《2023年高考物理毕业班二轮热点题型归纳与变式演练（全国通用）》专题08 电磁感应的规律及应用 【练】（解析版）

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专题 08 电磁感应的规律及应用
一、单选题
1．（2022·贵州贵阳·模拟预测）如图，长直导线 置于等腰梯形金属线框的中位线上，彼此绝缘且分
别固定。导线通入由 到 的电流，当电流随时间线性增大时，线框中（　　）
A．没有产生感应电流 B．有沿逆时针方向的感应电流
C．感应电流逐渐增大 D．金属线框所受的安培力大小不变
【答案】B
【详解】AB．根据安培定则可知，长直导线 上方磁场方向向外，长直导线 下方磁场方向向里，
由于金属线框处于 下方面积大于上方面积，可知整个金属线框的磁通量向里，当电流随时间线性增
大时，根据楞次定律可知，线框中有沿逆时针方向的感应电流，A 错误，B 正确；
C．根据法拉第电磁感应定律
由于电流随时间线性增大，可知磁感应强度变化率为定值，则线框中感应电动势为定值，线框中感应电
流为定值，C 错误；
D．长直导线 电流随时间线性增大，可知直导线 电流产生磁场对应的磁感应强度逐渐变大，又线
框中感应电流为定值，故金属线框所受的安培力大小逐渐变大，D 错误。
故选 B。
2．（2022·上海市崇明中学模拟预测）如图，通电直导线 a 与圆形金属环 b 位于同一竖直平面内，相互绝
缘。若 b 中产生逆时针方向的感应电流，且 b 受到的安培力合力水平向左，则可推知直导线 a 中电流的方
向和大小变化情况可能是（　　）
A．向上，增大 B．向上，减小
C．向下，增大 D．向下，减小
【答案】A
【详解】由安培定则可知，金属环 b 中感应电流在环内产生的磁场方向垂直于纸面向外，由于 b 受到的
安培力合力水平向左，可知金属环 b 中感应电流对通电直导线 a 的安培力水平向右，根据左手定则可知通
电直导线 a 的电流方向向上，可知通电直导线 a 的电流在金属环 b 中向里的磁场强于向外的磁场，根据楞
次定律可知，金属环 b 中的原磁通量增加，故通电直导线 a 的电流增大，A 正确，BCD 错误；
故选 A。
3．（2022·江苏扬州·模拟预测）如图所示，竖直平面内在 A、D两点各固定一颗光滑钉子，一个由细软导
线制成的闭合导线框挂在两颗钉子上，匀强磁场的磁感应强度为 B，导线框的电阻为 r，圆的半径为 R。
从 时刻开始，将导线上的 C点绕圆心 O以恒定角速度 从 A点沿圆弧移动到 D点，导线始终绷紧。
此过程导线中（　　）。
A．张力保持不变
B．感应电流的方向先顺时针后逆时针
C．感应电流随时间 t的变化关系为
D．产生的电热为
【答案】D
【详解】A．对滑轮 E分析可知，两边绳子拉力总是相等的，则两边绳子与竖直方向的夹角总相等，随着
C点沿圆弧从 A点移到 D点，AC 段与 CD 段绳子之和先增加后减小，则 AE 段与 ED 段绳子之和先减小后
增加，AE 段绳子与 ED 段绳子的夹角先增加后减小，由
可知绳子的拉力先增加后减小，选项 A 错误；
B．设 C点转过的角度为
θ=ωt
根据几何知识可得，线框上的三角形的面积为
S= •2R•Rsinθ=R2sinθ
磁通量为
Φ=BS=BR2sinθ
因θ角从 0°度到 180°，则导线框中的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知，感应电流先沿逆时针方
向，后沿顺时针方向；选项 B 错误；
C．根据法拉第电磁感应定律
可知，导线框中感应电动势随时间 t的变化关系为
e=ωBR2cosωt
感应电流随时间 t的变化关系为
故 C 错误；
D．导线框中感应电动势的有效值为
故导线框中产生的电热为
故 D 正确。
故选 D。
4．（2022·广东茂名·二模）疫情期间，为确保社区居家隔离观察人员管控技防措施有效发挥作用，工作
人员启用了如图所示的门磁系统，强磁棒固定在门框上，线圈和发射系统固定在房门上，当房门关闭时
穿过线圈的磁通量最大，当线圈中出现一定强度的电压、电流信号时，自动触发后面的信号发射系统，
远程向后台发出报警信号，下列说法中正确的是（　　）
A．门磁系统的工作原理是利用了电流的磁效应
B．当房门缓慢打开时门线圈中电压、电流较小
C．房门不动时，线圈中会产生恒定的电流
D．将强磁棒与线圈和发射系统交换位置后不能起到报警的作用
【答案】B
【详解】A．门磁系统的工作原理是利用了电磁感应原理，故 A 错误；
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