高考物理电磁学知识点之电磁感应基础测试题附答案(5)

高考物理电磁学知识点之电磁感应基础测试题附答案(5)
一、选择题
1．如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60°的斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F作用下始终处于静止状态．规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力F的正方向，则在0～t1时间内，选项图中能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是（）
A．
B．
C．
D．
2．如图所示，水平绝缘的桌面上放置一个金属环，现有一个竖直的条形磁铁从圆环左上方沿水平方向快速移动经过正上方到达右上方，在此过程中（）
A．圆环一定向右运动B．圆环中的感应电流方向不变
C．圆环受到的摩擦力方向不变D．圆环对桌面的压力先减小后增大
3．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（）
A ．24
B d R π B ．2Bd R π
C ．2Bd R
D ．2Bd R
π 4．磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈．当以速度v 0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E －t 关系如图所示．如果只将刷卡速度改为02
v ，线圈中的E －t 关系图可能是( )
A ．
B ．
C ．
D ．
5．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
6．物理课上老师做了这样一个实验，将一平整且厚度均匀的铜板固定在绝缘支架上，将一
质量为m的永磁体放置在铜板的上端，t=0时刻给永磁体一沿斜面向下的瞬时冲量，永磁体将沿斜面向下运动，如图甲所示。

若永磁体下滑过程中所受的摩擦力f大小不变，且<（式中θ为铜板与水平面的夹角）。

取地面为重力势能的零势面。

则图乙中关f mgθ
sin
于永磁体下滑过程中速率v、动能E k、重力势能E p、机械能E随时间t变化的图像一定错．误．的是
A．
B．
C．
D．
7．如图所示，一个圆形线圈的匝数为N，半径为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。

在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B。

在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（）
A．
2
NBa
t
π
∆
B．
2
2
NBa
t
π
∆
C．
2
Ba
t
π
∆
D．
2
2
Ba
t
π
∆
8．如图所示，在PO、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场、磁场方向均垂直于纸面．一导线框abcdefa位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合，导线框与磁场区域的尺寸如图所示．从t＝0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域．以a→b→c→d→e→f为线框中的电动势ε的正方向，以下四个ε－t关系示意图中正确的是( )
A．B．
C．D．
9．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（）
A．B．
C．D．
10．穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2Wb，则（）
A．线圈中感应电动势每秒增加2V
B．线圈中感应电动势始终为2V
C．线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于2V
D．线圈中感应电动势每秒减少2V
11．如图所示的区域内有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ω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
A．
2
2
BL
R
ω
B．
2
2BLωC
．
2
2BLωD
．
2
4
BL
R
ω
12．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
A．B．
C．D．
13．如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球( )
A．整个过程都做匀速运动
B．进入磁场过程中球做减速运动，穿出过程中球做加速运动
C．整个过程都做匀减速运动
D．穿出时的速度一定小于初速度
14．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设在整个过程中棒一直保持水平，且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势的大小变化情况是
A．越来越大B．越来越小C．保持不变D．无法判断
15．如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流．下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是（）
A．B．C．D．
16．如图所示，ab和cd是位于水平面内的平行金属轨道，轨道间距为l，其电阻可忽略不计。

ac之间连接一阻值为R的电阻。

ef为一垂直于ab和cd的金属杆，它与ab和cd接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动，其电阻可忽略。

整个装置处在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度为B。

当施外力使杆ef以速度v向右匀速运动时，杆ef所受的安培力为（）
A． B． C． D．
17．如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M′N′的过程中，棒上感应电动势E随时间t变化的图示，可能正确的是()
A．
B．
C．
D．
18．如图甲所示，正三角形导线框abc固定在磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示．t=0时刻磁场方向垂直纸面向里，在0～4s时间内，线框ab边所受安培力F随时间t变化的关系（规定水平向左为力的正方向）可能是下图中的（）
A．B．C．D．
19．如图所示，正方形线框abcd的边长为l，向右通过宽为L的匀强磁场，且l<L，则在线框通过磁场的过程中，线框中的感应电流 ( )
A．一直为顺时针方向
B．一直为逆时针方向
C．先为逆时针方向，中间无感应电流，后为顺时针方向
D．先为顺时针方向，中间无感应电流，后为逆时针方向
20．如图所示，光滑导轨M、N水平固定放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合电路。

