2026年北师大版高中物理必修第三册第4单元电磁感应同步练习题及答案

2026年北师大版高中物理必修第三册第4单元电磁感应同步练习题及答案第1页共1页2026年北师大版高中物理必修第三册第4单元电磁感应同步练习题及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）（每小题只有一个选项符合题意，请把正确选项的字母填在题后括号内）1.如图所示，一个矩形导线框以速度v匀速进入一个宽度大于线框宽度的匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里。关于线框进入磁场过程中感应电流的方向，下列说法正确的是A.始终为顺时针方向B.始终为逆时针方向C.先顺时针后逆时针D.先逆时针后顺时针参考答案：B2.一个质量为m的金属球，用长为L的绝缘细线悬挂于O点，将小球拉到与悬线垂直的位置后由静止释放，小球进入一个水平方向的匀强磁场区。关于小球在运动过程中受到的洛伦兹力，下列说法正确的是A.小球进入磁场前不受洛伦兹力B.小球进入磁场后始终不受洛伦兹力C.小球进入磁场后受到的洛伦兹力大小不变D.小球进入磁场后受到的洛伦兹力方向始终与小球速度方向垂直参考答案：D3.如图所示，一个边长为L的正方形导线框，以速度v匀速穿过一个宽度为2L的匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里。关于线框穿过磁场过程中感应电动势的大小，下列说法正确的是A.始终为零B.始终为BLvC.先增大后减小D.先减小后增大参考答案：C4.一个匝数为n的线圈，通过它的磁通量随时间均匀变化，磁通量变化率为ΔΦ/Δt。关于线圈中产生的感应电动势，下列说法正确的是A.感应电动势大小与线圈匝数成正比B.感应电动势大小与磁通量变化率成正比C.感应电动势大小与线圈面积成正比D.感应电动势大小与磁通量变化率成反比参考答案：B5.如图所示，两个完全相同的灯泡L1和L2，分别接在一个由电阻R和自感线圈L组成的电路中。当开关S闭合的瞬间，下列说法正确的是A.L1先亮，L2后亮B.L1后亮，L2先亮C.L1和L2同时亮D.L1和L2都不亮参考答案：A6.一个电子以速度v垂直于磁感线方向进入一个磁感应强度为B的匀强磁场区，电子受到的洛伦兹力大小为F。关于电子在磁场中运动的情况，下列说法正确的是A.电子做匀速直线运动B.电子做匀速圆周运动C.电子做变加速直线运动D.电子做变加速曲线运动参考答案：B7.如图所示，一个矩形导线框abcd，边长分别为ab=L1，ad=L2，以速度v匀速进入一个宽度大于L1的匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里。关于线框进入磁场过程中感应电流的方向，下列说法正确的是A.始终为顺时针方向B.始终为逆时针方向C.先顺时针后逆时针D.先逆时针后顺时针参考答案：B8.一个边长为L的正方形导线框，以速度v匀速穿过一个宽度为2L的匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里。关于线框穿过磁场过程中感应电动势的大小，下列说法正确的是A.始终为零B.始终为BLvC.先增大后减小D.先减小后增大参考答案：C9.一个匝数为n的线圈，通过它的磁通量随时间均匀变化，磁通量变化率为ΔΦ/Δt。关于线圈中产生的感应电动势，下列说法正确的是A.感应电动势大小与线圈匝数成正比B.感应电动势大小与磁通量变化率成正比C.感应电动势大小与线圈面积成正比D.感应电动势大小与磁通量变化率成反比参考答案：B10.如图所示，两个完全相同的灯泡L1和L2，分别接在一个由电阻R和自感线圈L组成的电路中。当开关S闭合的瞬间，下列说法正确的是A.L1先亮，L2后亮B.L1后亮，L2先亮C.L1和L2同时亮D.L1和L2都不亮参考答案：A二、填空题（共10小题，每题2分）（请把正确答案直接填写在题中横线上，填写不完整的不得分）1.一个边长为L的正方形导线框，以速度v匀速进入一个宽度为2L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于导线框平面。当导线框进入磁场一半时，产生的感应电动势大小为______。参考答案：BLv2.如图所示，一个匝数为n的线圈，通过它的磁通量随时间均匀变化，磁通量变化率为ΔΦ/Δt，则线圈中产生的感应电动势大小为______。参考答案：nΔΦ/Δt3.一个电子以速度v垂直于磁感线方向进入一个磁感应强度为B的匀强磁场，电子受到的洛伦兹力大小为______。参考答案：evB4.简述楞次定律的内容：______。参考答案：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5.说明动生电动势产生的条件：______。