上海世界外国语中学高中物理选修二第二章《电磁感应》知识点总结(专题培优)

一、选择题
1．“凸”字形硬质闭合金属线框各边长如图所示，线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区
t 时，线框域。

磁场方向垂直于纸面向里。

线框在纸面内始终以速度v向右匀速运动，0
开始进入磁场。

选逆时针方向为正，在线框穿过匀强磁场区域的过程中，线框中的感应电流i随时间t变化的图像正确的是（）
A．
B．
C．
D．
2．如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a，磁感应强度的大小为B。

一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域，下列图中线框A、B两端电压U AB与线框移动距离x的关系图象正确的是（）
A．B．
C．D．
，和Q共3．如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q P
轴，Q中通有余弦函数变化电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示。

P始终保持静止状态，则（）
A．O时刻，P中有最大的感应电流B．1t时刻，P有收缩的趋势
C．2t时刻，穿过P的磁通量最小，感应电流最大D．3t时刻，穿过P的磁通量最大，感应电流最大
4．如图所示，在同一个水平而内的彼此绝缘的两个光滑圆环A、B，大圆环A中还有顺时针方向的恒定电流I。

小圆环B的一半面积在环A内、一半面积在环A外，下列说法正确的是（）
A．穿过环B的磁通量为0
B ．环B 中有持续的感应电流
C ．若增大环A 内的电流，则环B 会向右移动。

D ．若减小环A 内的电流，则环B 会产生道时针方向的电流
5．如图所示，通电直导线L 和平行直导线放置的闭合导体框abcd ，直导线与导体框在同一平面内，以下说法正确的是（ ）
A ．导线固定，当导体框向上平移时，导体框中感应电流的方向为abcda
B ．导体框固定，当导线L 向左平移时，导体框中感应电流的方向为adcba
C ．导线固定，当导体框向右平移时，导体框中感应电流的方向为abcda
D ．导体框固定，当导线L 向右平移时，导体框中感应电流的方向为abcda
6．如图所示，由一根金属导线绕成闭合线圈，线圈圆的半径分别为R 、2R ，磁感应强度B 随时间t 的变化规律是B kt =（k 为常数），方向垂直于线圈平面，闭合线圈中产生的感应电动势为（ ）
A ．2k R π
B ．25k R π
C ．23k R π
D ．24k R π 7．图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L 1和L 2为电感线圈。

实验时，断开开关S 1瞬间，灯A 1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S 2，灯A 2逐渐变亮，而另一个相同的灯A 3立即变亮，最终A 2与A 3的亮度相同。

下列说法正确的是（ ）
A ．图1中，A 1与L 1的电阻值相同
B ．图1中，闭合S 1，电路稳定后，A 1中电流大于L 1中电流
C ．图2中，变阻器R 与L 2的电阻值相同
D ．图2中，闭合S 2瞬间，L 2中电流与变阻器R 中电流相等
8．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则由O 到D 的过程中，下列说法错误的是（ ）
A．O时刻线圈中感应电动势不为零
B．D时刻线圈中感应电动势为零
C．D时刻线圈中感应电动势最大
D．由O至D时间内线圈中平均感应电动势为0.4 V
9．如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一带正电小球质量为m、电荷量为q，在槽内沿顺时针做匀速圆周运动，现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，且B 逐渐增加，则()
A．小球速度变大
B．小球速度变小
C．小球速度不变
D．以上三种情况都有可能
10．如图所示，在通电长直导线AB的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈P，AB 与线圈在同一平面内。

下列说法正确的是（）
A．若AB中的电流减小，用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的感应电流
B．若AB中的电流不变，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的感应电流
C．若AB中的电流增大，用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的感应电流
D．若AB中的电流增大，用楞次定律判断得线圈受到向右的安培力
11．在空间存在着竖直向上的各处均匀的磁场，将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中，规定线圈中感应电流方向如图甲所示的方向为正．当磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示时，图丙中能正确表示线圈中感应电流随时间变化的图线是（）
A．B．
C．D．
12．如图所示，在范围足够大的空间存在一个磁场，磁感线呈辐状分布，其中磁感线O竖直向上，磁场中竖直固定一个轻质弹簧。

