2026年广东省苏教版高中物理必修第5章电磁感应习题集

2026年广东省苏教版高中物理必修第5章电磁感应习题集一、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.电磁力解析：电磁感应现象的本质是导体切割磁感线或磁通量变化时，导体内的自由电荷受到非静电力作用而定向移动，形成感应电流。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，电磁力是广义概念，不特指感应电动势的来源。故选A。2.如图所示，一个闭合线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。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为ΔB/Δt解析：根据法拉第电磁感应定律，磁通量变化将产生感应电动势，其大小为ΔΦ/Δt。当B均匀增大时，ΔΦ/Δt=ΔB/Δt•S（S为线圈面积）。根据楞次定律，感应电流方向总是阻碍磁通量变化，B增大时感应电流产生的磁场应垂直纸面向外，故线圈内产生逆时针方向的感应电流。选项A错误，选项B正确，选项C错误，选项D错误（感应电动势还与线圈匝数和形状有关）。故选B。3.一根长度为L的直导线在磁感应强度为B的匀强磁场中以速度v匀速切割磁感线，速度方向与导线垂直且与磁场方向垂直。产生的感应电动势大小为（）A.BLvB.BL²vC.(BLv)/2D.2BLv解析：根据感应电动势公式E=BLv，其中B为磁感应强度，L为导线切割磁感线的有效长度，v为切割速度且与B、L垂直。若v与B、L不垂直，则需取v在垂直B方向上的分量。本题v与B、L均垂直，故E=BLv。选项B错误（未考虑速度方向），选项C、D错误（无理论依据）。故选A。4.如图所示，一个U形金属导轨放置在水平桌面上，导轨宽度为L，电阻不计。金属棒ab质量为m，电阻为R，以初速度v₀向右运动。整个装置处于竖直向上的匀强磁场B中。若不计摩擦，ab棒最终做（）A.匀速直线运动B.加速直线运动C.减速直线运动D.匀减速直线运动解析：ab棒运动时切割磁感线产生感应电动势E=BLv，形成逆时针方向的感应电流。电流I=E/R=BLv/R。电流受安培力F=BIL=BL²v/R，方向向左。安培力做负功，使ab棒减速。当v减小，E、I、F均减小，减速度随之减小。最终ab棒做加速度减小的变减速运动，直至v=0。选项A、B、D均错误，选项C正确。故选C。5.一个边长为a的正方形线圈，总电阻为R，以角速度ω匀速转动，置于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面夹角为θ。产生的感应电动势最大值为（）A.Bωa²B.Bωa²sinθC.Bωa²cosθD.Bωa²sin²θ解析：线圈转动时，磁通量变化率ΔΦ/Δt=B•ΔS/Δt=Bωa²sinθ（θ为瞬时磁通量与B的夹角）。感应电动势瞬时值e=Bωa²sinθ，最大值Em=Bωa²。选项B、C、D错误（未正确处理角度关系）。故选A。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，电容器被充电，断开S后，电容器上的电荷量随时间变化的图像可能是（）A.B.C.D.解析：S闭合时，电容器充电，电流逐渐增大至I₀=ε/(R+r)，然后电流为零。断开S后，电容器通过线圈放电，形成LC振荡。电荷量q(t)按余弦规律变化：q(t)=Qcos(ωt+φ)，其中ω=√(LC)。图像应呈现周期性振荡特征。选项A、B为指数衰减或增长，选项C为正弦变化但无振荡，选项D为余弦振荡。故选D。7.一个面积为S的矩形线圈，总电阻为R，以速度v匀速进入宽度大于S的匀强磁场B中，磁场方向垂直纸面向里。线圈进入过程中产生的焦耳热为（）A.B²Sv²/RB.B²S²v/RC.B²Sv/RD.B²S²v²/R解析：线圈进入磁场时，磁通量变化率ΔΦ/Δt=B•ΔS/Δt=BS/Δt=BS/v。感应电动势E=ΔΦ/Δt=BS/v。感应电流I=E/R=BSv/R。产生的焦耳热Q=I²Rt=I²R•S/v=BS²v/R。选项A、C、D错误。故选B。8.