专题12 电磁感应-【典型题型】2024年高考物理二轮复习突破典型题型之选择题

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专题12.电磁感应-突破典型题型之电磁学选择题（2024届高考物理二轮复习）

一、单选题
1．如图所示，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场中。电路通过电刷c、d分别与圆盘的边缘和铜轴接触良好，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻为R，先将开关闭合，待圆盘转速稳定后再断开开关，不计一切摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．闭合开关时，从上往下看圆盘逆时针转动
B．闭合开关转速稳定时，流过圆盘的电流不为零
C．断开开关时，a点电势低于b点电势
D．断开开关后，流过电阻R上的电流方向与原电流方向相反
【答案】C
【解析】A．闭合开关时，圆盘内电流方向从圆盘中心沿半径向边缘流动，根据左手定则得从上往下看圆盘顺时针转动，故A错误；
B．闭合开关转速稳定时，因为圆盘在转动的过程中产生电动势，相当于电源提供的电流和圆盘转动切割磁感线产生的电流相互抵消，所以流过圆盘的电流为零，故B错误；
C．断开开关时，因为圆盘在顺时针转动的过程中产生电动势，相当于电源，由右手定则可知回路中电流方向在电阻R上从b流向a，所以a点电势低于b点电势，故C正确；
D．闭合开关时，由电路可知流过电阻R上的电流方向从b流向a，断开开关后，流过电阻R上的电流方向从b流向a，与原电流方向相同，故D错误。
故选C。
2．如图所示，空间中存在竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场。边长为的正方形线框的总电阻为。除边为硬质金属杆外，其它边均为不可伸长的轻质金属细线，并且边保持不动，杆的质量为。将线框拉至水平后由静止释放，杆第一次摆到最低位置时的速率为。重力加速度为，忽略空气阻力。关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A．端电势始终低于端电势
B．杆中电流的大小、方向均保持不变
C．安培力对杆的冲量大小为
D．安培力对杆做的功为
【答案】C
【解析】A．根据题意，由右手定则可知，杆切割磁感线产生的感应电流方向为，则端电势始终高于端电势，故A错误；
B．根据题意可知，杆运动过程中，垂直磁场方向的分速度大小发生变化，则感应电流大小变化，故B错误；
C．安培力对杆的冲量大小为
又有、和，可得
则培力对杆的冲量大小为
故C正确；
D．根据题意，设安培力对杆做的功为，由动能定理有
解得
故D错误。
故选C。
3．如图所示，间距为L且足够长的金属导轨固定在水平面上，导轨电阻与长度成正比，竖直向下的匀强磁场范围足够大，磁感应强度为B。导轨左端用导线连接阻值为R的定值电阻，阻值为R的导体棒垂直于导轨放置，与导轨接触良好。导体棒从导轨的最左端以速度v匀速向右运动的过程中（ ）
A．回路中的电流逐渐变大
B．回路中电流方向沿顺时针（俯视）
C．导体棒两端的电压大小为BLv
D．导轨的发热功率先变大后变小
【答案】D
【解析】A．导体棒匀速运动切割磁感线，则可知产生的感应电动势为
为定值，而导轨电阻与长度成正比，设单位长度导轨的电阻为，则可知运动距离，导轨的电阻为
而
故导轨的电阻可表示为
由闭合电路的欧姆定律可得回路中的电流为
则可知回路中的电流逐渐减小，故A错误；
B．根据楞次定律结合安培定则可知，回路中电流方向沿逆时针（俯视），故B错误；
C．切割磁感线的导体相当于电源，则可知导体棒两端的电压即为路端电压，根据串联电路的特点可得导体棒两端的电压为
故C错误；
D．令导轨的电阻为，将回路中的定值电阻并入电源的内阻，则电源的等效内阻为，此时导轨的热功率就等于电源的输出功率，而电源的输出功率为
则可知，当
时，导轨的热功率达到最大值，且最大值为，因此可知导轨的发热功率先变大后变小，故D正确。
故选D。
4．1831年，法拉第发明了第一台发电机，示意图如下。半径为的铜盘安装在金属轴上，其边缘置于一个磁铁两极之间的狭缝里，铜盘边缘与轴通过导线与检流计连接。铜盘以周期匀速旋转，检流计中有电流通过。已知狭缝沿半径方向的长度为，狭缝间为匀强磁场，磁感应强度为，忽略狭缝之外的磁场，下列说法正确的是（ ）
A．检流计中电流方向从向
B．若铜盘旋转方向和磁场方向同时反向，则检流计中电流方向也反向
C．铜盘产生的电动势为
D．铜盘产生的电动势为
【答案】C
【解析】A．根据右手定则可知，检流计中电流方向从P向Q，故A错误；
B．根据右手定则可知，若铜盘旋转方向和磁场方向同时反向，则检流计中电流方向不变，故B错误；
CD．铜盘产生的电动势为
故C正确D错误。
故选C。
5．磁悬浮列车是高速低耗交通工具，如图（a）所示，它的驱动系统简化为如图（b）所示的物理模型。固定在列车底部的正方形金属线框的边长为L。匝数为N。总电阻为R；水平面内平行长直导轨间存在磁感应强度均为B、方向交互相反、边长均为L的正方形组合匀强磁场。当磁场以速度v匀速向右移动时，可驱动停在轨道上的列车。在悬浮状态下，列车运动时受到恒定的阻力，则（ ）

