高考物理一轮复习：电磁感应
一、选择题
1．（2024高二下·来宾期末）图中为华为公司自主研发并制造的手机，为了实现手机的无线充电功能，工程师将受电线圈安装在手机中，将连接内置电源的供电线圈安装在充电基座上。如图所示，当手机放置在充电基座上，受电线圈即可“接受”到供电线圈的能量，从而对手机蓄电池进行充电。对于此过程，下列说法正确的是（ ）
A．在充电过程中我们可以用磁感线的疏密表示某点磁场的强弱，故磁感线是真实存在的
B．在充电过程中，不会产生任何电磁辐射
C．充电时，穿过受电线圈的磁通量是变化的
D．充电时，内置电源的供电线圈附近的磁场是匀强磁场
2．（2024高二下·东城期末）下列理论与普朗克常量无紧密关系的是（ ）
A．安培分子电流假说 B．爱因斯坦光电效应
C．德布罗意物质波假说 D．康普顿散射理论
3．（2020高一上·丽水期末）下列叙述不正确的是（ ）
A．研究物体微小形变的时候，用到了放大法
B．研究“力的合成”实验用到了等效替代的方法
C．物理学中的质点、匀速直线运动等均为理想化模型
D．研究自由落体运动规律时，牛顿首次提出了推理和实验相结合的方法
4．（2024高二下·阜阳期末）如图所示，是矩形导线框的对称轴，线框左半部分处于垂直纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（ ）
A．将线框向右匀减速平移，线框中产生的感应电流方向为
B．将线框向纸面外平移，线框中产生的感应电流方向为
C．将线框以为轴向外转动60°，线框中产生的感应电流方向为
D．将线框以为轴向里转动，线框中产生的感应电流方向为
5．（2024高二下·中山）如图，是一种延时继电器的示意图，铁芯上有线圈A和B，线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成闭合电路。在断开开关S时，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间后才执行这个动作。下列说中正确的是（ ）
A．断开开关S时，线圈B中产生逆时针的电流（俯视）
B．若仅去掉线圈B中的铁芯，继电器的延时效果不受影响
C．若仅改变线圈B的材料，继电器的延时效果不受影响
D．若线圈B两端未连接，断开开关S时，衔铁D立刻被拉起
6．（2024高二下·阜阳期末）如图所示是阜阳市某中学教学楼东面墙上的一扇金属窗，将金属窗右侧向外匀速打开，推窗人正好看见太阳冉冉升起。以推窗人的视角来看，在金属窗中地磁场磁通量增大的过程中（ ）
A．穿过金属窗的地磁场水平分量从北指向南
B．金属窗中产生了逆时针电流
C．金属窗竖直边框受到地磁场的安培力不变
D．金属窗中磁通量最大时，感应电动势也达到最大值
7．（2024·贵州） 如图，两根相互平行的长直导线与一“凸”形导线框固定在同一竖直平面内，导线框的对称轴与两长直导线间的距离相等。已知左、右两长直导线中分别通有方向相反的恒定电流，且，则当导线框中通有顺时针方向的电流时，导线框所受安培力的合力方向（ ）
A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向左 D．水平向右
8．（2024高二下·安徽期末）下列物理情景正确的是（ ）
A． B．
C． D．
9．（2024高二下·曲靖期末）如图，两根平行通电长直导线固定，左边导线中通有垂直纸面向外、大小为I1的恒定电流，两导线连线（水平）的中点处，一可自由转动的小磁针静止时N极所指的方向平行于纸面向下。忽略地磁场的影响。关于右边导线中的电流I2，下列判断正确的是（ ）
A．I2I1，方向垂直纸面向外
C．I2I1，方向垂直纸面向里
10．（2024高二上·惠州期末）中国科学家想设计一个关于“绳系卫星”的实验，如图所示。从空间站上释放一个小卫星，小卫星与空间站之间用导电缆绳相连，“绳系卫星”位于空间站的正下方，若某时刻与空间站一起正好在赤道上空自西向东绕地球运行，下列说法正确的是（ ）
A．赤道上空地磁场方向为由北指向南
B．赤道上空地磁场方向为由东指向西
C．由于切割地磁感线，此时卫星的电势比空间站电势低
D．由于切割地磁感线，此时卫星与空间站之间有持续电流
11．（2024高二下·五莲月考） 如图所示，边长为a电阻为R的正方形导体框水平放置，磁感应强度为B的匀强磁场与水平面成角斜向下，导体框可分别绕mn和ef轴以相同角速度匀速转动。下列说法正确的是（ ）
A．导体框绕ef轴转动比绕mn轴转动时导体框的发热功率小
B．导体框绕ef轴转动与绕mn轴转动时导体框的发热功率一样大
C．从图示位置导体框绕ef轴顺时针转过比绕mn轴转过导体框的磁通量变化量大
D．从图示位置导体框绕ef轴顺时针转过与绕mn轴转过导体框的磁通量变化量相同
12．（2024高二下·五莲月考） 下列说法正确的是（ ）
A．电磁炉上放置玻璃器皿也能用来加热食物
B．真空冶炼炉是利用炉壁中产生的热量来加热矿石的
C．金属物品通过安检门时会产生涡流，涡流的磁场影响报警器使其报警
D．变压器内用整块铁芯代替硅钢片，可以减小涡流损失
二、多项选择题
13．（2024高三下·玉林模拟） 电磁学知识在科技生活中有广泛的应用，下列相关说法正确的是（ ）
A．甲图，一铁块放入通有交流电的线圈内部，一段时间后，铁块就会“烧”得通红
B．乙图，电工穿戴含有金属织物的衣服工作，其原理是静电屏蔽
C．丙图，磁块在铝管中由静止开始下落做的是自由落体运动
D．丁图，无线充电中的发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电
14．（2024高二下·仁寿期中） 下列四种情况中，可以产生感应电流的有（ ）
A．如图（a），闭合线圈在匀强磁场中沿垂直磁感线的方向水平向右运动
B．如图（b），导体棒在匀强磁场中沿磁感线方向上下运动
C．如图（c），条形磁铁插入线圈的过程
D．如图（d），小螺线管置于大螺线管中不动，开关接通瞬间
15．（2024高二下·铜梁月考） 电磁炮是将电磁能转变成动能的装置。我国电磁炮曾在936坦克登陆舰上进行了海上测试，据称测试中弹丸以的出口速度，击中了外的目标。如图是“电磁炮”模型的原理结构示意图。光滑水平平行金属导轨、的间距，电阻不计，在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。装有弹体的导体棒垂直放在导轨、上的最左端，且始终与导轨接触良好，导体棒（含弹体）的质量，在导轨、间部分的电阻，可控电源的内阻。在某次模拟发射时，可控电源为导体棒提供的电流恒为，不计空气阻力，导体棒由静止加速到后发射弹体。则（ ）
A．其他条件不变，若弹体质量变为原来的2倍，射出速度将变为原来的
B．其他条件不变，若水平金属导轨的长度变为原来的2倍，加速时间将变为原来的倍
C．其他条件不变，若磁感应强度大小变为原来的2倍，射出速度将变为原来的2倍
D．该过程系统产生的焦耳热为
16．（2024高三下·内江月考）如图甲，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的两端与电阻R连接，流过电阻R的电流i随时间t变化的图像如图乙所示，已知电阻R的阻值为2 Ω。下列说法正确的是（ ）
A．时，穿过矩形线圈abcd的磁通量最小
B．时，穿过矩形线圈abcd的磁通量最大
C．经过4 s，电阻R产生的焦耳热为16 J
D．经过4 s，电阻R产生的焦耳热为8 J
17．（2024高二下·江岸期末）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（）发生α衰变放出了一个α粒子。放射出的α粒子（）及生成的新核Y在与磁场垂直的平面内做圆周运动。α粒子的运动轨道半径为R，质量为m，电荷量为q。下面说法正确的是（ ）
A．衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确的是图丙
B．衰变后经过时间新核Y可能与α粒子再次相遇
C．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为
D．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为
三、非选择题
18．（2023高二下·上海市）如图所示，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，为放在其间的金属棒。和用导线连成一个闭合回路。当棒向左运动时，导线受到向下的磁场力。由此可知竖直放置的向下的磁极Ⅱ是 极填或，、、、四点的电势由低到高依次排列的顺序是 考虑金属杆及导线电阻。
19．（2024高二下·上海市月考） 地球是个巨大的天然磁体，某小组同学对地磁场做了深入的研究。
（1）如图1，两同学把一根长约10m的电线两端用其他导线连接一个电压表，形成闭合回路。迅速摇动这根电线，若电线中间位置的速度约10m/s，电压表的最大示数约2mV。粗略估算该处地磁场磁感应强度B大小的数量级为 T。
