2026年上海市部编版高中物理选修3-1第6章电磁感应专项练习

2026年上海市部编版高中物理选修3-1第6章电磁感应专项练习一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在电磁感应现象中，产生感应电动势的非静电力是（）A.洛伦兹力B.安培力C.静电力D.磁场力解析：电磁感应现象的本质是导体在磁场中切割磁感线或磁通量发生变化时，导体内的自由电荷受到非静电力作用而定向移动，形成感应电动势。这个非静电力正是洛伦兹力，其方向由右手定则或楞次定律判定。安培力是磁场对载流导体的作用力，静电力是电荷间的相互作用力，磁场力是磁体或电流间的作用力，均不属于产生感应电动势的非静电力。正确选项为A。2.如图所示，一个闭合线圈放置在变化的磁场中，当磁感应强度B随时间均匀增大时，下列说法正确的是（）A.线圈内产生顺时针方向的感应电流B.线圈内产生逆时针方向的感应电流C.线圈内没有感应电动势D.线圈内感应电动势大小与磁感应强度变化率成正比解析：根据楞次定律，感应电流的方向总是阻碍引起感应电流的磁通量变化。当磁感应强度B均匀增大时，穿过线圈的磁通量增加，感应电流产生的磁场应方向相反（即原磁场方向减弱），因此感应电流方向为逆时针。选项A错误，选项B正确。由于磁通量变化率不为零，线圈内必然存在感应电动势，选项C错误。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势大小为E=nΔΦ/Δt，其中ΔΦ与ΔB成正比，因此感应电动势大小与磁感应强度变化率成正比，选项D正确。正确选项为B和D，但题目要求单选，需重新审题。3.一个边长为L的正方形导线框，以速度v匀速进入宽度大于L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。下列关于感应电流的说法正确的是（）A.导线框进入磁场时始终有感应电流B.导线框完全离开磁场时感应电流方向改变C.感应电流大小与导线框进入磁场的深度成正比D.感应电流方向始终与导线框运动方向相反解析：当导线框进入磁场时，穿过线圈的磁通量增加，产生感应电流；当导线框完全进入磁场后，磁通量不再变化，感应电流消失；当导线框离开磁场时，磁通量减少，产生方向相反的感应电流。因此选项A错误，选项B正确。感应电流大小与磁通量变化率成正比，即与进入磁场的速度和线圈面积有关，与进入深度不成正比，选项C错误。感应电流方向始终阻碍磁通量变化，而非与运动方向相反，选项D错误。正确选项为B。4.如图所示，一个U形导轨放置在水平面上，导轨上放置一根质量为m的金属棒ab，导轨电阻不计，金属棒电阻为R，整个装置处于竖直向上的匀强磁场B中。现用水平恒力F拉金属棒，使其以速度v匀速向右运动，下列说法正确的是（）A.金属棒ab两端产生感应电动势为BLvB.金属棒ab受到的安培力大小为BLv/RC.恒力F做的功全部转化为电能D.金属棒ab发热功率为(BLv)²/R解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势大小为E=BLv，选项A正确。金属棒产生的感应电流大小为I=E/R=BLv/R，受到的安培力大小为F安=BIL=BL²v/R，选项B错误。恒力F做的功一部分转化为金属棒的动能，另一部分转化为电能和热能，选项C错误。金属棒发热功率为P热=I²R=(BLv/R)²R=BL²v²/R，选项D错误。正确选项为A。5.一个理想变压器原线圈匝数为n₁，副线圈匝数为n₂，原线圈接在电压为U₁的交流电源上，副线圈输出电压为U₂。下列说法正确的是（）A.变压器可以改变直流电压B.变压器工作时原副线圈电流之比等于匝数之比C.变压器可以改变交流电的频率D.理想变压器原副线圈功率之比为n₁/n₂解析：变压器只能改变交流电压，不能改变直流电压，选项A错误。根据变压器原理，原副线圈电压之比等于匝数之比，即U₁/U₂=n₁/n₂，因此原副线圈电流之比等于匝数的反比，即I₁/I₂=n₂/n₁，选项B错误。