2023北京高三一模物理汇编：电磁感应章节综合

第1页/共1页2023北京高三一模物理汇编电磁感应章节综合1．（2023·北京海淀·统考一模）如图所示，空间中存在竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场。边长为的正方形线框的总电阻为。除边为硬质金属杆外，其它边均为不可伸长的轻质金属细线，并且边保持不动，杆的质量为。将线框拉至水平后由静止释放，杆第一次摆到最低位置时的速率为。重力加速度为，忽略空气阻力。关于该过程，下列说法正确的是（）A．端电势始终低于端电势B．杆中电流的大小、方向均保持不变C．安培力对杆的冲量大小为D．安培力对杆做的功为2．（2023·北京东城·统考一模）如图所示电路中，灯泡A，B的规格相同，电感线圈L的自感系数足够大且电阻可忽略。下列说法正确的是（）A．开关S由断开变为闭合时，A，B同时变亮，之后亮度都保持不变B．开关S由断开变为闭合时，B先亮，A逐渐变亮，最后A，B一样亮C．开关S由闭合变为断开时，A，B闪亮一下后熄灭D．开关S由闭合变为断开时，A闪亮一下后熄灭，B立即熄灭3．（2023·北京东城·统考一模）如图所示，用同种细导线做成两个闭合单匝线圈，正方形线圈的边长与圆形线圈的直径相等，把它们放入磁感应强度随时间均匀变化的同一匀强磁场中，线圈所在平面均与磁场方向垂直，若正方形，圆形线圈中感应电动势分别用，表示，感电流分别用，表示，则（

）A．

B．

C．

D．

4．（2023·北京延庆·统考一模）图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（）A．图1中，的电阻值小于的电阻值B．图1中，断开开关瞬间，流过的电流方向自右向左C．图2中，闭合瞬间，中电流与变阻器R中电流相等D．图2中，闭合电路达到稳定时，变阻器R的电阻值大于的电阻值5．（2023·北京延庆·统考一模）如图甲所示，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与一个的电阻相连。线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场，穿过线圈的磁通量按图乙所示规律变化。已知线圈的电阻，则（

）A．线圈内感应电流的方向为顺时针 B．A点电势比B点电势低C．通过电阻R的电流大小为 D．内电路中产生的电能为6．（2023·北京朝阳·统考一模）某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。不计电源内阻及电感线圈L的电阻。下列说法正确的是（）A．开关S闭合瞬间，流经灯和的电流相等B．开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流保持不变C．开关S断开瞬间，灯闪亮一下再熄灭D．根据题中信息，可以推算出图乙中与的比值7．（2023·北京朝阳·统考一模）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨ab、cd水平放置，间距为L，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻为r的导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨的电阻可忽略不计。时金属棒以初速度v水平向右运动，经过一段时间停在导轨上。下列说法不正确的是（）A．全过程中，金属棒克服安培力做功为B．全过程中，电阻R上产生的焦耳热为C．时刻，金属棒受到的安培力大小为D．时刻，金属棒两端的电压8．（2023·北京平谷·统考一模）摩托车和汽车上装有的磁性转速表的结构原理如图所示，转轴Ⅰ随待测物沿图示方向旋转，永久磁体同步旋转。铝盘、游丝和指针固定在转轴Ⅱ上，铝盘靠近永久磁体，当待测物以一定的转速旋转时，指针指示的转角即对应于被测物的转速。下列说法正确的是（

