C.图丙中探雷器遇见金属时，金属中涡流的磁场反过来影响线圈中电流，使仪器报警D.图丁中两个磁性很强的小圆柱形永磁体同时从铝管上端管口落入，无论铝管有无裂缝，它们都同时从铝管下端管口落出三、填空题17．一个面积、匝数匝的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈面，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图所示，由图可知，在开始2s内穿过线圈的磁通量的变化量等于________Wb，在开始2s内穿过线圈的磁通量的变化率等于________Wb/s，在开始2s内线圈中产生的感应电动势等于________V18．在图(1)中，G为指针在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况，今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图(2)中的条形磁铁的运动方向是_______；图(3)中电流计的指针从中央向_______偏转；图(4)中的条形磁铁上端为_______极。四、实验题19．某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。（1）实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度d，如图乙所示，______mm。（2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是______。A.磁通量的变化量 B.磁通量的变化率 C.磁通量（3）得到多组与E的数据之后，若以E为纵坐标、为横坐标作出图像，发现在误差范围内图线是过原点的倾斜直线，则得出的结论是：在误差允许的范围内____________。（4）其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据作出图像，其斜率______（选填“增大”“不变”或“减小”）。五、计算题20．如图所示，两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内，其间距，磁感应强度的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻，在导轨上有一金属棒ab，其电阻，金属棒与导轨垂直且接触良好，在ab棒上施加水平拉力使其以速度向右匀速运动，设金属导轨足够长。求：（1）金属棒ab产生的感应电动势；（2）通过电阻R的电流大小和方向；（3）金属棒a、b两点间的电势差。21．为了探究电动机转速与弹簧伸长量之间的关系，小明设计了如图所示的装置。半径为l的圆形金属导轨固定在水平面上，一根长也为l，电阻为R的金属棒ab一端与导轨接触良好，另一端固定在圆心处的导电转轴上，由电动机A带动旋转。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面，大小为，方向竖直向下的匀强磁场。另有一质量为m、电阻为R的金属棒cd用轻质弹簧悬挂在竖直平面内，并与固定在竖直平面内的U型导轨保持良好接触，导轨间距为l，底部接阻值也为R的电阻，处于大小为，方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中。从圆形金属导轨引出导线和通过电刷从转轴引出导线经开关S与U型导轨连接。当开关S断开，棒cd静止时，弹簧伸长量为；当开关S闭合，电动机以某一转速匀速转动，棒cd再次静止时，弹簧伸长量变为x（不超过弹性限度）。不计其余电阻和摩擦等阻力，求此时（1）通过棒cd的电流；（2）电动机对该装置的输出功率P；（3）电动机转动角速度ω与弹簧伸长量x之间的函数关系。