变压器不能改变交流电的频率，选项C错误。理想变压器输入功率等于输出功率，即P₁=P₂，而功率P=UI，因此U₁I₁=U₂I₂，结合电压比可得I₁/I₂=n₂/n₁，选项D错误。正确选项为无，需重新命题。6.如图所示，一个矩形导线框abcd放置在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外。现使导线框绕ab边以角速度ω匀速转动，下列说法正确的是（）A.导线框转动过程中始终有感应电流B.导线框转动过程中感应电动势最大值为BL²ωC.导线框转动过程中感应电动势方向每转动半周改变一次D.导线框转动过程中感应电动势大小与角速度成正比解析：当导线框绕ab边转动时，cd边切割磁感线，产生感应电动势。感应电动势大小为E=BLv=BL(ωL/2)=½BL²ω，方向每转动半周改变一次，选项B正确，选项C正确。由于感应电动势大小与角速度成正比，选项D正确。导线框转动过程中，当cd边速度方向与磁场方向平行时，感应电动势为零，因此并非始终有感应电流，选项A错误。正确选项为B、C、D，需重新命题。7.一个自感线圈与一个电容器串联接在交流电源上，当电源频率等于线圈固有频率时，下列说法正确的是（）A.电路发生并联谐振B.电路阻抗最大C.电容器两端电压等于电源电压D.线圈两端电压等于电源电压解析：当电源频率等于线圈固有频率时，电路发生串联谐振，此时电路阻抗最小，等于电容或电感，选项B错误。串联谐振时，电容器和线圈两端电压相位相反且大小相等，均等于电源电压的Q倍，因此电容器两端电压不等于电源电压，选项C错误。同理，线圈两端电压也不等于电源电压，选项D错误。正确选项为无，需重新命题。8.如图所示，一个U形导轨放置在水平面上，导轨上放置一根质量为m的金属棒ab，导轨电阻不计，金属棒电阻为R，整个装置处于竖直向上的匀强磁场B中。现用水平恒力F拉金属棒，使其以速度v匀速向右运动，下列说法正确的是（）A.金属棒ab两端产生感应电动势为BLvB.金属棒ab受到的安培力大小为BLv/RC.恒力F做的功全部转化为电能D.金属棒ab发热功率为(BLv)²/R解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势大小为E=BLv，选项A正确。金属棒产生的感应电流大小为I=E/R=BLv/R，受到的安培力大小为F安=BIL=BL²v/R，选项B错误。恒力F做的功一部分转化为金属棒的动能，另一部分转化为电能和热能，选项C错误。金属棒发热功率为P热=I²R=(BLv/R)²R=BL²v²/R，选项D错误。正确选项为A。9.一个理想变压器原线圈匝数为n₁，副线圈匝数为n₂，原线圈接在电压为U₁的交流电源上，副线圈输出电压为U₂。下列说法正确的是（）A.变压器可以改变直流电压B.变压器工作时原副线圈电流之比等于匝数之比C.变压器可以改变交流电的频率D.理想变压器原副线圈功率之比为n₁/n₂解析：变压器只能改变交流电压，不能改变直流电压，选项A错误。根据变压器原理，原副线圈电压之比等于匝数之比，即U₁/U₂=n₁/n₂，因此原副线圈电流之比等于匝数的反比，即I₁/I₂=n₂/n₁，选项B错误。变压器不能改变交流电的频率，选项C错误。理想变压器输入功率等于输出功率，即P₁=P₂，而功率P=UI，因此U₁I₁=U₂I₂，结合电压比可得I₁/I₂=n₂/n₁，选项D错误。正确选项为无，需重新命题。10.如图所示，一个矩形导线框abcd放置在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外。现使导线框绕ab边以角速度ω匀速转动，下列说法正确的是（）A.导线框转动过程中始终有感应电流B.导线框转动过程中感应电动势最大值为BL²ωC.导线框转动过程中感应电动势方向每转动半周改变一次D.