北京市高中物理选修3-9第12章电磁感应习题

2026年北京市高中物理选修3-9第12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.在图示电路中，导体棒ab以速度v向右匀速切割磁感线，磁感应强度为B，电阻为R，导轨电阻不计。下列说法正确的是（）A.感应电动势大小为Blv，a点电势高于b点B.感应电动势大小为Blv，b点电势高于a点C.感应电流大小为B²l²v/R，方向为顺时针D.感应电流大小为B²l²v/R，方向为逆时针参考答案：A解析：导体棒切割磁感线产生感应电动势，电动势大小为E=Blv，a点为正极，b点为负极，故A正确。感应电流方向由右手定则判断，电流方向为abda，故C、D错误。2.如图所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕轴OO'匀速转动，磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长分别为l₁和l₂，角速度为ω。下列说法正确的是（）A.线圈转动过程中产生的感应电动势最大值为nBl₁l₂ωB.线圈转动过程中产生的感应电动势最大值为nBl₁l₂ω²C.线圈转动过程中产生的感应电动势有效值为nBl₁l₂ωD.线圈转动过程中产生的感应电动势有效值为nBl₁l₂ω/√2参考答案：A解析：线圈转动产生感应电动势的最大值为Em=nBSω=nBl₁l₂ω，故A正确，B错误。感应电动势有效值为Eeff=Em/√2=nBl₁l₂ω/√2，故C、D错误。3.一个边长为l的正方形金属框，总电阻为R，以速度v匀速进入磁感应强度为B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.金属框进入磁场过程中产生的感应电流方向始终不变B.金属框进入磁场过程中产生的感应电流大小始终不变C.金属框完全进入磁场后，感应电流立即消失D.金属框完全进入磁场后，感应电流大小不变参考答案：D解析：金属框进入磁场时，感应电流方向由楞次定律判断，始终为逆时针，故A正确。感应电流大小为I=Blv/R，进入过程中大小不变，完全进入后大小不变，故B错误，D正确。完全进入后仍有感应电动势，故C错误。4.如图所示，一个U形金属导轨，左端连接一个电阻R，导体棒ab以速度v向右匀速滑动，磁感应强度为B，导轨电阻不计。下列说法正确的是（）A.感应电动势大小为Blv，方向为从a到bB.感应电动势大小为Blv，方向为从b到aC.感应电流大小为Blv/R，方向为顺时针D.感应电流大小为Blv/R，方向为逆时针参考答案：B解析：导体棒切割磁感线产生感应电动势，电动势大小为E=Blv，方向由右手定则判断为从b到a，故B正确，A错误。感应电流方向为b→R→a→b，故C、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匀速进入磁感应强度为B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.金属框进入磁场过程中产生的感应电流方向始终不变B.金属框进入磁场过程中产生的感应电流大小始终不变C.金属框完全进入磁场后，感应电流立即消失D.金属框完全进入磁场后，感应电流大小不变参考答案：D解析：金属框进入磁场时，感应电流方向由楞次定律判断，始终为逆时针，故A正确。感应电流大小为I=Blv/R，进入过程中大小不变，完全进入后大小不变，故B错误，D正确。完全进入后仍有感应电动势，故C错误。6.如图所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕轴OO'匀速转动，磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长分别为l₁和l₂，角速度为ω。下列说法正确的是（）A.线圈转动过程中产生的感应电动势最大值为nBl₁l₂ωB.线圈转动过程中产生的感应电动势最大值为nBl₁l₂ω²C.线圈转动过程中产生的感应电动势有效值为nBl₁l₂ωD.线圈转动过程中产生的感应电动势有效值为nBl₁l₂ω/√2参考答案：A解析：线圈转动产生感应电动势的最大值为Em=nBSω=nBl₁l₂ω，故A正确，B错误。感应电动势有效值为Eeff=Em/√2=nBl₁l₂ω/√2，故C、D错误。7.一个边长为l的正方形金属框，总电阻为R，以速度v匀速进入磁感应强度为B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.金属框进入磁场过程中产生的感应电流方向始终不变B.金属框进入磁场过程中产生的感应电流大小始终不变C.