（10）电磁感应——高考物理一轮复习 易混易错（含解析）

（10）电磁感应——2025高考物理一轮复习易混易错专项复习
一、易错点分析
1. 公式的理解及应用误区警示
（1）研究对象为整个回路而非某段导体，整个回路的电动势为零，某段导体对应的感应电动势不一定为零。
（2）所求的感应电动势为Δt时间内的平均值，若Δt→0，则得到瞬时值。
（3）感应电动势E的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率，而与Φ的大小，ΔΦ的大小没有必然的关系，与电路的电阻R无关。
（4）磁通量的变化率，是Φ-t图像上某点切线的斜率。
2. 电动势求解误区警示
（1）若磁场本身在变化的同时，电路中还有一部分导体做切割磁感线运动，则上述两种情况都同时存在，应分别对感生电动势和动生电动势进行分析。
（2）哪段导体做切割磁感线运动产生动生电动势则哪段导体相当于电源，其余部分相当于用电器。
二、易错训练
1.如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B，线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合回路。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S时，线圈B中产生图示方向的感应电流
B.断开开关S的瞬间，线圈B中产生图示方向的感应电流
C.断开开关S时，主要是线圈A具有延时作用
D.断开开关S的瞬间，弹簧K立即将衔铁D拉起
2.如图甲所示，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个体积很小的磁铁，在小磁铁正下方桌面上放置一个闭合铜制线圈。将小磁铁从初始静止的位置向下拉到某一位置后放开，小磁铁将做阻尼振动，位移x随时间t变化的示意图如图乙所示（初始静止位置为原点，向上为正方向，经时间，可认为振幅A衰减到0）。不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.的那些时刻线圈对桌面的压力小于线圈的重力
B.的那些时刻线圈中没有感应电流
C.更换电阻率更大的线圈，振幅A会更快地衰减到零
D.增加线圈的匝数，会减小，线圈产生的内能不变
3.如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限中有一等腰直角三角形OAC区域，其内部存在垂直纸面向里的匀强磁场，它的OC边在x轴上且长为L。边长也为L的正方形导线框的一条边也在x轴上，时刻，该线框恰好位于图中所示位置，此后线框在外力F的作用下沿x轴正方向以恒定的速度v通过磁场区域。规定逆时针方向为导线框中电流的正方向，则线框通过磁场区域的过程中，线框中的感应电流i、穿过线框平面的磁通量Ф、通过线框横截面的电荷量q、外力F随线框的位移x变化的图像中错误的是（图中曲线是抛物线的一部分）( )
A. B.
C. D.
4.一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来。下列说法正确的是( )
A.磁针的磁场使圆盘磁化，圆盘产生的磁场导致磁针转动
B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动
C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
5.如图所示，水平放置的内壁光滑半径为R的玻璃圆环，有一直径略小于圆环口径的带正电q的小球，在圆环内以速度沿顺时针方向匀速转动（俯视）。在时刻施加方向竖直向上的变化磁场，磁感应强度。设运动过程中小球带电荷量不变，不计小球运动产生的磁场及相对论效应。加上磁场后，下列说法正确的是( )
A.小球对玻璃圆环的压力不断增大
B.小球对玻璃圆环的压力不断减小
C.小球所受的磁场力一定不断增大
D.小球每运动一周增加的动能为
6.如图甲所示，在绝缘水平面内有一固定的光滑金属导轨、，端点d、e之间连接一电阻R，金属杆静止在金属框架上，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中。导轨及杆的电阻忽略不计。现对杆施加一沿方向的外力F，使杆中的电流i随时间t变化的图像如图乙所示。运动中杆始终垂直于导轨且接触良好。下列关于外力F、杆受到的安培力功率大小P随时间t变化的图像，正确的是( )