A．图示时刻线框中感应电流沿逆时针方向
B．列车刚启动时线框中的感应电动势大小为
C．列车速度为v'时线框受到的安培力大小为
D．列车的最大速度为
【答案】D
【解析】A．线框相对磁场向左运动，根据右手定则可知图示时刻线框中感应电流沿顺时针方向，A错误；
B．列车刚启动时线框中的感应电动势大小为
选项B错误；
C．由于前后两个边产生的感应电动势顺次相加，根据法拉第电磁感应定律
列车速度为v'时线框受到的安培力大小为

C错误；
D．当达到最大速度时
F=f
即
解得最大速度
选项D正确。
故选D。
6．如图所示为某精密电子器件防撞装置，电子器件T和滑轨PQNM固定在一起，总质量为，滑轨内置匀强磁场的磁感应强度为B。受撞滑块K套在PQ，MN滑轨内，滑块K上嵌有闭合线圈abcd，线圈abcd总电阻为R，匝数为n，bc边长为L，滑块K（含线圈）质量为，设T、K一起在光滑水平面上以速度向左运动，K与固定在水平面上的障碍物C相撞后速度立即变为零。不计滑块与滑轨间的摩擦作用，ab大于滑轨长度，对于碰撞后到电子器件T停下的过程（线圈bc边与器件T未接触），下列说法正确的是（ ）

