高考物理三轮冲刺训练：电磁感应(含答案及解析)

电磁感应（原卷）

1.［来源:2021年山西省吕梁市高考物理一模试卷］如图所示，宽为a的矩形金属导线框，从图

示位置由静止开始下落，通过一宽度为b（b>a）的水平匀强磁场区域，磁场方向垂直于线框平

面。从线框下边进入磁场区域到线框上边离开磁场区域的过程中（）

o0

5cx~1

A

XXX,

A.线框中一直有感应电流

B.线框受安培力时安培力的方向总是竖直向上

C.线框可能一直做匀速直线运动

D.线框可能一直做匀减速直线运动

2.［来源:2021年广东省河源市源城区高考物理模拟试卷（2月份）］如图甲所示，N=200匝的

线圈（图中只画了2匝），电阻r=2。，其两端与一个R=48。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E两端6点比a点电势高

B.电阻??两端的电压大小为10P

C.0.1s时间内非好电力所做的功为0.2/

D.0.1s时间内通过电阻火的电荷量为0.05C

3.［来源:2021年上海市嘉定区高考物理一模试卷］磁单极子自1932年被狄拉克提出以来，科学

家们一直都在努力寻找其存在的确凿证据。如果一个只有S极的磁单极子从上向下穿过如图所

示的闭合超导线圈，则从上向下看，这个线圈中将出现（）

s

A.先逆时针后顺时针的感应电流

B.先顺时针后逆时针的感应电流

C.逆时针方向的持续流动的感应电流

D.顺时针方向的持续流动的感应电流

4」来源:2021年上海市闵行区高考物理一模试卷］下面四种常用电器中哪一个应用的物理规律

与其他三个不同（）

A,动圈式麦克风B.动圈式扬声器C.家用电磁炉D.无线充电器

5.［来源:2021年湖北省龙泉中学、宜昌一中高考物理联考试卷（2月份）］如图所示，abed为

一边长为£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cd边平行，磁场区域的宽度为2乙磁感应强度为8方向竖直向下。线框在一垂

宜于cd边的水平恒定拉力尸作用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，以方两端的电压几｝及导线框中的电流i随c"边的位置坐标；变化的

6.［来源:2021湖北省模拟题］如图所示，水平面内足够长的光滑“凸”形电阻可忽略的金属导

轨左侧宽度为右侧宽度为且4=2心2,有两个材料相同，质量均为卬导体棒静止在导

轨上，垂直于导轨所在平面向上的磁场磁感应强度大小为Bf现给导体棒I一初速度为使其沿

水平方向开始运动直至达到稳定状态，整个过程导体棒I一直在左侧导轨部分，下面说法正确

A.导体棒I达到稳定状态时速度为最

B.导体棒I达到稳定状态时速度为半

c.整个过程中通过导体棒n的电荷量为翳

D.整个过程中导体棒II上产生的焦耳热为真m近

7.［来源:2021年河南省新乡市高考物理摸底试卷（2月份）］如图所示，固定在绝缘水平面上的

半径r=0.2m的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小8=0.1T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00,上，随轴顺时针匀速转动。在圆环的

4点和电刷间接有阻值R=10。的电阻和板间距d=0.01m的平行板电容器，有一质量m=1g、

电荷量q=lx10-5。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g=

10m/s2,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10/

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10。

D.金属棒转动的角速度大小为SXlCPrad/s

8.［来源:2021年广西梧州市高考物理毕业班联考试卷（3月份）］一种基于电磁感应原理的非接

触式电能供应系统可实现电能的无线传输，目前己有手机无线充电等应用，如图所示为这种供

电系统原理示意图.图中两个感应线圈力和8相邻正对放置，不计线圈的电阻.下列说法正确

的是（）

A.向/线圈中输入变化的电流，B线圈中会产生感应电动势

B.向/线圈中输入恒定的电流，8线圈中会产生感应电动势

C.电能传输中只增加人夕间距，夕线圈中感应电动势会变大

D.电能传输中只增加1线圈中电流的变化率，B线圈中感应电动势会变大

9.［来源:2021年辽宁省大连市高考物理双基试卷］如图所示，足够长的光滑平行金属导轨与水

平面成。角放置，导轨间距为/且电阻不计，其顶端接有一阻值为兄的电阻，整个装置处于磁

感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。一质量为〃的金属棒以初速度火

由导轨底端上滑，经一段时间滑行距离x到达最高点后，又返回底端。棒与两导轨始终垂直且

接触良好，其接入电路中的电阻为r,重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A.棒下滑过程的平均速度等于当

