专题24 电磁感应（一）-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 25 电磁感应(一) 1 1、 (2021(2021 山东省实验中学西校区高三下学期 山东省实验中学西校区高三下学期 2 2 月测试月测试) )如图所示， xOy 平面位于光滑水平桌面上， 在 Ox2L 的区域内存在着匀强磁场， 磁场方向垂直于 xOy平面向下 由同种材料制成的粗细均匀的正六边形导线框， 放在该水平桌面上，AB 与 DE 边距离恰为 2L，现施加一水平向右的拉力 F拉着线框水平向右匀速运动，DE 边与 y 轴始终平行，从线框 DE边刚进入磁场开始计时，则线框中的感应电流 i(取逆时

2、针方向的电流为正) 随时间 t的函数图象和拉力 F 随时间 t的函数图象大致是 A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 当 DE 边在 0L 区域内时，导线框运动过程中有效切割长度越来越大，与时间成线性关系，初始就是 DE 边长度，所以电流与时间的关系可知 A 正确，B 错误；因为是匀速运动，拉力 F 与安培力等值反向，由 22 B L v F R 知，力与 L 成二次函数关系，因为当 DE 边在 02L 区域内时，导线框运动过程中有效切割长 度随时间先均匀增加后均匀减小，所以 F 随时间先增加得越来越快后减小得越来越慢，选 C 正确，D 错 误所以 AC 正确，BD 错误 2 2、(

3、2021(2021山东省聊城一中高三下学期开学模拟山东省聊城一中高三下学期开学模拟) )工厂生产流水线上通过水平绝缘传送带输送相同大小的铜 线圈，线圈在传送带上等距排列，且与传送带以相同的速度匀速运动。为了检测出不闭合的不合格线圈， 在垂直于传送带运动方向的条形区域内加上垂直于传送带平面的匀强磁场，通过观察穿过磁场区域后的铜 线圈间距，就能确认哪些线圈不合格，如图所示。下列说法正确的是( ) A. 根据传送带上铜线圈的分布可知，第 4 个线圈不合格 B. 根据传送带上铜线圈的分布可知，第 3 个线圈不合格 C. 第 6、7 线圈间距离等于第 7、8 线圈间距离 D. 若发现穿过磁场区域后的铜线

4、圈间距一直没有变化，可通过增大磁场的磁感应强度或提高传送带速度大 小来达到检测目的 【答案】BD 【解析】 铜线圈通过磁场区域时，由于穿过线圈的磁通量发生变化，线圈内会产生感应电流，有楞次定律可知，穿 入和穿出磁场区域时铜线圈都受到向左的安培力，铜线圈会相对传送带向左运动。每个线圈都相同，则他 们通过磁场区域后相对传送带运动的距离也相同， 他们之间的距离就保持不变。 若有不合格的线圈(不闭合)， 它通过磁场区域时就不会与传送带发生相对滑动，则此线圈与前面线圈距离近，与后面线圈距离远，从而 可以判断出不合格线圈。 AB由图可知，第 3 个线圈与 2 近，与 4远。3 是不合格线圈，B正确； C6

5、、7 线圈都通过了第一个磁场边界，与传送带产生了相对运动，而线圈 8 还没有进入磁场，没有和传送 带间产生相对滑动。因而 7、8两线圈的间距不同于 6、7两线圈间的间距，C错误； D如果线圈受到的安培力小于线圈与传送带间的最大静摩擦力，线圈和传送带间就不会发生相对滑动，线 圈间的距离就都不会变化，从而无法区分不合格线圈。由法拉第电磁感应定律，增大磁场的磁感应强度或 者提高传送带的速度，可以使线圈通过磁场区域时产生更大的感应电流，从而产生更大的安培力使线圈相 对传送带滑动，达到检测的目的，D正确。 故选 BD。 3 3、(2021(2021江苏省名校联盟高三下学期开学考试江苏省名校联盟高三下学期

6、开学考试) )如图甲所示，光滑平行金属导轨 MN、PQ所在平面与水平 面成 角，M、P 两端接一电阻 R，整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中t=0 时对金属棒施 加一平行于导轨的外力 F，使金属棒由静止开始沿导轨向上运动，金属棒电阻为 r，导轨电阻忽略不计已 知通过电阻 R 的感应电流 I随时间 t变化的关系如图乙所示下列关于棒运动速度 v、外力 F、流过 R 的电 量 q以及闭合回路中磁通量的变化率 t 随时间变化的图象正确的是( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 根据如图乙所示的 I-t图象可知 I=kt，其中 k 为比例系数，又 E=Blv， E I Rr ,所