答案1．答案：B解析：A（√）根据右手定则可知，通过电阻R的感应电流方向由Q流向N。B（×）电路的总电阻，金属棒穿过磁场区域过程中，根据，有，解得流经金属棒的电荷量为。C（√）金属棒恰能穿过磁场区域，即运动到磁场右侧边界时速度为零，此过程根据动量定理有，其中，金属棒受到的冲量大小，联立解得。D（√）由能量守恒定律可知，电路产生的总焦耳热为，金属棒电阻也为R，产生的焦耳热为，解得。2．答案：D解析：设导线框的速度大小是v，边长为l，总电阻为R，磁感应强度大小为边刚进磁场时产生感应电流由右手定则可判断感应电流的方向为逆时针；在时间内，如图1所示边被边界分为和两部分，其中两部分产生的感应电动势方向相反，则当时，导线框全部进入磁场，如图2所示，导线框被边界分为两部分，两部分都切割磁感线，且有效长度均为，则两部分产生的感应电动势大小相等，方向均沿顺时针，则电流由数学知识知，图像为选项D图像。故选D。3．答案：B解析：AB.合上开关S的瞬间，自感线圈产生自感电动势阻碍电流增大，由于电源电压同时加到两灯泡上，灯泡A、B同时亮，待电路稳定后，自感线圈电阻忽略不计，相当于导线，灯泡B被短路熄灭，灯泡A两端电压为电源电压，变得更亮，故A错误，B正确；CD.闭合开关S，待电路稳定后，断开开关S瞬间，灯泡A立即熄灭，自感线圈产生自感电动势阻碍电流减小，在自感线圈与灯泡B间构成的闭合回路中产生感应电流，灯泡B闪亮一下后熄灭，故CD错误。故选B。4．答案：D解析：根据感应电动势大小而导体棒有效长度L等于导体进入磁场过程中与磁场边界相交线的长度，因此进入磁场过程中，感应电动势逐渐减小，从而感应电流逐渐减小；离开磁场时，感应电动势也逐渐减小，从而感应电流也逐渐减小。再根据右手定则，进入磁场过程中感应电流为逆时针方向，离开磁场过程中，感应电流为顺时针方向。故选D。5．答案：B解析：当电键S接通瞬间，小铜环中磁通量从无到有增加，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，则两环将向两侧运动。故选B。6．答案：D解析:在圆环进入磁场的过程中圆环中感应电流绕圆心O逆时针流动，圆环出磁场的过程中圆环中感应电流绕圆心O顺时针流动，由几何关系可知圆环进入磁场的过程中，圆环的圆心O的运动轨迹是以P点为圆心且半径与圆环的半径大小相等的圆，则圆环切割磁感线的有效长度为其中为圆环匀速转动的角速度，为OP与虚线的夹角，则圆环在纸面内以P点为轴沿顺时针方向匀速转动产生的感应电动势瞬时值大小化简得根据数学知识可知感应电流图像应为D项。故选D。7．答案：D解析：平行板间的正离子受到磁场向上的洛伦兹力，所以M板带正电，N板带负电，导线ab中的电流方向为a至b。A.内，线圈A中磁感应强度为向右且逐渐减小，根据楞次定律“增反减同”可知内感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同，即向右。根据右手螺旋定则可知导线cd中的电流方向为c至d，根据“同向电流吸引，异向电流排斥”可知、导线互相吸引，故A错误；B.内线圈A中磁感应强度为向左且逐渐增大，根据楞次定律“增反减同”可知内感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，即向右。根据右手螺旋定则可知导线cd中的电流方向为c至d，、导线互相吸引，故B错误；C.内线圈A中磁感应强度为向左且逐渐减小，根据楞次定律“增反减同”可知内感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同，即向左。根据右手螺旋定则可知导线cd中的电流方向为d至c，根据“同向电流吸引，异向电流排斥”可知、导线互相排斥，故C错误。D.内线圈A中磁感应强度为向右且逐渐增大，根据楞次定律“增反减同”可知内感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，即向左。根据右手螺旋定则可知导线cd中的电流方向为d至c，根据“同向电流吸引，异向电流排斥”可知、导线互相排斥，故D正确。故选D。8．答案：C解析：若芯片线圈中产生逆时针方向的电流，根据右手螺旋定则，可知芯片中电流产生的磁场方向向上，根据楞次定律可知，读卡机中电流产生的磁场向上且逐渐减小或者向下且逐渐增大，再根据右手螺旋定则，可判断出读卡机中的电流为逆时针且逐渐减小，或者顺时针逐渐增大。故选C。9．答案：D解析:A.由牛顿第二定律得解得线框进入磁场前运动的加速度为A错误；B.由平衡条件又联立解得线框进入磁场时匀速运动的速度为B错误；C.线框做匀速运动的总时间为C错误；D.由能量守恒定律，该匀速运动过程中产生的焦耳热等于系统重力势能的减小量，则D正确。