（2）某小组同学利用智能手机中的磁传感器测量某地地磁场的磁感应强度。如图2建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。该同学在当地对地磁场进行了测量，测量时z轴正向保持竖直向上，测量结果如下图。请你根据测量结果判断该同学是在 （选填A.南半球B.北半球）进行此实验，并估测当地的地磁场磁感应强度的大小为 （结果保留2位有效数字）。
（3）地磁场能使宇宙射线中的带电粒子流偏转，成为地球生命的“保护伞”。赤道剖面外的地磁场可简化为包围着地球的厚度为d的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于剖面，如图3所示。设宇宙射线中粒子的质量为m，带负电且电荷量为q，最大速率为v，不计大气及重力的作用。要使从各方向射向地球的粒子都不能到达地面，则地磁场厚度d应满足的条件为 。
20．（2024高二下·上海市月考） 如图所示是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图，其工作原理类似于打点计时器。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁铁，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到对外充气的效果。回答下列问题：
（1）当电流从电磁铁的接线柱a流入时，发现小磁铁向下运动，则小磁铁的上端为____
A．N极 B．S极
（2）通入充气泵的电流方向应该是____
A．变化的 B．不变的
（3）为增强磁场，电磁铁的铁芯绕在磁性材料上，而磁性材料可分为硬磁性材料和软磁性材料。硬磁性材料被磁场磁化后再撤去磁场，仍保留剩磁；软磁性材料被磁场磁化后再撤去磁场，基本不保留剩磁。这种电磁铁的铁芯应该采用____
A．软磁性材料 B．硬磁性材料
21．（2024高二下·抚州期末）我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分
（1）如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道电流从正（负）接线柱流入时， ；
（2）如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转。电路稳定后，若向右移动滑片，此过程中电流表指针 偏转，若将线圈A抽出，此过程中电流表指针 偏转；（均选填“向左”或“向右”或“不”）
（3）某同学按图乙完成探究实验，在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，要避免电击发生，故在拆除电路前应 （选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”）。
22．（2024高二下·上海市月考）材料一：磁场的应用
物理学基础理论的重大进展往往能促进科学技术的发展，中国的科学家和工程师近年来对强磁场技术进行了广泛的研究和开发，在强磁场技术发展和进步的过程中自主研发了高强度磁共振成像技术，用于诊断心脑血管疾病和发现肿瘤等。
（1）下列叙述中不符合物理学史实的有（ ）
A．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在
B．法拉第提出用电场线描绘电场的分布，极大促进了人们对电磁现象的研究
C．安培提出的“分子电流假说”，揭示了磁现象的电本质
D．库仑设计了“扭秤”，得到电荷间作用力与距离二次方成反比的规律
（2）如图所示，a、b和c三个完全相同的矩形绝缘线框与通电直导线在同一平面内，其中a关于直导线左右对称，b和c的右侧平行于直导线且在一直线上，通过a、b和c三个线框的磁通量分别为、和，则（ ）
A． B．
C． D．
（3）磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈。当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E-t关系如图所示。如果只将刷卡速度改为，线圈中的E-t关系图可能是（ ）
A． B．
C． D．
（4）图（a）是扬声器的内部结构示意图，线圈两端加有与声音频率相同的电压。
图（b）是动圈式话筒结构示意图，当有人在话筒前说话时，声音使膜片振动带动磁场内的线圈发生相应的振动。扬声器和动圈式话筒工作原理分别是
（1）
（2）
A．电流的磁效应
B．磁场对通电导体的作用
C．电磁感应
（3）直流电动机中换向器的作用是 。
（4）甲图中是某交流电发电机的示意图，线圈所在位置 （均选填“是”或“否”）为中性面；某时刻，从中性面位置开始计时，线圈产生的感应电动势随时间变化的规律如图乙所示。在0~0.03s时间内闭合线圈中的感应电动势表达式为 V。
（5）四根电阻均匀分布的电阻丝连接成一个闭合的正方形线框，O为正方形线框的中点。当大小为I的电流从a点流入d点流出时，ad边在O点产生的磁场方向为 （选填“垂直于纸面向里”或“垂直于纸面向外”）。已知直导线在O点产生的磁场大小与流经导线的电流大小成正比，若ad边在O点产生的磁场磁感应强度为B，则整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为 。
23．（2024高二下·芜湖期末）某同学用如甲图所示的实验装置探究电磁感应现象的规律。其中M为原线圈，N为副线圈，G为灵敏电流计，且经检查发现灵敏电流计的指针偏转方向与电流流入方向相同。
（1）该同学已将电池组、滑动变阻器、副线圈N、灵敏电流计G及开关按甲图所示部分连接，请在甲图中用笔画线代替导线将实验电路连接完整 。
（2）该同学将电路连接完整且正确后，继续进行实验，在实验过程中观察到，闭合开关时灵敏电流计的指针向右偏转了一下，则在电路稳定后，再将滑动变阻器迅速向右滑动，电流计的指针将向 偏转（选填“左”或“右”）；
（3）经多次探究发现，产生电磁感应现象的原因是穿过线圈 （选填“M”或“N”）的磁通量发生了变化；
（4）现将甲图中线圈M换为条形磁铁，将条形磁铁N极迅速插入线圈N时，观察到电流表指针向左偏转，则可以判断出线圈N的绕线方向如乙图中的 （选填“A”或“B”）所示。
24．（2024高二下·新疆期中） 如图甲所示，对角线长，长宽比为的矩形金属线框所在平面存在匀强磁场B，其方向与线框平面垂直、大小随时间变化的关系如图乙所示，
求：
（1）时通过线框的磁通量；
（2）线框中的感应电动势E。
25．（2024高二下·内丘期末）“阿尔法磁谱仪”主要由磁系统和灵敏探测器构成，其核心部件——稀土永磁体系统由中国科学家研制。为测量该磁体中心磁场（可视为匀强磁场）的磁感应强度的大小，把一根长L=5cm的导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中，求：
（1）当导线中通以I1=2A的电流时，导线受到的安培力大小为1.0×10-9N，则该磁场的磁感应强度为多大
（2）若该导线中通以I2=3A的电流，则此时导线所受安培力大小是多少？方向如何？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A．磁感线是由法拉第人为引入的曲线，实际不存在，A项错误；
B．任何物体都在不停向外辐射电磁波，在充电过程中，也会产生电磁辐射，B项错误；
C．充电时，穿过受电线圈的磁通量是变化的，否则无法产生感应电流，C项正确；
D．充电时，供电线圈附近的磁场是周期性变化的磁场，D项错误。
故选C。
【分析】磁感线是由法拉第人为引入的曲线，实际不存在，任何物体都在不停向外辐射电磁波。
2．【答案】A
【知识点】安培分子电流假说；光电效应；康普顿效应；粒子的波动性 德布罗意波
【解析】【解答】普朗克常量与量子力学紧密相关，安培分子电流假说与普朗克常量。
故选A。
【分析】爱因斯坦光电效应理论、康普顿散射理论、以及德布罗意物质波假说都是研究微观世界的一些理论。
3．【答案】D
【知识点】等效法；类比法；理想模型法；放大法
【解析】【解答】A．在研究物体微小形变的时候，用到了放大的思想，A正确，不符题意；
B．在研究力的合成实验中，用到了等效替代法，B正确，不符题意；
C．物理学中的质点为理想化的对象模型，匀速直线运动为理想化的运动模型，C正确，不符题意；
D．研究自由落体运动规律时，伽利略首次提出了推理和实验相结合的方法，D错误，符合题意；
故答案为：D。
【分析】伽利略研究落体运动，不是牛顿。
4．【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；楞次定律
【解析】【解答】A．根据楞次定律可知，线框中产生的感应电流方向为，故A错误；
B．穿过线圈的磁通量保持不变，线框中不会产生感应电流，故B错误；
C．穿过线圈的磁通量保持不变，线框中不会产生感应电流，故C错误；
D．将线框以为轴向里转动，穿过线圈的磁通量向外减小，根据楞次定律可知，线框中产生的感应电流方向为，故D正确。
故选D。
【分析】将线框向右匀减速平移，穿过线圈的磁通量向外减小，根据楞次定律进行分析。
5．【答案】D
【知识点】楞次定律；电磁感应在生活中的应用
【解析】【解答】A：断开开关时，通过线圈B的磁通量减小，利用楞次定律可判定线圈B中产生顺时针方向电流，A不符合题意.