7、以 k Rr vt Bl ，v-t图 象是一条过原点斜率大于零的直线，说明了导体棒做的是初速度为零的匀加速直线运动，即 v=at；故 A错 误； 由闭合电路欧姆定律可得： E Ikt Rr ， 可推出： E=kt(R+r)， 而E t ， 所以有：=kt Rr t （）， -t t 图象是一条过原点斜率大于零的直线；故 B 正确；对导体棒在沿导轨方向列出动力学方程 F-BIl-mgsin=ma，而 Blv I Rr ，v=at得到 2 2 B l a Ftmamgsin Rr ，可见 F-t图象是一条斜率大于零且 与速度轴正半轴有交点的直线；故 C错误 2 2 1 2 2 Blat Bla q

8、I tt RrRrRr ，q-t图象是一条开口 向上的抛物线，故 D错误 4 4、( (20212021江苏省苏州市高三下学期期初调研江苏省苏州市高三下学期期初调研) )如图所示，圆形区域中的匀强磁场磁感应强度 B1随时间 t的 变化关系为 B1kt，k为大于零的常量；边界 MN右侧的匀强磁场磁感应强度大小为 B2。光滑平行金属导轨 左端接一阻值为 R 的电阻、MN处放置一和导轨接触良好的金属棒，不计导轨和金属棒电阻。t0 时，给金 属棒一初速度 v0，使其在外力作用下向右匀速运动。回路的总磁通量为 、回路的电流为 i、电阻 R 上产生 的热量为 Q、导体棒受到的外力为 F，它们随时间 t的变

9、化图像正确的是( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 A由圆形磁场产生的感应电动势为 1 S B EnSk tt 由导体切割磁感线产生的感应电动势为 220 EB lv 则总磁通量等于 1220 EtEtE tSktB lv t 所以 A中图线应该为直线，A 错误； B根据 2012 SkB lvEE i RR 所以 B中图线应该为平行于 t轴的直线，B错误； C根据 2 202 SkB lv Qi Rtt R 所以 C中图线为过原点的直线，C正确； D根据 FBil B、i、l均不变，所以 D中图线为平行于 t轴的直线，D 错误。 故选 C。 5 5、(2021(2021湖北省

10、名校联盟高三下学期开学考试湖北省名校联盟高三下学期开学考试) )如图所示，在光滑水平桌面上有一正方形导线框；在导线 框右侧有匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下让线圈由位置 1 通过一个 匀强磁场区域运动到位置 2，下列说法中正确的是( ) A. 线圈进入匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且进入的速度越大，感应电流越大 B. 整个线圈在匀强磁场中匀速运动时，线圈中有感应电流，而且感应电流是恒定的 C. 整个线圈在匀强磁场中加速运动时，线圈中有感应电流，而且感应电流越来越大 D. 线圈穿出匀强磁场区域的过程中，线圈中有逆时针方向感应电流 【答案】A 【解析】 线圈

11、进入匀强磁场区域的过程中， 线圈中磁通量增加， 则有感应电流， 根据 E=BLv可知， 进入的速度越大， 感应电流越大，选项 A 正确；整个线圈在匀强磁场中匀速运动时，线圈中磁通量不变，则无感应电流，选 项 B 错误；整个线圈在匀强磁场中加速运动时，线圈中磁通量不变，则无感应电流，选项 C 错误；根据楞 次定律，线圈穿出匀强磁场区域的过程中，线圈中有顺时针方向感应电流，选项 D错误 6 6、(2021(2021湖北省宜昌市高三下学期开学考试湖北省宜昌市高三下学期开学考试) )如图甲所示，在足够长的光滑斜面上放置着矩形金属线框， 整个斜面内存在垂直于斜面方向的匀强磁场。匀强磁场的磁感应强度 B随

12、时间 t的变化规律如图乙所示(规 定垂直斜面向上为正方向)。t0 时刻将线框由静止释放，在线框下滑的过程中，下列说法正确的是( ) A 线框中将产生交变电流 B. 线框 MN边受到安培力方向始终不变 C. 经时间 t，线框的速度大小为 gtsin D. 由于电磁阻尼作用，经时间 t，线框的速度小于 gtsin 【答案】C 【解析】 A线框中将产生的感应电流方向不变，所以 A 错误； B根据楞次定律及右手定则可知，线框 MN边的电流方向总是由 N指向 M，但是开始时受到的安培力方向 沿斜面向下，后来安培力方向沿斜面向上，所以 B错误； CD线框总的安培力总是为 0，所以线框的加速度为 sinag

13、 ，则经时间 t，线框的速度大小为 gtsin， 所以 C正确；D 错误； 故选 C。 7 7、 (2021(2021 湖北省孝感高级中学高三下学期开学考试 湖北省孝感高级中学高三下学期开学考试) )如图所示， 在天花板下用细线悬挂一个闭合金属圆环， 圆环处于静止状态。上半圆环处在垂直于环面的水平匀强磁场中，规定垂直于纸面向外的方向为磁场的正 方向， 磁感应强度 B 随时间 t变化的关系如图乙所示。 t=0 时刻， 悬线的拉力为 F。 CD 为圆环的直径， CD=d， 圆环的电阻为 R。下列说法正确的是( ) A. 4 T 时刻，圆环中有逆时针方向的感应电流 B. 3 4 T 时刻，C点的电势

