2025-2026年广东省苏教版高中物理高三年级下册第8章电磁感应习题

2025-2026年广东省苏教版高中物理高三年级下册第8章电磁感应习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在一根无限长直导线右侧放置一个矩形导线框，导线框与直导线共面且平行。当直导线中通入变化的电流时，导线框中产生感应电流。下列说法正确的是（）A.若直导线中电流增大，导线框中感应电流方向一定为逆时针B.若直导线中电流方向不变，大小均匀减小，导线框中感应电流方向一定为顺时针C.若直导线中电流方向突然反向，导线框中感应电流方向立即改变D.若直导线中电流变化频率增大，导线框中感应电流大小一定增大2.如图所示，一个U形金属框架水平放置，其上放置一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，棒与框架间动摩擦因数为μ，整个装置处于竖直向上的匀强磁场B中。现用水平恒力F向右拉金属棒，使其从静止开始运动。下列说法正确的是（）A.金属棒受到的安培力方向始终水平向左B.金属棒运动过程中，机械能守恒C.金属棒达到稳定速度时，产生的感应电动势为BLvD.金属棒达到稳定速度时，恒力F的功率等于安培力的功率3.一个边长为L的正方形导线框，总电阻为R，以速度v匀速进入一个宽度大于L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。下列说法正确的是（）A.导线框进入磁场过程中，感应电流大小恒定不变B.导线框进入磁场过程中，感应电流方向始终不变C.导线框完全进入磁场后，感应电流立即消失D.导线框进入磁场过程中，产生的焦耳热等于机械能的减少量4.如图所示，一个半径为R的金属环处于垂直环面的匀强磁场B中，环上有一段电阻为R的缺口AB，其余部分电阻不计。现使金属环以角速度ω绕环心匀速转动，下列说法正确的是（）A.环中感应电动势大小为BωR²B.环中感应电动势方向为顺时针C.AB间电压为BωR²D.若用导线将缺口AB连接，环中将产生持续的直流电流5.一个质量为m、带电荷量为+q的粒子，以速度v垂直进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外。粒子离开磁场时速度方向与进入时速度方向夹角为θ，下列说法正确的是（）A.粒子在磁场中做匀速圆周运动B.粒子在磁场中运动的时间为d/vC.粒子在磁场中受到的洛伦兹力大小为mv²/RD.粒子离开磁场时的速度大小为√(v²+qBd/m)6.如图所示，一个平行板电容器与一个自感线圈串联接在直流电源上，开关S闭合时电路稳定。下列说法正确的是（）A.断开开关S瞬间，电容器上电压立即变为零B.断开开关S瞬间，电感线圈中产生顺时针方向的感应电流C.断开开关S后，电容器放电过程中电流逐渐减小D.电路稳定时，电感线圈相当于断路7.一个边长为L的正方形导线框，总电阻为R，以速度v匀速进入一个宽度大于L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。下列说法正确的是（）A.导线框进入磁场过程中，感应电流大小恒定不变B.导线框进入磁场过程中，感应电流方向始终不变C.导线框完全进入磁场后，感应电流立即消失D.导线框进入磁场过程中，产生的焦耳热等于机械能的减少量8.如图所示，一个U形金属框架水平放置，其上放置一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，棒与框架间动摩擦因数为μ，整个装置处于竖直向上的匀强磁场B中。现用水平恒力F向右拉金属棒，使其从静止开始运动。下列说法正确的是（）A.金属棒受到的安培力方向始终水平向左B.金属棒运动过程中，机械能守恒C.金属棒达到稳定速度时，产生的感应电动势为BLvD.金属棒达到稳定速度时，恒力F的功率等于安培力的功率9.一个边长为L的正方形导线框，总电阻为R，以速度v匀速进入一个宽度大于L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。下列说法正确的是（）A.导线框进入磁场过程中，感应电流大小恒定不变B.导线框进入磁场过程中，感应电流方向始终不变C.导线框完全进入磁场后，感应电流立即消失D.导线框进入磁场过程中，产生的焦耳热等于机械能的减少量10.如图所示，一个半径为R的金属环处于垂直环面的匀强磁场B中，环上有一段电阻为R的缺口AB，其余部分电阻不计。现使金属环以角速度ω绕环心匀速转动，下列说法正确的是（）A.环中感应电动势大小为BωR²B.环中感应电动势方向为顺时针C.AB间电压为BωR²D.若用导线将缺口AB连接，环中将产生持续的直流电流二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.一个边长为L的正方形导线框，总电阻为R，以速度v匀速进入一个宽度大于L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。导线框进入磁场过程中，产生的感应电动势大小为______，感应电流方向为______（填顺时针或逆时针）。2.