高考物理大一轮复习专题系列卷电磁感应电路

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高中物理一轮复习九《电磁感应》经典例题与解析完整版

高中物理一轮复习单元综合测试九(电磁感应) 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，试卷满分为100分．考试时间为90分钟．第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．(2010·全国卷Ⅰ)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为×10－5T.一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2m/s.下列说法正确的是()A. 河北岸的电势较高B. 河南岸的电势较高C. 电压表记录的电压为9mVD. 电压表记录的电压为5mV图1解析：由E＝BLv＝×10－5×100×2) V＝9×10－3 V＝9 mV，可知电压表记录的电压为9 mV，选项C正确、D错误；从上往下看，画出水流切割磁感线示意图如图1所示，据右手定则可知北岸电势高，选项A正确、B错误．答案：AC图22．(2010·山东高考)如图2所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时() A．穿过回路的磁通量为零B．回路中感应电动势大小为2Blv0[来源:]C．回路中感应电流的方向为顺时针方向D．回路中ab边与cd边所受安培力方向相同解析：闭合回路关于OO′对称，穿过回路的磁感线的净条数为零，选项A正确；由右手定则可知，cd、ab相当于电源，并且为串联关系，则回路中感应电流的方向为逆时针方向，感应电动势E＝2Blv0，选项B正确而C错误；由左手定则可知，ab边、cd边受到安培力均向左，选项D正确．答案：ABD图33．(2010·四川高考)如图3所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面．现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动．若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能()A．变为0B．先减小后不变C．等于F D．先增大再减小解析：a导体棒在恒力F作用下加速运动，闭合回路中产生感应电流，导体棒b受到安培力方向应沿斜面向上，且逐渐增大．最后不变，所以b导体棒受摩擦力可能先减小后不变，可能减小到0保持不变，也可能减小到0然后反向增大最后保持不变．所以选项A、B正确，C、D错误．答案：AB图44．(2010·全国卷Ⅱ)如图4，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为F b、F c和F d，则()A ．F d >F c >F bB ．F c <F d <F bC ．F c >F b >F dD ．F c <F b <F d解析：由于线圈上下边的距离很短，线圈完全在磁场中运动的距离近似等于磁场高度，则在磁场中不受安培力作用向下运动距离大于ab 间距，可知线圈到达d 时的速度大于刚进磁场(即经过b 点)时的速度，由F ＝B 2L 2v R 可知线圈在d 点受磁场力最大，在经过c 处时不受磁场力，本题只有选项D 正确．答案：D5．如图5所示的电路中，三个相同的灯泡a 、b 、c 和电感L 1、L 2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．电键K 从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有( )图5A ．a 先变亮，然后逐渐变暗B ．b 先变亮，然后逐渐变暗C ．c 先变亮，然后逐渐变暗D ．b 、c 都逐渐变暗解析：a 、b 、c 三个灯泡相同，设K 闭合时通过三个灯泡的电流均是I ，则L 1上电流为2I ，L 2上电流为I ，当K 断开瞬间，a 、b 、c 三灯泡上原有电流立即消失．L 1上的电流在原有2I 电流基础上逐渐减小，L 2上的电流在原有I 电流基础上逐渐减小，L 1、L 2上产生的感应电流方向相同．所以在K 断开瞬间a 灯上瞬时有3I 的电流而后逐渐减小，即a 灯先变亮后逐渐变暗，则A 正确，B 、C 错误．b 、c 两灯在原有I 的电流基础上逐渐减小，即b 、c 两灯逐渐变暗，所以D 正确．[来源:学。

2024版高考物理一轮总复习专题十电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流提能演练(含答案)

高考物理一轮总复习专题：第2讲法拉第电磁感应定律、自感、涡流知识巩固练1.如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3 s 时间拉出，外力所做的功为W 1，通过导线截面的电荷量为q 1；第二次用0.9 s 时间拉出，外力所做的功为W 2，通过导线截面的电荷量为q 2，则 ( ) A.W 1＜W 2，q 1＜q 2 B.W 1＜W 2，q 1＝q 2 C.W 1＞W 2，q 1＝q 2 D.W 1＞W 2，q 1＞q 2 【答案】C【解析】第一次用0.3s 时间拉出，第二次用0.9s 时间拉出，两次速度比为3∶1，由E ＝BLv ，两次感应电动势比为3∶1，两次感应电流比为3∶1，由于F 安＝BIL ，两次安培力比为3∶1，由于匀速拉出匀强磁场，所以外力比为3∶1，根据功的定义W ＝Fx ，所以W 1∶W 2＝3∶1.根据电量q ＝I Δt ，感应电流I ＝E R ，感应电动势E ＝ΔΦΔt ，得q ＝ΔΦR，所以q 1∶q 2＝1∶1，故W 1＞W 2，q 1＝q 2.故C 正确.2.如图所示，abcd 为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，导轨间距为l ，电阻不计.导轨间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B.金属杆放置在导轨上，与导轨的接触点为M 、N ，并与导轨成θ角.金属杆以ω的角速度绕N 点由图示位置匀速转动到与导轨ab 垂直，转动过程中金属杆与导轨始终接触良好，金属杆单位长度的电阻为r.则在金属杆转动的过程中 ( ) A.M 、N 两点电势相等B.金属杆中感应电流的方向由N 流向MC.电路中感应电流的大小始终为Bl ω2rD.电路中通过的电荷量为Bl2rtan θ【答案】A【解析】根据题意可知，金属杆MN 为电源，导轨为外电路，由于导轨电阻不计，外电路短路，M 、N 两点电势相等，A 正确；转动过程中磁通量减小，根据楞次定律可知金属杆中感应电流的方向是由M 流向N ，B 错误；由于切割磁场的金属杆长度逐渐变短，感应电动势逐渐变小，回路中的感应电流逐渐变小，C 错误；因为导体棒MN 在回路中的有效切割长度逐渐减小，所以接入电路的电阻逐渐减小，不能根据q ＝ΔΦR计算通过电路的电荷量，D错误.3.(多选)如图所示的电路中，电感L 的自感系数很大，电阻可忽略，D 为理想二极管，则下列说法正确的有( )A.当S闭合时，L1立即变亮，L2逐渐变亮B.当S闭合时，L1一直不亮，L2逐渐变亮C.当S断开时，L1立即熄灭，L2也立即熄灭D.当S断开时，L1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭【答案】BD4.(2022年潮州模拟)电磁阻尼可以无磨损地使运动的线圈快速停下来.如图所示，扇形铜框在绝缘细杆作用下绕转轴O在同一水平面内快速逆时针转动，虚线把圆环分成八等份，扇形铜框恰好可以与其中一格重合.为使线框快速停下来，实验小组设计了以下几种方案，其中虚线为匀强磁场的理想边界，边界内磁场大小均相同，其中最合理的是( )A B C D【答案】C5.零刻度在表盘正中间的电流计，非常灵敏，通入电流后，线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平衡时，指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难.在指针转轴上装上的扇形铝框或扇形铝板，在合适区域加上磁场，可以解决此困难.下列方案合理的是( )A B C D【答案】D【解析】当指针向左偏转时，铝框或铝板可能会离开磁场，产生不了涡流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，A、C方案不合理，A、C错误；磁场在铝框中间，当指针偏转角度较小时，铝框不能切割磁感线，不能产生感应电流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，B错误，D正确.6.(多选)涡流检测是工业上无损检测的方法之一.如图所示，线圈中通以一定频率的正弦式交变电流，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化.下列说法正确的是( )A.涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化B.涡流的频率等于通入线圈的交变电流的频率C.通电线圈和待测工件间存在恒定的作用力D.待测工件可以是塑料或橡胶制品【答案】AB综合提升练7.(2022年广州培正中学模拟)(多选)一跑步机的原理图如图所示，该跑步机水平底面固定有间距L＝0.8 m的平行金属电极，电极间充满磁感应强度大小B＝0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场，且接有理想电压表和阻值为8 Ω的定值电阻R，匀速运动的绝缘橡胶带上镀有电阻均为2 Ω的平行细金属条，金属条间距等于电极长度为d且与电极接触良好.某人匀速跑步时，电压表的示数为0.8 V.下列说法正确的是( )A.通过电阻R的电流为0.08 AB.细金属条的速度大小为2.5 m/sC.人克服细金属条所受安培力做功的功率为0.2 WD.每2 s内通过电阻R的电荷量为0.2 C【答案】BD【解析】由题知单根细金属条电阻为R1＝2Ω，匀速跑步时，始终只有一根细金属条在切割磁感线，其产生的电·R＝0.8V，解得E＝1V，v＝2.5m/s，动势为E＝BLv，电压表测量R两端电压，由题知其示数为0.8V，即U＝ER＋R1＝0.1A，A错误，B正确；人克服细金属条所受安培力做功的功率为P＝F A v＝BILv 通过电阻R的电流为I＝ER＋R1＝0.1W，C错误；每2s内通过电阻R的电荷量为q＝It＝0.1×2C＝0.2C，D正确.8.(2022年金华模拟)目前，许多停车场门口都设置车辆识别系统，在自动栏杆前、后的地面各自铺设相同的传感器线圈A、B，两线圈各自接入相同的电路，电路a、b端与电压有效值恒定的交变电源连接，如图所示.工作过程回路中流过交变电流，当以金属材质为主体的汽车接近或远离线圈时，线圈的自感系数会发生变化，导致线圈对交变电流的阻碍作用发生变化，使得定值电阻R的c、d两端电压就会有所变化，这一变化的电压输入控制系统，控制系统就能做出抬杆或落杆的动作.下列说法正确的是( )A.汽车接近线圈A时，该线圈的自感系数减少B.汽车离开线圈B时，回路电流将减小C.汽车接近线圈B时，c、d两端电压升高D.汽车离开线圈A时，c、d两端电压升高【答案】D【解析】汽车上有很多钢铁，当汽车接近线圈时，相对于给线圈增加了铁芯，所以线圈的自感系数增大，感抗也增大，在电压不变的情况下，交流回路的电流将减小，所以R两端电压将减小，即c、d两端电压将减小，A、B、C错误，D正确.9.如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，大小为B0，用电阻率为ρ，横截面积为S的导线做成的边长为l的正方形线框abcd水平放置，OO'为过ad、bc两边中点的直线，线框全部都位于磁场中.现把线框右半部分固定不动，而把线框左半部分以OO'为轴向上转动60°，如图中虚线所示.(1)求转动过程中通过导线横截面的电荷量；(2)若转动后磁感应强度随时间按B＝B0＋kt变化(k为常量)，求出磁场对线框ab边的作用力大小随时间变化的关系式.解：(1)线框在转动过程中产生的平均感应电动势E＝ΔΦΔt ＝B0·12l2cos60°Δt＝B0l24Δt，①在线框中产生的平均感应电流I＝ER，②R＝ρ4lS，③转动过程中通过导线横截面的电荷量q＝IΔt，④联立①～④解得q＝B0lS16ρ.⑤(2)若转动后磁感应强度随时间按B＝B0＋kt变化，在线框中产生的感应电动势大小E＝ΔB·SΔt ＝(12l2cos60°＋l22)ΔBΔt＝3l24k，⑥在线框中产生的感应电流I＝ER，⑦线框ab边所受安培力的大小F＝BIl，⑧联立⑥～⑧解得F＝(B0＋kt)3kl 2S16ρ.。

高三物理大一轮复习专题电磁感应中的电路和图象问题课件

【典例1】 (2013·广东卷，36)如图1(a)所示，在垂直于匀强磁场B的平面内，半径为r的金属圆盘绕过圆心O的轴转动，圆心O和边缘K通过电刷与一个电路连接，电路中的P 是加上一定正向电压才能导通的电子元件，流过电流表的电流I与圆盘角速度ω的关系如图(b)所示，其中ab段和bc 段均为直线，且ab段过坐标原点，ω＞0代表圆盘逆时针转动．已知：R＝3.0 Ω，B＝1.0 T，r＝0.2 m．忽略圆盘、电流表和导线的电阻．
即学即练4 如图8甲所示，垂直纸面向里的有界匀强磁场的
磁感应强度B＝1.0 T，质量m＝0.04 kg、高h＝0.05 m、总
电阻R＝5 Ω、n＝100匝的矩形线圈竖直固定在质量M＝
0.08 kg的小车上，小车与线圈的水平长度l相等．线圈和
小车一起沿光滑水平面运动，并以初速度v1＝10 m/s进入磁场，线圈平面和磁场方向始终垂直．若小车运动的速度
图7
(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动？ (2)若m＝0.5 kg，L＝0.5 m，R＝0.5 Ω，磁感应强度B为多大？ (3)由v F图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？
解析 (1)因受外力(不变)和安培力(与 F 反向，且逐渐增大)的作用，做变速运动(或变加速运动、加速度减小的加速运动、加速运动)． (2)感应电动势 E＝Blv，感应电流 I＝ER，金属杆受到安培力的作用 F 安＝BIL＝B2LR2vm
时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良
好接触．下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能
正确的是
( )．
图3
解析设∠bac＝2θ，MN 以速度 v 匀速运动，导体棒单位长度
的电阻为 R0.经过时间 t，导体棒的有效切割长度 L＝2vttan θ，