参考答案：闭合回路中部分导体做切割磁感线运动6.分析感生电动势形成的物理机制：______。参考答案：变化的磁场所产生的磁场总是要阻碍原磁场的变化，从而在导体中产生感应电动势7.判断涡流现象中能量转换的方向：______。参考答案：电能转化为热能8.比较自感现象和互感现象的异同点：______。参考答案：自感现象是导体自身电流变化引起的感应电动势，互感现象是相邻线圈电流变化引起的感应电动势，两者都是电磁感应现象，但产生感应电动势的原因不同9.解释为什么远距离输电采用高压输电：______。参考答案：高压输电可以减小电流，从而降低线路损耗10.分析电磁感应现象中感应电流方向的判断方法：______。参考答案：利用楞次定律判断感应电流方向：首先判断原磁场方向，然后判断磁通量变化情况，最后根据楞次定律确定感应电流方向三、判断题（共10小题，每题2分）（正确的打“√”，错误的打“×”，把判断符号填在题后括号内）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的变化。参考答案：√2.在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源。参考答案：√3.自感现象是由于导体自身电流发生变化而引起的电磁感应现象。参考答案：√4.互感现象是两个线圈之间通过磁场相互产生感应电动势的现象。参考答案：√5.远距离输电采用高压输电的主要目的是为了增大电流，从而减少线路损耗。参考答案：×6.感应电流的方向总是与引起感应电流的磁场方向相同。参考答案：×7.在匀强磁场中，一个矩形导线框以速度v匀速进入一个宽度大于线框宽度的磁场区域，线框中会产生感应电流。参考答案：√8.一个质量为m的金属球，用长为L的绝缘细线悬挂于O点，将小球拉起一个角度后释放，小球在摆动过程中不会产生感应电流。参考答案：×9.一个匝数为n的线圈，通过它的磁通量随时间均匀变化，磁通量变化率为ΔΦ/Δt，则线圈中产生的感应电动势为nΔΦ/Δt。参考答案：√10.一个电子以速度v垂直于磁感线方向进入一个磁感应强度为B的匀强磁场，电子将做匀速圆周运动。参考答案：√四、简答题（共8小题，每题2分）（请分点作答，语言简明、要点齐全，写在对应题目下方的横线上）1.简述楞次定律的内容。参考答案：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。2.说明动生电动势产生的条件。参考答案：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电动势。3.列举三个利用电磁感应原理的实例。参考答案：发电机、变压器、动圈式话筒、磁卡读卡器、电磁炉等。4.一个边长为L的正方形导线框，以速度v匀速穿过一个宽度为2L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于导线框平面。请分析导线框穿过磁场过程中感应电流的方向变化情况。参考答案：导线框进入磁场时，感应电流方向为逆时针；导线框在磁场中运动时，感应电流方向为顺时针；导线框离开磁场时，感应电流方向为逆时针。5.一个匝数为n的线圈，通过它的磁通量随时间均匀变化，磁通量变化率为ΔΦ/Δt。请计算线圈中产生的感应电动势大小。参考答案：感应电动势的大小为E=nΔΦ/Δt。6.如图所示，一个矩形导线框abcd，边长分别为ab=L1，ad=L2，放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导线框平面。当导线框以角速度ω匀速转动时，请计算感应电动势的最大值。参考答案：感应电动势的最大值为E_{max}=nBL1L2ω。7.一个质量为m、电阻为r的金属棒ab，放置在倾角为θ的斜面上，金属棒与斜面间的动摩擦因数为μ。当金属棒以速度v匀速下滑时，请计算金属棒中产生的感应电动势大小。参考答案：感应电动势的大小为E=BLvsinθ。8.远距离输电采用高压输电的主要目的是什么？参考答案：主要目的是为了减小线路上的能量损耗。五、应用题（共8小题，每题3分）（请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写最后结果不得分）1.一个质量为0.5kg的金属棒ab，放置在倾角为37°的光滑导轨上，导轨与水平面夹角为37°，金属棒电阻为2Ω。当金属棒以5m/s的速度沿导轨向上匀速运动时，求金属棒受到的磁场力大小和方向。（磁场方向垂直导轨平面向下，磁感应强度为0.8T）参考答案：2N，沿导轨向下2.一个面积为0.2m²的矩形线圈，总电阻为5Ω，放置在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里。