2020年高考物理最新模拟试题汇编11 电磁感应

专题11 电磁感应

1．（2020·广东省东莞市高三检测）在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的等边三角形线框abc ，磁场方向垂直于线框平面，ac 两点间接一直流电源，电流方向如图所示．则（ ）

A ．导线ab 受到的安培力小于导线ac 受到的安培力

B ．导线abc 受到的安培力大于导线ac 受到的安培力

C ．线框受到安培力的合力为零

D ．线框受到安培力的合力方向垂直于ac 向上 【答案】A

【解析】导线ab 受到的安培力大小为1abc F BI L =，导线ac 受到的安培力a 2c F BI L =，由于ab 、bc 串联再与ac 并联，则有abc ac I I ＜，所以12F F <，故A 正确；导线abc 的有效长度为L ，故受到的安培力大小为：

abc F BI L =，导线ac 受到的安培力a 2c F BI L =，且abc ac I I ＜，则2F F <，故B 错误；根据左手定则，导

线abc 受安培力垂直于ac 向下，导线ac 受到的安培力也垂直于ac 向下，合力方向垂直于ac 向下，故CD 错误 ，故选A 。

2．（2020·广东省东莞市高三检测）如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R 。金属棒ab 与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下（方向不变），现使磁感应强度随时间均匀减小，ab 始终保持静止。下列说法正确的是（ ）

A ．ab 中的感应电流方向由b 到a

B ．电阻R 的热功率逐渐变小

C ．ab 所受的安培力逐渐减小

D ．ab 所受的静摩擦力保持不变 【答案】C

【解析】磁感应强度均匀减小，磁通量减小，根据楞次定律得，ab 中的感应电流方向由a 到b ，故A 错误；

由于磁感应强度均匀减小，根据法拉第电磁感应定律

BS

E n n

t t

∆Φ∆

==

∆∆

，可知，感应电动势恒定，则感应

电流不变，由公式2

P I R

=可知，电阻R的热功率不变，故B错误；根据安培力公式F=BIL知，电流I不变，B均匀减小，则安培力减小，故C正确；导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡，则f F

=。安培力减小，则静摩擦力减小，故D错误。故选C。

3．（2020·河北衡水中学高三五调）如图所示，电阻不计的两光滑平行导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距为1m，导轨中部有一个直径也为1m的圆形匀强磁场区域，与两导轨相切于M、N两点，磁感应强度大小为1T、方向竖直向下，长度略大于1m的金属棒垂直导轨水平放置在磁场区域中，并与区域圆直径MN重合。金属棒的有效电阻为0.5Ω，一劲度系数为3N/m的水平轻质弹簧一端与金属棒中心相连，另一端固定在墙壁上，此时弹簧恰好处于原长．两导轨通过一阻值为1Ω的电阻与一电动势为4V、内阻为0.5Ω的电源相连，导轨电阻不计。若开关S闭合一段时间后，金属棒停在导轨上的位置，下列说法正确的是（）

A．金属棒停止的位置在MN的右侧

B．停止时，金属棒中的电流为4A

C．停止时，金属棒到MN的距离为0.4m

D．停止时，举报受到的安培力大小为2N

【答案】AC

【解析】由金属棒中电流方向从M到N可知，金属棒所受的安培力向右，则金属棒停止的位置在MN的右

侧，故A正确；停止时，金属棒中的电流I=

0r

E

R R

++

=2A，故B错误；设棒向右移动的距离为x，金属棒在磁场中的长度为2y，则kx=BI(2y)

x2+y2=

2 2 L ⎛⎫ ⎪⎝⎭

解得：x=0.4m、2y=0.6m，故C正确；金属棒受到的安培力F=BI(2y)=1.2N，故D错误。故选AC。4．（2020·湖北华中师大附中高三测试）如图（甲）所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距L=0.4m，导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连，导轨电阻不计．导轨x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场，

其方向与导轨平面垂直向下，磁感应强度B 随位置x 变化如图（乙）所示．一根质量m =0.2kg 、电阻r =0.1Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力F 作用下从x =0处以初速度v 0=2m/s 沿导轨向右变速运动，且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变．下列说法中正确的是（ ）

A ．金属棒向右做匀减速直线运动

B ．金属棒在x =1m 处的速度大小为0.5m/s

C ．金属棒从x =0运动到x =1m 过程中，外力F 所做的功为-0.175J

D ．金属棒从x =0运动到x =2m 过程中，流过金属棒的电量为2C 【答案】BCD

【解析】根据图象得B x -函数关系式0.50.5B x =+，金属棒向右运动切割磁感线产生感应电动势

E BLv =，感应电流E BLv

I R r R r

==++，安培力22BLv B L v F BIL B L R r R r ===++安，解得()22

2

2

2

0.410(0.50.5)04

(1)

F R r F F v B L

x x +=

=

=

+⨯+安安

安．，根据匀变速直线运动的速度位移公式22

02v v ax -=，如

果是匀变速直线运动，2v 与x 成线性关系，而由上式知，金属棒不可能做匀减速直线运动，故A 错误；根

据题意金属棒所受的安培力大小不变，0x =处与1x =处安培力大小相等，有22220011

B L v B L v R r R r =++，即

2

200122

10.520.5/1

B v v m s B ⨯===，故B 正确；金属棒在0x =处的安培力大小为222200050420.2N 0.4

B L v F R r ⨯⨯===+安．．，对金属棒金属棒从0x =运动到1x =m 过程中，根据动能定理有

221011 22F W F x mv mv -⋅=

-安，代入数据2211

0.210.2050.2222

F W -⨯=⨯⨯-⨯⨯．，解得 0.175J F W

=-，故C 正确；根据感应电量公式Bx

q L R r R r

∆Φ∆=

=++，0x =到2x m =过程中，B-x 图象包围的面积0.5 1.5222B x +∆⋅=⨯=，20.4

2C 0.4q R r ∆Φ⨯===+，，故D 正确。

5．（2020·长春市第六中学高三二模）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