北京高三物理电磁感应试题 一、单选题 1．（2021-2022·北京门头沟·高三期末）如图描绘的是穿过一个单匝闭合线圈的磁通量 随时间的变化规律，以下正确的是（　　） A．0~0.3s 内线圈中的电动势在均匀增加 B．0.2s 和 0.4s 的瞬时电动势的方向相同 C．0.9s 线圈中的瞬时电动势比 0.2s 的小 D．0.6s 线圈中的感应电动势是 4V 2．（2021-2022·北京顺义·高三期末）用电阻率为 ρ、横截面积为 S 的硬质导线，做成 边长为 2R 的正方形导线框，垂直导线框所在平面的磁场充满其内接圆形区域。 t  0 时 磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图乙所示，则在 t0 到 t  2t0 的时间内（　　） t0 4B0 R 2 A． 时刻磁通量大小为 4B02 R 3 S B．导线框中产生的热量为 t0   B0 RS C．导线框中的感应电流大小为 8  t0 D．导线框中的感应电流方向先沿顺时针方向后沿逆时针方向 3．（2021-2022·北京西城·高三期末）如图是汽车上使用的电磁制动装置示意图。与传 统的制动方式相比，电磁制动是一种非接触的制动方式，避免了因摩擦产生的磨损。 电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到 阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（　　） A．制动过程中，导体不会产生热量 B．如果改变线圈中的电流方向，可以使导体获得促进它运动的动力 C．制动力的大小与导体运动的速度无关 D．为了使导体获得恒定的制动力，制动过程中可以逐渐增大线圈中的电流 4．（2021-2022·北京朝阳·高三期末）在如图所示的电路中， A1 、 A2 为两个完全相同 的灯泡，L 为自感线圈，E 为电源，S 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， B．合上开关， C．断开开关， A1 A2 A1 先亮， 先亮， A2 A1 先熄灭， 后亮 后亮 A2 后熄灭 D．断开开关， A2 先熄灭， A1 后熄灭 5．（2021-2022·北京东城·高三期末）某同学想对比电感线圈和小灯泡对电路的影响， 他设计了如图甲所示的电路，电路两端电压 U 恒定，A1、A2 为完全相同的电流传感器。 先闭合开关 K 得到如图乙所示的 i  t 图像，等电路稳定后，断开开关（断开开关的实 验数据未画出）。下列关于该实验的说法正确的是（　　） A．闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零 B．乙图中的 a 曲线表示电流传感器 A2 测得的数据 C．断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭 t1 D． 时刻小灯泡与线圈的电阻相等 二、多选题 6．（2021-2022·北京海淀·高三期末）某同学用如图所示装置探究影响感应电流方向的 因素，将磁体从线圈中上匀速抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转，关于该实验， 下列说法正确的是（　　） A．必须保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转 B．若将磁体向上加速抽出，灵敏电流计指针也会向右偏转 C．将磁体的 N、S 极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转 D．将磁体的 N、S 极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向右偏转 7．（2021-2022·北京门头沟·高三期末）一个线圈与演示用电流计连接后，把条形磁铁 的 N 极靠近线圈时，发现电流计指针向右偏转，如图所示（忽略空气阻力）。下列说 法中正确的是（　　） A．如果将条形磁铁的 N 极远离线圈时， 电流计指针向左偏转 B．如果把线圈固定在空中，条形磁铁在线圈正上方由静止释放，磁铁穿出线圈时的加 速度小于 g C．如果把线圈固定在空中，条形磁铁在线圈正上方由静止释放，条形磁铁的高度越大， 磁铁穿出线圈时的加速度越大 D．如果把线圈固定在空中，条形磁铁由线圈正上方由静止释放后过程中，磁铁的机 械能减少 8．（2021-2022·北京海淀·高三期末）如图所示，置于水平面上的两根金属导轨间距为 L，分别与电源正、负极相连，导体棒 ab 放在导轨上且与导轨垂直，整个装置处于磁 感应强度大小为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导体棒，且与导轨平面夹角为  ， 已知回路中电流为 I，导体棒始处于静止状态，关于导体棒的受力情况，下列说法正确 的是（　　） A．安培力大小为 0 B．安培力大小为 ILB C．静摩擦力大小为 ILB cos  D．静摩擦力大小为 ILB sin  三、解答题 9．（2021-2022·北京海淀·高三期末）如图为法拉第圆盘发电机的示意图：铜质圆盘安 装在水平铜轴上，两铜片 C、D 分别与转动轴和圆盘的边缘接触。圆盘处于水平向右 的匀强过场中，圆盘平面与磁感线垂直，从左向右看，圆盘以角速度  沿顺时针方向 匀速转动。已知匀强磁场磁感应强度大小为 B，圆盘半径为 r，定值电阻的阻值为 R。 （1）判断通过电阻 R 的电流方向； （2）求这个发电机的电动势 E； （3）如果圆盘不转动，使磁场的磁感应强度以 B  kt 规律变化（k 为常数），请判断 圆盘上是否产生了感应电流？是否有电流通过电阻 R？简要说明理由。 10．