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专题十八 《电磁感应》信息优化卷（能力B）
----备战2024 年高考物理一轮复习单元信息优化AB 卷
(原卷版)
（考试时间：90 分钟 试卷满分：100 分）
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
2．测试范围：人教版（2019） 选择性必修第二册 第二章《电磁感应》
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共12 小题，每小题4 分，共48 分。在每小题给出的四个选项中，第1~8 题只有一项符
合题目要求，第9~12 题有多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错或不
答的得0 分。
1．如图甲所示为探究影响感应电流方向因素实验的电路图，图乙为原线圈A 的绕线方向示意图，B 为副
线圈。实验前测得电流从“+”接线柱流入灵敏电流计时，指针向“+”接线柱一侧偏转。在某次实验中，保
持原线圈A 插入副线圈B 中不动，在保证电路安全的条件下，若沿某一方向滑动滑动变阻器的滑片，观察
到电流计指针偏向“-”接线柱一侧。下列说法正确的是（ ）
A．若上述滑片从左向右滑动，则从上往下看副线圈B 绕线方向为顺时针方向
B．若上述滑片从左向右滑动，则从上往下看副线圈B 绕线方向为逆时针方向
C．若上述滑片从右向左滑动，则从上往下看副线圈B 绕线方向为逆时针方向
D．若从上往下看副线圈B 绕线方向为逆时针方向，则开关断开瞬间，电流计指针偏向“-”接线柱一侧
2．如图，水平地面放置导线框abcd，正上方有一圆柱形磁体，若磁体以磁体中心为轴在xoz 平面内顺时针
转过一个小角度，此过程中线框始终处于静止状态，下列说法正确的是（ ）
A．ab 边对地面的压力增大，cd 边对地面的压力减小
B．ab 边和cd 边均不受磁场力的作用
C．线框中感应电流的方向为abcda
1
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D．线框受地面的摩擦力方向水平向右
3．加速性能、电能利用率、动能回收等是电动汽车电机的重要指标。如图所示，甲、乙分别是目前被广
泛采用的两种电机的简化原理示意图，它们的相同点是利用作为定子的电磁铁（二组线圈，图中1 和4；2
和5；3 和6 所示）交替产生磁场，实现了电磁铁激发的磁场在平面内沿顺时针方向转动的效果，以驱动转
子运动；不同的是甲图所示电机的转子是一个永磁铁，而乙图所示电机的转子是绕在软铁上的闭合线圈。
通过电磁驱动转子转动，可以为电动汽车提供动力。假定两种电机的每组电磁铁中电流变化周期和有效值
均相同，下列说法正确的是（ ）
A．电机稳定工作时，乙电机转子的转速与电磁铁激发磁场的转速相同
B．电机稳定工作时，乙电机产生的焦耳热相对较少
C．电机稳定工作时，乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速，其所受安培力就越大
D．刹车（停止供电）时，甲电机转子由于惯性旋转，可以通过反向发电从而回收动能
4．在油电混合小轿车上有一种装置，刹车时能将车的动能转化为电能，启动时再将电能转化为动能，从
而实现节能减排。图中，甲、乙磁场方向与轮子的转轴平行，丙、丁磁场方向与轮子的转轴垂直，轮子是
绝缘体，则采取下列哪个措施，能有效地借助磁场的作用，让转动的轮子停下（ ）
A．如图甲，在轮上固定如图绕制的线圈
B．如图乙，在轮上固定如图绕制的闭合线圈
C．如图丙，在轮上固定一些细金属棒，金属棒与轮子转轴平行
D．如图丁，在轮上固定一些闭合金属线框，线框长边与轮子转轴平行
5．如图甲所示的电路中，已知电源电动势E 和内阻r，灯泡电阻为R。闭合开关S 后，流过两个电流传感
器的
图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
2
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A．开关S 闭合的瞬间，自感线圈中的自感电动势和电流均为零
B．若断开开关S，则断开瞬间小灯泡D 先闪亮再熄灭
C．电源电动势
D．电源内阻
6．医生给心脏疾病患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵” 血泵的体外装置来代替心脏工
作，推动血液循环。如图所示为该装置的示意图，线圈
固定在用软铁制成的活塞柄上，通电时线圈与
活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，阀门
只能向活塞筒外开启，阀门
只能向活塞筒内开启。对于上述结构在物理方面的工作原理，下列说法正
确的是（ ）
A．线圈中的电流从
端流向
端时，活塞向左运动
B．线圈中通有的恒定电流越大，人工心脏泵的动力越足
C．若给线圈通入低频交流电，人工心脏泵也可能正常工作
D．若不给线圈通电，直接将线圈的A、
两端用导线连接，将该装置置于磁感应强度随时间均匀增大
的方向水平的磁场中，人工心脏泵也可以正常工作
