2022届高中物理电磁感应知识点总结.pdf

1 (每日一练每日一练)2022)2022 届高中物理电磁感应知识点总结届高中物理电磁感应知识点总结(超全超全)单选题 1、如图，光滑平行导轨水平放置，电阻不计，MN部分的宽度为 2l，PQ部分的宽度为l，金属棒a和b的质量分别为 2m和m，其电阻大小分别为 2R和R，a和b分别静止在MN和PQ上，垂直导轨相距足够远，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感强度为B。现对a棒施加水平向右恒力F作用，两棒运动时始终保持平行且a总在MN上运动，b总在PQ上运动，经过足够长时间后，下列说法正确的（）A回路感应电动势为零 B流过a的电流大小为3 C金属棒a和b均做匀速直线运动 D金属棒a和b均做加速度相同的匀加速直线运动 答案：B 解析：ACD对金属棒a和b整体由于受恒定的拉力作用，则最终的稳定状态时，两棒都将有固定的加速度值，则受恒定的安培力，即回路中有恒定的电流，设两棒的加速度分别为a1和a2，则回路的电流 =1(1+1)2(2+2)3=(11 22)+(11 22)3 则稳定时 2 11 22=0 因 l1=2l2 则 a2=2a1 可知最终有加速度，此时电路中有电流，回路中感应电动势不为零。故 ACD 错误；B足够长时间后，对a棒 2=2 对b棒 =2 解得流过a的电流大小为 =3 故 B 正确。故选 B。2、两个不可形变的正方形导体框a、b连成如图甲所示的回路，并固定在竖直平面（纸面）内导体框a内固定一小圆环c，a与c在同一竖直面内，圆环c中通入如图乙所示的电流（规定电流逆时针方向为正），导体框b的MN边处在垂直纸面向外的匀强磁场中，则匀强磁场对MN边的安培力 3 A01s 内，方向向下 B13s 内，方向向下 C35s 内，先逐渐减小后逐渐增大 D第 4s 末，大小为零 答案：B 解析：A01s 内电流逆时针增大，穿过导体框 a 的净磁通量垂直纸面向外增大，根据楞次定律知a中感应电流顺时针，流经 MN 时由 N 到 M，由左手定则知 MN 受安培力向上，故 A 错误；13s 内c中电流先逆时针减小后顺时针增大，穿过 a 的净磁通量先向外减小，后向里增大 B根据楞次定律 a 中感应电流一直为逆时针，流经 MN 时由 M 到 N，由左手定则知 MN 受力向下，故选项 B正确；C因 35s 内 c 中电流变化率不变，故 a 中磁通量变化率也不变，感应电流不变，故选项 C 错误；D第 4s 末尽管电流瞬时为零，但变化率不为零，故穿过 a 框的磁通量变化率不为零，感应电流不为零，故选项 D 错误。故选 B。3、如图所示、两固定光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行水平放置，其间距为L，两根质量均为m，距离也4 为L的金属棒AB、CD平行放置在两导轨上，电阻分别是1、2，导轨电阻忽略小计。整个装置处在磁感心强度为B的匀强磁场中，现给CD棒一定的初速度0，经过时间后两棒处于稳定状态，下列说法中正确的是（）A若在稳定前的某时刻CD棒的速度为1，AB棒的速度为2，则回路中的电流大小为1221 B从开始至最终稳定回路产生的焦耳热为3802 C在内通过回路的电荷量为04 D处于稳定状态时两棒与导轨所围面积为022(1+2)+2 答案：D 解析：A在稳定前的某时刻 CD 棒的速度为1，AB 棒的速度为2，必然有2 1，回路电动势 =2 1 回路电阻为1+2，因此回路电流大小为 =2 11+2 故 A 错误；B两棒组成的系统动量守恒得 0=+当=02时，磁通量不再变化，两杆不再受安培力，将匀速运动，由能量守恒得产生的焦耳热为 5 =1202 2 12(02)2=1402 故 B 错误；C对金属棒 CD 由动量定理得 =02 得通过 CD 棒某一截面电荷量 =02 故 C 错误；D由于通过 CD 棒某一截面的电荷量为 =1+2=1+2 则有 =0(1+2)222 AB 棒与 CD 棒间的最终距离为 =0(1+2)222+故所围成的面积为 =2+022(1+2)故 D 正确；故选 D。4、如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为L，t0 时刻，bc边与磁场区域边界重合。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿abcda方向的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区6 域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是下图中的（）ABCD 答案：C 解析：AD线圈进入磁场的过程中，根据右手定则可知，感应电流方向为逆时针，即电流为负，当线圈离开磁场时，由右手定则可知，感应电流方向为顺时针方向，即电流为正，AD 错误；BC线圈进入磁场时，ab、cd在切割磁感线，由右手定则可知，产生的感应电流方向顺时针，与bc产生的感应电流方向相反，且ab、cd的有效长度减小，据感应电动势的公式 EBlv 可得，感应电动势越来越小，故感应电流越来越小，同理可知，当线圈离开磁场时，切割磁感线的有效长度减小，感应电动势越来越小，故感应电流越来越小，B 错误，C 正确。故选 C。5、下列选项中的操作能使如图所示的三种装置产生感应电流的是（）7 A甲图中，使导体棒AB顺着磁感线运动 B乙图中，使条形磁铁插入或拔出线圈 C丙图中，开关 S 保持闭合，使小螺线管 A 插入大螺线管 B 中不动 D丙图中，开关 S 保持闭合，使小螺线管 A 插入大螺线管 B 中不动，不移动滑动变阻器的滑片 答案：B 解析：A题图甲中导体棒顺着磁感线运动，穿过闭合电路的磁通量没有发生变化，无感应电流，故 A 错误；B题图乙中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加，拔出线圈时线圈中的磁通量减少，线圈中都能产生感应电流，故 B 正确；C题图丙中开关 S 保持闭合，回路中为恒定电流，小螺线管 A 产生的磁场稳定，螺线管 B 中的磁通量无变化，无感应电流，故 C 错误；D题图丙中开关 S 保持闭合，小螺线管 A 插入大螺线管 B 中不动，移动滑动变阻器的滑片使闭合回路中的电流变化，从而使小螺线管 A 产生的磁场变化，故大螺线管 B 中的磁通量变化，有感应电流，不移动滑动变阻器的滑片，回路中不会产生感应电流，故 D 错误。