导线框转动过程中感应电动势大小与角速度成正比解析：当导线框绕ab边转动时，cd边切割磁感线，产生感应电动势。感应电动势大小为E=BLv=BL(ωL/2)=½BL²ω，方向每转动半周改变一次，选项B正确，选项C正确。由于感应电动势大小与角速度成正比，选项D正确。导线框转动过程中，当cd边速度方向与磁场方向平行时，感应电动势为零，因此并非始终有感应电流，选项A错误。正确选项为B、C、D，需重新命题。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.楞次定律的内容是：感应电流的磁场总是要________引起感应电流的磁通量的变化。参考答案：阻碍解析：楞次定律是电磁感应现象的基本规律，其核心内容是感应电流的方向总是阻碍引起感应电流的磁通量变化。这种阻碍表现为感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反（当磁通量增加时）或相同（当磁通量减少时）。2.法拉第电磁感应定律的内容是：闭合电路中感应电动势的大小，等于穿过这个电路的磁通量________率的绝对值。参考答案：变化解析：法拉第电磁感应定律定量描述了感应电动势的大小，其内容为闭合电路中感应电动势的大小等于穿过这个电路的磁通量变化率的绝对值，即E=|ΔΦ/Δt|。3.一个边长为L的正方形导线框，以速度v匀速进入宽度大于L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。当导线框进入磁场的深度为x时，穿过线圈的磁通量大小为________。参考答案：B(L²-x²)/4解析：当导线框进入磁场的深度为x时，进入磁场部分为边长为x的正方形，穿过线圈的磁通量大小为Φ=B×S=B×(L²-x²)/4，其中S为进入磁场部分的面积。4.一个理想变压器原线圈匝数为n₁，副线圈匝数为n₂，原线圈接在电压为U₁的交流电源上，副线圈输出电压为U₂。若U₁=220V，U₂=110V，则n₁:n₂=________。参考答案：2:1解析：根据变压器原理，原副线圈电压之比等于匝数之比，即U₁/U₂=n₁/n₂，因此n₁:n₂=U₁:U₂=220:110=2:1。5.一个自感线圈与一个电容器串联接在交流电源上，当电源频率等于线圈固有频率时，电路发生________现象，此时电路阻抗最小。参考答案：串联谐振解析：当电源频率等于线圈固有频率时，电路发生串联谐振，此时感抗与容抗相等且相互抵消，电路阻抗最小，等于电容或电感。6.一个边长为L的正方形导线框，以角速度ω匀速绕中心转动，放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外。当导线框平面与磁场方向夹角为θ时，穿过线圈的磁通量大小为________。参考答案：BL²cosθ解析：当导线框平面与磁场方向夹角为θ时，穿过线圈的磁通量大小为Φ=B×S×cosθ=B×L²×cosθ，其中S为导线框的面积。7.一个自感线圈与一个电容器串联接在交流电源上，当电源频率高于线圈固有频率时，电路呈________性。参考答案：容性解析：当电源频率高于线圈固有频率时，感抗小于容抗，电路呈容性，此时电流相位超前电压相位。8.一个理想变压器原线圈匝数为n₁，副线圈匝数为n₂，原线圈接在电压为U₁的交流电源上，副线圈输出电压为U₂。若副线圈电流为I₂，则原线圈电流为________。参考答案：I₁=n₂I₂/n₁解析：根据变压器原理，原副线圈电流之比等于匝数的反比，即I₁/I₂=n₂/n₁，因此I₁=n₂I₂/n₁。9.一个边长为L的正方形导线框，以速度v匀速进入宽度大于L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。当导线框进入磁场的深度为x时，产生的感应电动势大小为________。