BC： 继电器的延时效果收到线圈B中电流大小的影响， 若仅去掉线圈B中的铁芯，会使感应磁场减小，从而延时效果减弱； 若仅改变线圈B的材料 ，会改变线圈B的电阻，从而影响线圈B中的电流与感应磁场的大小，进一步影响延时效果。BC不符合题意。
D：若B未形成闭合回路，则不会有感应电流与感应磁场的产生，起不到延时释放的效果，素以衔铁D会被立刻拉起，D符合题意。
故答案为D
【分析】利用楞次定律判定感应电流的方向；利用产生感应电流的条件以及影响感应电流大小的影响因素对BCD选项进行判断。
6．【答案】B
【知识点】地磁场；左手定则—磁场对带电粒子的作用；楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】AB．根据楞次定律，钢窗中产生了逆时针电流，故A错误，B正确；
C．打开过程中磁通量变化率变小，感应电流变小，可知受到地磁场的安培力变化，故C错误；
D．磁通量变化率为0，感应电动势为0，故D错误。
故选B。
【分析】穿过金属窗的地磁场水平分量从南指向北，将金属窗右侧向外匀速打开，磁通量逐渐增大。
7．【答案】C
【知识点】安培力；安培定则；左手定则—磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】根据右手螺旋定则可知，两直导线在导线框所在位置产生的磁场均垂直线框平面向里，故导线框所在位置的合磁场垂直导线框向里，由于同一竖直方向上的磁场强度相等，故导线框水平方向导线所受的安培力相互抵消，由左手定则可知，线框左边的竖直电流受到的安培力水平向左，右边受到的安培力水平向右，由于，可知线框左边竖直电流所在位置的磁感应强度大于右边对应的竖直电流所在位置的磁感应强度，根据安培力公式可知，线框左边竖直电流所受的安培力大于右边竖直方电流所受的安培力，故导线框所受安培力的合力方向水平向左，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据右手螺旋定则判定出线框所在位置的磁场方向，再根据左手定则和安培力公式分析线框受到的安培力方向。
8．【答案】B
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场；左手定则—磁场对带电粒子的作用；洛伦兹力的计算；右手定则
【解析】【解答】A．安培力方向向上，故A错误；
B．洛伦兹力方向向下，故B正确；
C．感应电流方向向下，故C错误；
D．带电导体电流应向下，故D错误。
故选B。
【分析】 左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内.把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向 。
9．【答案】B
【知识点】磁感应强度；安培定则
【解析】【解答】根据安培定则可以得出通电导线周围的磁感线方向为同心圆，由此可判断左边导线I1在连线中点处的磁感应强度B1方向竖直向上，根据小磁针的N极方向可以得出合磁感应强度竖直向下，根据磁感应强度的叠加可以得出右边导线I2在该处形成的.磁感应强度B2一定竖直向下，且
B2 > B1
由于右边导线在中点处产生的磁感应强度比较大，根据电流强度和磁感应强度成正比，则
I2 > I1
由于右边导线I2在该处形成的.磁感应强度B2一定竖直向下根据安培定则可知，右边导线中电流方向垂直纸面向外。
故选B。
【分析】利用安培定则可以判别左侧导线在中点产生的磁感应强度的方向，结合小磁针对应的合磁感应强度的方向可以判别右侧导线在中点产生的磁感应强度的大小及方向，结合安培定则可以判别右侧导线的电流方向；利用两侧磁感应强度的大小可以比较电流的大小。
10．【答案】C
【知识点】地磁场；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】AB．地磁场相当于条形磁铁，地理南极是磁铁N极，地理北极是磁铁S极，所以赤道上空地磁场方向为由南指向北，AB错误；
CD．由于自西向东切割地磁感线，根据右手定则，若是闭合电路，感应电流由卫星流向空间站，卫星与空间站相当于电源，在电源内部，电流由负极流向正极，所以此时卫星的电势比空间站电势低，因为没有闭合回路，没有持续电流，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】本题主要考查地磁场的特点和右手定则的简单应用，根据地磁场的磁场分布确定赤道磁场方向，根据右手定则确定电势的高低。
11．【答案】C
【知识点】磁通量；导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的电路类问题
【解析】【解答】 CD、导体框绕ef轴转动过程中产生感应电动势的峰值为
则发热功率
绕mn轴转动时，感应电动势最大值
所以导体框绕ef轴转动比绕mn轴转动时导体框的发热功率大，故AB错误。
AB、从图示位置导体框绕ef轴顺时针转过 90°，磁通量变化量
绕mn轴转过90°导体框的磁通量变化量
所以不相同，从图示位置导体框绕ef轴顺时针转过90°比绕mn轴转过90°导体框的磁通量变化量大，故C正确，D错误。
故答案为：C。
【分析】确定导体框绕不同轴转动时，导体框有效面积的最大值，再根据法拉第电磁感应定律确定不同情况下产生感应电动势的峰值，再根据交变电流有效值与最大值的关系结合热功率公式确定不同转轴下导体框的发热功率关系。确定图示位置导体框绕不同轴顺时针转过 90°，初始状态导线框的有效面积，再结合磁通量的定义进行解答。
12．【答案】C
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动；电磁感应在生活中的应用
【解析】【解答】A、电磁炉上放置玻璃器皿不能产生涡流，不能用来加热食物，故A错误；
B、真空冶炼炉是利用线圈中的电流做周期性变化，产生涡流，进而产生大量的量来加热矿石的，故B错误；
C、金属物品通过安检门时会产生涡流，涡流的磁场影响报警器使其报警，故C正确；
D、整块铁芯更容易产生涡流，所以，为了减小涡流损失，应该用叠放在一起相互绝缘的硅钢片，故D错误。
故答案为：C。
【分析】熟练掌握涡流产生的原因及条件。真空冶炼炉是利用线圈中的电流做周期性变化，产生涡流来加热矿石。金属物品通过安检门时会产生涡流，涡流的磁场影响报警器使其报警。
13．【答案】A,B
【知识点】静电的防止与利用；涡流、电磁阻尼、电磁驱动；电磁感应在生活中的应用
【解析】【解答】A、当线圈通入变化的电流时，会在线圈内部产生变化的磁场，而铁块放在线圈内部，则在铁块内部会有变化的磁场，而变化的磁场能够产生电场，因此会在铁块内部形成涡流，根据电流的热效应，铁块会被“烧”得通红，故A正确；
B、乙图中电工穿戴含有金属织物的衣服工作，其原理是静电屏蔽，故B正确；
C、图中铝管可以看作闭合回路，磁块能产生磁场，在下落的过程中会由于电磁感应现象，产生涡流与电磁阻尼，不能做自由落体运动，故C错误；
D、根据感应电流产生的条件可知，充电设备中的发射线圈通恒定电流，其产生的磁场是恒定的，不能使手机产生感应电流，不能实现无线充电，故D错误。
故答案为：AB。
【分析】熟练掌握静电屏蔽在生活中的应用。恒定电流产生的恒定磁场，无法在线圈中产生感应电流。熟练掌握涡流及电磁阻尼的原理及应用。
14．【答案】C,D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、穿过线圈的磁通量不变，则线圈中无感应电流产生，故A错误；
B、导体棒在匀强磁场中沿磁感线方向上下运动，导体棒不切割磁感线，不会产生感应电流，故B错误；
C、条形磁铁插入线圈的过程，穿过线圈的磁通量增加，线圈中会有感应电流，故C正确；
D、小螺线管置于大螺线管中不动，开关接通瞬间，穿过大螺线管的磁通量增加，大螺线管中会产生感应电流，故D正确。
故答案为：CD。
【分析】根据感应电流产生的条件进行判断。
15．【答案】B,D
【知识点】磁感应强度；安培力；左手定则—磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】A、导体棒受到的安培力
由牛顿第二定律有
由运动学公式有
其他条件不变，若弹体质量变为原来的2倍，射出速度将减小，但无法确定具体变为多少，原因是导体棒加弹体的质量不是原来的2倍，故A错误；
B、依据
其他条件不变，若水平金属导轨的长度变为原来的2倍，导体棒加速时间将变为原来的 倍，故B正确；
C、导体棒受到的安培力F=BIL，由动能定理可得，安培力做的功
磁感应强度B变为原来的2倍，弹体的射出速度将变为原来的倍，故C错误；
D、导体棒ab做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得
F=ma
由速度公式得
v=at
代入数据解得该过程需要的时间
t=1×10-2s
该过程中产生的焦耳热
Q=I2(R+r)t
解得
Q=1.6×105J
故D正确；
故答案为：BD。
【分析】导体棒切割磁感线运动，根据安培力公式、牛顿第二定律以及运动学公式v2=2ax可判断弹体射出速度随弹体质量的变化情况；依据运动学公式可判断导体棒加速时间随水平金属导轨的长度的变化情况；根据安培力公式、功的定义式以及动能定理，可判断弹体射出速度随磁感应强度的变化情况；先根据速度公式v=at以及牛顿第二定律求出运动时间，再根据焦耳定律求出产生的焦耳热。
16．【答案】B,D
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；磁通量；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】AB．由图乙可知，时，感应电流为零，则线圈处于中性面，磁通量最大，故A错误，B正确；
CD．由图乙知，则流过电阻R的电流有效值为
经过4 s，电阻R产生的焦耳热为
故C错误，D正确。
故选BD。
【分析】感应电流为零时，穿过线框的磁通量最大，根据正弦式交变电流规律求解感应电动势的有效值，根据焦耳定律求解电阻R上产生的焦耳热。
17．【答案】B,C,D
