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1、高考物理电磁学知识点之电磁感应基础测试题及答案(2)一、选择题1如图甲所示,光滑的平行金属导轨(足够长)固定在水平面内,导轨间距为l=20cm,左端接有阻值为 R=1 的电阻,放在轨道上静止的一导体杆MN 与两轨道垂直,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B=0.5T.导体杆受到沿轨道方向的拉力F 做匀加速运动,测得力 F与时间 t 的关系如图2 所示。导体杆及两轨道的电阻均可忽略不计,导体杆在运动过程中始终与轨道垂直且两端与轨道保持良好接触,则导体杆的加速度大小和质量分别为()A10 m/s2，0.5 kgB10 m/s2，0.1 kgC20 m/s2，0.5 kgDD
2、20 m/s2，0.1 kg2如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动。下列四个图中能产生感应电流的是ABCD3如图所示，MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为0.4m，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为0.5T的匀强磁场垂直。质量m为6.0 10-3kg电阻为1的金属杆 ab 始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器R2和阻值为 3.0 的电阻 R1。当杆 ab 达到稳定状态时以速率v 匀速下滑，整个电路消耗的电功率P为 0.27W。则（）Aab稳定状态时的速率v=0.4m/sBab稳定状态时的速率v=0.6m/sC滑动变阻器接入电路部分的
3、阻值R2=4.0 D滑动变阻器接入电路部分的阻值R2=6.0 4如图所示，L 是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。A 和 B 是两个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是（）A接通开关S瞬间，A 灯先亮，B 灯不亮B接通开关S后，B 灯慢慢变亮C开关闭合稳定后，突然断开开关瞬间，A 灯立即熄灭、B灯闪亮一下D开关闭合稳定后，突然断开开关瞬间，A 灯、B 灯都闪亮一下5两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为 0.005的正方形导线框abcd位于纸面内，cd 边与磁场边界平行，如图甲所示。已知导线框向右做匀速直线运动，cd 边于 t=0 时刻进入磁场
4、。导线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示（规定感应电流的方向abcda 为正方向）。下列说法正确的是（）A磁感应强度的方向垂直纸面向内B磁感应强度的大小为0.5TC导线框运动速度的大小为0.05m/sD在 t=0.4s 至 t=0.6s 这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.04N6如图所示，A、B 是相同的白炽灯，L 是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。下面说法正确的是（）A闭合开关S瞬间，A、B 灯同时亮，且达到正常B闭合开关S瞬间，A 灯比 B 灯先亮，最后一样亮C断开开关S瞬间，P 点电势比 Q 点电势低D断开开关S瞬间，通过A灯的电流方向向左7如图所示两个线圈绕在同一根铁芯
5、上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针用一弹性细丝悬挂在直导线正上方，开关断开时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（）A闭合开关小磁针N极朝垂直纸面向里转动，接着回到原位B闭合开关，小磁针N 极朝垂直纸面向里转动，并保持在转动后的位置C开关从闭合状态断开，小磁针N 极不发生偏转D开关从闭合状态断开，小磁针N 极朝垂直纸面向里转动，接着回到原位8如图所示，A、B 两闭合圆形线圈用同样导线且均绕成100 匝。半径AB2RR，内有以 B 线圈作为理想边界的匀强磁场。若磁场均匀减小，则A、B 环中感应电动势AB:EE与产生的感应电流A
6、B:II分别是（）AAB:2:1EE；AB:1:2IIBAB:2:1EE；AB:1:1IICAB:1:1EE；AB:2:1IIDAB:1:1EE；AB:1:2II9如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在0t时刻闭合开关S，经过一段时间后，在1tt时刻断开S，下列表示灯D中的电流（规定电流方向AB为正）随时间t变化的图像中，正确的是（）ABCD10 如图甲所示，矩形线圈位于一变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，磁感应强度B 随时间 t 的变化规律如图乙所示用I 表示线圈中的感应电流，取顺时针方向的电流为正则下图中的I