）A．铝盘接通电源后，通有电流的铝盘才会在磁场作用下带动指针转动B．永久磁体转动时，铝盘中产生感应电流，感应电流使铝盘受磁场力作用而转动C．刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的a端D．若去掉游丝和指针，使转轴Ⅱ可以无阻碍地自由转动，铝盘就能同永久磁体完全同步转动9．（2023·北京丰台·统考一模）如图甲所示，某同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，时刻电流为0，如图乙所示。下列说法正确的是（）A．在时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为0B．在到时间内，强磁铁的加速度大于重力加速度C．强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量10．（2023·北京石景山·统考一模）汽车使用的电磁制动原理示意图如图所示，当导体在固定通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（）A．制动过程中，导体不会发热B．制动力的大小与导体运动的速度无关C．改变线圈中的电流方向，导体就可获得动力D．制动过程中导体获得的制动力逐渐减小11．（2023·北京石景山·统考一模）如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框，边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（）A．线框中产生的感应电流方向为B．线框中产生的感应电流逐渐增大C．线框边所受的安培力大小恒定D．线框整体受到的安培力方向水平向右12．（2023·北京海淀·统考一模）如图所示，一个电阻、匝数（图中只画了1匝）的圆形金属线圈与的定值电阻连成闭合回路，线圈所围面积，线圈处在垂直于线圈平面的匀强磁场中，取垂直线圈平面向里为磁场正方向，磁感应强度B随时间t变化的关系为。求（1）通过电阻R的电流大小I和方向；（2）4s内：a．通过电阻R的电荷量q；b．电路中产生的焦耳热Q。13．（2023·北京东城·统考一模）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨和固定在绝缘水平面上，两导轨间距为l，电阻均可忽略不计，在导轨的一端连接有阻值为R的定值电阻。一根长度为l，质量为m、电阻为的导体棒垂直于导轨放置，并始终与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导体棒在水平向右的拉力作用下，沿导轨做匀速直线运动，速度大小为v，空气阻力可忽略不计。（1）求通过定值电阻的电流大小及方向。（2）求导体棒运动t时间内，拉力所做的功。（3）若在水平向右的拉力不变的情况下，将整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，有同学认为：“由于导体棒所受的安培力方向会发生改变，导体棒不能再向右做匀速直线运动。”该同学的观点是否正确，说明你的观点及理由。14．（2023·北京西城·统考一模）如图1所示，边长为l、总电阻为R的正方形导线框，以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的宽度为的匀强磁场区域，磁感应强度为B。（1）求边刚进入磁场时，线框中产生的电动势E；（2）求边刚进入磁场时，线框受到的安培力的大小F；（3）以顺时针方向为电流的正方向，由线框在图示位置的时刻开始计时，在图2中画出线框中的电流随时间变化的图像，并求线框穿过磁场区域的全过程产生的电能。15．（2023·北京延庆·统考一模）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度，一端连接的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。电阻的导体棒ab放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右以匀速运动，运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好。设金属导轨足够长，不计导轨电阻和空气阻力．求：（1）电动势的大小；（2）导体棒两端的电压；（3）通过公式推导证明：导体棒向右匀速运动时间内，拉力做的功等于电路获得的电能。16．（2023·北京丰台·统考一模）如甲图所示，有一边长l的正方形导线框abcd，质量，电阻，由高度h处自由下落，直到其上边cd刚刚开始穿出匀强磁场为止，导线框的v-t图像如乙图所示。此匀强磁场区域宽度也是l，磁感应强度，重力加速度g取10。求：（1）线框自由下落的高度h；（2）导线框的边长l；（3）某同学认为，增大磁场的磁感应强度B，保持其它条件不变，导线框速度随时间变化图像与乙图相同，你是否同意该同学的说法，请分析说明。17．（2023·北京石景山·统考一模）如图所示，宽度为L的U型导体框，水平放置在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，左端连接一阻值为R的电阻。一质量为m、电阻为r的导体棒置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦，导体棒与导体框始终接触良好。在水平向右的拉力作用下，导体棒以速度匀速向右运动。（1）求通过导体棒的电流大小I；（2）求拉力做功的功率P；（3）某时刻撤去拉力，经过一段时间导体棒停在导体框上，求在此过程中电阻R上产生的热量Q。

