届高考物理一轮复习电磁感应 巩固习题解析版.docx

1、届高考物理一轮复习电磁感应 巩固习题解析版2021届高考物理电磁感应一轮培优题解析版一、选择题1、如图所示，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中()APQ中电流先增大后减小BPQ两端电压先减小后增大CPQ上拉力的功率先减小后增大D线框消耗的电功率先减小后增大2、（双选）如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平

2、行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流释放导线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中()A导线框中感应电流的方向依次为ACBAABCAACBAB导线框的磁通量为零时，感应电流却不为零C导线框所受安培力的合力方向依次为向上向下向上D导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动3、(多选)如图是创意物理实验设计作品小熊荡秋千。两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千。以下说法正确的是()AP向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左

3、看)BP向右摆动的过程中，Q也会向右摆动CP向右摆动的过程中，Q会向左摆动D若用手左右摆动Q，P会始终保持静止4、如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场若第一次用03 s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用09 s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2，则()AW1W2，q1q2 BW1W2，q1q2 DW1W2，q1q25、一闭合金属线框的两边接有电阻R1、R2，框上垂直放置一金属棒，棒与框接触良好，整个装置放在如图所示的匀强磁场中，当用外力使ab棒右移时()A其穿过线框的磁通量不变，框内没有感应电流B框内

4、有感应电流，电流方向沿顺时针方向绕行C框内有感应电流，电流方向沿逆时针方向绕行D框内有感应电流，左半边逆时针方向绕行，右半边顺时针方向绕行6、(多选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为()A增大涡流，提高变压器的效率B减小涡流，提高变压器的效率C增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量D增大铁芯中的电阻，以减小发热量7、如图甲，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图乙所示已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是()8、(多选)如图所示，光滑的金属框CDEF

5、水平放置，宽为L，在E、F间连接一阻值为R的定值电阻，在C、D间连接一滑动变阻器R1(0R12R)。框内存在着竖直向下的匀强磁场。一长为L，电阻为R的导体棒AB在外力作用下以速度v匀速向右运动，金属框电阻不计，导体棒与金属框接触良好且始终垂直，下列说法正确的是()AABFE回路的电流方向为逆时针，ABCD回路的电流方向为顺时针B左右两个闭合区域的磁通量都在变化且变化率相同，故电路中的感应电动势大小为2BLvC当滑动变阻器接入电路中的阻值R1R时，导体棒两端的电压为BLvD当滑动变阻器接入电路中的阻值R1时，滑动变阻器有最大电功率且为9、(双选)如图所示，在水平面内固定有两根相互平行的无限长光滑

6、金属导轨，其间距为L，电阻不计。在虚线l1的左侧存在竖直向上的匀强磁场，在虚线l2的右侧存在竖直向下的匀强磁场，两部分磁场的磁感应强度大小均为B。ad、bc两根电阻均为R的金属棒与导轨垂直，分别位于两磁场中，现突然给ad棒一个水平向左的初速度v0，在两棒达到稳定的过程中，下列说法正确的是()A两金属棒组成的系统的动量守恒B两金属棒组成的系统的动量不守恒Cad棒克服安培力做功的功率等于ad棒的发热功率Dad棒克服安培力做功的功率等于安培力对bc棒做功的功率与两棒总发热功率之和*10、（双选）如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨

7、垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是()A当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势C当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点*11、如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑片向左滑动，则ab和cd棒的运动情况是()Aab向左运动，cd向右运动Bab向右运动，cd向左运动

8、Cab、cd都向右运动Dab、cd保持静止*12、图中L是线圈，D1、D2是发光二极管(电流从“”极流入才发光)闭合S，稳定时灯泡正常发光，然后断开S瞬间，D2亮了一下后熄灭则()A如图是用来研究涡流现象的实验电路B开关S闭合瞬间，灯泡立即亮起来C开关S断开瞬间，P点电势比Q点电势高D干电池的左端为电源的正极*13、(多选)如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出。已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h，下列说法正确的是()A线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生B线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生C线框在进入和穿出磁场的过