7、-t 图像正确的是()ABCD11 如图所示，将直径为d，电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为（）A24B dRB2 BdRC2BdRD2BdR12 如图所示，螺线管匝数n=1500 匝，横截面积S=20cm2，螺线管导线电阻r=1，电阻R=4螺线管所在空间存在着向右的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化如图所示，下列说法正确的是（）A电阻 R 的电流方向是从A 到 CB感应电流的大小随时间均匀增大C电阻 R 两端的电压为6VDC 点的电势为4.8V13 有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示，图中 N，S是一对固
8、定的磁极，磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电关于此装置，下列说法正确的是（）A自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电B小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关C知道摩擦轮与后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数D线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大14 如选项图所示，A 中线圈有一小缺口，B、D 中匀强磁场区域足够大，C 中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方其中能产生感应电流的是()ABCD15 如图所示，矩形线圈abcd 在匀
9、强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和 P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时()A线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C线圈绕P1和 P2转动时电流的方向相同，都是a bcdD线圈绕P1转动时 dc 边受到的安培力大于绕P2转动时 dc 边受到的安培力16 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移动过程中线框的一边a、b 两点间电势差绝对值最大的是（）ABCD17 如图所示的区域内有
10、垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B电阻为R、半径为L、圆心角为45 的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度匀速转动（O 轴位于磁场边界）则线框内产生的感应电流的有效值为A22BLRB222BLRC224BLRD24BLR18 如图所示，一个边长为2L 的等腰直角三角形ABC 区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，其左侧有一个用金属丝制成的边长为L 的正方形线框abcd，线框以水平速度v 匀速通过整个匀强磁场区域，设电流逆时针方向为正。则在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流 i 随时间 t 变化的规律正确的是ABCD19在图中，EF、GH 为平行的金属导轨，其电阻不计，R 为电阻，C为电容
11、器，AB为可在EF和 GH 上滑动的导体横杆有匀强磁场垂直于导轨平面若用I1和 I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB()A匀速滑动时，I10，I20 B匀速滑动时，I10，I20C加速滑动时，I10，I20 D加速滑动时，I10，I2020 如图甲所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，螺线管正下方水平桌面上有一导体圆环。导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按图乙中哪一种图线随时间变化时，导体圆环对桌面的压力将小于环的重力（）ABC D21 如图所示的情况中，线圈中能产生感应电流的是（）ABCD22 如图所示，一个有弹性的闭合金属圆环