7．如图所示，在光滑绝缘的水平面上，有一长为L、宽为d 的金属矩形线圈，其电阻为R，质量为m，线
圈的右侧以虚线为界存在垂直纸面向里的范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B．现使线圈以垂直
磁场边界大小为
的速度向右运动，线圈从开始运动到静止的过程中，线圈刚进入磁场时的
加速度用a 表示，线圈通过的位移用x 表示，通过线圈的电荷量用q 表示，及线圈产生的焦耳热用Q 表
示。改变初速度v0大小，上述值均发生变化。上述值与线圈的初速度v0间的关系图像可能正确的是
3
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（ ）
A．
B．
C．
D．
8．某同学设计了飞船登陆地外星球的电磁阻尼缓冲装置，其模拟器如图所示。模拟器由船舱主体、光滑
导轨、缓冲弹簧、绝缘缓冲底座、绝缘缓冲底座上的线圈以及固定在船舱主体上的超导线圈（图中未画
出）组成。其中导轨固定在船舱主体下端，绝缘缓冲底座上的线圈为竖直绕在绝缘底座上的单匝闭合线
圈，超导线圈产生水平方向的磁场。已知绝缘底座与地面接触后速度迅速减为零，导轨与线圈接触良好，
则关于电磁阻尼缓冲装置分析正确的是（ ）
A．船舱主体下端MN 必须是导体，不能与导轨绝缘
B．只增加导轨长度，可能使缓冲弹簧接触地面前速度为零
C．只增加磁场的磁感应强度，可使缓冲弹簧接触地面前速度减小
D．只增加闭合线圈电阻，可使缓冲弹簧接触地面前速度减小
9．城市施工时，为了避免挖到铺设在地下的电线，需要在施工前用检测线圈检测地底是否铺设导线。若
地下有一条沿着东西方向的水平直导线，导线中通过电流。现用一闭合的检测线圈来检测，俯视检测线
圈，下列说法正确的是（ ）
4
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A．若线圈静止在导线正上方，当导线中通过正弦交流电，线圈中会产生感应电流
B．若线圈在恒定电流正上方由西向东运动，检测线圈受到安培力与运动方向相反
C．若线圈由北向南沿水平地面通过恒定电流上方，感应电流的方向先逆时针后顺时针，然后再逆时
针
D．若线圈由北向南沿水平地面通过恒定电流上方，检测线圈所受安培力在水平方向的分量一直向北
10．如图所示，竖直放置、足够长的磁铁在空隙产生一个径向辐射状磁场，一个圆形细金属环与磁铁中心
圆柱同轴，由静止开始下落，一段时间后以速度v 匀速下落，已知金属环的质量为m、半径为r、电阻为
R，金属环下落过程中所经过位置的磁感应强度大小均为Ｂ，重力加速度大小为g，金属环下落过程中环面
始终水平，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．在俯视图中，金属环中感应电流沿顺时针方向
B．金属环匀速下落时产生的感应电动势为
C．金属环匀速下落时环中的感应电流为
D．若金属环匀速下落的时间为t，则金属环上产生的焦耳热为
11．如图所示，足够长的金属框架abcd 置于光滑水平面上，框架质量为M，电阻不计，bc 边长为L。初始
时框架bc 边恰处于匀强磁场的边界，匀强磁场垂直于框架平面，磁感应强度大小为B。金属棒PQ 质量为
m，电阻为R，垂直框架放置。现在框架上作用一大小为F 的水平恒力，使之由静止开始沿水平面向右加
速。经过时间
，框架向右运动的位移为x，金属棒PQ 向右移动的距离为
，此时通过金属棒PQ 的电流
强度大小为
，金属棒PQ 尚未进入磁场且仍相对框架滑动，金属棒始终与框架垂直且接触良好，则下列
说法正确的是（ ）
5
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A．bc 边刚进入磁场时感应电流方向是从c 到b
B．在
时间内通过金属棒某一截面的电量为
C．
秒末框架的速度大小为
D．在
时间内金属棒上产生的焦耳热为
12．在甲、乙、丙、丁四图中，除导体棒ab 可以移动外，其余部分均固定不动，图中的R 为定值电阻，导
体棒和导轨电阻均不计，导体棒和导轨之间的摩擦力也不计，图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直
于水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长。图甲、乙、丙中的导体棒ab 均受外力F 的作用，其
中图甲、丙中外力F 为恒力，图乙中外力F 的功率恒定，图丙中的电容器C 原来不带电，图丁中的电容器
C 已充电，四个图中导体棒ab 从静止到最终做匀速运动的是（ ）
A．图甲
B．图乙
C．图丙
D．图丁
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题
13．（12 分）（1）某同学想应用楞次定律判断线圈缠绕方向，设计的实验装置原理图如图甲所示。选用
的器材有：一个磁性很强的条形磁铁，两个发光二极管（电压在1.5V 至5V 都可发光且保证安全），一只
多用电表，导线若干。操作步骤如下：
①用多用电表的欧姆挡测出二极管的正、负极；
②把二极管、线圈按如图甲所示电路用导线连接成实验电路；
③把条形磁铁插入线圈时，二极管A 发光；拔出时，二极管B 发光；
④根据楞次定律判断出线圈的缠绕方向。
请回答下列问题：
6