高考物理一轮复习热点题型归纳-- 电磁感应的电路、图像及动力学问题(原题版及解析版)

2020届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练专题27 电磁感应的电路、图像及动力学问题【专题导航】目录热点题型一电磁感应中的电路问题 (1)（一）感生电动势的电路分析 (2)（二）动生电动势的电路分析 (3)热点题型二电磁感应中的图象问题 (4)（一）磁感应强度变化的图象问题 (4)（二）导体切割磁感线的图象问题 (5)（三）电磁感应中双电源问题与图象的综合 (6)热点题型三电磁感应中的平衡、动力学问题 (6)（一）电磁感应中的动力学问题 (7)（二）电磁感应中平衡问题 (8)（三）电磁感应中含电容器的动力学问题 (9)【题型演练】 (10)【题型归纳】热点题型一电磁感应中的电路问题1．电磁感应中电路知识的关系图2．解决电磁感应中的电路问题三部曲（一）感生电动势的电路分析【例1】(2019·济南高三模拟)在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1000匝，横截面积S＝20 cm2，螺线管导线电阻r＝1.0 Ω，R1＝4.0 Ω，R2＝5.0 Ω，C＝30 μF。

在一段时间内，垂直穿过螺线管的磁场的磁感应强度B的方向如图甲所示，大小按如图乙所示的规律变化，则下列说法中正确的是()A．螺线管中产生的感应电动势为1.2 VB．闭合S，电路中的电流稳定后，电容器下极板带负电C．闭合S，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为2.56×10－2 WD．S断开后，流经R2的电量为1.8×10－2 C【变式1】(2016·高考浙江卷)如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长l a＝3l b，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则()A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4 D．a、b线圈中电功率之比为3∶1【变式2】如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈的面积S＝200 cm2，线圈的电阻r＝1 Ω，线圈外接一个阻值R＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是()A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向B．电阻R两端的电压随时间均匀增大C．线圈电阻r消耗的功率为4×10－4 W D．前4 s内通过R的电荷量为4×10－4 C（二）动生电动势的电路分析【例2】在同一水平面的光滑平行导轨P、Q相距l＝1 m，导轨左端接有如图所示的电路．其中水平放置的平行板电容器两极板M、N相距d＝10 mm，定值电阻R1＝R2＝12 Ω，R3＝2 Ω，金属棒ab的电阻r＝2 Ω，其他电阻不计．磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间，质量m＝1×10－14 kg，电荷量q＝－1×10－14 C的微粒恰好静止不动．g取10 m/s2，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好．且速度保持恒定．试求：(1)匀强磁场的方向；(2)ab两端的路端电压；(3)金属棒ab运动的速度．【变式1】(2019·焦作一模)如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l＝1 m，cd间、de间、cf间分别接着阻值R＝10 Ω的电阻．一阻值R＝10 Ω的导体棒ab以速度v＝4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小B＝0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场．下列说法中正确的是()A．导体棒ab中电流的流向为由b到a B．cd两端的电压为1 VC．de两端的电压为1 V D．fe两端的电压为1 V【变式2】如图所示，一金属棒AC在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的轴(过O点)匀速转动，OA＝2OC＝2L，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，金属棒转动的角速度为ω、电阻为r，内、外两金属圆环分别与C、A良好接触并各引出一接线柱与外电阻R相接(没画出)，两金属环圆心皆为O且电阻均不计，则()A．金属棒中有从A到C的感应电流B．外电阻R中的电流为I＝3BωL22（R＋r）C．当r＝R时，外电阻消耗功率最小D．金属棒AC间电压为3BωL2R2（R＋r）热点题型二电磁感应中的图象问题1．电磁感应中常见的图象问题随时间变化的图象，如B t图象、Φt图象、E t图象、I t图象随位移变化的图象，如E x图象、I x图象(所以要先看坐标轴：哪个物理量随哪个物理量变化要弄清)2.处理图象问题要做到“四明确、一理解”（一）磁感应强度变化的图象问题【例3】．(2019·河北唐山检测)如图甲所示，矩形导线框abcd固定在变化的磁场中，产生了如图乙所示的电流(电流方向abcda为正方向)．若规定垂直纸面向里的方向为磁场正方向，能够产生如图乙所示电流的磁场为()【变式】如图甲所示，在水平面上固定一个匝数为10匝的等边三角形金属线框，总电阻为3 Ω，边长为0.4 m．金属框处于两个半径为0.1 m的圆形匀强磁场中，顶点A恰好位于左边圆的圆心，BC边的中点恰好与右边圆的圆心重合．左边磁场方向垂直纸面向外，右边磁场垂直纸面向里，磁感应强度的变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是(π取3)()A．线框中感应电流的方向是顺时针方向B．t＝0.4 s时，穿过线框的磁通量为0.005 WbC．经过t＝0.4 s，线框中产生的热量为0.3 J D．前0.4 s内流过线框某截面的电荷量为0.2 C（二）导体切割磁感线的图象问题【例4】(2018·高考全国卷Ⅱ)如图，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下．一边长为32l的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动．线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是()【变式】(2019·江西新余模拟)如图所示，在坐标系xOy中，有边长为L的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处．在y轴的右侧，在Ⅰ、Ⅰ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行．t＝0时刻，线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域．取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流i、ab间的电势差U ab随时间t变化的图线是下图中的()（三）电磁感应中双电源问题与图象的综合【例5】．如图所示为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正，外力F向右为正．则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图象正确的是()【变式】(2019·新疆一测)如图所示，用粗细均匀，电阻率也相同的导线绕制的直角边长为l或2l的四个闭合导体线框a、b、c、d，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，在每个线框刚进入磁场时，M、N两点间的电压分别为U a、U b、U c和U d，下列判断正确的是()A．U a<U b<U c<U d B．U a<U b<U d<U cC．U a＝U b<U c＝U d D．U b<U a<U d<U c热点题型三电磁感应中的平衡、动力学问题1．两种状态及处理方法2.力学对象和电学对象的相互关系3．动态分析的基本思路解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度最大或最小的条件．具体思路如下：（一）电磁感应中的动力学问题【例6】(2018·高考江苏卷)如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ，间距为d.导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直．质量为m的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为s，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流．金属棒被松开后，以加速度a沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为g.求下滑到底端的过程中，金属棒(1)末速度的大小v.(2)通过的电流大小I.(3)通过的电荷量Q.【技巧总结】用“四步法”分析电磁感应中的动力学问题解决电磁感应中的动力学问题的一般思路是“先电后力”，具体思路如下：【变式1】(2017·高考上海卷)如图，光滑平行金属导轨间距为L，与水平面夹角为θ，两导轨上端用阻值为R的电阻相连，该装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面．质量为m的金属杆ab以沿导轨平面向上的初速度v0从导轨底端开始运动，然后又返回到出发位置．在运动过程中，ab与导轨垂直且接触良好，不计ab和导轨的电阻及空气阻力．(1)求ab开始运动时的加速度a；(2)分析并说明ab在整个运动过程中速度、加速度的变化情况；(3)分析并比较ab上滑时间和下滑时间的长短．【变式2】一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示，磁感应强度B＝0.5 T，导体棒ab、cd长度均为0.2 m，电阻均为0.1 Ω，重力均为0.1 N，现用力向上拉动导体棒ab，使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好)，此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是()A．ab受到的拉力大小为2 N B．ab向上运动的速度为2 m/sC．在2 s内，拉力做功，有0.4 J的机械能转化为电能D．在2 s内，拉力做功为0.6 J（二）电磁感应中平衡问题【例7】(2016·高考全国卷Ⅱ)如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连．两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平．右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上．已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g.已知金属棒ab匀速下滑．求：(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小；(2)金属棒运动速度的大小．【变式】小明同学设计了一个“电磁天平”，如图甲所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡．线圈的水平边长L＝0.1 m，竖直边长H＝0.3 m，匝数为N1.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B0＝1.0 T，方向垂直线圈平面向里．线圈中通有可在0～2.0 A范围内调节的电流I.挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使得天平平衡，测出电流即可测得物体的质量．(重力加速度g取10 m/s2)(1)为使电磁天平的量程达到0.5 kg，线圈的匝数N1至少为多少？(2)进一步探究电磁感应现象，另选N2＝100匝、形状相同的线圈，总电阻R＝10 Ω，不接外电流，两臂平衡，如图乙所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d＝0.1 m．当挂盘中放质量为0.01 kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率ΔBΔt.（三）电磁感应中含电容器的动力学问题【例8】(2019·常州检测)如图所示，水平面内有两根足够长的平行导轨L1、L2，其间距d＝0.5 m，左端接有容量C＝2 000 μF的电容器．质量m＝20 g的导体棒可在导轨上无摩擦滑动，导体棒和导轨的电阻不计．整个空间存在着垂直导轨所在平面的匀强磁场，磁感应强度B＝2 T．现用一沿导轨方向向右的恒力F1＝0.44 N作用于导体棒，使导体棒从静止开始运动，经t时间后到达B处，速度v＝5 m/s.此时，突然将拉力方向变为沿导轨向左，大小变为F2，又经2t时间后导体棒返回到初始位置A处，整个过程电容器未被击穿．求：(1)导体棒运动到B处时，电容器C上的电荷量；(2)t的大小；(3)F2的大小．【变式】.(多选)(2019·重庆质检)如图，两根足够长且光滑平行的金属导轨PP′、QQ′倾斜放置，匀强磁场垂直于导轨平面，导轨的上端与水平放置的两金属板M、N相连，板间距离足够大，板间有一带电微粒，金属棒ab水平跨放在导轨上，下滑过程中与导轨接触良好．现同时由静止释放带电微粒和金属棒ab，则下列说法中正确的是()A．金属棒ab最终可能匀速下滑B．金属棒ab一直加速下滑C．金属棒ab下滑过程中M板电势高于N板电势D．带电微粒不可能先向N板运动后向M板运动【题型演练】1．下列四个选项图中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．A、B中的导线框为正方形，C、D中的导线框为直角扇形．各导线框均绕垂直纸面的轴O在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为T.从线框处于图示位置时开始计时，以在OP边上从P点指向O点的方向为感应电流i的正方向．则在如图所示的四个情景中，产生的感应电流i随时间t的变化规律如图所示的是()2．(2019·南昌模拟)如图甲所示，在水平面上固定有平行长直金属导轨ab、cd，bd端接有电阻R.导体棒ef 垂直轨道放置在光滑导轨上，导轨电阻不计．导轨右端区域存在垂直导轨面的匀强磁场，且磁感应强度B 随时间t的变化规律如图乙所示．在t＝0时刻，导体棒以速度v0从导轨的左端开始向右运动，经过时间2t0开始进入磁场区域，取磁场方向垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向，回路中顺时针方向为电流正方向，则回路中的电流随时间t的变化规律图象可能是()3.(2019·上饶二模)在如图所示的竖直平面内，在水平线MN的下方有足够大的匀强磁场，一个等腰三角形金属线框顶点C与MN重合，线框由静止释放，沿轴线DC方向竖直落入磁场中．忽略空气阻力，从释放到线框完全进入磁场过程中，关于线框运动的vt图象，可能正确的是()4. 如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L，纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在t＝0时刻恰好位于如图所示的位置，以顺时针方向为导线框中电流的正方向，下面四幅图中能够正确表示导线框中的电流－位移(I x )关系的是 ( )5.如图所示，两光滑平行金属导轨间距为L ，直导线MN 垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B .电容器的电容为C ，除电阻R 外，导轨和导线的电阻均不计．现给导线MN 一初速度，使导线MN 向右运动，当电路稳定后，MN 以速度v 向右做匀速运动时( )A ．电容器两端的电压为零B ．电阻两端的电压为BLvC ．电容器所带电荷量为CBLvD ．为保持MN 匀速运动，需对其施加的拉力大小为B 2L 2v R6．(2019·保定模拟)如图所示为有理想边界的两个匀强磁场，磁感应强度均为B ＝0.5 T ，两边界间距s ＝0.1 m ，一边长L ＝0.2 m 的正方形线框abcd 由粗细均匀的电阻丝围成，总电阻为R ＝0.4 Ω，现使线框以v ＝2 m/s 的速度从位置Ⅰ匀速运动到位置Ⅰ，则下列能正确反映整个过程中线框a 、b 两点间的电势差U ab 随时间t 变化的图线是 ( )7.(2019·东北三校联考)如图所示，M、N为同一水平面内的两条平行长直导轨，左端串接电阻R，金属杆ab垂直导轨放置，金属杆和导轨的电阻不计，杆与导轨间接触良好且无摩擦，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中．现对金属杆施加一个与其垂直的水平方向的恒力F，使金属杆从静止开始运动．在运动过程中，金属杆的速度大小为v，R上消耗的总能量为E，则下列关于v、E随时间变化的图象可能正确的是()8.(2019·山西高三二模)电磁缓冲车是利用电磁感应原理进行制动缓冲，它的缓冲过程可以等效为：小车底部安装有电磁铁(可视为匀强磁场)，磁感应强度大小为B，方向竖直向下。