9、程中，都是机械能转化成电能D整个线框都在磁场中运动时，机械能转化成电能二、非选择题14、如图所示，将质量m101 kg、电阻R103 、长度l04 m的导体棒ab横放在U形金属框架上，框架质量m202 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数02，相距04 m的MM、NN相互平行，电阻不计且足够长电阻R201 的MN垂直于MM整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B05 T垂直于ab施加F2 N的水平恒力，使ab从静止开始无摩擦地运动，且始终与MM、NN保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动设框架与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2 (1)求框架开始运

10、动时ab速度v的大小；(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q01 J，求该过程中ab位移x的大小15、思考辨析(正确的画“”，错误的画“”)(1)线圈中磁通量越大，产生的感应电动势越大。 ( )(2)线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大。 ( )(3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。 ( )(4)感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同。 ( )(5)线圈中的电流越大，自感系数也越大。 ( )(6)对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越大。 ( ) 2021届高考物理电磁感应一轮培优题解析版一、选择题1、如图所示，由某种粗细均匀的总电阻

11、为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中()APQ中电流先增大后减小BPQ两端电压先减小后增大CPQ上拉力的功率先减小后增大D线框消耗的电功率先减小后增大【答案】C设PQ左侧金属线框的电阻为r，则右侧电阻为3Rr；PQ相当于电源，其电阻为R，则电路的外电阻为R外，当r时，R外maxR，此时PQ处于矩形线框的中心位置，即PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中外电阻先增大后减小。PQ中的电流

12、为干路电流I，可知干路电流先减小后增大，选项A错误；PQ两端的电压为路端电压UEU内，因EBlv不变，U内IR先减小后增大，所以路端电压先增大后减小，选项B错误；拉力的功率大小等于安培力的功率大小，PF安vBIlv，可知因干路电流先减小后增大，PQ上拉力的功率也先减小后增大，选项C正确；线框消耗的电功率即为外电阻消耗的功率，因外电阻最大值为R，小于内阻R；根据电源的输出功率与外电阻大小的变化关系，外电阻越接近内阻时，输出功率越大，可知线框消耗的电功率先增大后减小，选项D错误。2、（双选）如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线，导

13、线中通以图示方向的恒定电流释放导线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中()A导线框中感应电流的方向依次为ACBAABCAACBAB导线框的磁通量为零时，感应电流却不为零C导线框所受安培力的合力方向依次为向上向下向上D导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动【答案】AB根据右手螺旋定则可知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外，下方的磁场方向垂直于纸面向里，而且越靠近导线磁场越强，所以闭合导线框ABC在下降过程中，导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大，当增大到BC边与导线重合时，达到最大，再向下运动，导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零，然后随导线框的下降，导线框内垂直于纸面向

14、里的磁通量增大，当增大到A点与导线重合时，达到最大，继续下降时由于导线框逐渐远离导线，使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小，所以根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍内部磁通量的变化，所以感应电流的磁场先向里，再向外，最后向里，所以导线框中感应电流的方向依次为ACBAABCAACBA，A正确；当导线框内的磁通量为零时，内部的磁通量仍然在变化，有感应电动势产生，所以感应电流不为零，B正确；根据对楞次定律的理解，感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动，由于导线框一直向下运动，所以导线框所受安培力的合力方向一直向上，不为零，C、D错误3、(多选)如图是创意物理实验设计作品小熊荡秋千。两根彼此

15、靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千。以下说法正确的是()AP向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)BP向右摆动的过程中，Q也会向右摆动CP向右摆动的过程中，Q会向左摆动D若用手左右摆动Q，P会始终保持静止【答案】ABP向右摆动的过程中，线框中的磁通量减少，根据楞次定律，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)，选项A正确；P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)，Q中的电流方向也为顺时针方向(从右向左看)，Q线圈下侧将受

16、到向右的安培力作用，所以Q也会向右摆动，选项B正确，C错误；若用手左右摆动Q，切割磁感线产生感应电动势，在P线圈中将产生感应电流，受到安培力作用，由左手定则可判断出P将摆动，不会保持静止，选项D错误。4、如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场若第一次用03 s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用09 s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2，则()AW1W2，q1q2 BW1W2，q1q2 DW1W2，q1q2【答案】C两次拉出的速度之比v1v231电动势之比E1E231，电流之比I1I231，则电荷量之比q