12、被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度 l 将()AS增大，l 变长BS减小，l 变短CS增大，l 变短DS减小，l 变长23 如图所示，竖直放置的矩形导线框MNPQ 边长分别为L 和 2L，M、N 间连接水平的平行板电容器，两极板间距为d，虚线为线框中轴线，虚线右侧有垂直线框平面向里的匀强磁场。两极板间有一质量为m、电荷量为q 的带负电油滴恰好处于平衡状态，已知重力加速度为g，则下列磁场磁感应强度大小B的变化情况及其变化率分别是（）A正在减小，22BmgdtqLB正在减小，2BmgdtqLC正在增强，22Bmg
13、dtqLD正在增强，2BmgdtqL24 同一平面内固定有一长直导线PQ和一带缺口的刚性金属圆环，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于圆环所在平面固定放置的平行金属板MN 连接，如图甲所示导线 PQ 中通有正弦交流电流i，i 的变化如图乙所示，规定从Q 到 P 为电流的正方向，则在12s 内AM 板带正电，且电荷量增加BM 板带正电，且电荷量减小CM 板带负电，且电荷量增加DM 板带负电，且电荷量减小25 如图所示，一闭合直角三角形线框abc以速度 v 匀速向右穿过匀强磁场区域，磁场宽度大于 ac 边的长度从bc 边进入磁场区，到a 点离开磁场区的过程中，线框内感应电流的情况（以逆时
14、针方向为电流的正方向）是下图中的（）ABCD【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1B 解析：B【解析】【分析】导体棒运动时切割磁感线产生感应电流，使棒受到向左的安培力，根据感应电流的大小写出安培力的表达式，结合牛顿第二定律求出F 与 t的关系式，然后将图象上的数据代入即可求解。【详解】导体杆在轨道上做匀加速直线运动，用v 表示其速度，t表示时间，则有：v=at；杆切割磁感线，将产生感应电动势为：E=Blv；闭合回路中产生的感应电流为：；杆受到的安培力大小为：FA=BIl；根据牛顿第二定律，有：F-FA=ma；联立以上各式得：F=ma+t；由图线上取两点代入上式，可解得：a=10m/
15、s2；m=0.1kg；故杆的质量为：m=0.1kg，其加速度为：a=10m/s2。故选B。【点睛】解答这类问题的关键是正确分析安培力的大小与方向，然后根据牛顿第二定律得到F 与 t的关系式。这是常用的函数法，要学会应用。2D 解析：D【解析】线框垂直于磁感线运动，虽然切割磁感线，但穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故A 错误；线框平行于磁场感应线运动，穿过线框的磁通量没有变化，不会产生感应电流，故B 错误；线框绕轴转动，但线框平行于磁场感应线穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故C 错误；线框绕轴转动，导致磁通量发生变化，因此线框产生感应电流，故D正确3D 解析：D【解析
16、】【分析】【详解】AB当杆以稳定的速度下降的过程中，由能量守恒定律得mgv=P可得0.27m/s4.5m/s0.06Pvmg故 AB 错误；CD杆 ab 达到稳定状态产生的感应电动势为E=Blv=0.5 0.4 0.45V=0.09V由P=IE得0.27A3A0.09PIE设电阻 R1与 R2的并联电阻为R外，ab 棒的电阻为r，有1212R RRRR外EIRr外代入数据得R2=6.0 故 C 错误，D 正确。故选 D。4C 解析：C【解析】【分析】【详解】AB当开关S闭合瞬间，两灯立即有电压，同时发光，由于线圈的电阻几乎为零，B 灯被线圈短路，由亮变暗，直到不亮，选项AB 错误；CD当开关S
17、断开瞬间，A 灯没有电压，立即熄灭。当电流减小，线圈产生自感电动势，相当于电源，与B 灯形成回路，给B 灯提供短暂的电流，使B 灯过一会儿熄灭，选项C 正确，D 错误；故选 C。5D 解析：D【解析】【分析】【详解】A由乙图可知，线框进磁场时，感应电流的方向为顺时针（正方向），磁通量增加，根据楞次定律可知磁场的磁感应强度的方向垂直纸面向外，选项A 错误；BC由图象可以看出，0.20.4s 没有感应电动势，所以从开始到ab进入磁场用时0.2s，导线框匀速运动的速度为0.5m/sLvt根据 EBLv 知磁感应强度为0.2TEBLv选项 BC 错误；D在 0.40.6s 内，导线框所受的安培力为22
18、0.04NB L vFBILR选项 D 正确。故选D。6C 解析：C【解析】【分析】【详解】AB闭合电键S接通电路时，由于线圈的阻碍，灯泡A 会迟一会亮，B 灯立即变亮，最后一样亮，故AB 错误；CD断开开关S切断电路时，线圈中产生自感电动势，与灯泡A、B 构成闭合回路放电，故两灯泡一起变暗，最后一起熄灭，该过程中电流的方向与线圈L 中的电流的方向相同，所以电流从左向右流过灯泡A，从右向左流过灯泡B，P 点电势比Q 点电势低，故C 正确，D 错误。故选 C。7A 解析：A【解析】【分析】【详解】AB开关闭合后的瞬间，根据楞次定律，左边线圈中产生电流，电流的方向由南到北，根据安培定则，直导线上方
