广东省广州市2021-2023年高考物理模拟题汇编-08电磁感应

广东省广州市2021-2023年高考物理模拟题分类汇编-08电

磁感应

一、单选题

1.（2023・广东广州•统考一模）如图，两平行直导线Cd和。,竖直放置，通以方向相反、

大小相等的恒定电流，。、氏P三个相同的闭合金属圆环位于两导线所在的平面内，a

在导线Cd的左侧，〃在导线牙的右侧，P在导线Cd与靖之间，则（）

clXe

aPb

OOO

I

l

i

dif

,里里一1

A.穿过P的磁通量为零

B.a、匕圆心处的磁场方向相反

C.cd、的■所受到的安培力方向相反

D.“向左平动时产生逆时针方向的感应电流

2.（2023・广东广州•统考一模）如图，足够长的磁铁在空隙产生一个径向辐射状磁场，

一个圆形细金属环与磁铁中心圆柱同轴，由静止开始下落，经过时间f,速度达最大值

办此过程中环面始终水平。已知金属环质量为机、半径为心电阻为凡金属环下落过

程中所经过位置的磁感应强度大小均为8,重力加速度大小为g,不计空气阻力，则

（）

A.在俯视图中，环中感应电流沿逆时针方向

B.环中最大的感应电流大小为楞^

C.环下落过程中所受重力的冲量等于其动量变化

D.f时间内通过金属环横截面的电荷量为甘巴

3.（2021•广东广州.统考三模）两固定且互相垂直的无限长直导线//与/2在同一竖直面

内，导线中通有大小相等、方向如图所示的恒定电流。有一正方形导线框ABC。，初始

时刻，AB边与//重合，AD边与/2重合，所有导线间彼此绝缘。若导线框（）

A∖D

A.沿AO方向平移，则导线框内产生逆时针方向的感应电流

B.沿AB方向平移，则导线框内产生顺时针方向的感应电流

C.沿AC方向平移，则导线框内产生顺时针方向的感应电流

D.沿AD方向平移，//对CD边的安培力垂直CO边向右

4.（2021•广东广州•统考二模）如图，L是自感系数很大、电阻不计的线圈a、b是两个

相同的小灯泡开关S由断开到闭合（）

<*01

A.a先亮b后亮，然后b逐渐变亮

B.b先亮a后亮，然后a逐渐变亮

C.a、b同时亮后b逐渐变暗至熄灭

D.a、b同时亮后a逐渐变暗至熄灭

5.（2021・广东广州•统考一模）如图，1831年8月29日，法拉第在一个软铁圆环上绕

两个互相绝缘的线圈〃和〃。”与电池、开关组成回路，匕的两端用导线连接，导线正

下方有一枚小磁针。使法拉第在“磁生电”方面取得突破性进展的现象是（）

A.闭合开关瞬间，观察到小磁针发生偏转B.闭合开关后，观察到小磁针保持偏转

试卷第2页，共6页

状态

C.断开开关瞬间，观察到小磁针不发生偏转D.断开开关后，观察到小磁针保持偏转

状态

6.（2021.广东广州.统考一模）电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金

属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发

B.取走磁体,电吉他也能正常工作

C.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势

D.弦振动过程中,线圈中的电流方向保持不变

7.（2022・广东广州•统考二模）如图，长直导线MN置于三角形金属线框“历上，彼此

绝缘，线框被导线分成面积相等的两部分。导线通入由M到N的电流，当电流逐渐增

大时，线框中（）

A.磁通量变化量为零B.没有产生感应电流

C.感应电流方向为帅CaD.感应电流方向为αc⅛4

二、多选题

8.（2021•广东广州•统考一模）正方形金属线框/〃如图靠墙放置，空间中存在竖直向

上的匀强磁场。在外力作用下必边贴着墙面向下运动，边贴着水平面向左运动，此

过程中线框的（)