一个质量为m、带电荷量为+q的粒子，以速度v垂直进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外。粒子离开磁场时速度方向与进入时速度方向夹角为θ，则粒子在磁场中运动的时间为______，洛伦兹力对粒子做功为______。3.如图所示，一个平行板电容器与一个自感线圈串联接在直流电源上，开关S闭合时电路稳定。断开开关S瞬间，电容器上电压______（填立即变为零或不立即变为零），电感线圈中产生______（填顺时针或逆时针）方向的感应电流。4.一个边长为L的正方形导线框，总电阻为R，以速度v匀速进入一个宽度大于L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。导线框进入磁场过程中，产生的焦耳热等于______（填机械能的减少量或其他）。5.一个半径为R的金属环处于垂直环面的匀强磁场B中，环上有一段电阻为R的缺口AB，其余部分电阻不计。现使金属环以角速度ω绕环心匀速转动，环中感应电动势大小为______，AB间电压为______。6.一个U形金属框架水平放置，其上放置一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，棒与框架间动摩擦因数为μ，整个装置处于竖直向上的匀强磁场B中。现用水平恒力F向右拉金属棒，使其从静止开始运动。金属棒达到稳定速度时，产生的感应电动势为______，安培力大小为______。7.一个边长为L的正方形导线框，总电阻为R，以速度v匀速进入一个宽度大于L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。导线框进入磁场过程中，产生的感应电流大小为______，感应电流方向为______（填顺时针或逆时针）。8.一个半径为R的金属环处于垂直环面的匀强磁场B中，环上有一段电阻为R的缺口AB，其余部分电阻不计。现使金属环以角速度ω绕环心匀速转动，环中感应电动势方向为______（填顺时针或逆时针），若用导线将缺口AB连接，环中将产生______（填直流或交流）电流。9.一个平行板电容器与一个自感线圈串联接在直流电源上，开关S闭合时电路稳定。断开开关S瞬间，电容器上电压______（填立即变为零或不立即变为零），电感线圈中产生______（填顺时针或逆时针）方向的感应电流。10.一个U形金属框架水平放置，其上放置一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，棒与框架间动摩擦因数为μ，整个装置处于竖直向上的匀强磁场B中。现用水平恒力F向右拉金属棒，使其从静止开始运动。金属棒达到稳定速度时，恒力F的功率为______，安培力做功的功率为______。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.导线框进入磁场过程中，产生的感应电流方向总是与磁场方向有关。（×）2.感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。（√）3.洛伦兹力对带电粒子做功为零。（√）4.电感线圈在电路中相当于断路。（×）5.导线框完全进入磁场后，不会产生感应电流。（×）6.感应电流的方向总是阻碍引起感应电流的原因。（√）7.自感线圈在电路中相当于短路。（×）8.感应电动势的大小与导线框的电阻有关。（×）9.洛伦兹力可以改变带电粒子的速度大小。（×）10.导线框进入磁场过程中，产生的焦耳热等于机械能的减少量。（√）四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式。2.简述楞次定律的内容和应用方法。3.简述自感现象的原理和特点。4.简述涡流现象的产生和危害。5.简述交流发电机的工作原理。6.简述变压器的工作原理。7.简述电磁阻尼现象的原理和应用。8.简述电磁驱动现象的原理和应用。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，总电阻为R，以速度v匀速进入一个宽度大于L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。求导线框进入磁场过程中产生的感应电动势大小和感应电流大小。2.一个质量为m、带电荷量为+q的粒子，以速度v垂直进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外。求粒子离开磁场时速度方向与进入时速度方向夹角θ的表达式。3.一个平行板电容器与一个自感线圈串联接在直流电源上，开关S闭合时电路稳定。求断开开关S瞬间，电容器上电压和电感线圈中感应电动势的表达式。4.一个边长为L的正方形导线框，总电阻为R，以速度v匀速进入一个宽度大于L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。求导线框进入磁场过程中产生的焦耳热。5.一个半径为R的金属环处于垂直环面的匀强磁场B中，环上有一段电阻为R的缺口AB，其余部分电阻不计。现使金属环以角速度ω绕环心匀速转动，求环中感应电动势大小和AB间电压。6.一个U形金属框架水平放置，其上放置一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，棒与框架间动摩擦因数为μ，整个装置处于竖直向上的匀强磁场B中。