2024届全国高考(新高考)物理复习历年真题好题专项(电磁感应)练习(附答案)

2024届全国高考(新高考)物理复习历年真题好题专项(电磁感应)练习做真题明方向1．[2023ꞏ全国甲卷](多选)一有机玻璃管竖直放在水平地面上，管上有漆包线绕成的线圈，线圈的两端与电流传感器相连，线圈在玻璃管上部的5匝均匀分布，下部的3匝也均匀分布，下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离．如图(a)所示．现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落，电流传感器测得线圈中电流I随时间t的变化如图(b)所示．则()A．小磁体在玻璃管内下降速度越来越快B．下落过程中，小磁体的N极、S极上下颠倒了8次C．下落过程中，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变D．与上部相比，小磁体通过线圈下部的过程中，磁通量变化率的最大值更大2.[2022ꞏ全国甲卷]三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示．把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为I1、I2和I3.则()A．I1<I3<I2B．I1>I3>I2C．I1＝I2>I3D．I1＝I2＝I33.[2022ꞏ全国甲卷](多选)如图，两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上，在导轨的左端接入电容为C的电容器和阻值为R的电阻．质量为m、阻值也为R的导体棒MN静止于导轨上，与导轨垂直，且接触良好，导轨电阻忽略不计，整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中．开始时，电容器所带的电荷量为Q，合上开关S后，()A.通过导体棒MN电流的最大值为QRCB．导体棒MN向右先加速、后匀速运动C．导体棒MN速度最大时所受的安培力也最大D．电阻R上产生的焦耳热大于导体棒MN上产生的焦耳热4．[2022ꞏ山东卷](多选)如图所示，xOy平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为 2 L的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场．边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在xOy平面内以角速度ω顺时针匀速转动t＝0时刻，金属框开始进入第一象限．不考虑自感影响，关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是()A．在t＝0到t＝π2ω的过程中，E一直增大B．在t＝0到t＝π2ω的过程中，E先增大后减小C．在t＝0到t＝π4ω的过程中，E的变化率一直增大D．在t＝0到t＝π4ω的过程中，E的变化率一直减小5．[2022ꞏ广东卷]如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图．定子是仅匝数n不同的两线圈，n1>n2，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R 的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流．不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是() A．两线圈产生的电动势的有效值相等B．两线圈产生的交变电流频率相等C．两线圈产生的电动势同时达到最大值D．两电阻消耗的电功率相等专题69电磁感应现象楞次定律实验：探究影响感应电流方向的因素1．[2023ꞏ四川省成都市期中](多选)如图，水平桌面上放有一个质量为m的闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁铁．不计空气阻力，重力加速度大小为g.当条形磁铁从轴线上由静止释放后竖直下落时，下列说法正确的是()A．铝环对桌面的压力大小为mgB．铝环有收缩趋势C．条形磁铁由静止释放后做自由落体运动D．条形磁铁下落的加速度大小为a＜g2．[2023ꞏ北京市考试]某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止．按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止．下列说法正确的是()A．未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势B．未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用C．接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势D．接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用3.[2023ꞏ安徽省九师联盟检测]如图所示，用铜线缠绕成线圈通上合适的电流，就可以隔空对金属进行加热，把螺丝刀放进线圈，一会就会变红了．下列说法正确的是()A.线圈中通入的是恒定电流B ．线圈中通入的是交变电流C ．塑料棒放进线圈里也可以进行隔空加热D ．线圈中的电流产生热对物体进行隔空加热4．[2023ꞏ浙江省七彩阳光联考]竖直平面内放置某竖直向上恒定电流的导线，如图所示．正方形导体框置于导线右侧，下列说法正确的是( )A ．以导线为轴线框顺时针(俯视)转动时会产生感应电流，电流方向a →b →c →dB ．从静止释放导线框，则该框下落过程中加速度逐渐减小，最后匀速下落C ．导体框向左运动一小段时会产生感应电流，电流方向是逆时针方向D ．电流变大，线框将水平向左运动，并有扩张趋势5．[2023ꞏ辽宁卷](多选)如图，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为d 和2d ，处于竖直向上的磁场中，磁感应强度大小分别为2B 和B.已知导体棒MN 的电阻为R 、长度为d ，导体棒PQ 的电阻为2R 、长度为2d ，PQ 的质量是MN 的2倍．初始时刻两棒静止，两棒中点之间连接一压缩量为L 的轻质绝缘弹簧．释放弹簧，两棒在各自磁场中运动直至停止，弹簧始终在弹性限度内．整个过程中两棒保持与导轨垂直并接触良好，导轨足够长且电阻不计．下列说法正确的是( )A ．弹簧伸展过程中，回路中产生顺时针方向的电流B ．PQ 速率为v 时，MN 所受安培力大小为4B 2d 2v 3RC ．整个运动过程中，MN 与PQ 的路程之比为2∶1D ．整个运动过程中，通过MN 的电荷量为BLd 3R6．(多选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ 、MN ，当PQ 在外力作用下运动时，MN 在磁场力作用下向右运动．则PQ 所做的运动可能是(说明：导体棒切割磁感线速度越大，感应电流越大)( )A．向右匀加速运动B．向左匀加速运动C．向右匀减速运动D．向左匀减速运动7．如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置．(1)将图中所缺的导线补接完整．(2)开关断开时，灵敏电流计指针在表盘中央，若在原线圈插入副线圈后，将开关闭合，此时发现灵敏电流计的指针向右偏，那么可能出现的情况有：A．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向右拉时，灵敏电流计指针________(填“向左”“向右”或“不”)偏转．B．将原线圈迅速拔出副线圈时，灵敏电流计指针将________(填“向左”“向右”或“不”)偏转．8．[2023ꞏ陕西省渭南市模拟]学习了法拉第电磁感应定律E∝ΔΦΔt后，为了定量验证在磁通量变化量相同时，感应电动势E与时间Δt成反比，甲乙两位同学共同设计了如图所示的一个实验装置：线圈和光电门传感器固定在长木板的轨道上，强磁铁和挡光片固定在可运动的小车上．每当小车在轨道上运动经过光电门时，光电门会记录下挡光片的挡光时间Δt，同时触发接在线圈两端的电压传感器记录下在这段时间内线圈中产生的平均感应电动势 E.利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出，就能得到一系列的感应电动势E和挡光时间Δt.(1)观察和分析该实验装置可看出，在实验中，每次测量的Δt时间内，磁铁相对线圈运动的距离都相同，从而实现了控制________不变．(2)在得到测量数据之后，为了验证E与Δt成反比，甲乙两位同学分别采用两种办法处理数据．甲同学采用计算法：算出________，若该数据基本相等，则验证了E与Δt成反比；乙同学用作图法：用纵坐标表示感应电动势E，用横坐标表示________，利用实验数据，在坐标系中描点连线，若图线是过坐标原点的倾斜直线，则也可验证E与Δt成反比．专题70 法拉第电磁感应定律1．如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为 L 和2L 的两只闭合线框a 和b ，以相同的速度从磁感应强度为B 的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，若感应电动势分别为E a 、E b ，则E a ∶E b 为( )A ．1∶4B ．1∶2C ．2∶1D ．4∶12．[2023ꞏ重庆市沙坪坝区模拟](多选)动圈式扬声器的结构如图(a )和图(b )所示，图(b )为磁铁和线圈部分的右视图，线圈与一电容器的两端相连．当人对着纸盆说话，纸盆带着线圈左右运动能将声信号转化为电信号．已知线圈有n 匝，线圈半径为r ，线圈所在位置的磁感应强度大小为B ，则下列说法正确的是( )A ．纸盆向左运动时，电容器的上极板电势比下极板电势高B ．纸盆向左运动时，电容器的上极板电势比下极板电势低C ．纸盆向右运动速度为v 时，线圈产生的感应电动势为2nrBvD ．纸盆向右运动速度为v 时，线圈产生的感应电动势为2n πrBv3．[2023ꞏ广东模拟预测]如图所示，一根弧长为L 的半圆形硬导体棒AB 在水平拉力F 作用下，以速度v 0在竖直平面内的U 形框架上匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为B ，回路中除电阻R 外，其余电阻均不计，U 形框左端与平行板电容器相连，质量为m 的带电油滴静止于电容器两极板中央，半圆形硬导体棒AB 始终与U 形框接触良好．则以下判断正确的是( )A .油滴所带电荷量为mgd BLv 0B ．电流自上而下流过电阻RC ．A 、B 间的电势差U AB ＝BLv 0D ．其他条件不变，使电容器两极板距离减小，电容器所带电荷量将增加，油滴将向下运动4．[2023ꞏ江苏省南京市模拟]如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B ，金属棒MN 以角速度ω绕过O 点的竖直轴PQ 沿顺时针(从上往下看)旋转．已知NQ ＝2MP ＝2r.则( )A ．M 点电势高于N 点电势B ．N 点电势低于O 点电势C ．NM 两点的电势差为32 Br 2ωD ．MN 两点的电势差为52 Br 2ω5．[河北省唐山市十县一中联盟联考]电磁制动原理是通过线圈与磁场的作用使物体做减速运动．某列车车底安装的电磁铁产生磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向竖直向下．同种材料制成的粗细均匀的闭合正方形线框abcd ，边长为L 1，MN 长为L 2(L 2>L 1)，若当列车MN 部分刚越过ab 时，速度大小为v ，则ab 两端的电势差U ab 等于( )A ．BL 1vB ．BL 2vC ．－34 BL 1vD ．－14 BL 2v6．(多选)如图所示，长为a ，宽为b ，匝数为n 的矩形金属线圈恰有一半处于匀强磁场中，线圈总电阻为R ，线圈固定不动．当t ＝0时匀强磁场的磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图像如图乙所示，则( )A ．线圈中的感应电流的方向先逆时针再顺时针B ．回路中感应电动势恒为nB 0ab 2t 0C ．0～2t 0通过导线某横截面的电荷量为nB 0ab RD ．t ＝0时刻，线圈受到的安培力大小为nB 20 a 2b 2t 0R 7．(多选)如图所示，将半径分别为r 和2r 的同心圆形金属导轨固定在同一绝缘水平面内，两导轨之间接有阻值为R 的定值电阻和一个电容为C 的电容器，整个装置处于磁感应强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场中．将一个长度为r 、阻值为R 的金属棒AD 置于圆导轨上面，O 、A 、D 三点共线，在外力的作用下金属棒以O 为转轴顺时针匀速转动，转动周期为T ，假设金属棒在转动过程中与导轨接触良好，导轨电阻不计，金属棒在经过R 和C 时互不干扰．下列说法正确的是( )A ．D 点的电势高于A 点的电势B ．电容器C 的上极板带正电C ．通过电阻R 的电流为3B πr 2TRD ．电容器的电荷量为3CB πr 22T8．[2023ꞏ黑龙江省哈尔滨市模拟]如图所示，足够长通电直导线平放在光滑水平面上并固定，电流I 恒定不变．将一个金属环以初速度v 0沿与导线成一定角度θ(θ<90°)的方向滑出，此后关于金属环在水平面内运动的分析，下列判断中正确的是( )A ．