2022届高中物理电磁感应必考知识点归纳.pdf

1 (每日一练每日一练)2022)2022 届高中物理电磁感应必考知识点归纳届高中物理电磁感应必考知识点归纳 单选题 1、如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为，一电容为C的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略所有电阻，下列说法正确的是（）A通过金属棒的电流为22tan B金属棒到达0时，电容器极板上的电荷量为0tan C金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电 D金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定 答案：A 解析：C根据楞次定律可知电容器的上极板应带正电，C 错误；A由题知导体棒匀速切割磁感线，根据几何关系切割长度为 L=2xtan，x=vt 2 则产生的感应电动势为 E=2Bv2ttan 由题图可知电容器直接与电源相连，则电容器的电荷量为 Q=CE=2BCv2ttan 则流过导体棒的电流 I=2BCv2tan A 正确；B当金属棒到达x0处时，导体棒产生的感应电动势为 E=2Bvx0tan 则电容器的电荷量为 Q=CE=2BCvx0tan B 错误；D由于导体棒做匀速运动则 F=F安=BIL 由选项 A 可知流过导体棒的电流I恒定，但L与t成正比，则F为变力，再根据力做功的功率公式 P=Fv 可看出F为变力，v不变则功率P随力F变化而变化；D 错误；故选 A。小提示：2、如图所示，光滑的水平桌面上放着a和b两个完全相同的金属环。如果一条形磁铁的 N 极竖直向下迅速靠3 近两环，则（）Aa、b两环均静止不动 Ba、b两环互相靠近 Ca、b两环互相远离 Da、b两环均向上跳起 答案：C 解析：当条形磁铁的 N 极竖直向下迅速靠近两环时，两环中的磁通量增大，根据楞次定律可知两环中的感应电流将阻碍这种变化，于是相互远离。故选 C。3、如图 1 所示，将一金属圆环用绝缘细线悬挂起来，圆环的下半部分处在垂直于圆环平面的水平匀强磁场之中，磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图 2 所示，规定垂直纸面向里为正方向。金属圆环始终保持静止，则下列图像中可能正确反映细线中张力T随时间t变化情况的是（）AB 4 CD 答案：A 解析：BCD磁感应强度在 01 内，由于磁感应强度垂直纸面向里为正方向，则磁场垂直纸面向里且大小均匀增大，所以由楞次定律可得线圈感应电流是逆时针，根据左手定则判断出圆环的下半部分所受安培力的方向向上，根据法拉第电磁感应定律得线圈感应电流是不变的，线框受重力、拉力和安培力，根据平衡条件得细线的拉力 =安=由于磁感应强度B随时间均匀增大，所以圆环的下半部分所受安培力均匀增大，所以细线的拉力F随时间均匀减小，选项 BCD 错误；A磁感应强度在 12 内，磁场不变，则没有感应电流，细线的拉力 =而磁感应强度在 23 内，磁感应强度B垂直纸面向里且随时间均匀减小，同理可知感应电流方向为顺时针，圆环的下半部分所受安培力的方向向下，所以细线的拉力 =+安=+由于磁感应强度B随时间均匀减小，所以圆环的下半部分所受安培力均匀减小，所以细线的拉力F随时间均匀减小；磁感应强度在 34 内，磁感应强度B垂直纸面向外且随时间均匀增大，感应电流方向为顺时针，圆环的下半部分所受安培力的方向向上，所以细线的拉力 =-安=-由于磁感应强度B随时间均匀增大，所以圆环的下半部分所受安培力均匀增大，所以细线的拉力F随时间均匀减小。选项 A 正确。5 故选 A。4、在如图所示的电路中，、为两个完全相同的灯泡，为自感线圈，为电源，为开关，关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（）A合上开关，先亮，后亮；断开开关，、同时熄灭 B合上开关，先亮，后亮；断开开关，先熄灭，后熄灭 C合上开关，先亮，后亮；断开开关，、同时熄灭 D合上开关，、同时亮；断开开关，先熄灭，后熄灭 答案：C 解析：当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，根据楞次定律来分析两灯亮暗顺序 由图可以看出，a、b 灯泡在两个不同的支路中，对于纯电阻电路，不发生电磁感应，通电后用电器立即开始正常工作，断电后停止工作但对于含电感线圈的电路，在通电时，线圈产生自感电动势，对电流的变化有阻碍作用。