2026年四川省部编版高中物理选修3-2第2章电磁感应习题

2026年四川省部编版高中物理选修3-2第2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.在一个变化的磁场中，闭合线圈中产生感应电流的关键条件是（）A.磁场强度的大小发生变化B.线圈所围面积内的磁通量发生变化C.磁场方向发生改变D.线圈与磁场相对静止但磁场强度不变解析：感应电流产生的条件是闭合回路中存在磁通量的变化，根据法拉第电磁感应定律，只有当穿过线圈的磁通量发生变化时，才会在线圈中产生感应电动势，从而形成感应电流。选项A中，磁场强度变化但若穿过线圈的磁通量不变（如磁场均匀穿过线圈），则不会产生感应电流；选项C中，磁场方向改变可能导致磁通量变化，但若线圈平面与磁场方向始终垂直，磁通量仍不变；选项D中，相对静止的线圈若磁场强度不变，磁通量也不变。正确答案为B，磁通量的变化是产生感应电流的根本原因。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，当线圈从与磁感线平行位置转到与磁感线垂直位置的过程中，下列说法正确的是（）A.感应电动势先增大后减小B.感应电流方向不变C.穿过线圈的磁通量先减小后增大D.感应电动势最大时，磁通量为零解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。当线圈从平行位置转到垂直位置时，磁通量从零均匀增大到最大值，感应电动势先从最大值减小到零，因此选项A错误；感应电流方向由楞次定律判断，当磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场相反，方向会随磁通量变化而改变，选项B错误；磁通量变化过程为线性变化，选项C错误；感应电动势最大时，线圈切割磁感线的速度最快，此时磁通量变化率最大，但磁通量本身为零，选项D正确。3.一个质量为m、电阻为R的金属环从高h处自由下落进入一个水平方向的匀强磁场，磁场区域足够大且方向竖直向上。若环的直径为d，磁感应强度为B，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A.环进入磁场时，机械能守恒B.环完全进入磁场后，将做匀速直线运动C.环在磁场中受到的安培力大小为B²πd²/gD.环的机械能会逐渐转化为电能和内能解析：环进入磁场时，由于切割磁感线会产生感应电流，根据楞次定律，感应电流产生的磁场会阻碍环的运动，导致环的加速度小于g，机械能不守恒，选项A错误；环完全进入磁场后，若速度恒定，则受力平衡，但题目未说明环的速度，且安培力与速度有关，选项B错误；安培力大小为F=BIL=B(πd²/R)×v，与选项C给出的表达式不符，选项C错误；根据能量守恒，环的机械能一部分转化为电能（感应电流做功），另一部分转化为内能（焦耳热），选项D正确。4.如图所示，两根平行长直导线分别通有大小相等、方向相反的电流，一个矩形线圈从两导线之间垂直穿过。当线圈从靠近左导线位置向右匀速运动时，下列说法正确的是（）A.线圈中始终有感应电流B.线圈中感应电流方向始终不变C.线圈受到的安培力方向始终向左D.线圈受到的合力始终为零解析：线圈在两导线之间运动时，穿过线圈的磁通量会发生变化。靠近左导线时，左导线产生的磁场方向向右，右导线产生的磁场方向向左，但左侧磁场更强，总磁场方向向右；向右运动过程中，左侧磁场减弱、右侧磁场增强，总磁场方向逐渐向左，磁通量变化导致感应电流产生，选项A正确；感应电流方向由楞次定律判断，当磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场相反，方向会随磁通量变化而改变，选项B错误；线圈受到的安培力方向与磁场方向和电流方向有关，随位置变化而改变，选项C错误；线圈受到的磁场力不恒定，合力不为零，选项D错误。5.一个边长为L的正方形金属框，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，磁场方向垂直于框面。若磁感应强度为B，则下列说法正确的是（）A.框进入磁场过程中，感应电动势大小为BLvB.框完全进入磁场后，感应电动势立即为零C.框进入磁场过程中，受到的安培力大小为(B²L²v)/RD.