2020-2022年高考物理真題分訓(xùn)練 12 電磁感應(yīng)（學(xué)生版）

專題12電磁感應(yīng)

【2022年高考題組】

1、（2022?湖南卷?T10）如圖，間距L=hn的U形金屬導(dǎo)軌，一端接有0.1。的定值電阻R,固定在高

力=0.8m的絕緣水平桌面上。質(zhì)量均為01kg的勻質(zhì)導(dǎo)體棒。和b靜止在導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良

好且始終與導(dǎo)軌垂直，接入電路的阻值均為0.1。，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為0.1（設(shè)最大靜摩擦力等于

滑動摩擦力），導(dǎo)體棒。距離導(dǎo)軌最右端1.74m。整個空間存在豎直向下的勻強磁場（圖中未畫出），磁感

應(yīng)強度大小為0.1T。用/=0.5N沿導(dǎo)軌水平向右的恒力拉導(dǎo)體棒小當(dāng)導(dǎo)體棒。運動到導(dǎo)軌最右端時，

導(dǎo)體棒b剛要滑動，撤去尸，導(dǎo)體棒〃離開導(dǎo)軌后落到水平地面上。重力加速度取10m/sz,不計空氣阻力,

不計其他電阻，下列說法正確的是（）

h

1

A.導(dǎo)體棒。離開導(dǎo)軌至落地過程中，水平位移為0.6m

B.導(dǎo)體棒。離開導(dǎo)軌至落地前，其感應(yīng)電動勢不變

C.導(dǎo)體棒。在導(dǎo)軌上運動的過程中，導(dǎo)體棒。有向右運動的趨勢

D.導(dǎo)體棒。在導(dǎo)軌上運動的過程中，通過電阻R的電荷量為0.58C

2、（2022?廣東卷?T1）如圖所示，水平地面（儂平面）下有一根平行于），軸且通有恒定電流/的長直導(dǎo)線。

P、M和N為地面上的三點，P點位于導(dǎo)線正上方，MN平行于），軸，尸N平行于x軸。一閉合的圓形金屬

線圈，圓心在P點，可沿不同方向以相同的速率做勻速直線運動，運動過程中線圈平面始終與地面平行。

下列說法正確的有（）

A.N點與M點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同

B.線圈沿尸N方向運動時，穿過線圈的磁通量不變

C.線圈從P點開始豎直向上運動時，線圈中無感應(yīng)電流

D.線圈從尸到M過程的感應(yīng)電動勢與從P到N過程的感應(yīng)電動勢相等

3、（2022?廣東卷?T4）圖是簡化的某種旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機原理圖。定子是僅匝數(shù)〃不同的兩線圈，4＞均，

二者軸線在同一平面內(nèi)且相互垂直，兩線圈到其軸線交點。的距離相等，且均連接阻值為R的電阻，轉(zhuǎn)子

是中心在O點的條形磁鐵，繞。點在該平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動時，兩線圈輸出正弦式交變電流。不計線圈電阻、

自感及兩線圈間的相互影響，下列說法正確的是（）

'(I

A.兩線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值相等B.兩線圈產(chǎn)生的交變電流頻率相等

C.兩線圈產(chǎn)生電動勢同時達(dá)到最大值1＞兩電阻消耗的電功率相等

4、（2022?山東卷?T12）如圖所示，X。），平面的第一、三象限內(nèi)以坐標(biāo)原點。為圓心、半徑為aL的扇形

區(qū)域充滿方向垂直紙面向外的勻強磁場。邊長為L的正方形金屬框繞其始終在。點的頂點、在X。），平面內(nèi)

以角逗度刃順時針勻速轉(zhuǎn)動，/=0時刻，金屬框開始進(jìn)入第?象限。不考慮自感影響，關(guān)于金屬框中感應(yīng)

電動勢E隨時間，變化規(guī)律的描述正確的是（）

A.在，=0到，=2的過程中，E一直增大

2（0

71

B.在，=0到/二二一的過程中，E先增大后減小

2co

7[

C.在，=0到1=——過程中，E的變化率一直增大

469

JT

D.在f=0到1=丁的過程中，E的變化率一直減小

4。

5、（2022?全國甲卷?T20）如圖，兩根相互平行的光滑長直金屬導(dǎo)軌固定在水平絕緣桌面上，在導(dǎo)軌的左端

接入電容為。的電容器和阻值為R的電阻。質(zhì)量為加、阻值也為R的導(dǎo)體棒靜止于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂

直，且接觸良好，導(dǎo)軌電阻忽略不計，整個系統(tǒng)處于方向豎直向下的勻強磁場中。開始時，電容器所帶的

電荷量為。，合上開關(guān)S后，（

XMXXXX

XXNXXXX

A.通過導(dǎo)體棒MN電流的最大值為名

B.導(dǎo)體棒MN向右先加速、后勻速運動

C.導(dǎo)體棒速度最大時所受的安培力也最大

D.電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱大于導(dǎo)體棒MN上產(chǎn)生的焦耳熱

6、（2022?全國甲卷?T16）三個用同樣的細(xì)導(dǎo)線做成的剛性閉合線框，正方形線框的邊長與圓線框的直徑相

等，圓線框的半徑與正六邊形線框的邊長相等，如圖所示。把它們放入磁感應(yīng)強度隨時間線性變化的同一

勻強磁場中，線框所在平面均與磁場方向垂直，正方形、圓形和正六邊形線框中感應(yīng)電流的大小分別為

/,>）和右。則（）

A<I<1C.h=h>/D./.

32B.A>/3>/

7、（2022?浙江1月卷?T13）如圖所示，將一通電螺線管豎直放置，螺線管內(nèi)部形成方向豎直向上、磁感應(yīng)

強度大小的勻強磁場，在內(nèi)部用絕緣輕繩懸掛一與螺線管共軸的金屬薄圓管，其電阻率為夕、高度為

限半徑為八厚度為d則（）

A.從上向下看:圓管中的感應(yīng)電流為逆時針方向

冗戶

B.圓管的感應(yīng)電動勢大小為k空L

h

7Tdhk2r3

C.圓管的熱功率大小為「;一

2P

D.輕繩對圓管的拉力隨時間減小

8.（2022?河北?T5）將一根絕緣硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線順次繞成如圖所示的線圈，其中大圓面積為5，小圓面積均為S2,

垂直線圈平面方向有一隨時間，變化的磁場，磁感應(yīng)強度大小8=綜+內(nèi)，綜和%均為常量，則線圈中總

的感應(yīng)電動勢大小為（）

B.5kS2C.%（S「5s2）D.Z（S+5s2）

9.（2022?河北?T8）如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎宜向下的勻強磁場中，一根導(dǎo)軌位于x軸上，另一根由必、

be、〃三段直導(dǎo)軌組成，其中從段與不軸平行，導(dǎo)軌左端接入一電阻R。導(dǎo)軌上一金屬棒MN沿x軸正

向以速度%保持勻速運動，f=0時刻通過坐標(biāo)原點。，金屬棒始終與X軸垂直。設(shè)運動過程中通過電阻的

電流強度為i，金屬棒受到安培力的大小為尸，金屬棒克服安培力做功的功率為電阻兩端的電壓為U,

導(dǎo)軌與金屬棒接觸良好，忽略導(dǎo)軌與金屬棒的電阻。下列圖像可能正確的是（）

10、(2022?湖北-T15)如圖所示，高度足夠的勻強磁場區(qū)域下邊界水平、左右邊界豎直，磁場方向垂直于紙面

向里。正方形單匝線框出?cd的邊長L=0.2m、回路電阻R=1.6x10-3。、質(zhì)量〃0.2kg。線框平面與磁場

方向垂直，線框的ad邊與磁場左邊界平齊，時邊與磁場下邊界的距離也為人現(xiàn)對線框施加與水平向右方

向成6:45。角、大小為4五N的恒力尸，使其在圖示豎直平面內(nèi)由靜止開始運動。從h邊進(jìn)入磁場開始，

在豎直方向線框做勻速運動；A邊進(jìn)入磁場時，兒邊恰好到達(dá)磁場右邊界。重力加速度大小取g=10m/s2,

求：

(1)必邊進(jìn)入磁場前，線框在水平方向知豎直方向的加速度大??；

(2)磁場的磁感應(yīng)強度大小和線框進(jìn)入磁場的整個過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱：