【知识点】质量亏损与质能方程；通电导线及通电线圈周围的磁场；带电粒子在匀强磁场中的运动；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】A．衰变后产生的α粒子与新核Y均为正电荷，且在轨迹相切处的速度反向，所以在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确的为图丁，A不符合题意；
B．根据核反应方程
可判断新核Y的质量为
电荷量为
运用圆周运动求各自的周期为
当为2的整数倍时，两核可能再次相遇。B符合题意；
C．α粒子的圆周运动可以等效为环形电流，环形电流大小为
C符合题意；
D．根据能量守恒
结合圆周运动以及两核的相互关系，整理得
由质能方程
解得
D符合题意。
故答案为BCD。
【分析】根据粒子衰变后的电性可判断运动方向；根据核反应方程可求出新核的质量与电荷量，进一步得到周期，结合周期对相遇时间进行判断；根据电流的定义式与质能方程可判断电流大小与能量亏损情况。
18．【答案】；
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；安培力；右手定则
【解析】【解答】解：由图可知cd处磁场方向向左，根据左手定则可知cd中电流由c流向d，则ab中电流由b流向a；ab向左运动，根据右手定则可知，I、Ⅱ间磁场由Ⅱ指向Ⅰ，所以磁极Ⅱ是N极；ab相当于电源，a为正极，在电路中，沿着电流方向电势逐渐降低，可得： 。
【分析】先根据左手定则判断cd中电流方向，进而得到ab中电流方向，再根据右手定则判断磁极，根据电路中电势的特点判断电势的高低。
19．【答案】（1）
（2）B；
（3）
【知识点】地磁场；带电粒子在有界磁场中的运动；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】（1）由电磁感应知
代入得
该处地磁场磁感应强度B大小的数量级。
（2）如图所示
地球可视为一个大磁场，磁场南极大致在地理北极附近，磁场北极在地理南极附近。由表中z轴数据可看出z轴的磁场竖直向下，则该同学是在北半球进行此实验。
磁感应强度为矢量，由图表数据可得处当地的地磁场大小约为
（3）设粒子运动的的半径为r，粒子运动过程中洛伦兹力提供粒子做圆周运动向心力，如图
则
代入得
即所有粒子的r都相同，如图所示，可推知当粒子沿磁场边界的切线方向射入时，其到达的位置离地面最近，当其轨迹与地面相切时磁场的厚度为2r，因此d应满足的条件是
【分析】（1）根据动生电动势表达式进行估算；
（2）地磁场南极大致在地理北极附近，磁场北极在地理南极附近。
（3） 地磁场厚度 至少等于粒子在磁场中运动的轨道半径的2倍。
20．【答案】（1）B
（2）A
（3）A
【知识点】安培定则；通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】（1）当电流从电磁铁的接线柱a流入时，根据安培定则，小磁铁的上端为S极。
故答案为：B。
（2）小磁铁磁场方向一定，通过电磁铁的电流方向不同，电磁铁的磁场方向不同，弹性金属片带动连杆向上运动，橡皮碗体积不断变化，从而充气，所以通入充气泵的电流方向应该是变化的。
故答案为：A。
（3）为了电磁铁磁场方向能够及时变化，这种电磁铁的铁芯应该采用软磁性材料。
故答案为：A。
【分析】（1）确定螺线管线圈的电流方向，再根据安培定则确定螺线管磁场方向，小磁铁向下运动，再根据异名磁极相吸确定小磁铁的磁极；
（2）充气是通过橡皮碗的上下运动，从而实现充气效果，即弹簧金属片需要上下运动，即小磁铁上下来往复运动，故螺线管产生的磁场方向是变化的，即电流方向是变化的；
（3）为使撤去磁场后，小磁铁能回到原位之，电磁铁的铁芯应该采用软磁性材料。
21．【答案】（1）电流表指针的偏转方向
（2）向右；向左
（3）断开开关
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解析】（1）要探究线圈中产生感应电流的方向，已知磁通量的变化，还要知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系。
（2）图乙的实验中发现闭合开关时，由于回路中电流增加导致穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针向右偏；电路稳定后，若向右移动滑动触头，接入回路中电阻减小则通过线圈A的电流增大，磁感应强度增大，穿过线圈B的磁通量增大，根据楞次定律可以得出电流表指针向右偏转。若将线圈A抽出，穿过线圈B的磁通量减少，根据楞次定律则电流表指针向左偏转。
（3）在拆除电路A线圈时，线圈A中的电流突然减少，由于断电自感现象，线圈中会产生自感电动势，进而突然会被电击了一下，为了避免此现象，则在拆除电路前应断开开关。
【分析】（1）要探究线圈中产生感应电流的方向，还要知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系；
（2）利用最初电流增大及磁通量变化对应的电流方向，结合接下来线圈B中磁通量的变化可以判别电流指针的偏转方向；
（3）为了避免断电自感应该在拆除电路前应断开开关。
（1）如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系。
（2）[1][2]图乙的实验中发现闭合开关时，穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针向右偏；电路稳定后，若向右移动滑动触头，通过线圈A的电流增大，磁感应强度增大，穿过线圈B的磁通量增大，电流表指针向右偏转。若将线圈A抽出，穿过线圈B的磁通量减少，则电流表指针向左偏转。
（3）在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路A线圈时，线圈A中的电流突然减少，从而出现断电自感现象，线圈中会产生自感电动势，进而突然会被电击了一下，为了避免此现象，则在拆除电路前应断开开关。
22．【答案】（1）A
（2）B
（3）D
（4）B；C；改变线圈中的电流方向；否；
（5）垂直于纸面向外；0
【知识点】磁感应强度；电磁场与电磁波的产生；磁通量；电磁感应中的磁变类问题；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】（1）A．赫兹通过实验证实了电磁波的存在，麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，故A错误；
B．法拉第提出用电场线描绘电场的分布，故B正确；
C．“分子电流假说”由安培提出，揭示了磁现象的电本质，故C正确；
D．库仑设计了“扭秤”，得到电荷间作用力与距离二次方成反比的规律，故D正确。
本题选错误的，故选A。
（2）图中位置a关于直导线左右对称，向里穿过线框的磁通量与向外穿过线框的磁通量大小相等，方向相反，总磁通量为0，由于离导线越近，磁场越强，所以穿过c的磁通量要大于穿过b的磁通量，故
故选B。
（3）AB．刷卡速度改为原来一半时，有感应电动势产生的时间就变为原来的2倍，故图AB不符合题意；
CD．感应电动势为
刷卡速度改为原来一半时，产生的感应电动势减小，故图C不符合题意，图D符合题意。
故选D。
（4）（1）扬声器工作原理是磁场对通电导体的力的作用。
故选B。
（2）线圈在做切割磁感线运动产生感应电流，我们就能通过扬声器听到说话的声音，这种话筒原理是电磁感应。
故选C。
（3）换向器的作用是：当线圈刚转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈持续转动。
（4）磁通量为零的位置不是中性面。由图可知线圈转动周期为，在0~0.03s时间内闭合线圈中的感应电动势表达式为
（5）电流在正方形线框的几何中心O点处产生的磁感应强度大小为B，四根通电导线到点的距离相等，结合题意，设，则
由公式
可得、、在点产生的磁感应强度大小分别为、、。由安培定则可知，导线在中心点产生的磁感应强度方向为垂直于纸面向外。根据矢量的合成法则可知，、、三根导线在点产生的合磁感应强度大小为
方向为垂直于纸面向里。而在点产生的磁感应强度大小为B，方向为垂直于纸面向外，故点处实际的磁感应强度大小为0。
【分析】（1）赫兹通过实验证实了电磁波的存在，麦克斯韦预言电磁波存在；
（2）根据安培定则可知，电流左侧的磁场的方向向外，右侧的磁场的方向向里。
（3）根据动生电动势表达式进行分析；
（4）扬声器工作原理是磁场对通电导体的力的作用；话筒原理是电磁感应。换向器的作用是：当线圈刚转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向。
（5）根据右手定则，ad边在O点产生的磁场方向为垂直于纸面向外。结合磁感应强度为矢量利用平行四边形法则进行分析。
23．【答案】（1）
（2）左
（3）N
（4）A
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】 （1）实验电路如图
（2）电流变大，灵敏电流计向右偏转，电流变小，则灵敏电流计向左偏转；
（3）产生电磁感应现象的原因是穿过线圈N发生了磁通量变化；
（4）根据楞次定律可知通电螺线管产生的感应磁场方向向上，结合右手螺旋定则可知应为图A所示。
【分析】 （1）根据电路流向连接电路；
（2）电流变大，灵敏电流计向右偏转，电流变小，则灵敏电流计向左偏转；
（3）产生电磁感应现象的原因是穿过线圈N发生了磁通量变化；
（3）根据楞次定律以及右手螺旋定则判断线圈N的绕线方向。
（1）实验电路如图
（2）根据题意可知，电流变大，灵敏电流计向右偏转，将滑动变阻器迅速向右滑动，接入电路中电阻变大，则电流变小，则灵敏电流计向左偏转；
（3）经多次探究发现，产生电磁感应现象的原因是穿过线圈N发生了磁通量变化；
（4）将条形磁铁N极迅速插入线圈N时，穿过线圈的磁通量向下增大，产生的电流为从a端流出，根据楞次定律可知通电螺线管产生的感应磁场方向向上，结合右手螺旋定则可知应为图A所示。