当一条形磁铁从上方下落（未到达导轨平面）的过程中，导体棒P、Q的运动情况是（）
A．P、Q互相靠拢B．P、Q互相远离
C．P、Q均静止D．因磁铁极性不明，无法确定
21．下图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，其中能产生由a到b的感应电流的是()
A．
B．
C．
D．
22．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()
A．
B．
C．
D．
23．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，在0~0.01s内穿过线圈的磁
通量随时间变化的规律如图所示，则0~D过程中（）
A．在O时刻，线圈平面通过中性面
B．在O时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为零
C．在D时刻，线圈中产生的感应电动势最大
D．O至D时间内线圈中的平均感应电动势为0.4V
24．如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向内．一个三角形闭合导线框，由位置1（左）沿纸面匀速运动到位置2（右）．取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点（t=0），规定逆时针方向为电流的正方向，则图中能正确反映线框中电流号时间关系的是（）
A．B．C．D．
25．如图所示，在垂直纸面向里、范围足够大的匀强磁场中，放置一个金属圆环，圆环平面与磁场方向垂直，若要使圆环中产生如图中箭头所示方向的瞬时感应电流，下列方法可行的是
A．使匀强磁场均匀增强
B．使匀强磁场均匀减弱
C．使圆环向左或向右平动
D．使圆环向上或向下平动
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．D
解析：D
【解析】
【分析】
由法拉第电磁感应定律可分析电路中的电动势，则可分析电路中的电流，根据楞次定律判断感应电流的方向；由安培力公式可得出安培力的表达式，则可得出正确的图象．
【详解】
AB ．由
60BS E sin t t ∆Φ∆=
=︒∆∆ 由图乙知，B 的变化率不变，即B t
∆∆保持不变，则感应电动势保持不变，电路中电流I 不变；根据楞次定律判断得知ab 中感应电流沿b→a ，为负值．故AB 错误．
CD ．由安培力F=BIL 可知，电路中安培力随B 的变化而变化，当B 为负值时，根据楞次定律判断可知ab 中感应电流从b 到a ，安培力的方向垂直于磁感线斜向右下方，如图所示，根据平衡条件可知，水平外力水平向左，为负，大小为
00000
sin ())B F BIL B t t t IL t θ==-+=- 同理，B 为正值时，水平外力水平向右，为正，大小为
()000
2B F t t IL t =
⋅-， 故C 错误，D 正确。

故选D 。

2．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
A ．当磁铁向右运动时，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈有向下和向右的趋势，但不知道圆环受到水平面的摩擦力大小，所以金属环不一定运动，故A 错误；
B ．当磁铁向右运动时，线圈中的磁通量向上增大，根据楞次定律圆环中产生顺时针方向的感应电流；而磁铁远离线框时，圆环中向上的磁通量减小，感应电流沿逆时针方向，所以圆环中的感应电流方向改变，故B 错误；
CD ．当磁铁向右运动靠近环时，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈有向下和向右的趋势，安培力合力斜向右下方；而磁铁远离线框时，线圈有向右和向上的运动趋势，同时运动趋势向右，安培力合力斜向右上方，可知环有向右运动的趋势，可能向右运动，受到的摩擦力的方向一定始终向左，方向不变，同时环对桌面的压力先增大后减小，故C 正确，D 错误。

故选C 。

解析：A 【解析】 【分析】 【详解】 金属环的面积：
2
224
d d S ππ==
（） 由法拉第电磁感应定律得：
BS E t t Φ=
= 由欧姆定律得，感应电流：
E
I R
=
感应电荷量：
q =I △t ，
解得：
2
4B d q R R
πΦ==
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
q R
∆Φ
=
计算． 4．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
根据感应电动势公式E BLv =0可知，其他条件不变时，感应电动势与导体的切割速度成正
比，只将刷卡速度改为
02
v ，则线圈中产生的感应电动势的最大值将变为原来1
2，故D 可
能，符合题意；ABC 不可能，不符合题意。