金属框完全进入磁场后，感应电流立即消失D.金属框完全进入磁场后，感应电流大小不变参考答案：D解析：金属框进入磁场时，感应电流方向由楞次定律判断，始终为逆时针，故A正确。感应电流大小为I=Blv/R，进入过程中大小不变，完全进入后大小不变，故B错误，D正确。完全进入后仍有感应电动势，故C错误。8.如图所示，一个U形金属导轨，左端连接一个电阻R，导体棒ab以速度v向右匀速滑动，磁感应强度为B，导轨电阻不计。下列说法正确的是（）A.感应电动势大小为Blv，方向为从a到bB.感应电动势大小为Blv，方向为从b到aC.感应电流大小为Blv/R，方向为顺时针D.感应电流大小为Blv/R，方向为逆时针参考答案：B解析：导体棒切割磁感线产生感应电动势，电动势大小为E=Blv，方向由右手定则判断为从b到a，故B正确，A错误。感应电流方向为b→R→a→b，故C、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匀速进入磁感应强度为B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.金属框进入磁场过程中产生的感应电流方向始终不变B.金属框进入磁场过程中产生的感应电流大小始终不变C.金属框完全进入磁场后，感应电流立即消失D.金属框完全进入磁场后，感应电流大小不变参考答案：D解析：金属框进入磁场时，感应电流方向由楞次定律判断，始终为逆时针，故A正确。感应电流大小为I=Blv/R，进入过程中大小不变，完全进入后大小不变，故B错误，D正确。完全进入后仍有感应电动势，故C错误。10.如图所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕轴OO'匀速转动，磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长分别为l₁和l₂，角速度为ω。下列说法正确的是（）A.线圈转动过程中产生的感应电动势最大值为nBl₁l₂ωB.线圈转动过程中产生的感应电动势最大值为nBl₁l₂ω²C.线圈转动过程中产生的感应电动势有效值为nBl₁l₂ωD.线圈转动过程中产生的感应电动势有效值为nBl₁l₂ω/√2参考答案：A解析：线圈转动产生感应电动势的最大值为Em=nBSω=nBl₁l₂ω，故A正确，B错误。感应电动势有效值为Eeff=Em/√2=nBl₁l₂ω/√2，故C、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匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。金属框进入磁场过程中产生的感应电流大小为______，方向为______。参考答案：Blv/R，逆时针解析：感应电流大小为I=Blv/R，方向由楞次定律判断为逆时针。2.如图所示，一个U形金属导轨，左端连接一个电阻R，导体棒ab以速度v向右匀速滑动，磁感应强度为B，导轨电阻不计。金属棒ab产生的感应电动势大小为______，方向为______。参考答案：Blv，从b到a解析：感应电动势大小为E=Blv，方向由右手定则判断为从b到a。3.一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕轴OO'匀速转动，磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长分别为l₁和l₂，角速度为ω。线圈转动过程中产生的感应电动势最大值为______，有效值为______。参考答案：nBl₁l₂ω，nBl₁l₂ω/√2解析：感应电动势最大值为Em=nBSω=nBl₁l₂ω，有效值为Eeff=Em/√2=nBl₁l₂ω/√2。4.一个边长为l的正方形金属框，总电阻为R，以速度v匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。金属框进入磁场过程中产生的感应电动势大小为______，方向为______。参考答案：Blv，从a到b解析：感应电动势大小为E=Blv，方向由右手定则判断为从a到b。5.如图所示，一个U形金属导轨，左端连接一个电阻R，导体棒ab以速度v向右匀速滑动，磁感应强度为B，导轨电阻不计。金属棒ab产生的感应电动势大小为______，方向为______。参考答案：Blv，从a到b解析：感应电动势大小为E=Blv，方向由右手定则判断为从a到b。6.一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕轴OO'匀速转动，磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长分别为l₁和l₂，角速度为ω。