B.棒下滑过程通过月的电荷量为等

K

mvQ[R+r)-B2L2X

C.棒上滑时间等于

mg(R+r)sin0

D.棒上滑过程中回路产生的焦耳热等于诏-mgxsin6

10.［来源:2021年广东省韶关市高考物理一模试卷］如图，〃形光滑金属框成“置于水平绝缘平

台上，ab和近边平行，和A边垂直.ab、de足够长，整个金属框电阻可忽略，一根具有一

定电阻的导体棒腑置于金属框上，用水平恒力夕向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处

于竖直向下的匀强磁场中，即与金属框保持良好接触，且与6c边保持平行，经过一段时间后

)

xxx/VxX5(X

A.金属框和导体棒速度相等B.金属框和导体棒加速度相等

C.导体棒所受安培力不变D.金属框的加速度不变

11.［来源:2021山西省模拟题］如图所示的光滑导轨，由倾斜和水平两部分在MM,处平滑连接组

成。导轨间距为2,水平部分处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，倾斜导轨连接阻

值为斤的电阻。现让质量为n阻值为2兄的金属棒a从距离水平面高度为力处静止释放。金

属棒a到达磁场中O。，时，动能是该金属棒运动到MM，时动能的;，最终静止在水平导轨上。

金属棒a与导轨接触良好且导轨电阻不计，重力加速度g=10m/s2.以下说法正确的是（）

A.金属棒a运动到MM，时回路中的电流大小为整师I

B.金属棒a运动到00'时的加速度大小为a=”画

3mR

C.金属棒a从方处静止下滑到在水平导轨上静止过程中，电阻上产生的焦耳热为Jmgh

D.金属棒a若从方处的止释放，在它运动的整个过程中，安培力的冲量大小是m历元

方向向左

12.［来源:2021年安徽省合肥市高考物理一模试卷］如图所示，宽度为L的光滑金属框架MNPQ

固定于水平面，并处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，框架的电阻分

布不均匀。将质量为小长为£的金属棒成垂直放置在框架上，并且与框架接触良好。现给

棒ab向左的初速度%,其恰能做加速度大小为a的匀减速直线运动，则在棒ab的速度由孙减

为p的过程中，下列说法正确的是

NaM

XXx

DD

XXX

XXXXX<

XXXXX<

bQ

22

A.棒成的位移大小为绥_

B.通过棒动的电荷量为嗯a

oL

C.框架外段的热功率增大

D.棒ab产生的焦耳热为:-v2）

13.［来源:2021年江西省重点中学协作体高考物理第一次联考试卷（2月份）］如图所示，x轴

上方有两条曲线均为正弦曲线的半个周期，其高和底的长度均为1,在x轴与曲线所围的两区

域内存在大小均为8方向如图所示的匀强磁场，加阳为一边长为1的正方形导线框，其电阻

为R,磔与x轴重合，在外力的作用下，线框从图示位置开始沿x轴正方向以速度/匀速向右

穿越磁场区域，则下列说法正确的是（）

A.线框的刚边到达x坐标为;处时，感应电流最大

B.线框的两边到达x坐标为段处时，感应电流最大

C.穿越磁场的整个过程中，线框中产生的焦耳热为胃

D.穿越磁场的整个过程中，外力所做的功为空三

14.［来源:2021年湖北省九师联盟高考物理巩固试卷（2月份）］如图甲所示，质量为小电阻

为2•的金属棒ab垂直放置在光滑水平导轨上，导轨由两根足够长、间距为d的平行金属杆组

成，其电阻不计，在导轨左端接有阻值〃的电阻，金属棒与导轨接触良好，整个装置位于磁感

应强度为B的匀强磁场中。从某时刻开始，导体棒在水平外力户的作用下向右运动(导体棒始

终与导轨垂直)，水平外力随着金属棒位移变化的规律如纽乙所示，当金属棒向右运动位移x

时金属棒恰好匀速运动。则下列说法正确的是()

