1、高考物理一轮复习考点演练第9章 电磁感应解析版第九章第1节电磁感应现象楞次定律班级 姓名 成绩 (时间：45分钟满分：100分)一、选择题（本题共10小题，每小题7分，每题只有一个答案正确，共70分）1.德国世界报曾报道个别西方国家正在研制电磁脉冲武器即电磁炸弹.若一枚原始脉冲功率10千兆瓦，频率千兆赫的电磁炸弹在不到100 m的高空爆炸，它将使方圆400500 m2的范围内电场强度达到每米数千伏，使得电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软盘均遭到破坏.电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是（ ）A.电磁脉冲引起的电磁感应现象B.电磁脉冲产生的动能C.电磁脉冲产生的高温D.电磁脉冲产生的强光2.(改
2、编题)2009年11月底，中国首条中低速磁悬浮列车工程化示范线唐山试验线工程竣工并通过验收.磁悬浮列车是在车辆底部安装电磁铁，在轨道两旁埋设一系列闭合的铝环，当列车运行时，电磁铁产生的磁场相对铝环运动，列车凌空浮起，使车与轨之间的摩擦减小到零，从而提高列车的速度，以下说法正确的是( )A.当列车通过铝环时，铝环中有感应电流，感应电流产生的磁场的方向与电磁铁产生磁场的方向相同B.当列车通过铝环时，铝环中有感应电流，感应电流产生的磁场的方向与电磁铁产生磁场的方向相反C.当列车通过铝环时，铝环中通有电流，铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生磁场的方向相同D.当列车通过铝环时，铝环中通有电流，铝环中
3、电流产生的磁场的方向与电磁铁产生磁场的方向相反3.1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子磁单极子.1982年美国物理学家卡布莱拉设计了一个寻找磁单极子的实验.设想一个只有N极的磁单极子从上向下穿过一个超导线圈，那么从上向下看超导线圈中将出现先逆时针后顺时针方向的感应电流超导线圈中将出现总是逆时针方向的感应电流超导线圈中产生的感应电动势一定恒定不变超导线圈中产生的感应电流将长期维持下去以上判断正确的是( )A. B. C. D.4.如图所示，一定长度的导线围成闭合的正方形线框，使框面垂直于磁场放置，若因磁场的变化而导致线框突然变成圆形，则( )A.因B增强而产生逆时针的
4、电流B.因B减弱而产生逆时针的电流C.因B减弱而产生顺时针的电流D.以上选项均错误5.如图所示，将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接，在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转.由此可以判断（ ）A.线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向6.无线电技术的发展，极
5、大地方便了人们的生活.在无线电技术中，常有这样的要求，即一个线圈中电流变化时对另一个线圈中的电流影响最小.下列两个线圈安装位置的图中，最符合该要求的是（ ）7.如图所示，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断中正确的是（ ）A.金属环在下落过程中的机械能守恒B.金属环在下落过程动能的增加量小于其重力势能的减少量C.金属环的机械能先减小后增大D.磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力8.如图所示，将一个正方形导线框ABCD置于一个范围足够大的匀强磁场中，磁场方向与其平面垂直.现在AB、CD的中点处连接一个电容器，其上、下极板分别为a、b，让匀强磁场以某一速度水平向右匀速
6、移动，则下列说法错误的是（ ）A.ABCD回路中没有感应电流B.A与D、B与C间有电势差C.电容器a、b两极板分别带上负电和正电D.电容器a、b两极板分别带上正电和负电9.（2009海南）一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动.M连接在如图所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关.下列情况可观测到N向左运动的是（ ）A.在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间B.在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间C.在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时D.在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移
7、动时10.（2010芜湖模拟）如图，线圈L1、铁芯M、线圈L2都可以自由移动，开关S合上后使L2中有感应电流且流过电阻R的电流方向是ab，可采用的办法是（ ）来源:学,科,网A.使L2迅速远离L1 B.断开电源开关SC.将铁芯M插入 D.将铁芯M抽出二、计算题（本题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）来源:学科网ZXXK11.（14分）磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内，有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度v匀速通过磁场，如图所示，从ab进入磁场时开始计时.(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图
8、象.（2）判断线框中有无感应电流.若有请判断出感应电流的方向.12.（16分）如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动.t0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形，为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式.第2节 法拉第电磁感应定律自感和涡流班级 姓名 成绩 (时间：45分钟满分：100分)一、选择题（本题共10小题，每小题7分，每题只有一个答案正确，共70分）1.穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图所示，下列关于回路中