则合上开关，b 先亮，a 后亮当断开电键时，线圈中产生自感电动势，由 a、b 及电感线圈组成一个回路，两灯同时逐渐熄灭故 C 正确 故选 C【点评】对于线圈要抓住这个特性：当电流变化时，线圈中产生自感电动势，相当于电源，为回路提供瞬间的电流 6 5、如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距为L，与水平面成 角，上端接入阻值为R的电阻。导轨平面区域有垂直导轨平面向上磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m的金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好。不计导轨及金属棒ab的电阻，则金属棒ab沿导轨下滑过程中（）A金属棒ab将一直做加速运动 B通过电阻R的电流方向为从Q到N C金属棒ab的最大加速度为gsin D电阻R产生的焦耳热等于金属棒ab减少的重力势能 答案：C 解析：A.金属棒ab先做加速运动，后做匀速运动，A 错误；B.根据右手定则，通过电阻R的电流方向为从N到Q，B 错误；C.金属棒速度等于零时，加速度最大，根据牛顿第二定律 sin=解得 =sin C 正确；D.根据能量守恒定律，电阻R产生的焦耳热等于金属棒ab减少的机械能，D 错误。故选 C。7 多选题 6、如图所示，长直导线MN中通有竖直向上的电流I，其附近有一个矩形线框ABCD，线框与导线始终在同一个平面内。则下列说法中正确的是（）A若I恒定，将矩形线框向右平移，线框内产生ABCDA方向的感应电流 B若I恒定，将导线MN向左平移，线框内产生ADCBA方向的感应电流 C若使MN中的电流突然为零，线框内产生ADCBA方向的感应电流 D若使MN中的电流突然反向，线框内产生ABCDA方向的感应电流 答案：AD 解析：A若I恒定，根据右手螺旋定则可知，导线右侧磁场垂直纸面向里，且离导线越远磁场越弱，将矩形线框向右平移，则穿过线框的磁通量向里且逐渐减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线框内产生的感应电流方向是ABCDA，A 正确；B若I恒定，将导线MN向左平移，则穿过线框的磁通量向里且逐渐减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线框内产生的感应电流方向是ABCDA，B 错误；C若使MN中的电流突然为零，则穿过线框的磁通量向里且减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线框内产生的感应电流方向是ABCDA，选项 C 错误；D若使MN中的电流突然反向，则穿过线框的磁通量由向里变为向外，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线框中产生的感应电流方向是ABCDA，D 正确。故选 AD。8 7、如图所示，在倾角为 的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域区域的磁场方向垂直斜面向上，区域的磁场方向垂直斜面向下，磁场边界 MN、PQ、GH 均平行于斜面底边，MP、PG 的长度均为L一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，下滑过程中ab边始终与斜面底边平行t1时刻ab边刚越过 GH 进入磁场区域，此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到 PQ 与 MN 的中间位置，此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A当 ab 边刚越过 PQ 时，导线框的加速度大小为a=3gsin B导线框两次做匀速直线运动的速度之比 v1：v2=2：1 C从t1到t2的过程中，导线框克服安培力做的功等于机械能的减少量 D从t1到t2的过程中，有(1222)2的机械能转化为电能 答案：AC 解析：A当ab边刚越过PQ时，线框的速度仍为v1，由于两个边的切割磁感线的电动势方向相同，故电流增加为 2倍，ab和cd边均受到向上的安培力，此时 2 (21)sin=故加速度 =3sin 故 A 正确；9 B第一次，根据平衡条件，有 sin 221=0 第二次，根据平衡条件，有 sin 2 (22)=0 联立解得 1:2=4:1 故 B 错误；C从t1到t2的过程中，根据功能关系，导线框克服安培力做功的大小等于机械能的减少，故 C 正确；D从t1到t2的过程中，有12121222+的机械能转化为电能，故 D 错误。