2021届高考备考物理二轮复习汇编：电磁感应（原卷+解析卷）

电磁感应【原卷】

1.（2021•辽宁葫芦岛市•高二期末）如图甲所示为一边长为L=lm、匝数〃=20

的正方形线圈，其总电阻为厂=心。在线圈的中间位置以下区域分布着匀强磁

场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙所示。

线圈底边处于水平。在。〜6s的时间内，下列说法正确的是（）

A.线圈中形成的感应电流的方向是逆时针

B.线圈底边受安培力竖直向下

C.线圈中形成的感应电流的大小为1A

D.线圈的面积有增大的趋势

2.（2021•全国高三专题练习）如图所示是研究通电自感实验的电路图，A】、A2

是两个规格相同的小灯泡，闭合开关S,调节电阻R,使两个灯泡的亮度相同，

调节可变电阻兄，使它们都正常发光，然后断开开关S,再重新闭合开关S,

则（）

A.闭合瞬间，人立刻变亮，A?逐渐变亮

B.闭合瞬间，A?立刻变亮，曲逐渐变亮

C.稳定后，£和火两端电势差一定相同

D.稳定后，A1和A?两端电势差不相同

3.（2021•全国高三专题练习）如图，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移

动的金属棒PQ、MN,磔的左边有一闭合电路.当尸0在外力的作用下运动时,

仞V向右运动，则」也所做的运动可能是（）

a

Q

A.向右加速运动B.向右减速运动C.向左加速运动

D.向左减速运动

4.（2021•全国高三专题练习）如图所示，均匀金属圆环的总电阻为4兄磁感

应强度为5的匀强磁场垂直穿过圆环。金属杆0M的长为1,阻值为此〃端

与环接触良好，绕过圆心。的转轴以恒定的角速度公顺时针转动。阻值为火

的电阻一端用导线和圆环最下端的4点连接，另一端和金属杆的转轴。处的

端点相连接。下列判断正确的是（）

2

A.金属杆OM旋转产生的感应电动势恒为华

B.通过电阻火的电流的最小值为簪，方向从0到户

ol\

C.通过电阻汽的电流的最大值为警

OA

D.掰两点间电势差绝对值的最大值为竺^

5.（2021•云南高三一模）如图甲所示，导体棒MN放置在水平面内的金属框架

上，空间存在竖直方向的匀强磁场，以竖直向上为磁感应强度B的正方向，B

随时间「变化的规律如图乙所示，若导体棒MN始终保持静止，则在0口6时间

B.大小先减小后增大

C.方向先水平向左后水平向右

D.方向先水平向右后水平向左

3

6.（2021•河南高三月考）如图所示，两根平行光滑金属导轨磔和可放置在

水平面内，间距为乙电阻不计。磁感应强度为5的匀强磁场垂直轨道平面

向上，两导轨之间连接的电阻阻值为凡在导轨上有一均匀金属棒助，其质

量为加，长度为2。阻值为2兆金属棒与导轨垂直且接触良好，接触点为c、

d。Q0时刻，给金属棒助一个向右的初速度％设金属导轨足够长。下列说

法正确的是（）

3

A.夕0时刻，金属棒a、b两点间的电势差av

B.夕0时刻，金属棒c、d两点间的电势差〃k-应。

C.片0时刻，安培力的功率为^

D.金属棒从片0时刻到速度减为零的过程中发生的位移为人普当

7.（2021•福建高三零模）由螺线管、电阻和水平放置的平行板电容器组成的

电路如图（a）所示。其中，螺线管匝数为“横截面积为S；电容器两极板

间距为2极板面积为S,板间介质为空气（可视为真空）。螺线管处于竖直

向上的匀强磁场中，磁感应强度大小8随时间方变化的比方图像如图（6）所

示。一电荷量为q的颗粒在二友时间内悬停在电容器中，重力加速度大小为

4

g，静电力常量为上则()

A.颗粒带负电

B.颗粒质量为/二」

C.右~t2时间内，a点电势高6点电势

D.电容器极板带电量大小为党牝?

y1211)

8.(2021•全国高三专题练习)如图所示，间距为£的光滑平行金属导轨，水

平地放置在竖直方向的磁感应强度为6的匀强磁场中，一端接阻值为7?的电

阻。一电阻为人质量为。的导体棒放置在导轨上，在外力厂作用下从1=0

的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律-％sincot,不计导轨电阻。

求：

(1)从2=0到时间内电阻发产生的热量；

0)