故选D ．
5．C
解析：C 【解析】
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=E m sinωt ，所以产生的是交流电，故A 错误；小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。

6．C
解析：C 【解析】 【详解】
A ．小磁铁下滑时由于涡流的产生会有阻尼作用，且随速度的增大而增大，所受的摩擦阻力不变，且由sin mg f f ma θ--=阻尼 可知，随着小磁铁的加速下滑，阻尼作用增大，则加速度逐渐减小，v-t 线的斜率减小，选项A 正确，不符合题意；
B ．若开始下落时小磁铁满足sin 0mg f f θ--=阻尼，则小磁铁匀速下滑，此时动能不变，选项B 正确，不符合题意；
C ．小磁铁下滑时重力势能逐渐减小，但是不会趋近与某一定值，选项C 错误，符合题意；
D ．小磁铁下滑过程中，由于有电能产生，则机械能逐渐减小，选项D 正确；不符合题意；故选C.
7．B
解析：B 【解析】 【详解】
由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势：
2
221=22B B B NBa E N N s N a t t t t
ππ∆Φ∆-===
∆∆∆∆， 故B 正确，ACD 错误；
8．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
下面是线框切割磁感线的四个阶段示意图。

在第一阶段，只有bc 切割向外的磁感线，由右手定则知电动势为负，大小为Blv ．在第二阶段，bc 切割向里的磁感线，电动势为逆时针方向，同时de 切割向外的磁感线，电动势为顺时针方向，等效电动势为零。

在第三阶段，de 切割向里的磁感线同时af 切割向外的磁感线，两个电动势同为逆时针方向，等效电动势为正，大小为3Blv ．在第四阶段，只有af 切割向里的磁感线，电动势为顺时针方向，等效电动势为负大小为2Blv ，故C 正确，ABD 错误。

故选C ．
9．C
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 。

10．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
ABD ．磁通量始终保持每秒钟均匀地增加2Wb ，则
2Wb
2V 1s
t ∆Φ==∆ 根据法拉第电磁感应定律
2V E N
t
∆Φ
==∆ 可知E =2V 保持不变，故B 正确，AD 错误；
C ．线圈中产生的感应电动势的大小与线圈的电阻无关，故C 错误； 故选B 。

11．D
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
4
T 的时间内有感应电流，则有222()4
L
BL T R I RT R ω=，解得：24BL I R ω=．故D 项正确，ABC 三项错误． 12．D
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．
13．D
解析：D 【解析】 【详解】
小球在进、出磁场过程中穿过小球的磁通量发生变化，有感应电流产生，小球要受到阻力，球的机械能一部分转化为电能，再转化为内能， 故进、出磁场过程中均做减速运动，但小球完全进入磁场中运动时， 无感应电流产生，小球匀速运动，故A 、B 、C 均错误，D 正确．
14．C
解析：C 【解析】 【详解】
金属棒ab 做平抛运动，其水平方向的分运动是匀速直线运动，水平分速度保持不变，等于v 0，由感应电动势公式E=Blvsinα，vsina 是垂直于磁感线方向的分速度，即是平抛运动的水平分速度，等于v 0，则感应电动势E=Blv 0，B 、l 、v 0均不变，则感应电动势大小保持不变．则C 正确． 故选C ．
15．D
解析：D 【解析】 【详解】
A ．由图示可知，在磁铁S 极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，故A 错误；
B ．由图示可知，在磁铁S 极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环
时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流顺时针方向，故B 错误；
C ．同时，在磁铁N 极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故C 错误；
D ．由图示可知，在磁铁N 极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流逆时针方向，故D 正确。