故选 AC。8、如图甲所示，虚线是斜面上平行于斜面底端的一条直线，上方存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。=0时刻将一单匝正方形导体框自与距离=1m处由静止释放，直至导体框完全穿出磁场的过程中其速度一时间图像如图丙所示。已知斜面倾角=37，导体框与斜面间的动摩擦因数=0.5，运动中导体框底边与始终平行，导体框质量=2kg，电阻=2，边长=2m，重力加速度=10m/s2。设从释放至导体框穿出磁场的过程中，整个导体框所受安培力大小为F，回路中产生的焦耳热的功率为P，通过导体框的电流为I，导体框的机械能为E（释放处=0），沿斜面下滑的位移为x，则下列图像正确的是（）10 AB CD 答案：AD 解析：A01s 内，根据感生电动势=，得 =4V 由于上下两个边均切割磁感线因此动生电动势为 0；回路中感应电流沿顺时针方向，导体框所受安培力对边相抵 =0 根据功能关系得：从开始到=1m处过程中导体框所受安培力合力为 0，做匀加速直线运动，加速度 =sin cos 解得 =2m/s2 1s 末速率 =2m/s 位移 11 1=122=1m 之后磁感应强度B不变 安=22=4N，安=sin cos 导体框开始匀速穿出磁场，故 A 正确；B01s 内 1=2 解得 1=8W 恒定不变，故 B 错误；C01s 内，通过导体框的电流 =2A 故 C 错误；D01s 内导体框机械能满足 =0 cos，0=0 即 =8 =1m处 1=8J 从=1m到=3m处过程中满足 =1(cos+)(1)12 解得 =4 12 =3m处时 2=32J 故 D 正确。故选 AD。填空题 9、如图所示，条形磁铁 A 沿竖直方向插入线圈 B 的过程中，电流表 G 的指针_（选填“不偏转”或“偏转”）；若条形磁铁 A 在线圈 B 中保持不动，电流表 G 的指针_。（选填“不偏转”或“偏转”）答案：偏转 不偏转 解析：略 10、如图所示，光滑绝缘水平面上，一正方形线圈以初速度0进入一匀强磁场，磁场宽度大于线圈的宽度。当线圈完全离开磁场区域时，其速度大小变为130，在进入磁场跟离开磁场的过程中，通过线圈横截面的电荷量之比为_，线圈产生的热量之比为_。13 答案：11 53 解析：1由法拉第电磁感应定律可得=设回路电阻为R，感应电流=通过线圈横截面的电荷量 =联立可得 =进、出磁场过程中，磁通量的变化量相同，故通过线圈横截面的电荷量之比为 11。2线圈进入磁场时产生的瞬时感应电动势E=BLv，电流为 =取极端时间，速度变为v1，以运动方向为正方向，由动量定理可得 =1 0 联立可得 22=1 0 又=，代入可得 14 22=1 0 同理，线圈离开磁场时满足 22=130 1 进、出磁场时的位移相同，故 1 0=130 1 可解得进入磁场时的速度为=230，进出磁场过程中由能量守恒可得产生的热量分别为 1=120212(230)2 2=12(230)212(130)2 对比可得12=53。11、某实验小组利用如图所示的电路，研究“通电自感和断电自感”现象。已知L1和L2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在开关S接通时，观察到的现象为_，开关S断开时，观察到的现象为_。A灯泡L1比灯泡L2先达到最亮 B灯泡L2比灯泡L1先达到最亮 C灯泡L1比灯泡L2先暗 15 D灯泡L2比灯泡L1先暗 答案：A D 解析：1电键接通瞬间，电路中迅速建立了电场，立即产生电流，但线圈中产生自感电动势，阻碍电流的增加，故开始时通过灯泡L1的电流较大，故灯泡L1较亮；电路中自感电动势阻碍电流的增加，但不能阻止电流增加，电流稳定后，因L阻值与R相同，则两个灯泡一样亮，故选 A；2电键断开瞬间，电路中电流要立即减小零，但线圈中会产生很强的自感电动势，与灯泡L1构成闭合回路放电，故断开时灯泡L2比灯泡L1先暗，故选 D；