金属环做直线运动，速度先减小后增大B ．金属环做曲线运动，速度一直减小至0后静止C ．金属环最终做匀速直线运动，运动方向与直导线平行D ．金属环最终做匀变速直线运动，运动方向与直导线垂直9．[2023ꞏ辽宁省联考]如图所示是法拉第圆盘发电机，圆盘半径为r ，圆盘处于磁感应强度为B ，方向竖直向上的匀强磁场中．圆盘左边有两条光滑平行足够长倾斜导轨MN ，导轨间距为L ，其所在平面与水平面夹角为θ，导轨处于垂直斜面向上磁感应强度也为B 的匀强磁场中，用导线把两导轨分别与圆盘发电机中心和边缘的电刷连接，圆盘边缘和圆心之间的电阻为R.在倾斜导轨上放置一根质量为m ，长度也为L ，电阻为2R 的ab 导体棒，其余电阻不计，当圆盘以某角速度ω匀速转动时，ab 棒刚好能静止在斜面上，则( )A．a端电势高于b端电势B．圆盘转动的方向(从上往下看)为顺时针方向C．ab间电势差大小为13Br2ωD．若圆盘停止转动，ab棒将沿导轨匀加速下滑专题71自感和涡流1.[2023ꞏ上海市虹口区二模]如图，条形磁铁悬挂在绝缘橡皮筋的下端．将磁铁向下拉到某一位置后由静止释放，磁铁上下振动．将一铜制容器P置于磁铁正下方且不与磁铁接触，不计空气阻力及散热，则()A．铜制容器的温度不变B．铜制容器的温度会升高C．系统的机械能守恒，磁铁振动的振幅减小D．系统的机械能守恒，磁铁振动的振幅不变2.(多选)如图所示，在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形线框abcd.磁铁和线框都可以绕竖直轴OO′自由转动．若使蹄形磁铁以某角速度转动时，线框的情况将不可能是() A．静止B．随磁铁同方向转动C．沿与磁铁相反方向转动D．要由磁铁具体转动方向来决定3.2021年7月25日，台风“烟花”给上海带来明显风雨影响，高达632米的上海中心大厦在台风里却能够保持稳定，位于第126层的“电涡流摆设式调谐质量阻尼器”起到了关键作用．这款阻尼器由我国自主研发，重达1 000吨，在大厦受到风力作用摇晃时，阻尼器质量块的惯性会产生一个反作用力，产生反向摆动，在质量块下方圆盘状的永磁体与楼体地板相对，由于电磁感应产生涡流，从而使大厦减振减摆，其简化示意图如图所示．下列关于该阻尼器的说法正确的是()A．质量块下方相对的地板可以是导体也可以是绝缘体，对减振效果没有影响B．安装在质量块下方的圆盘状永磁体左端为N极右端为S极，才会有较好的阻尼效果C．安装在质量块下方的圆盘状永磁体只有下端为N极上端为S极，才会有较好的阻尼效果D．地板随大厦摆动时，在地板内产生涡流，使大厦摆动的机械能最终转化为热能逐渐耗散掉4．(多选)如图甲、乙所示，电感线圈L自感系数很大，其电阻等于定值电阻R.接通S，电路稳定后，灯泡A均发光，则下列说法正确的是()A．在电路甲中，闭合S，A将逐渐变亮B．在电路乙中，闭合S，A将逐渐变亮C．在电路甲中，电路稳定后断开S，A将先变得更亮，然后逐渐变暗，最后熄灭D．在电路乙中，电路稳定后断开S，A将先变得更亮，然后逐渐变暗，最后熄灭5．[2023ꞏ山东聊城期中]如图甲所示是新型的高效节能厨具——电磁炉，又名电磁灶，是现代厨房革命的产物．电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具，如图乙所示是电磁炉的工作示意图，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高．下列关于电磁炉的说法正确的是()A．提高励磁线圈中电流变化的频率，可提高电磁炉的加热效果B．炊具中的涡流是由励磁线圈中的恒定电流的磁场产生的C．利用陶瓷材料制成的炊具可以在电磁炉上正常加热D．电磁炉工作时，炉面板中将产生强大的涡流6．如图所示，扇形铜框在绝缘细杆作用下绕点O在同一水平面内快速逆时针转动，虚线把圆环分成八等份，其中虚线为匀强磁场的理想边界，扇形铜框恰好可以与其中一份重合．下列线框停止最快的是()7．[2023ꞏ河南省三模]航母上的飞机起飞可以利用电磁驱动来实现．电磁驱动原理示意图如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同、已知铜的电阻率较小，不计所有接触面间的摩擦，则闭合开关S 的瞬间( )A ．铝环向右运动，铜环向左运动B ．铝环和铜环都向右运动C ．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力D ．从左向右看，铜环中的感应电流沿顺时针方向8．[2023ꞏ湖北省随州市模拟](多选)如图甲所示的电路中，灯泡电阻为R ，A 1、A 2为完全相同的电流传感器(内阻不计).闭合开关K ，得到如图乙所示的I-t 图像，电源电动势为E ，内阻r ，则( )A ．r ＝I 1＋I 22I 2－I 1R B ．E ＝I 1I 22I 2－I 1 R C ．断开开关时，小灯泡中的电流方向从右向左D ．闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零9．如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P 和塑料管Q 竖直放置．小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部．则小磁块( )A．在P和Q中都做自由落体运动B．在两个下落过程中的机械能都守恒C．在P中的下落时间比在Q中的长D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大专题72电磁感应中的图像问题1．如图甲所示，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，若线圈ab中电流i与时间t的关系图线如图乙所示，则在这段时间内，下列关于线圈cd中产生的感应电流i cd与时间t的关系图线，正确的是()2．(多选)如图甲所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，一个线圈与一个电容器相连，线圈平面与匀强磁场垂直，电容器的电容C＝60 μF，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化如图乙所示，下列说法不正确的是()A．电容器下极板电势高于上极板B．线圈中磁通量的变化率为3 Wb/sC．电容器两极板间电压为2.0 VD．电容器所带电荷量为120 C3．如图甲所示，光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定向下为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R 的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态．规定a→b 的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0～2t0时间内()4.[2023ꞏ湖北省检测]如图所示，宽度为d的两条平行虚线之间存在一垂直纸面向里的匀强磁场，一直径小于d的圆形导线环沿着水平方向匀速穿过磁场区域，规定逆时针方向为感应电流的正方向，由圆形导线环刚进入磁场开始计时，则关于导线环中的感应电流i随时间t 的变化关系，下列图像中可能的是()5.[2023ꞏ山西五地四市联考]如图所示，等腰直角三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，左边有一形状与磁场边界完全相同的闭合导线框，线框斜边长为l，线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域，规定线框中感应电流逆时针方向为正方向，其感应电流i随位移x变化的图像正确的是()6.如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、三象限内有垂直该坐标平面向里的匀强磁场，二者磁感应强度相同，圆心角为90°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在图示坐标平面内沿顺时针方向匀速转动．规定与图中导线框的位置相对应的时刻为t＝0，导线框中感应电流以逆时针为正方向．则关于该导线框转一周的时间内感应电流i随时间t的变化图像，下列正确的是()7．[2023ꞏ四川省成都模拟]如图，在光滑的水平面上，宽为2L的有界匀强磁场左侧放置一边长为L的正方形导电线圈，线圈在水平外力作用下向右匀加速穿过该磁场，则在线圈穿过磁场的过程中，拉力F随位移x的变化图像、热功率P随位移x的变化图像、线圈中感应电流I(顺时针方向为正)随位移x的变化图像正确的是()8.[2023ꞏ福建龙岩三模](多选)如图所示，在竖直平面内有四条间距均为L的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1、L2之间和L3、L4之间存在磁感应强度大小相等且方向均垂直纸面向里的匀强磁场．现有一矩形金属线圈abcd，ad边长为3L.t＝0时刻将其从图示位置(cd边与L1重合)由静止释放，cd边经过磁场边界线L3时开始做匀速直线运动，cd边经过磁场边界线L2、L3、L4时对应的时刻分别为t1、t2、t3，整个运动过程线圈平面始终处于竖直平面内．在0～t3时间内，线圈的速度v、通过线圈横截面的电量q、通过线圈的电流i和线圈产生的热量Q随时间t的关系图像可能正确的是()9．如图所示的匀强磁场中有一根弯成45°的金属线POQ，其所在平面与磁场垂直，长直导线MN与金属线紧密接触，起始时OA＝l0，且MN⊥OQ，所有导线单位长度电阻均为r，MN匀速水平向右运动的速度为v，使MN匀速运动的外力为F，则外力F随时间变化的规律图像正确的是()专题73电磁感应中的动力学问题1.[2023ꞏ北京房山期中]如图所示，MN和PQ是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计．ab是一根与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆，金属杆具有一定质量和电阻．开始时，将开关S断开，让杆ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合．若从S闭合开始计时，关于金属杆运动的说法，不可能的是() A．金属杆做匀速直线运动B．金属杆做匀加速直线运动C．金属杆做加速度逐渐减小的加速运动D．金属杆做加速度逐渐减小的减速运动2．[2023ꞏ广东省选考](多选)如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc和de，ab与de平行，bc是以O为圆心的圆弧导轨，圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场，金属杆OP的O端与e点用导线相接，P端与圆弧bc接触良好，初始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上，若杆OP绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有()A．杆OP产生的感应电动势恒定B．杆OP受到的安培力不变C．杆MN做匀加速直线运动D．杆MN中的电流逐渐减小3．[2023ꞏ广东省检测](多选)如图，横截面积为S的n匝线圈，线圈总电阻为R，其轴线与大小均匀变化的匀强磁场B1平行．间距为L的两平行光滑倾斜轨道PQ、MN足够长，轨道平面与水平面的夹角为α，底部连有一阻值2R的电阻，磁感应强度B2的匀强磁场与轨道平面垂直．K闭合后，质量为m、电阻也为2R的金属棒ab恰能保持静止，金属棒始终与轨道接触良好，其余部分电阻不计，下列说法正确的是()A .B 1均匀减小B ．B 1的变化率为ΔB 1Δt ＝4mgR sin αnB 2SLC ．断开K 之后，金属棒ab 将做匀加速直线运动D ．断开K 之后，金属棒的最大速度为v ＝4Rmg sin αB 22L 2 4.[2023ꞏ河北省保定市期中]如图所示，这是感受电磁阻尼的铜框实验的简化分析图，已知图中矩形铜框(下边水平)的质量m ＝2 g ，长度L ＝0.5 m ，宽度d ＝0.02 m ，电阻R ＝0.01 Ω，该铜框由静止释放时铜框下边与方向水平向里的匀强磁场上边界的高度差h ＝0.2 m ，磁场上、下水平边界间的距离D ＝0.27 m ，铜框进入磁场的过程恰好做匀速直线运动．取重力加速度大小g ＝10 m /s 2，不计空气阻力．下列说法正确的是( )A ．铜框进入磁场的过程中电流方向为顺时针B ．匀强磁场的磁感应强度的大小为0.5 TC ．铜框下边刚离开磁场时的速度大小为3 m /sD ．铜框下边刚离开磁场时的感应电流为0.3 A5．(多选)如图所示，两条足够长的平行光滑长直导轨MN 、PQ 固定于同一水平面内，它们之间的距离为l ；ab 和cd 是两根质量皆为m 的金属细杆，杆与导轨垂直，且与导轨良好接触．两杆的电阻皆为R.cd 的中点系一轻绳，绳的另一端绕过定滑轮悬挂一质量为M 的重物，滑轮与杆cd 之间的轻绳处于水平伸直状态并与导轨平行．不计滑轮与转轴、细绳之间的摩擦，不计导轨的电阻．导轨和金属细杆都处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向竖直向上．现将两杆及重物同时由静止释放，下列说法正确的是( )A ．释放重物瞬间，其加速度大小为Mg m ＋M B ．最终回路中的电流为Mmg Bl （m ＋M ）C ．最终ab 杆所受安培力的大小为mMg 2m ＋MD ．最终ab 和cd 两杆的速度差恒为2MmgR B 2l 2（2m ＋M ）。