如图所示，一个金属环放在蹄形磁铁的正上方，磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时，金属环中产生的感应电流方向和金属环的运动趋势分别是（）A.顺时针，向上运动B.顺时针，向下运动C.逆时针，向上运动D.逆时针，向下运动解析：磁铁向下运动时，穿过环的磁通量增加，感应电流应产生反向磁场阻碍变化。环内磁场方向向上，故感应电流为逆时针方向（用右手定则判断）。同时，感应电流受安培力向上，使环有向上运动的趋势。选项A、B、D错误。故选C。9.一个理想变压器原副线圈匝数比为n₁: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。若副线圈负载电阻不变，原线圈电压变为2U₁，则副线圈输出功率变为原来的（）A.1/2倍B.1倍C.2倍D.4倍解析：理想变压器功率守恒P₁=P₂，即U₁I₁=U₂I₂。副线圈电流I₂=U₂/(R负载)。原线圈电压变为2U₁时，副线圈电压U₂'=n₂/n₁•2U₁。新电流I₂'=U₂'/R负载=2U₂/(n₁/n₂•R负载)=2I₂。新功率P₂'=I₂'²R负载=4I₂²R负载=4P₂。故选D。10.如图所示，一个导体棒ab在U形导轨上以速度v向右运动，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场B中。若ab棒电阻为r，导轨电阻不计，外接电阻R与ab棒并联，则电路中总发热功率为（）A.B²L²v²/(R+r)B.B²L²v²/(Rr)C.B²L²v²/(R+r+r)D.B²L²v²/(Rr+r)解析：感应电动势E=BLv，总电流I=E/(R+r+r)=BLv/(R+2r)。总发热功率P=I²(R+r+r)=[BLv/(R+2r)]²•2r=2B²L²v²r/(R+2r)²。选项A正确。故选A。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的正方形线圈，总电阻为R，以角速度ω匀速转动，置于磁感应强度为B的匀强磁场中。产生的感应电动势有效值为________。解析：瞬时电动势e=BωL²sinωt，有效值E=Em/√2=BωL²/√2。故填BωL²/√2。2.如图所示，一个金属环放在蹄形磁铁的正上方，磁铁的N极朝下。当磁铁以速度v向右平移时，金属环中产生的感应电流方向为________，环的加速度方向为________。解析：磁铁平移时，穿过环的磁通量减少，感应电流产生磁场阻碍变化，环内磁场方向向左，电流为逆时针方向。同时，环受安培力向右，加速度向右。故填逆时针，向右。3.一个边长为L的直导线在磁感应强度为B的匀强磁场中以速度v匀速切割磁感线，速度方向与导线夹角为θ，产生的感应电动势大小为________。解析：有效切割速度为v垂直分量v•sinθ，E=BLv•sinθ。故填BLv•sinθ。4.一个面积为S的矩形线圈，总电阻为R，以速度v匀速进入宽度大于S的匀强磁场B中，磁场方向垂直纸面向里。线圈进入过程中产生的平均感应电动势为________。解析：平均电动势E=ΔΦ/Δt=BS/v。故填BS/v。5.一个理想变压器原副线圈匝数比为1:2，原线圈接在电压为220V的交流电源上，副线圈输出电压为________。解析：U₂/U₁=n₂/n₁，U₂=2×220V=440V。故填440V。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，电容器被充电，电流逐渐增大至I₀=ε/(R+r)，然后电流为零。断开S后，电容器上的电荷量随时间变化的图像应呈现________特征。解析：断开S后，电容器通过线圈放电，形成LC振荡，电荷量按余弦规律变化。故填周期性振荡。7.一个边长为L的正方形线圈，总电阻为R，以角速度ω匀速转动，置于磁感应强度为B的匀强磁场中。产生的感应电动势最大值为________。解析：最大电动势Em=BωL²。故填BωL²。8.一个导体棒ab在U形导轨上以速度v向右运动，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场B中。若ab棒电阻为r，导轨电阻不计，外接电阻R与ab棒并联，则电路中总发热功率为________。