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专题 13 电磁感应
（考试时间：75分钟试卷满分：100分）
一、单项选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题
目要求的,不选、多选、错选均不得分）
1．（2024·海南·校联考一模）如图所示的电路中， 和 是两个完全相同的小灯泡，自感线圈L的直流
电阻为零，且自感系数很大。闭合开关S，待电路稳定后断开开关。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S的瞬间，灯泡 不发光
B．闭合开关S的瞬间，灯泡 比灯泡 亮
C．断开开关S的瞬间，灯泡 先闪亮，后逐渐变暗
D．断开开关S的瞬间，灯泡 不会立即熄灭
2．（2024·浙江嘉兴·统考一模）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
3．（2024·浙江·校联考模拟预测）如图甲所示，连接电流传感器的线圈套在竖直放置的长玻璃管上。将强磁铁从离玻璃管上端高为h处由静止释放，磁铁在玻璃管内下落并穿过线圈。如图乙所示是实验中观察到
的线圈中电流随时间变化的图像，则（ ）
A．t~t 过程中线圈对磁铁作用力方向先向上后向下
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B．磁铁上下翻转后重复实验，电流方向先负向后正向
C．线圈匝数加倍后重复实验，电流峰值将加倍
D．h加倍后重复实验，电流峰值将加倍
4．（2024·浙江·校联考模拟预测）在断电自感的演示实验中，用小灯泡、带铁芯的电感线圈L和定值电阻
R等元件组成如图甲所示电路。闭合开关待电路稳定后，两支路电流分别为I 和I。断开开关前后的一小
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段时间内，电路中电流随时间变化的关系如图乙所示，则（ ）
A．断开开关前R中电流为I
2
B．断开开关前灯泡电阻小于R和L的总电阻
C．断开开关后小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭
D．断开开关后小灯泡所在支路电流如曲线a所示
5．（2023·浙江·校联考三模）汽车上装有的磁性转速表的内部简化结构如图所示，转轴Ⅰ可沿图示方向双
向旋转，永久磁体同步旋转．铝盘、游丝和指针固定在转轴Ⅱ上，铝盘靠近永久磁体，当转轴Ⅰ以一定的
转速旋转时，指针指示的转角大小即反映转轴Ⅰ的转速．下列说法正确的是（ ）A．水久磁体匀速转动时，铝盘中不会产生感应电流
B．永久磁体逆时针（从左向右看）加速转动时，跟转轴Ⅱ相连的指针向逆时针方向偏角变大
C．零刻度线应标在刻度盘的a端
D．若去掉游丝和指针，使转轴Ⅱ无阻碍地自由转动，铝盘就能同永久磁体完全同步转动
7．（2023·浙江台州·统考三模）半径为 的金属圆环由两种材料组成，圆弧 为 圆周，电阻为 ，
圆弧 为 圆周，电阻为 ，圆内有垂直环面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间均匀增大，变化率
，则 为（ ）
A． B． C． D．
8．（2023·江西鹰潭·校联考模拟预测）如图所示，在直角坐标系 的第一象限中，有一等腰直角 ，
区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场， 点在 轴上， 点在 轴上，各点间距离
。边长也为 的正方形导线框 的 边在 轴上， 时刻，该导线框恰好位
于图中所示位置（ 边与 轴重合），此后导线框在外力的作用下沿 轴正方向以恒定的速度 通过磁场
区域。若规定逆时针方向为导线框中电流的正方向，则导线框通过磁场区域的过程中，导线框中的感应电
流 、外力沿 轴方向的分量 随导线框的位移 变化的图像（图中曲线均为抛物线的一部分）中正确的是
（ ）A． B．
C． D．
9．（2023·江西鹰潭·统考三模）国产航母福建舰上的舰载飞机起飞实现了先进的电磁弹射技术。电磁驱动
原理示意图如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相
同、已知铜的电阻率较小，不计所有接触面间的摩擦，则闭合开关S的瞬间（ ）
A．铝环向右运动，铜环向左运动
B．铝环和铜环都向右运动
C．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力
D．从左向右看，两环中的感应电流均沿沿逆时针方向
10．（2023·湖北·模拟预测）如图所示，一根总电阻为R的导线弯成宽度和高度均为d的“半正弦波”形
闭合线框。面积为S，竖直虚线之间有宽度也为d、磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于线框所在的
平面。线框以速度v向右匀速通过磁场，ab边始终与磁场边界垂直。下列说法正确的是（ ）A．从进入到离开全过程，线框中的感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向
B．从进入到离开全过程，感应电动势的有效值
C．进入过程，线框中产生的焦耳热为
D．进入过程，感应电动势的有效值为
11．（2023·江苏·模拟预测）在如图甲所示的电路中，电阻 ，单匝、圆形金属线圈的半径为
，电阻为R，半径为 （ ，圆心与线圈圆心重合）的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁
场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示（ 均已知），其余导线的电阻不计。 时
刻闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A．流过电阻 的电流方向自下向上