17、1q2(I1t1)(I2t2)11安培力之比F1F231，则外力做功之比W1W231，故C正确5、一闭合金属线框的两边接有电阻R1、R2，框上垂直放置一金属棒，棒与框接触良好，整个装置放在如图所示的匀强磁场中，当用外力使ab棒右移时()A其穿过线框的磁通量不变，框内没有感应电流B框内有感应电流，电流方向沿顺时针方向绕行C框内有感应电流，电流方向沿逆时针方向绕行D框内有感应电流，左半边逆时针方向绕行，右半边顺时针方向绕行【答案】Dabcd组成的线框中的磁通量垂直纸面向里增大，abfe组成的线框中的磁通量垂直纸面向里减小，故根据楞次定律可得左半边的感应电流逆时针方向绕行，右半边的感应电流顺时针方向

18、绕行，故D正确。6、(多选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为()A增大涡流，提高变压器的效率B减小涡流，提高变压器的效率C增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量D增大铁芯中的电阻，以减小发热量【答案】BD不使用整块硅钢而采用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，阻断涡流回路，来减少电能转化成铁芯的内能，提高效率，故B、D正确，A、C错误。7、如图甲，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图乙所示已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是()【答案】

19、C由题图乙可知在cd间不同时间段内产生的电压是恒定的，所以在该时间段内线圈ab中的磁场是均匀变化的，则线圈ab中的电流是均匀变化的，故选项A、B、D错误，选项C正确8、(多选)如图所示，光滑的金属框CDEF水平放置，宽为L，在E、F间连接一阻值为R的定值电阻，在C、D间连接一滑动变阻器R1(0R12R)。框内存在着竖直向下的匀强磁场。一长为L，电阻为R的导体棒AB在外力作用下以速度v匀速向右运动，金属框电阻不计，导体棒与金属框接触良好且始终垂直，下列说法正确的是()AABFE回路的电流方向为逆时针，ABCD回路的电流方向为顺时针B左右两个闭合区域的磁通量都在变化且变化率相同，故电路中的感应电动

20、势大小为2BLvC当滑动变阻器接入电路中的阻值R1R时，导体棒两端的电压为BLvD当滑动变阻器接入电路中的阻值R1时，滑动变阻器有最大电功率且为【答案】AD根据楞次定律可知，A正确；根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势EBLv，故B错误；R1R时，外电路总电阻R外，故导体棒两端的电压即路端电压应等于BLv，故C错误；该电路电动势EBLv，电源的内阻为R，求解滑动变阻器的最大电功率时，可以将导体棒和电阻R看成新的等效电源，等效内阻为，故当R1时，等效电源的输出功率最大，即滑动变阻器的电功率最大，最大值Pm，故D正确。9、(双选)如图所示，在水平面内固定有两根相互平行的无限长光滑金属导轨，其间距

21、为L，电阻不计。在虚线l1的左侧存在竖直向上的匀强磁场，在虚线l2的右侧存在竖直向下的匀强磁场，两部分磁场的磁感应强度大小均为B。ad、bc两根电阻均为R的金属棒与导轨垂直，分别位于两磁场中，现突然给ad棒一个水平向左的初速度v0，在两棒达到稳定的过程中，下列说法正确的是()A两金属棒组成的系统的动量守恒B两金属棒组成的系统的动量不守恒Cad棒克服安培力做功的功率等于ad棒的发热功率Dad棒克服安培力做功的功率等于安培力对bc棒做功的功率与两棒总发热功率之和【答案】BD开始时，ad棒以初速度v0切割磁感线，产生感应电动势，在回路中产生顺时针方向(俯视)的感应电流，ad棒因受到向右的安培力而减速

22、，bc棒受到向右的安培力而向右加速；当两棒的速度大小相等，即两棒因切割磁感线而产生的感应电动势相等时，回路中没有感应电流，两棒各自做匀速直线运动；由于两棒所受的安培力都向右，两金属棒组成的系统所受合外力不为零，所以该系统的动量不守恒，选项A错误，B正确；根据能量守恒定律可知，ad棒动能的减小量等于回路中产生的热量和bc棒动能的增加量，由动能定理可知，ad棒动能的减小量等于ad棒克服安培力做的功，bc棒动能的增加量等于安培力对bc棒做的功，所以ad棒克服安培力做功的功率等于安培力对bc棒做功的功率与两棒总发热功率之和，选项C错误，D正确。*10、（双选）如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的