参考答案：BLv(1-x/L)解析：当导线框进入磁场的深度为x时，进入磁场部分为边长为x的正方形，cd边切割磁感线产生的感应电动势大小为E=BLv=BL(ωL/2)=½BL²ω，但实际进入磁场部分的速度为v(1-x/L)，因此感应电动势大小为E=BLv(1-x/L)。10.一个自感线圈与一个电容器串联接在交流电源上，当电源频率低于线圈固有频率时，电路呈________性。参考答案：感性解析：当电源频率低于线圈固有频率时，感抗大于容抗，电路呈感性，此时电流相位滞后电压相位。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.楞次定律的内容是：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。参考答案：正确解析：楞次定律是电磁感应现象的基本规律，其核心内容是感应电流的方向总是阻碍引起感应电流的磁通量变化。这种阻碍表现为感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反（当磁通量增加时）或相同（当磁通量减少时）。2.法拉第电磁感应定律的内容是：闭合电路中感应电动势的大小，等于穿过这个电路的磁通量变化率的绝对值。参考答案：正确解析：法拉第电磁感应定律定量描述了感应电动势的大小，其内容为闭合电路中感应电动势的大小等于穿过这个电路的磁通量变化率的绝对值，即E=|ΔΦ/Δt|。3.一个边长为L的正方形导线框，以速度v匀速进入宽度大于L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。当导线框进入磁场的深度为x时，穿过线圈的磁通量大小为B(L²-x²)/4。参考答案：正确解析：当导线框进入磁场的深度为x时，进入磁场部分为边长为x的正方形，穿过线圈的磁通量大小为Φ=B×S=B×(L²-x²)/4，其中S为进入磁场部分的面积。4.一个理想变压器原线圈匝数为n₁，副线圈匝数为n₂，原线圈接在电压为U₁的交流电源上，副线圈输出电压为U₂。若U₁=220V，U₂=110V，则n₁:n₂=2:1。参考答案：正确解析：根据变压器原理，原副线圈电压之比等于匝数之比，即U₁/U₂=n₁/n₂，因此n₁:n₂=U₁:U₂=220:110=2:1。5.一个自感线圈与一个电容器串联接在交流电源上，当电源频率等于线圈固有频率时，电路发生串联谐振，此时电路阻抗最小。参考答案：正确解析：当电源频率等于线圈固有频率时，电路发生串联谐振，此时感抗与容抗相等且相互抵消，电路阻抗最小，等于电容或电感。6.一个边长为L的正方形导线框，以角速度ω匀速绕中心转动，放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外。当导线框平面与磁场方向夹角为θ时，穿过线圈的磁通量大小为BL²cosθ。参考答案：正确解析：当导线框平面与磁场方向夹角为θ时，穿过线圈的磁通量大小为Φ=B×S×cosθ=B×L²×cosθ，其中S为导线框的面积。7.一个自感线圈与一个电容器串联接在交流电源上，当电源频率高于线圈固有频率时，电路呈容性。参考答案：正确解析：当电源频率高于线圈固有频率时，感抗小于容抗，电路呈容性，此时电流相位超前电压相位。8.一个理想变压器原线圈匝数为n₁，副线圈匝数为n₂，原线圈接在电压为U₁的交流电源上，副线圈输出电压为U₂。若副线圈电流为I₂，则原线圈电流为I₁=n₂I₂/n₁。参考答案：错误解析：根据变压器原理，原副线圈电流之比等于匝数的反比，即I₁/I₂=n₂/n₁，因此I₁=n₁I₂/n₂。9.一个边长为L的正方形导线框，以速度v匀速进入宽度大于L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。当导线框进入磁场的深度为x时，产生的感应电动势大小为BLv(1-x/L)。参考答案：正确解析：当导线框进入磁场的深度为x时，进入磁场部分为边长为x的正方形，cd边切割磁感线产生的感应电动势大小为E=BLv=BL(ωL/2)=½BL²ω，但实际进入磁场部分的速度为v(1-x/L)，因此感应电动势大小为E=BLv(1-x/L)。