⑵从方=°至卜=K时间内外力厂所做的功。

XXXXX2

XXXXXH

XXXXXH£

XXXBXX

XXXXXT

5

9.(2021-山西省长治市第二中学校高二期末)如图所示，平行倾斜光滑导轨

与足够长的平行水平光滑导轨平滑连接,导轨电阻不计。质量分别为R和0.5m

的金属棒8和c静止放在水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直。图中曲虚

线往右有范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场。质量为卬的绝缘棒a垂直

于倾斜导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为人已知绝缘棒a

滑到水平导轨上与金属棒b发生弹性正碰，金属棒8进入磁场后始终未与金

属棒c发生碰撞，重力加速度为g。求：

(1)绝缘棒a与金属棒b发生弹性正碰后分离时金属棒b的速度大小；

(2)金属棒b进入磁场后，其加速度为其最大加速度的一半时的速度大小。

10.(2021•全国高三专题练习)如图甲所示，足够长、电阻不计的光滑平行金

属导轨脉尸0竖直放置，其宽度£-1m,一匀强磁场垂直穿过导轨平面，

导轨的上端〃与尸之间连接阻值为斤=0.40Q的电阻，质量为必=0.01kg、

电阻为r=0.30Q的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下

滑，下滑过程中必始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间

1的关系如图乙所示，图象中的如段为曲线，四段为直线，导轨电阻不计,

g取lOm/s?(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响)，求：

(1)判断金属棒两端a、6的电势高低；

(2)磁感应强度5的大小；

6

（3）在金属棒动从开始运动的1.5s内，内阻火上产生的热量。

X至x

MX7/m

XXX-lxp

H1

xXX.2

a-

XXXZ.O

01.52.1〃s

乙

11.（2021•民勤县第四中学高二期末）如图所示，光滑固定导轨M、N水平放

置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从

高处下落接近回路时下列说法准确的是（）

A.P、Q将互相靠拢

B.P、Q将互相远离

C.磁铁的加速度一定大于g

D.磁铁下落过程机械能守恒

12.（2021•海原县第一中学高二期末）矩形线圈abed,长a/F20cm,宽bklOcm,

匝数上200,线圈回路总电阻后50Q,整个线圈平面均有垂直于线框平面的

匀强磁场穿过，磁感应强度5随时间的变化规律如图所示，贝!）：线圈回路的

7

感应电动势E。和在t=0.3s时线圈勖边所受的安培力尸是（）

A.2V、4NB.5V、3NC.2V、0.32ND.5V、4N

13.（2021•海原县第一中学高二期末）如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁

场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abed,沿纸面由位置甲（左）匀

速运动到位置乙（右），则（）

ad

B

b1—b'—*c

甲乙

A.导线框进入磁场时,感应电流方向为

B.导线框离开磁场时,感应电流方向为Me-〜a

C.导线框离开磁场时,受到的安培力为零

D.导线框进入磁场时,受到的安培力为零

14.（2021•海原县第一中学高二期末）研究表明，地球磁场对鸽子辨别方向起

到重要作用。若磁场的大小为5X10T,鸽子翼展长度约0.5m,当鸽子以20m/s

8

的速度飞翔时，两边翅膀间的感应电动势约为（）

A.50mVB.5mVC.0.5mVD.0.5V

15.（2021•全国高三专题练习）电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来

研究自感现象。在如图所示的实验电路中，£是自感线圈，其自感系数足够

大，直流电阻值大于灯泡D的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计。在方

=0时刻闭合开关S,经过一段时间后，在力=打时刻断开开关S。在下列表

示电流传感器记录的电流随时间变化情况的图像中，可能正确的是（）

16.（2021•全国高三专题练习）在一空间有方向相反，磁感应强度大小均为8

的匀强磁场，如图所示，垂直纸面向外的磁场分布在一半径为a的圆形区域

内，垂直纸面向里的磁场分布在除圆形区域外的整个区域，该平面内有一半

径为64〉缶）的圆形线圈，线圈平面与磁感应强度方向垂直，线圈与半

径为a的圆形区域是同心圆。从某时刻起磁感应强度在△Z时间内均匀减小

9

到g,则此过程中该线圈产生的感应电动势大小为（）

.万8伍2-/)万网6-2/)

A・----------------D•-----------------

2ArAr

_78(户_02)7rB[b--2a2]