A.导体棒助匀速运动的速度为〃=警

B.从金属棒开始运动到恰好匀速运动，电阻不上通过的电量为黑

C.从金属棒开始运动到恰好匀速运动，电阻R上产生的焦耳热、氏=噂器犬—；产ox

D.从金属棒开始运动到恰好匀速运动，金属棒克服安培力做功卬克=；尸0%-嘿/

15.［来源:2021年河南郑州市高考物理猜想试卷(全国I卷)］光滑水平轨道的c、&而在a端

很接近但是不相连，几段与曲段平行，尺寸如图所示。轨道之间存在磁感应强度为3的匀强

磁场。初始时质量为9的杆1放置在Ad两点上，杆2放置在杆1右侧〃2处。除杆2电阻

为月外，杆1和轨道电阻均不计。

(1)若固定杆1,用水平外力以速度为匀速向右拉动杆2。推导杆2中的感应电动势大小为

E=BLVQ；

(2)若固定杆2,用水平外力将杆1以初速度盯向左拉动，运动过程中保持杆中电流不变,

求杆1向左运动位移L时速度的大小；

(3)在(2)间的过程中，杆1向左运动位移A过程中，求水平外力做的功;

(4)在(2)问的过程中，求杆1向左运动位移£所用时间。

16.［来源:2021年河北省新高考“八省联考”高考物理适应性试卷］如图1所示，两条足够长的

平行金属导轨间距为0.5m.固定在倾角为37。的斜面上。导轨顶端连接一个阻值为1。的电阻。

在树下方存在方向垂直于斜面向上、大小为1T的匀强磁场。质量为0.5kg的金属棒从相处

由静止开始沿导轨下滑，其运动过程中的图象如图2所示。金属棒运动过程中与导轨保

2

持垂直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，取g=10m/sfsin37°=0.6,cos37。=0.8。

(1)求金属棒与导轨间的动摩擦因数;

(2)求金属棒在磁场中能够达到的最大速率；

(3)已知金属棒从进入磁场到速度达到5m/s时通过电阻的电荷量为1.3C,求此过程中电

阻产生的焦耳热。

17.［来源:2021年云南师大附中高考物理适应性试卷(七)］如图所示，有一倾角为a的固定粗

糙斜面，斜面上相隔为d的平行虚线就与网间有大小为8的匀强磁场，方向垂直斜面向下。

一质量为公电阻为A边长为L的正方形单匝纯电阻金属线圈，在沿斜面向上的恒力作用下，

以速度。匀速进入磁场，线圈成边刚进入磁场和cd边刚要离开磁场时，助边两端的电压相

等。已知磁场的宽度〃大于线圈的边长"线圈与斜面间的动摩擦因数为出重力加速度为幺

求：

(1)线圈有一半面积进入磁场时通过防边的电荷量3

(2)恒力尸的大小；

(3)线圈通过磁场的过程中产生的焦耳热Q。

18.［来源:2021年上海市杨浦区高考物理一模试卷］如图(Q),磁力刹车是为保证过山车在最后

进站前的安全而设计的一种刹车形式。磁场很强的铉磁铁长条安装在轨道上，刹车金属片安装

在过山车底部或两侧。简化为图(b)的模型，相距为1、水平放置的导轨处于磁感应强度大小

为反方向竖直的匀强磁场中，整个回路中的等效电阻为总将过山车上的刹车金属片等效为

一根金属杆初过山车的质量为伍不计轨道摩擦和空气阻力。

(1)求水平磁力刹车减速的加速度a大小随速度/变化的关系式;

(2)试比较用磁力刹车和用摩擦力刹车的区别;

