2025届高考物理一轮复习专题训练 电磁感应及其应用

这是一份2025届高考物理一轮复习专题训练 电磁感应及其应用，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．如图是法拉第实验装置示意图，两个线圈分别绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接灵敏电流计，下列情况不能使电流计G产生感应电流的是( )
A.开关S接通的瞬间
B.开关S断开的瞬间
C.开关S接通后一段时间
D.开关S接通后，移动滑动变阻器滑片P
2．在如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，直流电阻为，则下列说法正确的是( )
A.合上开关后，c先亮，a、b后亮
B.断开开关时，N点电势高于M点
C.断开开关后，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭
D.断开开关后，c马上熄灭，b闪亮一下后缓慢熄灭
3．在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接，如图所示.导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面.当导线ab加速向右运动时，M所包围的小闭合线圈N产生的感应电流方向，及所具有的形变趋势是：( )
A.N有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势
B.N有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势
C.N有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势
D.N有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势
4．将电池组、滑动变阻器、线圈A、线圈B、电流表及开关按图示连接。线圈A放在线圈B中，开关闭合，将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电流表指针向左偏转。下列操作中也能使电流表指针向左偏转的是( )
A.向A中插入铁芯B.将A向上拔出
C.A、B保持相对静止一起移动D.断开开关瞬间
5．半径为2R的金属半圆环水平固定放置，半径为R的金属半圆环绕轴线ABOCD匀速转动，转动的角速度为ω。AB、CD均为导电直杆，两个半圆的圆心重合，整个空间存在竖直向下的匀强磁场B，俯视图如下图所示，整个回路中产生的感应电动势的有效值为( )
A.B.C.D.
6．如图所示的匀强磁场中有一闭合矩形导线框，则在图示时刻能产生感应电流的是( )
A.B.
C.D.
7．图中能产生感应电流的是( )
A.B.
C.D.
8．如图所示，两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形闭合导线框abc的ab边与磁场边界平行。现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方向与ab边垂直。则图中哪一个可以定性地表示线框在上述过程中感应电流随时间变化的规律( )
A.B.C.D.
9．如图所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中有由两个大小不等的圆环M、N连接而成的导线框。沿图中箭头方向用外力将N环拉扁，该过程中，关于M环中感应电流的说法中正确的是( )
A.有顺时针方向的感应电流产生，且M环有扩张的趋势
B.有逆时针方向的感应电流产生，且M环有扩张的趋势
C.有顺时针方向的感应电流产生，且M环有收缩的趋势
D.有逆时针方向的感应电流产生，且M环有收缩的趋势
10．如图所示，L是自感系数很大的线圈，它的电阻可忽略不计，二极管的正向导电电阻为0，和是两个完全相同的灯泡，则下列说法中正确的是( )
A.闭合S，先亮，逐渐变亮
B.闭合S，不亮，立即变亮
C.断开S，亮，然后和同时慢慢熄灭
D.断开S，不亮，亮，然后慢慢熄灭
11．2023年6月14日，我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”在广东珠海投入试运行，如图甲。南鲲号发电原理可作如下简化：海浪带动浪板上下摆动，驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。如图乙，若转子带动线圈沿逆时针方向转动，并向外输出电流，下列说法正确的是( )
A.在图乙所示位置时，线圈a端电势高于b端电势
B.在图乙所示位置时穿过线圈的磁通量变化率最小
C.在图乙所示位置时，线圈中电流方向将发生改变
D.在图乙所示位置时，线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向上
12．如图为某种“电磁枪”的原理图。在竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中，两根相距L的平行长直金属导轨水平放置，左端接电容为C的电容器。一质量为m、电阻为R的导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦。开关闭合前电容器的电荷量为Q，则闭合开关后，导体棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图像可能正确的是( )
A.B.
C.D.
二、多选题
13．用如图所示的实验装置研究电磁感应现象.当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转.下列说法哪些是正确( )
A.当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向右偏转
B.保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转
C.磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏转
D.当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针向右偏转
14．如图所示的电路，完全相同的灯泡，，电感线圈L的自感系数很大，电阻可忽略，电源电动势恒定，内阻不计，若下列选项中灯泡不损坏，则说法正确的是( )
A.闭合S，逐渐变亮
B.闭合S，逐渐变亮
C.断开S，突然更亮，随后逐渐熄灭
D.断开S，突然更亮，能说明断电自感能量来源于线圈储存的能量
15．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻.将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好.导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示.除电阻R外其余电阻不计现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则( )
A.释放瞬间金属棒的加速度小于重力加速度g
B.金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为
C.金属棒经过导轨上的相同一段位移时，安培力做功一定不相等
D.电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少
三、填空题
16．为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示，已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计G的左端流入时，指针向左偏转.
（1）将磁铁的N极从线圈上方竖直向下插入线圈L时，发现电流计的指针向左偏转.俯视线圈，其绕向为________（填“顺时针”或“逆时针”）方向.
（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向左靠近线圈L时，发现电流计的指针向左偏转.俯视线圈，其绕向为________（填“顺时针”或“逆时针”）方向.