A．线圈中感应电流方向为abcda
B．线圈受到的最大安培力为
C．电子器件T做匀减速直线运动
D．通过线圈某一横截面电荷量为
【答案】B
【解析】A．根据安培右手定则可知线圈中感应电流方向为adcba，故A错误；
B．产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律
受到的安培力为
联立可得线圈受到的最大安培力为
F=
故B正确；
C．根据牛顿第二定律可得
F=ma
即
可知电子器件T做加速度减小的减速直线运动，故C错误；
D．对T根据动量定理
其中
联立可得通过线圈某一横截面电荷量为
q=
故D错误。
故选B。
7．如图所示，间距为L的两平行金属导轨ab、cd水平放置，b、d两端通过导线连接一阻值为R的定值电阻.电阻为、长为L的金属棒MN垂直导轨放置。整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向下匀强磁场中，金属导轨及导线的电阻均忽略不计。当金属棒MN在外力作用下以速度v匀速运动时（金属棒与导轨始终垂直且接触良好），b、d两端的电压为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】金属棒水平向右运动过程切割磁感线，产生感应电动势
金属棒相当于电源，金属棒和定值电阻组成闭合回路，电流
b、d两端的电压为
故选C。
8．如图所示，两电阻不计的光滑平行导轨水平放置，部分的宽度为部分的宽度为，金属棒和的质量分别为和，其电阻大小分别为和，a和分别静止在和上，垂直于导轨且相距足够远，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现对金属棒施加水平向右的恒力，两棒运动时始终保持平行且总在上运动，总在上运动，经过足够长时间后，下列说法正确的是（ ）
A．回路中的感应电动势为零
B．流过金属棒的电流大小为
C．金属棒和均做匀速直线运动
D．金属棒和均做加速度相同的匀加速直线运动
【答案】B
【解析】ACD．对ab整体分析，由于受恒定拉力作用，则经过足够长时间后最终达到稳定状态，此时回路中的感应电动势保持恒定，则回路中的电流恒定，设两棒的加速度为aa、ab，有
由于电动势恒定，则对上式两边求变化率有
则可得
故ACD错误；
B．根据受力分析，由牛顿第二定律得
联立解得
由于金属棒a，b串联，则流过a的电流大小也为，故B正确。
故选B。
9．如图所示，相距为足够长的光滑平行金属导轨、水平放置，在两导轨间左侧连接一阻值为的定值电阻，右侧连接一最大阻值为的滑动变阻器.两导轨间存在着竖直向下的匀强磁场.一长为、电阻值为的导体棒在外力作用下以速度匀速向右运动.金属导轨电阻不计，导体棒与两导轨接触良好且始终垂直.现缓慢滑动的滑片，使接入电路中的阻值从0开始逐渐增大。下列说法正确的是（ ）
A．中的电流方向为到，且电流大小逐渐增大
B．当接入电路中的阻值时，中的电流最大且为
C．当接入电路中的阻值时，两电阻、的电功率之和最大且为
D．当接入电路中的阻值时，拉力的功率为
【答案】C
【解析】AB．根据右手定则可知，中的电流方向为到，接入电路中的阻值从0逐渐增大，电路总电阻也逐渐增大，由闭合电路欧姆定律
可知中电流逐渐减小，根据
可知，导体棒两端的电压即路端电压逐渐增大，根据
可知，中的电流逐渐增大，当接入电路中的阻值时，中的电流最大且为
解得
A、B错误；
C．当时，外电路总电阻
与电源内阻相等，此时电源输出功率最大且为
C正确；
D．导体棒匀速运动时，拉力的功率等于克服安培力的功率，也等于电路中的总电功率，当滑动变阻器接入电路中的阻值时，有
，
根据法拉第电磁感应定律及闭合电路欧姆定律﹐干路电流为
求得拉力的功率为
D错误。
故选C。
10．如图所示，倾角的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面上间距的两平行虚线和之间有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度。现有一质量，总电阻，边长也为的正方形金属线圈有一半面积位于磁场中，现让线圈由静止开始沿斜面下滑，下滑过程中线圈MN边始终与虚线保持平行，线圈的下边MN穿出时开始做匀速直线运动。已知，，线圈与斜面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取，下列说法错误的是（ ）

A．线圈进入磁场和从磁场出去的过程中产生的感应电流方向相反
B．线圈做匀速直线运动时的速度大小为
C．线圈速度为时的加速度为
D．线圈从开始运动到通过整个磁场的过程中产生的焦耳热为3J
【答案】D
【解析】A．由楞次定律，线圈进入磁场的过程中产生的感应电流方向为MQPNM，线圈从磁场出去的过程中产生的感应电流方向为MNPQM，A正确；
B．线圈做匀速直线运动时，由平衡条件，则沿斜面有
其中
两式联立得
B正确；
C．线圈速度为时，沿斜面由牛顿第二定律
解得
C正确；
D．线圈从开始运动到通过整个磁场的过程中能量守恒，则有
代入数据解得
D错误。
本题选择错误的，故选D。
11．外环线圈中通有正弦交流电，它产生的磁场会与所遇的金属物发生作用，导致金属物自身也会产生微弱的电流，来自金属物的磁场进入内环线圈被接收到后，检测器会发出报警声。若外环线圈某时刻产生向下且增强的磁场，则下列说法中正确的是（ ）