9、产生的感应电动势的论述，正确的是（ ）A.图中，回路产生的感应电动势恒定不变B.图中，回路产生的感应电动势一直在变大C.图中，回路在0t1时间内产生的感应电动势小于在t1t2时间内产生的感应电动势D.图中，回路产生的感应电动势先变小再变大2.(2010宁波模拟)如图甲所示，长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中固定不动，长直导线中通以大小和方向随时间做周期性变化的电流i,i-t图象如图乙所示，规定图中箭头所指的方向为电流正方向，则在T/43T/4时间内，矩形线框中感应电流的方向和大小，下列判断正确的是（ ）A.始终沿逆时针方向且增大B.始终沿顺时针方向，先增大后减小C.先沿逆时针方向然后沿顺
10、时针方向，先减小后增大D.先沿顺时针方向然后沿逆时针方向，先增大后减小3.如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路.虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场.方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直.从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论错误的是（ ）A.感应电流方向不变B.CD段直线始终不受安培力C.感应电动势最大值EBavD.感应电动势平均值E=(1/4)Bav来源:学+科+网Z+X+X+K4.如图所示是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图.将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘；图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内；转动铜盘，就
11、可以使闭合电路获得电流.若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为.则下列说法正确的是（ ）A.回路中有大小和方向做周期性变化的电流B.回路中电流大小恒定，且等于BL2/RC.回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a导线流向旋转的铜盘D.若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的按正弦规律变化的磁场，不转动铜盘灯泡中也会有电流流过5.如图所示，一宽为40 cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为20 cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v20 cm/s，通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边
12、界平行，取它刚进入磁场时刻t0时，则选项中能正确反映感应电流强度随时间变化规律的是（ ）6.如图甲所示，n=50匝的圆形线圈M，它的两端点a、b与内阻很大的电压表相连，线圈中磁通量的变化规律如图乙所示，则ab两点的电势高低与电压表的读数为（ ）A.UaUb，20 V B.UaUb，10 VC.UaUb，20 V D.UaUb，10 V7.如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场B中.两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m、电量为+q的小球.K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上的示
13、数变为原来的一半.则线圈中磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是（）A.正在增加，/t=mgd/2q B.正在增加，/t=mgd/2nqC.正在减弱，/t=mgd/2q D.正在减弱，/t=mgd/2nq8.如图所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场垂直环面向里，磁感应强度以B=B0+Kt(K0)随时间变化，t=0时，P、Q两板电势相等.两板间的距离远小于环的半径，经时间t电容器P板（ ）A.不带电B.所带电荷量与t成正比来源:学科网ZXXKC.带正电，电荷量是KL2C/4D.带负电，电荷量是KL2C/49.（改编题）如图所示，电
14、路原来接通，在t0时刻断开开关，则R中电流随时间变化的情况可能是图中的( )A. B. C. D. 10.在如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻值与R相等.在开关K接通和断开时，灯泡A1和A2亮暗的顺序是（ ）A.接通时，A1先达到最亮，断开时，A1后暗B.接通时，A2先达到最亮，断开时，A2后暗C.接通时，A1先达到最亮，断开时，A2先暗D.接通时，A2先达到最亮，断开时，A2先暗来源:学科网ZXXK二、计算题（本题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）11.（2009全国）（15分）如图，匀强磁场的磁感
15、应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率B/t=k,k为负的常量.用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框.将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中.求:（1）导线中感应电流的大小.（2）磁场对方框作用力的大小随时间的变化率.12.(15分)如图所示，平行导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中（方向垂直于纸面向里），间距为L，左端电阻为R,其余电阻不计，导轨右端接一电容为C的电容器.现有一长2L的金属棒ab放在导轨上，ab以a为轴顺时针以角速度转过90的过程中，通过R的电荷量为多少？第3节 电磁感应的综合应用班级姓名成绩班级 姓名 成绩 (时间：45分钟满分：100分)一、选择题