A.磁通量增加B.磁通量减小C.感应电流方向为ɑbɑfe（D.感应电流

方向为OdCba

9.（2022•广东广州・统考模拟预测）如图所示，一金属圆环用绝缘轻绳悬挂在竖直向下

的匀强磁场中，处于水平静止状态，圆环半径为心电阻为R。。若磁场的磁感应强度大

小随时间变化的关系为8=瓦+公（QO）,则（）

A.从上向下看，圆环中产生了逆时针方向的感应电流

B.圆环中的感应电动势大小为产

C.轻绳对圆环的拉力保持不变

D.圆环的发热功率逐渐增大

三、解答题

10.（2021•广东广州•统考二模）如图甲，电阻R=0∙2C的直角梯形金属框MCde放在绝

缘水平地面上，ab、be、cd、de的长度均为L=O.4m；边长Z<=0.4m的正方形区域/K

内存在垂直地面向下B=0∙5T的匀强磁场。金属框沿地面以恒定速度V=Lom/s向右穿过

磁场从Cd边刚进入磁场（D）到。离开磁场的时间内，e、d、N、，始终在一条直线上。

（1）求Cd边刚进入磁场时通过金属框的电流强度；

（2）通过分析和计算，在图乙中画出通过金属框的电流强度随时间变化的对图象（设逆时

针方向为正方向）。

试卷第4页，共6页

A∕7A

1O

•

O8

o∙6

∙

O4

O∙2

∙

I/3A

v2

•4//S

•6

•

8

•0

•

甲乙

11.（2022∙广东广州.统考二模）如图，不计电阻的金属导轨力OcO和Ao'CD'放置在磁

感应强度为8、方向竖直向上的匀强磁场中.竖直平面AoC与Ao'C'的距离为L,

6=45。；0COOC'D'在绝缘的水平地面上，。与。C靠近但不接触；OO'CC为矩形，

OC=5L,OD=6L,ZOVC=450；金属棒。和b完全相同，长度为L、质量为加、

单位长度的电阻为厂；“放在水平导轨上，人放在倾斜导轨上，6与导轨的动摩擦因数

〃=0.5,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度为g。

（1）若固定b,1=0时。从OO'以速度%沿导轨向左匀速运动，求通过b的电流/与时

间f的关系式；

（2）若。以某一速度开始向左匀速运动的同时释放b,在。到达CC前，匕保持静止，

求”运动速度的取值范围。

12.（2022・广东广州・统考二模）如图所示，空间分布着水平方向的匀强磁场，磁场区域

的水平宽度d=0.4m,竖直方向足够长，磁感应强度B=0.5T0单匝正方形线框PQMN边

长L=O.4m,质量S=O.2kg,电阻R=O.1C,静止放在光滑绝缘水平面上”『位置，现用一

水平向右的恒力F=O.8N拉线框，使其向右穿过磁场区后到达“II”位置。设线框平面在

运动中始终保持在竖直平面内，PQ边刚进入磁场后线框恰好做匀速运动，g=10m∕s20

求：

(I)PQ边刚进磁场时感应电流/的大小和方向；

(2)P。边刚进入磁场时的速度大小；

(3)线框从"I”位置到“II”位置过程中，恒力F所做的功。

：××:......

NP*II

一AF:××≡ττ≈

“I：Ig〔X,,X,,1

d

试卷第6页，共6页

参考答案：

1.C

【详解】A∙由题意，根据安培定则，可判断知通电直导线m和。,在P圆环处产生的磁场

方向均垂直纸面向外，所以穿过P的磁通量不为零，故A错误；

B.由于距离通电导线越近，产生的磁场越强，距离导线越远，产生的磁场越弱，根据安培

定则，结合对称性，可判断知通电直导线Cd和4在4、b圆心处产生磁场的合磁场方向相同，

均垂直纸面向里，故B错误；

C.根据两通电直导线之间的相互作用规律：“同向相吸，异向相斥“，可知W所受到的安培

力向左，”■所受到的安培力向右，故C正确；

D.由选项B分析可知，。处的磁场方向垂直纸面向里，若。圆环向左平动时，穿过。圆环

垂直纸面向里的磁通量将减小，根据“楞次定律”可知，感应电流产生的磁场方向也垂直纸面

向里，由安培定则可判断知在。内产生感应电流的方向为顺时针方向，故D错误。

故选C。

2.B

【详解】A.根据题意，由右手定则可知，在金属环下落过程中，在俯视图中，环中感应电

流沿顺时针方向，故A错误；

B.根据题意可知，当重力等于安培力时.，环下落的速度最大，根据平衡条件有

mg=F次=Ble∙2兀r

当环速度最大时，感应电动势为

E=B1πrv

感应电流为

_/E=—B∙=2-π-r-v---

mRR

联立可得

/=叵

mV/?

故B正确；

C.当环从静止下落过程中，由于切割磁感线，导致环中出现感应电流，受到安培阻力，则

除了重力外，还受安培力作用，由动量定理可知，动量变化等于合外力的冲量，故C错误;