24．【答案】（1）解：由题可得矩形线框长，宽，则面积为
S=ab
根据磁通量的公式有
解得
（2）解：由法拉第电磁感应定律得
解得
【知识点】磁通量；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）根据磁通量的公式，计算t=0时通过线框的磁通量；（2）由法拉第电磁感应定律计算线框中的感应电动势。
25．【答案】解：（1）导线垂直磁感线方向放入匀强磁场中，根据磁感应强度的定义可知有
（2）由于磁感应强度不变，当通以3A的电流时，有
根据左手定则可知安培力方向竖直向上。
【知识点】磁感应强度；左手定则—磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）根据磁感应强度的定义可求解该磁场的磁感应强度；
（2）根据左手定则可知安培力方向竖直向上，根据安培力表达式求解导线所受安培力大小。
1 / 1高考物理一轮复习：电磁感应
一、选择题
1．（2024高二下·来宾期末）图中为华为公司自主研发并制造的手机，为了实现手机的无线充电功能，工程师将受电线圈安装在手机中，将连接内置电源的供电线圈安装在充电基座上。如图所示，当手机放置在充电基座上，受电线圈即可“接受”到供电线圈的能量，从而对手机蓄电池进行充电。对于此过程，下列说法正确的是（ ）
A．在充电过程中我们可以用磁感线的疏密表示某点磁场的强弱，故磁感线是真实存在的
B．在充电过程中，不会产生任何电磁辐射
C．充电时，穿过受电线圈的磁通量是变化的
D．充电时，内置电源的供电线圈附近的磁场是匀强磁场
【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A．磁感线是由法拉第人为引入的曲线，实际不存在，A项错误；
B．任何物体都在不停向外辐射电磁波，在充电过程中，也会产生电磁辐射，B项错误；
C．充电时，穿过受电线圈的磁通量是变化的，否则无法产生感应电流，C项正确；
D．充电时，供电线圈附近的磁场是周期性变化的磁场，D项错误。
故选C。
【分析】磁感线是由法拉第人为引入的曲线，实际不存在，任何物体都在不停向外辐射电磁波。
2．（2024高二下·东城期末）下列理论与普朗克常量无紧密关系的是（ ）
A．安培分子电流假说 B．爱因斯坦光电效应
C．德布罗意物质波假说 D．康普顿散射理论
【答案】A
【知识点】安培分子电流假说；光电效应；康普顿效应；粒子的波动性 德布罗意波
【解析】【解答】普朗克常量与量子力学紧密相关，安培分子电流假说与普朗克常量。
故选A。
【分析】爱因斯坦光电效应理论、康普顿散射理论、以及德布罗意物质波假说都是研究微观世界的一些理论。
3．（2020高一上·丽水期末）下列叙述不正确的是（ ）
A．研究物体微小形变的时候，用到了放大法
B．研究“力的合成”实验用到了等效替代的方法
C．物理学中的质点、匀速直线运动等均为理想化模型
D．研究自由落体运动规律时，牛顿首次提出了推理和实验相结合的方法
【答案】D
【知识点】等效法；类比法；理想模型法；放大法
【解析】【解答】A．在研究物体微小形变的时候，用到了放大的思想，A正确，不符题意；
B．在研究力的合成实验中，用到了等效替代法，B正确，不符题意；
C．物理学中的质点为理想化的对象模型，匀速直线运动为理想化的运动模型，C正确，不符题意；
D．研究自由落体运动规律时，伽利略首次提出了推理和实验相结合的方法，D错误，符合题意；
故答案为：D。
【分析】伽利略研究落体运动，不是牛顿。
4．（2024高二下·阜阳期末）如图所示，是矩形导线框的对称轴，线框左半部分处于垂直纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（ ）
A．将线框向右匀减速平移，线框中产生的感应电流方向为
B．将线框向纸面外平移，线框中产生的感应电流方向为
C．将线框以为轴向外转动60°，线框中产生的感应电流方向为
D．将线框以为轴向里转动，线框中产生的感应电流方向为
【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；楞次定律
【解析】【解答】A．根据楞次定律可知，线框中产生的感应电流方向为，故A错误；
B．穿过线圈的磁通量保持不变，线框中不会产生感应电流，故B错误；
C．穿过线圈的磁通量保持不变，线框中不会产生感应电流，故C错误；
D．将线框以为轴向里转动，穿过线圈的磁通量向外减小，根据楞次定律可知，线框中产生的感应电流方向为，故D正确。
故选D。
【分析】将线框向右匀减速平移，穿过线圈的磁通量向外减小，根据楞次定律进行分析。
5．（2024高二下·中山）如图，是一种延时继电器的示意图，铁芯上有线圈A和B，线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成闭合电路。在断开开关S时，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间后才执行这个动作。下列说中正确的是（ ）
A．断开开关S时，线圈B中产生逆时针的电流（俯视）
B．若仅去掉线圈B中的铁芯，继电器的延时效果不受影响
C．若仅改变线圈B的材料，继电器的延时效果不受影响
D．若线圈B两端未连接，断开开关S时，衔铁D立刻被拉起
【答案】D
【知识点】楞次定律；电磁感应在生活中的应用
【解析】【解答】A：断开开关时，通过线圈B的磁通量减小，利用楞次定律可判定线圈B中产生顺时针方向电流，A不符合题意.
BC： 继电器的延时效果收到线圈B中电流大小的影响， 若仅去掉线圈B中的铁芯，会使感应磁场减小，从而延时效果减弱； 若仅改变线圈B的材料 ，会改变线圈B的电阻，从而影响线圈B中的电流与感应磁场的大小，进一步影响延时效果。BC不符合题意。
D：若B未形成闭合回路，则不会有感应电流与感应磁场的产生，起不到延时释放的效果，素以衔铁D会被立刻拉起，D符合题意。
故答案为D
【分析】利用楞次定律判定感应电流的方向；利用产生感应电流的条件以及影响感应电流大小的影响因素对BCD选项进行判断。
6．（2024高二下·阜阳期末）如图所示是阜阳市某中学教学楼东面墙上的一扇金属窗，将金属窗右侧向外匀速打开，推窗人正好看见太阳冉冉升起。以推窗人的视角来看，在金属窗中地磁场磁通量增大的过程中（ ）
A．穿过金属窗的地磁场水平分量从北指向南
B．金属窗中产生了逆时针电流
C．金属窗竖直边框受到地磁场的安培力不变
D．金属窗中磁通量最大时，感应电动势也达到最大值
【答案】B
【知识点】地磁场；左手定则—磁场对带电粒子的作用；楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】AB．根据楞次定律，钢窗中产生了逆时针电流，故A错误，B正确；
C．打开过程中磁通量变化率变小，感应电流变小，可知受到地磁场的安培力变化，故C错误；
D．磁通量变化率为0，感应电动势为0，故D错误。
故选B。
【分析】穿过金属窗的地磁场水平分量从南指向北，将金属窗右侧向外匀速打开，磁通量逐渐增大。
7．（2024·贵州） 如图，两根相互平行的长直导线与一“凸”形导线框固定在同一竖直平面内，导线框的对称轴与两长直导线间的距离相等。已知左、右两长直导线中分别通有方向相反的恒定电流，且，则当导线框中通有顺时针方向的电流时，导线框所受安培力的合力方向（ ）
A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向左 D．水平向右
【答案】C
【知识点】安培力；安培定则；左手定则—磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】根据右手螺旋定则可知，两直导线在导线框所在位置产生的磁场均垂直线框平面向里，故导线框所在位置的合磁场垂直导线框向里，由于同一竖直方向上的磁场强度相等，故导线框水平方向导线所受的安培力相互抵消，由左手定则可知，线框左边的竖直电流受到的安培力水平向左，右边受到的安培力水平向右，由于，可知线框左边竖直电流所在位置的磁感应强度大于右边对应的竖直电流所在位置的磁感应强度，根据安培力公式可知，线框左边竖直电流所受的安培力大于右边竖直方电流所受的安培力，故导线框所受安培力的合力方向水平向左，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据右手螺旋定则判定出线框所在位置的磁场方向，再根据左手定则和安培力公式分析线框受到的安培力方向。
8．（2024高二下·安徽期末）下列物理情景正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场；左手定则—磁场对带电粒子的作用；洛伦兹力的计算；右手定则
【解析】【解答】A．安培力方向向上，故A错误；
B．洛伦兹力方向向下，故B正确；
C．感应电流方向向下，故C错误；
D．带电导体电流应向下，故D错误。
故选B。
【分析】 左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内.把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向 。
9．（2024高二下·曲靖期末）如图，两根平行通电长直导线固定，左边导线中通有垂直纸面向外、大小为I1的恒定电流，两导线连线（水平）的中点处，一可自由转动的小磁针静止时N极所指的方向平行于纸面向下。忽略地磁场的影响。关于右边导线中的电流I2，下列判断正确的是（ ）
A．I2I1，方向垂直纸面向外
C．I2I1，方向垂直纸面向里
【答案】B
【知识点】磁感应强度；安培定则
【解析】【解答】根据安培定则可以得出通电导线周围的磁感线方向为同心圆，由此可判断左边导线I1在连线中点处的磁感应强度B1方向竖直向上，根据小磁针的N极方向可以得出合磁感应强度竖直向下，根据磁感应强度的叠加可以得出右边导线I2在该处形成的.磁感应强度B2一定竖直向下，且
B2 > B1
由于右边导线在中点处产生的磁感应强度比较大，根据电流强度和磁感应强度成正比，则
I2 > I1