U•----------------U•-----------------

Z2加

17.（2021•徐汇区・上海中学高三一模）厂商通过在手机背面安装感应线圈来

实现无线充电，如图是一种结构紧凑的双层感应线圈设计图，a、6为线圈的

两端。当线圈处在向上增强的磁场中时，感应电流流向及两线圈之间的安培

力方向应为（）

A.从a端流出，两层线圈相互排斥B.从a端流出，两层

线圈相互吸引

C.从8端流出，两层线圈相互排斥D.从6端流出，两层

线圈相互吸引

18.（2021•柳林县联盛中学校高二期末）关于电场和磁场的有关问题，下列说

10

法中正确的是（）

A.电场是电荷周围空间实际存在的物质

B.由七=，可知，电场中某点的场强片与q成反比，与尸成正比

C.导体切割磁感线产生的电动势为后应。

D.根据公式B=£可知，通电导线受磁场力为零的地方磁感应强度一定为零

19.（2021•北京高三期末）如图甲所示，#=200匝的线圈（图中只画了2匝），

电阻r=2。其两端与一个於=48Q的电阻相连。线圈内有垂直纸面向里的磁

场，磁通量按图乙所示规律变化。下列选项正确的是（）

A.电阻A两端b点比a点电势高

B.电阻发两端的电压大小为10V

C.0.1s时间内非静电力所做的功为0.2J

D.0.1s时间内通过电阻〃的电荷量为0.05C

20.（2021•北京西城区•高二期末）如图所示，/是自感系数很大的线圈，但

11

其自身的电阻几乎为0。4和夕是两个相同的小灯泡。则()

A.当开关S突然闭合时，力灯泡马上亮，6灯泡逐渐亮

B.当开关S突然闭合时，46灯泡均马上亮，之后6灯泡逐渐熄灭，力灯泡

变得更亮

C.当开关S由闭合变为断开时，Z灯泡逐渐熄灭，8灯泡闪亮之后再熄灭

D.当开关S由闭合变为断开时，4灯泡马上熄灭，8灯泡闪亮之后再熄灭

21.(2021•上海市大同中学高三期末)足够长的平行光滑金属导轨脉图相

距为。导轨所在平面水平、电阻不计。导轨处于竖直向上、磁感应强度为6

的匀强磁场中。一长为£、质量为以电阻为用的金属棒垂直放置在导轨上且

始终与导轨接触良好。两金属导轨的左端连接如图所示的电路，其中RF2R,

兄=4而。现将电阻箱尼的电阻调为12兄，对金属棒施加一水平向右的恒力£

求：

(1)金属棒上产生感应电动势的最大值届;

(2)金属棒运动的最大速率Gx；

(3)金属棒匀速运动时，棒与电阻尼的发热功率之比J；

(4)从金属棒开始运动至最大速率的过程中，若棒上产生的热量是0,则此过

程中恒力厂做的功历是多少？

12

22.（2021•辽宁葫芦岛市•高二期末）如图所示，水平〃形光滑固定金属框架，

宽度为L=lm,电阻忽略不计。导体棒外的质量〃?=L5kg、电阻R=2Q,匀强

磁场的磁感应强度3=（）.5T,方向垂直框架平面向上。现用尸=5N的外力由静

止开始向右拉油棒，油棒运动过程中始终与导轨接触良好且垂直，当时棒的

速度达到4m/s时，求：

（D"棒所受的安培力的大小;