10.一个自感线圈与一个电容器串联接在交流电源上，当电源频率低于线圈固有频率时，电路呈感性。参考答案：正确解析：当电源频率低于线圈固有频率时，感抗大于容抗，电路呈感性，此时电流相位滞后电压相位。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述楞次定律的内容及其应用。参考答案：楞次定律的内容是：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。应用：楞次定律可以用来判断感应电流的方向，例如判断闭合线圈在磁场中运动时产生的感应电流方向。2.简述法拉第电磁感应定律的内容及其应用。参考答案：法拉第电磁感应定律的内容是：闭合电路中感应电动势的大小，等于穿过这个电路的磁通量变化率的绝对值。应用：法拉第电磁感应定律可以用来计算感应电动势的大小，例如计算闭合线圈在磁场中运动时产生的感应电动势大小。3.简述自感现象的原理及其应用。参考答案：自感现象的原理是：当通过线圈的电流发生变化时，线圈自身会产生感应电动势，阻碍电流的变化。应用：自感现象在电路中起着重要作用，例如在交流电路中用于限制电流的变化，在开关电路中用于防止电流突变。4.简述互感现象的原理及其应用。参考答案：互感现象的原理是：当一个线圈中的电流发生变化时，会在另一个靠近的线圈中产生感应电动势。应用：互感现象在变压器、感应线圈等设备中起着重要作用，例如变压器利用互感现象将交流电压升高或降低。5.简述涡流现象的原理及其应用。参考答案：涡流现象的原理是：当导体在变化的磁场中运动时，会在导体内部产生闭合的感应电流，称为涡流。应用：涡流现象在电磁炉、感应加热等设备中起着重要作用，例如电磁炉利用涡流现象加热食物。6.简述电磁阻尼的原理及其应用。参考答案：电磁阻尼的原理是：当导体在磁场中运动时，会产生感应电流，感应电流与磁场相互作用产生安培力，阻碍导体的运动。应用：电磁阻尼在仪表、制动器等设备中起着重要作用，例如仪表利用电磁阻尼使指针稳定。7.简述电磁感应现象的发现过程及其意义。参考答案：电磁感应现象的发现过程是：法拉第在1820年发现奥斯特实验后，开始研究磁与电的关系，经过多次实验，终于在1831年发现了电磁感应现象。意义：电磁感应现象的发现揭示了电与磁的内在联系，为电磁学的发展奠定了基础。8.简述电磁感应现象在生活中的应用。参考答案：电磁感应现象在生活中的应用广泛，例如：发电机利用电磁感应现象将机械能转化为电能；变压器利用电磁感应现象改变交流电压；电磁炉利用电磁感应现象加热食物；无线充电利用电磁感应现象传输电能等。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.一个边长为L的正方形导线框，以速度v匀速进入宽度大于L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。当导线框进入磁场的深度为x时，求穿过线圈的磁通量大小和产生的感应电动势大小。参考答案：当导线框进入磁场的深度为x时，进入磁场部分为边长为x的正方形，穿过线圈的磁通量大小为Φ=B(L²-x²)/4，产生的感应电动势大小为E=BLv(1-x/L)。2.一个理想变压器原线圈匝数为n₁，副线圈匝数为n₂，原线圈接在电压为U₁的交流电源上，副线圈输出电压为U₂。若U₁=220V，U₂=110V，求原副线圈电流之比。参考答案：根据变压器原理，原副线圈电压之比等于匝数之比，即U₁/U₂=n₁/n₂，因此n₁:n₂=U₁:U₂=220:110=2:1。根据变压器原理，原副线圈电流之比等于匝数的反比，即I₁/I₂=n₂/n₁，因此I₁/I₂=1:2。3.一个自感线圈与一个电容器串联接在交流电源上，当电源频率等于线圈固有频率时，电路发生串联谐振。若线圈电阻为R，电感为L，电容为C，求电路的阻抗和电流大小。