2025人教版新教材物理高考第一轮
第 2 讲法拉第电磁感应定律及其应用
基础对点练
题组一 法拉第电磁感应定律
1.(多选)在北半球,地磁场竖直分量向下。阳泉市某中学的兴趣实验小组,把一个正方形闭
合导线框abcd放置在水平绝缘桌面上,导线框的ad边沿南北方向,ab边沿东西方向。下
列说法正确的是 ( )
A.若使导线框向东平动,则a点的电势比d点的电势低
B.若使导线框向南平动,则b、c两点电势相等
C.若使导线框向西平动,则a点的电势比b点的电势低
D.若使导线框向北平动,则a点的电势比b点的电势高
2.(2023湖北卷)近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通信,其天线类似一个压平的
线圈,线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示,一正方形NFC线圈共3匝,其边长分别为
1.0 cm、1.2 cm和1.4 cm,图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂
直通过此线圈,磁感应强度变化率为103 T/s,则线圈产生的感应电动势最接近( )
A.0.30 V B.0.44 V
C.0.59 V D.4.30 V
3.(2024湖南衡阳模拟)亥姆霍兹线圈的示意图如图甲所示,两线圈平行正对放置、相距较
近,两线圈中通有相同的电流,电流随时间变化的规律如图乙所示,m点为圆心O 、O 连线
1 2
的中点,现在m点放置一个与通电线圈平行的小金属圆环,下列说法正确的是( )A.t ~t 时间内,两线圈之间磁场的磁感应强度大小恒定
1 2
B.t 时刻,位于m点的圆环产生的感生电动势最大
3
C.t 时刻前后瞬间,位于m点的圆环中产生的感应电流方向不同
2
D.如果m点的圆环水平放置,则m点的圆环中无感应电流
题组二 自感和涡流
4.某大厦上的电磁阻尼器由于7级阵风出现了摆动,及时对大厦进行减振,示意图如图所示,
下列说法正确的是( )
A.风速越大,导体板中磁通量变化率越小
B.风速越大,导体板内产生的感应电动势越小
C.风速越大,导体板内电涡流越小
D.导体板内电涡流对永磁体的电磁阻力是大厦减振的原因
5.(2023吉林调研)如图所示,L 、L 是两个完全相同的灯泡,D是理想二极管,L是带铁芯的
1 2
线圈,其直流电阻忽略不计。下列说法正确的是( )
A.开关S闭合瞬间,L 先亮、L 后亮
2 1
B.开关S闭合瞬间,L 先亮、L 后亮
1 2
C.电路稳定后,在开关S断开瞬间,L 闪亮一下,然后逐渐熄灭
2
D.电路稳定后,在开关S断开瞬间,L 立即熄灭
2
综合提升练
6.迷你系绳卫星在地球赤道正上方的电离层中,沿圆形轨道绕地飞行。系绳卫星由两子卫
星组成,它们之间的导体绳沿地球半径方向,如图所示。在电池和感应电动势的共同作用
下,导体绳中形成指向地心的电流,等效总电阻为 r。导体绳所受的安培力克服大小为 F
f
的环境阻力,可使卫星保持在原轨道上。已知卫星离地平均高度为H,导体绳长为L(L<H),
地球半径为R,质量为m',轨道处磁感应强度大小为B,方向垂直于赤道平面。忽略地球自
转的影响。据此可得,电池电动势为( )√ Gm' F r
A.BL + f
R+H BL
√ Gm' F r
B.BL − f
R+H BL
C.BL√ Gm' BL
+
R+H F r
f
D.BL√ Gm' BL
−
R+H F r
f
7.(2024四川内江模拟)如图所示,边长为2l的正三角形ABC区域存在方向垂直纸面向里、
磁感应强度大小随时间均匀变化的磁场(图中未画出),磁感应强度随时间的变化率为
B=kt。以三角形顶点C为圆心,半径为l、匝数为N、电阻为R的圆形线圈平行纸面固定
放置,则下列说法正确的是( )
A.感应电流的方向为顺时针
Nkl2π
B.感应电流的大小一直为
6R
C.线圈所受安培力方向与AB边平行
D.t 时刻线圈受到的安培力为Nk2l3πt
0 0
6R
8.(2023广东湛江模拟)将一根涂有绝缘层的细导线绕成如图所示的线圈,再将线圈和阻值