B．电阻 两端的电压为
C． 时间内，通过电阻 电荷量为
D． 时间内，电阻 上产生的焦耳热为
12．（2023·浙江温州·乐清市知临中学校考模拟预测）如图甲所示，一质量为M、长为L的导体棒，通过
两根长均为l、质量可不计的细导线系在同一水平面上的固定连接点上.在导体棒所在空间存在方向竖直向上、大小为B的匀强磁场.细导线通过开关S与电阻R和直流电源串接起来。不计空气阻力和其它电阻，导
体棒运动时，细导线偏离竖直方向用图示的角度 来表示。接通S，导体棒恰好在 时处于静止状态；
将导体棒从 移到 （ 为小量），静止后撤去外力，导体棒开始振动起来，则（ ）
A．电源电动势
B．振动周期
C．电阻消耗的焦耳热
D．角度 随时间t变化的图线为图乙
二、多项选择题（本题共2小题,每小题5分,共10分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目
要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分）
11．（2024·广东中山·中山市华侨中学校考模拟预测）（多选）10月26日11时14分，搭载神舟十七号载
人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，飞船入轨后，将按照预定程序与空间
站组合体进行自主快速交会对接，航天器对接时存在一定的相对速度，由于航天器的质量大，对接时产生
的动能比较大，为了减少对接过程中产生的震动和撞击，对接机构内部采用了电磁阻尼器消耗对接能量．
如图为某电磁阻尼器的简化原理图，当质量块上下移动时会带动磁心一起运动，磁心下方为N极，下列说
法正确的是（ ）A．当质量块带动磁心从线圈上方向下移时，线圈有收缩趋势
B．当质量块带动磁心下移时，通过电阻R的电流向上
C．整个过程对应的是动能向磁场能转换
D．减小线圈匝数，阻尼效果增强
12．（2024·海南·校联考一模）（多选）如图所示，粗糙的水平桌面上有一个正三角形闭合单匝导线框，
虚线MN右侧存在垂直于桌面向下的匀强磁场。导线框在外力F的作用下沿垂直MN方向匀速进入磁场区
域。在导线框进入匀强磁场的过程中，导线框中产生的感应电流大小用i表示，导线框的电功率用P表示，
通过导线框某截面的电荷量用q表示，已知导线框受到桌面的摩擦阻力恒定不变。从导线框进入磁场开始
计时，则下列图像中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
三、计算题（本题包括3小题，10分+10分+10分共30分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）
13．（2023·天津红桥·统考二模）在如图甲所示的电路中，螺线管匝数 匝，横截面积 。
螺线管导线电阻 ， ， ， 。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应
强度 按如图乙所示的规律变化。求：
（1）求螺线管中产生的感应电动势；
（2）闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻 的电功率；
（3）S断开后，求流经 的电量。
14．（2023·北京海淀·校考模拟预测）如图1所示，电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速带
电粒子的装置。在两个圆形电磁铁之间的圆柱形区域内存在方向竖直向下的匀强磁场，在此区域内，环形玻璃管中心O在磁场区域中心。一质量为m、带电量为q（q>0）的小球（从上向下看）做圆周运动，图2
为其简化示意图。通过改变电磁铁中的电流可以改变磁场的磁感应强度B，图中 。设小球在运动
过程中电量保持不变，对原磁场的影响可忽略。
（1）在t=0到t=T 时间内，小球不受玻璃管侧壁的作用力，求小球的速度大小v；
0 0
（2）在磁感应强度增大的过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心
圆，同一条电场线上各点的场强大小相等。求从t＝T 到t=1.5T 时间段内细管内涡旋电场的场强大小E；
0 0
（3）某同学利用以下规律求出了t=2T 时电荷定向运动形成的等效电流：根据
0
①
②
得：等效电流
③
你认为上述解法是否正确，并阐述理由。
15．（2023·浙江绍兴·统考模拟预测）如图1所示为常被用作发电机或电动机的交流轴向磁场机械装置的
剖面图，中间的线圈盘固定，上下两个磁铁盘随转轴一起转动。图2是下磁铁盘的8个磁极区域分布的俯
视图，每个磁区内匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向与盘面垂直，且与转轴平行。图3是固定线圈盘的8个独立单匝扇形线圈的俯视图。已知扇形线圈面积与磁极区域面积相同，扇形外半径为r 内半径为
0
r，每个单匝扇形线圈的电阻均为R。
1 0
（1）若机械用作为电动机装置。在图4中单匝线圈在该时刻的电流方向为顺时针，试判断磁铁盘的转动方
向（选“顺时针”或“逆时针”）。
（2）若机械用作为发电机装置。磁铁盘在外力来推动下沿逆时针以角速度 匀速转动，
①计算单匝线圈中产生的感应电动势大小。
②图4中单匝线圈涵盖在磁铁盘上N极和S极的面积恰好相等，在此时刻开始计时，请在答题卡中画出穿
过单匝线圈磁通量 随时间t变化的图线。（规定穿过线圈的磁场方向向下时磁通量为正，在坐标中标出
磁通量的最大值和变化周期）
（3）若机械用作为发电机装置。将8个线圈作为电源接成串联电路，外接电阻为R的纯电阻用电器，在外
力推动下磁铁盘由静止开始加速转动，角速度与时间关系满足。 ，其中 ，磁铁盘加速
4s后改为匀速转动。已知R=1.0Ω，R=4.0Ω，B=0.5T，r=40cm，r=20cm。求在前10s时间内用电器R上
0 0 1
产生的焦耳热。