14、低于 D点 C. 悬线拉力的大小不超过 23 0 4 B d F TR D. 0T时间内，圆环产生的热量为 224 0 32 B d R T 【答案】C 【解析】 A 4 T 时刻，磁场向外增强，根据楞次定律可知，感应电流磁场向里，故圆环中有顺时针方向的感应电流， 故 A 错误； B 3 4 T 时刻，磁场垂直向外减小，根据楞次定律可知，感应电流磁场向外，故 C点的电势高于 D点，故 B 错误； C t=0 时刻，悬线的拉力为 F ，则圆环重力大小为 F， 2 T 时，感应电动势 B ES t ， E I R ， A FBId 故安培力 23 0 4 A F B d TR 故悬线拉力的大小不超

15、过 23 0 4 B d F TR ，故 C正确； D 根据以上分析可知 0 2 T 时间内， 产热 22 0 2 4 322 BT QI d TR R 故 0T时间内，圆环产生的热量为 224 0 6 2 1 B Q d TR Q 故 D 错误。 故选 C。 8 8、(2021(2021湖北省宜昌一中龙泉中学高三下学期开学考试湖北省宜昌一中龙泉中学高三下学期开学考试) )如图所示，abcd为一边长为l的正方形导线框， 导线框位于光滑水平面内， 其右侧为一匀强磁场区域， 磁场的边界与线框的边cd平行， 磁场区域的宽度为2l， 磁感应强度为B，方向竖直向下线框在一垂直于cd边的水平恒定拉力F作用

16、下沿水平方向向右运动，直 至通过磁场区域cd边刚进入磁场时，线框开始匀速运动，规定线框中电流沿逆时针时方向为正，则导线 框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，a、b两端的电压 ab U及导线框中的电流i随cd边的位置坐标x 变化的图线可能正确是 A B. C. D. 【答案】BD 【解析】 A、B、线圈的 cd 边刚进入磁场时做匀速运动，则整个线圈进入磁场时速度不变，根据楞次定律产生逆时针 方向的电流，为正方向，电动势大小EBLv，此时 ab 两端的电压为 1 BLv 4 ab U，当线圈全部进入磁场 时，线圈内无感应电流，此时线圈做匀加速运动，ab 两端的电压为BL ab Uvat，对比图象

17、可知，A 错误；B 正确； ， C、D、当线圈的 cd 边出磁场时电流为顺时针方向，由于此时安培力大于外力 F，故此时线圈做减速运动， 且加速度逐渐减小，电流图象切线的斜率减小，逐渐趋近于开始进入磁场时的电流大，C 错误；D 正确； 故选 BD 9 9、(2021(2021河南省新乡市高三下学期开学考试河南省新乡市高三下学期开学考试) )如图所示，固定在绝缘水平面上的半径0.2mr 的金属圆 环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小0.1TB 的匀强磁场。金属棒一端与圆环接触良好，另一端固定 在竖直导电转轴 OO 上，随轴顺时针匀速转动在圆环的 A 点和电刷间接有阻值10R 的电阻和板间距 0.0

18、1md 的平行板电容器，有一质量 1gm 、电荷量 5 1 10 Cq 的颗粒在电容器极板间恰好处于静止 状态。取重力加速度大小 2 10m/sg ，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是( ) A. 电容器两极板间的电压为10V B. 电容器的上极板带正电荷 C. 每秒钟通过电阻的电荷量为10C D. 金属棒转动的角速度大小为 3 5 10 rad /s 【答案】AD 【解析】 A对电容器极板间的带电颗粒受力分析有 U qmg d 解得 3 5 1 1010 0.01 10V 1 10 mgd U q 选项 A正确； B金属棒顺时针运动，由右手定则可知，电容器下极板带正电荷，选项 B 错误；

19、C由公式 10 =A=1A 10 U I R 1 1C=1CQIt 故每秒钟通过电阻的电荷量为1C，选项 C 错误； D由公式 EBrvU、 22 m vr v 解得 3 22 22?10 rad/s=5?10 rad/s 0.1?0.2 U Br 选项 D正确； 故选择：AD。 1010、(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) )如图所示，磁场垂直于纸面向外，磁场的磁感应强度 随 x按 0 BBkx(x0， 0 B、k 为常量)的规律均匀增大，位于纸面内的圆形线圈处于磁场中，在外力作用 下始终保持圆形线圈与 x轴平行向右匀速运动，则从 t=0 到 1 tt的时间隔内，图中关于该导线框中产生的 电流 i大小随时间 t变化的图像正确的是( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 根据法拉第电磁感应定律可知 B S EkSv x t v ，而感应电流 EkvS i RR ，是定值，则导线框中产 生的电流 i大小随时间 t变化的图像正确的是 A；故选 A。