当线圈以2rad/s的角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动时，求线圈从平行于磁场方向转过30°角时的感应电动势大小和方向。参考答案：0.12V，垂直纸面向外3.一个“U”形导线框，总电阻为10Ω，放置在水平桌面上，导线框左侧接一个阻值为5Ω的定值电阻。当导线框以0.5m/s的速度向右匀速进入一个宽度为1m的匀强磁场区域时，求导线框产生的感应电流大小和方向。（磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度为0.6T）参考答案：0.06A，从右向左4.如图所示，一个面积为0.3m²的矩形线圈，总电阻为3Ω，放置在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里。当线圈以3rad/s的角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动时，求线圈从平行于磁场方向转过60°角时的感应电流大小和方向。参考答案：0.12A，垂直纸面向里5.一个质量为0.2kg的金属棒ab，放置在倾角为30°的光滑导轨上，导轨与水平面夹角为30°，金属棒电阻为1Ω。当金属棒以4m/s的速度沿导轨向上匀速运动时，求金属棒受到的磁场力大小和方向。（磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度为0.6T）参考答案：0.12N，沿导轨向下6.一个面积为0.1m²的矩形线圈，总电阻为2Ω，放置在磁感应强度为0.3T的匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里。当线圈以1rad/s的角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动时，求线圈从平行于磁场方向转过45°角时的感应电动势大小和方向。参考答案：0.06V，垂直纸面向外7.一个“U”形导线框，总电阻为8Ω，放置在水平桌面上，导线框左侧接一个阻值为4Ω的定值电阻。当导线框以0.3m/s的速度向右匀速进入一个宽度为0.8m的匀强磁场区域时，求导线框产生的感应电流大小和方向。（磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度为0.5T）参考答案：0.04A，从右向左8.一个面积为0.4m²的矩形线圈，总电阻为6Ω，放置在磁感应强度为0.7T的匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里。当线圈以2rad/s的角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动时，求线圈从平行于磁场方向转过90°角时的感应电流大小和方向。参考答案：0.14A，垂直纸面向里标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：B解析：本题考查楞次定律。当矩形导线框进入磁场时，穿过线框的磁通量增加，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，因此感应电流的磁场方向垂直纸面向外，根据安培定则，感应电流的方向为逆时针方向，故B正确，A、C、D错误。2.参考答案：D解析：本题考查洛伦兹力。小球进入磁场前速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，A错误；小球进入磁场后速度方向与磁场方向垂直，受到的洛伦兹力大小为F=qvB，方向始终与小球速度方向垂直，B、C错误，D正确。3.参考答案：C解析：本题考查法拉第电磁感应定律。当线框进入磁场时，穿过线框的磁通量增加，产生的感应电动势大小为E=nBLv，当线框完全进入磁场后，磁通量不再变化，感应电动势为零，故感应电动势先增大后减小，C正确，A、B、D错误。4.参考答案：B解析：本题考查法拉第电磁感应定律。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势大小为E=nΔΦ/Δt，故感应电动势大小与磁通量变化率成正比，B正确，A、C、D错误。5.参考答案：A解析：本题考查自感现象。当开关S闭合的瞬间，电流突然增大，自感线圈L会产生自感电动势，阻碍电流的增大，因此L1的电流先达到稳定值，L1先亮，L2后亮，A正确，B、C、D错误。6.参考答案：B解析：本题考查洛伦兹力与带电粒子在磁场中的运动。电子进入磁场后受到的洛伦兹力大小为F=qvB，方向始终与小球速度方向垂直，提供向心力，使电子做匀速圆周运动，B正确，A、C、D错误。7.参考答案：B解析：本题考查楞次定律。