专题25 电磁感应（二）-2021年高考物理冲刺阶段考点培优练（教师版含解析）

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1、20212021 年高考高三下学期开学考试物理试题汇编年高考高三下学期开学考试物理试题汇编 专题 26 电磁感应(二) 1 1、(2021(2021河北省宣化市一中高三下学期开学考试河北省宣化市一中高三下学期开学考试) )粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框原先整个置于有界 匀强磁场内，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框沿四个不同方向以相同 速率 v 匀速平移出磁场，如图所示，线框移出磁场的整个过程( ) A. 四种情况下 ab两端的电势差都相同 B. 图中流过线框的电量与 v的大小无关 C. 图中线框的电功率与 v的大小成正比 D. 图中磁场力对线框做功与 2 v成正比

2、 【答案】B 【解析】 A四种情况下产生的感应电动势都为EBLv 中 ab 端的电压为 33 44 UEBLv 中 ab 端电压为 11 44 UEBLv 中 ab 端的电压为 11 44 UEBLv 中 ab 端的电压为 11 44 UEBLv，故 A错误； B由电荷量的公式 EBS QI ttt RtRRR 与 v的大小无关，B正确； C电功率 222 2 ()BLvBLvB L PEIBLvv RRR 与 2 v成正比，C错误； D磁场力做功 22 BLvB L WFsBIL LBLv RR 所以 D错误。 2 2、(2021(2021河北省“五个一名校联盟”高三下学期第二次联考河北省“

3、五个一名校联盟”高三下学期第二次联考) )如图所示，两宽度均为 a 的水平匀强磁场， 磁感应强度的大小等，两磁场区域间距为 4a。一个边长为 a的正方形金属线框从磁场上方距离为 a处由静 止自由下落，匀速通过上方匀强磁场区域，之后又通过下方匀强磁场区域。已知下落过程中线框平面始终 在竖直平面内，不计空气阻力，下列说法正确的是( ) A. 线框通过上、下两个磁场的过程中产生的电能相等 B. 线框通过上、下两个磁场的过程中流过线框的电荷量不相等 C. 线框通过下方磁场的过程中加速度的最大值与重力加速度的大小相等 D. 线框通过上、下两个磁场的时间相等 【答案】C 【解析】 A线框匀速通过上方磁场，

4、加速一段距离后，将减速通过下方磁场，两次通过磁场时，克服安培力做功不 同，所以产生的电能不相等。A错误； B根据电流公式得 2 a B qIt RR 所以两次通过磁场流过的电荷量相等。B错误； C进入上方磁场时，速度为 1 2vga 受力分析有 2222 1 2 B a vB a mgBIaga RR 进入下方磁场时，其速度为 2 8vga 受力分析有 2222 2 8 B a vB a FBI amgmggamgmgma RR 解得 ag C正确； D因为线框减速通过下方磁场的过程，最小速度不小于通过上方磁场时的速度，所以通过下方磁场时的时 间较短。D错误。 故选 C。 3 3、(2021(

5、2021广东省丹阳市一中高三下学期开学考试广东省丹阳市一中高三下学期开学考试) )边长为1mL 的正方形金属线框 abcd平放在光滑的水 平桌面上，线框单位长度的电阻为1/mr ，ac 边的中点与一自然伸直的细线相连，细线的左端固定，细 线能承受的最大拉力为9NT 。有一竖直向下的匀强磁场穿过正方形的一半面积(图示为俯视图)，匀强磁 场的磁感应强度随时间按照Bkt(k为常量)均匀增大，在2st 时刻细线被拉断，则( ) A. 02s内线框中的感应电流始终为逆时针方向且均匀增大 B. k值大小为 6T/s C. 02s内金属框中产生的焦耳热为 4.5J D. 02s内流过金属线框的电量为 1C

6、【答案】BC 【解析】 A根据楞次定律可知，线框内的感应电流方向为逆时针方向，由于穿过线框的磁通量均匀增大，线框中产 生的感应电动势恒定，根据闭合电路欧姆定律可知线框中的感应电流的大小恒定，A 错误； B由题意知线框中的感应电动势为 2 2 kL E 感应电流大小为 E I R 4RLr TBIL Bkt 解得6T/sk ，B 正确； C在 02s时间内，金属框产生热量为 2 4.5JQI Rt C正确； D流过金属线框的电量为 1.5CqIt D 错误。 故选 BC。 4 4、(2021(2021广东省丹阳市一中高三下学期开学考试广东省丹阳市一中高三下学期开学考试) )如图所示，变压器原、副

7、线圈的匝数分别为 1 200n ， 2 100n ，原线圈与水平放置的间距1mL 的光滑金属导轨相连，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度大 小为1TB 的匀强磁场中，副线圈接阻值10R 的电阻，原线圈串联一阻值也为R的电阻，与导轨接触 良好且始终垂直导轨的阻值5r 、质量0.01kgm 的导体棒在外力F的作用下运动，其速度随时间变 化的关系式为11 2sin10 (m/s)vt，已知导轨电阻和变压器的能量损耗均不计，导轨足够长，导体棒运 动过程中不会与其他用电器相碰，电表均为理想电表，则( ) A. 电压表的示数为1V B. 电流表的示数为0.2A C. 变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为 2