A．此时金属物产生的感应磁场的方向竖直向下
B．此时金属物中的涡流从上往下看是沿顺时针方向
C．金属物发出的磁场穿过内环线圈时，内环线圈会产生微弱的电流
D．金属物发出磁场是一种电磁感应现象
【答案】C
【解析】AB．由题知探测器发射线圈发出的磁场竖直向下且增强，根据楞次定律可确定金属物中感应电流产生的磁场方向应竖直向上，用安培定则可判断金属物中的感应电流的方向，从上往下看是逆时针方向，故AB错误；
C．金属物发出的磁场穿过接收线圈时，会引起接收线圈产生微弱的电流，使探测器报警，故C正确；
D．金属物发出磁场是因为金属物内有电流产生，电流周围存在磁场，是电流的磁效应现象，故D错误。
故选C。
12．如图甲所示是磁电式电流表的结构示意图，极靴和铁质圆柱间的磁场均匀辐向分布，面积为S的矩形线圈绕在铝框上，线圈a、b边所在处的磁感应强度大小均为B，当线圈中通电流时，a、b边所受安培力F方向如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．穿过线圈的磁通量为BS
B．流经线圈a边的电流方向垂直纸面向外
C．由于铝框涡流作用导致电流测量不准确
D．若增大线圈的匝数保持通入电流不变，则电流表指针偏角变大
【答案】D
【解析】A．线圈在磁场中，由对称性可知，穿过线圈的磁通量为0，选项A错误；
B．由左手定则可知，流经线圈a边的电流方向垂直纸面向里，选项B错误；
C．铝框实际上与线圈是彼此绝缘的，而且指针稳定时，铝框中没有感应电流，无从谈起对线圈中电流的影响，选项C错误。
D．若增大线圈的匝数保持通入电流不变，则线圈的ab两边受的安培力变大，则电流表指针偏角变大，选项D正确。
故选D。
13．如图所示，假设“天宫一号”正以速度绕地球做匀速圆周运动，运动方向与其太阳帆板两端相距的、的连线垂直，太阳帆板视为导体。飞经某处时的地磁场磁感应强度垂直于所在平面的分量为，若此时在太阳帆板上将一只“”的小灯泡与相连构成闭合电路（图中未画出），太阳帆板内阻不可忽略。则（ ）
A．此时两端间的电势差为0
B．此时小灯泡恰好能正常发光
C．“天宫一号”绕行过程中受到电磁阻尼
D．“天宫一号”在南、北半球水平飞行时端的电势始终高于端
【答案】C
【解析】AB．小灯泡与相连构成闭合回路，它们一起在磁场中做切割磁感线运动，闭合回路的磁通量不变，回路中不产生感应电流，小灯泡不工作，间感应电动势大小为
代入数据得
此时两端间的电势差不为0，绝对值为1.5V。太阳帆板存在内阻小灯泡不能正常发光，故AB错误；
C．导体在磁场中做切割磁感线运动，受到电磁阻尼，故C正确；
D．地磁场磁感应强度垂直于所在平面的分量在南、北半球方向相反，所以“天宫一号”在南、北半球水平飞行时间感应电动势方向相反，故D错误。
故选C。
14．如图所示，将一金属小球用长为l的绝缘细绳悬挂在O点，直线PQ下方存在匀强磁场（图中未画出，O点到PQ的距离小于l）。将小球拉离磁场一定高度处由静止释放，不考虑空气阻力，则（ ）

A．小球在左、右两侧摆起的最大高度相同
B．小球最终将在磁场中摆动
C．小球运动到最低点时，细绳的张力始终不变
D．小球进出磁场的过程中，安培力可能做正功
【答案】B
【解析】A．小球每次在进出磁场过程中，因产生电磁感应，一部分机械能转化为焦耳热，左右两侧摆起的最大高度不相同，故A错误；
B．小球每次只在进出磁场过程中损失机械能，当全部进入匀强磁场后，因磁通量不变，故不产生感应电流，最终将在磁场区域内左右摆动，故B正确；
C．小球每次在进出磁场过程中要消耗机械能，运动到最低点时速度不同，细绳的张力发生改变，故C错误；
D．由楞次定律知，小球每次在进出磁场过程中，安培力一定做负功，故D错误。
故选B。
二、多选题
15．如图，间距为L的MN和PQ间有垂直于光滑水平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B。一个直径为L、电阻为R、质量为m的金属圆环在水平面内以一定的速度进入磁场，当圆环刚好有一半在磁场中时，圆环的速度大小为，方向与PQ垂直，则此时（ ）

A．圆环中有沿顺时针方向的感应电流B．圆环中有沿逆时针方向的感应电流
C．圆环运动加速度与速度方向相反D．圆环中感应电流大小为
【答案】ACD
【解析】AB．当圆环刚好有一半在磁场中时，穿过线圈向外的磁通量增大，根据楞次定律判断可知，线圈中感应电流的方向都是沿顺时针方向，故A正确，B错误；
C．根据楞次定律可知，磁场力阻碍圆环的运动，则圆环运动加速度与速度方向相反，故C正确；
D．当圆环刚好有一半在磁场中时，切割磁感线的有效长度为L，根据法拉第电磁定律
故D正确。
故选ACD。
16．如图甲所示为某手机的无线充电示意图。规定从上向下看逆时针方向为电流的正方向，当送电线圈通过图乙所示的电流时，下列说法正确的是（ ）