D.设，时间内通过金属环横截面的电荷量为4,由题意可知，环下落速度为V时的感应电流

大小为

答案第1页，共7页

.B∙2πrv

I=-------

R

由于环中感应电流不断增大，则r时间内通过金属环横截面的电荷量

取向下为正方向，由动量定理有

mgt—B-1πrlt=mv-0

又有

Q=It

联立解得

_mgt—mv

'B-2πr

故D错误。

故选B。

3.D

【详解】A.沿方向平移，/2产生磁场大小不变，而//产生的磁场逐渐减小，所以穿过

线框的总磁通量向外逐渐增大，由楞次定律判断感应电流的方向，则导线框内产生顺时针方

向的感应电流，故A错误；

B.沿AB方向平移，//产生磁场大小不变，而/2产生的磁场逐渐减小，所以穿过线框的总磁

通量向里逐渐增大，穿过闭合电路的磁通量发生变化，由楞次定律判断感应电流的方向，则

导线框内产生逆时针方向的感应电流，故B错误；

C.沿AC方向平移，穿过闭合电路的磁通量不发生变化，一直为零，则导线框内无感应电

流，故C错误；

D.沿AO方向平移，线框内产生顺时针方向的感应电流，//在CZ）处磁场垂直于纸面向里,

由左手定则判断安培力的方向，。对CD边的安培力垂直CO边向右，故D正确。

故选D。

4.C

【详解】当S闭合瞬时，两灯同时获得电压，同时发光，随着线圈L电流的增加，逐渐将b

灯短路，b逐渐变暗直到熄灭，同时，a灯电流逐渐增大，变得更亮。故C正确ABD错误。

故选C。

5.A

【详解】A.闭合开关瞬间，线圈。中电流发生变化，在线圈6中会产生感应电流，可观察

答案第2页，共7页

到小磁针发生偏转，选项A正确；

B.闭合开关后，线圈”中电流不发生变化，在线圈b中不会产生感应电流，观察到小磁针

不偏转，选项B错误；

C.断开开关瞬间，线圈。中电流发生变化，在线圈人中会产生感应电流，观察到小磁针发

生偏转，选项C错误；

D.断开开关后，线圈a中电流不发生变化，在线圈b中不会产生感应电流，观察到小磁针

不偏转，选项D错误。

故选Ao

6.C

【详解】A.铜不可以被磁化，则选用铜质弦，电吉他不能正常工作，故A错误；

B.取走磁体，就没有磁场，振弦不能切割磁感线产生电流，电吉他将不能正常工作，故B

错误；

C.根据E=〃竽可知，增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势，故C正确；

Δ/

D.磁振动过程中，磁场方向不变，但磁通量有时变大，有时变小，则线圈中的电流方向不断

变化，故D错误.

7.C

【详解】AB.虽然线框被导线分成面积相等的两部分但离导线越远，磁场越弱。所以根据

磁通量相互抵消一部分可得：导线通入由”到N的电流，当电流逐渐增大时，通过导线框

的与下方磁场方向相同的磁通量增大，会产生感应电流，AB错误；

CD.根据MN中电流的方向,结合楞次定律则可判断abc中电流的方向感应电流方向为abca,

C正确，D错误。

故选Co

8.AD

【详解】AB.设线圈平面与水平面的夹角为0,则磁通量

Φ=BScosθ

则随θ角的减小，磁通量增加，选项A正确，B错误；

CD.根据楞次定律可知，穿过线圈的磁通量向上增加，则线圈中产生的感应电流方向为

adcba,选项C错误，D正确。

故选ADo

答案第3页，共7页

9.ABC

【详解】A.根据楞次定律可知，从上向下看，圆环中产生了逆时针方向的感应电流，选项

A正确；

B.圆环中的感应电动势大小为

E=S=kπr2

△t

选项B正确；

C.圆环受安培力的合力为零，则圆环只受向下的重力和轻绳的拉力作用，可知轻绳对圆环

的拉力保持不变，选项C正确；

D.圆环的发热功率

E2

P=—

Α

感应电动势不变，则圆环的发热功率不变，选项D错误。

故选ABC。

10.(1)1A;(2)

【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，由

E=BIv

/一

R

联立代入数据得

/=IA

（2）金属框穿过磁场，分三个阶段，第一阶段：M边从进入磁场到离开磁场（设从。至h∕）;

第二阶段：戾从进入磁场到离开磁场（设从。到攵）；第三阶段：。从进入磁场到离开磁场

（设从f2到a）。每个阶段的经历的时间均为

L

/=—

V

依题意，第一阶段，经历时间为0.4S

答案第4页，共7页

II=L

得

∕1=IA

第二阶段，经历时间为0.4s

∕2=v(z-r,)

得

Z2=2.5/-1

第二阶段，经历时间为0.4s

I3=L-v(t-t2)

得

ii=3-2.5r

iT图像如图

5L

⑴当'哼时’/=第■、［/<___,__≤_空时∕=8(6'F)%2mgL<6mgr

vJ(7Δ-v√)r,⑵3B2L~~B2L

VO0

【详解】(1)设〃切割磁感线的有效长度为/,产生的电动势为E,则有

E=BIVQ

电路中的电流为

/一

R

。分别在OC和CD运动时，

/5L_

(i)当Y一时，有

vo

l=L,R=ILr

答案第5页，共7页

联立可得

I=如

2r

5L/6L_

(ii)当一＜∕≤一时，有•

VO%

I=6L-v0t,R=(lL-v0t)r

联立可得

J=8(6LF)%

(7L-v0t)r

(2)设。