⑵帅棒的加速。

23.（2021•北京高三期末）如图所示，水平放置的足够长平行金属导轨左端与

定值电阻月相接，质量为仄电阻为?的金属杆垂直置于导轨上，其尸。段的

长度为二整个装置处在匀强磁场中，磁感应强度大小为8,方向垂直导轨平

面向下。后0时刻，金属杆以初速度%向右运动，忽略导轨的电阻及导轨与

金属杆间的摩擦。

（1）判断通过电阻火的电流方向；

（2）求金属杆的速度为5时，金属杆的加速度大小；

13

(3)求金属杆开始运动到停止运动的过程中，定值电阻7?所产生的焦耳热。

a

xxXXX

XXX

xxxxxxx

24.(2021•江苏泰州市•高三期末)如图甲所示，半径为彳、电阻值为R,匝数

为刀的金属线圈，其两极与阻值也为H的电阻片连接成闭合回路，电阻用两

端分别与水平放置、间距为d的平行金属板风〃连接半径为弓的圆形区域内

存在垂直于线圈平面的匀强磁场片，以向里为正方向，磁感应强度4随时间

「变化的关系图线如图乙所示，金属板欣〃内有垂直向外磁感应强度为8的

匀强磁场，金属板内部放置一根长为心与水平方向成。角的绝缘直杆，导线

的电阻不计，一重力不计、带电荷量为"的圆环套在直杆上，从顶端由静止

释放，最后达到稳定状态，圆环与直杆间的动摩擦因数为〃(〃<tan。)，求：

(1)电阻4中的电流方向和两端的电压；

(2)圆环在直杆上滑动到底端过程中，电势能变化多少；

(3)圆环最后稳定状态的速度大小？

甲乙

14

25.（2021•辽宁葫芦岛市•高三期末）如图甲所示，两条相距/=lm的水平粗糙

导轨左端接一定值电阻。，=0时，一质量，〃=1kg、阻值r=（）.5Q的金属杆，在

水平外力的作用下由静止开始向右运动，5s末到达恻仞V右侧为一匀强磁场,

磁感应强度B=1T,方向垂直纸面向内，当金属杆到达磔后，保持外力的功

率不变，金属杆进入磁场，8s末开始做匀速线运动。整个过程金属杆的”力

图像如图乙所示。若导轨电阻忽略不计，杆和导轨始终垂直且接触良好，两

者之间的动摩擦因数〃=（）5,重力加速度g=10m/s2。试计算：

（1）进入磁场前，金属杆所受的外力用

（2）金属杆到达磁场边界磔时拉力的功率办

（3）电阻的阻值R。

XXXXXX

XXXXXX

B

XXXXXX

XXXXXX

N

图甲

26.（2021•柳林县联盛中学校高二期末）如图所示，两根足够长的光滑平行金

属导轨相距为£=lm,导轨平面与水平面成。=30。角，下端通过导线连接阻

值为后L5Q的电阻，阻值为尸0.5的金属棒ab放在两导轨上，棒与导轨垂

直并保持良好接触，整个装置处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应

强度大小为庐0.5T,使金属棒沿导轨由静止下滑，当金属棒下滑距离炉1.6m

时,恰好达到最大速度。已知金属棒质量为ZZFO.05k,重力加速度为g=10m/s2,

15

求在此过程中：

(1)金属棒达到的最大速率;