A．时刻，受电线圈的电流最大
B．时刻，受电线圈的磁通量最大
C．时间内，受电线圈与送电线圈中电流方向相同
D．时间内，受电线圈中电流产生的磁场方向与图示磁场方向相反
【答案】ABD
【解析】A．时刻，送电线圈电流变化率最大，磁通量变化最快，受电线圈的感应电流最大，故A正确；
B．时刻，送电线圈电流最大，产生的磁场最强，受电线圈的磁通量最大，故B正确；
C．时间内，送电线圈中电流反向增大，则产生的磁场方向与图示方向相反，磁感应强度增强，通过受电线圈的磁通量增加，根据楞次定律结合安培定则可知，该段时间内受电线圈中电流方向与送电线圈中相反，故C错误；
D．时间内，送电线圈中电流反向减小，则产生的磁场方向与图示方向相反，磁感应强度减小，通过受电线圈的磁通量减小，根据楞次定律，该段时间内受电线圈中感应磁场方向与送电线圈中磁场方向相同，即与图示磁场方向相反，故D正确。
故选ABD。
17．法拉第制作了最早的圆盘发电机，如图甲所示。兴趣小组仿制了一个金属圆盘发电机，按图乙连接电路。圆盘边缘与电刷P紧贴，用导线把电刷P与电阻R的a端连接，圆盘的中心轴线O与电阻R的b端连接。将该圆盘放置在垂直于盘面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。使圆盘以角速度ω匀速转动，转动方向如图乙所示。已知圆盘半径为L，除电阻R外其他电阻不计。下列说法正确的是（ ）

A．通过电阻R的电流方向为B．通过电阻R的电流方向为
C．通过电阻R的电流大小为D．通过电阻R的电流大小为
【答案】AC
【解析】AB．转的圆盘可看成由无数根沿着半径的导体棒组成，每根导体棒均切割磁感线，从而产生感应电动势，产生感应电流，根据右手定则，圆盘上感应电流从圆周边缘流向圆心O点，如图乙所示得通过电阻R的电流方向为，故A正确，B错误；
CD．圆盘产生的感应电动势为
而
联立解得
根据欧姆定律可得通过电阻R的电流大小为
故C正确，D错误。
故选AC。
18．很多人喜欢到健身房骑车锻炼，某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置，如图所示，自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中，后轮圆形金属盘在磁场中转动时，可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动。已知磁感应强度，圆盘半径圆盘电阻不计，导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连，导线两端a、b间接一阻值的小灯泡。后轮匀速转动时，用电压表测得a、b间电压，则（ ）

A．每小时经过小灯泡的电荷量为7.200C
B．电压表的负接线柱应与b相接
C．该自行车后轮边缘的线速度大小为4m/s
D．后轮匀速转动10min产生的电能为120J
【答案】CD
【解析】A．经过小灯泡的电流
每小时经过小灯泡的电荷量
故A错误；
B．由右手定则可知，圆盘中心是等效电源的正极，b点应与电压表的正接线柱连接，故B错误；
C．由
得该自行车后轮边缘的线速度大小
故C正确；
D．电能
故D正确。
故选CD。
19．如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为2L，高为L。在该区域内分布着如图所示垂直纸面向内的磁场，磁感应强度大小均为B。一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取沿逆时针的感应电流方向为正，由图乙中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图像与Ubc随坐标x变化的图像正确的是（ ）