框完全进入磁场后，机械能守恒解析：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；框完全进入磁场后，虽然切割磁感线的部分消失，但整个框仍处于磁场中，若速度不变，仍有部分导体切割磁感线，感应电动势不为零，选项B错误；框进入磁场过程中，感应电流大小为I=E/R=BLv/R，受到的安培力大小为F=BIL=B(BLv/R)L/R=(B²L²v)/R，选项C正确；框进入磁场过程中，机械能不守恒，部分机械能转化为电能和内能，选项D错误。6.如图所示，一个U形金属导轨，左端连接一个电阻R，导轨上放置一根质量为m、电阻为r的金属棒，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现用水平力F拉金属棒，使其以速度v匀速向右运动，不计摩擦，则下列说法正确的是（）A.电路中的感应电流方向为顺时针B.拉力F做的功一部分转化为金属棒的内能C.拉力F做的功全部转化为电路中的电能D.金属棒受到的安培力大小为B²L²v/(R+r)解析：根据右手定则，金属棒切割磁感线产生的感应电流方向为逆时针，选项A错误；拉力F做的功一部分转化为金属棒的动能（恒定速度），一部分转化为电路中的电能（感应电流做功），再转化为内能（焦耳热），选项B正确、C错误；金属棒受到的安培力大小为F=BIL=B(BLv/r)L/r=B²L²v/(r(R+r))，选项D错误。7.一个面积为S的矩形线圈，总电阻为R，以角速度ω绕垂直于磁感线的轴匀速转动，置于磁感应强度为B的匀强磁场中。当线圈从与磁感线平行位置转动到与磁感线垂直位置的过程中，下列说法正确的是（）A.感应电动势最大值为BSωB.感应电流方向始终不变C.穿过线圈的磁通量先减小后增大D.感应电动势的有效值等于最大值的一半解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势最大值为Em=NBSω，选项A正确；感应电流方向随磁通量变化而改变，选项B错误；磁通量变化过程为正弦函数，选项C错误；感应电动势的有效值为Em/√2，选项D错误。8.如图所示，一个平行板电容器与一个线圈串联，电容器极板间存在一个垂直于板面的匀强磁场。当电容器充电后断开电源，若磁场方向突然反向，则下列说法正确的是（）A.电容器极板间电压立即变为零B.线圈中产生感应电流C.电容器极板间的电场力方向不变D.线圈受到的磁场力方向不变解析：磁场反向导致穿过电容器的磁通量反向变化，根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生感应电流，选项B正确；电容器极板间电压由电场决定，磁场变化不改变电场力方向，但可能引起电场分布变化，选项A、C错误；线圈受到的磁场力方向与电流方向和磁场方向有关，磁场反向导致受力方向改变，选项D错误。9.一个边长为L的正方形金属框，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，磁场方向垂直于框面。若磁感应强度为B，则下列说法正确的是（）A.框进入磁场过程中，感应电动势大小为BLvB.框完全进入磁场后，感应电动势立即为零C.框进入磁场过程中，受到的安培力大小为(B²L²v)/RD.框完全进入磁场后，机械能守恒解析：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；框完全进入磁场后，虽然切割磁感线的部分消失，但整个框仍处于磁场中，若速度不变，仍有部分导体切割磁感线，感应电动势不为零，选项B错误；框进入磁场过程中，感应电流大小为I=E/R=BLv/R，受到的安培力大小为F=BIL=B(BLv/R)L/R=(B²L²v)/R，选项C正确；框进入磁场过程中，机械能不守恒，部分机械能转化为电能和内能，选项D错误。10.如图所示，一个U形金属导轨，左端连接一个电阻R，导轨上放置一根质量为m、电阻为r的金属棒，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现用水平力F拉金属棒，使其以速度v匀速向右运动，不计摩擦，则下列说法正确的是（）A.电路中的感应电流方向为顺时针B.拉力F做的功一部分转化为金属棒的内能C.拉力F做的功全部转化为电路中的电能D.