2021届高考一轮(人教)物理：电磁感应

2021届一轮高考物理：电磁感应习题（含）答案一轮专题：电磁感应一、选择题1、(多选)如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出。

已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h，下列说法正确的是()A．线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生B．线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生C．线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转化成电能D．整个线框都在磁场中运动时，机械能转化成电能2、1831年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲)．它是利用电磁感应原理制成的，是人类历史上第一台发电机．图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触．使铜盘转动，电阻R中就有电流通过．若所加磁场为匀强磁场，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，CRD平面与铜盘平面垂直，下列说法正确的是()A．电阻R中没有电流流过B．铜片C的电势高于铜片D的电势C．保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则铜盘中有电流产生D．保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则CRD回路中有电流产生3、(多选)置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连。

套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示。

导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。

下列说法正确的是()A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动B．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动D．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向左运动4、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W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0．9 s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2，则()A．W1<W2，q1<q2B．W1<W2，q1＝q2C．W1>W2，q1＝q2D．W1>W2，q1>q25、(多选)如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。

规范演练45 电磁感应的综合问题[抓基础]1．如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd 构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd 所围区域内磁场的磁感应强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力( )A B C D答案：A2.(多选)如图所示，MN 、PQ 为两平行金属导轨，M 、P 间连接一阻值为R 的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为B ，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场方向垂直纸面向里，有一金属圆环沿两导轨滑动、速度为v ，与导轨接触良好，圆环的直径d 与两导轨间的距离相等，设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时( )A ．有感应电流通过电阻R ，大小为dBvRB ．没有感应电流通过电阻RC ．没有感应电流流过金属圆环，因为穿过圆环的磁通量不变D ．有感应电流流过金属圆环，且左、右两部分流过的电流相同 答案：AD3．如图所示，一个边长为L 、电阻均匀分布的正方形线框abcd ，在外力作用下，以速度v 匀速穿过宽度均为L 的两个匀强磁场．这两个磁场的磁感应强度大小均为B ，方向相反．线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直．取逆时针方向为电流正方向．若从图示位置开始，线框中产生的感应电流i 、导体ba 段电压U ba 分别与运动位移x 之间的函数图象正确的是( )A BC D答案：D4．(多选)(2019·广东韶关二模)如图所示，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中．一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦．在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中( )A．PQ中电流先增大后减小B．PQ两端电压先减小后增大C．PQ上拉力的功率先减小后增大D．线框消耗的电功率先减小后增大答案：CD5.(多选)边长为a的闭合金属正三角形轻质框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直于框架平面向里的匀强磁场中，现把框架匀速水平向右拉出磁场，如图所示，则下列图象与这一拉出过程相符合的是( )A BC D答案：BC6.