A． B．
C． D．
【答案】AC
【解析】设线圈电阻为4R，在阶段，没有切割磁感线，故电流
在阶段，电流
在阶段，电流
在阶段，电流
在阶段，电流
故选AC。
20．如图所示，间距为的水平边界MN、PQ之间存在垂直于纸面向外的匀强磁场，“日”字型线框位于磁场区域上方某一高度，线框三条短边ab、ef，cd的长度均为、电阻均为R，ac、bd长度均为、电阻不计，ef位于线框正中间。若线框由静止释放，时刻cd边进入磁场且恰好匀速运动，则整个线框通过磁场区域的过程中，线框的速度大小v，a、b两点之间电势差，流过ab边的电流强度，边产生的焦耳热随时间的变化图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】AD
【解析】A．设cd进入匀强磁场瞬间的速度大小为，匀强磁场的磁感应强度大小为，切割磁感线产生的电动势
通过cd的电流
由平衡条件得
当ef进入磁场瞬间，cd出磁场，回路电动势和总电流不变，仍满足
同理当ab进入磁场时亦有
由此可知，线框通过磁场区域的过程中做匀速运动，故A正确；
B．当cd边切割磁感线时，ef、ab并联，根据闭合电路欧姆定律可知，a、b两端电压
当ef边切割磁感线时，cd、ab并联，根据闭合电路欧姆定律可知，a、b两端电压仍为
可知，整个过程中a、b两端电压并不发生变化，故B错误；
C．当cd和ef切割磁感线时，通过ab的电流强度为，而当ab进入磁场后，回路中得总电流不变，仍为，但此时ab切割磁感线，相当于电源，因此通过ab的电流强度为I，故C错误；
D．当cd和ef切割磁感线时，ab产生的焦耳热
当ab进入磁场后
由函数关系可知，D正确。
故选AD。
21．如图所示，用金属制作的曲线导轨与水平导轨平滑连接，水平导轨宽轨部分间距为，有竖直向下的匀强磁场，窄轨部分间距为，有竖直向上的匀强磁场，两部分磁场磁感应强度大小均为。质量均为金属棒垂直于导轨静止放置，现将金属棒自曲线导轨上高度处静止释放，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，两棒接入电路中的电阻均为，其余电阻不计，导轨足够长，棒总在宽轨上运动，棒总在窄轨上运动，不计所有摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．棒刚进入磁场时棒的加速度
B．棒的最终速度大小
C．通过棒的电量
D．棒产生的热量
【答案】CD
【解析】A．金属棒自曲线导轨上离度处静止释放，根据动能定理有
金属棒刚进入磁场时，N受向右安培力，根据牛顿第二定律有
解得棒刚进入磁场时棒的加速度为
故A错误；
BC．两棒最终做匀速直线运动，电路中感应电流为零，则
根据动量定理，对金属棒分别有
解得
，，
故B错误，C正确；
D．全过程，根据能量守恒有
棒产生的热量为
故D正确。
故选CD。
22．如图所示，MN和PQ是水平固定的光滑平行金属导轨，虚线右侧区域Ⅰ内存在着竖直向上的匀强磁场，该导轨的右下方是由光滑的圆弧导轨和粗糙的水平导轨连接成的平行导轨，圆弧导轨的顶端CE到NQ的高度差为h，半径，圆弧导轨对应的圆心角大小为53°，水平导轨右端与一阻值为R的定值电阻连接，水平导轨上两虚线间的区域Ⅱ内存在着竖直向上的匀强磁场，该区域长度为d。一质量为m、阻值为R、长度为L的金属棒b静置在导轨右侧，另一金属棒a以一定的速度向右运动进入磁场，金属棒b在安培力作用下被水平抛出后（此时取走金属棒a）恰好无碰撞地从圆弧轨道的顶端进入轨道，并恰好停在区域Ⅱ的右边界处。已知两组导轨的间距均为L，电阻均不计，区域Ⅰ和区域Ⅱ内磁感应强度大小均为B，金属棒b与右侧水平导轨间的动摩擦因数为，且在导轨上运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，重力加速度为g，，，下列说法正确的是（ ）
A．金属棒b被水平抛出时的速度大小为
B．金属棒b被水平抛出前，通过它的电荷量为
C．金属棒b在区域Ⅱ内运动过程中产生的焦耳热为
D．金属棒b在区域Ⅱ内运动的时间为
【答案】ABD
【解析】A．根据题意可知，金属棒b在安培力作用下被水平抛出后做平抛运动，恰好无碰撞地从圆弧轨道的顶端进入轨道，竖直方向上有
由几何关系有
，
联立解得
，
故A正确；
B．根据题意，金属棒b被水平抛出前，由动量定理有
则有
解得
故B正确；
C．根据题意，设金属棒b在区域Ⅱ内运动过程中产生的焦耳热为，由能量守恒定律有
解得
故C错误；
D．根据题意，金属棒b从圆弧轨道的顶端到底端，有机械能守恒定律有
解得
金属棒b在区域Ⅱ内运动过程中，由动量定理有
又有
联立解得
故D正确。
故选ABD。
23．如图所示，两根足够长光滑平行金属导轨固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上，底部接有一阻值R=2Ω的定值电阻，轨道上端开口，间距L=1m，整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量m=0.2kg的金属棒ab置于导轨上，通过细线（细线与导轨平行）经定滑轮与质量为M=0.2kg的小物块相连。金属棒ab在导轨间的电阻r=1Ω，导轨电阻不计。金属棒由静止释放到匀速运动前，电阻R产生的焦耳热总共为1.552J，金属棒与导轨接触良好，不计空气阻力，sin37°=0.6，cs37°=0.8，g=10m/s2，则下列说法正确的（ ）