在距离弹簧某一高度处，将一个金属圆盘由静止释放，圆盘下落的过程中盘面始终保持水平，且圆盘的中轴线始终与弹簧的轴线、磁感线O重合。

从圆盘开始下落，到弹簧被压缩至最短的过程中，下列说法正确的是（）
A．在圆盘内磁通量不变
B．从上往下看，在圆盘内会产生顺时针方向的涡流
C．在接触弹簧之前，圆盘做自由落体运动
D．圆盘的重力势能减少量等于弹簧弹性势能的增加量
13．如图甲所示，闭合圆形线圈内存在方向垂直纸面向外的磁场，磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（）
A．0~1s内线圈中的感应电流逐渐增大，2~4s内感应电流逐渐减小
B．第4s末的感应电动势为0
C．0~1s内与2~4s内的感应电流相等
D．0~1s内感应电流方向为顺时针方向
14．一质量为m，电阻为R的长方形（长为a，宽为b）的金属线框，放在光滑的水平面上，磁感应强度为B的匀强磁场垂直水平面向下，磁场只存在虚线左侧，其俯视图如图所示。

线框在水平恒力F的作用下，静止开始向右运动，直到完全出磁场区域，以下说法正确的是（）
A．感应电流方向为逆时针B．线框可能匀加速出磁场
C．若线框匀速出磁场，则产生的焦耳热为Fa D．若线框匀速出磁场，则拉力F的功率可能
为P=
2
2 F R B a
15．如图为手机及无线充电板。

如图为充电原理示意图。

充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电，下列说法正确的是（）
A．手机外壳用金属材料制作可以减少能量损耗
B．如果图示方向的磁场在变强，受电线圈中c点的电势高于d点的电势
C．在送电线圈电压不变的情况下，增加送电线圈匝数可以提高受电线圈的电压
D．受电线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
二、填空题
16．如图所示，导体杆OP在作用于OP中点且垂直于OP的力作用下，绕过圆心O且垂直纸面的轴，沿半径为r的光滑半圆形框架，在匀强磁场中以一定的角速度ω转动，磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，A O
、间接有电阻R，杆和框架电阻不计，则
O P
、两点中电势较高的点为________（选填O或P点），OP两端电压大小
______________，外力的功率__________。

17．如图边界PQ的右侧区域内，存在着磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面的匀强磁场。

边长为l的正方形金属线框abcd由粗细均匀同种材料制成，ab刚好位于边界PQ上，现使线框绕过边界PQ转轴匀速转动，角速度为ω，如图所示，则在ad边开始转入磁场的瞬间cd两端的电势差cd
U为______。

18．如图所示，竖直放置的条形磁铁中央，有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与弹性环轴线重合，现将弹性圆环均匀向外扩大，则穿过弹性圆环的磁通量将______（选填“增大”、“不变”或“减小”），从上向下看，弹性圆环中的电流方向为_______（选填“顺时针”、“没有”或“逆时针”），弹性圆环受到的安培力方向为______（选填“沿半径向外”、“没有”或“沿半径向内”）。

19．如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长
l a=3l b，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则两线圈内产生感应电的流方向为___________方向，a、b线圈中感应电动势之比为___________；a、b线圈中感应电流之比为__________；a、b线圈中电功率之比为___________。

20．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN将在__________的作用下向右运动，由此可知PQ所做的运动是__________。

21．如图(a)所示，边长为1m 、电阻为0.1Ω的正方形金属框abcd 水平放置，e 、f 分别为bc 、ad 的中点。

某时刻起在abef 区域内有竖直向下的磁场，其磁感应强度B 1的大小随时间变化的规律如图(b)所示，ab 边恰在磁场边缘以外；fecd 区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B 2＝0.5T ，cd 边恰在磁场边缘以内，两磁场均有理想边界。

则dc 边中流过的感应电流方向为________(选填“d →c ”或“c →d ”)，金属框受到的安培力大小为________N 。

(取g ＝10m/s 2)
22．如图所示，金属棒ab 长为0.5m l =，电阻为0.05r =Ω，以4m /s v =的速度向右匀速运动，金属框架左端连有一个阻值为0.15R =Ω的电阻，框架本身电阻不计，匀强磁场的磁感应强度0.4T B =，则棒ab 上感应电动势的大小为________V ，方向是
_____________；棒ab 两端的电压ab U =______V ，金属棒向右滑行1.6m 的过程中，电阻R 上产生的热量为_____________J.
23．如图所示的电路，L 1和L 2是两个相同的小电珠，L 是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R 相同，由于存在自感现象，在电键S 刚接通时，__灯最亮；S 断开时，__灯先熄灭．
24．如图所示，A 、B 为不同金属制成的正方形线框，导线粗细相同，A 的边长是B 的2倍，A 的密度是B 的1/2，A 的电阻是B 的4倍。

