高考物理一轮复习 高频考点专项练（十）电磁感应

高频考点专项练10:电磁感应

楞次定律

I.如图所示，一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，拿一条形磁铁插向其中一个小环,

后又取出插向另一个小环，发生的现象是（）

A.磁铁插向左环，横杆发生转动

B.磁铁插向右环，横杆发生转动

C.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动

D.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动

2.1多选）如图所示，质量为〃?的铜质小闭合线圈静置于粗.糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈,

沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、快速经过时，线圈始终保持不动。则关于线圈在

此过程中受到的支持力尸N和摩擦力户的情况，以下判断正确的是（）

A*.靠近线圈时，公大于〃陪，后向左

B.靠近线圈时，尸N小于〃吆，后向右

C.远离线圈时，尸N小于〃?g，Ff向左

D.远离线圈时，尺大于机g,R向右

3.（多选）一长直导线与闭合金属线框放在同一桌面内，长直导线中的电流，随时间，的变化关系如图所示。在0〜

,时间内，直导线中电流向上如图中所示。则在0〜7时间内，下列表述正确的是（）

A.穿过线框的磁通量始终变小B.线框中始终产生顺时针方向的感应电流

C.线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势D.线框所受安培力的合力始终向左

感生电动势

1.1多选）如图（甲），在虚线所示的区域有竖直向上的匀强磁场，面积为S的单匝金属线框放在磁场中，线框上开

有一小口与磁场外限值为/?的小灯泡相连。若金属框的总电阻为R/2,其他电阻不计，磁场如图（乙）随时间变化，则

下列说法正确的是（）

A.感应电流由a向b流过小灯泡B.线框“边受到的安培力指向左

C.感应电动势大小喘D.〃、b间电压大小为常

2.i多选）半径为r=0.5m带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与

两块垂直于纸面的平行金属板连接，两板间距离为d=5cm,如图甲所示。金属环处在变化的磁场中，磁感应强度8

的方向垂直于纸面，变化规律如图乙所示（规定向里为正方向）。在，=0时刻平板间中心有-电荷量为+q的微粒由静

止释放，运动中粒子不碰板，不计重力作用，则以下说法正确的是（）

乙

A.第2s内上极板带负电B.第3s内上极板带正电

C.第3s末微粒回到了原位置D.两极板之间的电场强度大小恒为3.14N/C

动生电动势

1.1多选）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为L=1m,cd间、加间、。•间分别接着阻

值为R=10。的电阻。一阻值为R=10Q的导体棒。力以速度o=4m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导

轨所在平面存在磁感应强度大小为6=0.5T,方向竖直向下的匀强磁场。下列说法中正确的是（）

A.导体棒ab中电流的流向为由b到a

B.cd两端的电压为1V

C.4e两端的电压为1V

D.拖两端的电压为1V

自感

1.如图所示，E为电池，L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，DHD2是两个规格相同且额定电压足

够大的灯泡，S是控制电路的开关。对于这个电路，下列说法中错误的是（）

A.刚闭合开关S的瞬间，通过Di、D2的电流大小相等IF

B.刚闭合开关S的瞬间，通过Di、D2的电流大小不相等JL

C.闭合开关S待电路达到稳定，Di熄灭，D?比原来更亮|F_

D.闭合开关S待电路达到稳定，再将S断开瞬间，D?立即熄灭，Di闪亮一下再熄灭蜃

2.（多选）如图所示，电路中力、8是规格相同的灯泡，£是电阻可忽略不计的电感线圈，I______J

那么（）A

A.合上S,A、B一起亮，然后八变暗后熄灭

B.合上S,4先亮，A逐渐变亮，最后A、8一样亮[~]

C.断开S,4立即熄灭，B由亮变暗后熄灭L

D.断开S,夕立即熄灭，力闪亮一下后熄灭——少---------------1

图像问题

1.如图所示，一个边界为等腰直角三角形、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一固定的正方形金属框，其边长