解析：总发热功率P=2B²L²v²r/(R+r)²。故填2B²L²v²r/(R+r)²。9.一个面积为S的矩形线圈，总电阻为R，以速度v匀速进入宽度大于S的匀强磁场B中，磁场方向垂直纸面向里。线圈进入过程中产生的焦耳热为________。解析：焦耳热Q=BS²v/R。故填BS²v/R。10.一个导体棒ab在U形导轨上以速度v向右运动，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场B中。若ab棒电阻为r，导轨电阻不计，外接电阻R与ab棒并联，则电路中副线圈电流方向为________。解析：感应电动势E=BLv，副线圈电流由b流向a。故填b→a。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阻碍引起感应电流的磁通量变化。（）解析：楞次定律的准确表述是感应电流的磁场方向总是阻碍引起感应电流的磁通量变化。该表述正确。故正确。2.一个边长为L的直导线在磁感应强度为B的匀强磁场中以速度v匀速切割磁感线，速度方向与导线垂直且与磁场方向垂直，产生的感应电动势大小为BLv。（）解析：根据感应电动势公式E=BLv，该表述正确。故正确。3.一个理想变压器原副线圈匝数比为n₁: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=n₂/n₁•U₁。（）解析：理想变压器电压比公式U₂/U₁=n₂/n₁，该表述正确。故正确。4.一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，电容器被充电，电流逐渐增大至I₀=ε/(R+r)，然后电流为零。（）解析：S闭合时，电容器充电，电流逐渐增大至稳态值I₀=ε/(R+r)。断开S后，电容器通过线圈放电，电流不会为零。该表述错误。故错误。5.一个边长为a的正方形线圈，总电阻为R，以角速度ω匀速转动，置于磁感应强度为B的匀强磁场中，产生的感应电动势最大值为Bωa²。（）解析：最大电动势Em=Bωa²，该表述正确。故正确。6.一个导体棒ab在U形导轨上以速度v向右运动，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场B中。若ab棒电阻为r，导轨电阻不计，外接电阻R与ab棒并联，则电路中总发热功率为P=I²(R+r+r)=I²•2r，与R无关。（）解析：总发热功率P=2B²L²v²r/(R+r)²，与R有关。该表述错误。故错误。7.一个面积为S的矩形线圈，总电阻为R，以速度v匀速进入宽度大于S的匀强磁场B中，磁场方向垂直纸面向里。线圈进入过程中产生的焦耳热为Q=I²Rt，其中I=E/R=BSv/R，t=S/v，故Q=BS²v/R。（）解析：Q=BS²v/R，该表述正确。故正确。8.一个导体棒ab在U形导轨上以速度v向右运动，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场B中。若ab棒电阻为r，导轨电阻不计，外接电阻R与ab棒并联，则电路中副线圈电流方向由a流向b。（）解析：感应电动势E=BLv，副线圈电流由b流向a。该表述错误。故错误。9.一个边长为L的正方形线圈，总电阻为R，以角速度ω匀速转动，置于磁感应强度为B的匀强磁场中。产生的感应电动势有效值为E=Em/√2=BωL²/√2。（）解析：有效值E=Em/√2=BωL²/√2，该表述正确。故正确。10.一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，电容器被充电，电流逐渐增大至I₀=ε/(R+r)，然后电流为零。断开S后，电容器通过线圈放电，形成LC振荡，振荡周期T=2π√(LC)。（）解析：振荡周期T=2π√(LC)，该表述正确。故正确。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及其数学表达式。解析：法拉第电磁感应定律指出，闭合回路中产生的感应电动势的大小，等于穿过该回路的磁通量变化率的绝对值。数学表达式为E=|ΔΦ/Δt|，其中E为感应电动势，ΔΦ为磁通量变化量，Δt为变化时间。2.简述楞次定律的内容及其判断步骤。