A．金属棒ab匀速运动时的速度大小为0.6m/s
B．金属棒ab沿导轨运动过程中，电阻R上的最大电功率为0.36W
C．金属棒从开始运动到最大速度沿导轨运动的距离2m
D．从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，流过电阻R的总电荷量为2C
【答案】AD
【解析】A．金属棒ab匀速运动时，感应电流为
金属棒处于平衡状态，对金属棒与小物块整体进行分析有
解得
故A正确；
B．金属棒ab匀速运动时速度最大，此时电阻上的电功率也最大，则有
结合上述解得
故B错误；
C．金属棒从开始运动到最大速度过程，根据动能定理有
根据电热分配有
解得
故C错误；
D．从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，感应电动势的平均值
感应电流的平均值
解得
故D正确。
故选AD。
24．最近，韩国声称“首次”发现了室温常压超导材料LK-99，而北航和中科院实验团队重新实验后发文称未能发现LK-99的超导性。某兴趣小红将柱形磁铁沿竖直方向缓慢向上移动，直至使一由LK-99制成、质量为的导电圆环在时刻悬浮在某一高度，此时导电圆环边缘的磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为。理论上，如果实现了室温超导，圆环的电阻率将为零，此后圆环将一直保持悬浮，经过一段时间后，小组同学发现该导电圆环缓慢下移了（动能变化量可视为零），如图1所示。圆环下移过程中线圈中电流的平力与时间的关系图像如图2所示，圆环的半径为，重力加速度为，不计空气阻力，则（ ）
A．圆环缓慢下移过程中感应电流的方向视为逆时针
B．时，圆环所处位置的磁感应强度大小为
C．时间内，通过圆环电流的有效值为
D．由功能关系可求出导电圆环的电阻为
【答案】BC
【解析】A.圆环缓慢下移过程中穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律，可知从上往下看感应电流的方向为顺时针，故A错误；
B.质量为的导电圆环在时刻悬浮在某一高度，处于平衡状态，对圆环受力分析，可等效成直导线，竖直方向有
圆环周长
联立解得
故B正确；
CD. 根据焦耳定律有
变形有
可知图像中图线与时间轴所围几何图形的面积表示得
时间内通过圆环电流的有效值为
联立解得
导电圆环缓慢下移了，由能量守恒定律可知，减少的重力势能等于圆环产生的焦耳热
解得电圆环的电阻为
把代入得
故C正确，D错误。
故选BC。
25．如图为投币机中一种测量硬币某种特性的装置，硬币可竖直通过两线圈中间的狭缝。发射线圈的匝数为，接有频率为、电压为的低频交流电。接收线圈的匝数为，在不同情况下，接收线圈输出的电压会发生改变，下列说法正确的是（ ）
A．无硬币通过时，若与为完全相同的线圈，则
B．无硬币通过时，若只增大，则也增大
C．硬币通过狭缝时，硬币中会产生感应电流
D．硬币通过狭缝的全过程中，其加速度不变
【答案】BC
【解析】A．无硬币通过时，若、为完全相同的线圈，两线圈的匝数相同，由于两线圈之间存在磁损，因此通过与的磁通量与的磁通量不同，则与不相等，A错误；
B．无硬币通过时，只增大，磁通量的变化率增大，因此也增大，B正确；
C．硬币通过狭缝时，硬币中的磁通量会变化，因此硬币中会产生感应电流，C正确；
D．硬币通过狭缝的全过程中，硬币中产生了感应电流，硬币受到的安培力发生变化，硬币所受的合力发生变化，根据牛顿第二定律，其加速度发生变化，D错误。
故选BC。
26．相同的电灯、和自感系数较大的电感线圈L接入如图甲的电路中，电源电动势为E，内阻不计。闭合开关S待电路稳定后开始计时，时刻断开开关S，时刻整个电路的电流均为零。前后通过电灯的电流-时间图像如图乙，用和分别表示开关S断开瞬间通过电灯的电流大小。下列说法正确的是（ ）
A．电感线圈的直流电阻不可忽略
B．断开开关S后，电灯、电流大小始终相等
C．断开开关S后，流过电灯的电流方向向左
D．线圈的自感系数是由线圈本身决定，与是否有铁芯无关
【答案】AB
【解析】A．因为相同的电灯、，电路稳定由图像可知通过电感线圈L支路的电流小于通过电灯支路的电流，所以电感线圈的直流电阻不可忽略，A正确；
BC．稳定后当开关S断开瞬间，由于线圈的自感现象，线圈中的电流只能逐渐减小，线圈L、电灯、构成闭合回路，两灯都过一会儿再熄灭，电灯、电流大小始终相等，且流过灯的电流方向向右，故B正确，C错误；
D．有铁芯时线圈的自感系数，比没有铁芯时要大得多，D错误。
故选AB。
27．某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对箱内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时，下列说法正确的是（ ）

