高三物理期中电磁感应中的能量转化卷

高三物理期中电磁感应中的能量转化卷

考试时间：120分钟总分：100分年级/班级：高三（X）班

高三物理期中电磁感应中的能量转化卷

一、单选题

1.一根条形磁铁从高处自由下落，穿过一个闭合线圈，不计空气阻力，则下列

说法正确的是（）

A.磁铁下落过程中机械能守恒

B.磁铁穿过线圈时，线圈中会产生感应电流，电流方向从上到下

C.磁铁穿过线圈后，若只受重力和空气阻力，机械能会减少

D.磁铁穿过线圈时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同

2.如图所示，一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生

的感应电动势瞬时值为e=Emsinwt,则下列说法正确的是（）

A.当线圈平面与磁感线平行时，感应电动势最大

B.当线圈平面与磁感线垂直时，穿过线圈的磁通量变化率最大

C.感应电动势的有效值是Em/J2

D.若将磁感应强度加倍，感应电动势的最大值也会加倍

3.一个电阻为R的金属线圈，从高h处自由下落进入一个水平方向的匀强磁

场，磁场区域足够大，线圈进入磁场前后的速度变化情况是（）

A.进入磁场时，线圈速度突然减小

B.线圈进入磁场后，机械能守恒

C.线圈完全进入磁场后，加速度可能为零

D.线圈在磁场中做匀速直线运动

4.如图所示，一个导体圆环放在匀强磁场中，磁感线垂直穿过圆环，当磁感应

强度B从B0均匀增加时，圆环中的感应电流大小为I,若将圆环的半径减半，

其他条件不变，贝IJ（）

A.感应电流大小变为1/2

B.感应电流大小变为1/4

C.感应电流方向不变

D.感应电流大小变为21

5.一个U形金属导轨，右端连接一个电阻R,左端放置一根质量为m的导体

棒，整个装置放在水平方向的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，现用水平

恒力F拉导体棒向右匀速运动，则下列说法正确的是（）

A.导体棒受到的安培力大小等于F

B.电路中产生的感应电流方向为顺时针

C.拉力F做的功一部分转化为电路中的电能

D.导体棒受到的安培力方向向左

6.如图所示，一个带铁芯的线圈L与灯泡L1、L2串联接在交流电源上，下列

说法正确的是（）

A.线圈L对交流电有“短路”作用

B.灯泡L1比L2亮

C.若将铁芯抽出，灯泡L1和L2的亮度不变

D.若将电源频率加倍，灯泡L1的亮度会变暗

7.一个面积为S的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度3匀

速转动，产生的感应电动势最大值为Em,若将线圈的面积加倍，其他条件不

变，则（）

A.感应电动势的最大值变为2Em

B.感应电动势的有效值变为J2Em

C.感应电动势的瞬时值表达式变为e=2Emsin3t

D.感应电动势的最大值仍为Em

8.如图所示，一个质量为m、电阻为r的导体棒，在竖直方向的匀强磁场口，

由静止开始下滑，不计摩擦，则下列说法正确的是（）

A.导体棒下滑过程中机械能守恒

B.导体棒受到的安培力大小等于重力

C.导体棒下滑过程中，电路中产生的电能等于克服安培力做的功

D.导体棒下滑过程中，重力势能转化为动能和电能

9.一个边长为L的正方形金属线框，电阻为R,以速度v匀速进入一个宽度大

于L的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B,则（）

A.线框进入磁场过程中，感应电流大小为BLv/R

B.线框完全进入磁场后，感应电流为零

C.线框进入磁场过程中，受到的安培力大小为BLv/R

D.线框进入磁场过程中，机械能会减少

10.如图所示，一个平行板电容器与一个自感线圈L串联接在直流电源上，开

关S闭合后，下列说法正确的是（）

A.电容器充电过程中，电流逐渐增大

B.电容器充电完成后，电路中电流为零

C.若将开关S断开，电容器会通过线圈放电

D.若将线圈L的电阻加倍，电容器充电时间会变长

二、多选题

1.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生的感应电动

势瞬时值为e=Emsinwt,则下列说法正确的是（）

A.当线圈平面与磁感线平行时，穿过线圈的磁通量为零

B.当线圈平面与磁感线垂直时，感应电动势最大

C.感应电动势的有效值是Em/V2