19、的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针N 极向纸里偏转，保持一段时间后，右边线圈的电流不变，根据安培定则可知，左边线圈中有磁通量但保持不变，因此左边线圈中不会产生感应电流，那么小磁针回到原位，故A 正确，B 错误；CD开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，左边线圈磁通量减小，根据楞次定律，左边线圈中产生电流，电流的方向由北到南，根据安培定则，直导线上方的磁场方向垂直纸面向外，则小磁针N 极向垂直纸面向外的方向转动，故CD 错误。故选 A。8D 解析：D【解析】【分析】【详解】根据法拉第电磁感应定律B SEnntt题中 n 相同，Bt相同，面积S也相同，则得到A、B 环中感应电动势EA：EB=1：1。
20、根据电阻定律0LRSL=n?2 r、S0相同，则电阻之比RA：RB=rA：rB=2：1根据欧姆定律EIR得，产生的感应电流之比IA：IB=1：2故 D 正确，ABC 错误；故选 D。9B 解析：B【解析】【分析】【详解】在 t=0 时刻闭合开关S时，灯泡中电流从A 到 B 立刻达到最大值；线圈中电流也增大，产生自感电动势，使得线圈中电流只能逐渐增大，干路中电流I 也逐渐增大，根据欧姆定律UAB=E-Ir，UAB逐渐减小直到稳定，通过灯泡的电流逐渐减小，稳定时，电阻R 的电流小于灯泡 D 的电流。在 t=t1时刻断开 S时，灯泡中原来的电流立即减小为零，线圈中产生自感电动势，电阻R、灯泡 D 和
21、线圈组成回路，回路中电流从原来R 的电流值逐渐减小到零，此时流过灯泡D 的电流方向与原来的方向相反，方向从B 到 A；由于稳定时线圈中电流较小，则此时灯泡 D 中电流从小于灯泡原来中的电流值逐渐减小到零。则图像B 符合题意。故选 B。10C 解析：C【解析】【分析】【详解】由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得：ESBIRR tRt，所以线圈中的感应电流决定于磁感应强度B 随 t 的变化率由图乙可知，01 时间内，B 增大，增大，感应磁场与原磁场方向相反（感应磁场的磁感应强度的方向向外），由右手定则感应电流是逆时针的，因而是负值所以可判断01s 为负的恒值；12s为零；23s为为正的恒值，故C 正确
22、，ABD 错误故选C【点睛】此类问题不必非要求得电动势的大小，应根据楞次定律判断电路中电流的方向，结合电动势的变化情况即可得出正确结果11A 解析：A【解析】【分析】【详解】金属环的面积：2224ddS（）由法拉第电磁感应定律得：BSEtt由欧姆定律得，感应电流：EIR感应电荷量：q=I t，解得：24B dqRR故 A 正确，BCD 错误；故选 A【点睛】本题考查了求磁通量的变化量、感应电荷量等问题，应用磁通量的定义式、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流定义式即可正确解题，求感应电荷量时，也可以直接用公式qR计算12D 解析：D【解析】【分析】【详解】A由楞次定律可以判断出螺线管中电流方向从
23、右向左，那么通过电阻R 的电流方向是从C 到 A，故 A 错误；B根据法拉第电磁感应定律有BEnSt由图知62T/s=2T/s2Bt代入数据解得E=1500 2 20 10-4=6V由闭合电路欧姆定律得6A=1.2A41EIRr因此感应电流的大小是恒定的，故B 错误；C电阻两端的电压是外电压为U=IR=1.2 4V=4.8V故 C 错误；D在外电路，顺着电流方向电势降低，因A 的电势等于零，那么C 点的电势为4.8V，故D 正确故选D13C 解析：C【解析】【详解】自行车匀速行驶时，线圈中在磁场中旋转产生感应电动势，如果从中性面开始计时，则e=Emsin t，所以产生的是交流电，故A 错误；小
24、灯泡亮度决定于电功率，电功率P=EI，而，所以灯泡亮度与自行车的行驶速度有关，故B 错误；如果摩擦轮半径为 r，后轮的半径为R，则，则后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数为 N=R/r，故 C 正确；磁通量的变化率为，与线圈匝数无关，故D 错误。故选C。【点睛】本题主要是考查交流电答产生和线速度、角速度答关系，解答本题要知道物体做匀速圆周运动过程中，同缘且不打滑则它们边缘的线速度大小相等；而共轴则它们的角速度相同。14B 解析：B【解析】【分析】本题考查了感应电流产生的条件：闭合回路中的磁通量发生变化据此可正确解答本题【详解】A、由于圆环不闭合，即使磁通量增加，也不产生感应电流，故A 错误B、由
25、图知，闭合回路的面积增大，磁通量增加，将产生感应电流故B 正确C、根据安培定则知，穿过圆环的磁通量完全抵消，磁通量为零，且保持不变，所以不产生感应电流，故C 错误D、线框垂直于磁感线运动，虽然切割磁感线，但穿过线框的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故D 错误故选 B15A 解析：A【解析】【分析】【详解】AB根据 E=BS 可知，无论线圈绕轴P1和 P2转动，则产生的感应电动势均相等，故感应电流相等，故A 正确，B 错误；C由楞次定律可知，线线圈绕P1和 P2转动时电流的方向相同，都是adcba，故C 错误；D由于线圈P1转动时线圈中的感应电流等于绕P2转动时线圈中得电流，故根据F=B