高考物理大一轮总复习电磁感应阶段示范性金考卷(含解析)(1)

电磁感应本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共110分．第Ⅰ卷(选择题，共60分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在第1、2、4、5、7、8小题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第3、6、9、10、11、12小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1. [2014·济南高三模拟]如图所示，一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，发生的现象是( )A. 磁铁插向左环，横杆发生转动B. 磁铁插向右环，横杆发生转动C. 无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动D. 无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动解析：本题考查电磁感应现象、安培力的简单应用．磁铁插向左环，横杆不发生移动，因为左环不闭合，不能产生感应电流，不受安培力的作用；磁铁插向右环，横杆发生移动，因为右环闭合，能产生感应电流，在磁场中受到安培力的作用，选项B正确．本题难度易．答案：B2. 如图所示，在某中学实验室的水平桌面上，放置一正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向，已知该处地磁场的竖直分量向下．下列说法中正确的是( )A. 若使线圈向东平动，则b点的电势比a点的电势低B. 若使线圈向北平动，则a点的电势比d点的电势低C. 若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为abcdaD. 若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为adcba解析：由右手定则知，若使线圈向东平动，线圈的ab边和cd边切割磁感线，c(b)点电势高于d(a)点电势，故A错误；同理知B错误；若以ab为轴将线圈向上翻转，穿过线圈平面的磁通量将变小，由楞次定律可判定线圈中感应电流方向为abcda，C正确．3. 如图所示，质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上．当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、快速经过时，线圈始终保持不动．则关于线圈在此过程中受到的支持力F N和摩擦力F f的情况，以下判断正确的是()A. 靠近线圈时，F N大于mg，F f向左B. 靠近线圈时，F N小于mg，F f向右C. 远离线圈时，F N小于mg，F f向左D. 远离线圈时，F N大于mg，F f向右解析：楞次定律从阻碍相对运动角度可以表述为“来拒去留”，磁铁靠近线圈时，磁铁在线圈的左上方，线圈受到磁铁的作用力向右下方，F N大于mg，F f向左，A项正确，B项错误；磁铁远离线圈时，磁铁在线圈的右上方，线圈受到磁铁的作用力向右上方，F N小于mg，F f向左，C项正确，D项错误．答案：AC4. 如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为R2的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为 ( )A.Bav3B.Bav6C.2Bav3D. Bav解析：摆到竖直位置时，AB切割磁感线的瞬时感应电动势E＝B·2a·(12v)＝Bav.由闭合电路欧姆定律得，U AB＝ER2＋R4·R4＝13Bav，故A正确．5. 如图所示，E 为电池，L 是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D 1、D 2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S 是控制电路的开关．对于这个电路，下列说法中错误的是( )A. 刚闭合开关S 的瞬间，通过D 1、D 2的电流大小相等B. 刚闭合开关S 的瞬间，通过D 1、D 2的电流大小不相等C. 闭合开关S 待电路达到稳定，D 1熄灭，D 2比原来更亮D. 闭合开关S 待电路达到稳定，再将S 断开瞬间，D 2立即熄灭，D 1闪亮一下再熄灭解析：开关S 闭合的瞬间，线圈L 可看做暂时的断路，故通过两灯泡的电流相等，且同时亮，A 对B 错；电路稳定后，由于线圈直流电阻忽略不计，将灯泡D 1短路，灯泡D 2获得更多电压，会更亮，C 对；若断开开关S ，此时线圈与灯泡D 1构成回路，继续对其供电，灯泡D 1将闪亮一下后再逐渐熄灭，灯泡D 2无法形成回路将立即熄灭，D 对．答案：B6. 一长直导线与闭合金属线框放在同一桌面内，长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图所示．在0～T2时间内，直导线中电流向上如图中所示．则在0～T 时间内，下列表述正确的是( )A. 穿过线框的磁通量始终变小B. 线框中始终产生顺时针方向的感应电流C. 线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势D. 线框所受安培力的合力始终向左解析：长直导线中的电流先减小后增大，所以穿过线框的磁通量先减小后增大，A 错误；由楞次定律可以判断在0～T 时间内，线框中始终产生俯视顺时针方向的感应电流，B 正确；穿过线框的磁通量先减小后增大，由楞次定律知线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势，C 正确；由楞次定律、左手定则判断线框受安培力的合力方向先向左后向右，D 错误．答案：BC7. 将一个闭合矩形金属线框abcd 放入如图所示的匀强磁场中，图中虚线表示磁场边界，在用力将线框abcd 从磁场中以速度v 匀速拉出的过程中，下列说法中正确的是( )A. 拉线框的速度越大，通过导线横截面的电荷量越多B. 磁场越强，拉力做的功越多C. 拉力做功多少与线框的宽度bc 无关D. 线框电阻越大，拉力做的功越多解析：由q ＝I Δt ＝E R ·Δt ＝ΔΦΔtR ·Δt ＝ΔΦR可知通过导线横截面的电荷量与线框运动速度无关，A 错误；W ＝FL 其中F 为拉力，L 为线框长度，而F ＝F 安，F 安＝BId ＝B 2d 2v R，其中d 为线框宽度，R 为线框电阻，联立得：W ＝B 2d 2v RL ，所以B 正确，C 、D 错误．答案：B8. 如图所示，一个边界为等腰直角三角形、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一固定的正方形金属框，其边长与三角形的直角边相同，每条边的材料均相同．现在让有界匀强磁场向右匀速地通过金属框，金属框的下边与磁场区域的下边在一直线上．在磁场通过金属框的过程中，回路中产生的感应电动势大小E －t 图象、ab 两点的电势差U ab －t 图象正确的是( )解析：由E ＝BLv 可知导体棒切割时产生的感应电动势跟切割的有效长度成正比，由于是匀速运动，有效长度跟时间成线性关系，回路中产生的感应电动势大小先线性减小，当磁场右边界与cd 边重合时，感应电动势突变到最大，接着又从最大线性减小，所以A 、B 错误；由楞次定律知，ab 边刚开始切割磁感线时金属框中感应电流方向是逆时针方向，a 点电势低于b 点电势，ab 边相当于电源，ab 两点的电势差U ab ＝－34BLv ，直到cd 边刚开始切割磁感线的过程，ab 间电阻不变，回路中电动势线性减小，电流线性减小，ab 两点的电势差U ab线性减小，当cd 边刚开始切割磁感线时金属框中感应电流方向是顺时针方向，电势差U ab ＝－14BLv ，同理分析，可得C 错误，D 正确．答案：D9. 如图所示，电阻为R ，导线电阻均可忽略，ef 是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为m ，棒的两端分别与ab 、cd 保持良好接触，又能沿足够长的框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒ef 从静止下滑一段时间后闭合开关S ，则S 闭合后 ( )A. 导体棒ef 的加速度可能大于gB. 导体棒ef 的加速度一定小于gC. 导体棒ef 最终速度随S 闭合时刻的不同而不同D. 导体棒ef 的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒解析：开关闭合前，导体棒只受重力而加速下滑，闭合开关时有一定的初速度v 0，若此时F 安>mg ，则F 安－mg ＝ma .若F 安<mg ，则mg －F 安＝ma ，因为F 安的大小不确定，所以导体棒ef 的加速度可能大于g 、小于g 、等于g ，故A 正确，B 错误．无论闭合开关时初速度多大，导体棒最终的安培力应和重力平衡，故C 错误．根据能量守恒定律知，D 正确．答案：AD10. 如图所示，在平行于水平地面的匀强磁场上方有三个线圈，从相同的高度由静止开始同时释放．三个线圈都是用相同的金属材料制成的边长一样的正方形，A 线圈有一个缺口，B 、C 线圈闭合，但B 线圈的导线比C 线圈的粗，则( )A. 三个线圈同时落地B. A 线圈最先落地C. A 线圈最后落地D. B 、C 线圈同时落地解析：由于A 线圈上有缺口，A 中不产生感应电流，不受安培力的阻碍作用，所以A 线圈先落地，B 正确；B 、C 线圈在进入磁场的过程中，受安培力与重力作用，满足mg －B 2L 2v R＝ma ，m ＝ρ密·4L ·S ，R ＝ρ电4L S ，所以4ρ密LSg －B 2LSv 4ρ电＝4ρ密LSa,4ρ密g －B 2v 4ρ电＝4ρ密a ，a ＝g －B 2v 16ρ密ρ电，由于B 、C 线圈材料相同，进入相同的磁场，所以加速度a 相同，又因为起始高度相同，所以B 、C 线圈同时落地，D 选项正确．