(3)若过山车进入水平磁力刹车轨道开始减速时，速度为30m/s,刹车产生的加速度大小

为15m/s2。过山车的速度v随位移x的变化规律满足：〃=%-鬻元(设水平轨道起点

x=0)o在图(c)中画出水平磁力刹车减速的加速度大小随速度变化的图线，并求出过山

车在水平轨道上减速到10m/s时滑行的距离。

19.［来源:2021年江苏省南通、徐州、宿迁、淮安、泰州、馍江六市联考高考物理一调试卷］如

图甲所示，两根足够长的光滑平行金属导轨娜网固定在水平面内，相距为£,轨道端点乂

尸间接有阻值为斤的电阻，导轨电阻不计.长度为£、质量为以电阻为r的金属棒加垂直于

也M图静止放在导轨上，与物间的距离为4棒与导轨堂触良好.t=0时刻起，整个空间加

一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小8随时间I的变化规律如图乙所示，图中80、玷己

(1)若加时刻棒助的速度大小为外求0~玷时间内安培力对棒所做的功网

(2)在0~珀时间内，若棒ab在外力作用下保持静止，求此时间内电阻发产生的焦耳热

20.［来源:2021年安徽省阜阳市高考物理质检试卷］如图，两平行光滑金属导轨极；AB'U的

左端接有阻值为E的定值电阻Z,间距为。其中以44固定于同一水平面(图中未画出)上

且与竖直面内半径为r的:光滑圆弧形导轨必B'C'相切于B、*两点。矩形区域内存

在磁感应强度大小为5、方向竖直向上的匀强磁场。导体棒成的质量为卬、电阻值为R长度

为。助棒在功率恒定、方向水平向右的推力作用下由静止开始沿导轨运动，经时间£后撤去

推力，然后助棒与另一根相同的导体棒cd发生碰撞并粘在一起，以3面?的速率进入磁场，

两导体棒穿过磁场区域后，恰好能到达CC处。重力加速度大小为g,导体棒运动过程中始终

与导轨垂直且接触良好，不计导轨的电阻。

(1)求该推力的功率只

(2)求两导体棒通过磁场右边界B)时的速度大小n

(3)求两导体棒穿越磁场的过程中定值电阻Z产生的焦耳热Q

(4)两导体棒到达CC'后原路返回，请通过计算判断两导体棒能否再次穿过磁场区域。若不

能穿过，求出两导体棒停止的位置与0。的距离X、

21.［来源:2021年辽宁省名校联盟高考物理联考试卷(3月份)］如图所示，绝缘水平面上有条

形区域I、II、ID,其宽度均为s,区域I内有磁感应强度大小为A竖直向下的的匀强磁场(

俯视图)。用粗细均匀的电阻丝制成边长为s的单匝正方形金属线框aAd,线框总电阻为兄

质量为4%线框制作平整，与水平面贴合良好，除区域HI水平面与线框间有恒定的动摩擦因

数外，其余部分光滑。线框以初速度如进入匀强磁场，运动至线框中心对称线与切重合时速

度恰好减为0,重力加速度为g,求：

(1)线框刚好完全进入区域I的速度大小；

(2)区域ID与线框间的动摩擦因数。

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22.［来源:2021年安徽省A10联盟高考物理开年试卷］如图，两根足够长的光滑平行金属导轨

