高考物理二轮复习专题限时集训11电磁感应定律及其应用

专题限时集训I（十一）

（建议用时：40分舛）

［专题通关练］

1.（2019-贵阳期末）如图甲所示，在同一平面内有两个绝缘金属细圆环从B,两环重

叠部分的面积为圆环/!面积的一半，圆环8中电流i随时间£的变化关系如图乙所示，以甲

图圆环8中所示的电流方向为负，则力环中（）

甲'乙

A.没有感应电流

B.有逆时针方向的感应电流

C.有顺时针方向的感应电流

1）.感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向

B［由于A环中磁通量变化，所以A环中有感应电流，选项A错误；根据楞次定律，A

环中产生逆时针方向的感应电流，选项B正确，C、D错误。］

2.（2019•上海宝山区联考）如图，a、b、。三个上下平行的圆形线圈同轴水平放置，现

闭合。线圈中的电键S,则在闭合S的瞬间，由上向下观察（）

A.a、c线圈中无感应电流

B.a、。线圈中的感应电流都沿顺时针方向

C.a、c线圈中的感应电流都沿逆时针方向

I）,a、c线圈中感应电流的方向相反

B［闭合时，6线圈中电流由上向下观察逆时针方向，根据安培定则，穿过a、。线圈的

磁场方向向上，磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向下，由安培定则判断，

由上向下观察a、c线圈的感应电流均为顺时针方向；故选B。］

3.（2019•江西南昌一模）一位物理老师制作了一把如图所示的“简易铜丝琴”。他是这

么做的：在一块木板上固足两颗螺丝钉，将一根张紧的铜丝缠绕在两颗螺丝钉之间，扩音器

通过导线与两螺丝钉连接，铜丝旁边放置一块磁铁，用手指拨动铜丝，扩音器上就发B了声

音。根据上面所给的信息，下面说法正确的是（）

扩音器

A.铜丝的振动引起空气振动而发出声音

B.振动的铜丝切割磁感线产生直流电流

C.该“简易铜丝琴”将电能转化为机械能

D.利用这一装置所揭示的原理可制成发电机

D［手指拨动铜导线发声是由于铜导线振动时切割磁感线产生交变的感应电流，电流通

过扩音器放大后发声，选项A、B错误；该“简易铜丝琴”将机械能转化为电能，所以利用这

一装置所揭示的原理可制成发电机，选项C错误，D正确。］

4.（2019•北京怀柔区联考）如图所示，左右两套装置完全相同，用导线悬挂的金属细棒

出cd分别位于两个蹄形磁铁的中央，悬挂点用导线分别连通。现用外力使仍棒向右快速摆

动，则此时棒受到的安培力方向及这个过程中右侧装置的工作原理相当于（）

B.那棒受到的安培力向左，右侧装置的工作原理相当于发电机

C.cd棒受到的安培力向右，右侧装置的工作原理相当于发电机

D.cd棒受到的安培力向左，右侧装置的工作原理相当于电动机

A［助棒向右切割磁感线，根据右手定则可知，感应电流方向由。到a,则cd中电流由

c到〃，再根据左手定则可知，cd中电流受力向右；右侧装置的运动属于电流在磁场中受力运

动，故相当于电动机。故选A。］

5.（2019•河南濮阳一模）如图甲所示，光滑“N”形金属支架49G司定在水平面上，支

架处在垂直于水平面向下的匀强磁场中，一金属导体棒仔,放在支架上，用一轻杆将导体棒与

墙固定连接，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，取垂直于水平面向下为正方向，则

下列说法中正确的是（）

甲乙

A.右时刻轻杆对导体棒的作用力最大

B.七时刻轻杆对导体棒的作用力最大

C.〃到心时间内，轻杆对导体棒的作用力先增大后减小

D.G到h时间内，轻杆对导体棒的作用力方向不变

A①

C［由£=/广屋”可知力时刻感应电动势为0,感应电流为0,安培力为0,轻杆对导体

棒的作用力为0,故选项A错误；。时刻感应电动势为最大，感应电流最大，但磁场为0,安

培力为0,轻杆对导体棒的作用力为0,故选项B错误；G到&，时间内，安培力先增大后减小,

所以轻杆对导体棒的作用力先增大后减小，故选项C正确：为到乙时间内，感应电流方向改

变，安培力方向改变，则轻杆对导体棒的作用力方向改变，故选项D错误。］

6.（2019•山东日照联考）如图甲所示，线圈4枚“绕在同一软铁芯上，若线圈的中电

流,与时间1的关系图线如图乙所示，则在这段时间内,下列关于线圈中产生的感应电流

心与时间£的关系图线，可能正确的是（）

\彳

L

0772T

甲乙

~1

772T^i