答案：BD11. [2014·石家庄高中毕业质检一]半径为r ＝0.5 m 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面的平行金属板连接，两板间距离为d ＝5 cm ，如图甲所示．金属环处在变化的磁场中，磁感应强度B 的方向垂直于纸面，变化规律如图乙所示(规定向里为正方向)．在t ＝0时刻平板间中心有一电荷量为＋q 的微粒由静止释放，运动中粒子不碰板，不计重力作用，则以下说法正确的是 ( )A. 第2 s 内上极板带负电B. 第3 s 内上极板带正电C. 第3 s 末微粒回到了原位置D. 两极板之间的电场强度大小恒为3.14 N/C解析：由B －t 图象可知第1 s 内磁场方向向里且增大，由楞次定律结合安培定则判断可知第1 s 内上极板带负电，同理可知第2 s 内和第3 s 内都是上极板带正电，选项B 正确，选项A 错误；B －t 中图线斜率大小恒定，根据法拉第电磁感应定律有感应电动势E ′＝ΔB Δtπr 2，场强E ＝E ′d，联立得选项D 正确；电场力大小恒定，方向周期性变化，分析可知微粒第1 s 内向上加速，第2 s 内向上减速到零，第3 s 内向下加速，第3 s 末走到前段位移的一半，故选项C 错误．答案：BD12. 如图所示，平行光滑金属导轨与水平面的倾角为θ，下端与阻值为R 的电阻相连，匀强磁场垂直轨道平面向上，磁感应强度为B ，现使长为l 、质量为m 的导体棒从ab 位置以平行于斜面的初速度向上运动，滑行到最远位置之后又下滑，已知导体棒运动过程中的最大加速度为2g sin θ，g 为重力加速度，不计其他电阻，导轨足够长，则( )A. 导体棒下滑的最大速度为mgR sin θB 2l 2B. R 上的最大热功率是m 2g 2R sin 2θB 2l 2C. 导体棒返回ab 位置前已经达到下滑的最大速度D. 导体棒返回ab 位置时刚好达到下滑的最大速度解析：导体棒在下滑的过程中，先做加速运动，根据牛顿第二定律得，mg sin θ－F 安＝ma ，当F 安＝mg sin θ时，速度达到最大，然后做匀速运动，又F 安＝BIl ，I ＝E R，E ＝Blv ，联立可得，导体棒下滑的最大速度为v ＝mgR sin θB 2l 2，A 项正确；根据R 上的发热功率P 热＝I 2R ，I ＝Blv R可知，导体棒的速度v 最大时，感应电流最大，R 上的发热功率也最大；由题意可知，导体棒上滑时的初速度v 0为最大速度，导体棒的加速度最大，mg ＋F 安＝2mg sin θ，解得，F安＝mg sin θ，v 0＝mgR sin θB 2l 2，R 上的最大发热功率P 热＝m 2g 2R sin 2θB 2l 2，B 项正确；下滑的最大速度与上滑的初速度相同，考虑到滑动过程中导体棒的机械能不断转化为电能，所以滑动到同一位置时，下滑时的速度小于上滑时的速度，导体棒返回到ab 位置时还没有达到下滑的最大速度，而是小于最大速度，C 、D 两项错误．答案：AB第Ⅱ卷 (非选择题，共50分)二、计算题(本题共4小题，共50分)13. (10分)[山东潍坊高三质量抽样]如图甲所示，平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L ＝1 m ，上端接有电阻R 1＝3 Ω，下端接有电阻R 2＝6 Ω，虚线OO ′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场．现将质量m ＝0.1 kg 、电阻不计的金属杆ab ，从OO ′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落0.2 m 过程中始终与导轨保持良好接触，加速度a 与下落距离h 的关系图象如图乙所示．求：(1)磁感应强度B ；(2)杆下落0.2 m 过程中通过电阻R 2的电荷量q .解析：(1)由图象知，杆自由下落距离是0.05 m ，当地重力加速度g ＝10 m/s 2，则杆进入磁场时的速度 v ＝2gh ＝1 m/s ①由图象知，杆进入磁场时加速度a ＝－g ＝－10 m/s 2②由牛顿第二定律得mg －F 安＝ma ③回路中的电动势E ＝BLv ④杆中的电流I ＝E R 并⑤ R 并＝R 1R 2R 1＋R 2⑥ F 安＝BIL ＝B 2L 2v R 并⑦ 得B ＝2mgR 并L 2v ＝2 T ⑧ (2)杆在磁场中运动产生的平均感应电动势E ＝ΔΦΔt ⑨ 杆中的平均电流I ＝ER 并⑩通过杆的电荷量Q ＝I ·Δt ⑪通过R 2的电量q ＝13Q ＝0.05 C ⑫ 答案：(1)2 T (2)0.05 C14. (12分)一电阻为R 的金属圆环，放在匀强磁场中，磁场与圆环所在平面垂直，如图a 所示，已知通过圆环的磁通量随时间t 的变化关系如图b 所示，图中的最大磁通量Φ0和变化周期T 都是已知量，求：(1)在t ＝0到t ＝T /4的时间内，通过金属圆环横截面的电荷量q ；(2)在t ＝0到t ＝2T 的时间内，金属圆环所产生的电热Q .解析：(1)由磁通量随时间的变化图线可知在t ＝0到t ＝T /4时间内，金属圆环中的感应电动势E 1＝Φ0T /4＝4Φ0T① 在以上时段内，金属圆环中的电流为I 1＝E 1R②则在这段时间内通过金属圆环横截面的电荷量 q ＝I 1t 1③联立求解得q ＝Φ0R④ (2)在t ＝T /4到t ＝T /2和t ＝3T /4到t ＝T 时间内，金属圆环中的感应电动势E 2＝0⑤ 在t ＝T /2到t ＝3T /4时间内，金属圆环中的感应电动势E 3＝Φ0T /4＝4Φ0T⑥ 由欧姆定律可知在以上时段内，金属圆环中的电流为 I 3＝4Φ0TR⑦ 在t ＝0到t ＝2T 时间内金属圆环所产生的电热Q ＝2(I 21Rt 1＋I 23Rt 3)⑧联立求解得Q ＝16Φ20RT⑨ 答案：(1)Φ0R (2)16Φ20RT15. (12分) 如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d ＝0.5 m ，电阻不计，左端通过导线与阻值R ＝2 Ω的电阻连接．右端通过导线与阻值R 1＝4 Ω的小灯泡L 连接．在CDFE 矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE 长l ＝2 m ，有一阻值r ＝2 Ω的金属棒PQ 放置在靠近磁场边界CD 处．CDFE 区域内磁场的磁感应强度B 随时间变化如图乙所示．在t ＝0至t ＝4 s 内，金属棒PQ 保持静止，在t ＝4 s 时使金属棒PQ 以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动．已知从t ＝0开始到金属棒运动到磁场边界EF 处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，求：(1)通过小灯泡的电流；(2)金属棒PQ 在磁场区域中运动的速度大小．解析：(1)t ＝0至t ＝4 s 内，金属棒PQ 保持静止，磁场变化导致电路中产生感应电动势电路中r 与R 并联，再与R L 串联，电路的总电阻R 总＝R L ＋Rr R ＋r＝5 Ω 此时感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝dl ΔB Δt＝0.5×2×0.5 V＝0.5 V 通过小灯泡的电流为I ＝E R 总＝0.1 A (2)当金属棒在磁场区域中运动时，由金属棒切割磁感线产生电动势，电路为R 与R L 并联，再与r 串联，此时电路的总电阻R ′总＝r ＋RR L R ＋R L ＝2 Ω＋4×24＋2 Ω＝103Ω 由于灯泡中电流不变，所以灯泡的电流I L ＝0.1 A ，则流过金属棒的电流为I ′＝I L ＋I R ＝I L ＋R L I L R＝0.3 A 电动势E ′＝I ′R ′总＝Bdv解得金属棒PQ 在磁场区域中运动的速度大小v ＝1 m/s.答案：(1)0.1 A (2)1 m/s16. (16分) 如图甲所示，质量为m 的导体棒ab 垂直放在相距为l 的平行且无限长的金属导轨上，导体棒ab 与平行金属导轨的摩擦因数为μ，导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．R 和R x 分别表示定值电阻和滑动变阻器连入电路的阻值，不计其他电阻．现由静止释放导体棒，当通过R 的电荷量达到q 时，导体棒ab 刚好达到最大速度．重力加速度为g .(1)求从释放导体棒到棒达到最大速度时下滑的距离s 和最大速度v m ；(2)若将左侧的定值电阻和滑动变阻器换为水平放置的电容为C 的平行板电容器，如图乙所示，导体棒ab 由静止释放到达到(1)中的速度v m 需要多少时间(用v m 表示最大速度)?解析：(1)对于闭合回路，在全过程中，根据法拉第电磁感应定律得ab 中的平均感应电动势 E ＝ΔΦΔt ＝Bls Δt① 由闭合电路欧姆定律得通过R 的平均电流I ＝ER ＋R x ② 通过R 的电荷量q ＝I Δt ③联立①②③得：s ＝R ＋R x Blq 在ab 加速下滑的过程中，根据牛顿第二定律：mg sin θ－μmg cos θ－F A ＝ma ④式中安培力F A ＝BIl ⑤其中I ＝Blv R ＋R x⑥ 当④中的加速度为0时，ab 的速度v ＝v m ⑦联立④⑤⑥⑦得：v m ＝mg B 2l 2(R ＋R x )(sin θ－μcos θ) (2)设ab 下滑的速度大小为v 时经历的时间为t ，通过ab 的电流为i ，则： mg sin θ－μmg cos θ－Bil ＝ma ⑧设在时间间隔Δt 内平行板电容器增加的电荷量为ΔQ ，则：i ＝ΔQ Δt⑨ 此时平行板电容器两端的电压的增量为ΔU ＝Bl Δv ⑩根据电容的定义C ＝ΔQ ΔU⑪ 而Δv ＝a Δt ⑫联立上面各式得ab 下滑的加速度a ＝m sin θ－μcos θm ＋B 2l 2C g上式表明ab 做初速度为0的匀加速运动，所以t ＝m ＋B 2l 2C v mmg sin θ－μcos θ答案：(1)R ＋R xBl q mgB 2l 2(R ＋R x )(sin θ－μcos θ)(2)m ＋B 2l 2C v mmg sin θ－μcos θ。