MN.N倾斜放置，导轨平面与水平面的夹角。=30。，导轨间距为。导轨上端连接一个理想

电压表，下端连接一个阻值为不的定值电阻，整个导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，

磁场的磁感应强度大小为尻质量为卬的金属棒助放在导轨上，用平行于导轨平面向上的拉

力拉金属棒，使金属棒由静止开始向上运动，某时刻撤去拉力。金属棒向上运动的整个过程中，

电压表的示数随时间变化的图象如图乙所示(图中U。、to均已知)，金属棒沿导轨运动过程中与

导轨接触良好且始终与导轨垂直，金属棒接入电路的电阻为之出重力加速度为&不计导轨电

阻，求：

(1)撤去拉力的瞬间，金属棒的速度大小；

(2)t=：to时刻，作用于金属棒上拉力的大小；

(3)撤去拉力后，金属棒向上运动过程中，通过定值电阻月的电量及定值电阻不上产生的焦耳

23.［来源:2021年江苏省无锡市高考物理质检试卷(2月份)(一模)］如图所示，“凹”字形硬

质金属线框质量为Z相邻各边互相垂直，且处于同一平面内，ab、be边长均为21,gf边长

为，匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面。开始时，6c边离磁场

上边界的距离为线框由静止释放，从A边进入磁场直到gf边进入磁场前，线框做匀速运

动。在我边离开磁场后，ah、ed边离开磁场之前，线框又做匀速运动。线框在下落过程中始

终处于竖直平面内，且be、4边保持水平，重力加速度为幺求

(1)线框ah、ed边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是加边刚进入磁场时的几倍；

(2)若磁场上下边界间的距离则线框完全穿过磁场过程中产生的热量为多少？

磁场区

24.［来源:2021年江苏省淮安市清江浦区淮阴中学高考物理模拟试卷］将两足够长的平行直导轨

脉N固定在绝缘斜面上，已知导轨与水平面之间的夹角为6=30°,两导轨之间的距离为L=

2m,下端接有R=1.50的定值电阻，如图甲所示。在整个空间加一范围足够大且方向垂直导

轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示，t=0时磁感应强

度的方向垂直导轨平面向上。将一质量为m=1.4kg、阻值为r=0.50、长度为L=2m的导

体棒垂直地放在导轨上且与导轨始终接触良好，开始时导体棒与心的距离为L1二1m,其他

电阻不计，已知导体棒与导轨之间的动摩擦因数为〃=手，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，

2

重力加速度g=10m/so

(1)如果导体棒在0〜Is内始终不动，求流过定值电阻的电流大小以及方向；

(2)分析t=1.1s时导体棒所处的状态以及此时所受摩擦力的大小和方向；

(3)如果t=1.2s时在导体棒上加一沿导轨向上的外力F,使导体棒沿导轨向上以a=5m/s2的

加速度做匀加速直线运动，写出该外力随时间变化的表达式。

0

-0.4

电磁感应(解析版)

“来源:2021年山西省吕梁市高考物理一模试卷］如图所示，宽为a的矩形金属导线框，从图

示位置由静止开始下落，通过一宽度为b(b>a)的水平匀强磁场区域，磁场方向垂直于线框平

面。从线框下边进入磁场区域到线框上边离开磁场区域的过程中()

口

线框中一直有感应电流

线框受安培力时安培力的方向总是竖直向上

线框可能一直做匀速直线运动

线框可能一直做匀减速直线运动

【答案】B

【解析】

解：A、由于磁场的宽度大于线框的宽度，当线框完全在磁场中时，线框中的磁通量不会发生

变化，此时线框中不再产生感应电流，故A错误；

B、线框进入磁场过程中，根据右手定则可知电流方向为逆时针，根据左手定则可知线框受到

的安培力方向向上；线框离开磁场过程中，根据右手定则可知电流方向为顺时针，根据左手定

则可知线框受安培力时安培力的方向向上，故B正确；

CD、如果线框完全在磁场中，感应电流为零、安培力为零，线框只受重力作用，线框做加速

度为g的匀加速直线运动，故CD错误。

故选：Bo

当线框完全在磁场中时，线框中的磁通量不会发生变化，此时线框中不再产生感应电流，线框

只受重力作用，线框做加速度为g的匀加速直线运动；根据左手定则判断安培力的方向。

本题主要是考查电磁感应现象中的力学问题，关键是弄清楚线框的受力情况和感应电流产生的

条件，根据受力情况分析运动情况。

2.［来源:2021年广东省河源市源城区高考物理模拟试卷（2月份）］如图甲所示，N=200匝的

线圈（图中只画了2匝），电阻r=其两端与一个R=480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E两端力点比，点电势高