故选D 。

16．B
解析：B
【解析】当杆ef 以速度v 向右匀速运动时，产生的感应电动势为
，感应电流为
，杆ef 受到的安培力，联立解得
，B 正确．
17．A
解析：A 【解析】
金属棒PQ 进入磁场前没有感应电动势，D 错误；当进入磁场，切割磁感线有E=BLv ，大小不变，可能的图象为A 选项、BC 错误．
18．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
CD ．0-1s ，感应电动势为
10B
E S
SB t
== 为定值；感应电流
11SB E I r r
=
＝
为定值；安培力
F =BI 1L ∝B
由于B 逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零，故CD 均错误； AB ．3s-4s 内，感应电动势为
20B
E S
SB t
== 为定值；感应电流
22 SB E I r r
＝
为定值；安培力
F =BI 2L ∝B
由于B 逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零；由于B 逐渐减小到零，故通过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流要阻碍磁通量减小，有扩张趋势，故安培力向外，即ab 边所受安培力向左，为正，故A 正确，B 错误； 故选A 。

19．C
解析：C 【解析】
试题分析：当线圈刚进入磁场时，由于穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可得此时的感应电流方向为逆时针方向，当线圈完全进入磁场后到刚要穿出磁场的过程中，由于穿过线圈的磁通量不变，所以没有感应电流产生，当线圈穿出磁场过程中，穿过磁场的磁通量减小，根据楞次定律可得此时的感应电流方向为顺时针方向，故C 正确 考点： 考查了楞次定律的简单应用
20．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
ABCD ．设磁铁的下端为N 极，则磁铁下落时，回路中的磁通量向下增大，根据楞次定律和安培定则，回路中的电流为逆时针，则由左手定则可得，P 受力向左，Q 受力向右，相互靠拢；设磁铁的下端为S 极，则在磁铁下落时，回路中的磁通量向上增大，根据楞次定律和安培定则，回路中的电流为顺时针，则由左手定则可得，P 受力向左，Q 受力向右，相互靠拢，BCD 错误A 正确。

故选A 。

21．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
A .A 图是闭合电路，导体棒ab 垂直切割磁感线，回路产生感应电流，根据右手定则判断知：感应电流方向由a 到b ，故A 正确；
B.B 图中此导体不闭合，尽管切割磁感线，但不产生感应电流，故B 错误；
C.C 图中穿过闭合线框的磁通量减小，产生感应电流，根据楞次定律判断可知：感应电流方向由b 到a ，故C 错误；
D.D 图中导体做切割磁感线运动，能产生感应电流，根据右手定则判断知：感应电流方向由b 到a ，故D 错误。

故选A 。

22．B
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B ．
23．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
A ．在O 时刻，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，所处位置为峰值面，故A 错误；
B ．在O 时刻，穿过线圈的磁通量为零，变化率最大，故B 错误；
C ．在
D 时刻，磁通量最大，但是变化率为零，根据法拉第电磁感应定律
E n
t
∆Φ
=∆ 线圈中产生的感应电动势为零，故C 错误； D ．O 至D 时间内线圈中的平均感应电动势为
3
2101V 0.4V 0.005
E n t -∆Φ⨯==⨯=∆
故D 正确。

故选D 。

24．A
解析：A 【解析】 【分析】
先由楞次定律依据磁通量的变化可以判定感应电流的方向，再由感应电动势公式E BLv =和欧姆定律，分段分析感应电流的大小，即可选择图象． 【详解】
线框进入磁场的过程，磁通量向里增加，根据楞次定律得知感应电流的磁场向外，由安培定则可知感应电流方向为逆时针，电流i 应为正方向，故BC 错误；线框进入磁场的过程，
线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由E=BLv，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小；线框完全进入磁场的过程，磁通量不变，没有感应电流产生．线框穿出磁场的过程，磁通量向里减小，根据楞次定律得知感应电流的磁场向里，由安培定则可知感应电流方向为顺时针，电流i应为负方向；线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由 ，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小，故A正确，D错误．
E BLv
25．A
解析：A
【解析】
【分析】
穿过线圈的磁通量变化则会产生感应电流，且感应电流的方向可以根据楞次定律来判断．【详解】
AB、根据题目要是线圈中产生逆时针的电流根据楞次定律可知应该使原磁场增大，故A 对；B错；
CD、圆环向左或向右平动以及向上或向下平动时，穿过线圈中的磁通量没有发生变化，故不会产生感应电流，故CD错误；
故选A
【点睛】
产生感应电流的必备条件：穿过闭合线圈的磁通量发生变化，可以根据这个来判断本题的选项．。