故选D。10．答案：B解析:图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，由于充电电流不断减小，安培力减小，则导体棒做加速度减小的减速运动。当电容器C极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab棒不受安培力，向右做匀速运动。图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，导体棒受向左的安培力而做减速运动，随速度的减小，电流减小，安培力减小，加速度减小，最终ab棒静止。图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动，速度减为零后，在安培力作用下向左做加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，ab棒向左做匀速运动，故选B。11．答案：C解析：画出电路的等效电路图，如图所示设PQ左侧电路的电阻为，则右侧电路的电阻为，所以外电路的总电阻为，外电路电阻先增大后减小，所以路端电压先增大后减小，故B错误；电路的总电阻先增大后减小，再根据闭合电路欧姆定律可得PQ中的电流先减小后增大，故A错误；由于导体棒做匀速运动，拉力等于安培力，即，拉力的功率，故先减小后增大，故C正确；外电路的总电阻，最大值为，小于导体棒的电阻R，又外电阻先增大后减小，由电源的输出功率与外电阻的变化关系可知，线框消耗的电功率先增大后减小，故D错误。12．答案：A解析：AD.电键突然闭合，L产生感应电动势，M灯的电流逐渐增加，故M灯逐渐亮，N灯立即亮，所以N比M先亮，故A正确，D错误；B.电键闭合较长时间后，电路处于稳定状态，因为L的电阻小于R的电阻，故M的电流大于N的电流，M比N亮，故B错误；C.电键突然断开，L产生感应电动势，两个灯串联，电流相同，两灯同时熄灭，故C错误。故选A。13．答案：BD解析:A.根据法拉第电磁感应定律可得由于a、b区域磁感应强度变化相同，有效磁场面积相等，因此a、b感应电动势相等，即a、b感应电动势之比为，故A错误；B.根据电阻定律可知，a、b得电阻之比为，结合欧姆定律及上述分析可知，a、b得电流之比为，故B正确；C.根据功率可知，a、b电功率之比为，故C错误；D.根据可知，a、b电量之比为，故D正确。故选BD。14．答案：ABD解析:A.导线框刚进入磁场时，根据楞次定律判断可知，感应电流方向沿abcda方向，故A正确；B.时间内，导线框下边界ab在PQ以下区域切割磁场，导线框做匀速直线运动，受力平衡，故有又因为解得，故B正确；C.时刻，导线框开始做减速运动，说明此时导线框上边界cd刚好进入MN和PQ之间磁场，所以时间内，导线框的总位移大小为L，故C错误；D.时间段内，导线框上边界cd在MN和PQ之间切割磁场，下边界ab在PQ以下区域切割磁场，所以导线框做加速度逐渐减小的减速运动，直至速度达到一定值时，导线框所受安培力和重力沿斜面的分力平衡，做匀速直线运动，这个过程导线框的位移大小即为MN和PQ之间的距离。时间内，设导线框的速度大小为v，有又因为解得时间内，根据动量定理，有且有解得，故D正确。15．答案：BCD解析：A.金属棒刚开始运动时，根据右手定则可知棒中的电流方向为，故A错误；B.两金属棒组成的系统动量守恒，由图乙可得解得故B正确；C.由于棒与棒质量之比为2：1，且它们的材料和长度相同，根据知横截面积之比为2：1，由得电阻之比为1：2，根据知，棒与棒产生的热量之比为1：2，根据两棒组成的系统能量守恒有可得时间内棒产生的热量故C正确；D.对棒列动量定理有又则在时间内，通过棒的电荷量故D正确。故选BCD。16．答案：AC解析：A（√）题图甲中当线圈中通以周期性变化的电流时，金属中产生涡流，利用涡流生热使金属熔化。B（×）题图乙中若把铁质锅换成陶瓷锅，因陶瓷这种材料不能产生涡流，故其不具有加热效果。C（√）题图丙中探雷器遇见金属时，金属会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中电流，使仪器报警。D（×）小圆柱永磁体在无缝铝管中下落时，由于电磁感应现象，所受阻力很大，阻碍磁体与铝管间的相对运动；小圆柱永磁体在有裂缝