为R的定值电阻构成闭合回路,线圈内部存在方向垂直纸面向外的变化磁场,已知细导线
的电阻为r,闭合回路所构成的矩形的面积为 S ,两个线圈构成的小圆的面积均为 S ,磁感
1 2应强度大小随时间变化的规律为 B=B +kt,B 和k均为大于零的常数,下列说法正确的是(
0 0
)
A.定值电阻中的电流方向为a流向b
B.闭合回路中的感应电动势为k(S -2S )
1 2
k(S +S )
C.定值电阻两端的电流大小为 1 2
R+r
Rk(S +2S )
D.定值电阻两端的电压为 1 2
R+r参考答案
第2讲 法拉第电磁感应定律及其应用
1.BD 解析 导线框向东平动时,根据右手定则得出a点电势高于d点电势,A错误;导线框
向南平动时bc边不切割磁感线,不产生感应电动势,b点电势和c点电势相等,B正确;导线
框向西平动时,ab边不切割磁感线,不产生感应电动势,a点电势和b点电势相等,C错误;导
线框向北平动时,利用右手定则得出a点电势比b点高,D正确。
ΔΦ ΔB
2.B 解析 根据法拉第电磁感应定律可知E= ,E= (S +S +S )=0.44 V,选项B正确。
1 2 3
Δt Δt
3.D 解析 t ~t 时间内,线圈中电流均匀减小,两线圈之间的磁场的磁感应强度也均匀减
1 2
小,A错误;t 时刻,两线圈中电流达到t ~t 时间内的最大值,但是电流变化率为零,故此时m
3 2 4
点处的圆环产生的感生电动势为零,B错误;t ~t 时间内两线圈电流正向减小,t ~t 时间内
1 2 2 3
两线圈电流反向增大,故t ~t 时间内m点的圆环中产生的感应电流方向不变,C错误;若m
1 3
点的圆环水平放置,则通过圆环的磁通量始终为零,圆环内没有感应电流,D正确。
4.D 解析 风速越大,永磁体与可摆动质量块摆动越厉害,导体板中磁通量变化率越大,由
电磁感应定律可知,导体板中产生的感应电动势越大,产生的电涡流也越大,A、B、C错误;
导体板内的电涡流与永磁体间的电磁阻力是大厦减振的原因,D正确。
5.D 解析 开关S闭合瞬间,线圈所在支路相当于断路,二极管为正向电压,故电流可通过
灯泡L 、L ,即L 、L 同时亮,A、B错误;因线圈的直流电阻为零,则当电路稳定后,灯泡L
1 2 1 2 1
被短路而熄灭,当开关S断开瞬间,L 立刻熄灭,线圈中的电流也不能反向通过二极管,则灯
2
泡L 仍是熄灭的,C错误,D正确。
1
m'm v2 √ Gm'
6.A 解析 根据G =m 可得卫星做圆周运动的线速度 v= ,根据右手
(R+H)2 R+H R+H
定则可知,导体绳产生的感应电动势相当于上端为正极的电源,其大小为E'=BLv,因导体绳
所受阻力F 与安培力F平衡,则安培力与速度方向相同,可知导体绳中的电流方向向下,即
f
E-E'
电池电动势大于导体绳切割磁感线产生的电动势,可得 F=B L,解得 E=BL
f
r
√ Gm' F r
+ f ,故选A。
R+H BL
7.B 解析 磁场垂直纸面向里,磁感应强度大小在增加,根据楞次定律可知,感应电流的方
ΔΦ BS ktS
向为逆时针,A错误;根据法拉第电磁感应定律 E=N =N =N =NkS,磁场的有效面
Δt t tπl2 E NkS Nkπl2
积S= ,感应电流的大小I= = = ,B正确;线圈的有效长度与AB边平行,根据
6 R R 6R
左手定则可知,线圈所受安培力方向与AB边垂直,C错误;有效长度L=l,t 时刻线圈受到的
0
安培力为F=NBIL=N2k2πl3t ,D错误。
0
6R
8.D 解析 闭合回路的磁通量增加,由楞次定律和右手螺旋定则可知,定值电阻中的电流
ΔB
方向为b流向a,A错误;矩形线圈产生的感应电动势 E =S =kS ,两个小圆线圈产生的
1 1 1
Δt
ΔB
感应电动势E =2S =2kS ,由楞次定律可知,两部分感应电动势的方向相同,所以总电动
2 2 2
Δt
E k(S +2S )
势E=E +E =k(S +2S ),B错误;定值电阻中的电流大小 I= = 1 2 ,C错误;定值
1 2 1 2 R+r R+r
Rk(S +2S )
电阻中的电流是恒定电流,定值电阻两端的电压U=IR= 1 2 ,D正确。
R+r
