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电磁感应专题训练-备战2026年高考物理一轮复习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.最早发现电与磁联系的物理学家是( )
A.焦耳 B.安培 C.欧姆 D.奥斯特
2.物理学家对人类文明的发展做出了不朽的贡献,下面有关说法正确的是( )
A.法拉第发现了“电生磁”
B.美国科学家富兰克林命名了正、负电荷,并通过实验测得元电荷的电量
C.开普勒发现行星运动规律,并最终得出万有引力定律
D.伽利略通过逻辑推理指出前人对落体运动认识的问题,并得出轻重不同的物体下落同样快的结论
3.如图所示为三根平行直导线的截面图,若它们的电流大小都相同,方向垂直纸面向里,且如果AB=AC=AD,则A点的磁感应强度的方向为( )
A.沿AB方向 B.沿AD方向 C.沿AC方向 D.沿DA方向
4.图中与磁现象有关的四个实验,其对应判断正确的是( )
A.甲图说明磁体周围不同点的磁场方向都不同
B.乙图说明磁场对电流有力的作用,根据该原理制成了电动机
C.丙图表明通电导线周围存在着磁场,如果将小磁针移走,该磁场将消失
D.丁图中左边铁钉吸引大头针较多,表明电流相同时,线圈匝数越多电磁铁磁性越强
5.在如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈,与滑动变阻器、电源构成闭合电路,a、b、c为三个闭合金属圆环,假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内,则当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.穿过a、b两个环的磁通量始终相同
B.穿过b环的磁通量始终是c环的一半
C.a、c两个环中都有感应电流
D.b、c两个环中都有感应电流
6.如图甲所示,环形电流在金属圆环中心O产生的磁感应强度大小为。若将圆环去掉一段圆心角为的圆弧,如图乙所示,保持电流大小不变,则该环在中心O产生的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
7.如图所示,在纸面内等边三角形的两个顶点A、B上固定两根通电直导线,电流大小相等,电流方向相反且与纸面垂直,O点为等边三角形的中心,D、E两点分别为AC和BC的中点。已知直线电流产生的磁场中某一点的磁感应强度大小与电流的大小成正比,与该点到通电直导线的距离成反比。下列说法正确的是( )
A.O、C两点的磁感应强度方向相同 B.O、C两点的磁感应强度方向相反
C.D、E两点的磁感应强度方向相反 D.D、E两点的磁感应强度方向相同
8.中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。结合上述材料,下列说法正确的是( )
A.地磁场的磁感线不闭合
B.地理南、北极与地磁场的南、北极重合
C.地磁南极在地理北极附近
D.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
9.根据经典电磁理论,运动的电荷会产生磁场。某带电量为+q点电荷以速率v沿x轴正方向运动,该运动电荷在x轴上各点产生的磁感应强度恰为0、在y轴上距其r处的M点产生的磁感应强度大小为,方向垂直于平面xOy、其中k是静电常数,c是真空中的光速,据此可以确定半径为R、大小为的环形电流在其圆心处产生的磁感应强度的大小为( )
A. B. C. D.
10.如图所示,在方向水平向右的匀强磁场中,水平放置一根长直通电导线,电流的方向垂直竖直纸面(纸面与磁感线平行)向外,a、b、c、d是纸面内以直导线与纸面的交点O为圆心的圆周上的四点,a、c两点间的距离等于圆的直径且a、c、O三点在同一水平线上,b、d两点的连线竖直。在a、b、c、d四点中,磁感应强度最小的是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
11.如图所示,处放置三根长为,电流大小均为的直线电流,在空间构成直角三角形,,其中处电流的方向均垂直于纸面向外,处电流的方向垂直于纸面向里。处电流在处产生的磁感应强度的大小为,已知电流产生磁场的磁感应强度与距离成反比。处导线位于水平面上且处于静止状态,则处导线受到的静摩擦力大小为( )
A. B. C. D.
二、实验题
12.在“探究影响感应电流方向的因素”实验中,用试触的方法确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系。如图甲所示实验表明,电流从电流表正接线柱流入,电流表指针向右偏转。
(1)观察如图乙所示的线圈绕线方向,若电流从A流入线圈,从B流出线圈,从上向下看电流的方向为 (填“顺时针”或“逆时针”)。
(2)用如图丙所示的实验装置,若电流表指针向右偏转,则线圈中感应电流在线圈内产生的磁场的方向 (填“向上”或“向下”)。
(3)小齐设计了一种延时继电器:如图2所示是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和电源连接,线圈B与直导线构成一个闭合回路。弹簧K与衔铁D相连,D的右端触头C连接工作电路(未画出)。开关S闭合状态下,工作电路处于导通状态。S断开瞬间,延时功能启动,此时直导线中电流方向为 (填写“a到b”或“b到a”)。
三、解答题
13.边长为10cm的单匝正方形线圈垂直放置于磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场中,试求:
(1)图示位置时穿过线圈的磁通量为多少?