（2021-2022·北京朝阳·高三期末）如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感 应强度 B 随时间 t 均匀变化。正方形硬质金属框 abcd 放置在磁场中，金属框平面与磁 场方向垂直，电阻 R  0.1 ，边长 l  0.2m 。求 （1）在 t  0 到 t  0.1s 时间内，金属框中的感应电动势 E； （2） t  0.05s 时，金属框 ab 边受到的安培力 F 的大小和方向； （3）在 t  0 到 t  0.1s 时间内，金属框中电流的电功率 P。 11．（2021-2022·北京海淀·高三期末）如图所示，将一硬质细导线构成直径为 D 的单 匝圆形导体框，并固定在水平纸面内。虚线 MN 恰好将导体框分为左右对称的两部分， 在虚线 MN 左侧的空间内存在与纸面垂直的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t 变化的规 律如图所示，规定垂直于纸面向里为磁场的正方向。已知圆形导体框的电阻为 R。 （1）若虚线 MN 右侧的空间不存在磁场，求： a．导体框中产生的感应电动势大小 E； b．在 t0  2t0 内，通过导体框某横截面的电荷量 q。 （2）若虚线 MN 右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小恒为 B0，如图所 3 示。求 t  2 t0 时导体框受到的安培力 F 的大小和方向。 12．（2021-2022·北京海淀·高三期末）如图所示，将一细导线围成边长为 d 的单匝正 方形线框，并固定在水平纸面内，虚线 MN 恰好将线框分为左右对称的两部分，在虚 线 MN 左侧的空间内存在与纸面垂直的匀强磁场，规定垂直于纸面向里为磁场的正方 向，磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律如图所示，已知线框的电阻为 R， t  t0 时匀强磁 场的磁感应强度大小为 B0 。 （1）若虚线 MN 右侧的空间不存在磁场，求：线框中产生的感应电动势大小 E；在 0 ~ 2t0 内，通过线框某横截面的电荷量 q； （2）若虚线 MN 右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小恒为 B0 ，如图所 示，求 t  2t0 时线框受到的安培力大小 F。 13．（2021-2022·北京海淀·高三期末）如图所示，两根平行光滑金属导轨 MN 和 PQ 固 定在水平面上，其间距 L=0.20m，磁感应强度 B=0.50T 的匀强磁场垂直轨道平面向下， 两导轨之间连接一电阻 R=4.50Ω，在导轨上有一金属杆 ab，其电阻 r=0.50Ω，杆 ab 长 度恰与导轨间距相等，运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，在 ab 上施加水平拉力 F=0.004N 可以使其向右匀速运动，设金属导轨足够长，不计空气阻力。求： （1）金属杆 ab 中的电流大小； （2）金属杆 ab 产生的感应电动势 E； （3）电阻 R 路消耗的热功率 PR； （4）拉力做功的功率 P� ，拉力做功的功率与电路消耗总功率关系。 14．（2021-2022·北京海淀·高三期末）如图所示，两根平行光滑金属导轨 MN 和 PQ 固 定在水平面上，其间距为 L，磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨 之间连接一阻值为 R 的电阻，在导轨上有一金属杆 ab，其电阻值为 r，杆 ab 长度恰与 导轨间距相等，在杆 ab 上施加水平拉力使其以速度 v 向右匀速运动，运动过程中金属 杆始终与导轨垂直且接触良好，设金属导轨足够长，不计导轨电阻和空气阻力，求： (1)金属杆 ab 产生的感应电动势 E； (2)金属杆 ab 两端的电压 Uab； (3)拉力做功的功率 P。 15．（2021-2022·北京西城·高三期末）如图 1 所示，足够长的平行光滑金属导轨水平 放置，导轨间距为 l，左端连接一阻值为 R 的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强 磁场，磁感应强度为 B。导体棒 MN 置于导轨上，其质量为 m，电阻为 r，长度恰好等 于导轨间距，与导轨接触良好。不计导轨的电阻、导体棒与导轨间的摩擦。在水平拉 力作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度大小为 v。  （1）请根据法拉第电磁感应定律 E  n t ，推导导体棒匀速运动时产生的感应电动 势的大小 E  Blv 。 （2）若在某时刻撤去拉力，导体棒开始做减速运动，并最终停在导轨上。 a.以向右为正方向，在图 2 和图 3 中定性画出撤去拉力后导体棒运动的速度—时间图像 和位移—时间图像； b.求导体棒减速运动过程中克服安培力做的功 W，以及这一过程中电阻 R 消耗的总电 能 E电 。 16．（2021-2022·北京石景山·高三期末）如图所示，足够长的 U 形光滑导体框水平放 置，宽度为 L，一端连接的电阻为 R。导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感 应强度大小为 B。电阻为 r 的导体棒 MN 放在导体框上，其长度恰好等于导体框的宽度， 且接触良好。其余电阻均可忽略不计。在水平拉力作用下，导体棒向右匀速运动，速 度大小为 v。 （1）请根据法拉第电磁感应定律推导导体棒匀速运动时产生的感应电动势的大小 E  BLv ； （2）求电阻 R 两端的电压 U； （3）若某个时刻撤去拉力，请在图中定性画出撤去拉力后导体棒运动的 v  t 图像。 17．（2021-2022·北京丰台·高三期末）某游乐园中过山车以速度 停车区时，先利用磁力刹车使速度很快降到 度从 v0 沿