⑵电阻"产生的焦耳热；

(3)通过电阻斤的电荷量；

(4)此过程经历的时间。

27.(2021•辽宁大连市-大连二十四中)某电磁阻尼减速装置的简易原理如图

所示，两平行光滑金属导轨倾角为30°,导轨间距L=lm,上端连接阻值庐1

Q的定值电阻，整个装置放在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度

大小后2T,质量zzFlkg的导体棒在金属导轨上与导轨接触良好，以%=10m/s

的初速度冲上导轨平面，运动位移产1m速度刚好减为零并立即锁定。导轨

2

和导体棒的电阻均忽略不计，取^10m/so求上升全过程中：

(1)导体棒加速度a的最大值；

(2)流过定值电阻的电荷量q；

(3)导体棒运动所用的时间to

16

R

B

0°

28.(2021•福建高三零模)如图，光滑平行金属导轨间距为1,与水平面夹角

为，，两导轨底端接有阻值为7?的电阻。该装置处于磁感应强度大小为8的

匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。质量为力的金属棒ab垂直导轨放

置，在恒力作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为瓦恒力大小为尺方向沿导

轨平面且与金属棒ab垂直。金属棒ab与导轨始终接触良好，不计ab和导轨

的电阻及空气阻力。重力加速度为g,求此上升过程：

(1)金属棒运动速度大小；

(2)安培力对金属棒所做的功。

29.(2021•江西高三月考)如图所示，光滑平行金属导轨固定在倾角为。的斜

面上，导轨电阻忽略不计。虚线时、”间距为1且均与导轨垂直，在外、cd

之间的区域存在垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。将质量均为9的两根

导体棒PQ、MN先后从导轨上同一位置由静止释放，释放位置与虚线外的距

离为，当导体棒PQ进入磁场瞬间释放导体棒处已知导体棒PQ进入磁场

17

瞬间恰开始做匀速运动，两导体棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度

为g,求从PQ棒进入到MN棒离开整个过程回路中产生的焦耳热0。

30.(2021•北京高三期末)如图1所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，

宽度为£,一端连接阻值为〃的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁

场，磁感应强度为反电阻为r的导体棒磔放在导轨上，其长度恰好等于导

轨间距，与导轨接触良好，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度大小为人导

轨的电阻可忽略不计。

(1)求回路中的感应电流/和导体棒两端的电压U；

(2)通过公式推导证明：导体棒向右匀速运动At时间内，拉力做的功歹等于电

路获得的电能/电；

(3)若要使回路中不产生感应电流，在导体棒运动的过程中，磁感应强度3应

随时间方变化。设方=0时刻磁场的磁感应强度大小为氏，请在图2中作出

相应的夕-力图像，并通过推导说明作图依据。

18

电磁感应

1.（2021•辽宁葫芦岛市•高二期末）如图甲所示为一边长为L=1m、匝数〃=2（）

的正方形线圈，其总电阻为，=心。在线圈的中间位置以下区域分布着匀强磁

场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙所示。

线圈底边处于水平。在0〜6s的时间内，下列说法正确的是（）

A.线圈中形成的感应电流的方向是逆时针

B.线圈底边受安培力竖直向下

19

C.线圈中形成的感应电流的大小为1A

D.线圈的面积有增大的趋势

【答案】AC

【详解】

A.根据楞次定律，线圈中形成的感应电流的方向是逆时针，A正确;

B.根据左手定则，线圈底边受安培力竖直向上，B错误；

C.线圈中形成的感应电流的大小为

♦bB1}

E=n--------=20x

Z262

/=-=lA

r

C正确；

D.磁场增大，线圈的磁通量增大，根据楞次定律，线圈的面积有减小的趋势，

D错误。

故先ACo

2.（2021•全国高三专题练习）如图所示是研究通电自感实验的电路图，由、A2

是两个规格相同的小灯泡，闭合开关S,调节电阻尼使两个灯泡的亮度相同，

调节可变电阻兄，使它们都正常发光，然后断开开关S,再重新闭合开关S,

则（）

~F11

A.闭合瞬间，人立刻变亮，A?逐渐变亮

B.闭合瞬间，A?立刻变亮，曲逐渐变亮

20

C.稳定后，£和发两端电势差一定相同

D.稳定后，4和A2两端电势差不相同

【答案】BC

【详解】

AB.根据题设条件可知，闭合开关S,调节电阻尼使两个灯泡的亮度相同,

说明此时电阻A接入电路的阻值与线圈£的电阻一样大，断开开关S,再重新

闭合开关S的瞬间，根据自感原理，可判断A?立刻变亮，而A1逐渐变亮，故

A错误，B正确；

CD.稳定后，自感现象消失，根据题设条件，可判断线圈£和斤两端的电势

差一定相同，&和A?两端电势差也相同，故C正确，D错误。

故选BCo

3.（2021•全国高三专题练习）如图，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移

动的金属棒PQ、MN,磔的左边有一闭合电路.当尸0在外力的作用下运动时，

磔向右运动，则［也所做的运动可能是（）

a

Q

A.向右加速运动B.向右减速运动C.向左加速运动

D.向左减速运动

【答案】BC

【详解】

21

根据安培定则可知，3处于瑟产生的垂直向里的磁场中，9在磁场力作用

下向右运动，说明班受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由〃指向从

4中感应电流的磁场向上，由楞次定律可知，线圈中产生感应电流的磁场应该

是向上减小，或向下增加；再由右手定则可知尸0可能是向右减速运动或向左

加速运动，故BC正确，AD错误。

故选BCo

4.（2021•全国高三专题练习）如图所示，均匀金属圆环的总电阻为4R磁感

应强度为8的匀强磁场垂直穿过圆环。金属杆0M的长为1,阻值为总〃端

与环接触良好，绕过圆心。的转轴以恒定的角速度/顺时针转动。阻值为7?

的电阻一端用导线和圆环最下端的4点连接，另一端和金属杆的转轴。处的

端点相连接。下列判断正确的是（）

A.金属杆0M旋转产生的感应电动势恒为华

B.通过电阻7?的电流的最小值为警，方向从0到尸

OA

C.通过电阻区的电流的最大值为警

D.以两点间电势差绝对值的最大值为皑

【答案】AD

22

【详解】

A.〃端线速度为7=31,掰切割磁感线的平均速度为

_V=—V=一①I

22

0M转动切割磁感线产生的感应电动势恒为

故A正确；

B.当〃端位于最上端时，圆环两部分电阻相等，并联电阻最大，电路的总电

阻最大，通过A的电流最小，因

R所WX2R=R

通过电阻火的电流的最小值为

E_Bl2(o

"^一泰—67?

根据右手定则可知电流方向从。到尸，故B错误；

C.当〃位于最下端时圆环被短路，此时通过电阻A的电流最大，为

E_B12CD

'皿~2R~4/?