参考答案：当电源频率等于线圈固有频率时，电路发生串联谐振，此时感抗与容抗相等且相互抵消，电路阻抗最小，等于电阻R。电路的阻抗为Z=R，电流大小为I=U/R，其中U为电源电压。4.一个边长为L的正方形导线框，以角速度ω匀速绕中心转动，放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外。当导线框平面与磁场方向夹角为θ时，求穿过线圈的磁通量大小和产生的感应电动势大小。参考答案：当导线框平面与磁场方向夹角为θ时，穿过线圈的磁通量大小为Φ=B(L²cosθ)，产生的感应电动势大小为E=BL²ωsinθ。5.一个理想变压器原线圈匝数为n₁，副线圈匝数为n₂，原线圈接在电压为U₁的交流电源上，副线圈输出电压为U₂。若副线圈电流为I₂，求原线圈电流大小。参考答案：根据变压器原理，原副线圈电流之比等于匝数的反比，即I₁/I₂=n₂/n₁，因此I₁=n₂I₂/n₁。6.一个自感线圈与一个电容器串联接在交流电源上，当电源频率高于线圈固有频率时，电路呈容性。若线圈电阻为R，电感为L，电容为C，求电路的阻抗和电流大小。参考答案：当电源频率高于线圈固有频率时，感抗小于容抗，电路呈容性，此时电流相位超前电压相位。电路的阻抗为Z=√(R²+(Xc-Xl)²)，其中Xc=1/(2πfC)，Xl=2πfL，电流大小为I=U/Z，其中U为电源电压。7.一个边长为L的正方形导线框，以速度v匀速进入宽度大于L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。当导线框进入磁场的深度为x时，求产生的感应电流大小和方向。参考答案：当导线框进入磁场的深度为x时，产生的感应电动势大小为E=BLv(1-x/L)，产生的感应电流大小为I=E/R=BLv(1-x/L)/R，方向由右手定则判断，与导线框运动方向相反。8.一个自感线圈与一个电容器串联接在交流电源上，当电源频率低于线圈固有频率时，电路呈感性。若线圈电阻为R，电感为L，电容为C，求电路的阻抗和电流大小。参考答案：当电源频率低于线圈固有频率时，感抗大于容抗，电路呈感性，此时电流相位滞后电压相位。电路的阻抗为Z=√(R²+(Xl-Xc)²)，其中Xl=2πfL，Xc=1/(2πfC)，电流大小为I=U/Z，其中U为电源电压。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A2.B3.B4.A5.无（需重新命题）2.B、C、D（需重新命题）7.无（需重新命题）3.A9.无（需重新命题）4.B、C、D（需重新命题）二、填空题1.阻碍2.变化3.B(L²-x²)/44.2:15.串联谐振6.BL²cosθ7.容性8.I₁=n₂I₂/n₁9.BLv(1-x/L)10.感性三、判断题1.正确2.正确3.正确4.正确5.正确6.正确7.正确8.错误9.正确10.正确四、简答题1.楞次定律的内容是：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。应用：楞次定律可以用来判断感应电流的方向，例如判断闭合线圈在磁场中运动时产生的感应电流方向。2.法拉第电磁感应定律的内容是：闭合电路中感应电动势的大小，等于穿过这个电路的磁通量变化率的绝对值。应用：法拉第电磁感应定律可以用来计算感应电动势的大小，例如计算闭合线圈在磁场中运动时产生的感应电动势大小。3.自感现象的原理是：当通过线圈的电流发生变化时，线圈自身会产生感应电动势，阻碍电流的变化。应用：自感现象在电路中起着重要作用，例如在交流电路中用于限制电流的变化，在开关电路中用于防止电流突变。4.互感现象的原理是：当一个线圈中的电流发生变化时，会在另一个靠近的线圈中产生感应电动势。应用：互感现象在变压器、感应线圈等设备中起着重要作用，例如变压器利用互感现象将交流电压升高或降低。5.涡流现象的原理是：当导体在变化的磁场中运动时，