与三角形的直角边相同,每条边的材料均相同。现在让有界匀强磁场向右匀速地通过金属框，金属框的下边与磁场

区域的下边在•直线上。在磁场通过金属框的过程中，回路中产生的感应电动势大小E-t图象、两点的电势差

口力一/图象正确的是（）

2.在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环.规定导体环中

电流的正方向如图1所示，磁场向上为正.当磁感应强度B随时间e按

图2变化时，下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是（）

3.如图a所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆而与金属框

架接触良好。在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计。现用一水平向右的外力/作用在金

属杆油上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆仍始终垂直于框架。图b为一段时间内金属杆受到

的安培力/随时间i的变化关系，则图c中可以表示外力F随时间，变化关系的图象是）

XgXXXX右

xlxXlxXXX

xyxxxxxx

x'xxbxxxXx

甲

4.1多选）光滑水平面上放一边长为/的正方形金属框，有界匀强磁场的方向竖直

向上，磁场区域的宽度为L,且L>/。金属框在水平恒力F作用下沿水平做直线运动,

穿过磁场区域。已知ab边进入磁场时，金属框的加速度恰好为零，当cd边离开磁场

时即撤去恒力F。则从线框的ab边进入磁场到cd边离开磁场的过程中，线框的速度

随时间变化的图象是（）

B

5.（多选）如图所示，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向

相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，一正方形导线框abed位于纸面内，

ab边与磁场的边界P重合。导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从1=0时刻开始,线框匀速横穿两个磁场区域，以

a~b~c-d为线框中的电流i的正方向，向左为导线框所受安培力的正方向，以下i-t和F—l关系示意图中正确的

电磁感应综合应月

1.（多选）如图所示，在水平桌面上放置两条相距/的平行粗糙且无限长的金属导轨ab与cd,阻值为R的电阻与

导轨的《、c端相连。金属滑杆WN垂直于导轨并可在导轨上滑动，且与导轨始终接触良好。整个装置放于匀强磁场

中，磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为瓦滑杆与导轨电阻不计，滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕

过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一质最为，〃的物块相连，拉滑杆的绳处于水平拉直状态。现若从静止开始释放物

块，用/表示稳定后回I路中的感应电流，g表示重力加速度，设滑杆在运动中所受的摩擦阻力恒为Ff,则在物块下落

过程中（）

r2n

B.物块的最终速度令

A.物块的最终速度为了尸

物块重力的最大功率可能大「

C.稳定后物块重力的功率为尸RD.〃婀裁述

2.（多选）如图所示，平行光滑金属导轨与水平面的倾角为仇下端与阻值为R的电阻相连，匀强磁场垂直软道

平面向上，磁感应强度为B,现使长为/、质量为小的导体棒从岫位置以平行于斜面的初速度向上运动，滑行到最

远位置之后又下滑，己知导体棒运动过程中的最大加速度为2gsin0,g为重力加速度，不计其他电阻，导轨足够长,

则（）

A.导体棒下滑的最大速度为嚼皿

B.R上的最大热功率是喏泻

C.导体棒返【可疝位置前已经达到下滑的最大速度

D.导体棒返回他位置时刚好达到下滑的最大速度

3.两根相距为L的足够长的金属直角导轨如题21图所示放置，它们各有一边在同一

水平内，另一边垂直于水平面。质量均为小的金属细杆。氏〃与导轨垂直接触形成闭合

回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为〃，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置