17．自行车发电照明系统
图（a）所示是自行车车灯的发电机，它内部有一块永久磁铁，置于绕有线圈的“”形软铁芯内，如图（b）所示。当自行车车轮转动时，通过摩擦轮带动磁铁转动，从而产生正弦式交变电流，对车灯供电。假设灯泡阻值不变，摩擦轮与轮胎间不打滑。
对磁铁从图示位置转过90°的过程中：
（1）在图（b）中画出ab导线上的电流方向；
（2）ab导线上的电流将______。
A.变大B.变小C.先变大后变小D.先变小后变大
四、计算题
18．某同学在学习了磁场对电流的作用后产生想法，设计了一个简易的“电磁秤”。如图（a）所示两平行金属导轨CD、EF间距为，与电动势为内阻不计的电源、电流表（量程）、开关S、滑动变阻器R（阻值范围为）相连，质量为、电阻为的金属棒MN垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成角，垂直接在金属棒中点的轻绳与导轨平面平行，跨过定滑轮后另一端接有秤盘，空间施加垂直于导轨平面向上的匀强磁场，在秤盘中放入待测物体，闭合开关S，调节滑动变阻器，当金属棒平衡时，通过读取电流表的读数I就可以知道待测物体的质量m。m与I的图像如图（b）所示，其余电阻、摩擦以及轻绳质量均不计，重力加速度g取，求：
（1）求秤盘的质量；
（2）匀强磁场磁感应强度B；
（3）求此“电磁秤”的称量物体的最大质量。
参考答案
1．答案：C
解析：AB.将开关S接通或断开的瞬间，磁场由无到有，磁场由有到无，通过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，故AB正确，不符合题意；C.开关S接通一段时间之后，磁场不变，通过线圈B的磁通量不发生变化，线圈B中不能产生感应电流，故C错误，符合题意；D.开关S接通后，改变滑动变阻器滑动头的位置时，A线圈电流发生变化，磁场变化，通过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，故D正确，不符合题意。故选C。
2．答案：B
解析：A.合上开关后，b、c与电源形成通路一起先亮，因为线圈产生自感电动势，a后亮，故A错误；
B.断开开关时，线圈的电流减小，磁通量减小，根据楞次定律，N点是电动势的正极，N点电势高于M点，故B正确；
CD.断开开关后，c立即熄灭，因为线圈相当于电源，a、b缓慢熄灭，b正常发光时的电流大于a灯的电流，当a灯的电流流进b灯，由线圈供电时的电流突然变小，没有闪光，故CD错误。
故选B。
3．答案：C
解析：ab向右运动时，由右手定则可知，感应电流由a流向b，ab加速运动，感应电动势：变大，感应电流：变大，穿过N的磁通量增大，为阻碍磁通量的增加，由楞次定律可知，N有收缩的趋势，由楞次定律可知，N中感应电流沿逆时针方向，C正确.
4．答案：A
解析：A.在A线圈中插入铁芯，穿过B线圈的磁通量增大，线圈A产生的磁场增强，电流表指针向左偏转，故A正确；B.滑动变阻器的滑片P向右滑动时，回路中电阻减小，线圈A中电流增大，线圈A产生的磁场增强，电流表指针向左偏转，线圈A向上移动，磁场变弱，电流表指针向右偏转，故B错误；C.线圈A、B保持相对静止一起移动，线圈B中磁通量没有发生变化，则没有感应电流产生，电流表指针静止在中央，故C错误；D.断开开关瞬间，磁场减弱，则电流表指针向右偏转，故D错误。故选A。
5．答案：B
解析：感应电动势最大值为，则有效值为。
6．答案：B
解析：A选项中，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中向右运动，磁通量不变，一直为零，无感应电流，故A错误；B选项中，保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中向右运动，离开磁场，磁通量减小，有感应电流，故B正确；C选项中，保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中向上运动，磁通量不变，无感应电流，故C错误；D选项中，保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中向右运动，故磁通量不变，无感应电流，故D错误；故选B。
7．答案：B
解析：A图中没有形成闭合回路，故没有感应电流产生，故A错误；B图中闭合回路的磁通量变化，可以产生感应电流，故B正确；C图中，由对称性可知，整个线圈的磁通量为零，磁通量不随电流的增大而改变，故没有感应电流产生，故C错误；D图中线圈磁通量不变，不会产生感应电流，故D错误。故选B。
8．答案：D
解析：根据感应电动势大小
而导体棒有效长度L等于导体进入磁场过程中与磁场边界相交线的长度，因此进入磁场过程中，感应电动势逐渐减小，从而感应电流逐渐减小；离开磁场时，感应电动势也逐渐减小，从而感应电流也逐渐减小。再根据右手定则，进入磁场过程中感应电流为逆时针方向，离开磁场过程中，感应电流为顺时针方向。
故选D。
9．答案：A
解析：沿图中箭头方向用外力将N环拉扁，穿过整个闭合回路的磁通量减小，根据楞次定律可知M环中感应电流沿顺时针方向，且感应电流的磁场有阻碍磁通量减小的趋势，所以M环有扩张的趋势。故选A.