23、绕向在图中已经标出左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是()A当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势C当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点【答案】BD当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时，金属棒产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流方向为ab根据电流从电源(ab相当于电源)正极流出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断b点电势高于a点

24、又左线圈中的感应电动势恒定，则感应电流也恒定，所以穿过右线圈的磁通量保持不变，不产生感应电流当ab向右做加速运动时，由右手定则可推断ba，电流沿逆时针方向又由EBlv可知ab导体两端的E不断增大，那么左边电路中的感应电流也不断增大，由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的，并且场强不断增强，所以右边电路线圈中向上的磁通量不断增加由楞次定律可判断右边电路的感应电流方向应沿逆时针，而在右线圈组成的电路中，感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上把这个线圈看做电源，由于电流是从c沿内电路(即右线圈)流向d，因此d点电势高于c点，综上可得，选项B、D正确*11、如图所示，通电螺线管置于

25、水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑片向左滑动，则ab和cd棒的运动情况是()Aab向左运动，cd向右运动Bab向右运动，cd向左运动Cab、cd都向右运动Dab、cd保持静止【答案】A由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上，金属棒ab、cd处的磁感线方向均向下，当滑片向左滑动时，螺线管中电流大小增大，因此磁场变强，即磁感应强度变大， 回路中的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流方向为acdba，由左手定则知ab受安培力方向向左，cd受安培力方向向右，故ab向左运动，cd向右运动。只有A正确。*12、图中L

26、是线圈，D1、D2是发光二极管(电流从“”极流入才发光)闭合S，稳定时灯泡正常发光，然后断开S瞬间，D2亮了一下后熄灭则()A如图是用来研究涡流现象的实验电路B开关S闭合瞬间，灯泡立即亮起来C开关S断开瞬间，P点电势比Q点电势高D干电池的左端为电源的正极【答案】D题图是研究自感现象的实验电路，故A错误；开关S闭合瞬间，由于线圈的自感，灯泡逐渐变亮，故B错误；开关S断开瞬间，D2亮了一下，可知通过线圈L的电流方向为从P至Q，故D正确；开关S断开瞬间，线圈L相当于一个电源，电源内部电流从负极流向正极，所以Q点的电势高于P点的电势，故C错误*13、(多选)如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落

27、下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出。已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h，下列说法正确的是()A线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生B线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生C线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转化成电能D整个线框都在磁场中运动时，机械能转化成电能【答案】AC产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，线框全部在磁场中时，磁通量不变，不产生感应电流，故选项B、D错误；线框进入和穿出磁场的过程中磁通量发生变化，产生了感应电流，故选项A正确；在产生感应电流的过程中线框消耗了机械能，故选项C正确。二、非选择题14、如图所示，将质量m101 k

28、g、电阻R103 、长度l04 m的导体棒ab横放在U形金属框架上，框架质量m202 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数02，相距04 m的MM、NN相互平行，电阻不计且足够长电阻R201 的MN垂直于MM整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B05 T垂直于ab施加F2 N的水平恒力，使ab从静止开始无摩擦地运动，且始终与MM、NN保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动设框架与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2 (1)求框架开始运动时ab速度v的大小；(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q01 J，求该过程中ab位移x的

29、大小解析：(1)ab对框架的压力F1m1g框架受水平面的支持力FNm2gF1依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到的最大静摩擦力F2FNab中的感应电动势EBlvMN中的电流IMN受到的安培力F安IlB框架开始运动时F安F2由上述各式代入数据解得v6 m/s(2)闭合回路中产生的总热量Q总Q由能量守恒定律，得Fxm1v2Q总代入数据解得x11 m【答案】(1)6 m/s(2)11 m15、思考辨析(正确的画“”，错误的画“”)(1)线圈中磁通量越大，产生的感应电动势越大。 ( )(2)线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大。 ( )(3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。 ( )(4)感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同。 ( )(5)线圈中的电流越大，自感系数也越大。 ( )(6)对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越大。 ( )【答案】（1） （2） （3） （4） （5） （6）