故选 B。多选题 6、如图所示，足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置，与水平面夹角为 30，两导轨间的距离为L，导轨顶端接有电容为C的电容器。一根质量为m的均匀金属棒ab放在导轨上，与两导轨垂直且保持良好接触，整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，重力加速度为g，不计一切电阻。由8 静止释放金属棒，金属棒下滑x的过程中电容器未被击穿，下列说法正确的是（）A金属棒做加速度越来越小的加速运动 B金属棒下滑x时的速度v=2(+22)C金属棒下滑x的过程中电容器储存的电荷量q=+22 D金属棒下滑x的过程中，电容器储存的电场能E电=222(+22)答案：CD 解析：A导体棒沿光滑导轨下滑切割磁感线产生动生电动势，同时给电容器充电，由牛顿第二定律有 sin30 =而充电电流为 =联立可得 =2(+22)可知加速度恒定，即金属棒做匀加速直线运动，故 A 错误；B金属棒做匀加速直线运动，则下滑x时的速度为v，有 2=2 9 联立解得速度 =(+22)故 B 错误；C金属棒下滑x的过程中电容器储存的电荷量为 =+22 故 C 正确；D金属棒下滑x的过程中，电容器储存的电荷量为 =电荷量与电压成正比，则电容器储存的电场能为 电=12=122 而 =+22 联立解得 电=222(+22)另解：对棒的下滑过程由动能定理，有 sin30 安=122 0 而 安=电 联立解得 10 电=222(+22)故 D 正确；故选 CD。7、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，下列结论正确的是（）ACD段直导线不受安培力 BCD段直导线受安培力 C感应电动势最大值Em=2BavD感应电动势平均值=14 答案：BD 解析：AB由楞次定律判断可知，感应电流始终沿逆时针方向，由左手定则判断，CD段直导线所受安培力始终向下，A 错误、B 正确；C当线框有一半进入磁场时，切割磁感线的有效长度最大，最大感应电动势为 Em=Bav C 错误；D根据法拉第电磁感应定律可得，感应电动势平均 =n，n=1 11 则 =222=14Bav D 正确。故选 BD。8、如图所示，在光滑的水平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区域，磁场宽度均为L。一个边长为L、电阻为R的单匝正方形金属线框，在水平外力作用下沿垂直磁场方向运动，从如图实线位置I进入磁场开始到线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的位置II时，线框的速度始终为v，则下列说法正确的是（）A在位置 II 时外力为222 B在位置 II 时线框中的电功率为4222 C此过程中产生的电能为323 D此过程中通过导线横截面的电荷量为2 答案：BC 解析：A在位置时，根据右手定则知线框左右边同时切割磁感线产生的电流同向，所以总电流 =2 线框左右边所受安培力的方向均向左，所以 12 =2 得 =422 故 A 错误；B此时线框中的电功率为 =4222 故 B 正确；C金属线框从开始至位移为L的过程，产生的电能 =121=()2=23 从位移为L到为32 的过程，产生的电能 =22=(2)22=223 所以整个过程产生的电能为323，故 C 正确；D此过程穿过线框的磁通量的变化为 0，通过线框横截面的电荷量为 =0 故 D 错误。故选 BC。填空题 9、均匀导线制成的单匝正方形闭合线框，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，且边始终与水平的磁场边界平行。当边刚进入磁场时，则线框中产生的感应电流的方向为_选填“顺时针”或“逆时13 针”）；线框中产生的感应电流的大小为_；两点间的电势差大小_；答案：逆时针 2 3BL24 解析：1当边刚进入磁场时，线框中磁通量增加，根据楞次定律可知则线框中产生的感应电流的方向为逆时针。2边刚进入磁场时，根据动能定理，有 =122 根据法拉第电磁感应定律，有 =根据闭合电路欧姆定律，有 =联立，可得 =2 3两点间的电势差大小为 =34=342 14 10、小明同学用如图所示的实验装置探究产生感应电流的条件。将小线圈A插入大线圈B中不动，当开关 S 闭合或断开时，电流表中_电流通过；而开关 S 一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中_电流通过。（均选填“有”或“无”）答案：有 无 解析：1开关闭合、断开时，A线圈中电流变化，从而引起穿过大线圈B的磁通量变化，产生了感应电流；2 开关 S 一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，A线圈中电流不变，穿过大线圈B的磁通量不变，没有感应电流。11、小明同学用如图所示的实验装置探究产生感应电流的条件。将小线圈A插入大线圈B中不动，当开关 S 闭合或断开时，电流表中_电流通过；而开关 S 一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中_电流通过。（均选填“有”或“无”）答案：有 无 解析：1开关闭合、断开时，A线圈中电流变化，从而引起穿过大线圈B的磁通量变化，产生了感应电流；2 开关 S 一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，A线圈中电流不变，穿过大线圈B的磁通量不变，没有感15 应电流。