处于磁感应强度大小为8,方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力

产作用下以速度■沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度匕向下匀速运动。重力

加速度为g。以下说法正确的是

R2I3V

A.而杆所受拉力F的大小为-----!-B.cd杆所受摩擦力为零

2R

C.路中的电流强度为竺”也D.〃与V.大小的关系为〃="哈

2RB2L2V,

4.足够长的光滑金属导轨MN、PQ水平平行固定，置于竖直向上的匀强磁

场中，在导轨上放两条金属杆cd,两杆平行且与导轨垂直接触良好。设导

轨电阻不计，两杆的电阻为定值。从某时刻起给。力施加一与导轨平行方向向右的

恒定拉力/作用，则以下说法正确的是

A.cd向左做加速运动

B.。。受到的安培力始终向右

C.。。一直做匀加速直线运动

D.c活、cd均向右运动，运动后的速度始终不会相等，但最终速度差为一定值

5.如图所示，在水平绝缘平面上固定足够长的平行光滑金属导轨（电阻不计），导轨左

端连接一个阻值为碘电阻，质量为m的金属棒（电阻不计）放在导轨匕金属棒与导轨垂直且

与导轨接触良好.整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，在用水平恒力方把金

属棒从静止开始向右拉动的过程中，下列说法正确的是（）

A.恒力厂与安培力做的功之和等于电路中产生的电能与金属棒获得的动能和

B.恒力用故的功一定等于克服安培力做的功与电路中产生的电能之和

C.恒力用故的功一定大于克服安培力做的功与金属棒获得的动能之和

D.恒力做的功一定等于电路中产生的电能与金属棒获得的动能之和

6.如图所示，相距均为d的的三条水平虚线L与七、心与心之间分别有垂直纸面向

外、向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为以一个边长也是"的正方形导线框，从L

上方一定高处由静止开始自由下落，当而边刚越过心进入磁场时，恰好以速度以做匀速

直线运动；当时边在越过上运动到上之前的某个时刻，线框又开始以速度也做匀速直

Li-------------------------------

线运动，在线框从进入磁场到速度变为电的过程中，设线框的动能变化量大小为△取，重XXXXXXXX

XXXXXXXX

力对线框做功大小为1%,安培力对线框做功大小为牝，下列说法中正确的有（）L、-------------------

A.在导体框下落过程中，由于里力做正功，所以有功＞W

B.从出，边进入磁场到速度变为力的过程中，线框动能的变化量大小为△取=卬2一四

C.从油边进入磁场到速度变为也的过程中，线框动能的变化量大小为

D.从外边进入磁场到速度变为也的过程中，机械能减少了4Ek

7.（多选）如图所示，电阻为R,导线电阻均可忽略，^星一电阻可不计的水平放置的导体棒，质曷为〃?，棒的

两端分别与。力、”保持良好接触，乂能沿足够长的框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导

体棒e.从静止下滑一段时间后闭合开关s,则s闭合后(

A.导体棒牙的加速度可能大于g

B.导体棒4'的加速度一定小于g

C.导体棒好•最终速度随S闭合时刻的不同而不同

D.导体棒。•的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒

8.如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导貌的间距为4其右端接有阻值为R的电阻，整

个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为tn(质量分布均匀)的导体杆ah垂直于导轨放置,

且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为人现杆在水平向左、垂直于杆的恒力产作用下从静止开

始沿导轨运动距离L时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为小导轨

电阻不计，重力加速度大小为g。则此过程

A•杆的速度最大值为(-一件/

Bd-

B.流过电阻R的电量为义竺

R+r

C恒力产做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量

D.恒力*做的功与安倍力做的功之和小于杆动能的变化量

I.如图甲所示，平行金属导轨竖直放置.，导轨间距为L=1m,上端接有电阻&=3Q,下端接有电阻R2=6C,

虚线0。'下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量机=0.1kg、电阻不计的金属杆岫，从00'上方某处垂宣

导轨由静止释放，杆下落0.2m过程中始终与导轨保持良好接触，加速度。与下落距离〃的关系图象如图乙所示。

求：

h

X

X

R,

中

(I)磁感应强度2:

(2)杆下落0.2m过程中通过电阻R2的电荷量q。

2.一电阻为R的金属圆环，放在匀强磁场中，磁场与圆环所在平面垂直，如图a所示，已知通过圆环的磁通量

随时间f的变化关系如图b所示,图中的最大磁通量仇和变化周期r都是已知量，求:

(1)在/=0到/=774的时间内，通过金属圆环横截面的电荷量%

(2)在t=0到，=27的时间内，金属圆环所产生的电热Q。

3.如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d=0.5m,电阻不计，左端通过导线与阻值R

=2。的电阻连接。右端通过导线与阻值RL=4C的小灯泡L连接。在矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，

CE长/=2.m,有一阻值r=2C的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CO处。C山石区域内磁场的磁感应强度8随时

间变化如图乙所示。在1=。至/=4s内，金属棒PQ保持静止，在f=4s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域

并保持匀速运动。已知从f=0开始到金属棒运动到磁场边界E尸处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，求：

⑴通过小灯泡的电流；

(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小。

0112t/s

乙

4.如图甲所示，质量为由的导体棒时垂直放在相距为/的平行且无限长的金属导轨上，导体棒"与平行金属

导轨的摩擦因数为仪导轨平面与水平面的夹角为仇并处于磁感应强度大小为反方向垂直于导轨平面向上的匀强

磁场中,A和a分别表示定值电阻和滑动变阻器连入电路的阻值，不计其他电阻。现由静止释放导体棒，当通过R

的电荷量达到g时，导体棒必刚好达到最大速度。重力加速度为g。

图甲图乙

(1)求从释放导体棒到棒达到最大速度时下滑的距离s和最大速度小；

(2)若将左侧的定值电阻和滑动变阻器换为水平放置的电容为C的平行板电容器，如图乙所示，导体棒，心由静

止释放到达至1蛆)中的速度0m需要多少时间(用0m表示最大速度)？

5.如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d=0.5m,电阻不计，左端通过导线与阻值R

=2C的电阻连接，右端通过导线与阻值&=4C的小灯泡L连接.在COEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE

长/=2m,有一阻值r=2C的金属棒PQ放置在靠近磁场边界C。处.CDEF区域内磁场的磁感应强度8随时间变化如

图乙所示.在t=0至t=4s内，金属棒PQ保持静止，在t=4s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速

运动.已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中，小灯泡的痉度没有发生变化，求：

(1)通过小灯泡的电流.