omTI6

.B

\T?/!_

Tf

D［由图乙可知，在f=0时刻，图线的斜率最大,即电流变化最快，电流产生的磁场变

化最快，cd线圈中的磁通量变化最快，所以此时在cd线圈中产生的感应电流最大，由于漏磁

现象，此时的最大电流比油中的电流小，综上所述，对比各项可得I）正确。］

7.如图，水平放置两个同心金属半圆环，半径分别为z•和2八两环间分布着垂直于纸面

向里的匀强磁场。磁感应强度为民在两环间连接一个电容为。的电容器，c、d是电容器的

两个极板，a,是可绕圆心转动，长为？'的金属杆，沿半径方向放置在两环间且接触良好。现

让金属杆ab绕圆心以恒定角速度Q沿逆时针转动。不计一切电阻，则下列说法正确的是

（）

x

X

X

X

A.电容器c,极板带负电

B.cd间电压逐渐增大

C.金属棒的产生的电动势为83??

D.电容器所带电荷量滤⑦3T2

D［根据右手定则可知，〃力棒切割磁感线产生感应电动势，a端为低电势，力端为高电

势，则电容器。板带正电，“板带负电，故A错误；根据切割磁感线产生感应电动势为：E=

r+2r3R

2

BLv=BrX——=^r6,,故B、C错误；根据电容器电荷量的计算公式得：Q=CU=^CB^r,

故D正确。］

8.（多选）如图所示，一电阻不计的金属棒力。在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的

轴（过。点）匀速转动，OC=AC^L=0.5m,磁感应强度大小为8=2T、方向垂直纸面向里，

金属棒转动的角速度为3=10rad/s,内、外两金属圆环分别与C、月良好接触并各引出一接

线柱与外电阻/?=100相接（图中未画出），两金属圆环圆心皆为。，且电阻均不计，则（）

A.金属棒中有从。到4的感应电流

B.外电阻发中的电流为0.75A

C.金属棒绕。轴转一圈，通过电阻彳的电荷量为零

D.金属棒力。间电压为7.5V

ABI）［由右手定则可知，金属棒相当于电源，且力是电源的正极，即金属棒中有从C到

力的感应电流，故选项A正确；金属棒以角速度3=10rad/s转动，在接入电路部分力「上产

生的感应电动势为：£=应口=a・~~旦=3/7,=7.5v,则回路中电流为：/=J=0.75

//K

A,故选项B正确；在金属棒绕。转动一圈的过程中，因为电流的方向一直没有改变，故通过

电阻k的电荷量一定不为零，故选项C错误；因为金属棒的电阻不计，即电源没有内阻，电

动势全部输出加在电阻〃上，则金属棒两端电压与电阻力两端电压相等，为7.5V,故选项D

正确。］

［能力提升练］

9.（多选）（2019•衡水金卷）如图所示，金属圆环放置在水平桌面上，一个质最为w的圆

柱形永磁体轴线与圆环轴线重合，永磁体下端为N极，将永磁体由静止释放，永磁体下落h

高度到达〃点时速度大小为匕向下的加速度大小为插圆环的质量为加重力加速度为g，

不计空气阻力，则（）

A.俯视看，圆环中感应电流沿逆时针方向

B.永磁体下落的整个过程先加速后减速，下降到某•高度时速度可能为零

C.永磁体运动到P点时，圆环对桌面的压力大小为，监+/〃g—〃汨

D.永磁体运动到，点时，圆环中产生的焦耳热为0?力+＜力^

AC［磁铁下落时，根据楞次定律可得，俯视看，圆环中感应电流沿逆时针方向，选项A

正确：永磁体下落的整个过程，开始时速度增加，产生感应电流增加，磁铁受到向上的安培

力变大，磁铁的加速度减小，根据楞次定律可知“阻碍”不是“阻止”，即磁铁的速度不可

能减到零，否则安培力就是零，物体还会向下运动，选项B错误；永磁体运动到尸点时，根

据牛顿第二定律：mg—Fa=ma-,对圆环：蛤+/安=此则力一除+图一勿a,由牛顿第三定律可

知圆环对桌面的压力大小为始+做Lma,选项C正确；由能显守恒定律可得，永磁体运动到

2点时，圆环中产生的焦耳热为磔•力一；勿落选项D错误；故选A、C。］

10.（易错题）（2019•河北衡水中学模拟）如图所示，MV、闻两平行光滑水平导轨分别与

半径r=0.5m的相同竖直半圆导轨在M。端平滑连接，风P端连接定值电阻尼质量.，仁2kg

的。d绝缘杆垂直静止在水平导轨上，在其右侧至A：0端的区域内充满竖直向上的匀强磁场。

现有质量m=\kg的血金属杆以初速度的=12m/s水平向右与cd绝缘杆发生正碰后，进入

磁场并最终未滑出，cd绝缘杆则恰好能通过半圆导轨最高点，不计其它电阻和摩擦，助金属

杆始终与导轨垂直且接触良好，取g=10m/s2,求:

(1)cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小匕

(2)电阻分产生的焦耳热&

［解析］(l)c〃绝缘杆通过半圆导轨最高点时，由牛顿第二定律有：

0

V

•饱

解得：=/m/so

(2)碰撞后cd绝缘杆以速度内滑至最高点的过程中，由动能定理有：

—Mg・2r=%必一%/日

乙乙

解得：吸=5m/s

由于“是绝缘杆，所以不通过电流，所以碰后在水平轨道上一直匀速运动，

则碰撞后力绝缘杆的速度：%=5m/s

两杆碰撞过程动量守恒，有：

口伙=mv\+Mv?

解得碰撞后劭金属杆的速度片=2m/s

数金属杆进入磁场后由能量守恒定律有：6盾=。

解得：0=2Jo

［答案］⑴或m/s(2)2J

易错点评：综合分析电磁感应中的能量、动量问题易出现三类错误：(1)应用动量定理时

注意选取正方向。(2)应用动量守恒定律时注意守恒条件，如本题中，碰撞前后动量守恒。(3)

应用能量守恒定律求焦耳热时要注意热量的分配。

11.(2019•杭州联考)如图所示，虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，其主要部

件为缓冲滑块片和质量为例的缓冲车厢。在缓冲车的底板上，沿车的轴线固定着两个光滑水

平绝缘导轨PQ、瓯缓冲车的底部，安装电磁铁(图中未画出)，能产生垂直于导轨平面的匀

强磁场，磁场的磁感应强度为反导轨内的缓冲滑块｛由高强度绝缘材料制成，滑块/上绕有

闭合矩形线圈加cd,线圈的总电阻为凡匝数为〃，劭边长为/，。假设缓冲车以速度看与障碍

物C碰撞后，滑块片立即停下，此后线圈与轨道的磁场作用力使缓冲车厢减速运动，从而实

现缓冲，一切摩擦阻力不

(1)求滑块(的线圈中最大感应电动势的大小；

(2)若缓冲车厢向前移动距离上后速度为零，则此过程线圈abed中通过的电荷量和产生

的焦耳热各是多少？

(3)若缓冲车以外速度与障碍物。碰撞后，滑块人立即停下，求此后缓冲车厢的速度r

随位移工的变化规律？

(4)若缓冲车以的速度与障碍物。碰撞后，要使导轨右端不碰到障碍物，则缓冲车与障

碍物。碰撞前，导轨右端与滑块4的”边距离至少多大？

［解析］⑴缓冲车以速度的与障碍物。碰撞后，滑块片立即停下，滑块相对磁场的速度

大小为力,线圈中产生的感应电动势最大，则有£=〃或依

△3

(2)由法拉第电磁感应定律得：E=ip,其中△①=函

由欧姆定律得7=)

K

又7=子

代入整理得此过程线圈a加d中通过的电荷量为

户下

由功能关系得线圈产生的焦耳热为

\2

乙

(3)位移为x时通过的电荷量为

A①nBLx

Q=n~R~=~

由动量定理可得一"安t=mv—mva

—nBILt=mv-m叫

—nBLq=mv—mvo

UR,

解得"=-F^+的。

/八〃讶/八—“口mRvo

(4)由v=..―—F为当r=0时可求得x=«百E。

rn/八~，c\〃应212公\R百ex、..mRvo

［答案］(1)〃/的(2)-7--mn(3)v=--------7—+vo(4)

K/mKnifL

每日押题

押题依据

题号内容

核心考点核心素养

以日常生活的小实验实验探究：立足教材，月于实

1.电磁感应电容器充放电

为背景践

科学态度与责任：立足教材，

2.楞次定律拓展应用以生活实际为背景

学以致用

1.一个简易的电磁弹射玩具如图所示。线圈、铁芯组合充当炮筒，硬币充当子弹。现将

一个金属硬币放在铁芯上（金属硬币半径略大于铁芯半径），电容器刚开始时处于无电状态,

则下列说法正确的是（）

硬币

A.要将硬币射出，可直接将开关拨到2