故C错误；

D.嗣作为电源，外电阻增大，总电流减小，内电压减小，路端电压增大，所

以外电阻最大时，断两点间电势差的绝对值最大，其最大值为

/人n・2R=等

故D正确。

故选AD。

23

5.（2021•云南高三一模）如图甲所示，导体棒MN放置在水平面内的金属框架

上，空间存在竖直方向的匀强磁场，以竖直向上为磁感应强度B的正方向，B

随时间f变化的规律如图乙所示，若导体棒MN始终保持静止，则在。口J时间

B.大小先减小后增大

C.方向先水平向左后水平向右

D.方向先水平向右后水平向左

【答案】BD

【详解】

AB.安培力F=BIL,而

,E

1=—=--1--

R\tR

因为竽和s不变，故/不变,又因为3先减小后增大,故安培力先减小后增大，

Ar

故A选项错误，B选项正确

CD.因为MN始终静止，。"时间内，磁感应强度B减小，根据楞次定律，为

了阻止B减小，MN有向右运动的趋势（面积增大），同理，乙口6内，B增大,

故MN有向左运动趋势，故安培力方向先向右后向左，故C选项错误，D选项

正确。

24

故选BDo

6.（2021•河南高三月考）如图所示，两根平行光滑金属导轨磔和可放置在

水平面内，间距为乙电阻不计。磁感应强度为5的匀强磁场垂直轨道平面

向上，两导轨之间连接的电阻阻值为凡在导轨上有一均匀金属棒助，其质

量为加，长度为2。阻值为2兆金属棒与导轨垂直且接触良好，接触点为c、

d。Q0时刻，给金属棒助一个向右的初速度％设金属导轨足够长。下列说

法正确的是（）

3

A.夕0时刻，金属棒a、b两点间的电势差av

B.夕0时刻，金属棒c、d两点间的电势差〃k-应。

C.片0时刻，安培力的功率为^

D.金属棒从片0时刻到速度减为零的过程中发生的位移为》=罂

DL

【答案】AD

【详解】

AB.金属棒a、6两点间的电势差为

4=4+5+U而

根据E=S得

U*+Udh=-B（2L-L）v=-BLv

25

在回路中，感应电动势为

E=BLv

路端电压为

-^—E=-BLv

U

R+R2

因为C时等效电源的负极，有

UL*

所以

3

Uuh=Uac+Ucd+Udh=--BLv

A正确，B错误；

C.安培力的功率为

P=Fv=BILv=BLv虹=B七v

2R2R

C错误；

D.由动量定理得

-FA/=m\v

-BiLAt-mAv

八BLv…

一B------LZ=mAv

2R

BL

-B——L's-m\v

2R

2RmAv

Ns=----------

(班A

u•2Rmu*2Rm小、2Rmv

x=LAv=--------LAV=---------(0-v)=------

(BL)72(BL)2(BL)27

26

D正确。

故选AD。

7.（2021-福建高三零模）由螺线管、电阻和水平放置的平行板电容器组成的

电路如图（a）所示。其中，螺线管匝数为“横截面积为S；电容器两极板

间距为d,极板面积为次板间介质为空气（可视为真空）。螺线管处于竖直

向上的匀强磁场中，磁感应强度大小8随时间方变化的比片图像如图（b）所

示。一电荷量为q的颗粒在广与时间内悬停在电容器中，重力加速度大小为

g，静电力常量为瓦贝!）（）

A.颗粒带负电

B.颗粒质量为二-

C.1：友时间内，a点电势高6点电势

D.电容器极板带电量大小为笑受多

【答案】AD

【详解】

A.由楞次定律可得，电容器下板带负电，对颗粒由平衡可知，颗粒带负电,

故A正确；

B.由法拉第电磁感应定律可得

27

U=E=N^^S]

马一。

由平衡可知

「u

mg=qE=q—

cl

联立解得

qUqN（B-

ITl=--=2----------

gdgdW-fJ

故B错误；

C.£72时间内，螺丝管中产生恒定的电动势，则电路中无电流，则仍两点

电势相等，故c错误；

D.电容器的电容为

Q二£§2二§2

471kd471kd

两板间的电势差为

u=E=N^^S[

，2TI

联立得电容器极板带电量大小为

NS、S式B2-BJ

Q=CU=

47ikd(t2_q)

故D正确。

故选AD。

8.（2021•全国高三专题练习）如图所示，间距为£的光滑平行金属导轨，水

平地放置在竖直方向的磁感应强度为6的匀强磁场中，一端接阻值为7?的电

阻。一电阻为八质量为，的导体棒放置在导轨上，在外力厂作用下从t=0

的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律-/sinat,不计导轨电阻。

28

求:

（1）从％=°至卜=总时间内电阻A产生的热量;