B.电阻〃两端的电压大小为10/

C.0.1s时间内非静电力所做的功为0.2/

D.0.1s时间内通过电阻发的电荷量为0.05C

【答案】C

【解析】

解：A、由楞次定律可得，穿过线圈的磁通量越来越大，则此时线圈电流为顺时针，电流方向

从a到b流过电阻R,故a点电势高于b点电势，故A错误；

B、由图象可知，图象的斜率k="二等Wb/s=0.05Wb/s,已知线圈匝数为：N=200匝，

△t0.1

故E=N处=200x0.05=10V,由于线圈内阻为r=2Q,R=48H,二者串联，由串联电

△t

路分压定律可得：：=£，Ui+U2=10V,故U2=9.6V,

故B错误；

CD、已知回路中的电流为：I=A=F2A=0.2A,由电流的定义式可得：q=It=0.2x

R+r2+481

O.ic=0.02C,由电动势的定义式可得：E=/w为非经典力所做的功，代入数据可得：W=

qE=10x0.02J=0.2J,故C正确，D错误；

故选：Co

由楞次定律分析出感应电流的方向，再由法拉第电磁感应定律求出电流的大小，以此进行分析。

本题主要考查了楞次定律，法拉第电磁感应定律，电功和电功率的计算，解题关键在于线圈此

时相当于电源，线圈的内阻相当于电源的内阻C

3.［来源:2021年上海市嘉定区高考物理一模试卷］磁单极子自1932年被狄拉克提出以来，科学

家们一直都在努力寻找其存在的确凿证据。如果一个只有S极的磁单极子从上向下穿过如图所

示的闭合超导线圈，则从上向下看，这个线圈中将出现（）

A.先逆时针后顺时针的感应电流

B.先顺时针后逆时针的感应电流

C.逆时针方向的持续流动的感应电流

D.顺时针方向的持续流动的感应电流

【答案】D

【解析】

解：AC、当S极磁单极子穿过超导线圈的过程中，当磁单极子靠近线圈时，穿过线圈中磁通

量增加，且磁场方向从下向上，所以由楞次定律可知，感应磁场方向向下，再由右手螺旋定则

可确定感应电流方向顺时针，故A错误、C错误；

BD、当磁单极子远离线圈时，穿过线圈中磁通量减小，且磁场方向从上向下，所以由楞次定

律可知，感应磁场方向向下，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向顺时针，因此线圈中产生

的感应电流方向不变，故B错误，D正确；

故选：Do

根据右手螺旋定则、楞次定律，可以判断线圈中电流的方向。

考查右手螺旋定则、楞次定律，及磁单极子的特征.同时注意磁体外部的感应线是从N极射

出，射向S极.

4.［来源:2021年上海市闵行区高考物理一模试卷］下面四种常用电器中哪一个应用的物理规律

与其他三个不同（）

A.动圈式麦克风B.动圈式扬声器C.家用电磁炉D.无线充电器

【答案】B

【解析】

解：A、当传声器接受声波时，作用在振膜上，引起振膜振动，带动音圈作相应振动，音曲在

磁铁中运动，产生电动势，属于电磁感应现象；

B、通电导体在磁场中受力，变化的电流通过线圈，通电线圈受力，从而让扬声器的膜片振动，

产生声音，属于电流的磁效应；

C、家用电磁炉能加热食物是因为通电线圈产生变化的磁场在锅体中产生电磁感应而引起的；

D、无线充电器是初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，

从而将能量从传输端转移到接收端；

ACD选项应用的物理规律都是电磁感应现象，而B选项应用的是电流的磁效应，

故选：Bo

明确电磁感应定律的应用，并掌握生活中常用仪器的工作原理即可求解。

本题考查了电磁感应现象和电流的磁效应，注意电磁感应定律在生产生活中有着很多的应用，

要注意正确理解，同时注意明确二者的区别。

5.［来源:2021年湖北省龙泉中学、宜昌一中高考物理联考试卷（2月份）］如图所示，abed为

一边长为/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cd边平行，磁场区域的宽度为2£,磁感应强度为8方向竖直向下。线框在一垂

直于cd边的水平恒定拉力尸作用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，小6两端的电压UM及导线框中的电流］.随”边的位置坐标x变化的

