2024年高考物理二轮专题复习：法拉第电磁感应定律

如图所示，甲、乙是两个完全相同的闭合导线线框，a、b是边界范围、磁感应强度大小和方向都相同的两个匀强磁场区域，只是a区域到地面的高度比b高一些。甲、乙线框分别从磁场区域的正上方距地面相同高度处同时由静止释放，穿过磁场后落到地面。下落过程中线框平面始终保持与磁场方向垂直。以下说法正确的是（　　）

图甲为100匝面积为100cm²的圆形金属线圈处于匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面，t = 0时刻磁场方向如图甲所示，磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，线框电阻为5Ω。下列说法正确的是（   ）

如图甲所示，粗细均匀的导体框ABC，∠B=90°，∠C=30°，AB边长为L，导体框的总电阻为R。一匀强磁场垂直导体框ABC所在平面，方向向里，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（    ）

近场通信器件依据电磁感应原理进行通信，其内部装有类似于压扁的线圈作为天线。如图所示，这种线圈从内到外逐渐扩大，构成正方形。在这个正方形线圈中，共有圈，它们的边长分别为、、 ， 需要注意的是，图中线圈接入内部芯片时与芯片内部线圈绝缘，从而能够正确地连接到内置芯片。若匀强磁场垂直穿过该线圈时，磁感应强度随时间变化规律为为常数。则整个线圈产生的感应电动势最接近（ ）

如图所示，一呈半正弦形状的闭合线框abc，ac=l，匀速穿过边界宽度也为l的相邻两个匀强磁场区域，两个区域的磁感应强度大小相同，整个过程线框中感应电流图像为(取顺时针方向为正方向) （ ）

在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环面积为 ，导体环的总电阻为 。规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。磁感应强度 随时间 的变化如乙图所示， 。下列说法正确的是（ ）

 

如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为 ， 其右端接有阻值为的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。一质量为质量分布均匀的导体杆垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力作用下从静止开始沿导轨运动距离时，速度恰好达到最大运动过程中杆始终与导轨保持垂直。设杆接入电路的电阻为 ， 导轨电阻不计，重力加速度大小为 ， 则此过程错误的是（ ）

某些共享单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，可以不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。小型发电机的发电原理可简化为图甲所示，矩形线圈abcd共有N匝，总电阻为r。线圈处于匀强磁场中，通过理想交流电流表与阻值为R的电阻相连。某段时间在骑行者的踩踏下，线圈以角速度ω绕垂直磁场方向的轴OO′匀速转动，图乙是线圈转动过程中产生的磁通量随时间变化的图像，则（   ）

某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为4：1，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。 大轮以角速度匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（ ）

如图（a）所示，螺线管匝数n＝1000，横截面积 ， 电阻r＝10Ω，外接一个阻值R＝40Ω的电阻.一方向平行于螺线管轴线向左的磁场穿过螺线管，磁感应强度随时间变化的规律如图（b）所示，则（    ）

 如图所示，自行车上的自发电灯(磨电灯) 由磨电机、 车灯及固定装置组成. 其原理可简化为自行车运动时车轮带动磨头转动，磨头通过转轴带动线圈在匀强磁场中转动，产生正弦交变电流使车灯发光. 以下说法正确的是

垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化，磁场方向取垂直纸面向里为正方向。正方形硬质金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻R=0.1Ω，边长l=0.2m，则下列说法正确的是（　　）

如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直纸面向里。现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到bc边刚好运动到匀强磁场PQ边界的v﹣t图象，图中数据均为已知量，重力加速度为g，不计空气阻力，则在线框穿过磁场的过程中，下列说法正确的是（ ）

如图甲所示，一正方形单匝金属线框放在光滑水平面上，水平面内两条平行直线MN、QP间在垂直水平面的匀强磁场，  时，线框在水平向右的外力F作用下紧贴MN从静止开始做匀加速运动，外力F随时间t变化的图线如图乙实线所示，已知线框质量  ，电阻  ，则 

 如图甲所示，水平绝缘传送带正在输送一闭合正方形金属线框，在输送中让线框随传送带通过一固定的匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，磁场边界 MN、PQ 与传送带运动方向垂直，其间距为2d 。已知传送带以恒定速度v0 运动，线框质量为m ，边长为d ，线框与传送带间的动摩擦因数为μ，且在传送带上始终保持线框左、右两边平行于磁场边界，线框右边进入磁场到线框右边离开磁场过程中，其速度v 随时间t 变化的图像如图乙所示，重力加速度大小为 g ，则（ ）