当矩形导线框进入磁场时，穿过线框的磁通量增加，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，因此感应电流的磁场方向垂直纸面向外，根据安培定则，感应电流的方向为逆时针方向，故B正确，A、C、D错误。8.参考答案：C解析：本题考查法拉第电磁感应定律。当线框进入磁场时，穿过线框的磁通量增加，产生的感应电动势大小为E=nBLv，当线框完全进入磁场后，磁通量不再变化，感应电动势为零，故感应电动势先增大后减小，C正确，A、B、D错误。9.参考答案：B解析：本题考查法拉第电磁感应定律。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势大小为E=nΔΦ/Δt，故感应电动势大小与磁通量变化率成正比，B正确，A、C、D错误。10.参考答案：A解析：本题考查自感现象。当开关S闭合的瞬间，电流突然增大，自感线圈L会产生自感电动势，阻碍电流的增大，因此L1的电流先达到稳定值，L1先亮，L2后亮，A正确，B、C、D错误。二、填空题1.参考答案：BLv解析：本题考查〈动生电动势〉。正方形导线框进入磁场一半时，有效切割长度为L，速度为v，磁感应强度为B，根据动生电动势公式E=BLv，感应电动势大小为BLv。2.参考答案：nΔΦ/Δt解析：本题考查〈法拉第电磁感应定律〉。线圈中产生的感应电动势大小为E=nΔΦ/Δt，其中n为线圈匝数，ΔΦ/Δt为磁通量变化率。3.参考答案：evB解析：本题考查〈洛伦兹力〉。电子电荷量为e，速度为v，磁感应强度为B，电子受到的洛伦兹力大小为F=evB，方向垂直于速度方向和磁场方向。4.参考答案：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解析：本题考查〈楞次定律〉。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，这是判断感应电流方向的基本法则。5.参考答案：闭合回路中部分导体做切割磁感线运动解析：本题考查〈动生电动势产生条件〉。动生电动势产生的条件是闭合回路中部分导体做切割磁感线运动，此时导体中会产生感应电动势。6.参考答案：变化的磁场所产生的磁场总是要阻碍原磁场的变化，从而在导体中产生感应电动势解析：本题考查〈感生电动势形成机制〉。感生电动势形成的物理机制是变化的磁场所产生的磁场总是要阻碍原磁场的变化，从而在导体中产生感应电动势。7.参考答案：电能转化为热能解析：本题考查〈涡流现象〉。涡流现象中，变化的磁场在导体中产生感应电流，感应电流在磁场中受到洛伦兹力作用，产生热量，能量转换方向为电能转化为热能。8.参考答案：自感现象是导体自身电流变化引起的感应电动势，互感现象是相邻线圈电流变化引起的感应电动势，两者都是电磁感应现象，但产生感应电动势的原因不同解析：本题考查〈自感现象和互感现象〉。自感现象是导体自身电流变化引起的感应电动势，互感现象是相邻线圈电流变化引起的感应电动势，两者都是电磁感应现象，但产生感应电动势的原因不同。9.参考答案：高压输电可以减小电流，从而降低线路损耗解析：本题考查〈远距离输电原理〉。远距离输电采用高压输电可以减小电流，根据焦耳定律Q=I²Rt，电流减小可以降低线路损耗，提高输电效率。10.参考答案：利用楞次定律判断感应电流方向：首先判断原磁场方向，然后判断磁通量变化情况，最后根据楞次定律确定感应电流方向解析：本题考查〈感应电流方向判断方法〉。分析电磁感应现象中感应电流方向的判断方法，首先判断原磁场方向，然后判断磁通量变化情况，最后根据楞次定律确定感应电流方向。三、判断题1.参考答案：√解析：本题考查楞次定律的内容。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的变化，这是电磁感应现象的基本规律之一。2.参考答案：√解析：本题考查电磁感应现象中电源的概念。在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源，提供电能。3.参考答案：√解析：本题考查自感现象的定义。自感现象是由于导体自身电流发生变化而引起的电磁感应现象，是电磁感应的一种特殊形式。4.参考答案：√解析：本题考查互感现象的定义。互感现象是两个线圈之间通过磁场相互产生感应电动势的现象，是电磁感应的另一种形式。5.参考答案：×解析：本题考查远距离输电的原理。远距离输电采用高压输电的主要目的是为了减少线路损耗，而不是增大电流。根据公式P=UI，在功率一定的情况下，提高电压可以减小电流，从而减少线路损耗。6.参考答案：×解析：本题考查感应电流的方向。感应电流的方向总是与引起感应电流的磁场方向相反，这是楞次定律的体现。7.参考答案：√解析：本题考查电磁感应现象的应用。在匀强磁场中，一个矩形导线框以速度v匀速进入一个宽度大于线框宽度的磁场区域，线框中会产生感应电流，这是法拉第电磁感应定律的应用。8.