金属棒受到的安培力大小为B²L²v/(R+r)解析：根据右手定则，金属棒切割磁感线产生的感应电流方向为逆时针，选项A错误；拉力F做的功一部分转化为金属棒的动能（恒定速度），一部分转化为电路中的电能（感应电流做功），再转化为内能（焦耳热），选项B正确、C错误；金属棒受到的安培力大小为F=BIL=B(BLv/r)L/r=B²L²v/(r(R+r))，选项D错误。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的正方形金属框，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，磁场方向垂直于框面。若磁感应强度为B，则框进入磁场过程中，感应电动势大小为______，感应电流大小为______。2.一个质量为m、电阻为R的金属环从高h处自由下落进入一个水平方向的匀强磁场，磁场区域足够大且方向竖直向上。若环的直径为d，磁感应强度为B，不计空气阻力，则环进入磁场时，机械能守恒______（填“是”或“否”）。3.如图所示，两根平行长直导线分别通有大小相等、方向相反的电流，一个矩形线圈从两导线之间垂直穿过。当线圈从靠近左导线位置向右匀速运动时，线圈中感应电流方向______（填“始终不变”或“随位置变化”）。4.一个边长为L的正方形金属框，总电阻为R，以角速度ω绕垂直于磁感线的轴匀速转动，置于磁感应强度为B的匀强磁场中。当线圈从与磁感线平行位置转动到与磁感线垂直位置的过程中，穿过线圈的磁通量变化量最大值为______。5.一个U形金属导轨，左端连接一个电阻R，导轨上放置一根质量为m、电阻为r的金属棒，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现用水平力F拉金属棒，使其以速度v匀速向右运动，不计摩擦，则金属棒受到的安培力大小为______。6.一个面积为S的矩形线圈，总电阻为R，以角速度ω绕垂直于磁感线的轴匀速转动，置于磁感应强度为B的匀强磁场中。当线圈从与磁感线平行位置转动到与磁感线垂直位置的过程中，感应电动势最大值为______。7.一个平行板电容器与一个线圈串联，电容器极板间存在一个垂直于板面的匀强磁场。当电容器充电后断开电源，若磁场方向突然反向，则线圈中产生感应电流______（填“是”或“否”）。8.一个边长为L的正方形金属框，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，磁场方向垂直于框面。若磁感应强度为B，则框完全进入磁场后，机械能守恒______（填“是”或“否”）。9.如图所示，一个U形金属导轨，左端连接一个电阻R，导轨上放置一根质量为m、电阻为r的金属棒，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现用水平力F拉金属棒，使其以速度v匀速向右运动，不计摩擦，则拉力F做的功一部分转化为金属棒的内能______（填“是”或“否”）。10.一个边长为L的正方形金属框，总电阻为R，以角速度ω绕垂直于磁感线的轴匀速转动，置于磁感应强度为B的匀强磁场中。当线圈从与磁感线平行位置转动到与磁感线垂直位置的过程中，感应电动势的有效值为______。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在一个变化的磁场中，闭合线圈中产生感应电流的关键条件是穿过线圈的磁通量发生变化。______2.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，当线圈从与磁感线平行位置转到与磁感线垂直位置的过程中，感应电动势先增大后减小。______3.一个边长为L的正方形金属框，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，磁场方向垂直于框面。若磁感应强度为B，则框进入磁场过程中，感应电动势大小为BLv。______4.一个质量为m、电阻为R的金属环从高h处自由下落进入一个水平方向的匀强磁场，磁场区域足够大且方向竖直向上。若环的直径为d，磁感应强度为B，不计空气阻力，则环完全进入磁场后，将做匀速直线运动。______5.如图所示，两根平行长直导线分别通有大小相等、方向相反的电流，一个矩形线圈从两导线之间垂直穿过。当线圈从靠近左导线位置向右匀速运动时，线圈中始终有感应电流。______6.一个边长为L的正方形金属框，总电阻为R，以角速度ω绕垂直于磁感线的轴匀速转动，置于磁感应强度为B的匀强磁场中。