线圈转动过程中产生的感应电动势最大值为______，有效值为______。参考答案：nBl₁l₂ω，nBl₁l₂ω/√2解析：感应电动势最大值为Em=nBSω=nBl₁l₂ω，有效值为Eeff=Em/√2=nBl₁l₂ω/√2。7.一个边长为l的正方形金属框，总电阻为R，以速度v匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。金属框进入磁场过程中产生的感应电流大小为______，方向为______。参考答案：Blv/R，顺时针解析：感应电流大小为I=Blv/R，方向由楞次定律判断为顺时针。8.如图所示，一个U形金属导轨，左端连接一个电阻R，导体棒ab以速度v向右匀速滑动，磁感应强度为B，导轨电阻不计。金属棒ab产生的感应电动势大小为______，方向为______。参考答案：Blv，从b到a解析：感应电动势大小为E=Blv，方向由右手定则判断为从b到a。9.一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕轴OO'匀速转动，磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长分别为l₁和l₂，角速度为ω。线圈转动过程中产生的感应电动势最大值为______，有效值为______。参考答案：nBl₁l₂ω，nBl₁l₂ω/√2解析：感应电动势最大值为Em=nBSω=nBl₁l₂ω，有效值为Eeff=Em/√2=nBl₁l₂ω/√2。10.一个边长为l的正方形金属框，总电阻为R，以速度v匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。金属框进入磁场过程中产生的感应电流大小为______，方向为______。参考答案：Blv/R，逆时针解析：感应电流大小为I=Blv/R，方向由楞次定律判断为逆时针。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.感应电动势的大小与磁感应强度、导体长度和速度成正比。参考答案：正确解析：感应电动势大小为E=Blv，与磁感应强度、导体长度和速度成正比。2.感应电流的方向总是与产生感应电流的磁通量变化方向相反。参考答案：正确解析：楞次定律指出，感应电流的方向总是与产生感应电流的磁通量变化方向相反。3.一个矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，产生的感应电动势是恒定不变的。参考答案：错误解析：感应电动势是随时间变化的，最大值为Em=nBSω，有效值为Eeff=Em/√2。4.导体棒在磁场中切割磁感线时，产生的感应电动势方向由右手定则判断。参考答案：正确解析：右手定则用于判断导体棒切割磁感线时产生的感应电动势方向。5.感应电流的大小与线圈匝数成正比。参考答案：正确解析：感应电流大小为I=Em/R=nBSω/R，与线圈匝数成正比。6.感应电动势的产生条件是导体切割磁感线或磁通量发生变化。参考答案：正确解析：感应电动势的产生条件是导体切割磁感线或磁通量发生变化。7.一个矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，产生的感应电动势是正弦变化的。参考答案：正确解析：感应电动势随时间按正弦规律变化，表达式为E=Emsinωt。8.感应电流的方向总是与导体运动方向相同。参考答案：错误解析：感应电流的方向由楞次定律判断，与导体运动方向无关。9.感应电动势的大小与线圈面积成正比。参考答案：正确解析：感应电动势最大值为Em=nBSω，与线圈面积成正比。10.感应电流的产生条件是导体在磁场中运动。参考答案：错误解析：感应电流的产生条件是导体切割磁感线或磁通量发生变化，与导体是否运动无关。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述楞次定律的内容及其应用条件。解答：楞次定律指出，感应电流的方向总是与产生感应电流的磁通量变化方向相反。应用条件是导体切割磁感线或磁通量发生变化。2.简述右手定则的内容及其应用条件。解答：右手定则用于判断导体棒切割磁感线时产生的感应电动势方向。具体方法：伸开右手，使拇指与其余四指垂直，且在同一个平面内，让磁感线从手心进入，拇指指向导体运动方向，其余四指指向感应电动势方向。应用条件是导体切割磁感线。3.简述感应电动势的最大值和有效值的关系。解答：感应电动势的最大值为Em=nBSω，有效值为Eeff=Em/√2。