A．从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿顺时针方向
B．从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿顺时针方向
C．金属线圈A对电梯轿厢下落有阻碍作用，B没有阻碍作用
D．金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势
【答案】BD
【解析】AB．当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上往下看是逆时针方向，中向上的磁场增强，感应电流的方向从上往下看是顺时针方向，B正确，A错误；
C．结合AB的分析可知，当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈都在阻碍电梯下落，C错误；
D．闭合线圈中向上的磁场减弱，中向上的磁场增强，根据楞次定律可知，线圈有收缩的趋势，有扩张的趋势，D正确。
故选BD。
28．小明模仿科技小视频制作电磁“小车”：用铜制裸导线绕制成长螺线管当做轨道，固定在水平桌面上；将两个磁性很强的磁铁固连在一节新干电池的两极上，制成“小车”，磁极与电极如图所示。把“小车”从右侧入口完全推入螺线管、“小车”并没有像视频那样向前运动。为了使“小车”运动，以下方法可行的是（ ）

A．仅将“小车”掉头从右侧入口完全推入螺线管，“小车”可能会向前运动
B．仅将“小车”两端磁铁都反向与电池固连后从右侧入口完全推入，“小车”可能会向前运动
C．仅将左端磁铁反向与电池固连后从右侧入口完全推入，“小车”可能会运动
D．仅将“小车”放入包有绝缘层的铝制长螺线管中，“小车”可能会运动
【答案】AB
【解析】两磁极间的磁感线如图甲所示

干电池与磁体及中间部分线圈组成了闭合回路，在两磁极间的线圈中产生电流，左端磁极的左侧线圈和右端磁极的右侧线圈中没有电流。其中线圈中电流方向的右视图如图乙所示

由左手定则可知中间线圈所受的安培力向左，根据牛顿第三定律有小车受向右的作用力，则把“小车”从右侧入口完全推入螺线管肯定不会向左运动，而若将“小车”从左侧入口完全推入，“小车”可能会向前运动，或将“小车”掉头从右侧入口完全推入螺线管，“小车”可能会向前运动。若将左端磁铁反向与电源粘连，则磁感线不会向外发散两部分受到方向相反的力，合力为零，不能加速运动，将“小车”放入包有绝缘层的铝制长螺线管中，在螺线管中不会产生闭合电流，则“小车”不会受到力的作用，则不可能会运动。故AB正确，CD错误。
故选AB。
专练目标
专练内容
目标1
感应电流方向的判断（T 1、T 2、T 15、T 16）
目标2
法拉第电磁感应定律（T 3、T 4、T 17、T 18）
目标3
线框进出磁场类问题（T 5、T 6、T 19、T 20）
目标4
导体棒在导轨上运动问题（T 7、T 8、T21、T 22）
目标5
电磁感应与电路的综合问题（T 9、T 10、T 23、T 24）
目标6
自感、互感与涡流问题（T 11、T 12、T 25、T 26）
目标7
电磁阻尼 电磁驱动问题（T 13、T 14、T25、T27、T 28）