进入21世纪以来，航空航天技术得到了突飞猛进的发展，实现火箭回收利用，是一项前沿技术和热点技术。火箭对地碰撞力很大，为了减缓回收时碰撞，一种方案是在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，由高强绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈；②火箭主体包括绝缘光滑缓冲轨道、和超导线圈（图中未画出），超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速度大小为v，经过时间t火箭着陆，速度恰好为零。线圈的电阻为R，其余电阻忽略不计，边长为d，火箭主体质量为M，匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计。求：

图甲为某种可测速的跑步机，其测速原理如图乙所示。该机底面固定着两根间距、长度的平行金属导轨。两金属导轨间充满磁感应强度、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，两金属导轨通过导线与的定值电阻及理想电压表相连。跑步机的橡胶带上镀有平行细金属条，橡胶带运动时，磁场中始终只有一根金属条与两金属导轨接通，已知每根金属条的电阻为 ， 橡胶带以匀速运动，求：

如图所示，在空间有一个半径为L的圆形金属圈及足够长的水平光滑平行金属导轨MN、 ， 导轨间距也为L，金属圈及平行导轨电阻均不计。金属圈中存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，平行导轨空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度也为B。电阻可忽略的金属棒置于金属圆圈中轴上。电阻为r的导体棒op一端连接金属棒，另一端连接金属圆圈，并以角速度ω绕金属圈中轴逆时针匀速旋转，圆形金属圈连接导轨MN，中轴金属棒连接。质量为m，电阻为R的导体棒ab垂直放置在平行轨道上。

如图所示，水平平行金属导轨与固定在竖直面内半径为的四分之一圆弧轨道分别相切于分别为的中点，轨道左端接有的定值电阻．质量为的导体棒接入电路部分的电阻为 ， 两水平导轨之间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 ． 初始时，导体棒静置于磁场左边界，为磁场右边界，导轨间距为 ． 现给棒的初速度使其沿导轨向右运动，运动过程中棒始终与导轨垂直且恰好能够到达处，所有轨道均光滑且不计电阻，重力加速度取 ． 求：

如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨       、       相距为       ，导轨平面与水平面夹角a，导轨上端跨接一定值电阻       ，导轨电阻不计．整个装置处于垂直斜面向上的匀强磁场中，长为       的金属棒       垂直于       、       放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为       、电阻为       ，重力加速度为       ，现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为       时，速度达到最大值       求： 

 

图甲为某人工智能生产线上的检测装置，让闭合和未闭合两种被测导线框随绝缘传送带通过一固定磁场区域，根据线框进入磁场后的运动情况，可将它们进行分类处理，过程简化为图乙所示．通过传送带同时输送两种（闭合和未闭合）外型相同的正方形单匝导线框，传送带以恒定速度  向上运动，方向与水平方向夹角为  ．磁感应强度为B、方向垂直于传送带平面向下的匀强磁场分布在距离为d的平行边界  、  之间，  、  与传送带运动方向垂直．线框质量均为m，闭合框电阻为R，边长为  ，线框与传送带间的动摩擦因数为  ，重力加速度为g．所有线框在进入磁场前都已相对传送带静止，闭合框进入磁场后会与传送带发生相对滑动，其上边到达  时恰好又与传送带的速度相同．两线框运动过程中上边始终平行于  ．求： 

 

某学校举办“跌不破的鸡蛋”小发明比赛，小王设计了如图甲所示的装置。装置绝缘外框架  下端固定了一个横截面（俯视）如图乙所示的磁体，两磁极间存在沿径向向外的辐向磁场，不考虑其他区域的磁场。  是一个金属线框，  两边被约束在外框架的凹槽内，可沿外框架无摩擦上下滑动，  边的正中间接有一个半径为r（r略大于圆柱形N磁极的半径）、匝数为n、总电阻为R的线圈，  边接有一装有鸡蛋的铝盒，铝盒的电阻也为R。铝盒与外框架连接了一根劲度系数为k的轻质弹簧。开始装置在离水平地面h高度处保持竖直状态，待铝盒静止后将弹簧锁定，此时线圈下端恰好位于磁体上边界处。现由静止释放装置，装置落地前瞬间弹簧立即解除锁定，落地时外框架  连同磁体的速度立即变为零。已知线框  （含线圈、铝盒、鸡蛋）的总质量为m，线框第一次运动到最低点时弹簧的形变量是刚落地时的三倍，此时  仍未进入磁场。已知线圈所在处的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，弹性势能表达式为  ，除线圈和铝盒外，其他部分电阻不计，忽略空气阻力。