26、LI可知，线圈绕P1转动时 dc 边受到的安培力等于绕P2转动时 dc 边受到的安培力，故D 错误。故选 A。16C 解析：C【解析】【详解】磁场中切割磁感线的边相当于电源，外电路由三个相同电阻串联形成，ABD 图中 a、b 两点间电势差为外电路中一个电阻两端电压为：，C 图中 a、b两点间电势差为路端电压为：，所以 a、b两点间电势差绝对值最大的是C 图所示。故选：C。17D 解析：D【解析】【详解】交流电流的有效值是根据电流的热效应得出的，线框转动周期为T，而线框转动一周只有4T的时间内有感应电流，则有222()4LBLTRI RTR，解得：24BLIR故 D 项正确，ABC 三项错误18
27、B 解析：B【解析】【详解】线框开始进入磁场运动L 的过程中，只有边bd 切割，感应电流不变，前进L 后，边 bd 开始出磁场，边ac 开始进入磁场，回路中的感应电动势为ac 边产生的电动势减去bd 边在磁场中的部分产生的电动势，随着线框的运动回路中电动势逐渐增大，电流逐渐增大，方向为负方向；当再前进L 时，边 bd完全出磁场，ac 边也开始出磁场，有效切割长度逐渐减小，电流方向不变。A该图与结论不相符，选项A 错误；B该图与结论相符，选项B 正确；C该图与结论不相符，选项C 错误；D该图与结论不相符，选项D 错误；故选 B。19D 解析：D【解析】【分析】【详解】AB电容器在电路中与等效电源
28、并联，两端电压为AB 端感应电动势，所以当导体棒匀速滑动时，电容器两端电压不变20I，电阻 R 中电流不为零，AB 错误；CD加速滑动时，电容器两端电压随导体棒速度的增大而增加，所以电容器一直在充电，充电电流不为零，通过电阻的电流也不为零，C 错误 D 正确；故选 D。20D 解析：D【解析】【分析】【详解】ABabcd区域内的磁场均匀变化，因此产生恒定的电流，螺旋管中电流不变，其产生的磁场也不变，则导体圆环中不产生感应电流，导体圆环对桌面的压力等于重力，故A、B 错误；CD要使导体圆环对桌面的压力小于重力，则螺线管对导体圆环为引力，由楞次定律可知穿过导体圆环的磁通量变小，故螺线管中电流变小，
29、因此abcd 区域的磁通量变化率应该越来越小，故C 错误，D 正确；故选 D。21D 解析：D【解析】【分析】【详解】A.线圈与磁场平行，磁通量为零，没变化，不会产生感应电流，选项A 错误；B.线圈没有闭合，不会产生感应电流，选项B 错误；C.线圈与磁场平行，磁通量为零，没变化，不会产生感应电流，选项C 错误；D.导体棒切割磁感线运动，线圈形成闭合回路，有感应电流产生，选项D 正确。故选 D。22D 解析：D【解析】当通电直导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增大，金属圆环中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流要阻碍磁通量的增大：一是用缩小面积的方式进行阻碍；二是用远离直导线的方法进行阻碍，
30、故D正确23D 解析：D【解析】【分析】【详解】ABCD 电荷量为q的带负电的油滴恰好处于静止状态，电场力竖直向上，则电场强度方向竖直向下，所以电容器的上极板带正电，线框上端相当于电源的正极，感应电动势逆时针方向，感应电流的磁场方向和原磁场方向相反，根据楞次定律可知，穿过线框的磁通量在均匀增强，线框产生的感应电动势2MNBBEUSLtt油滴所受电场力与重力大小相等，则MNUqmgd联立以上两式得，线圈中的磁通量变化率的大小为2BmgdtqL故 D 正确，ABC 错误。故选 D。24A 解析：A【解析】【详解】在 12s 内，穿过金属圆环的磁场垂直于纸面向里，磁感应强度变小，穿过金属圆环的磁通量
31、变小，磁通量的变化率变大，假设环闭合，由楞次定律可知感应电流磁场与原磁场方向相同，即感应电流磁场方向垂直于纸面向里，然后由安培定则可知感应电流沿顺时针方向，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势增大，由此可知上极M 板电势高，带正电，电荷量增加，故A 正确，B、C、D 错误；故选 A25A 解析：A【解析】【分析】【详解】线框从开始进入到全部进入磁场时，磁通量向里增大，则由楞次定律可知，电流方向为逆时针，产生的电动势：E=BLv，随有效长度的减小而减小，所以感应电流i 随有效长度的减小而减小；线框全部在磁场中运动的过程中，没有磁通量的变化，所以没有电动势和感应电流；线框离开磁场的过程中，磁通量不断减小，由楞次定律可知，电流沿顺时针方向；感应电流i 随有效长度的减小而减小A该图与结论相符，选项A 正确；B该图与结论不相符，选项B 错误；C该图与结论不相符，选项C错误；D该图与结论不相符，选项D 错误；