(2)若将线圈以一边为轴转过60°则穿过线圈的磁通量为多少?
14.如图所示,直角三角形两根通电长直导线垂直纸面分别放置在两顶点处.点处导线中的电流大小为,方向垂直纸面向外,点处导线中的电流大小,方向垂直纸面向里.已知长直电流在其周围空间某点产生的磁感应强度大小上,其中表示电流大小,表示该点到导线的垂直距离,为常量.已知点处电流在点产生的磁感应强度大小为,求:
(1)两点间的距离;
(2)顶点处的磁感应强度。
15.如图所示,矩形线圈abcd与水平面间的夹角为θ=60°,磁感线方向竖直向下,矩形线圈的面积为S=0.4m2,匀强磁场的磁感应强度为B=0.6T。
(1)求穿过线圈的磁通量大小;
(2)从平面向平面方向看,把线圈以为轴顺时针转过120°角,求通过线圈磁通量的变化量的绝对值。
16.如图甲所示,金属框架AOC 处于与框架垂直的磁感应强度为B=0.25T的匀强磁场中,∠AOC=45°, 导体棒 PQ与框架接触良好构成回路, 且 PQ⊥OC。现使导体棒从O位置以v=0.2m/s的速度向右做匀减速运动,加速度大小,a=1m/s 。求∶
(1) 导体棒停止运动时,导体棒 PQ与框架围成的回路磁通量的大小;
(2) 导体棒停止运动后就不再运动,以导体棒停止运动为计时零点,磁场的磁感应强度随时间变化的 B—t图像如图乙所示直线,t=1.5s时,导体棒 PQ与框架围成的回路磁通量的大小;
(3) 在第二问的条件下,从t=1.5s到t=3.5s的过程中,回路中磁通量的变化量。
参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D B D A A A C C B
题号 11
答案 C
1.D
【详解】1820年,奥斯特首先发现通电导线周围存在磁场。
故选D。
2.D
【详解】A.奥斯特发现了“电生磁”,法拉第发现了“磁生电”,A错误;
B.美国科学家富兰克命名了正、负电荷,密立根通过实验测得元电荷的电量,B错误;
C.开普勒发现行星运动规律,牛顿发现了万有引力定律,C错误;
D.伽利略通过逻辑推理指出前人对落体运动认识的问题,并得出轻重不同的物体下落同样快的结论,D正确。
故选D。
3.B
【详解】根据右手螺旋定则可知,B处的通电直导线在A点所产生的磁场方向,沿AC方向,C处的通电直导线在A点所产生的磁场方向,沿AD方向,D处的通电直导线在A点所产生的磁场方向,沿CA方向,且磁感应强度的大小均相等,所以A点合磁感应强度的方向沿AD方向。
故选B。
4.D
【详解】A.小磁针静止时所指方向即为该点磁场方向,由图可知,磁体中间上下对称的两个位置磁场方向相同,故A错误;
B.乙图是电磁感应的装置图,据此制成了发电机,故B错误;
C.磁场是是由通电导线产生的,与小磁针无关,故C错误;
D.电磁铁磁性强弱是通过吸引大头针的数量判断的,左边磁铁吸引大头针多,故磁性强,而电流相同,匝数多,故D正确。
故选D。
5.A
【详解】A.线圈产生的磁场全部集中在铁芯内,所以穿过a、b两个环的磁通量始终相同,故A正确;
BCD.根据安培定则可知,穿过a的磁感线方向向左,穿过b的磁感线方向向上,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,线圈中电流将发生改变,产生的磁场随之改变,穿过a、b两环的磁通量会发生改变,故a、b两环中都会产生感应电流;而向左和向右穿过c环的磁感线条数相等,完全抵消,总的磁通量为零,不发生变化,故c环中没有感应电流产生,故BCD错误。
故选A。
6.A
【详解】将圆环看成无数段极小的电流元,根据安培定则可知每个电流元在O产生的磁感应强度方向相同,大小相同,若将圆环去掉一段圆心角为的圆弧,则该环在中心O产生的磁感应强度大小为