当它们的下边在同一高度竖直下落，垂直进入如图所示的磁场时，A 框恰能匀速下落，那么：
（1）B 框进入磁场过程将作________运动（填“匀速”“加速”“减速”）；
（2）两线框全部进入磁场的过程中，A 、B 两线框消耗的电能之比为_______。

25．如图所示，L 是一个带铁芯的电感线圈，R 为纯电阻，两条支路的直流电阻相等．A 1和A 2是完全相同的两个双偏电流表，当电流从“+”接线柱流入电流表时指针向右偏，反之向左偏．在开关K 合上到电路稳定前，电流表A 1的偏角________电流表A 2的偏角，A 1指针向________偏，A 2指针向________偏；电路稳定后，再断开开关K ，在断开K 后的短时间内，A 1的偏角________ A 2的偏角，A 1指针向________偏，A 2指针向________偏．（选填“左”、“右”、“大于”、“等于”或“小于”）
26．如图所示，从匀强磁场中把不发生形变的矩形线圈匀速拉出磁场区，如果两次拉出的速度之比为1：2，则两次线圈发热之比1Q ：2Q = ______ 、通过线圈截面的电量1q ：2q =______．
三、解答题
27．如图所示，水平平行放置的光滑金属轨道MN 和PQ ，间距为L =0.4m ，处于磁感应强度B =0.1T 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中。

轨道间接一电阻R =0.5Ω，并垂直放置一导体棒ab 。

在导体棒上施加水平拉力F ，使它以v =5.0m/s 的速度向右匀速运动。

除R 外，其余电阻忽略不计。

问：
(1)导体棒ab 产生的感应电动势多大；电阻R 两端哪端电势高；
(2)通过电阻R 的电流多大；
(3)拉力F 做功的功率多大。

28．如图所示，倾角30α=︒的光滑固定斜面上，相隔8m d =的平行虚线MN 与PQ 间有大小为B =0.1T 的匀强磁场，方向垂直斜面向下，一质量m =0.1kg 电阻0.2R =Ω、边长L =1m 的正方形单匝纯电阻金属线圈从距PQ 上方x =2.5m 处由静止释放，沿斜面下滑进入磁场，且cd 边刚离开磁场时线圈恰好加速度等于零。

重力加速度2
g 10m /s =。

求：
(1)cd 边刚进入磁场时线圈的速度1v ；
(2) ab 边刚进入磁场时线圈的速度2v ；
(3)线圈进入磁场时通过ab 边的电荷量q 和通过整个磁场的过程中ab 边产生的热量Q 。

29．如图，竖直放置的光滑平行金属导轨相距L=1m ，在M 点和P 点间接有一个电阻R ，在两导轨间的矩形区域OO 1MP 内有垂直导轨平面向里、宽为d =10m 的磁场，一质量为m =0.5kg 、电阻为r=0.5Ω的导体棒ab 垂直地搁在导轨上，与磁场的上边界相距d 0=5m ，在t =0时刻，使棒ab 由静止开始释放，同时矩形区域OO 1MP 内的磁场由2T 开始均匀减小，当棒ab 越过边界OO 1进入磁场后，保持磁感应强度不再变化（如图所示），而棒ab 恰好做匀速直线运动(棒ab 与导轨始终保持良好接触且下落过程中始终保持水平，不计摩擦，导轨的电阻不计)。

g 取10m/s 2，
（1）求电阻R 的阻值多大；
（2）求棒ab 进入磁场区域之后，回路中的电流大小；
（3）求棒ab 从释放到运动到最低位置（PM 处）导体棒ab 上产的焦耳热。

30．如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽为0.4l =m ，右端接
v 5m/s 有电阻R=0.4Ω，磁感应强度为B=0.1T，一根质量m=1kg、电阻不计的金属棒以
的初速度沿框架向左运动，棒与框架的动摩擦因数为μ=0.25，测得棒在整个运动过程中，通过任一截面的电量为q=0.2C，线框的电阻不计。

求：
(1)棒能运动的距离；
(2)电阻R上产生的热量。