XXXX

---------21----------

【答案】BD

【解析】

解决本题的关键会根据线框的受力状况判断线框的运动状况，以及知道线框出磁场的末速度不

会小于进磁场的速度，则出磁场时感应电流不会小于进磁场时的感应电流。

【解答】

AB.线框进入磁场的过程做匀速直线运动，感应电动势E=BLv恒定，线框中的电流大小恒定，

方向沿逆时针方向，a、b两端的电压Uab=：BLv；线框完全在磁场中运动时，穿过闭合电路

的磁通量不变，线框中感应电流为零，做匀加速运动，但ab边两端的电压Uab=BLv=

BLJ诏+2ax,其中V。为匀速运动的速度，Uab与位移x不是线性关系，当出磁场时，线框做

减速运动，Uab不断减小，故A错误、B正确；

CD.线框进入磁场过程中，线框中的电流大小恒定且为逆时针，完全进入磁场时电流为零；线

框离开磁场，做减速运动，加速度逐渐减小，线框刚好完全离开磁场时，速度大于或等于匀速

运动时的速度，不可能为零，故此时电流也不可能为零，故C错误、D正确。

故选BDo

6.［来源:2021湖北省模拟题］如图所示，水平面内足够长的光滑“凸”形电阻可忽略的金属导

轨左侧宽度为人，右侧宽度为且人=2儿，有两个材料相同，质量均为。导体棒静止在导

轨上，垂直于导轨所在平面向上的磁场磁感应强度大小为Bt现给导体棒I一初速度％使其沿

水平方向开始运动直至达到稳定状态，整个过程导体棒I一直在左侧导轨部分，下面说法正确

A.导体棒I达到稳定状态时速度为半

B.导体棒I达到稳定状态时速度为半

c.整个过程中通过导体棒n的电荷量为翳

D.整个过程中导体棒II上产生的焦耳热为卷TH堤

【答案】ACD

【解析】

对于安培力作用下导体棒的运动问题，如果涉及电荷量、求位移问题，常根据动量定理结合法

拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律列方程进行解答。

【解答】

AB、达到稳定状态时电流为零，此时I的速度为Vi，II的速度为V2,则有：BL】Vi=BL2V2,

解得V2=2VI；对I根据动量定理可得：

=mv1-mv（）,对II根据动量定理可得：BIL2t=mv2-0»则mv（）-mv〔二Zmv2,

解得：v1二£,V2=等，所以导体棒I达到稳定状态时速度为冷，故A正确、B错误;

C、对n根据动量定理可得：BIL2t=mv2-0,其中q=It,则整个过程中通过导体棒II的电

mv2_2mv°_4mv

荷量为q=0故c正确;

BL7-5BL2-5BLi'

D、整个过程中系统产生的焦耳热Q=gm诏-gm诏-gm诏，两个导体棒材料相同，质量相

同，则体积相同，横截面积之比为1：2,故由电阻定律可知则电阻之比为4：1,导体棒II上

产生的焦耳热为Qu=：Q=祗m诏，故D正确。

**O

故选ACDo

7.［来源:2021年河南省新乡市高考物理摸底试卷（2月份）］如图所示，固定在绝缘水平面上的

半径r=0.2m的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小8=0.1T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00，上，随轴顺时针匀速转动。在圆环的