⑵从方=°至卜=总时间内外力尸所做的功。

XXXXX

XXXXX

XXXXX

XXXBXX

XXXXXR

【答案】（D啜*;（2）

矶R+厂）26y（R+厂）

【详解】

（1）由导体棒切割磁感线产生的电动势E=BLv得

e=BLvmsincot

回路中产生正弦交流电，感应电动势最大值

Em=BLvm

其有效值为

_E-BL%

七F一m&-否

感应电流有效值

/=—^―

R+r

在。~也时间内产生的热量

（O

Q"必/上北.二/也丫空=亚3

[R+r）31H+"①o（R+r）2

⑵”二27r时速度为-%,由功能关系得，外力尸所做的功

0）

29

W——mv^+1'(R+r}t——mv^+??―&

2mI72m研R+r)

9.(2021•山西省长治市第二中学校高二期末)如图所示，平行倾斜光滑导轨

与足够长的平行水平光滑导轨平滑连接,导轨电阻不计。质量分别为〃和0.5m

的金属棒b和c静止放在水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直。图中曲虚

线往右有范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场。质量为力的绝缘棒a垂直

于倾斜导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为瓦已知绝缘棒a

滑到水平导轨上与金属棒6发生弹性正碰，金属棒方进入磁场后始终未与金

属棒c发生碰撞，重力加速度为g。求：

(1)绝缘棒a与金属棒b发生弹性正碰后分离时金属棒b的速度大小；

(2)金属棒6进入磁场后，其加速度为其最大加速度的一半时的速度大小。

【答案】(D历；(2)|•师

O

【详解】

(1)设a棒滑到水平导轨时速度为如下滑过程中a棒机械能守恒，则有

~mv^-mgh

a棒与6棒发生弹性正碰，由动量守恒定律

mvo=mvi+mg

由机械能守恒定律

联立解得

7i=0,V^V0=y^gh

30

(2)，棒刚进磁场时的加速度最大。Ac两棒组成的系统合外力为零，系统动

量守恒。

由动量守恒定律

jnv2=av2'+0.5刃匕'

设b棒进入磁场后某时刻，b棒的速度为外,。棒的速度为匕，则6、。组成

的回路中的感应电动势

序BL(viVc)

由闭合电路欧姆定律得

E

T=一

R总

由安培力公式得

F=BIL=ma

联立得

-匕)

mR&

故当6棒加速度为最大值的一半时有

V2=2(v2'-v3')

