2020届高考物理二轮复习刷题首选卷专题十一电磁感应精练(含解析)

专题十一 电磁感应

『经典特训题组』

1．(多选) 如图所示，半径为2r的弹性螺旋线圈内有垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，磁场区域的半径为r，已知弹性螺旋线圈的电阻为R，线圈与磁场区域共圆心，则以下说法中正确的是( )

A．保持磁场不变，线圈的半径由2r变到3r的过程中，有顺时针的电流 B．保持磁场不变，线圈的半径由2r变到0.5r的过程中，有逆时针的电流

kπr2C．保持半径不变，使磁场随时间按B＝kt变化，线圈中的电流为

R2kπrD．保持半径不变，使磁场随时间按B＝kt变化，线圈中的电流为

2

R答案 BC

解析 保持磁场不变，线圈的半径由2r变到3r的过程中，穿过线圈的磁通量不变，所以在线圈中没有感应电流产生，A错误；保持磁场不变，线圈的半径由2r变到0.5r的过程中，线圈包含磁场的面积变小，磁通量变小，根据楞次定律可知，线圈中产生逆时针的感应电流，B正确；保持半径不变，使磁场随时间按B＝kt变化，磁场增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈中产生顺时针的感应电流，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆ΔΦ

EΔtΔBSSπr2

定律可得感应电流为：I＝＝＝＝k＝k，C正确，D错误。

RRΔtRRR2．(多选)如图所示电路中，A、B为两个相同灯泡，L为自感系数较大、电阻可忽略不计的电感线圈，C为电容较大的电容器，下列说法中正确的有( )

A．接通开关S，A立即变亮，最后A、B一样亮 B．接通开关S，B逐渐变亮，最后A、B一样亮 C．断开开关S，A、B都立刻熄灭 D．断开开关S，A立刻熄灭，B逐渐熄灭

答案 ABD

解析 接通开关S，电容器C充电，相当于导线导通，电流流过A，因此A立即变亮，由于充电电流越来越小，当电容器C充电完毕后，其所在支路相当于断路，当电流流过电感线圈L时，线圈由于产生相反方向的自感电动势，阻碍电流的增大，所以通过B的电流逐渐增大，故B逐渐变亮，当闭合足够长时间后，电容器C所在支路无电流，相当于断路，通过电感线圈L的电流稳定后，L相当于导线，此时A、B形成串联回路，A、B一样亮，A、B正确；当S闭合足够长时间后再断开时，A立刻熄灭，L中产生自感电动势，且电容器放电，此时电容器C、电感线圈L和灯泡B构成回路，故B会逐渐熄灭，C错误，D正确。

3．如图所示，正方形导线框abcd放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。下列选项中能表示线框的ab边受到的安培力F随时间t的变化关系的是(规定水平向左为力的正方向)( )

答案 A

解析 0～1 s：磁场方向向里且均匀减小，由楞次定律可得，线圈中产生顺时针方向的ΔΦ

感应电流，由E＝可知，产生的感应电动势恒定，电流恒定，所以ab边受到的安培力FA

Δt＝BIL均匀减小，由左手定则可知，安培力方向向左，即为正；1～3 s：磁场方向向外且均匀ΔΦ增大，由楞次定律可得，线圈中产生顺时针方向的感应电流，由E＝可知，产生的感应电Δt动势恒定，电流恒定，所以ab边受到的安培力FA＝BIL均匀增大，由左手定则可知，安培力方向向右，即为负；3～5 s：磁场方向向外且均匀减小，由楞次定律可得，线圈中产生逆时针方向的感应电流，由E＝

ΔΦ

可知，产生的感应电动势恒定，电流恒定，所以ab边受到的Δt安培力FA＝BIL均匀减小，由左手定则可知，安培力方向向左，即为正。综合上述分析可知A

正确。

4．如图，倾角为θ的光滑斜面上存在着两个磁感应强度大小相同的匀强磁场，其方向一个垂直于斜面向上，一个垂直于斜面向下，它们的宽度均为L。一个质量为m、边长也为L的正方形线框以速度v进入上部磁场恰好做匀速运动，ab边在下部磁场运动过程中再次做匀速运动。重力加速度为g，则( )

A．在ab边进入上部磁场过程中线框的电流方向为abcba B．当ab边刚越过边界ff′时，线框的加速度为gsinθ 1

C．当ab边进入下部磁场再次做匀速运动时速度为v

4

D．从ab边进入磁场到ab边进入下部磁场再次做匀速运动的过程中，减少的动能等于线框中产生的焦耳热

答案 C

解析 根据楞次定律可知，在ab边进入上部磁场过程中的电流方向为adcba，A错误；

B2L2v当线圈在上半部分磁场中匀速运动时：F安＝mgsinθ＝，当ab边刚越过边界ff′时，由

R于线圈的ab边和cd边产生同方向的电动势，则回路的电动势加倍，感应电流加倍，每个边受到的安培力加倍，则此时由牛顿第二定律有：4F安－mgsinθ＝ma，解得此时线框的加速度2BLv′

为a＝3gsinθ，B错误；当ab边进入下部磁场再次做匀速运动时：2BL＝mgsinθ，解

R1

得v′＝v，C正确；由能量关系可知，从ab边进入磁场到ab边进入下部磁场再次做匀速运

4动的过程中，线框减少的动能与重力势能之和等于线框中产生的焦耳热，D错误。

5. 如图所示，等腰直角三角形区域内有垂直于纸面向内的匀强磁场，左边有一形状完全相同的等腰直角三角形导线框，线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域，规定线框中感应电流沿逆时针方向为正方向，线框刚进入磁场区域时感应电流为i0，直角边长为L。其感应电流i随位移x变化的图象正确的是( )

答案 C

解析 在线框进入磁场的过程中，位移x为0～L的过程中，磁通量先增大后减小，所以感应电流方向先是逆时针，后是顺时针，当线框的右边和斜边切割长度相等时感应电流为零，接着又反向增大，在x＝L时的位置如图所示，

以后有效切割长度逐渐减小到零，则感应电动势逐渐减小到零，感应电流逐渐减小到零。当x＝0时，感应电流大小为i0＝

BLv，方向沿逆时针方向，为正值；当x＝L时，感应电流大RLB·v小为i＝

2

R＝，方向沿顺时针方向，为负值，所以C正确，A、B、D错误。 2

i0

6. (2019·山西晋城一模)(多选)如图所示，U形光滑金属导轨与水平面成37°角倾斜放置，现将一金属杆垂直放置在导轨上且与两导轨接触良好，在与金属杆垂直且沿着导轨向上的外力F的作用下，金属杆从静止开始做匀加速直线运动。整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，外力F的最小值为8 N，经过2 s金属杆运动到导轨最上端并离开导轨。已知U形金属导轨两轨道之间的距离为1 m，导轨电阻可忽略不计，金属杆的质量为1 kg、电阻为1 Ω，磁感应强度大小为1 T，重力加速度g＝10 m/s，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。下列说法正确的是( )

2