如图所示，有一个矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一个三角形闭合导线框，由位置1(左)沿纸面匀速到位置2(右)．取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t＝0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则图中能正确反映线框中电流与时间关系的是( )A BC D答案：A7.如图所示，在水平光滑的平行金属导轨左端接一定值电阻R，导体棒ab垂直导轨放置，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中．现给导体棒一向右的初速度，不考虑导体棒和导轨电阻，下列图线中，导体棒速度随时间的变化和通过电阻R的电荷量q随导体棒位移的变化描述正确的是( )A B C D解析：导体棒运动过程中受向左的安培力F＝B 2L 2vR ，安培力阻碍棒的运动，速度减小，由牛顿第二定律得棒的加速度大小a＝F m ＝B 2L 2vRm，则a 减小，v-t 图线斜率的绝对值减小，故B项正确，A 项错误．通过R 的电荷量q ＝I Δt ＝E R Δt ＝ΔΦΔt R ·Δt ＝ΔΦR ＝BLRx ，可知C 、D 项错误．答案：B8．(多选)光滑平行的金属导轨宽度为L ，与水平方向成θ角倾斜固定，导轨之间充满了垂直于导轨平面的区域足够大的匀强磁场，磁感应强度为B ，在导轨上垂直导轨放置着质量均为m ，电阻均为R 的金属棒a 、b ，二者都被垂直于导轨的挡板挡住保持静止，金属导轨电阻不计，现对b 棒施一垂直于棒且平行于导轨平面向上的牵引力F ，并在极短的时间内将牵引力的功率从零调为恒定的P .为了使a 棒沿导轨向上运动，P 的取值可能为(重力加速度为g )( )A.2m 2g 2R B 2L 2·sin 2θB.3m 2g 2R B 2L 2·sin 2θC.7m 2g 2R B 2L2·sin 2θ D.5m 2g 2R B 2L2·sin 2θ答案：CD[提素养]9.如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd ，ab 边长大于bc 边长，置于垂直纸面向里、边界为MN 的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN .第一次ab 边平行MN 进入磁场，线框上产生的热量为Q 1，通过线框导体横截面的电荷量为q 1；第二次bc 边平行MN 进入磁场，线框上产生的热量为Q 2，通过线框导体横截面的电荷量为q 2，则( )A．Q1>Q2，q1＝q2B．Q1>Q2，q1>q2C．Q1＝Q2，q1＝q2D．Q1＝Q2，q1>q2答案：A10.如图所示，在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场区域中，有一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框，现用外力使线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框的AB边始终与磁场右边界平行．已知AB＝BC＝l，线框导线的总电阻为R，则线框离开磁场的过程中( )A．线框A、B两点间的电压不变B．通过线框截面的电荷量为Bl2 2RC．线框所受外力的最大值为2B2l2v RD．线框的热功率与时间成正比答案：B11.如图所示，圆环a和b的半径之比为R1∶R2＝2∶1，且都是由粗细相同的同种材料的导体构成，连接两环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化，那么，当只有a环置于磁场中与只有b环置于磁场中两种情况下，A、B两点的电势差之比为( )A．1∶1 B．2∶1C．3∶1 D．4∶1答案：B12．(2019·广东四校联考)如图所示，在一磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距L＝0.1 m的平行金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R＝0.3 Ω的电阻．导轨上正交放置着金属棒ab，其电阻r＝0.2 Ω.当金属棒在水平拉力作用下以速度v＝4.0 m/s向左做匀速运动时( )A．ab棒所受安培力大小为0.02 NB ．N 、Q 间电压为0.2 VC ．a 端电势比b 端电势低D ．回路中感应电流大小为1 A解析：ab 棒产生的电动势E ＝BLv ＝0.2 V ，电流I ＝ER ＋r＝0.4 A ，ab 棒受的安培力F＝BIL ＝0.02 N ，A 正确，D 错误；N 、Q 之间的电压U ＝RR ＋rE ＝0.12 V ，B 错误；由右手定则得a 端电势较高，C 错误．答案：A13．(多选)如图甲所示，很长的粗糙的导轨MN 和PQ 水平平行放置，MP 之间有一定值电阻R ，金属棒ab 的电阻为r ，不计导轨电阻，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场里，t ＝0时刻，ab 棒从静止开始，在外力F 作用下沿导轨向右运动，金属棒ab 的电流随时间变化如图乙所示，则ab 棒加速度a 随时间t 变化的图象，R 上通过的电荷量q R 随时间t 变化的图象，正确的是( )图甲 图乙A B C D解析：设金属棒长L ，I ＝kt ，则由楞次定律可知I ＝BLv R ＋r ＝kt ，所以v ＝k （R ＋r ）BLt ，那么a ＝k （R ＋r ）BL为常数，故A 错误，B 正确；由电路原理可知，通过R 的电流等于通过金属棒ab 的电流，所以q R ＝12It ＝12kt 2，故C 错误，D 正确．答案：BD。