由于右边导线I2在该处形成的.磁感应强度B2一定竖直向下根据安培定则可知，右边导线中电流方向垂直纸面向外。
故选B。
【分析】利用安培定则可以判别左侧导线在中点产生的磁感应强度的方向，结合小磁针对应的合磁感应强度的方向可以判别右侧导线在中点产生的磁感应强度的大小及方向，结合安培定则可以判别右侧导线的电流方向；利用两侧磁感应强度的大小可以比较电流的大小。
10．（2024高二上·惠州期末）中国科学家想设计一个关于“绳系卫星”的实验，如图所示。从空间站上释放一个小卫星，小卫星与空间站之间用导电缆绳相连，“绳系卫星”位于空间站的正下方，若某时刻与空间站一起正好在赤道上空自西向东绕地球运行，下列说法正确的是（ ）
A．赤道上空地磁场方向为由北指向南
B．赤道上空地磁场方向为由东指向西
C．由于切割地磁感线，此时卫星的电势比空间站电势低
D．由于切割地磁感线，此时卫星与空间站之间有持续电流
【答案】C
【知识点】地磁场；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】AB．地磁场相当于条形磁铁，地理南极是磁铁N极，地理北极是磁铁S极，所以赤道上空地磁场方向为由南指向北，AB错误；
CD．由于自西向东切割地磁感线，根据右手定则，若是闭合电路，感应电流由卫星流向空间站，卫星与空间站相当于电源，在电源内部，电流由负极流向正极，所以此时卫星的电势比空间站电势低，因为没有闭合回路，没有持续电流，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】本题主要考查地磁场的特点和右手定则的简单应用，根据地磁场的磁场分布确定赤道磁场方向，根据右手定则确定电势的高低。
11．（2024高二下·五莲月考） 如图所示，边长为a电阻为R的正方形导体框水平放置，磁感应强度为B的匀强磁场与水平面成角斜向下，导体框可分别绕mn和ef轴以相同角速度匀速转动。下列说法正确的是（ ）
A．导体框绕ef轴转动比绕mn轴转动时导体框的发热功率小
B．导体框绕ef轴转动与绕mn轴转动时导体框的发热功率一样大
C．从图示位置导体框绕ef轴顺时针转过比绕mn轴转过导体框的磁通量变化量大
D．从图示位置导体框绕ef轴顺时针转过与绕mn轴转过导体框的磁通量变化量相同
【答案】C
【知识点】磁通量；导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的电路类问题
【解析】【解答】 CD、导体框绕ef轴转动过程中产生感应电动势的峰值为
则发热功率
绕mn轴转动时，感应电动势最大值
所以导体框绕ef轴转动比绕mn轴转动时导体框的发热功率大，故AB错误。
AB、从图示位置导体框绕ef轴顺时针转过 90°，磁通量变化量
绕mn轴转过90°导体框的磁通量变化量
所以不相同，从图示位置导体框绕ef轴顺时针转过90°比绕mn轴转过90°导体框的磁通量变化量大，故C正确，D错误。
故答案为：C。
【分析】确定导体框绕不同轴转动时，导体框有效面积的最大值，再根据法拉第电磁感应定律确定不同情况下产生感应电动势的峰值，再根据交变电流有效值与最大值的关系结合热功率公式确定不同转轴下导体框的发热功率关系。确定图示位置导体框绕不同轴顺时针转过 90°，初始状态导线框的有效面积，再结合磁通量的定义进行解答。
12．（2024高二下·五莲月考） 下列说法正确的是（ ）
A．电磁炉上放置玻璃器皿也能用来加热食物
B．真空冶炼炉是利用炉壁中产生的热量来加热矿石的
C．金属物品通过安检门时会产生涡流，涡流的磁场影响报警器使其报警
D．变压器内用整块铁芯代替硅钢片，可以减小涡流损失
【答案】C
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动；电磁感应在生活中的应用
【解析】【解答】A、电磁炉上放置玻璃器皿不能产生涡流，不能用来加热食物，故A错误；
B、真空冶炼炉是利用线圈中的电流做周期性变化，产生涡流，进而产生大量的量来加热矿石的，故B错误；
C、金属物品通过安检门时会产生涡流，涡流的磁场影响报警器使其报警，故C正确；
D、整块铁芯更容易产生涡流，所以，为了减小涡流损失，应该用叠放在一起相互绝缘的硅钢片，故D错误。
故答案为：C。
【分析】熟练掌握涡流产生的原因及条件。真空冶炼炉是利用线圈中的电流做周期性变化，产生涡流来加热矿石。金属物品通过安检门时会产生涡流，涡流的磁场影响报警器使其报警。
二、多项选择题
13．（2024高三下·玉林模拟） 电磁学知识在科技生活中有广泛的应用，下列相关说法正确的是（ ）
A．甲图，一铁块放入通有交流电的线圈内部，一段时间后，铁块就会“烧”得通红
B．乙图，电工穿戴含有金属织物的衣服工作，其原理是静电屏蔽
C．丙图，磁块在铝管中由静止开始下落做的是自由落体运动
D．丁图，无线充电中的发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电
【答案】A,B
【知识点】静电的防止与利用；涡流、电磁阻尼、电磁驱动；电磁感应在生活中的应用
【解析】【解答】A、当线圈通入变化的电流时，会在线圈内部产生变化的磁场，而铁块放在线圈内部，则在铁块内部会有变化的磁场，而变化的磁场能够产生电场，因此会在铁块内部形成涡流，根据电流的热效应，铁块会被“烧”得通红，故A正确；
B、乙图中电工穿戴含有金属织物的衣服工作，其原理是静电屏蔽，故B正确；
C、图中铝管可以看作闭合回路，磁块能产生磁场，在下落的过程中会由于电磁感应现象，产生涡流与电磁阻尼，不能做自由落体运动，故C错误；
D、根据感应电流产生的条件可知，充电设备中的发射线圈通恒定电流，其产生的磁场是恒定的，不能使手机产生感应电流，不能实现无线充电，故D错误。
故答案为：AB。
【分析】熟练掌握静电屏蔽在生活中的应用。恒定电流产生的恒定磁场，无法在线圈中产生感应电流。熟练掌握涡流及电磁阻尼的原理及应用。
14．（2024高二下·仁寿期中） 下列四种情况中，可以产生感应电流的有（ ）
A．如图（a），闭合线圈在匀强磁场中沿垂直磁感线的方向水平向右运动
B．如图（b），导体棒在匀强磁场中沿磁感线方向上下运动
C．如图（c），条形磁铁插入线圈的过程
D．如图（d），小螺线管置于大螺线管中不动，开关接通瞬间
【答案】C,D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、穿过线圈的磁通量不变，则线圈中无感应电流产生，故A错误；
B、导体棒在匀强磁场中沿磁感线方向上下运动，导体棒不切割磁感线，不会产生感应电流，故B错误；
C、条形磁铁插入线圈的过程，穿过线圈的磁通量增加，线圈中会有感应电流，故C正确；
D、小螺线管置于大螺线管中不动，开关接通瞬间，穿过大螺线管的磁通量增加，大螺线管中会产生感应电流，故D正确。
故答案为：CD。
【分析】根据感应电流产生的条件进行判断。
15．（2024高二下·铜梁月考） 电磁炮是将电磁能转变成动能的装置。我国电磁炮曾在936坦克登陆舰上进行了海上测试，据称测试中弹丸以的出口速度，击中了外的目标。如图是“电磁炮”模型的原理结构示意图。光滑水平平行金属导轨、的间距，电阻不计，在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。装有弹体的导体棒垂直放在导轨、上的最左端，且始终与导轨接触良好，导体棒（含弹体）的质量，在导轨、间部分的电阻，可控电源的内阻。在某次模拟发射时，可控电源为导体棒提供的电流恒为，不计空气阻力，导体棒由静止加速到后发射弹体。则（ ）
A．其他条件不变，若弹体质量变为原来的2倍，射出速度将变为原来的
B．其他条件不变，若水平金属导轨的长度变为原来的2倍，加速时间将变为原来的倍
C．其他条件不变，若磁感应强度大小变为原来的2倍，射出速度将变为原来的2倍
D．该过程系统产生的焦耳热为
【答案】B,D
【知识点】磁感应强度；安培力；左手定则—磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】A、导体棒受到的安培力
由牛顿第二定律有
由运动学公式有
其他条件不变，若弹体质量变为原来的2倍，射出速度将减小，但无法确定具体变为多少，原因是导体棒加弹体的质量不是原来的2倍，故A错误；
B、依据
其他条件不变，若水平金属导轨的长度变为原来的2倍，导体棒加速时间将变为原来的 倍，故B正确；
C、导体棒受到的安培力F=BIL，由动能定理可得，安培力做的功
磁感应强度B变为原来的2倍，弹体的射出速度将变为原来的倍，故C错误；
D、导体棒ab做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得
F=ma
由速度公式得
v=at
代入数据解得该过程需要的时间
t=1×10-2s
该过程中产生的焦耳热
Q=I2(R+r)t
解得
Q=1.6×105J
故D正确；
故答案为：BD。
【分析】导体棒切割磁感线运动，根据安培力公式、牛顿第二定律以及运动学公式v2=2ax可判断弹体射出速度随弹体质量的变化情况；依据运动学公式可判断导体棒加速时间随水平金属导轨的长度的变化情况；根据安培力公式、功的定义式以及动能定理，可判断弹体射出速度随磁感应强度的变化情况；先根据速度公式v=at以及牛顿第二定律求出运动时间，再根据焦耳定律求出产生的焦耳热。
16．（2024高三下·内江月考）如图甲，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的两端与电阻R连接，流过电阻R的电流i随时间t变化的图像如图乙所示，已知电阻R的阻值为2 Ω。下列说法正确的是（ ）
A．时，穿过矩形线圈abcd的磁通量最小
B．时，穿过矩形线圈abcd的磁通量最大
C．经过4 s，电阻R产生的焦耳热为16 J
D．经过4 s，电阻R产生的焦耳热为8 J
【答案】B,D
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；磁通量；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】AB．由图乙可知，时，感应电流为零，则线圈处于中性面，磁通量最大，故A错误，B正确；