联立得

V'=1V=^\l^gh

2o2o

10.(2021•全国高三专题练习)如图甲所示，足够长、电阻不计的光滑平行金

属导轨蛇户0竖直放置，其宽度£=1m,一匀强磁场垂直穿过导轨平面，

导轨的上端〃与月之间连接阻值为R=0.40Q的电阻，质量为卬=0.01kg、

电阻为r=0.30Q的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下

31

滑，下滑过程中仍始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间

方的关系如图乙所示，图象中的物段为曲线，四段为直线，导轨电阻不计,

g取10m/s2(忽略数棒运动过程中对原磁场的影响)，求：

(1)判断金属棒两端a、6的电势高低；

(2)磁感应强度8的大小；

(3)在金属棒加从开始运动的1.5s内，内阻火上产生的热量。

X亡

M

X^x-

X

x

a.2

X

X.O

X

XxBX

XXXx

NQ01.52.1

甲乙

【答案】(1)6点电势高，a点电势低；(2)0.1T；(3)0.26J

【详解】

(1)由右手定则可知，ab中的感应电流由a流向8,相当于电源，则6点电

势高，a点电势低。

(2)由x-t图象求得t-1.5s时金属棒的速度为

\x11.2-7.„,

v=K=ITFm/s=7m/s

金属棒匀速运动时所受的安培力大小为

E

F=B1L,工=不薪,E=BLv

联立得

广F=B-I-J-V---

R+r

32

根据平衡条件得

mg

则有

代入数据解得

B=0.1T

（3）金属棒数在开始运动的1.5s内，金属棒的重力势能减少量转化为金属棒

的动能和电路的内能。设电路中产生的总焦耳热为0根据能量守恒定律得

mgx=:9/+0

代入数据解得

0=0.455J

故斤产生的热量为

R

Q=^；0=O-26J

11.（2021•民勤县第四中学高二期末）如图所示，光滑固定导轨M、N水平放

置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从

高处下落接近回路时下列说法准确的是（）

A.P、Q将互相靠拢

B.P、Q将互相远离

33

C.磁铁的加速度一定大于g

D.磁铁下落过程机械能守恒

【答案】A

【详解】

AB.条形磁铁从高处下落接近回路时，闭合回路中磁通量增加，根据楞次定

律，P、Q将互相靠拢以阻碍磁通量的增加。A正确，B错误；

CD.条形磁铁从高处下落接近回路时，闭合回路中磁通量增加，根据楞次定

律，感应电流产生的磁场会阻碍磁铁的靠近以达到阻碍回路磁通量增加的目

的，所以条形磁铁下落的加速度小于g,磁铁受到阻力，并且阻力做功，所以

磁铁的机械能减少。CD错误。

故选A。

12.（2021•海原县第一中学高二期末）矩形线圈abed,长ak20cm,宽bklOcm,

匝数上200,线圈回路总电阻后50Q,整个线圈平面均有垂直于线框平面的

匀强磁场穿过，磁感应强度8随时间的变化规律如图所示，贝八线圈回路的

感应电动势E。和在t=0.3s时线圈ab边所受的安培力尸是（）

A.2V、4NB.5V、3NC.2V、0.32ND.5V、4N

【答案】C

34

【详解】

由法拉第电磁感应定律可得感应电动势

尸△①ABS"

E=n-----=n-------=2V

△tZ

由闭合电路欧姆定律可得感应电流

E

/=_=0.04A

R

当片0.3s时，磁感应强度后0.2T；那么线圈数边所受的安培力

F=nBIL=200x20x0.01x0.04xO.2N=0.32N

故选C。

13.（2021•海原县第一中学高二期末）如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁

场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框aAd,沿纸面由位置甲（左）匀

速运动到位置乙（右），则（）

a-----d

B

b^—

甲

A.导线框进入磁场时，感应电流方向为af

B.导线框离开磁场时，感应电流方向为a->Me-*

C.导线框离开磁场时，受到的安培力为零

D.导线框进入磁场时，受到的安培力为零

【答案】A

【详解】

A.线框进入磁场时，向外的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流方向为

35

a-dfc-bfa,A正确;

B.导线框离开磁场时，向外的磁通量减小，感应电流方向为aifcfdfa,

B错误；

CD.导线框离开磁场时，由于有感应电流，由左手定则可知，助受到的安培

力，导线框进入磁场时，由于有感应电流，由左手定则可知，cd受到的安培

力，CD错误。

故选A。

14.（2021•海原县第一中学高二期末）研究表明，地球磁场对鸽子辨别方向起

到重要作用。若磁场的大小为5X10寸,鸽子翼展长度约0.5m,当鸽子以20m/s

的速度飞翔时，两边翅膀间的感应电动势约为（）

A.50mVB.5mVC.0.5mVD.0.5V

【答案】C

【详解】

鸽子两翅间距离约0.5m,当鸽子以20m/s的速度垂直切割磁感线时产生感应

电动势为

4

E=BLu=5*10巧*0.5x20V=5xICTV=O.5mV

故选C。

15.（2021•全国高三专题练习）电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来

研究自感现象。在如图所示的实验电路中，£是自感线圈，其自感系数足够

大，直流电阻值大于灯泡D的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计。在方

=0时刻闭合开关S,经过一段时间后，在1=右时刻断开开关S。在下列表

示电流传感器记录的电流随时间变化情况的图像中，可能正确的是（）

36

【详解】

闭合S瞬间，外电路电阻最大，然后外电路电阻逐渐减小，外电压逐渐减小，

所以通过电流传感器的电流逐渐减小，电路稳定后，外电路电阻不变，外电

压不变，通过电流传感器的电流不变；因为线圈的直流电阻值大于灯泡D的

阻值，稳定后，通过线圈的电流小于通过电流传感器的电流。方=力时刻断开

开关S,由于自感现象，原来通过线圈£的电流从左向右流过电流传感器，逐

渐减小。D图符合题中情况，D正确。

故选D。

16.（2021•全国高三专题练习）在一空间有方向相反，磁感应强度大小均为8

的匀强磁场，如图所示，垂直纸面向外的磁场分布在一半径为a的圆形区域

内，垂直纸面向里的磁场分布在除圆形区域外的整个区域，该平面内有一半

径为64〉缶）的圆形线圈，线圈平面与磁感应强度方向垂直，线圈与半

径为a的圆形区域是同心圆。从某时刻起磁感应强度在△Z时间内均匀减小

37

到g,则此过程中该线圈产生的感应电动势大小为()

7rB（b2-2a2）

D.——-------------

Ar

7tB（b2-2a2

kJ•

2加

【答案】D

【详解】

磁感线既有垂直纸面向外的，又有垂直纸面向里的，所以可以取垂直纸面向

里的方向为正方向。磁感应强度大小为8时线圈磁通量