解析：楞次定律指出，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化。判断步骤：①确定原磁场的方向；②判断穿过回路的磁通量是增加还是减少；③根据磁通量变化情况，用安培定则判断感应电流的磁场方向；④根据感应电流的磁场方向，用安培定则判断感应电流的方向。3.简述自感现象的原理及其应用。解析：自感现象是指导体自身电流变化时，产生的磁通量变化会引起感应电动势的现象。原理：电流变化导致自身磁场变化，从而产生感应电动势。应用：自感线圈在电路中可起到稳定电流、保护电路等作用。4.简述交流电的有效值与最大值的关系。解析：交流电的有效值是指产生相同热效应的直流电的值。正弦交流电的有效值为其最大值的√2倍。例如，有效值U=Um/√2，其中Um为最大值。5.简述理想变压器的条件及其工作原理。解析：理想变压器的条件：①无漏磁；②线圈电阻为零；③无铁损。工作原理：利用互感现象，原线圈输入的交流电在铁芯中产生变化的磁通量，副线圈切割该磁通量产生感应电动势。电压比U₂/U₁=n₂/n₁。6.简述电磁阻尼现象的原理及其应用。解析：电磁阻尼现象是指导体在磁场中运动时，因切割磁感线产生感应电流，感应电流受安培力阻碍导体运动的现象。原理：感应电流受安培力做负功，消耗机械能转化为电能。应用：电磁阻尼在仪表、制动器等设备中广泛使用。7.简述LC振荡电路的振荡频率公式及其物理意义。解析：LC振荡电路的振荡频率公式为f=1/(2π√(LC))，其中f为振荡频率，L为电感，C为电容。物理意义：振荡频率由电路本身的电感和电容决定，与振荡能量无关。8.简述电磁感应现象的实质及其与其他电学现象的区别。解析：电磁感应现象的实质是变化的磁场产生电场（感应电动势）。与其他电学现象的区别：①静电感应是电荷在电场力作用下重新分布，而电磁感应是磁场变化产生电场；②静电感应产生静电场，而电磁感应产生感应电动势。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.如图所示，一个边长为L的正方形线圈，总电阻为R，以角速度ω匀速转动，置于磁感应强度为B的匀强磁场中。求线圈转动过程中产生的感应电动势瞬时值表达式及有效值。解析：瞬时电动势e=BωL²sinωt，有效值E=Em/√2=BωL²/√2。2.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，电容器被充电，电流逐渐增大至I₀=ε/(R+r)，然后电流为零。断开S后，电容器通过线圈放电，形成LC振荡。若电感L=0.1H，电容C=100μF，求振荡周期及振荡频率。解析：振荡周期T=2π√(LC)=2π√(0.1×100×10⁻⁶)=6.28×10⁻³s。振荡频率f=1/T=159Hz。3.如图所示，一个导体棒ab在U形导轨上以速度v向右运动，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场B中。若ab棒电阻为r，导轨电阻不计，外接电阻R与ab棒并联，求电路中总发热功率的表达式。解析：总发热功率P=2B²L²v²r/(R+r)²。4.如图所示，一个边长为L的正方形线圈，总电阻为R，以角速度ω匀速转动，置于磁感应强度为B的匀强磁场中。求线圈转动过程中产生的感应电动势最大值及此时线圈受到的安培力矩。解析：最大电动势Em=BωL²。安培力矩M=nBIAS=BL²ωBsinθ，其中θ为线圈平面与磁场的夹角。5.如图所示，一个面积为S的矩形线圈，总电阻为R，以速度v匀速进入宽度大于S的匀强磁场B中，磁场方向垂直纸面向里。求线圈进入过程中产生的平均感应电动势及产生的焦耳热。解析：平均电动势E=ΔΦ/Δt=BS/v。焦耳热Q=BS²v/R。6.如图所示，一个理想变压器原副线圈匝数比为1:2，原线圈接在电压为220V的交流电源上，副线圈输出电压为440V。若副线圈接一个电阻为R的负载，求原线圈中的输入电流。解析：输入电流I₁=U₂/(n₁/n₂•R)=440/(220×2/R)=1A。7.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，电容器被充电，电流逐渐增大至I₀=ε/(R+r)，然后电流为零。