当线圈从与磁感线平行位置转动到与磁感线垂直位置的过程中，穿过线圈的磁通量先减小后增大。______7.一个平行板电容器与一个线圈串联，电容器极板间存在一个垂直于板面的匀强磁场。当电容器充电后断开电源，若磁场方向突然反向，则电容器极板间的电场力方向不变。______8.一个边长为L的正方形金属框，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，磁场方向垂直于框面。若磁感应强度为B，则框完全进入磁场后，感应电动势立即为零。______9.如图所示，一个U形金属导轨，左端连接一个电阻R，导轨上放置一根质量为m、电阻为r的金属棒，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现用水平力F拉金属棒，使其以速度v匀速向右运动，不计摩擦，则金属棒受到的安培力大小为B²L²v/(R+r)。______10.一个边长为L的正方形金属框，总电阻为R，以角速度ω绕垂直于磁感线的轴匀速转动，置于磁感应强度为B的匀强磁场中。当线圈从与磁感线平行位置转动到与磁感线垂直位置的过程中，感应电动势的有效值等于最大值的一半。______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物理意义。2.简述楞次定律的内容及其判断感应电流方向的方法。3.简述安培力的定义及其方向判断方法。4.简述自感现象的定义及其产生的原因。5.简述互感现象的定义及其应用实例。6.简述涡流现象的定义及其危害和利用。7.简述电磁阻尼现象的定义及其应用实例。8.简述电磁驱动现象的定义及其应用实例。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的正方形金属框，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，磁场方向垂直于框面。若磁感应强度为B，求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、电阻为R的金属环从高h处自由下落进入一个水平方向的匀强磁场，磁场区域足够大且方向竖直向上。若环的直径为d，磁感应强度为B，不计空气阻力，求环进入磁场时受到的安培力大小。3.如图所示，两根平行长直导线分别通有大小相等、方向相反的电流，一个矩形线圈从两导线之间垂直穿过。当线圈从靠近左导线位置向右匀速运动时，求线圈中感应电流的方向和大小变化情况。4.一个边长为L的正方形金属框，总电阻为R，以角速度ω绕垂直于磁感线的轴匀速转动，置于磁感应强度为B的匀强磁场中。求线圈从与磁感线平行位置转动到与磁感线垂直位置的过程中，感应电动势的最大值和有效值。5.一个平行板电容器与一个线圈串联，电容器极板间存在一个垂直于板面的匀强磁场。当电容器充电后断开电源，若磁场方向突然反向，求线圈中产生的感应电流方向和大小变化情况。6.一个边长为L的正方形金属框，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，磁场方向垂直于框面。若磁感应强度为B，求框完全进入磁场后，机械能是否守恒，并说明原因。7.如图所示，一个U形金属导轨，左端连接一个电阻R，导轨上放置一根质量为m、电阻为r的金属棒，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现用水平力F拉金属棒，使其以速度v匀速向右运动，不计摩擦，求金属棒受到的安培力大小和拉力F做的功的转化情况。8.一个边长为L的正方形金属框，总电阻为R，以角速度ω绕垂直于磁感线的轴匀速转动，置于磁感应强度为B的匀强磁场中。求线圈从与磁感线平行位置转动到与磁感线垂直位置的过程中，穿过线圈的磁通量变化量最大值。【标准答案及解析】一、单项选择题1.B2.D3.D4.A5.A6.B7.A8.B9.A10.B解析：2.感应电流产生的条件是穿过线圈的磁通量发生变化，只有B选项正确。3.感应电动势最大时，线圈切割磁感线的速度最快，磁通量变化率最大，但磁通量本身为零，D选项正确。4.环进入磁场过程中，机械能不守恒，部分转化为电能和内能，D选项正确。5.线圈从靠近左导线位置向右运动时，左侧磁场减弱、右侧磁场增强，总磁场方向逐渐向左，磁通量变化导致感应电流产生，A选项正确。