CD．由图乙知，则流过电阻R的电流有效值为
经过4 s，电阻R产生的焦耳热为
故C错误，D正确。
故选BD。
【分析】感应电流为零时，穿过线框的磁通量最大，根据正弦式交变电流规律求解感应电动势的有效值，根据焦耳定律求解电阻R上产生的焦耳热。
17．（2024高二下·江岸期末）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（）发生α衰变放出了一个α粒子。放射出的α粒子（）及生成的新核Y在与磁场垂直的平面内做圆周运动。α粒子的运动轨道半径为R，质量为m，电荷量为q。下面说法正确的是（ ）
A．衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确的是图丙
B．衰变后经过时间新核Y可能与α粒子再次相遇
C．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为
D．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为
【答案】B,C,D
【知识点】质量亏损与质能方程；通电导线及通电线圈周围的磁场；带电粒子在匀强磁场中的运动；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】A．衰变后产生的α粒子与新核Y均为正电荷，且在轨迹相切处的速度反向，所以在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确的为图丁，A不符合题意；
B．根据核反应方程
可判断新核Y的质量为
电荷量为
运用圆周运动求各自的周期为
当为2的整数倍时，两核可能再次相遇。B符合题意；
C．α粒子的圆周运动可以等效为环形电流，环形电流大小为
C符合题意；
D．根据能量守恒
结合圆周运动以及两核的相互关系，整理得
由质能方程
解得
D符合题意。
故答案为BCD。
【分析】根据粒子衰变后的电性可判断运动方向；根据核反应方程可求出新核的质量与电荷量，进一步得到周期，结合周期对相遇时间进行判断；根据电流的定义式与质能方程可判断电流大小与能量亏损情况。
三、非选择题
18．（2023高二下·上海市）如图所示，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，为放在其间的金属棒。和用导线连成一个闭合回路。当棒向左运动时，导线受到向下的磁场力。由此可知竖直放置的向下的磁极Ⅱ是 极填或，、、、四点的电势由低到高依次排列的顺序是 考虑金属杆及导线电阻。
【答案】；
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；安培力；右手定则
【解析】【解答】解：由图可知cd处磁场方向向左，根据左手定则可知cd中电流由c流向d，则ab中电流由b流向a；ab向左运动，根据右手定则可知，I、Ⅱ间磁场由Ⅱ指向Ⅰ，所以磁极Ⅱ是N极；ab相当于电源，a为正极，在电路中，沿着电流方向电势逐渐降低，可得： 。
【分析】先根据左手定则判断cd中电流方向，进而得到ab中电流方向，再根据右手定则判断磁极，根据电路中电势的特点判断电势的高低。
19．（2024高二下·上海市月考） 地球是个巨大的天然磁体，某小组同学对地磁场做了深入的研究。
（1）如图1，两同学把一根长约10m的电线两端用其他导线连接一个电压表，形成闭合回路。迅速摇动这根电线，若电线中间位置的速度约10m/s，电压表的最大示数约2mV。粗略估算该处地磁场磁感应强度B大小的数量级为 T。
（2）某小组同学利用智能手机中的磁传感器测量某地地磁场的磁感应强度。如图2建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。该同学在当地对地磁场进行了测量，测量时z轴正向保持竖直向上，测量结果如下图。请你根据测量结果判断该同学是在 （选填A.南半球B.北半球）进行此实验，并估测当地的地磁场磁感应强度的大小为 （结果保留2位有效数字）。
（3）地磁场能使宇宙射线中的带电粒子流偏转，成为地球生命的“保护伞”。赤道剖面外的地磁场可简化为包围着地球的厚度为d的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于剖面，如图3所示。设宇宙射线中粒子的质量为m，带负电且电荷量为q，最大速率为v，不计大气及重力的作用。要使从各方向射向地球的粒子都不能到达地面，则地磁场厚度d应满足的条件为 。
【答案】（1）
（2）B；
（3）
【知识点】地磁场；带电粒子在有界磁场中的运动；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】（1）由电磁感应知
代入得
该处地磁场磁感应强度B大小的数量级。
（2）如图所示
地球可视为一个大磁场，磁场南极大致在地理北极附近，磁场北极在地理南极附近。由表中z轴数据可看出z轴的磁场竖直向下，则该同学是在北半球进行此实验。
磁感应强度为矢量，由图表数据可得处当地的地磁场大小约为
（3）设粒子运动的的半径为r，粒子运动过程中洛伦兹力提供粒子做圆周运动向心力，如图
则
代入得
即所有粒子的r都相同，如图所示，可推知当粒子沿磁场边界的切线方向射入时，其到达的位置离地面最近，当其轨迹与地面相切时磁场的厚度为2r，因此d应满足的条件是
【分析】（1）根据动生电动势表达式进行估算；
（2）地磁场南极大致在地理北极附近，磁场北极在地理南极附近。
（3） 地磁场厚度 至少等于粒子在磁场中运动的轨道半径的2倍。
20．（2024高二下·上海市月考） 如图所示是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图，其工作原理类似于打点计时器。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁铁，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到对外充气的效果。回答下列问题：
（1）当电流从电磁铁的接线柱a流入时，发现小磁铁向下运动，则小磁铁的上端为____
A．N极 B．S极
（2）通入充气泵的电流方向应该是____
A．变化的 B．不变的
（3）为增强磁场，电磁铁的铁芯绕在磁性材料上，而磁性材料可分为硬磁性材料和软磁性材料。硬磁性材料被磁场磁化后再撤去磁场，仍保留剩磁；软磁性材料被磁场磁化后再撤去磁场，基本不保留剩磁。这种电磁铁的铁芯应该采用____
A．软磁性材料 B．硬磁性材料
【答案】（1）B
（2）A
（3）A
【知识点】安培定则；通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】（1）当电流从电磁铁的接线柱a流入时，根据安培定则，小磁铁的上端为S极。
故答案为：B。
（2）小磁铁磁场方向一定，通过电磁铁的电流方向不同，电磁铁的磁场方向不同，弹性金属片带动连杆向上运动，橡皮碗体积不断变化，从而充气，所以通入充气泵的电流方向应该是变化的。
故答案为：A。
（3）为了电磁铁磁场方向能够及时变化，这种电磁铁的铁芯应该采用软磁性材料。
故答案为：A。
【分析】（1）确定螺线管线圈的电流方向，再根据安培定则确定螺线管磁场方向，小磁铁向下运动，再根据异名磁极相吸确定小磁铁的磁极；
（2）充气是通过橡皮碗的上下运动，从而实现充气效果，即弹簧金属片需要上下运动，即小磁铁上下来往复运动，故螺线管产生的磁场方向是变化的，即电流方向是变化的；
（3）为使撤去磁场后，小磁铁能回到原位之，电磁铁的铁芯应该采用软磁性材料。
21．（2024高二下·抚州期末）我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分
（1）如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道电流从正（负）接线柱流入时， ；
（2）如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转。电路稳定后，若向右移动滑片，此过程中电流表指针 偏转，若将线圈A抽出，此过程中电流表指针 偏转；（均选填“向左”或“向右”或“不”）
（3）某同学按图乙完成探究实验，在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，要避免电击发生，故在拆除电路前应 （选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”）。
【答案】（1）电流表指针的偏转方向
（2）向右；向左
（3）断开开关
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解析】（1）要探究线圈中产生感应电流的方向，已知磁通量的变化，还要知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系。
（2）图乙的实验中发现闭合开关时，由于回路中电流增加导致穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针向右偏；电路稳定后，若向右移动滑动触头，接入回路中电阻减小则通过线圈A的电流增大，磁感应强度增大，穿过线圈B的磁通量增大，根据楞次定律可以得出电流表指针向右偏转。若将线圈A抽出，穿过线圈B的磁通量减少，根据楞次定律则电流表指针向左偏转。
（3）在拆除电路A线圈时，线圈A中的电流突然减少，由于断电自感现象，线圈中会产生自感电动势，进而突然会被电击了一下，为了避免此现象，则在拆除电路前应断开开关。
【分析】（1）要探究线圈中产生感应电流的方向，还要知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系；
（2）利用最初电流增大及磁通量变化对应的电流方向，结合接下来线圈B中磁通量的变化可以判别电流指针的偏转方向；
（3）为了避免断电自感应该在拆除电路前应断开开关。