(3)磁場區(qū)域的水平寬度。

XXXxxx

xxxxxx

xxxxxx

xxxxxx

11、（2022?浙江1月卷?T21）如圖所示，水平固定一半徑片0.2m的金屬圓環(huán)，長均為r,電阻均為Ro的兩

金屬棒沿直徑放置，其中一端與圓環(huán)接觸良好，另一端固定在過圓心的導(dǎo)電豎直轉(zhuǎn)軸0。上，并隨軸以角速

度。=600rad/s勻速轉(zhuǎn)動，圓環(huán)內(nèi)左半圓均存在磁感應(yīng)強度大小為Bi的勻強磁場。圓環(huán)邊緣、與轉(zhuǎn)軸良好接

觸的電刷分別與間距八的水平放置的平行金屬軌道相連，軌道間接有電容C=0.09F的電容器，通過單刀雙

擲開關(guān)S可分別與接線柱1、2相連。電容器左側(cè)寬度也為人長度為/2、磁感應(yīng)強度大小為&的勻強磁場

區(qū)域。在磁場區(qū)域內(nèi)靠近左側(cè)邊緣處垂直軌道放置金屬棒時，磁場區(qū)域外有間距也為人的絕緣軌道與金屬

軌道平滑連接，在絕緣軌道的水平段上放置形金屬框膽de。棒時長度和“[”形框的寬度也均為人質(zhì)

量均為m=O01kg,de與長度均為/3=0.08m,已知/】=0.25m,/2=0.068m,BI=B2=1T.方向均為豎直向上；

棒時和“[”形框的cd邊的電阻均為R=0.1C,除己給電阻外其他電阻不計，軌道均光滑，棒而與軌道接

觸良好且運動過程中始終與軌道垂直。開始時開關(guān)S和接線柱1接通，待電容器充電完畢后，將S從1撥到

2,電容器放電，棒外被彈出磁場后與形框粘在一起形成閉合框岫cd,此時將S與2斷開，已知框必〃

在傾斜軌道上重心上升0.2m后返回進(jìn)入磁場。

（1）求電容器充電完畢后所帶的電荷量。，哪個極板（M或M）帶正電？

（2）求電容器釋放的電荷最A(yù)。；

（3）求框出心/進(jìn)入磁場后，"邊與磁場區(qū)域左邊界的最大距離X。

12、（2022?浙江6月?T21）絕緣并固定，線圈帶動動子，可在水平導(dǎo)軌上無摩擦滑動。線圈位于導(dǎo)軌間的輻

向磁場中，其所在處的磁感應(yīng)強度大小均為瓦開關(guān)S與1接通，恒流源與線圈連接，動子從靜止開始推動

飛機加速，飛機達(dá)到起飛速度時與動子脫離；此時S擲向2接通定值電阻R),同時施加回撤力F,在尸和

磁場力作用下，動子恰好返回初始位置停下,若動子從靜I卜開始至返回過程的修圖如圖2所示.在。至力

時間內(nèi)尸=(800—10u)N,小時撤去尸。已知起飛速度vi=80m/s,ri=1.5s,線圈匝數(shù)〃=100匝，每匝周長/=lm,

飛機的質(zhì)量M=10kg,動子和線圈的總質(zhì)量加=5kg,Ro=9.5C,B=0.1T,不計空氣阻力和飛機起飛對動子運

動速度的影響，求

(1)恒流源的電流/;

(2)線圈電阻R；

(3)時刻辦。

13、(2022?全國乙卷?T24)如圖，一不可伸長的細(xì)繩的上端固定，下端系在邊長為/=0.40m的正方形金屬

框的一個頂點上。金屬框的一條對角線水平，其下方有方向垂直于金屬框所在平面的勻強磁場。已知構(gòu)成

金屬框的導(dǎo)線單位長度的阻值為4=5.0x10-3。/皿：在/=0到f=3.0s時間內(nèi)，磁感應(yīng)強度大小隨時間，

的變化關(guān)系為B(f)=0.3—0.1/(SI)。求：

(1)，=2.0s時金屬框所受安培力的大??；

(2)在1=0到/=2.0s時間內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】⑴0.04應(yīng)N；⑵0.016J