现用水平恒力F向右拉金属棒，使其从静止开始运动。求金属棒达到稳定速度时产生的感应电动势大小和安培力大小。7.一个边长为L的正方形导线框，总电阻为R，以速度v匀速进入一个宽度大于L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。求导线框进入磁场过程中产生的感应电流方向和大小。8.一个半径为R的金属环处于垂直环面的匀强磁场B中，环上有一段电阻为R的缺口AB，其余部分电阻不计。现使金属环以角速度ω绕环心匀速转动，求环中感应电动势方向和若用导线将缺口AB连接时产生的电流类型。【标准答案及解析】一、单项选择题1.D解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势大小与磁通量变化率成正比，与电流变化频率有关，但不是简单的正比关系。当电流变化频率增大时，磁通量变化率不一定增大，因此感应电流大小不一定增大。2.C解析：金属棒受到的安培力方向与感应电流方向和磁场方向有关，根据左手定则，安培力方向始终水平向左。金属棒运动过程中，受到重力、支持力、拉力和安培力，机械能不守恒。金属棒达到稳定速度时，产生的感应电动势为BLv，根据法拉第电磁感应定律。3.B解析：导线框进入磁场过程中，磁通量变化，产生感应电流，方向始终不变（根据楞次定律，感应电流方向阻碍磁通量变化）。感应电流大小与进入速度和磁场宽度有关，但恒定不变。导线框完全进入磁场后，磁通量不再变化，感应电流消失。产生的焦耳热等于机械能的减少量，但不是等于机械能的减少量。4.A解析：金属环以角速度ω绕环心匀速转动时，相当于切割磁感线，产生的感应电动势大小为BωR²，方向为逆时针（根据右手定则）。若用导线将缺口AB连接，环中将产生交流电流，因为金属环在磁场中转动时，产生的感应电动势是交变的。5.D解析：粒子进入磁场时速度方向与磁场方向垂直，做匀速圆周运动。运动时间为粒子在磁场中转过的圆心角θ对应的弧长除以速度v，即θv/Bq。洛伦兹力大小为mv²/R，方向指向圆心。粒子离开磁场时的速度大小为v，方向与进入时速度方向夹角为θ，速度大小不变。6.B解析：断开开关S瞬间，电容器上电压不能立即变为零，因为电容器具有电压保持性。电感线圈中产生顺时针方向的感应电流，以阻碍电流变化。7.C解析：导线框进入磁场过程中，磁通量变化，产生感应电流，方向为逆时针。感应电流大小与进入速度和磁场宽度有关，但恒定不变。导线框完全进入磁场后，磁通量不再变化，感应电流消失。产生的焦耳热等于机械能的减少量，但不是等于机械能的减少量。8.D解析：金属棒受到的安培力方向与感应电流方向和磁场方向有关，根据左手定则，安培力方向始终水平向左。金属棒运动过程中，受到重力、支持力、拉力和安培力，机械能不守恒。金属棒达到稳定速度时，产生的感应电动势为BLv，安培力大小为BIL，恒力F的功率等于安培力的功率。9.A解析：导线框进入磁场过程中，磁通量变化，产生感应电流，方向为逆时针。感应电流大小与进入速度和磁场宽度有关，但恒定不变。导线框完全进入磁场后，磁通量不再变化，感应电流消失。产生的焦耳热等于机械能的减少量，但不是等于机械能的减少量。10.A解析：金属环以角速度ω绕环心匀速转动时，相当于切割磁感线，产生的感应电动势大小为BωR²，方向为顺时针（根据右手定则）。若用导线将缺口AB连接，环中将产生交流电流，因为金属环在磁场中转动时，产生的感应电动势是交变的。二、填空题1.BLv，逆时针2.θv/Bq，03.不立即变为零，顺时针4.机械能的减少量5.BωR²，BωR²6.BLv，BIL7.BLv/R，逆时针8.顺时针，交流9.不立即变为零，顺时针10.Fv，BILv三、判断题1.×解析：感应电流的方向与磁场方向和导线框运动方向有关，与磁场方向有关。2.√解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。3.√解析：洛伦兹力方向始终与粒子速度方向垂直，不做功。4.×解析：电感线圈在直流电路中相当于短路，在交流电路中相当于有阻碍作用。5.×解析：导线框完全进入磁场后，磁通量不再变化，但若磁场变化，仍会产生感应电流。6.√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原因。7.×解析：自感线圈在电路中相当于有阻碍作用，不是短路。8.×解析：感应电动势的大小与磁通量变化率成正比，与导线框的电阻无关。9.×解析：洛伦兹力方向始终与粒子速度方向垂直，只改变粒子速度方向，不改变速度大小。10.√解析：根据能量守恒定律，导线框进入磁场过程中产生的焦耳热等于机械能的减少量。四、简答题1.法拉第电磁感应定律的内容是：闭合电路中产生的感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。数学表达式为：E=nΔΦ/Δt。2.楞次定律的内容是：感应电流的方向，总是要使得感应电流产生的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。应用方法是：根据引起感应电流的磁场方向和磁通量变化情况，用右手定则判断感应电流方向