8、Wb s 25 D. 在00.05s的时间内外力F做的功为1.32J 【答案】CD 【解析】 AB由速度随时间变化的关系式可得 m 11 2m sv ， 2 10rad s T ，0.2sT 故导体棒产生的感应电动势的最大值为 mm 11 2VEBLv 电源电动势为 msin 11 2sin10 (V)eBLvtt 电动势的有效值为 m 11V 2 E E 设原线圈的输入电压为 1 U，副线圈的输出电压为 2 U，原线圈的输入电流为 1 I，副线圈的输出电流为 2 I， 则对含有原线圈的回路由闭合电路欧姆定律有 11 ()EI rRU 由变压器的工作原理可知 11 22 Un Un 、 12

9、21 In In 对副线圈的回路，由欧姆定律有 22 UI R 由以上式子可解得 2 4VU ， 1 8VU ， 2 0.4AI ， 1 0.2AI 故电压表示数为 1 2VUI R 电流表示数为 2 0.4AI 所以 AB错误； C根据 m En t 可知原线圈中磁通量变化率的最大值为 1m 1 2 Wb s 25 U tn 其中 1m 8 2VU 由于变压器无能量损失，故是理想变压器，原线圈中的磁通量即为铁芯中的磁通量，所以 C正确； D在 0.05s 4 T t 时间内，电路产生焦耳热 22 12 ()0.11JQIRrtI Rt 根据能量守恒定律得 2 m 1 2 WQmv 外 故 2

10、 m 1 1.32J 2 WmvQ 外 所以 D正确。 故选 CD。 5 5、(2021(2021福建省罗源一中高三下学期开学考试福建省罗源一中高三下学期开学考试) )如图甲所示，平行金属导轨及所在平面与水平面成 37 夹 角，不计金属导轨电阻，平行导轨间距1mL ，定值电阻的阻值3R ，虚线 OO 右下方有垂直于导轨 平面向上的匀强磁场，将电阻1r 、质量0.1kgm 的金属棒 ab从 OO 上方某处垂直导轨由静止释放， 金属棒下滑过程中的 v-t图象如图乙所示。已知sin370.6，cos370.8，重力加速度 g取 2 10m/ s， 则下列说法正确的是( ) A. 金属棒下滑过程中受到

11、的摩擦力为 0.1N B. 匀强磁场的磁感应强度大小为 1T C. 金属棒在磁场中下滑 0.1s 过程中电阻 R的电流为 0.5A D. 金属棒在磁场中下滑 0.1s 过程中电阻 R产生的热量为 2 1 875J.10 【答案】AD 【解析】 A题图乙得 22 0.5 m/ s5m/ s 0.1 v a t 0.1s前，由牛顿第定律有 sinmgfma 代入数据得 0.1Nf A 正确； B0 1s后匀速运动，有 A sin0mgfF 而 22 A BLvB L v FBILBL RrRr 联立解得 2TB B错误； C金属棒在磁场中下滑 0.1s 过程中电阻 R的电流 2 1 0.5 A0.

12、25A 3 1 BLv I Rr C 错误； D电阻 R产生的热量 222 0.253 0.1J1.875 10 JQI Rt D 正确。 故选 AD。 6 6、(2021(2021安徽省六校教育研究会高三下学期安徽省六校教育研究会高三下学期 2 2 月开学联考月开学联考) )如图所示，两根足够长相互平行、间距 0.20md 的竖直导轨， 下端连接阻值0.50R的电阻。 一根阻值也为0.50、 质量 2 1.0 10 kgm 的 导体棒ab搁置在等高的挡条上。在竖直导轨间的区域仅有垂直纸面的匀强磁场0.50TB(图中未画出)。 撤去挡条，棒开始下滑，经0.25st 后下降了0.29mh 。假设

13、棒始终与导轨垂直，且与导轨接触良好，不 计一切摩擦阻力和导轨电阻，重力加速度取 2 10m/s。下列说法正确的是( ) A. 导体棒能获得的最大速度为20m/s B. 导体棒能获得的最大速度为10m/s C. 0.25st 时间内通过导体棒的电量为 2 5.8 10 C D. 0.25st 时间内导体棒产生的热量为 3 2.3 10 J 【答案】BD 【解析】 AB导体棒获得最大速度时，导体棒受力平衡，有 mgFBId 安 解得 1AI 又由 m EBdv 2 E I R 解得 m 10m/sv 故 A 错误，B正确； C在下落 0.29m的过程中有 E t 2 E I R qIt 可知 2 q R 有 0.2 0.29 0.5Wb0.029Wb 解得 2 2.9 10 Cq 故 C 错误； D由动量定理得 mgBId tmv 通过导体棒的电量为 2 Bdh qIt R 解得 22 2 B hd vgt Rm 则 ab 棒产生的热量为 2 11 22 Qmghmv 联立解得 3 2.3 10 JQ 故 D 正确。 故选 BD。