【解析】

(1)金屬框的總電阻為

/e=4//l=4xO.4x5xlO_3Q=0.008Q

金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

ABx-1

--------1=0.1X-!-X0.42V=0.008V

△i△z2

金屬框中的電流為

/=I=1A

z=2.0s時磁感應(yīng)強度

B,=(0.3-0.1x2)T=0.1T

金屬框處于磁場中的有效長度為

L=42l

此時金屬框所受安培力大小為

^=B2/L=O.lxlx>/2x0.4N=0.04>/2N

（2）0:2.0s內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱為

Q=I1Rt=i2x0.008x2J=0.016J

[2021年高考題組】

1.（2021?山東卷汝口圖所示，電阻不計的光滑U形金屬導(dǎo)軌固定在絕緣斜面上。區(qū)域I、II中磁場方向均垂

直斜面向上，I區(qū)中磁感應(yīng)強度隨時間均勻增加，II區(qū)中為勻強磁場。阻值恒定的金屬棒從無磁場區(qū)域中。

處由靜止釋放，進(jìn)入n區(qū)后，經(jīng)b下行至。處反向上行。運動過程中金屬棒始終垂直導(dǎo)軌且接觸良好。在第

一次下行和上行的過程中，以下敘述正確的是（）

A.金屬棒下行過人時的速度大于上行過〃時的速度

B.金屬棒下行過。時的加速度大于上行過b時的加速度

C.金屬棒不能回到無磁場區(qū)