断开S后，电容器通过线圈放电，形成LC振荡。若电感L=0.1H，电容C=100μF，求振荡过程中电容器上的电荷量最大值。解析：电荷量最大值Qm=CV=100×10⁻⁶×ε。8.如图所示，一个导体棒ab在U形导轨上以速度v向右运动，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场B中。若ab棒电阻为r，导轨电阻不计，外接电阻R与ab棒并联，求电路中副线圈电流方向及大小表达式。解析：电流方向由b流向a。大小I=E/R=BLv/R。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A2.B3.A4.C5.A6.D7.B8.C9.D10.A二、填空题1.BωL²/√212.逆时针，向右13.BLv•sinθ14.BS/v15.440V2.周期性振荡17.BωL²18.2B²L²v²r/(R+r)²19.BS²v/R20.b→a三、判断题1.√22.√23.√24.×25.√26.×27.√28.×29.√30.√四、简答题1.法拉第电磁感应定律指出，闭合回路中产生的感应电动势的大小，等于穿过该回路的磁通量变化率的绝对值。数学表达式为E=|ΔΦ/Δt|。解析：该定律揭示了电磁感应现象的本质，是电磁学的基本定律之一。ΔΦ为磁通量变化量，Δt为变化时间。2.楞次定律的内容是感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化。判断步骤：①确定原磁场的方向；②判断穿过回路的磁通量是增加还是减少；③根据磁通量变化情况，用安培定则判断感应电流的磁场方向；④根据感应电流的磁场方向，用安培定则判断感应电流的方向。解析：楞次定律是判断感应电流方向的实用方法，其核心是“阻碍变化”。例如，磁铁插入线圈时，感应电流产生的磁场方向与原磁场相反，阻碍磁铁插入；磁铁拔出时，感应电流产生的磁场方向与原磁场相同，阻碍磁铁拔出。3.自感现象是指导体自身电流变化时，产生的磁通量变化会引起感应电动势的现象。原理：电流变化导致自身磁场变化，从而产生感应电动势。应用：自感线圈在电路中可起到稳定电流、保护电路等作用。例如，在交流电路中，自感线圈可限制电流变化率；在直流电路中，自感线圈可保护电路在断电时免受高压冲击。解析：自感现象是电磁感应的一种特殊形式，其产生的感应电动势方向总是阻碍原电流变化。自感系数L是衡量自感现象强弱的物理量，L越大，自感作用越强。4.交流电的有效值是指产生相同热效应的直流电的值。正弦交流电的有效值为其最大值的√2倍。例如，有效值U=Um/√2，其中Um为最大值。解析：有效值是交流电的重要参数，用于描述交流电的功率效应。例如，家用电器的额定电压通常指有效值，而电路中的电压表测量的是有效值。正弦交流电的有效值与其最大值的关系为：Em=√2E，Um=√2U。5.理想变压器的条件：①无漏磁；②线圈电阻为零；③无铁损。工作原理：利用互感现象，原线圈输入的交流电在铁芯中产生变化的磁通量，副线圈切割该磁通量产生感应电动势。电压比U₂/U₁=n₂/n₁。解析：理想变压器是理论模型，实际变压器存在漏磁、线圈电阻和铁损，但可近似视为理想变压器进行分析。变压器的核心是电磁感应，通过改变线圈匝数实现电压变换。6.电磁阻尼现象是指导体在磁场中运动时，因切割磁感线产生感应电流，感应电流受安培力阻碍导体运动的现象。原理：感应电流受安培力做负功，消耗机械能转化为电能。应用：电磁阻尼在仪表、制动器等设备中广泛使用。例如，电流表中的铝盘在磁场中转动时，产生感应电流，感应电流受安培力阻碍转动，使指针稳定偏转。解析：电磁阻尼现象是电磁感应的实际应用，其原理是能量转化。在仪表中，电磁阻尼可防止指针振荡，提高测量精度；在制动器中，电磁阻尼可快速停止运动物体。7.LC振荡电路的振荡频率公式为f=1/(2π√(LC))，其中f为振荡频率，L为电感，C为电容。物理意义：振荡频率由电路本身的电感和电容决定，与振荡能量无关。解析：LC振荡电路是典型的电磁振荡电路，其振荡频率仅由L和C决定，与电路中的电阻、电源电压等无关。LC振荡电路在无线电技术中广泛应用，用于产生高频振荡信号。8.电磁感应现象的实质是变化的磁场产生电场（感应电动势）。与其他电学现象的区别：①静电感应是电荷在电场力作用下重新