2024届全国高考复习物理历年好题专项(电磁感应中的图像和电路问题)练习(附答案)

2024届全国高考复习物理历年好题专项（电磁感应中的图像和电路问题）练习1.[2023ꞏ山东淄博一模]如图甲所示，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 关系如图乙所示．如果只将刷卡速度改为2v0，线圈中E - t的关系可能是（）2.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l＝1 m，cd间、de间、cf间分别接着阻值R＝10 Ω的电阻．一阻值R＝10 Ω的导体棒ab以速度v＝4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小B＝0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场．下列说法中正确的是（）A．导体棒ab中电流的流向为由b到aB．cd两端的电压为1 VC．de两端的电压为1 VD．fe两端的电压为3 V3.[2023ꞏ重庆模拟预测]（多选）如图所示，分布于全空间的匀强磁场垂直于纸面向里，其磁感应强度大小为B ＝2 T ．宽度为L ＝0.8 m 的两导轨间接一阻值为R ＝0.2 Ω电阻，电阻为2R 的金属棒AC 长为2L 并垂直于导轨（导轨电阻不计）放置，A 端刚好位于导轨，中点D 与另一导轨接触．当金属棒以速度v ＝0.5 m /s 向左匀速运动时，下列说法正确的是（）A ．流过电阻R 的电流为2 AB ．A 、D 两点的电势差为U AD ＝0.4 VC ．A 、C 两点的电势差为U AC ＝－1.6 VD ．A 、C 两点的电势差为U AC ＝－1.2 V 4.如图所示，电阻均匀分布的金属正方形线框的边长为L ，正方形线框的一半放在垂直于线框平面向里的匀强磁场中，其中A 、B 为上下两边的中点．在磁场以变化率k 均匀减弱的过程中（）A ．线框产生的感应电动势大小为kL 2B ．AB 两点之间的电势差大小为kL 22 C ．AB 两点之间的电势差大小为kL 24D ．线框中的感应电流方向沿ADBCA5.（多选）如图甲所示，等边三角形金属框ACD 的边长均为L ，单位长度的电阻为r ，E 为CD 边的中点，三角形ADE 所在区域内有磁感应强度垂直纸面向外，大小随时间变化的匀强磁场，图乙是匀强磁场的磁感应强度B 随时间t 变化的图像．下列说法正确的是（）A ．0～5t 0时间内的感应电动势小于5t 0～8t 0时间内的感应电动势B ．6t 0时刻，金属框内感应电流方向为A →D →C →A C ．0～5t 0时间内，E 、A 两点的电势差为3B 0L 240t 0D ．4t 0时刻，金属框受到的安培力大小为B 20 L 2100rt 06.如图所示，线圈匝数为n ，横截面积为S ，线圈总电阻为r ，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k ，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C ，两个电阻的阻值分别为r 和2r.下列说法正确的是（）A ．电容器所带电荷量为2nSkC 5B ．电容器所带电荷量为3nSkC 5C ．电容器下极板带正电D ．电容器上极板带正电7.（多选）如图1所示为汽车在足够长水平路面上以恒定功率P 启动的模型，假设汽车启动过程中所受阻力F 阻恒定；如图2所示为一足够长的水平的光滑平行金属导轨，导轨间距为L ，左端接有定值电阻R ，导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，将一质量为m 的导体棒垂直搁在导轨上并用水平恒力F 向右拉动，导体棒和导轨的电阻不计且两者始终接触良好．图3、图4分别是汽车、导体棒开始运动后的v - t 图像．则下列关于汽车和导体棒运动的说法中正确的是（）A .v m 1＝PF 阻B ．v m 2＝FRB 2L 2C ．若图3中的t 1已知，则根据题给信息可求出汽车从启动到速度达到最大所运动的距离x 1＝Pt 1F 阻D ．若图4中的t 2已知，则根据题给信息可求出导体棒从开始运动到速度达到最大所运动的距离x 2＝FRt 2B 2L 2 －mFR 2B 4L 48.如图所示，afde 为一边长为2L 的正方形金属线框，b 、c 分别为af 、fd 的中点，从这两点剪断后，用bc 直导线连接形成了五边形线框abcde 、左侧有一方向与线框平面垂直、宽度为2L 的匀强磁场区域，现让线框保持ae 、cd 边与磁场边界平行，向左匀速通过磁场区域，以ae 边刚进入磁场时为计时零点．则线框中感应电流随时间变化的图线可能正确的是（规定感应电流的方向逆时针为正）（）9.如图所示，由粗细均匀的电阻丝制成的边长为l的正方形线框abcd，其总电阻为R，现使线框以水平向右的速度匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行．令线框的ab边刚好与磁场左边界重合时t＝0，U0＝Blv.线框中a、b两点间电势差U ab随线框ab边的位移x变化的图像正确的是（）10.如图所示，两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小分别为B、2B，磁场方向分别为垂直纸面向外、向里，两磁场边界均与x轴垂直且宽度均为L，在y轴方向足够长．现有一边长为22L的正方形导线框，从图示位置开始，在外力F的作用下沿x轴正方向匀速穿过磁场区域，在运动过程中，对角线ab始终与x轴平行．线框中感应电动势的大小为E、线框所受安培力的大小为F安．下列关于E、F安随线框向右匀速运动距离x的图像正确的是（）11.（多选）如图所示，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，从不同高度由静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻．线框下落过程ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行，线框平面与磁场方向垂直．设OO′下方磁场区域足够大，不计空气阻力影响，则线框下落过程中速度v随时间t变化的图像可能正确的是（）[答题区]题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11答案参考答案1．答案：A答案解析：根据感应电动势公式E＝BL v可知，其他条件不变时，感应电动势与导体的切割速度成正比，只将刷卡速度改为2v0，则线圈中产生的感应电动势的最大值将变为原来的2倍，磁卡通过刷卡器的时间t＝sv与速率成反比，所用时间变为原来的一半，A正确．2．答案：B答案解析：由右手定则可知ab中电流方向为a→b，故A错误；导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势E＝B l v，ab为电源，cd间电阻R为外电路负载，de和cf间电阻中无电流，de、cf间无电压，因此cd和fe两端电压相等，即U＝E2RꞏR＝Bl v2＝1 V，故B正确，C、D错误．3．答案：AD答案解析：金属棒AD段产生的感应电动势为E AD＝BL v＝2×0.8×0.5＝0.8 V，流过电阻R的电流I＝ER＋R＝0.80.4A＝2 A，根据右手定则，可知，A端的电势低于D端的电势，A、D两点的电势差U AD＝－IR＝0.4 V，B错误，A正确；D、C两点的电势差U DC＝－BL v＝0.8 V，则U AC＝U AD＋U DC＝－1.2 V，C错误，D正确．4．答案：C答案解析：由法拉第电磁感应定律得：E＝ΔBΔt S＝kꞏ12L2＝12 kL2，故A项错误．设整个电路的电阻为R，则AB两点之间的电势差大小U＝ERꞏ12R＝14 RL2，故B项错误，C项正确．磁场以变化率k均匀减弱，据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，则感应电流方向沿顺时针，沿ACBDA，故D项错误．5．答案：AD答案解析：0～5t0时间内磁感应强度的变化率小于5t0～8t0时间内磁感应强度的变化率，而金属框中磁感线穿过的有效面积不变，所以0～5t0时间内磁通量的变化率小于5t0～8t0时间内磁通量的变化率，根据法拉第电磁感应定律可知0～5t0时间内的感应电动势小于5t0～8t0时间内的感应电动势，故A正确；6t0时刻，金属框中磁通量垂直纸面向外减小，根据楞次定律可知此时金属框内感应电流方向为A→C→D→A，故B错误；0～5t0时间内，金属框中感应电动势大小为E＝ΔΦΔt＝SΔBΔt＝3B0L240t0，根据楞次定律可知这段时间内感应电流沿顺时针方向，所以E点电势高于A点电势，又因为ACE段与ADE段长度相等，则电阻相等，所以E、A两点的电势差为U EA＝E2＝3B0L280t0，故C错误；4t0时刻，磁场的磁感应强度大小为B＝45B0，此时金属框中感应电流大小为I＝E3rL＝3B0Lt0r，根据几何关系可知线框受到安培力的等效长度为l＝32L，所以此时金属框受到的安培力大小为F＝BIl＝B20L2100rt0，故D正确．6．答案：D答案解析：闭合线圈与阻值为r 的电阻形成闭合回路，线圈相当于电源，电容器两极板间的电压等于路端电压；线圈产生的感应电动势为E ＝nS ΔBΔt ＝nSk ，路端电压U ＝E 2 ＝nSk 2 ，电容器所带电荷量为Q ＝CU ＝nSkC2 ，选项A 、B 错误；根据楞次定律，感应电流从线圈的右端流到左端，线圈的左端电势高，电容器上极板带正电，故D 正确．7．答案：ABD答案解析：v m 代表的是匀速运动的速度，也就是平衡时物体的运动速度，对汽车启动问题，有F ′－F 阻＝0，P ＝F ′v m1，得v m1＝PF 阻，对导体棒问题，有F －ILB ＝0，I ＝BL v m2R ，得v m2＝FR B 2L 2 ，故A 、B 正确；由动能定理可知12 m 车v 2m1 －0＝Pt 1－F 阻x 1，由于题中没有给出汽车的质量，故无法求出x 1的大小，故C 错误；由E ＝N ΔΦΔt 得，在导体棒从开始运动到速度达到最大过程中，E －＝B ΔS t 2＝BL x 2t 2，由欧姆定律可知I －＝E －R ，故F －安＝B I － L ，由动量定理可知，Ft 2－F －安t 2＝m v m2，计算可知x 2＝FRt 2B 2L 2 －mFR 2B 4L 4 ，故D 正确．8．答案：A答案解析：根据题意，设线框匀速运动的速度为v ，导线框的总电阻为R ，开始ae 边进入磁场切割磁感线，根据法拉第电磁感应定律有E ＝B ꞏ2L v ，则感应电流为I 1＝E R ＝2BL vR ，根据右手定则可知，感应电流的方向为逆时针；当运动一段时间t 0后，b 点进入磁场，根据题意可知t 0＝Lv 根据几何关系可知，切割磁感线的有效长度为L ′＝3L －v t ()t 0≤t ≤2t 0 同理可得，感应电流为I 2＝B ()3L －v t v R ＝－B v 2R t ＋3BL vR ()t 0≤t ≤2t 0 ，根据右手定则可知，感应电流的方向为逆时针；当运动时间为2t 0时，ae 边开始离开磁场，切割磁感线有效长度为2L ，同理可得，感应电流为I 3＝E R ＝2BL vR ，根据右手定则可知，感应电流的方向为顺时针；当时间为3t 0时，b 点开始离开磁场，根据几何关系可知，切割磁感线的有效长度为L ″＝2L －()v t －3L ＝5L －v t ()3t 0≤t ≤4t 0 ，同理可得，感应电流为I 4＝B ()5L －v t v R ＝－B v 2R t ＋5BL vR ()3t 0≤t ≤4t 0 ，根据右手定则可知，感应电流的方向为顺时针，综上所述可知，B 、C 、D 错误A 正确． 9．答案：B答案解析：因为线框各边电阻均匀，ab 边进入磁场后，ab 相当于电源，则ab 两端电势差为路端电压，即U ab ＝34 U 0，由右手定则判断出感应电流方向沿逆时针方向，则a 的电势高于b 的电势，U ab 为正；线框全部进入磁场后，线框中虽然感应电流为零，但ab 两端仍有电势差，且U ab ＝U 0，由右手定则判断可知，a 的电势高于b 的电势，U ab 为正；ab 边穿出磁场后，cd边切割磁感线，相当于电源，ab两端电压为U ab＝14U0，由右手定则知，a点的电势仍高于b的电势，U ab为正．故选B.10．答案：B答案解析：线框右半部分进入左边磁场过程，在0～L2过程中，有效切割长度在随位移均匀增大，线圈在L2位置有效切割长度达到最大L，电动势达到最大值为E0，在L2～L过程中，左半部分也进入左边磁场，有效切割长度随位移均匀减小，到L位置时有效切割长度减小到零，电动势减小到零；在L～3L2过程中，线框右半部分进入右方磁场，左半部分在左方磁场，两部分切割磁感线的有效切割长度都在增大，当到达3L2位置时，有效切割长度都达到最大值L，由楞次定律知两磁场中两部分感应电流(电动势)对线圈来说方向相同，都为逆时针方向，故总电动势为3E0，故A错误，B正确；设线圈有效切割长度为l，本题中也是各阶段计算安培力的等效长度，线圈受到的安培力大小F安＝BIl＝B2l2vR由于等效长度l在随位移变化，成线性关系，所以安培力与位移不成线性关系，故C、D错误．故选B.11．答案：CD答案解析：进入磁场前线框做自由落体运动，ab边进入磁场时，如果安培力大于重力，线框减速运动，安培力减小，合力减小，加速度减小，有可能在cd边进入磁场前安培力减到和重力平衡，线框做匀速运动；在cd边进入磁场后，安培力消失，线框做匀加速运动，A、B错误；进入磁场前线框做自由落体运动，ab边进入磁场时，如果安培力小于重力，线框做加速运动，但加速度减小，在cd边进入磁场后，安培力消失，线框做匀加速运动，C 正确；进入磁场前线框做自由落体运动，ab边进入磁场时，如果安培力大小等于重力，线框做匀速运动，在cd边进入磁场后，安培力消失，线框做匀加速运动，D正确．。

高考物理一轮复习题：电磁感应、交变电流、传感器含答案

2022届高考物理：电磁感应、交变电流、传感器一轮复习题含答案一、选择题。

1、图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是()2、电阻R、电容C与一个线圈连成闭合回路，条形磁铁静止在线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（）A．从a到b，上极板带正电B．从a到b，下极板带正电C．从b到a，上极板带正电D．从b到a，下极板带正电3、（双选）根据法拉第电磁感应定律的数学表达式，电动势的单位V可以表示为（）A．T／s B．Wb／s C．T·m2／s D．Wb·m2／s4、(双选)如图所示，理想变压器原线圈接电压为220 V的正弦交流电，开关S 接1时，原、副线圈的匝数比为11:1，滑动变阻器接入电路的阻值为10 Ω，电压表和电流表均为理想电表．下列说法正确的有()A．变压器输入功率与输出功率之比为1:1B．1 min内滑动变阻器上产生的热量为40 JC．仅将S从1拨到2，电流表示数减小D．仅将滑动变阻器的滑片向下滑动，两电表示数均减小5、变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。

街头见到的变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，则()A．副线圈的导线应当粗些，且副线圈的匝数少B．副线圈的导线应当粗些，且副线圈的匝数多C．原线圈的导线应当粗些，且原线圈的匝数少D．原线圈的导线应当粗些，且原线圈的匝数多6、(双选)如图所示，某电路上接有保险丝、交流电压表、“220 V900 W”的电饭锅及“220 V200 W”的抽油烟机。

现接入u=311sin 100πt(V)的交流电，下列说法正确的是()A.交流电压表的示数为311 VB.1 s内流过保险丝的电流方向改变100次C.电饭锅的热功率是抽油烟机热功率的4.5倍D.为保证电路正常工作，保险丝的额定电流不能小于5 A7、(双选)海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电．在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图甲所示．浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值R＝15 Ω的灯泡相连．浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中斜线阴影部分)，如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计；匝数N＝200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度B＝0．2 T，线圈直径D＝0．4 m，电阻r＝1 Ω．取重力加速度g＝10 m/s2，π2≈10．若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v＝0．4πsin (πt) m/s．则下列说法正确的是()A．波浪发电产生电动势e的瞬时表达式为e＝16sin (πt)V B．灯泡中电流i的瞬时表达式为i＝4sin (πt)AC．灯泡的电功率为120 WD．灯泡两端电压的有效值为1522V8、(多选)如图所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′方向观察，线圈沿顺时针方向转动。

电磁感应中的电路问题和图像问题(解析版)—2025年高考物理一轮复习考点通关卷(新高考通用)

电磁感应中的电路问题和图像问题建议用时：75分钟电磁感应中的电路问题和图像问题1．（2024·北京海淀·三模）如图所示，先后用一垂直于cd 边的恒定外力以速度1v 和2v 匀速把一正方形导线框拉出有界的匀强磁场区域，212v v =，拉出过程中ab 边始终平行于磁场边界。

先后两次把导线框拉出磁场情况下，下列结论正确的是（）A ．感应电流之比12:2:1I I =B ．外力大小之比12:1:2F F =C ．拉力的功率之比12:1:2P P =D ．拉力的冲量大小之比F1F2:1:2I I =【答案】B【详解】A ．根据：E BLv I R R==可得感应电流之比：12:1:2I I =故A 错误；B ．根据：22B L vF F BIL R ===安可得外力大小之比：12:1:2F F =故B 正确；C ．根据：222B L v P Fv R ==可得拉力的功率之比：12:1:4P P =故C 错误；D ．根据：I Ft =又：Lt v=联立，解得：23B L I R=可得拉力的冲量大小之比：F1F2:1:1I I =故D 错误。

故选B 。

2．（2024·四川巴中·一模）如图所示，平行金属导轨水平放置，导轨左端连接一阻值为R 的电阻，导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B ，已知长度为l 导体棒MN 倾斜放置于导轨上，与导轨成θ角，导体棒电阻为r ，保持导体棒以速度v 沿平行于导轨方向匀速向右运动，导轨电阻不计，下列说法正确的是（）A ．导体棒中感应电流的方向为N 到MB ．MN 两端的电势差大小为RBlv R r+C ．导体棒所受的安培力大小为22sin B l v R r q+D ．电阻R 的发热功率为2222sin ()RB l v R r q +【答案】C【详解】A ．导体棒沿导轨向右匀速运动时，由右手定则可知，导体棒中感应电流的方向为N 到M ，故A 错误；B ．导体棒切割产生的感应电动势大小为：sin E Blv q =故导体棒两端的电势差大小为：sin E Blv U IR R R R r R rq ===++故B 错误；C ．导体棒所受的安培力大小为：22sin E B l v F BIl Bl R r R r q===++故C 正确；D ．电阻R 的发热功率为：2222222sin ()()E B l v P I R R R R r R r q ===++故D 错误。