A. B.
C. D.
7.如图所示，一匀强磁场磁感应强度，磁场方向垂直纸面向外，在磁场中有一个用比较软的均匀金属导线制成的单匝闭合长方形线圈abcd，线圈的面积、电阻.现同时在ab的中点向上、cd的中点向下拉动线圈，线圈的两侧在时间内合到一起.则线圈在上述过程中( )
A.磁通量的变化量为0.1Wb
B.感应电动势的平均值为0.4V
C.感应电流的平均值为2A，感应电流的方向为逆时针
D.通过导线横截面的电荷量为1C
8.如图所示，间距为L的竖直平行金属导轨MN、PQ上端接有电阻R，质量为m、接入电路的电阻为r的金属棒ab垂直于平行导轨放置，垂直导轨平面向里的水平匀强磁场的磁感应强度大小为B，不计导轨电阻及一切摩擦，且ab与导轨接触良好。若金属棒ab在竖直向上的外力F作用下以速度v匀速上升，则下列说法正确的是( )
A.a、b两端的电势差小于BLv
B.a、b两端的电势差大于BLv
C.拉力F所做的功等于重力势能的增加量和电路中产生的热量之和
D.拉力F所做的功与重力做功的代数和等于电阻R上产生的热量
9.如图所示，金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则( )
A. ab棒不受安培力作用
B. ab棒所受安培力的方向向右
C. ab棒向右运动速度v越大，所受安培力越大
D.螺线管产生的磁场，A端为S极
10.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.
11.如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ倾斜固定，间距，导轨平面与水平面间的夹角，上端MP间接有阻值的电阻，所有导轨电阻不计，整个装置处于方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中。一质量、阻值，长度也为L的金属棒从导轨上静止释放，棒运动过程中始终垂直于导轨，释放后1.0s时达到稳定速度，g取，下列说法正确的是( )
A.金属棒在运动过程中感应电流的方向为由a到b
B.匀强磁场的磁感应强度为1T
C.金属棒稳定运动时ab间的电压为
D.若0~1.0s内通过电阻R的电荷量是0.4C，则此过程电阻R产生的热量为0.45J
答案以及解析
1.答案：B
解析：AB.由题意可知，当S接通后，线圈A中产生磁场，穿过线圈B的磁通量要增加，根据楞次定律，增反减同，结合右手螺旋定则可知，B中产生与图示方向相反的感应电流；同理，断开开关S的瞬间，线圈B中产生图示方向的感应电流，故A错误，B正确；
CD.将S断开，导致穿过线圈B的磁通量减小变慢，根据楞次定律可知，线圈B产生有延时释放D的作用，故CD错误。
故选B。
2.答案：D
解析：A.根据“来拒去留”，则的那些时刻，当磁铁远离线圈向上运动时，磁铁对线圈有向上的作用力，此时线圈对桌面的压力小于线圈的重力；当磁铁靠近线圈向下运动时，磁铁对线圈有向下的作用力，此时线圈对桌面的压力大于线圈的重力，选项A错误；
B.的那些时刻磁铁的速度最大，则穿过线圈的磁通量变化率最大，则线圈中有感应电流，选项B错误；
C.更换电阻率更大的线圈，线圈中产生的感应电流会变小，线圈中产生的感应电流的磁场变弱，对磁铁的“阻碍”作用变弱，则振幅A会更慢慢地衰减到零，选项C错误；
D.增加线圈的匝数，线圈中产生的感应电动势变大，感应电流变大，机械能很快就转化为内能，则会减小，由于开始时线圈的机械能不变，则线圈产生的内能不变，选项D正确。
故选D。
3.答案：B
解析：A.线框前进0~L过程中，单边(右边框)切割磁感线，有
其中l为实际切割长度，随着导线框的移动而增大，与水平位移成正比，故感应电流增大。同理导线框前进L~2L过程中，也是单边(左边框)切割，其实际切割长度一直在增大，其感应电流随位移呈线性关系增大。A正确;