D.若将磁感应强度加倍，感应电动势的最大值也会加倍

2.一个导体圆环放在匀强磁场中，磁感线垂直穿过圆环，当磁感应强度B从

B0均匀增加时，圆环中的感应电流大小为I,若将圆环的半径减半，其他条件

不变，贝IJ（）

A.感应电流大小变为I/2

B.感应电流大小变为I/4

C.感应电流方向不变

D.感应电流大小变为2I

3.一个U形金属导轨，右端连接一个电阻R,左端放置一根质量为m的导体

棒，整个装置放在水平方向的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，现用水平

恒力F拉导体棒向右匀速运动，则下列说法正确的是（）

A.导体棒受到的安培力大小等于F

B.电路中产生的感应电流方向为顺时针

C.拉力F做的功一部分转化为电路中的电能

D.导体棒受到的安培力方向向左

4.如图所示，一个带铁芯的线圈L与灯泡L1、L2串联接在交流电源上，下列

说法正确的是（）

A.线圈L对交流电有“短路”作用

B.灯泡L1比L2亮

C.若将铁芯抽出，灯泡L1和L2的亮度不变

D.若将电源频率加倍，灯泡L1的亮度会变暗

5.一个面积为S的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度3匀

速转动，产生的感应电动势最大值为Em,若将线圈的面积加倍，其他条件不

变，则（）

A.感应电动势的最大值变为2Em

B.感应电动势的有效值变为J2Em

C.感应电动势的瞬时值表达式变为e=2Emsin3t

D.感应电动势的最大值仍为Em

6.如图所示，一个质量为m、电阻为r的导体棒，在竖直方向的匀强磁场口，

由静止开始下滑，不计摩擦，则下列说法正确的是（）

A.导体棒下滑过程中机械能守恒

B.导体棒受到的安培力大小等于重力

C.导体棒下滑过程中，电路中产生的电能等于克服安培力做的功

D.导体棒下滑过程中，重力势能转化为动能和电能

7.一个边长为L的正方形金属线框，电阻为R,以速度v匀速进入一个宽度大

于L的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B,则（）

A.线框进入磁场过程中，感应电流大小为BLv/R

B.线框完全进入磁场后，感应电流为零

C.线框进入磁场过程中，受到的安培力大小为BLv/R

D.线框进入磁场过程中，机械能会减少

8.如图所示，一个平行板电容器与一个自感线圈L串联接在直流电源上，开关

S闭合后，下列说法正确的是（）

A.电容器充电过程中，电流逐渐增大

B.电容器充电完成后，电路中电流为零

C.若将开关S断开，电容器会通过线圈放电

D.若将线圈L的电阻加倍，电容器充电时间会变长

9.一个导体棒在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

A.导体棒受到的洛伦兹力不做功

B.导体棒产生的感应电动势是恒定的

C.导体棒产生的感应电动势是变化的

D.导体棒受到的洛伦兹力大小不变

10.关于电磁感应现象，下列说法正确的是（）

A.感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场的变化

B.感应电流产生的磁场总是与原磁场方向相同

C.感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比

D.感应电动势的大小与磁通量成正比

三、填空题

1.一个边长为L的正方形金属线框，电阻为R,以速度v匀速进入一个宽度大

于L的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B,则线框进入磁

场过程中，感应电流的大小为,方向为（选填“顺时

针"或‘逆时针"卜

2.一个质量为m、电阻为r的导体棒，在竖直方向的匀强磁场中，由静止开始

下滑，不计摩擦，导体棒下滑过程中，重力势能的减少量等于。

3.一个U形金属导轨，右端连接一个电阻R,左端放置一根质量为m的导体

棒，整个装置放在水平方向的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，现用水平

恒力F拉导体棒向右匀速运动，导体棒受到的安培力大小为拉

力F做的功一部分转化为o

4.一个面积为S的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度3匀