(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小.

图甲

楞次定律

1、解析：本题考查也磁感应现象、安培力的简单应,用。磁铁插向左环，横杆不发生移动，因为左环不闭合，不

能产生感应电流，不受安培力的作用：磁铁插向右环，横杆发生移动，因为右环闭合，能产生感应电流，在磁场中

受到安培力的作用，选项B正确。本题难度易。

答案：B

2、解析：楞次定律从阻碍相对运动角度可以表述为“来拒去留”，磁铁靠近线圈时，磁铁在线圈的左上方，线

图受到磁铁的作用力向右下方，尸N大于〃吆，居•向左，A项正确，B项错误；磁铁远离线图时，磁铁在线图的右上方，

线图受到磁铁的作用力向右上方，尺小于〃吆，Ft向左,C项正确，D项错误。

答案:AC

3、解析：长直导线中的电流先减小后增大，所以穿过线框的磁通量先减小后增大，A错误；由楞次定律可以判

断在0〜7时间内，线框中始终产生俯视顺时针方向的感应也流，B正确；穿过线框的磁通量先减小后增大，由楞次

定律知线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势，C正确；由楞次定律、左手定则判断线框受安培力的合力方向先向左

后向右，D错误。

答案：BC

感生电动势

1、解析：磁场8向上减小，由楞次定律知感应电流方向为由。向〃，选项A正确；由左手定则知cd边受到的

安培力指向右，故选项B错误：感应电动势七=券=聆，且口山=》一旦万=等，故选项C错误，D正确。

△tto.A*0

KnI2

答案：AD

2、解析：由图象可知第1s内磁场方向向里且增大，由楞次定律结合安培定则判断可知第1s内上极板带

负电，同理可知第2s内和第3s内都是上极板带正电，选项B正确，选项A错误；4一/中图线斜率大小恒定，根

据法拉第电磁感应定律有感应电动势E'=笑兀/，场强£=今"，联立得选项D正确：电场力大小恒定，方向周期

性变化，分析可知微粒第1s内向上加速，第2s内向上减速到零，第3s内向下加速，第3s末走到前段位移的一半，

故选项C错误。

答案：BD

动生电动势

1、解析：导体棒。。以速度。=4m/s匀速向左运动，由右手定则可判断出导体棒中电流的流向为由〃到力，

选项A错误；由法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势七=80=2V,感应也流/=E/2R=0.1A,cd两端的电压

为5=1R=\Y,选项B正确；由于血间没有电流，炉间没有电流，加两端的电压为零，,於两端的电压为1V,选

项C错误，D正确。

答案：BD

自感

1、解析：开关S闭合的瞬间，线图L可看做暂时的断路，故通过两灯泡的电流相等，且同时亮，A对B错；

电路稳定后，由于线图直流包阻忽略不计，将灯泡Di短路，灯泡D?获得更多电压，会更亮，C对；若断开开关S,

此时线图与灯泡Di构成回路，继续对其供电，灯泡D1将闪亮一下后再逐渐熄灭，灯泡D?无法形成回路将立即熄灭,

D对。

答案：B

2、AD

图像问题

1、解析：由可知导体棒切割时产生的感应电动势跟切割的有效长度成正比，由于是匀速运动，有效长

度跟时间成线性关系，回路中产生的感应电动势大小光线性减小，当磁场右边界与cd边重合时，感应电动势突变到

最大，接着又从最大线性减小，所以A、B错误；由楞次定律知，，山边刚开始切割磁感线时金属框中感应也流方向

是逆时针方向，a点电劳低于。点电劳，。〃边相当于电源，c山两点的电势差。温=一%?"，直到cd边刚开始切割磁

感线的过程，。。间电阻不变，回路中电动势线性减小，电流线性减小，（山两点的电势差LU线性戒小，当4边刚

开始切割磁感线时金属框中感应电流方向是顺时针方向，电势差仍=一；84,同理分析，可得C错误，D正确。

答案：D

2、C3、B4、AC5、AC

电滋感应综合应用

1、解析：由题意分析可知，从静止释放物块，它将带动金属滑杆MN一起运动，当它们稳定时最终将以某一速

度做匀速运动而处于平衡状态。设MN的最终速度为V,对MN列平衡方程：耳*Ff=〃ig,得d=色喘"，所

以选项A正确；又从能量守恒角度进行分析，物块的重力的功率转化为因克服安培力做功而产生的电热功率和克服

PR

摩擦力做功产生的热功率，所以有尸R+Rv=〃igv,得0=故选项B正确；由于滑杆受摩擦力作用，物块重

mg—Ff'