B.当线框沿x轴正方向运动位移L时，穿过线框的磁通量最大，最大值
在这之前(0~L)，磁通量Φ关于位移的表达式为
在这之后(L~2L)，磁通量Φ关于位移的表达式为，B错误;
C.通过线框横截面的电荷量
故通过线框横截面的电荷量与穿过线框的磁通量成正比关系，故C图像符合，C正确;
D.由左手定则判断可知，穿过磁场过程中线框受到的安培力一直向左，在0~L内，其
大小
在L~2L内，其大小，D正确。
4.答案：B
解析：铜不会被磁针磁化，磁针转动的原因在于圆盘与磁针存在相对运动，使圆盘切割磁感线，产生了涡流，而涡流的磁场导致磁针转动，故A错误，B正确；
在圆盘转动的过程中，圆盘位置和面积均未变，根据磁针周围磁感线的分布情况可知磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量未变，故C错误；
圆盘中的自由电子随圆盘一起运动，但铜离子也会随圆盘一起运动，二者产生的等效电流为大小相同、方向相反，即可认为圆盘整体不会因圆盘转动产生电流，故D错误。
5.答案：C
解析：AB.由楞次定律判断可得当磁场增强时，会产生顺时针方向的涡旋电场，电场力先对小球做正功使其沿顺时针方向做加速运动，根据牛顿第二定律可得未加磁场时
加磁场后，小球所受洛伦兹力方向指向圆心，圆环对小球的压力与小球洛伦兹力的合力提供向心力，没有确定的数量关系去比较洛伦兹力与向心力的大小，所以小球与圆环之间的弹力变化情况不明。故AB错误；
C.根据
可知小球所受的磁场力一定不断增大。故C正确；
D.由动能定理可得
小球每运动一周，电场力做功为
联立，解得
故D错误。
故选C。
6.答案：C
解析：AB.由乙图得i与t成正比，设（k为常数），设金属杆ab的长度为L，速度为v，则有
解得
则金属杆ab的速度与时间成正比，金属杆ab做初速度为零的匀加速直线运动（加速度为），设其质量为m，由牛顿第二定律得
又
解得
AB错误；
CD.安培力功率大小P为
C正确，D错误；
故选C。
7.答案：C
解析：磁通量的变化量，选项A错误；感应电动势的平均值，选项B错误；感应电流的平均值，根据楞次定律知，感应电流的方向为逆时针，选项C正确；通过导线横截面的电荷量，选项D错误.
8.答案：AC
解析：AB.ab棒切割磁感线产生的电动势为，ab棒相当于电源，由于电源有内阻，所以ab棒两端电压小于，故A正确，B错误；
CD.根据功能关系可知，拉力F做的功等于重力势能的增加量和电路中产生的热量之和，故C正确，D错误。
故选AC。
9.答案：CD
解析：金属棒ab向右运动切割磁感线，根据右手定则判断感应电流方向由，再根据左手定则判断棒所受安培力水平向左，故A、B错误；ab的速度越大，感应电流越大，所受安培力就越大，C正确；根据安培定则可判定螺线管的B为端为N极，A为端为S极.
10.答案：AB
解析：A.线框匀速进入磁场，则在t时刻的感应电流为
则选项A正确;
B.外力F等于安培力与阻力之和，则
则图像是不过原点的倾斜的直线，选项B正确;
C.导线框的电功率
则图像是过原点的倾斜的直线，选项C错误;
D.通过导线框某截面的电荷量
则图像为曲线，选项D错误。
故选AB。
11.答案：BCD
解析：A.由右手定则判断可知，金属棒在运动过程中感应电流的方向为由b到a，故A错误；
B.金属棒达到稳定时，根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
根据平衡条件有
联立解得，匀强磁场的磁感应强度为
故B正确；
C.金属棒稳定运动时，金属棒的感应电动势为
则感应电流为
则金属棒稳定运动时ab间的电压为
故C正确；
D.通过电阻R的电荷量为
解得，金属棒在0~1.0s内通过的位移为
则根据能量守恒有
又，电阻R产生的热量为
联立解得
故D正确。
故选BCD。