IΔt=Δq=
B2lL 1.5R
解得Δv= B22l2=L-0.25 m/s
1.5R 4m
滑出磁场区间Ⅱ过程，同样有
速度变化量为Δv=-0.25 m/s
出磁场区Ⅱ后“联动三杆”的速度为 v′=v+2Δv=1.0 m/s 产生的焦耳热Q=1 ×4m(v2-v′2)=0.25 J。
2
答案：(1)6 m/s (2)1.5 m/s (3)0.25 J
()
【解析】选A、C。由题意可知，两棒组成的系统动量守恒，由动量守恒定律
得mv0=2mv′，最终两棒共速，速度为
v0 ，此时电路中电流为0，故C正确，D
2
错误；由C知，I不是线性变化，又由I= Blv (R为每个棒的电阻)知，v不是线
2R
性变化，v1是逐渐减小到
v0 ，v2是逐渐增大到
2
v0 ，故A正确，B错误。
列车减速时，需在前方设置如图乙所示的一系列磁感应强度为B的匀强磁场区 域，磁场宽度和相邻磁场间距均大于l。若某时刻列车的速度为v0，此时ab、 cd均在无磁场区域，试讨论：要使列车停下来，前方至少需要多少块这样的 有界磁场？
【模型介绍】 (1)电磁感应问题往往涉及牛顿运动定律、动量守恒、能量守恒、电路的分析 和计算等许多方面的物理知识，试题常见的形式是导体棒切割磁感线(模型建 立)，产生感应电流，从而使导体棒受到安培力作用。 (2)导体棒运动的形式有匀速、匀变速和非匀变速3种，对前两种情况，容易 想到用牛顿运动定律求解，对后一种情况一般要用能量守恒和动量守恒定律 求解，但当安培力变化，且又涉及位移、速度、电荷量等问题时，用动量定 理求解往往能巧妙解决。
磁场时立即撤去牵引力，完全进入磁场时速度恰好为零。已知有界匀强磁场

2021届高考物理：电磁感应含答案一轮专题：电磁感应**一、选择题1、如图所示，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒。

ab和cd用导线连成一个闭合回路。

当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力。

则有()A．由此可知d点电势高于c点电势B．由此可知Ⅰ是S极C．由此可知Ⅰ是N极D．当ab棒向左运动时，ab导线受到向左的磁场力2、（双选）在倾角为θ足够长的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场，磁场方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为L，如图所示．一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框在t＝0时刻以速度v0进入磁场，恰好做匀速直线运动，若经过时间t0，线框ab边到达gg′与ff′中间位置时，线框又恰好做匀速运动，则下列说法正确的是()A．当ab边刚越过ff′时，线框加速度的大小为gsin θB．t0时刻线框匀速运动的速度为v0 4C．t0时间内线框中产生的焦耳热为32mgLsin θ＋1532m v2D．离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动3、多选)如图所示，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。

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，看到的现象及现象分析正确的是()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．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4、（双选）如图甲所示，静止在水平面上的等边三角形金属线框，匝数n＝20，总电阻R＝2．5 Ω，边长L＝0．3 m，处在两个半径均为r＝0．1 m的圆形匀强磁场中．线框顶点与右侧圆心重合，线框底边与左侧圆直径重合．磁感应强度B1垂直水平面向外，B2垂直水平面向里；B1、B2随时间t的变化图线如图乙所示．线框一直处于静止状态．计算过程中取π＝3，下列说法中正确的是()A．线框具有向左运动的趋势B．t＝0时刻穿过线框的磁通量为0．5 WbC．t＝0．4 s时刻线框中感应电动势为1．5 VD．0～0．6 s内通过线框截面电荷量为0．36 C5、如图所示，轻质弹簧一端固定在天花板上，另一端拴接条形磁铁，一个铜盘放在条形磁铁的正下方的绝缘水平桌面上，控制磁铁使弹簧处于原长，然后由静止释放磁铁，不计磁铁与弹簧之间的磁力作用，且磁铁运动过程中未与铜盘接触，下列说法中正确的是()A．磁铁所受弹力与重力等大反向时，磁铁的加速度为零B．磁铁下降过程中，俯视铜盘，铜盘中产生顺时针方向的涡旋电流C．磁铁从静止释放到第一次运动到最低点的过程中，磁铁减少的重力势能等于弹簧弹性势能D．磁铁从静止释放到最终静止的过程中，磁铁减少的重力势能大于铜盘产生的焦耳热6、如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长．从置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN．第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN 进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则()A．Q1>Q2q1＝q2B．Q1>Q2q1>q2C．Q1＝Q2q1＝q2D．Q1＝Q2q1>q27、(多选)如图所示，光滑的金属框CDEF水平放置，宽为L，在E、F间连接一阻值为R的定值电阻，在C、D间连接一滑动变阻器R1(0≤R1≤2R)。