D.金屬棒能回到無磁場區(qū).但不能問到〃處

2（2021?山東卷）迷你系繩衛(wèi)星在地球赤道正上方的電離層中，沿圓形軌道繞地飛行。系繩衛(wèi)星由兩子衛(wèi)星組

成，它們之間的導(dǎo)體繩沿地球半徑方向，如圖所示。在電池和感應(yīng)電動勢的共同作用下，導(dǎo)體繩中形成指

向地心的電流，等效總電阻為人導(dǎo)體繩所受的安培力克服大小為/的環(huán)境阻力，可使衛(wèi)星保持在原軌道上。

已知衛(wèi)生離地平均高度為“，導(dǎo)體繩長為地球半徑為R,質(zhì)量為軌道處磁感應(yīng)強度大小

為以方向垂直于赤道平面。忽略地球自轉(zhuǎn)的影響。據(jù)此可得，電池電動勢為（）

赤道平面

GM

A.BL

R+H

,保喏

3.（2021?全國卷甲卷）由相同材料的導(dǎo)線繞成邊長相同的甲、乙兩個正方形閉合線圈，兩線圈的質(zhì)量相等，但

所用導(dǎo)線的橫截面積不同，甲線圈的匝數(shù)是乙的2倍?，F(xiàn)兩線圈在豎直平面內(nèi)從同一高度同時由靜止開始

下落，一段時間后進(jìn)入一方向垂直于紙面的勻強磁場區(qū)域，磁場的上邊界水平，如圖所示。不計空氣阻力，

已知下落過程中線圈始終平行于紙面，上、下邊保持水平。在線圈下邊進(jìn)入磁場后且上邊進(jìn)入磁場前，可

能出現(xiàn)的是（）

甲□□乙

XXXXX

XXXXX

XXXXX

A.甲和乙都加速運動

B.甲和乙都減速運動

C.甲加速運動，乙減速運動

D.甲減速運動，乙加速運動

4.（2021?湖南卷）兩個完全相同的正方形勻質(zhì)金屬框，邊長為L，通過長為L的絕緣輕質(zhì)桿相連，構(gòu)成如圖

所示的組合體。距離組合體下底邊”處有一方向水平、垂直紙面向里的勻強磁場。磁場區(qū)域上下邊界水平,

高度為L，左右寬度足夠大。把該組合體在垂直磁場的平面內(nèi)以初速度%水平無旋轉(zhuǎn)拋出，設(shè)置合適的磁

感應(yīng)強度大小8使其勻速通過磁場，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）

A.8與%無關(guān)，與病成反比

B.通過磁場的過程中，金屬框中電流的大小和方向保持不變

C.通過磁場的過程中，組合體克服安培力做功的功率與重力做功的功率相等

D.調(diào)節(jié)，、%和》，只要組合體仍能勻速通過磁場，則其通過磁場的過程中產(chǎn)生的熱量不變

5.（2021?廣東卷）如圖所示，水平放置足夠長光滑金屬導(dǎo)軌加和de,而與de平行,be?是以。為圓心的圓

弧導(dǎo)軌，圓弧從左側(cè)和扇形內(nèi)有方向如圖的勻強磁場，金屬桿O尸的。端與e點用導(dǎo)線相接，P端與

圓弧歷接觸良好，初始時，可滑動的金屬桿靜止在平行導(dǎo)軌上，若桿OP繞。點在勻強磁場區(qū)內(nèi)從〃

到c勻速轉(zhuǎn)動時，回路中始終有電流，則此過程中，下列說法正確的有（）

A.桿OP產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定

B.桿。尸受到的安培力不變

C.桿MN做勻加速直線運動

D.桿MV中的電流逐漸減小

【答案】AD

【解析】A.0P轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

E=-Br2co

2

因為。夕勻速轉(zhuǎn)動，所以桿。。產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定，故A正確；

BCD.桿OP勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的感應(yīng)電流由M到N通過MN棒，由左手定則可知，MN棒會

向左運動，MN棒運動會切割磁感線，產(chǎn)生電動勢與原來電流方向相反，讓回路電流減小，MN棒所受合力

為安培力，電流減小，安培力會減小，加速度減小，故D正確，BC錯誤。

故選ADo

6.（2021?河北卷）如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為8,導(dǎo)軌間距最

窄處為一狹縫，取狹縫所在處。點為坐標(biāo)原點，狹縫右側(cè)兩導(dǎo)軌與1軸夾角均為。，一電容為。的電容器

與導(dǎo)軌左端相連，導(dǎo)軌上的金屬棒與x軸垂直，在外力尸作用下從O點開始以速度y向右勻速運動，忽略

所有電阻，下列說法正確的是（）

A.通過金屬棒的電流為23cdtan。

B.金屬棒到達(dá)與時，電容器極板上的電荷量為tan。

C.金屬棒運動過程中，甩容器的上極板帶負(fù)電

D.金屬棒運動過程中，外力尸做功的功絲恒定

[2020年高考題組】

1.（2020?新課標(biāo)II卷）管道高頻焊機可以對由鋼板卷成的圓管的接縫實施焊接。焊機的原理如圖所示，圓管

通過一個接有高頻交流電源的線圈，線圈所產(chǎn)生的交變磁場使圓管中產(chǎn)生交變電流，電流產(chǎn)生的熱量使接

縫處的材料熔化將其焊接。焊接過程中所利用的電磁學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)者為

A.庫侖B.霍爾C.洛倫茲D.法拉第

2.（2020.新課標(biāo)IH卷）如圖，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一金屬圓環(huán)。圓環(huán)初

始時靜止。將圖中開關(guān)s由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，電路接通的瞬間，可觀察到

A.撥至M端或N端，圓環(huán)都向左運動

B.撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運動

C.撥至加端時圓環(huán)向左運動，撥至N端時向右運動

D.撥至M端時圓環(huán)向右運動，撥至N端時向左運動

3.（2020?江蘇卷）如圖所示，兩勻強磁場的磁感應(yīng)強度用和與大小相等、方向相反。金屬圓環(huán)的直徑與兩

磁場的邊界重合。下列變化會在環(huán)中產(chǎn)生順時針方向感應(yīng)電流的是（）

A.同時增大片減小為

B.同時減小媯增大且

C.同時以相同的變化率增大片和生

D.同時以相同的變化率減小與和々

4.（2020?浙江選考7月）如圖所示，固定在水平面上的半徑為r的金屬圓環(huán)內(nèi)存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強

度大小為8的勻強磁場。長為/的金屬棒，一端與圓環(huán)接觸良好，另一端固定在豎直導(dǎo)電轉(zhuǎn)軸OO'上，隨

軸以角速度。勻速轉(zhuǎn)動。在圓環(huán)的A點和電刷間接有阻值為R的電阻和電容為C、板間距為"的平行板電

容器，有一帶電微粒在電容器極板間處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知重力加速度為g,不計其它電阻和摩擦，下列說法

B微粒的電荷量與質(zhì)量之比為羲

C.電阻消耗的電功率為也上