（1）如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系。
（2）[1][2]图乙的实验中发现闭合开关时，穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针向右偏；电路稳定后，若向右移动滑动触头，通过线圈A的电流增大，磁感应强度增大，穿过线圈B的磁通量增大，电流表指针向右偏转。若将线圈A抽出，穿过线圈B的磁通量减少，则电流表指针向左偏转。
（3）在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路A线圈时，线圈A中的电流突然减少，从而出现断电自感现象，线圈中会产生自感电动势，进而突然会被电击了一下，为了避免此现象，则在拆除电路前应断开开关。
22．（2024高二下·上海市月考）材料一：磁场的应用
物理学基础理论的重大进展往往能促进科学技术的发展，中国的科学家和工程师近年来对强磁场技术进行了广泛的研究和开发，在强磁场技术发展和进步的过程中自主研发了高强度磁共振成像技术，用于诊断心脑血管疾病和发现肿瘤等。
（1）下列叙述中不符合物理学史实的有（ ）
A．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在
B．法拉第提出用电场线描绘电场的分布，极大促进了人们对电磁现象的研究
C．安培提出的“分子电流假说”，揭示了磁现象的电本质
D．库仑设计了“扭秤”，得到电荷间作用力与距离二次方成反比的规律
（2）如图所示，a、b和c三个完全相同的矩形绝缘线框与通电直导线在同一平面内，其中a关于直导线左右对称，b和c的右侧平行于直导线且在一直线上，通过a、b和c三个线框的磁通量分别为、和，则（ ）
A． B．
C． D．
（3）磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈。当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E-t关系如图所示。如果只将刷卡速度改为，线圈中的E-t关系图可能是（ ）
A． B．
C． D．
（4）图（a）是扬声器的内部结构示意图，线圈两端加有与声音频率相同的电压。
图（b）是动圈式话筒结构示意图，当有人在话筒前说话时，声音使膜片振动带动磁场内的线圈发生相应的振动。扬声器和动圈式话筒工作原理分别是
（1）
（2）
A．电流的磁效应
B．磁场对通电导体的作用
C．电磁感应
（3）直流电动机中换向器的作用是 。
（4）甲图中是某交流电发电机的示意图，线圈所在位置 （均选填“是”或“否”）为中性面；某时刻，从中性面位置开始计时，线圈产生的感应电动势随时间变化的规律如图乙所示。在0~0.03s时间内闭合线圈中的感应电动势表达式为 V。
（5）四根电阻均匀分布的电阻丝连接成一个闭合的正方形线框，O为正方形线框的中点。当大小为I的电流从a点流入d点流出时，ad边在O点产生的磁场方向为 （选填“垂直于纸面向里”或“垂直于纸面向外”）。已知直导线在O点产生的磁场大小与流经导线的电流大小成正比，若ad边在O点产生的磁场磁感应强度为B，则整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为 。
【答案】（1）A
（2）B
（3）D
（4）B；C；改变线圈中的电流方向；否；
（5）垂直于纸面向外；0
【知识点】磁感应强度；电磁场与电磁波的产生；磁通量；电磁感应中的磁变类问题；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】（1）A．赫兹通过实验证实了电磁波的存在，麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，故A错误；
B．法拉第提出用电场线描绘电场的分布，故B正确；
C．“分子电流假说”由安培提出，揭示了磁现象的电本质，故C正确；
D．库仑设计了“扭秤”，得到电荷间作用力与距离二次方成反比的规律，故D正确。
本题选错误的，故选A。
（2）图中位置a关于直导线左右对称，向里穿过线框的磁通量与向外穿过线框的磁通量大小相等，方向相反，总磁通量为0，由于离导线越近，磁场越强，所以穿过c的磁通量要大于穿过b的磁通量，故
故选B。
（3）AB．刷卡速度改为原来一半时，有感应电动势产生的时间就变为原来的2倍，故图AB不符合题意；
CD．感应电动势为
刷卡速度改为原来一半时，产生的感应电动势减小，故图C不符合题意，图D符合题意。
故选D。
（4）（1）扬声器工作原理是磁场对通电导体的力的作用。
故选B。
（2）线圈在做切割磁感线运动产生感应电流，我们就能通过扬声器听到说话的声音，这种话筒原理是电磁感应。
故选C。
（3）换向器的作用是：当线圈刚转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈持续转动。
（4）磁通量为零的位置不是中性面。由图可知线圈转动周期为，在0~0.03s时间内闭合线圈中的感应电动势表达式为
（5）电流在正方形线框的几何中心O点处产生的磁感应强度大小为B，四根通电导线到点的距离相等，结合题意，设，则
由公式
可得、、在点产生的磁感应强度大小分别为、、。由安培定则可知，导线在中心点产生的磁感应强度方向为垂直于纸面向外。根据矢量的合成法则可知，、、三根导线在点产生的合磁感应强度大小为
方向为垂直于纸面向里。而在点产生的磁感应强度大小为B，方向为垂直于纸面向外，故点处实际的磁感应强度大小为0。
【分析】（1）赫兹通过实验证实了电磁波的存在，麦克斯韦预言电磁波存在；
（2）根据安培定则可知，电流左侧的磁场的方向向外，右侧的磁场的方向向里。
（3）根据动生电动势表达式进行分析；
（4）扬声器工作原理是磁场对通电导体的力的作用；话筒原理是电磁感应。换向器的作用是：当线圈刚转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向。
（5）根据右手定则，ad边在O点产生的磁场方向为垂直于纸面向外。结合磁感应强度为矢量利用平行四边形法则进行分析。
23．（2024高二下·芜湖期末）某同学用如甲图所示的实验装置探究电磁感应现象的规律。其中M为原线圈，N为副线圈，G为灵敏电流计，且经检查发现灵敏电流计的指针偏转方向与电流流入方向相同。
（1）该同学已将电池组、滑动变阻器、副线圈N、灵敏电流计G及开关按甲图所示部分连接，请在甲图中用笔画线代替导线将实验电路连接完整 。
（2）该同学将电路连接完整且正确后，继续进行实验，在实验过程中观察到，闭合开关时灵敏电流计的指针向右偏转了一下，则在电路稳定后，再将滑动变阻器迅速向右滑动，电流计的指针将向 偏转（选填“左”或“右”）；
（3）经多次探究发现，产生电磁感应现象的原因是穿过线圈 （选填“M”或“N”）的磁通量发生了变化；
（4）现将甲图中线圈M换为条形磁铁，将条形磁铁N极迅速插入线圈N时，观察到电流表指针向左偏转，则可以判断出线圈N的绕线方向如乙图中的 （选填“A”或“B”）所示。
【答案】（1）
（2）左
（3）N
（4）A
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】 （1）实验电路如图
（2）电流变大，灵敏电流计向右偏转，电流变小，则灵敏电流计向左偏转；
（3）产生电磁感应现象的原因是穿过线圈N发生了磁通量变化；
（4）根据楞次定律可知通电螺线管产生的感应磁场方向向上，结合右手螺旋定则可知应为图A所示。
【分析】 （1）根据电路流向连接电路；
（2）电流变大，灵敏电流计向右偏转，电流变小，则灵敏电流计向左偏转；
（3）产生电磁感应现象的原因是穿过线圈N发生了磁通量变化；
（3）根据楞次定律以及右手螺旋定则判断线圈N的绕线方向。
（1）实验电路如图
（2）根据题意可知，电流变大，灵敏电流计向右偏转，将滑动变阻器迅速向右滑动，接入电路中电阻变大，则电流变小，则灵敏电流计向左偏转；
（3）经多次探究发现，产生电磁感应现象的原因是穿过线圈N发生了磁通量变化；
（4）将条形磁铁N极迅速插入线圈N时，穿过线圈的磁通量向下增大，产生的电流为从a端流出，根据楞次定律可知通电螺线管产生的感应磁场方向向上，结合右手螺旋定则可知应为图A所示。
24．（2024高二下·新疆期中） 如图甲所示，对角线长，长宽比为的矩形金属线框所在平面存在匀强磁场B，其方向与线框平面垂直、大小随时间变化的关系如图乙所示，
求：
（1）时通过线框的磁通量；
（2）线框中的感应电动势E。
【答案】（1）解：由题可得矩形线框长，宽，则面积为
S=ab
根据磁通量的公式有
解得
（2）解：由法拉第电磁感应定律得
解得
【知识点】磁通量；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）根据磁通量的公式，计算t=0时通过线框的磁通量；（2）由法拉第电磁感应定律计算线框中的感应电动势。
25．（2024高二下·内丘期末）“阿尔法磁谱仪”主要由磁系统和灵敏探测器构成，其核心部件——稀土永磁体系统由中国科学家研制。为测量该磁体中心磁场（可视为匀强磁场）的磁感应强度的大小，把一根长L=5cm的导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中，求：
（1）当导线中通以I1=2A的电流时，导线受到的安培力大小为1.0×10-9N，则该磁场的磁感应强度为多大
（2）若该导线中通以I2=3A的电流，则此时导线所受安培力大小是多少？方向如何？
【答案】解：（1）导线垂直磁感线方向放入匀强磁场中，根据磁感应强度的定义可知有
（2）由于磁感应强度不变，当通以3A的电流时，有
根据左手定则可知安培力方向竖直向上。
【知识点】磁感应强度；左手定则—磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）根据磁感应强度的定义可求解该磁场的磁感应强度；
（2）根据左手定则可知安培力方向竖直向上，根据安培力表达式求解导线所受安培力大小。
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