速转动，产生的感应电动势最大值为Em,则感应电动势的有效值为

5.一个平行板电容器与一个自感线圈L串联接在直流电源上，开关S闭合后，

电容器充电过程中，电流逐渐电容器充电完成后，电路中电流为

6.一个导体棒在匀强磁场中做匀速圆周运动，产生的感应电动势是

（选填“恒定的"或'变化的"），导体棒受到的洛伦兹力做功情况为

（选填“做功”或'不做功”卜

7.一个导体圆环放在匀强磁场中，磁感线垂直穿过圆环，当磁感应强度B从

B0均匀增加时，圆环中的感应电流大小为I,若将圆环的半径减半，其他条件

不变，则感应电流大小变为O

8.一个带铁芯的线圈L与灯泡L1、L2串联接在交流电源上，若将铁芯抽出，

灯泡L1和L2的亮度会（选填“变亮”、"变暗”或“不变”卜

9.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生的感应电动

势瞬时值为e=Emsinwt,当线圈平面与磁感线平行时，穿过线圈的磁通量为

10.一个导体棒在匀强磁场中做匀速圆周运动，产生的感应电动势是

,导体棒受到的洛伦兹力大小为O

四、计算题

要求：本题共5题，每小题10分，共50分。

1.一个边长为L的正方形金属线框，电阻为R,以速度v匀速进入一个宽度大

于L的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B,求线框进入磁

场过程中，感应电流的大小和方向。

2.一个质量为m、电阻为「的导体棒，在竖直方向的匀强磁场中，由静止开始

下滑，不计摩擦，求导体棒下滑过程中，重力势能的减少量转化为多少电能。

3.一个U形金属导轨，右端连接一个电阻R,左端放置一根质量为m的导体

棒，整个装置放在水平方向的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，现用水平

恒力F拉导体棒向右匀速运动，求导体棒受到的安培力大小和拉力F做的功一

部分转化为多少能量。

4.一个面积为S的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度3匀

速转动，产生的感应电动势最大值为Em,求感应电动势的有效值。

5.一个平行板电容器与一个自感线圈L串联接在直流电源上，开关S闭合后，

电容器充电过程中，电流逐渐变化，电容器充电完成后，电路中电流为零，求

电容器充电时间与哪些因素有关。

试卷答案

一、单选题

1.C

解析：磁铁下落过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中会产生感应电

流，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，以阻碍磁通量的

变化，这意味着感应电流的方向与磁铁下落的方向有关，但题目问的是感应电

流方向是否从上到下，这需要具体情境判断，但无论如何，机械能不守恒，因

为一部分转化为电能，选项A错误；选项B和D的判断同样需要具体情境，但

根据楞次定律，感应电流的磁场方向总是阻碍原磁场的变化，所以D错误。

2.D

解析：当线圈平面与磁感线平行时，穿过线圈的磁通量为零，感应电动势也为

零，选项A错误；当线圈平面与磁感线垂直时，磁通量变化率最大，感应电动

势最大，选项B错误；感应电动势的有效值是最大值除以42，选项C错误；根

据感应电动势公式Em=nBSu),磁感应强度加倍，感应电动势的最大值也会加

倍，选项D正确。

3.C

解析：进入磁场时，导体棒的速度突然减小，因为感应电流的磁场方向与原磁

场方向相反，根据楞次定律，感应电流产生的安培力会阻碍导体棒的运动，使

其减速，选项A正确；进入磁场后，导体棒受到的安培力与重力不平衡，机械

能不守恒，选项B错误；完全进入磁场后，如果速度恒定，则安培力与重力平

衡，加速度为零，选项C正确；如果速度变化，则安培力与重力不平衡，加速

度不为零，选项D错误。

4.B

解析：根据感应电动势公式Em=nBSco,感应电动势的大小与磁通量变化率成

正比，与线圈面积成正比，当圆环半径减半时，面积变为原来的1/4,感应电

动势的大小也变为原来的1/4,选项B正确。

5.C

解析：导体棒匀速运动，说明拉力F与安培力平衡，安培力大小等于F,方向

与拉力相反，选项A正确；根据右手定则，感应电流方向为逆时针，选项B错

误；拉力F做的功一部分转化为克服安培力做的功，即转化为电能，选项C正

确；安培力方向向右，选项D错误。