参考答案1．C【详解】A．根据题意，由右手定则可知，杆切割磁感线产生的感应电流方向为，则端电势始终高于端电势，故A错误；B．根据题意可知，杆运动过程中，垂直磁场方向的分速度大小发生变化，则感应电流大小变化，故B错误；C．安培力对杆的冲量大小为又有、和，可得则培力对杆的冲量大小为故C正确；D．根据题意，设安培力对杆做的功为，由动能定理有解得故D错误。故选C。2．D【详解】AB．开关S由断开变为闭合时，根据电感线圈的自感现象可知，A，B同时变亮，随着线圈上的电流逐渐增大，最终稳定时，线圈为可视为导线。则A灯逐渐变暗直至熄灭，电路中总电阻减小，则B灯逐渐变亮。故AB错误；CD．开关S由闭合变为断开时，B立即熄灭，电感线圈电流不能突变为0，则会充当电源，回路中A灯变亮，之后线圈中电流减小，直至A灯熄灭。故C错误，D正确。故选D。3．B【详解】设正方形线圈的边长为L，则圆形线圈的直径也为L，根据法拉第电磁感应定律分别得正方形线圈与圆形线圈的感应电动势为解得根据电阻定律可得正方形线圈与圆形线圈的电阻分别为根据欧姆定律解得故选B。4．B【详解】AB．根据题意可知，断开开关瞬间，流过的电流由于自感现象保持不变，流过的原电流消失，和组成新的回路，此时流过电流大小与流过的电流大小相等，方向自右向左，灯突然闪亮，随后逐渐变暗是因为电路稳定时，的电流小于的电流，根据并联分流原理可知，的电阻小于的电阻，故A错误，B正确；C．图2中，闭合瞬间，对电流有阻碍作用，所以中电流与变阻器中电流不相等，故C错误；D．图2中，闭合，电路稳定时，与的亮度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器与的电阻值相同，故D错误。故选B。5．C【详解】AB．由图可知，穿过线圈的磁通量方向向里增大，根据楞次定律可知，线圈内感应电流的方向为逆时针，外电路中电流从A点经电阻R流到B点，所以A点电势比B点电势高，故AB错误；C．根据法拉第电磁感应定律可得，线圈中产生的感应电动势为通过电阻R的电流大小为故C正确；D．0.2s内电路中产生的电能等于电路中产生的焦耳热，则有故D错误。故选C。6．D【详解】AB．开关S闭合瞬间，由于电感线圈的阻碍作用，灯D3逐渐变亮，通过灯D3的电流缓慢增加，待稳定后，流经灯和的电流相等；故从开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流也是逐渐增加，A、B错误；C．开关S断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为灯和提供电流，又因为电路稳定的时候，流经灯和的电流相等，所以灯逐渐熄灭，C错误；D．开关S闭合瞬间，灯和串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，由欧姆定律电路稳定后，流过D3的电流为开关S断开瞬间，电感线圈能够为和提供与之前等大电流，故其两端电压为所以故可以推算出图乙中与的比值，D正确。故选D。7．D【详解】A．全过程对导体棒用动能定理有金属棒克服安培力做功为，A正确；B．全过程中，设电阻R上产生的焦耳热为，电阻r上产生的焦耳热为，由能量守恒定律有，解得B正确；C．时刻，金属棒受到的安培力F的大小为解得C正确；D．时刻，根据闭合电路欧姆定律得，金属棒两端的电压为D错误。本题选不正确的，故选D。8．B【详解】AB．当永久磁体随转轴转动时，产生转动的磁场，在铝盘中会产生感应电流，这时永久磁体会对铝盘上的感应电流有力的作用，从而产生一个转动的力矩，由于弹簧游丝的反力矩，会使指针稳定指在某一刻度上，A错误，B正确；C．刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的中央，C错误；D．若去掉游丝和指针，使转轴Ⅱ可以无阻碍地自由转动，永久磁体固定在转轴Ⅰ上，铝盘固定在转轴Ⅱ上，由楞次定律知，铝盘不能同永久磁体完全同步转动，转速低于磁体，D错误。故选B。9．A【详解】A．时刻电流为0，说明感应电动势为零，由可知穿过线圈的磁通量的变化率为0，故A正确；B．由“来拒去留”可知在到时间内，强磁铁受到线圈向上的作用力F，且初始阶段有F小于重力，由可知初始阶段强磁铁的加速度小于重力加速度，故B错误；C．由“来拒去留”可知强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力始终向上，故C错误；D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量加上线圈的内能，故D错误。故选A。10．D【详解】A．由于导体中产生了涡流，根据可知，制动过程中，导体会发热，A错误；B．导体运动速度越大，穿过导体中回路的磁通量的变化率越大，产生的涡流越大，则所受安培力，即制动力越大，即制动力的大小与导体运动的速度有关，B错误；C．根据楞次定律，可知，原磁场对涡流的安培力总是要阻碍导体的相对运动，即改变线圈中的电流方向，导体受到的安培力仍然为阻力，C错误；D．制动过程中，导体的速度逐渐减小，穿过导体中回路的磁通量的变化率变小，产生的涡流变小，则所受安培力，即制动力变小，D正确。故选D。11．D【详解】A．根据安培定则可知，通电直导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度随时间均匀增加，根据楞次定律可知线框中产生的感应电流方向为，A错误；B．线框中产生的感应电流为空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，故线框中产生的感应电流不变，B错误；C．线框边感应电流保持不变，磁感应强度随时间均匀增加，根据安培力表达式，故所受的安培力变大，C错误；D．线框所处空间的磁场方向垂直纸面向里，线框中产生的感应电流方向为，根据左手定则可知，线框边所受的安培力水平向右，线框边所受的安培力水平向左。通电直导线的磁场分部特点可知边所处的磁场较大，根据安培力表达式可知，线框整体受到的安培力方向水平向右，D正确。故选D。12．（1）0.4A，方向有b到a；（2）a．1.6C；b．6.4J【详解】（1）由题意可知，磁场的磁感应强度随时间t变化为，可知磁感应强度在减小，根据楞次定律可知，通过电阻R的电流方向为由b到a，有解得（2）a．之前的分析可知，通过电阻R的电流为0.4A，则其电荷量有b．根据焦耳定律有，4s内电路产生的热量为13．（1），方向从M到P；（2）；（3）该同学的观点不正确。若将整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，由于磁场方向与原来相反，使得通过导体棒的电流方向与原来相反，但导体棒所受安培力方向不变，仍与外力平衡，导体棒可以向右做匀速直线运动【详解】（1）导体棒切割磁感线产生感应电动势根据闭合电路欧姆定律通过定值电阻的电流大小根据右手定则可知电流方向从M到P。（2）导体棒做匀速直线运动，拉力等于安培力导体棒所受安培力导体棒运动t秒的位移拉力F所做的功联立可得（3）该同学的观点不正确。若将整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，由于磁场方向与原来相反，使得通过导体棒的电流方向与原来相反，但导体棒所