2022届高考物理一轮复习经典题汇编25电磁感应电路含解析

高考物理一轮复习经典题汇编：电磁感应（电路）一．选择题（共5小题）1．如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t 的变化关系如图乙所示，在0﹣时间内，直导线中电流向上，则在0﹣T时间内（）A．线框中感应电流方向先为顺时针后为逆时针B．线框中感应电流方向一直为顺时针C．线框受安培力的合力方向先向右后向左D．线框受安培力的合力方向一直向左2．如图所示，两相同灯泡A1、A2，A1与一理想二极管D连接，线圈L的直流电阻不计。

下列说法正确的是（）A．闭合开关S后，A1会逐渐变亮B．闭合开关S稳定后，A1、A2亮度相同C．断开S的瞬间，A1会逐渐熄灭D．断开S的瞬间，a点的电势比b点低3．如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其电阻忽略不计．下列说法正确的是（）A．S闭合瞬间，A先亮B．S闭合瞬间，A、B同时亮C．S断开瞬间，B逐渐熄灭D．S断开瞬间，A闪亮一下，然后逐渐熄灭4．两金属棒和三根电阻丝如图连接，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三根电阻丝的电阻大小之比R1：R2：R3=3：2：1，金属棒电阻不计．当S1、S2闭合，S3断开时，闭合的回路中感应电流为I，当S2、S3闭合，S1断开时，闭合的回路中感应电流为5I，当S1、S3闭合，S2断开时，闭合的回路中感应电流是（）A．0 B．3I C．5I D．7I5．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，Oa之间连一电阻R，导体框架与导体棒的电阻均不计，若要使OC能以角速度ω逆时针匀速转动，则（）A．通过电阻R的电流方向由a经R到OB．导体棒O端电势低于C端的电势C．外力做功的功率为D．回路中的感应电流大小为二．多选题（共5小题）6．如图所示，理想变压器的一个线圈接电流计G，另一个线圈接导轨，金属棒ab可沿导轨左右滑动，B为匀强磁场，导轨的电阻不计，在下列情况下，有电流向上通过电流计G的是（）A．ab向右加速运动时B．ab向左减速运动时C．ab向左加速运动时D．ab向右减速运动时7．如图所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ad且相互绝缘。

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选择题专练卷(七)电磁感应电路一、单项选择题1．矩形闭合线圈放置在水平薄板上，薄板下有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等(其间距略大于矩形线圈的宽度)，如图1所示，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向是()图1A．摩擦力方向一直向左B．摩擦力方向先向左、后向右C．感应电流的方向一直不变D．感应电流的方向顺时针→逆时针，共经历四次这样的变化2．如图2所示，铝质的圆筒形管竖直立在水平桌面上，一条形磁铁从铝管的正上方由静止开始下落，然后从管内下落到水平桌面上。

已知磁铁下落过程中不与管壁接触，不计空气阻力，下列判断正确的是()图2A．磁铁在整个下落过程中机械能守恒B．磁铁在整个下落过程中动能的增加量小于重力势能的减少量C．磁铁在整个下落过程中做自由落体运动D．磁铁在整个下落过程中，铝管对桌面的压力小于铝管的重力3．如图3所示，一块绝缘薄圆盘可绕其中心的光滑轴自由转动，圆盘的四周固定着一圈带电的金属小球，在圆盘的中部有一个圆形线圈。

实验时圆盘沿顺时针方向绕中心转动时，发现线圈中产生逆时针方向(由上向下看)的电流，则下列关于可能出现的现象的描述正确的是()图3A．圆盘上金属小球带负电，且转速减小B．圆盘上金属小球带负电，且转速增加C．圆盘上金属小球带正电，且转速不变D．圆盘上金属小球带正电，且转速减小4．如图4所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的闭合铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动。

为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带平面向上，线圈进入磁场前等距离排列，穿过磁场后根据线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈。

通过观察图4，下列说法正确的是()图4A．从图中可以看出，第2个线圈是不闭合线圈B．从图中可以看出，第3个线圈是不闭合线圈C．若线圈闭合，进入磁场时线圈相对传送带向前运动D．若线圈不闭合，进入磁场时线圈相对传送带向后运动5．如图5甲所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好。

在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻不计。

现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架。

图乙为一段时间内金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系，则图6中可以表示外力F随时间t变化关系的图像是()图5图66．某同学用如图7所示电路测量一电阻丝的电阻R x。

他先闭合S1、断开S2，调节R1和R2，使电流表和电压表的读数合理，记下两电表的示数I1和U1；再保持R2不变，闭合S2，记下两电表的示数I2和U2，则()图7A ．R x ＝U 1－U 2I 2－I 1B ．R x ＝U 1U 2I 2U 1－I 1U 2C ．被测电阻值大于真实值D ．被测电阻值小于真实值 7．如图8所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计。

匀强磁场与导轨所在平面垂直。

阻值为R 的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好。

t ＝0时，将开关S 由1掷到2。

若分别用U 、F 、q 和v 表示电容器两端的电压、导体棒所受的安培力、通过导体棒的电荷量和导体棒的速度。

则下列图像表示这些物理量随时间变化的关系中可能正确的是( )图8图98．如图10所示的甲、乙、丙图中，MN 、PQ 是固定在同一水平面内足够长的平行金属导轨。

导体棒ab 垂直放在导轨上，导轨都处于垂直水平面向下的匀强磁场中。

导体棒和导轨间接触良好且摩擦不计，导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，甲图中的电容器C 原来不带电。

今给导体棒ab 一个向右的初速度v 0，在甲、乙、丙图中导体棒ab 在磁场中的最终运动状态是( )图10A ．甲、丙中，棒ab 最终将以相同速度做匀速运动；乙中ab 棒最终静止B．甲、丙中，棒ab最终将以不同速度做匀速运动；乙中ab棒最终静止C．甲、乙、丙中，棒ab最终均做匀速运动D．甲、乙、丙中，棒ab最终都静止二、多项选择题9．如图11所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是及现象分析正确的是()图11A．磁铁插向左环，横杆发生转动B．磁铁插向右环，横杆发生转动C．磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流D．磁铁插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流10．一电源和一滑动变阻器R连接成一闭合电路，电路的路端电压U随外电路电阻R 的变化规律如图12所示，图中U＝12 V为图线的渐近线，则()图12A．电源电动势E＝12 V、内阻为r＝2 ΩB．电源电动势E略小于12 V、内阻r略大于2 ΩC．改变R的电阻值(最大电阻值为22 Ω)的过程中，R消耗最大功率为18 WD．改变R的电阻值(最大电阻值为22 Ω)的过程中，内阻r消耗最大功率为18 W11．如图13所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。

线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω从中性面开始匀速转动，下列说法正确的是()图13A ．转过π6时，线框中的电流方向为abcdaB ．线框中感应电流的有效值为2BSω2RC ．从中性面开始转过π2的过程中，通过导线横截面的电荷量为BS RD ．线框转一周的过程中，产生的热量为2πωB 2S 2R12．如图14，矩形线圈面积为S ，匝数为N ，线圈电阻为r ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕OO ′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R ，在线圈由平行磁场的位置转过90°的过程中，下列说法正确的是( )图14A ．磁通量的变化量ΔΦ＝NBSB ．平均感应电动势E ＝2NBSω/πC ．电阻R 产生的焦耳热Q ＝(NBSω)22RD ．电阻R 产生的焦耳热Q ＝(NBS )2ωR π4(R ＋r )213．如图15所示，在平行于水平地面的有理想边界的匀强磁场上方，有三个大小相同的，且用相同的金属材料制成的正方形线框，线框平面与磁场方向垂直。

A 线框有一个缺口，B 、C 线框都闭合，但B 线框导线的横截面积比C 线框大。

现将三个线框从同一高度由静止开始同时释放，下列关于它们落地时间的说法正确的是( )图15A ．三个线框同时落地B ．三个线框中，A 线框最早落地C ．B 线框在C 线框之后落地D ．B 线框和C 线框在A 线框之后同时落地14．(2013·西北工业大学附属中学测试)如图16甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由M指向N，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t＝0时导线恰好静止，若磁感应强度B按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是()图16A．在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动B．在最初的一个周期内，导线一直向左运动C．在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小D．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小答案1．选A当磁铁匀速向右通过线圈时，N极靠近线圈，线圈的感应电流总要阻碍磁极的相对运动，给磁极向左的作用力，那么磁极给线圈向右的作用力，线圈静止不动，是因为受到了向左的摩擦力；当N极离开线圈，线圈的感应电流总要阻碍磁极的相对运动，给磁极向左的作用力，那么磁极给线圈向右的作用力，线圈静止不动，是因为受到了向左的摩擦力。

同理可知整个过程线圈所受的摩擦力一直向左，故A正确，B错误。

从上向下看，当磁铁N极向右靠近线圈时，线圈中向上的磁场增加，感应电流的磁场向下，所以感应电流是顺时针方向，当磁铁N极向右远离线圈时，线圈中向上的磁场减小，感应电流的磁场向上，所以感应电流是逆时针方向。

S极靠近线圈时，向下的磁场增加，感应电流的磁场向上，所以感应电流为逆时针方向。

S极远离线圈时，向下的磁场减少，感应电流的磁场向下，所以感应电流为顺时针方向。

故C、D错误。

2．选B磁铁从静止下落过程中，由于磁通量变化，导致铝管中出现感应电流，故磁铁受到安培力(阻力)，所以磁铁的机械能不守恒，故A错误；磁铁完全进入铝管后，感应电流消失，磁铁不再受安培力，故在磁铁的整个下落过程中，除了重力做功外，还有安培力做功，导致下落过程中减小的重力势能，部分用来增加动能，还有部分用来产生内能，故B正确C 错误；由作用力与反作用力关系可得磁铁对铝管的反作用力，使得铝管对桌面的压力大于其自身的重力，但磁铁完全进入铝管中的时候，铝管对桌面的压力等于铝管的重力，故D 错误。

3．选A 线圈中产生逆时针方向(由上向下看)的感应电流，由右手定则可知感应电流的磁场方向向上，由楞次定律可知可能是线圈中向上的磁场减弱或向下的磁场增强的结果，若圆盘上金属小球带负电，顺时针旋转产生逆时针方向的电流，磁场方向向上，转速减小时，向上的磁场减弱，A 正确B 错误；同理可知若圆盘上金属小球带正电，产生顺时针方向的电流，磁场方向向下，转速增加时，向下的磁场增强，C 、D 错误。

4．选B 若线圈闭合，进入磁场时，由于电磁感应现象，由楞次定律可判断线圈相对传送带向后滑动，若线圈不闭合，不会产生感应电流，线圈不受安培力，故线圈相对传送带不发生滑动，由题图知第3个线圈没有发生相对滑动，则第3个线圈为不合格线圈，故A 、C 、D 错误，B 正确。

5．选B 由感应电动势E ＝BL v ，电流I ＝E R 得到安培力f ＝BIL ＝B 2L 2v R，由题图乙可知f ∝t ，则v ∝t ，说明导体做匀加速运动，那么v ＝at ，根据牛顿第二定律，得F －f ＝ma ，即F＝f ＋ma ＝B 2L 2at R＋ma ，故选B 。

6．选B 先闭合S 1、断开S 2，应用欧姆定律可知此时电阻R 2与电压表内阻R V 并联，总电阻为R 0＝U 1I 1。

保持R 2不变，闭合S 2，R 2、电压表内阻R V 和R x 并联总电阻为R ＝U 2I 2，根据并联电路特点有1R ＝1R 0＋1R x ，解得R x ＝U 1U 2I 2U 1－I 1U 2，A 错，B 对；由实验原理可知被测电阻值等于真实值，C 、D 错。

7．选C 开关S 由1掷到2，电容器放电后会在电路中产生电流。

导体棒通有电流后会受到安培力的作用，会产生加速度而加速运动。

导体棒切割磁感线，速度增大，感应电动势增大，则电流减小，安培力减小，加速度减小。

因导轨光滑，所以在有电流通过棒的过程中，棒是一直加速运动(变加速)。

由于通过棒的电流是按指数递减的，那么棒受到的安培力也是按指数递减的，由牛顿第二定律知，它的加速度是按指数递减的。