6.框进入磁场过程中，切割磁感线的部分消失，但整个框仍处于磁场中，若速度不变，仍有部分导体切割磁感线，感应电动势不为零，A选项正确。7.拉力F做的功一部分转化为金属棒的动能（恒定速度），一部分转化为电路中的电能（感应电流做功），再转化为内能（焦耳热），B选项正确。8.感应电动势最大值为BSω，A选项正确。9.磁场反向导致穿过电容器的磁通量反向变化，根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生感应电流，B选项正确。10.框进入磁场过程中，感应电动势大小为BLv，感应电流大小为BLv/R，C选项正确。11.拉力F做的功一部分转化为金属棒的动能（恒定速度），一部分转化为电路中的电能（感应电流做功），再转化为内能（焦耳热），B选项正确。二、填空题1.BLv；BLv/R2.否3.随位置变化4.BS5.B²L²v/(r(R+r))6.NBSω7.是8.否9.是10.NBSω/√2解析：11.感应电动势大小为E=BLv，感应电流大小为I=E/R=BLv/R。12.环进入磁场时，机械能不守恒，部分转化为电能和内能。13.线圈从靠近左导线位置向右运动时，左侧磁场减弱、右侧磁场增强，总磁场方向逐渐向左，磁通量变化导致感应电流方向改变。14.穿过线圈的磁通量变化量最大值为BS。15.感应电流大小为I=BLv/R，安培力大小为F=BIL=B(BLv/R)L/R=B²L²v/(r(R+r))。16.感应电动势最大值为Em=NBSω。17.磁场反向导致穿过电容器的磁通量反向变化，根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生感应电流。18.框完全进入磁场后，机械能不守恒，部分转化为电能和内能。19.拉力F做的功一部分转化为金属棒的动能（恒定速度），一部分转化为电路中的电能（感应电流做功），再转化为内能（焦耳热）。20.感应电动势的有效值为Em/√2=NBSω/√2。三、判断题1.√2.×3.√4.×5.√6.×7.×8.×9.×10.×解析：11.感应电流产生的条件是穿过线圈的磁通量发生变化，正确。12.感应电动势最大时，线圈切割磁感线的速度最快，磁通量变化率最大，但磁通量本身为零，错误。13.感应电动势大小为E=BLv，正确。14.环完全进入磁场后，机械能不守恒，部分转化为电能和内能，错误。15.线圈从靠近左导线位置向右运动时，左侧磁场减弱、右侧磁场增强，总磁场方向逐渐向左，磁通量变化导致感应电流产生，正确。16.穿过线圈的磁通量变化过程为正弦函数，先减小后增大，错误。17.磁场反向导致穿过电容器的磁通量反向变化，电场力方向改变，错误。18.框完全进入磁场后，虽然切割磁感线的部分消失，但整个框仍处于磁场中，若速度不变，仍有部分导体切割磁感线，感应电动势不为零，错误。19.感应电流大小为I=BLv/R，安培力大小为F=BIL=B(BLv/R)L/R=B²L²v/(r(R+r))，错误。20.感应电动势的有效值为Em/√2，错误。四、简答题1.法拉第电磁感应定律的内容是：闭合回路中感应电动势的大小，等于穿过这个回路的磁通量变化率的绝对值。其物理意义是：磁通量的变化是产生感应电动势的根本原因。2.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。判断感应电流方向的方法是：（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，用右手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，用右手定则判断感应电流的方向。3.安培力的定义是：磁场对通电导线的作用力。方向判断方法是用左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从手心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向。4.自感现象的定义是：由于导体自身电流的变化而引起的电磁感应现象。产生的原因是：导体自身电流的变化导致穿过自身的磁通量变化，从而产生感应电动势。5.互感现象的定义是：一个线圈的电流变化引起另一个线圈产生感应电动势的现象。应用实例包括变压器、感应线圈等。6.涡流现象的定义是：变化的磁场在导体内部产生闭合的感应电流。危