故选A。
7.A
【详解】AB.根据右手螺旋定则作出两个顶点A、B处的两根通电直导线在O、C两点的磁感应强度,如图所示
根据磁感应强度叠加原则结合对称性可知,O、C两点的磁感应强度方向相同,故A正确,B错误;
CD.根据右手螺旋定则作出两个顶点A、B处的两根通电直导线在D、E两点的磁感应强度,如图所示
根据磁感应强度叠加原则结合对称性可知,D、E两点的磁感应强度方向即不相同也不相反,故CD错误。
故选A。
8.C
【详解】A.地磁场的磁感线是闭合的,在地球外部从N极到S极,内部从S极到N极,选项A错误;
BC.地理南、北极与地磁场的南、北极并不重合,地磁南极在地理北极附近,选项B错误,C正确;
D.只有在地球赤道上方位置的地磁场方向才与地面平行,选项D错误。
故选C。
9.C
【详解】设圆环的载流子带电量为,体密度为,载流子匀速运动的速率为,圆环横截面积为,则环形电流中包含的载流子个数
环形电流产生的磁场可以认为是这个载流子产生的磁场的叠加,即
再根据
联立可得
故选C。
10.B
【详解】根据安培定则,直线电流的磁感应强度如图
根据平行四边形定则,a、b、c、d各个点的磁场情况如图
显然,a点与c点合磁感应强度大小相等,方向不同;两个磁感应强度合成,当方向相同时合成后的磁感应强度最大,方向相反时合成后的磁感应强度最小,因此b点磁感应强度最小,d点磁感应强度最大。
故选B。
11.C
【详解】设长度为,则长度为,BC长度为,B处电流在处产生的磁感应强度的大小为,则处电流在处产生的磁感应强度的大小为,B对的安培力
D对的安培力
两安培力在水平方向分力的合力为
C处导线处于静止状态,则在水平面上所受安培力与摩擦力大小相等,即摩擦力大小为
故选C。
12.(1)逆时针
(2)向上
(3)b到a
【详解】(1)如图乙所示的线圈绕线方向,若电流从A流入到B流出,从上向下看电流的方向为逆时针;
(2)用图丙所示的实验装置,电流表指针向右偏转,从上向下看电流的方向逆时针,根据安培定则,则线圈中感应电流产生的磁场的方向向上。
(3)S断开瞬间,延时功能启动,此时穿过线圈B的磁通量向上减小,根据楞次定律可知,线圈B中感应电流产生的磁场方向向上,则此时直导线ab中电流方向为b到a。
13.(1)0.002Wb;(2)0.001Wb
【详解】(1)图示位置时穿过线圈的磁通量
(2)若将线圈以一边为轴转过60°则穿过线圈的磁通量
14.(1);(2),方向沿向上
【详解】(1)设间距为,有几何知识知间距为,通电直导线在点上所产生的磁场大小是
解得
(2)通电直导线在点上所产生的磁场大小
用右手螺旋定则判断通电导线在点上磁场方向如图所示则顶点处的磁感应强度为
方向沿向上
15.(1)0.12Wb;(2)0.36Wb
【详解】(1)当θ=60°时,穿过线圈的磁通量大小为
Wb
(2)从平面向平面方向看,把线圈以cd为轴顺时针转过120°角,此时通过线圈的磁通量为
Wb
磁通量的变化量的绝对值为
Wb
16.(1);(2);(3)
【详解】(1)导体棒从O位置以v=0.2m/s的速度向右做匀减速运动,有
解得
则导体棒停止运动时,导体棒 PQ与框架围成的回路磁通量的大小
(2)在t=1.5s时刻,根据图2可知此时磁场的磁感应强度为
则t=1.5s时,导体棒 PQ与框架围成的回路磁通量的大小
(3)根据图2可推导出磁场在时刻的的磁感应强度为
由图可知B随t的变化满足
代入数据解得
则在t=3.5s时刻的磁感应强度为
则t=3.5s时,导体棒 PQ与框架围成的回路磁通量的大小
所以从t=1.5s到t=3.5s的过程中,回路中磁通量的变化量
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