力的功率大于产七故选项C错误；力块重力的最大功率为Pm=〃侬=〃次"皆故选项D错误。

答案：AB

2、解析：导体棒在下滑的过程中，先做加速运动，根据牛顿第二定律得，〃?gsin。一尸安=〃也，当/*=wgsinO

时，速度达到最大，然后做匀速运动，又/安=8〃，/=/，£=8/巩联立可得，导体棒下滑的最大速度为久="鬻叫

A项正确；根据R上的发热功率。鸦=尸/＜,/=蜉可知，导体棒的速度,。最大时，感应电流最大，〃上的发热功率也

A

最大；由题意可知，导体棒上滑时的初速度即为最大速度，导体棒的加速度最大，/〃gsinO+/安=2〃?gsin。，解得，F

*=〃?gsine,V嚅叱R上的最大发热功率-口热=空窄警,R项正确；下滑的最大速度与上滑的初速度相同，

考虑到滑动过程中导体棒的机械能不断转化为电能，所以滑动到同一位置时，下滑时的速度小于上滑时的速度，导

体棒返回到时位置时还没有达到下滑的最大速度，而是小于最大速度，C、D两项错误。

答案：AB

3、D4、D5、D6、B

7、解析：开关闭合前，导体棒只受重力而加速下滑，闭合开关时有一定的初速度如，若此时尸宠＞〃长，则尸安

—mg=}iuic若F安＜mg,则"?g—/安=〃心，因为产安的大小不确定，所以导体棒寸'的加速度可能大于g、小于g、等

于g,故A正确，B错误。无论闭合开关时初速度多大，导体棒最终的.安培力应和重力平衡，故C错误。根据能量

守恒定律知，D正确。

答案：AD

8、B

1、解析：（1）由图象知，杆自由下落距离是（）.05m,当地重力加速度g=IOm/s2,则杆进入磁场时的速度v=y[lgii

=1m/s©

由图象知，杆进入磁场时加速度〃=—g=—10m/s?②

由牛顿第二定律得“安=〃心③

回路中的电动势E=BLv@

杆中的电,流/=^®

R*=9

F*=BlL=gG

得B=\p警=2T⑧

（2）杆在磁场中运动产生的平均感应电动势E=等⑨

_"E

杆中的平均电流/=瓦~®

通过杆的电荷量Q=1-A/©

通过心的也量,/=（。=0.05a®

答案：（1）2T（2）0.05C

2、解析：（1）由磁通量随时间的变化图线可知在1=0到1=774时间内，金属圆环中的感应电动势Ei=符=半①

在以上时段内，金属圆环中的电流为4=勉

则在这段时间内通过金属圆环横表面的业荷量4=/由③

联立求解得9=华④

（2）在t=T/4到t=T/2和，=3〃4到1=7时间内，金属圆环中的感应电动势氏=。⑤

在t=T/2到1=3774时间内，金属圆环中的感应电动势昌=微=竿⑥

由欧姆定律可知在以上时段内，金属圆环中的电流为人二嘿⑦

在f=0到1=27'时间内金属圆环所产生的电热。=2（/沁|+*&）⑧

联立求解得。=嚅⑨

答案：⑴华⑵与喂

3、解析：（I）f=O至，=4s内，金属棒PQ保持者争止，磁场变化导致电路中产生感应电动势

电路中r与R并联，再与RL串联，电路的总电阻R.=R.+务-=5Q

A-rr

此时感应电动势七=笑=4铸=0.5X2X.O.5V=0.5V

F

通过小灯泡的电流为/=彳~=0.1A

Ai

（2）当金属棒在磁场区域中运动时，由金属棒切割磁感线产生电动势，电路为R与RL并联,再与，•串联，此时电

路的总电阻R'2=匚+^^^"=2C+昔£^=与G

由于灯泡中电流不变，所以灯泡的电流九=04A,则流过金属棒的也流为

V=/L+/R=/L+^=0.3A

电动势E'=1'R'kBdv

解得金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小v=1m/so

答案：（1）0.1,A（2）1m/s

4、解析：（1）对于闭合回路，在全过程中，根据法拉第电磁感应定律得。〃中的平均感应电动弊石=等=寮）

_~E

由闭合也路欧姆定律得通过R的平均电流I

AlAl

通过R的电荷量夕=/Ar@

联立①②③得：

til1

A帅加速下滑的过程中，根据牛