16、（本题共10小题，每小题7分，每题只有一个答案正确，共70分）1.如图所示，电阻为R，其他电阻均可忽略，ef是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端分别与ab、cd保持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒ef从静止下滑经一段时间后闭合开关S,则S闭合后（ ）A.导体棒ef的加速度可能大于gB.导体棒ef的加速度一定小于gC.导体棒ef最终速度随S闭合时刻的不同而变化D.导体棒ef机械能与回路内产生的电能之和一定守恒2.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
17、度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是（ ）3.如图所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一个电阻R,质量为m的金属棒（电阻也不计）放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中（ ）A. 恒力F做的功等于电路产生的电能B. 恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能C. 克服安培力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和D. 恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和4.如图所示，用粗细相同的铜丝做
18、成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，不考虑线框的动能，若外力对环做的功分别为Wa、Wb，则WaWb为（ ）A.14 B.12 C.11 D.不能确定5.(2009宁夏理综)如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心.环内两个圆心角为90的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直.导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触.在圆心和圆环间连有电阻R.杆OM以匀角速度逆时针转动，t=0时恰好在图示位置.规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t=0开始转动
19、一周的过程中，电流随t变化的图象是（ ）6.图中EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆，有均匀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，I1=0，I2=0B.匀速滑动时，I10,I20C.加速滑动时，I1=0，I2=0D.加速滑动时，I10，I20来源:Z&xx&k.Com7.（改编题）在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，如图所示PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大.一个半径为a，质量为m，电阻为R的金属圆环垂直磁场方向，以速度v从如图所
20、示位置运动，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，圆环的速度为v/2，则下列说法正确的是（ ）A.此时圆环中的电功率为B2a2v2/RB.此时圆环的加速度为4B2a2v/mRC.此过程中通过圆环截面的电量为Ba2/RD.此过程中回路产生的电能为0.75mv28.（改编题）如图所示，质量为m，边长为L的正方形线框从某一高度自由落下后，通过一高度也为L的匀强磁场区域，则线框通过磁场过程中产生的焦耳热（ ）可能大于2mgL来源:学科网ZXXK可能等于2mgL可能小于2mgL可能为零A. B. C. D. 9.如图所示，用铝板制成U型框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框中，使整体在匀强磁场中
21、沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动，悬挂拉力为FT,则（ ）A.悬线竖直，FT=mgB.悬线竖直，FTmgC.悬线竖直，FTmgD.无法确定FT的大小和方向10.两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等于重力加速度gB.金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为abC.金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为F=B2L2v/R-mgD.电阻R上产生的总热量等于
22、金属棒重力势能的减少二、计算题（本题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）11.（2008北京）（15分）均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m.将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示.线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行.当cd边刚进入磁场时，则：来源:学科网ZXXK（1）求线框中产生的感应电动势大小.（2）求cd两点间的电势差大小.（3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h应满足的条件.来源:学科网ZXXK12.(15分)如图所示，固定的水平光滑金属导轨
23、，间距为L,左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略.初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0,在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.(1)求初始时刻导体棒受到的安培力.(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为EP，则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少？（3）导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？答案部分第1节 电磁感应现象楞次定律1.解析：电
