2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)真題考點(diǎn)分類訓(xùn)練3 電磁感應(yīng)（解析版）

2022年一輪復(fù)習(xí)真題考點(diǎn)分類訓(xùn)練

專題3電磁感應(yīng)

1.（2021年高考全國甲卷第8題）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(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的上邊界水平，如圖所示。

不計(jì)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(yùn)動

B.甲和乙都減速運(yùn)動

C.甲加速運(yùn)動，乙減速運(yùn)動

D.甲減速運(yùn)動，乙加速運(yùn)動

【答案】AB

【解析】設(shè)線圈到磁場的高度為力，線圈的邊長為/,則線圈下邊剛進(jìn)入磁場時，有

感應(yīng)電動勢為

E=nBlv

兩線圈材料相等（設(shè)密度為「。），質(zhì)量相同（設(shè)為加），則

加=夕°x4川xS

設(shè)材料的電阻率為P，則線圈電阻

R_4nll6網(wǎng)之吶

K-P-Z~~------------

dm

感應(yīng)電流為

_EmBv

1=——=----------

R16nlppo

安培力為

mB2v

F=nBll=-------

\6pp0

由牛頓第二定律有

mg-F=ma

聯(lián)立解得

FB2V

a=g=gy

m'bp四

加速度和線圈的曲數(shù)、橫截血積尢關(guān)，則甲和乙進(jìn)入磁場時，具有相同的加速度。當(dāng)g>7^-時，甲和

16%。

乙都加速運(yùn)動，當(dāng)時，甲和乙都減速運(yùn)動，當(dāng)8=/，時都勻速。

16%16%

故選ABo

2.（新高考全國卷II?海南?第13題）如圖，足夠長的間距d=lm的平行光滑金屬導(dǎo)軌例MP。固定

在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間存在一個寬度L=1m的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.5T,方向如圖所示.一

根質(zhì)量2=O.lkg,阻值R=0.5C的金屬棒。以初速度%=4m/s從左端開始沿導(dǎo)軌滑動，穿過磁場區(qū)域

后，與另一根質(zhì)量限=0.2kg,阻值R=0.5C的原來靜置在導(dǎo)軌上的金屬棒b發(fā)生彈性碰撞，兩金屬棒

始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，則（）

N

右

Q

A.金屬棒。第一次穿過磁場時做勻減速直線運(yùn)動

B.金屬棒。第一次穿過磁場時回路中有逆時針方向的感應(yīng)電流

C.金屬棒〃第一次穿過磁場區(qū)域的過程中，金屬棒b上產(chǎn)生的焦耳熱為0.25J

D.金屬棒〃最終停在距磁場左邊界0.8m處

【答案】BD

【解析】A.金屬棒“第一次穿過磁場時受到安培力的作用,做減速運(yùn)動，由于速度減小，感應(yīng)電流減小,

安培力減小，加速度減小，故金屬棒。做加速度減小的減速直線運(yùn)動，故A錯誤：

B.根據(jù)右手定則可知，金屬棒。第一次穿過磁場時回路中有逆時針方向的感應(yīng)電流，故B正確：

C.電路中產(chǎn)生的平均電動勢為

AO_BLd

平均電流為

7=A

2R

金屬棒。受到的安培力為

F=BId

規(guī)定向右為正方向，對金屬棒〃，根據(jù)動量定理得

-Bld^t=mava-mavQ

解得對金屬棒第一次離開磁場時速度

va=1.5m/s

金屬棒。第一次穿過磁場區(qū)域的過程中，電路中產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒。機(jī)械能的減少量，即

聯(lián)立并帶入數(shù)據(jù)得

Q=0.6875J

由于兩棒電阻相同，兩棒產(chǎn)生的焦耳熱相同，則金屬棒6上產(chǎn)生的焦耳熱

a=y=0.34375J

故C錯誤；

D.規(guī)定向右為正方向，兩金屬棒碰撞過程根據(jù)動量守恒和機(jī)械能守恒得

=〃”；+%%

121,212

-fnaYa+/"

聯(lián)立并帶入數(shù)據(jù)解得金屬棒〃反彈的速度為

va=-0.5m/s

設(shè)金屬棒。最終停在距磁場左邊界x處，則從反彈進(jìn)入磁場到停下來的過程，電路中產(chǎn)生的平均電動勢為

-t^B（L-x）d

一右-—"

平均電流為

2R

金屬棒。受到的安培力為

F=畝4

規(guī)定向右為正方向，對金屬棒小根據(jù)動量定理得

—BId?4=0—mav'a

聯(lián)立并帶入數(shù)據(jù)解得

x=0.8m

故D正確。

故選BD。

3.（新高考全國卷I?江蘇?第3題）如圖所示，兩勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1和B2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B1減小B2,

B.同時減小B1增大B2

C.同時以相同的變化率增大B1和B2

D.同時以相同的變化率減小B1和B2

答案：B

4.（新高考全國卷II?河北?第7題）如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度

大小為8,導(dǎo)軌間距最窄處為一狹縫，取狹縫所在處O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，狹縫石側(cè)兩導(dǎo)軌與x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(diǎn)開始以速度v

向右勻速運(yùn)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tan0

B.金屬棒到達(dá)與時，電容器極板上的電荷量為BCV/tan。

C.金屬棒運(yùn)動過程中，電容器的上極板昔負(fù)電

D.金屬棒運(yùn)動過程中，外力F做功的功率恒定

【答案】A

【解析】C.根據(jù)楞次定律可知電容器的上極板應(yīng)帶正電，C錯誤:

A.由題知導(dǎo)體棒勻速切割磁感線，根據(jù)幾何關(guān)系切割長度為

L=2xtanO,x=vt

則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

E=

由題圖可知電容器直接與電源相連，則電容器的電荷量為

Q=CE=2BC\^ttanO

則流過導(dǎo)體棒的電流

/=—=25C^tan<9

Ar

A正確；

B.當(dāng)金屬棒到達(dá)用處時，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

則電容器的電荷量為

Q=CE'=2BCvxotanO

B錯誤；

D.由于導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動則

F=F咬=BIL

由選項(xiàng)A可知流過導(dǎo)體棒的電流/恒定，但L與f成正比，則/為變力，再根據(jù)力做功的功率公式

P=Fv

可看出產(chǎn)為變力，V不變則功率尸隨力F變化而變化：

D錯誤；

故選Ao

5.（新高考全國卷II?廣東?第10題（多選））如圖所示，水平放置足夠長光滑金屬導(dǎo)軌血和血，。力與

de平行，be是以。為圓心的圓弧導(dǎo)軌，圓弧能左側(cè)和扇形。兒?內(nèi)有方向如圖的勻強(qiáng)磁場，金屬桿。尸的

O端與e點(diǎn)用導(dǎo)線相接,P端與圓弧區(qū)接觸良好，初始時，可滑動的金屬桿MV靜止在平行導(dǎo)軌上，若桿OP

繞O點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場區(qū)內(nèi)從b到。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O尸受到的安培力不變

C.桿MN做勻加速直線運(yùn)動

D.桿中的電流逐漸減小

【答案】AD

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

E=-Brco

2

因?yàn)椤Ｊ瑒蛩俎D(zhuǎn)動，所以桿OP產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定，故A正確；

BCD.桿?！竸蛩俎D(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(yùn)動，MN棒運(yùn)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AD。

6.（新高考全國卷II?湖南?第10題（多選））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(qiáng)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(qiáng)度大小8使其勻速通過磁場，不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是

A.B與%無關(guān)，與J萬成反比

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5,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

【答案】CD

【解析】A.將組合體以初速度用水平無旋轉(zhuǎn)拋出后，組合體做平拋運(yùn)動，后進(jìn)入磁場做勻速運(yùn)動，由于水

平方向切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢相互低消，則有

B2IJVr——

mg=F女=-------,v=72gH

Ry

綜合有

mgR1

B=

1

則8與成正比，A錯誤;

B.當(dāng)金屬框剛進(jìn)入磁場時金屬框的磁通量增加，此時感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r針方向，當(dāng)金屬框剛出磁場時

金屬框的磁通量減少，此時感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r針方向，B錯誤;

C.由于組合體進(jìn)入磁場后做勻速運(yùn)動，由于水平方向的感應(yīng)電動勢相互低消，有

R

則組合體克服安培力做功的功率等于重力做功的功率，c正確;

D.無論調(diào)節(jié)哪個物理量，只要組合體仍能勻速通過磁場，都有

mg=F

則安培力做的功都為

W=尸安3L

則組合體通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱不變，D正確。

故選CD。

7.（新高考全國卷II?浙江?第22題）一種探測氣體放電過程的裝置如圖甲所示，充滿飆氣（Ne）的電

離室中有兩電極與長直導(dǎo)線連接，并通過兩水平長導(dǎo)線與高壓電源相連。在與長直導(dǎo)線垂直的平面內(nèi)，以

導(dǎo)線為對稱軸安裝一個用阻值9=10。的細(xì)導(dǎo)線繞制、匝數(shù)NuSxlO3的圓環(huán)形螺線管，細(xì)導(dǎo)線的始末兩

端c、"與阻值滅=90C的電阻連接。螺線管的橫截面是半徑a=L0xl（T2m的圓，其中心與長直導(dǎo)線的距

離/*=氣體被電離后在長直導(dǎo)線回路中產(chǎn)生順時針方向的電流/,其/-，圖像如圖乙所示。為便于

k[

計(jì)算，螺線管內(nèi)各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均可視為8=7,其中左=2xl（r7rm/A。

（1）求0~6.0X10-3S內(nèi)通過長直導(dǎo)線橫截面的電荷量Q；

（2）求3.0x10-3s時，通過螺線管某一匝線圈的磁通量①：

（3）若規(guī)定cfRfd為電流的正方向，在不考慮線圈自感的情況下，通過計(jì)算，畫出通過電阻R的0-/

圖像；

（4）若規(guī)定cfRfd為電流的正方向，考慮線圈自感，定性畫出通過電阻R的小一，圖像。

【答案】（1）2=0.5C：（2）①=6.28x10-89：（3）見解析；（4）見解析

【解析】（1）由電量和電流的關(guān)系4="可知/一/圖像卜.方的面積表示電荷量，因此有

0=/[AZ]+八△2+A43

代入數(shù)據(jù)解得

C-0.5C

（2）由磁通量的定義可得

①=BS=—x7ra2

代入數(shù)據(jù)可得

①=6.28x10-8Wb

（3）在0~L0xl（T3s時間內(nèi)電流均勻增加，有楞次定律可知感應(yīng)電流的方向CfR產(chǎn)生恒定的感

應(yīng)電動勢

「7△①NkTra2△/