参考答案：×解析：本题考查电磁感应现象的产生条件。小球在摆动过程中，由于导体在磁场中运动，会产生感应电流，这是电磁感应现象的应用。9.参考答案：√解析：本题考查法拉第电磁感应定律。一个匝数为n的线圈，通过它的磁通量随时间均匀变化，磁通量变化率为ΔΦ/Δt，则线圈中产生的感应电动势为nΔΦ/Δt，这是法拉第电磁感应定律的数学表达式。10.参考答案：√解析：本题考查带电粒子在磁场中的运动。一个电子以速度v垂直于磁感线方向进入一个磁感应强度为B的匀强磁场，电子将做匀速圆周运动，这是洛伦兹力的作用结果。四、简答题1.参考答案：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。解析：本题考查楞次定律。楞次定律是判断感应电流方向的重要定律，其内容是感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律的本质是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现，感应电流的产生需要克服磁场力做功，消耗了其他形式的能量转化为电能。2.参考答案：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电动势。解析：本题考查动生电动势产生的条件。动生电动势产生的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。产生动生电动势的本质是导体中自由电荷受到洛伦兹力的作用，形成电势差。需要注意的是，导体是否运动、磁场是否变化都不是产生动生电动势的必要条件，关键是导体与磁场的相对运动导致切割磁感线。3.参考答案：发电机、变压器、动圈式话筒、磁卡读卡器、电磁炉等。解析：本题考查电磁感应现象的应用。电磁感应现象在生活和生产中有广泛的应用，例如发电机利用电磁感应原理将机械能转化为电能；变压器利用电磁感应原理改变交流电压；动圈式话筒利用电磁感应原理将声信号转化为电信号；磁卡读卡器利用电磁感应原理读取磁卡信息；电磁炉利用电磁感应原理加热锅具。4.参考答案：导线框进入磁场时，感应电流方向为逆时针；导线框在磁场中运动时，感应电流方向为顺时针；导线框离开磁场时，感应电流方向为逆时针。解析：本题考查电磁感应现象中感应电流方向的判断。根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。导线框进入磁场时，穿过导线框的磁通量增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，感应电流方向为逆时针；导线框在磁场中运动时，穿过导线框的磁通量不变，感应电流方向为顺时针；导线框离开磁场时，穿过导线框的磁通量减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，感应电流方向为逆时针。5.参考答案：感应电动势的大小为E=nΔΦ/Δt。解析：本题考查法拉第电磁感应定律。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小等于穿过电路的磁通量变化率的绝对值，即E=|ΔΦ/Δt|。由于题目中磁通量随时间均匀变化，所以感应电动势的大小为E=nΔΦ/Δt。6.参考答案：感应电动势的最大值为E_{max}=nBL1L2ω。解析：本题考查交流电的产生。当矩形导线框以角速度ω匀速转动时，导线框中会产生感应电动势。感应电动势的大小随时间变化，其表达式为e=nBL1L2ωsinωt。感应电动势的最大值为E_{max}=nBL1L2ω。7.参考答案：感应电动势的大小为E=BLvsinθ。解析：本题考查动生电动势的计算。当金属棒以速度v匀速下滑时，金属棒切割磁感线，产生感应电动势。感应电动势的大小为E=BLvsinθ，其中B为磁感应强度，L为金属棒长度，v为金属棒速度，θ为磁场方向与金属棒速度方向的夹角。8.参考答案：主要目的是为了减小线路上的能量损耗。解析：本题考查远距离输电。远距离输电采用高压输电的主要目的是为了减小线路上的能量损耗。根据焦耳定律，电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，与电阻成正比，与时间成正比。采用高压输电可以减小输电电流，从而减小线路上的能量损耗。五、应用题1.参考答案：2N，沿导轨向下解析：本题考查电磁感应中的安培力。金属棒向上运动时，切割磁感线产生感应电动势E=BLvsinθ=0.8×0.5×5×sin37°=1.2V。感应电流大小I=E/(R+r)=1.2/(2+5)=0.2A。安培力大小F=BIL=0.8×0.2×0.5=0.08N。由于金属棒向上运动，感应电流方向与运动方向相反，安培力方向与电流方向相反，即沿导轨向下。2.参考答案：0.12V，垂直纸面