24、场的变化产生磁场，使周围的闭合回路产生感应电流，从而达到破坏电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软盘的目的.选项A正确.答案:A2.解析:列车通过铝环时，铝环中磁通量增加，铝环中产生感应电流，由楞次定律知，铝环中感应电流的磁场方向跟电磁铁的磁场方向相反，从而使电磁铁受到向上的力，使列车悬浮.选项B正确.答案:B3.解析:由楞次定律可知出现逆时针电流，又因超导体电阻为零，故电流会长期维持下去，而感应电动势则是变化的.选项B正确. 答案:B4.解析:线圈因磁场变化变成圆形，线圈面积增大，由楞次定律知，感应电流是为了阻碍磁通量减少而使线圈面积增大，所以磁感应强度减弱，感应电流沿顺时针方向.选项C正确
25、.答案:C5.解析:当滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，通过A线圈的电流减小，使得穿过B线圈的磁通量减少，从而使电流计指针向右偏转.在选项中如果是使穿过B中的磁通量减少，电流计指针就向右偏转；如果是使穿过B中的磁通量增加，则电流计指针就向左偏转.所以答案为B.答案:B6. 解析:当两线圈垂直交错在一起时,其中的任意一个线圈的电流发生变化，此时穿过另一线圈的磁通量为零，因此选项D正确.答案:D7.解析:线圈下落过程中由于安培力做功，将一部分机械能转化为电能，因此B正确，A、C错误；金属环在落到磁铁中部N极与S极的分界线时并不切割磁感线，环中无感应电流，不受安培力，由牛顿第三定律可知磁铁也不受环
26、通过磁场作用的力.此时磁铁对桌面的压力等于其重力.选项D错误.答案:B8.解析：匀强磁场运动过程中，AD杆和BC杆各相当于一个电源，它们的电动势相等，且两个电源的正负极分别相连，由右手定则可以判断C、D两点均为电源正极.选项A、B、C正确，答案为D.答案：D9.解析:由楞次定律可知，线圈N向左运动的效果是为了阻碍线圈磁通量的减小，故电路中电流是减小的，A、B、D中电流增加，C中电流减小，所以选C正确.答案:C10.解析:合上S后，根据安培定则，线圈L2中的磁感线向右，而若R中流过由ab的电流，根据楞次定律应是L2中的原磁加强而引起的，因此C正确，A、B、D错误.答案:C11.解析：线框穿过磁场
27、的过程可分为三个阶段：进入磁场阶段（只有ab边在磁场中）、在磁场中运动阶段(ab、cd两边都在磁场中）、离开磁场阶段（只有cd边在磁场中）.(1)线框进入磁场阶段：t为0,线框进入磁场中的面积随时间成正比，S=lvt,最后为BSBl2.线框在磁场中运动阶段：t为,线框磁通量为Bl2，保持不变.线框离开磁场阶段：t为线框磁通量线性减小，最后为零.综上可作出磁通量随时间变化的图象如图所示:(2)线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中将产生感应电流.由右手定则可知感应电流方向为逆时针方向.线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应电流产生.线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减小，
28、线框中将产生感应电流.由右手定则可知，感应电流方向为顺时针方向.12.解析：要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化.在t0时刻，穿过线圈平面的磁通量1B0SB0l2，设t时刻的磁感应强度为B,此时磁通量为2Bl(l+vt)，由12得B=B0l/（l+vt）.第2节法拉第电磁感应定律自感和涡流1.解析：由产生感应电动势的条件可知，回路中磁通量发生变化才能产生感应电动势，图中穿过回路的磁通量是一恒定值，所以回路中不产生感应电动势，选项A错误；图中穿过闭合回路的磁通量随时间t均匀变化，即/t是一恒量，由法拉第电磁感应定律产生的感应电动势与磁通量变化率成正比，可知回路产生的感应
29、电动势是一恒定值，选项B错误；图中穿过回路的磁通量在0t1时间内的变化率/t大于在t1t2时间内的变化率，所以回路在0t1时间内产生的感应电动势大于在t1t2时间内产生的感应电动势，选项C错误；图中穿过回路的磁通量变化率/t先变小后变大，所以回路产生的感应电动势先变小再变大，选项D正确.答案：D2.解析：长直导线中的电流变化情况与线框abcd中的磁场变化情况相同，由楞次定律可判定线框中的电流始终沿顺时针方向；又因长直导线中的电流变化率先增大后减小，故线框中的磁感应强度的变化率先增大后减小，由E/t=BtS，可判定感应电动势先增大后减小，即感应电流先增大后减小，B项正确.答案:B3.解析：在闭合
30、电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A正确.根据左手定则可以判断，CD段受安培力向下，B错误.当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为a，这时感应电动势最大E=Bav，C正确.感应电动势平均值E/t=B（1/2）a2/（2a/v）=（1/4）Bav,D正确.答案为B.答案:B4.解析：铜盘在转动的过程中产生恒定的电流I=BL2/2R,A错误，B错误；由右手定则可知铜盘在转动的过程中产生恒定的电流从b导线流进灯泡，再从a流向旋转的铜盘，C正确；若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的按正弦规律变化的磁场，不转动铜盘时闭合回路磁通量不发生变化，灯泡中没有电流流过，D错误.答案：C5.解析：由感应电流产生的条件可知，线框只有一条竖直边在磁场中时，穿过线框的磁通量才是变化的，回路中才有感应电流，因为线圈运动速度恒定，所以感应电动势、感应电流大小是恒定的，由此可知答案为C.答案：C6.解析：由楞次定律可知UaUb，又根据E=n/t=5080.01/（40.1 V）=10 V.选项B正确.答案：B7.解析：由题意可知K闭合时传感器上的示数变为原来的一半，说明上极板带负电，所受的电场力为F=qE=mg/2，因此两极板之间的电势差为U=Ed=mgd/2q，再根据法拉第电磁感应定律有U=n/t，由此可