6.D

解析：线圈L对交流电有“阻碍”作用，不是“短路”，选项A错误；线圈L对交

流电有“阻碍”作用，灯泡L1和L2的亮度会变暗，选项B错误；若将铁芯抽

出，线圈L的感抗减小，灯泡L1和L2的亮度会变亮，选项C错误；若将电源

频率加倍，线圈L的感抗增大，电容器充电时间会变长，选项D正确。

7.A

解析：感应电动势的最大值为Em=nBSu),当线圈的面积加倍时，感应电动势

的最大值也变为2Em，选项A正确；感应电动势的有效值是最大值除以J2,

变为J2Em,选项B错误；感应电动势的瞬时值表达式变为e=2Emsinwt,选

项C错误；感应电动势的最大值变为2Em,选项D错误。

8.D

解析：导体棒下滑过程中，受到重力、支持力和安培力，机械能不守恒，选项

A错误；导体棒受到的安培力大小等于重力沿斜面方向的分力，不一定等于重

力，选项B错误；导体棒下滑过程中，重力势能的减少量等于克服安培力做的

功加上内能的增加，选项C错误；导体棒下滑过程中，重力势能转化为动能和

电能，选项D正确。

9.A

解析：线框进入磁场过程中，感应电动势的大小为BLv/R,感应电流的大小为

BLv/R,方向为逆时针，选项A正确；线框完全进入磁场后，磁通量不再变

化，感应电流为零，选项B错误；线框进入磁场过程中，受到的安培力大小为

BLv/R，方向向左，选项C错误；线框进入磁场过程中，机械能不守恒，一部

分转化为电能，选项D错误。

10.B

解析：电容器充电过程中，电流逐渐减小，选项A错误；电容器充电完成后，

电路中电流为零，选项B正确；若将开关S断开，电容器会通过线圈L放电，

选项C正确；若将线圈L的电阻加倍，电容器充电时间会变长，选项D正确。

二、多选题

1.A,B,C,D

解析：当线圈平面与磁感线平行时，穿过线圈的磁通量为零，选项A正确；当

线圈平面与磁感线垂直时，磁通量变化率最大，感应电动势最大，选项B正

确；感应电动势的有效值是最大值除以J2，选项C正确；根据感应电动势公式

Em=nBSu),磁感应强度加倍，感应电动势的最大值也会加倍，选项D正确。

2.B,C

解析：根据感应电动势公式Em=nBSu),感应电动势的大小与磁通量变化率成

正比，与线圈面积成正比，当圆环半径减半时，面积变为原来的1/4,感应电

动势的大小也变为原来的1/4，选项B正确；感应电流方向不变，选项C正

确。

3.B,C,D

解析：导体棒匀速运动，说明拉力F与安培力平衡，安培力大小等于F,方向

与拉力相反，选项A错误；根据右手定则，感应电流方向为顺时针，选项B正

确；拉力F做的功一部分转化为克服安培力做的功，即转化为电能，选项C正

确；导体棒受到的安培力方向向左，选项D正确。

4.A,D

解析：线圈L对交流电有“阻碍”作用，不是“短路”，选项A错误；线圈L对交

流电有“阻碍”作用，灯泡L1和L2的亮度会变暗，选项B错误；若将铁芯抽

出，线圈L的感抗减小，灯泡L1和L2的亮度会变亮，选项C错误；若将电源

频率加倍，线圈L的感抗增大，电容器充电时间会变长，选项D正确。

5.A,B,C

解析：感应电动势的最大值为Em=nBSu),当线圈的面积加倍时，感应电动势

的最大值也变为2Em，选项A正确；感应电动势的有效值是最大值除以42,

变为J2Em，选项B错误；感应电动势的瞬时值表达式变为e=2Emsinwt,选

项C错误；感应电动势的最大值变为2Em,选项D错误。

6.B,C,D

解析：导体棒下滑过程中，受到重力、支持力和安培力，机械能不守恒，选项

A错误；导体棒受到的安培力大小等于重力沿斜面方向的分力，不一定等于重

力，选项B错误；导体棒下滑过程中，重力势能的减少量等于克服安培力做的

功加上内能的增加，选项C错误；导体棒下滑过程中，重力势能转化为动能和

电能，选项D正确。

7.A,B,C,D

解析：线框进入磁场过程中，感应电动势的大小为BLv/R,感应电流的大小为

BLv/R,方向为逆时针，选项A正确；线框完全进入磁场后，磁通量不再变

化，感应电流为零，选项B正确；线框进入磁场过程中，受到的安培力大小为

BLv/R，方向向左，选项C正确；线框进入磁场过程中，机械能不守恒，一部

分转化为电能，选项D正确。

8.A,B,C,D

解析：电容器充电过程中，电流逐渐减小，选项A正确；电容器充电完成后，

电路中电流为零，选项B正确；若将开关S断开，电容器会通过线圈L放电，

选项C正确；若将线圈L的电阻加倍，电容器充电时间会变长，选项D正确。

9.A,C,D

解析：