最大值是瞬时值的最大值，有效值是等效交流电的电压值。4.简述感应电流的产生条件。解答：感应电流的产生条件是导体切割磁感线或磁通量发生变化。具体包括：导体在磁场中运动、磁场变化、线圈面积变化等。5.简述感应电动势的产生条件。解答：感应电动势的产生条件是导体切割磁感线或磁通量发生变化。具体包括：导体在磁场中运动、磁场变化、线圈面积变化等。6.简述右手定则的内容及其应用条件。解答：右手定则用于判断导体棒切割磁感线时产生的感应电动势方向。具体方法：伸开右手，使拇指与其余四指垂直，且在同一个平面内，让磁感线从手心进入，拇指指向导体运动方向，其余四指指向感应电动势方向。应用条件是导体切割磁感线。7.简述感应电流的方向判断方法。解答：感应电流的方向判断方法：楞次定律和右手定则。楞次定律用于判断磁通量变化时的感应电流方向，右手定则用于判断导体切割磁感线时的感应电动势方向。8.简述感应电动势的最大值和有效值的关系。解答：感应电动势的最大值为Em=nBSω，有效值为Eeff=Em/√2。最大值是瞬时值的最大值，有效值是等效交流电的电压值。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匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。求金属框进入磁场过程中产生的感应电流大小和方向。解答：感应电流大小为I=Blv/R，方向由楞次定律判断为逆时针。2.如图所示，一个U形金属导轨，左端连接一个电阻R，导体棒ab以速度v向右匀速滑动，磁感应强度为B，导轨电阻不计。求金属棒ab产生的感应电动势大小和方向。解答：感应电动势大小为E=Blv，方向由右手定则判断为从b到a。3.一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕轴OO'匀速转动，磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长分别为l₁和l₂，角速度为ω。求线圈转动过程中产生的感应电动势最大值和有效值。解答：感应电动势最大值为Em=nBl₁l₂ω，有效值为Eeff=Em/√2=nBl₁l₂ω/√2。4.一个边长为l的正方形金属框，总电阻为R，以速度v匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。求金属框进入磁场过程中产生的感应电动势大小和方向。解答：感应电动势大小为E=Blv，方向由右手定则判断为从a到b。5.如图所示，一个U形金属导轨，左端连接一个电阻R，导体棒ab以速度v向右匀速滑动，磁感应强度为B，导轨电阻不计。求金属棒ab产生的感应电动势大小和方向。解答：感应电动势大小为E=Blv，方向由右手定则判断为从a到b。6.一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕轴OO'匀速转动，磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长分别为l₁和l₂，角速度为ω。求线圈转动过程中产生的感应电动势最大值和有效值。解答：感应电动势最大值为Em=nBl₁l₂ω，有效值为Eeff=Em/√2=nBl₁l₂ω/√2。7.一个边长为l的正方形金属框，总电阻为R，以速度v匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。求金属框进入磁场过程中产生的感应电流大小和方向。解答：感应电流大小为I=Blv/R，方向由楞次定律判断为顺时针。8.如图所示，一个U形金属导轨，左端连接一个电阻R，导体棒ab以速度v向右匀速滑动，磁感应强度为B，导轨电阻不计。求金属棒ab产生的感应电动势大小和方向。解答：感应电动势大小为E=Blv，方向由右手定则判断为从b到a。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A2.A3.D4.B5.D6.A7.D8.B9.D10.A二、填空题1.Blv/R，逆时针12.Blv，从b到a13.nBl₁l₂ω，nBl₁l₂ω/√22.Blv，从a到b15.Blv，从a到b16.nBl₁l₂ω，nBl₁l₂ω/√23.Blv/R，顺时针18.Blv，从b到a19.nBl₁l₂ω，nBl₁l₂ω/√24.Blv/R，逆时针三、判断题1.正确22.正确23.错误24.正确25.正确2.正确27.正确28.错误29.正确30.错误四、简答题1.楞次定律指出，感应电流的方向总是与产生感应电流的磁通量变化方向相反。应用条件是导体切割磁感线或磁通量发生变化。2.右手