10．答案：C
解析：AB.闭合S，由于二极管加反向电压，不导通，所以不亮，由于线圈感应电动势阻碍电流增加，所以所在支路的电流逐渐变大，即逐渐变亮，故AB错误；CD.断开S，由于线圈中的自感电动势阻碍电流减小，则会在二极管、和中形成新的回路，使二极管导通，即亮，然后和同时慢慢熄灭，故C正确，D错误。故选C。
11．答案：A
解析：A.在图乙所示位置时，根据右手定则可知，电流从a端流出，从b端流入，所以线圈a端电势高于b端电势，故A正确；B.在图乙所示位置时穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，故B错误；C.在图乙所示位置时，线圈与中性面垂直，线圈中电流方向不发生改变，故C错误；D.在图乙所示位置时，根据左手定值可知线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向下，故D错误。故选A。
12．答案：B
解析：开关闭合前电容器的电荷量为Q，则电容器两端电压为，闭合开关后瞬间，通过导体棒的电流为，此时导体棒的加速度大小为，导体棒开始向右加速运动，产生的电动势方向与电容器电压相反，设导体棒速度为v时，电容器所带电荷量为，导体棒由动量定理得，又，，，联立可得，可知随着，导体棒速度逐渐增大，导体棒的加速度逐渐减小；则导体棒做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为0时，导体棒做匀速直线运动，由于加速度表达式可知，加速度与速度为线性关系，但速度与时间不是线性关系，所以加速度与时间不是线性关系。故选B。
13．答案：BD
解析：A.当把磁铁N极向下插入线圈时，磁通量增大，根据楞次定律得，电流从电流表的负极流入时，指针向左偏转.故A错误；
B.保持磁铁在线圈中静止，磁通量不变，不产生感应电流.故B正确.
C.磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，磁通量不变，不产生感应电流.故C错误.
D.当把磁铁N极从线圈中拔出时，磁通量减小，根据楞次定律得，电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转.故D正确.
14．答案：BD
解析：AB.闭合S，立刻变亮，而因为电感线圈的自感现象，逐渐变亮，故A错误，B正确；
CD.根据并联电路的特点，电路稳定后流过的电流小于流过的电流，断开S，流过的电流从开始减小，所以突然变亮，也说明断电自感能量来源于线圈储存的能量，故C错误，D正确。
故选BD。
15．答案：BC
解析：A.金属棒释放瞬间，速度为零，感应电流为零，由于弹簧处于原长状态，因此金属棒只受重力作用，故其加速度的大小为g，故A错误；
B.当金属棒的速度为v时，根据法拉第电磁感应定律有
安培力大小为
故B正确；
C.经过相同的位置，重力势能和弹性势能不变但因产生焦耳热则速度一定变小，由B解题思路可知安培力大小发生变化，根据可知安培力做功一定不相等，故C正确；
D.当金属棒下落到最底端时，重力势能转化为弹性势能和焦耳热，所以电阻R上产生的总热量小于金属棒重力势能的减少，故D错误。
故选BC。
16．答案：（1）顺时针
（2）顺时针
解析：（1）由题意可知，在线圈L内电流从b流向a，根据楞次定律（增反减同）知，线圈L中产生的磁场与原磁场方向相反（向上），根据右手螺旋定则可知，线圈产生的感应电流方向沿逆时针方向（俯视线圈），因此线圈绕向为顺时针方向（俯视线圈）.
（2）由题意可知，在线圈L内电流从b流向a，根据楞次定律（增反减同）知，线圈L中产生的磁场与原磁场方向相反（向下），根据右手螺旋定则可知，感应电流方向沿逆时针方向（俯视线圈），因此线圈绕向为顺时针方向（俯视线圈）.
17．答案：（1）如图所示
（2）A
解析：（1）由题图（b）可知，磁铁从图示位置转过90°的过程中穿过线圈的磁通量向下减小，由楞次定律和右手螺旋定则可知导线ab上的电流方向为从b到a，如图所示；
（2）根据题意可知磁铁从图示位置转过90°的过程中，穿过线圈的磁通量随时间呈余弦式变化，且转过周期，则结合法拉第电磁感应定律与余弦曲线的斜率可知，该过程中线圈产生的感应电动势将变大，又，则该过程中导线ab上的电流将变大，A正确。
18．答案：（1）0.03kg（2）5T（3）
解析：（1）电流方向，根据左手定则，金属棒所受安培力方向沿导轨向下，对金属棒与秤盘和盘上的待测物体进行解题思路，根据平衡条件有
结合题中数据解得
结合图像有
解得
（2）结合上述，根据图像有
解得
（3）结合上述可知，当滑动变阻器接入电阻为0时，回路中电流最大达到，超电流表量程，故电流最大值取，
此时金属棒所受安培力最大，结合上述可知，此时待测物体质量最大
解得