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（1）线圈缠绕方向如图乙中的 （填“A”或“B”）。
（2）条形磁铁运动越快，二极管发光的亮度就越大，这说明感应电动势随 的增大而增大。
（3）这位同学想用这个装置检测某电器附近是否有强磁场，他应该如何做？请你给出一条建议：
。
（2）电吉他的拾音器的原理图（如图所示）。电吉他琴身上装有线圈，被磁化的琴弦振动时，会使线圈
中的磁通量发生变化，从而产生感应电流，经信号放大器放大后传到扬声器。当图中琴弦向右靠近线圈
时，线圈受到 的磁场力（选填“向右”、“向左”）；若由于金属弦的振动，螺线管内的磁
通量随时间的变化如图乙所示，则对应感应电流的变化为 。
A．
B．
C．
D．
四、解答题
14．（10 分）如图（a），固定的绝缘斜面MNPQ 倾角
，虚线
与底边MN 平行，且虚线
下
方分布有垂直于斜面向上（设为正方向）的匀强磁场，磁场的磁感应强度B 随时间t 变化的图像如图
（b）。 质量
、边长
、电阻
粗细均匀的正方形导线框abcd 置
于斜面上，一半处在
的下方，另一半处在
的上方，ab 与
平行。 已知
时，导线框恰好静
止在斜面上，最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力，取重力加速度
，
，
。求：
（1）导线框与斜面间的动摩擦因数μ 的大小；
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（2）导线框从
到恰好滑动的这段时间，导线框产生的焦耳热Q。
15.（10 分）如图1 所示，纸面内有abc 和de 两光滑导体轨道，bc 与de 平行且足够长，ab 与bc 成135°
角，两导轨左右两端接有定值电阻，阻值分别为R 和2R，不计导轨电阻。一质量为m，电阻不计的导体棒
横跨在两导轨上，导体棒与ab，de 两轨道分别接触于G，H。导体棒与de 轨道垂直，GH 间距为L，导体
棒与b 点间距也为L。以H 点为原点建立坐标系，x、y 两轴分别与de 轨道和导体棒重合。空间存在一垂直
纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。从某时刻开始，给导体棒一水平向右的初速度
，同时在一沿x
轴方向的外力F 作用下开始运动，运动至b 点前的速度与位移关系如图2 所示，导体棒运动至b 点时撤去
外力F，随后又前进一段距离后停止运动，过程中棒与两导轨始终接触良好。
（1）判断流过电阻R 的电流方向；
（2）求导体棒在bc 轨道上通过的距离d；
（3）求撤去外力F 前流过电阻R 的电流；
（4）求导体棒运动过程中电阻2R 中产生的焦耳热。
16．（10 分）长为L、竖直放置的磁铁产生稳恒磁场分布如图所示，其中磁铁内的磁场可视为匀强磁场，
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方向竖直向上；建立以磁铁中心为原点O，竖直向上为z 轴的坐标，则在磁铁上方和下方区域，其磁感应
强度大小分布相同，并可分为轴向分量Bz和径向分量Br，Br垂直z 轴对称分布。在
范围内，磁
铁外部区域磁感应强度可近似为零。一圆心位于Oz 轴上、半径为r0、电阻值为R 的圆环（其平面垂直Oz
轴），从
处开始静止下落，到
处（刚进入下方区域磁场），速度开始保持不变。已知在
和
范围内，圆环所在处的磁感应强度径向分量大小
，在运动过程中圆环平面
始终垂直Oz 轴，不计空气阻力。求：
（1）线圈在
处时的电流及方向（从下往上看）；
（2）线圈从
运动到
的过程中产生的焦耳热Q；
（3）线圈从
运动到
所用时间t。
17．（12 分）一大学生在研究电磁感应问题时做了如下实验，实验装置如图所示，水平金属轨道FMNPF
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＇M＇N＇P＇上放置着AB、CD 两根金属棒，处于竖直向下的匀强磁场中，两金属棒质量均为m，电阻均
为R，长度均为l，其中AB 接入电路的有效电阻为
，轨道尺寸如图，右边连接着金属轨道PQZP＇Q＇Z
＇，其中倾斜部分与水平面成300°角，并有沿斜面向下的匀强磁场，QZQ＇Z＇水平且足够长，间距也为
l，也处于竖直向下的磁场中，所有的磁场磁感应强度的大小均为B。现给棒AB 一瞬时冲量，使其获得向
右的初速度v（此后各过程，两棒与导轨都接触良好），棒CD 也因之运动起来，在到达PP＇前两棒均已
匀速，CD 棒进入PP＇时受到沿斜面向上的恒力
，
斜轨道的动摩擦因素，
，
同时给AB 棒一个外力，使AB 匀加速直线运动，且该大学生发现外力随时间每秒增加k 牛顿，CD 棒在倾
斜轨道上的运动时间为
。CD 棒到达QQ＇时，两棒上的外力撤去。整个运动中，AB 始终在FMF＇M
＇轨道运动，所有轨道电阻不计，只有倾斜轨道粗糙。
（1）AB 棒在获得速度瞬间，求AB 两端的电势差；
（2）CD 棒进入PP＇时AB 棒受力的大小和CD 棒到达QQ＇时AB 的速度大小；
（3）CD 棒进入在QZQ＇Z＇区域后整个回路产生的焦耳热多大。
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