4点和电刷间接有阻值R=10。的电阻和板间距d=0.01m的平行板电容器，有一质量m=1g、

电荷量q=lx10-5。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°=

10m/s2,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10/

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5Xl（Prad/s

【答案】AD

【解析】

本题是电磁感应现象和电路相结合的问题，常规题目。

【解答】

A.对电容器极板间的带电颗粒受力分析得出=mg,得出U=**常%v=10V,

故选项A正确；

B.金属棒顺时针方向运动，根据右手定则可知，电容器下极板带正电荷，故B错误；

C.根据1=］Q=It可知，每秒钟通过电阻的电荷量为1C,故C错误：

D.根据公式E=与二得出3=5xIO?rad/s,故D正确；

故选AD。

8.［来源:2021年广西梧州市高考物理毕业班联考试卷（3月份）］一种基于电磁感应原理的非接

触式电能供应系统可实现电能的无线传输，目前已有手机无线充电等应用，如图所示为这种供

电系统原理示意图.图中两个感应线圈力和夕相邻正对放置，不计线圈的电阻.下列说法正确

的是（）

刊…回…

A.向4线圈中输入变化的电流，B线圈中会产生感应电动势

B.向力线圈中输入恒定的电流，B线圈中会产生感应电动势

C.电能传输中只增加A8间距，5线圈中感应电动势会变大

D.电能传输中只增加为线圈中电流的变化率，8线圈中感应电动势会变大

【答案】AD

【解析】

根据法拉第电磁感应定律：E=再结合感应电动势产生的条件，从而即可解答。

本题主要考查法拉第电磁感应定律、感应电动势的产生条件。

【解答】

AB.根据感应电动势产生的条件，若A线圈中输入恒定的电流，则A产生恒定的磁场，B中的

磁通量不发生变化，则B线圈中就会不产生感应电动势.A线圈中输入变化的电流时，B线圈中

会产生感应电动势，故A正确，B错误；

CD.根据法拉第电磁感应定律：E=^可得，A线圈中电流变化越快，A线圈中电流产生的磁

场变化越快，B线圈中感应电动势越大，增大.A.B间的距离，不能使B线圈中感应电动势变

大，故C错误，D正确。

故选AD。

9.［来源:2021年辽宁省大连市高考物理双基试卷］如图所示，足够长的光滑平行金属导轨与水

平面成6角放置，导轨间距为£且电阻不计，其顶端接有一阻值为E的电阻，整个装置处于磁

感应强度为5的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。一质量为m的金属棒以初速度为

由导轨底端上滑，经一段时间滑行距离x到达最高点后，又返回底端。棒与两导轨始终垂直且

接触良好，其接入电路中的电阻为r,重力加速度为g。下列说法正确的是（）

R

B

A.棒下滑过程的平均速度等于手

B.棒下滑过程通过月的电荷量为詈

K

C.棒上滑时间等于

mg(R+r)sin0

D.棒上滑过程中回路产生的焦耳热等于:m诏-mgxsin0

【答案】CD

【解析】

本题考查电磁感应与力学的综合，需要能正确地进行受力分析和能量转化情况的分析。

【解答】

A.金属棒在上滑过程中，加速度逐渐减小，到最高点时速度为零，故上滑过程中金属棒的平均

速度小于3，金属棒下滑过程的位移大小等于上滑过程的位移大小，且在同一高度处（最高点

除外）金属棒下滑过程的加速度小于上滑过程的加速度，故金属棒下滑所用时间大于上滑所用

时间，下滑平均速度小于上滑的平均速度，即小于3，故A错误；

B.棒下滑过程通过R的电荷量q=It=三=裴，故B错误;

C.棒上滑过程中，根据动量定理得：-（mgsine+BIL）At=0-mv（）,IAt=芸~,联立解得:

mv()(R+r)-B2L2x

At=故c正确;

mg(R+r)sin0

D.棒上滑过程中，根据能量守恒定律得gm诏=mgxsine+Q,回路产生的焦耳热等于

；HIVQ-mgxsin0)故D正确。

故选CDo

10.［来源:2021年广东省韶关市高考物理一模试卷］如图，，形光滑金属框abed置于水平绝缘平

台上，助和de边平行，和。c边垂直.ab、de足够长，整个金属框电阻可忽略，一根具有一

定电阻的导体棒冲置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处

于竖直向下的匀强磁场中，加与金属框保持良好接触，且与A边保持平行，经过一段时间后

()

XXXMxXXX

xxx/VxXScX

A.金属框和导体棒速度相等B.金属框和导体棒加速度相等

C.导体棒所受安培力不变D.金属框的加速度不变

【答案】BCD

【解析】

本题为电磁感应中的双棒问题的变型，需通过对金属框和导体棒的受力分析来判断它们的运动

情况，同时利用运动学的规律结合法拉第电磁感应定律来判断电路中的感应电动势和感应电流

的变化情况，从而来确定金属框和导体棒运动的最终状态；

施加拉力后金属框做加速度减小的加速运动，导体棒做加速度增大的加速运动，当两者加速度

相等时两导体棒的速度差保持不变，两导体棒以相等的加速度做匀加速直线运动，根据金属框

与导体棒的受力情况分析清楚其运动过程答题。

【解答】

金属框在恒力作用下向右做切割磁感线运动，由右手定则判断知，回路中产生逆时针的感应电

流，由左手定则判断可知，导体棒所受的安培力方向向右，故导体棒向右做加速运动；

设刚开始运动后金属框的速度为V1，导体棒的速度为V2,磁感应强度为B,be边长为1,金属

框的质量为mi，导体棒的质量为m2,导体棒的电阻为R,贝人

以金属框为研究对象，其在此时刻的加速度a［为：a［二上-小铲，

以导体棒为研究对象，其在此时刻的加速度a2为：32=^鬻也，

由ai、a2的表达式可知，金属框向右运动后，开始阶段，由于金属框的加速度大于导体棒的加

速度,故金属框和导体棒的速度差在逐渐增大，回路中产生的感应电动势增大,感应电流增大，

金属框和导体棒所受的安培力都增大，则此后金属框的加速度在逐渐减小，导体棒的加速度在

逐渐增大,当两者的加速度相等时,速度之差将会保持不变,感应电流与安培力也将保持不变，

金属框和导体棒最终做加速度相同的匀加速直线运动；

AB、当两者的加速度相等时，速度之差将会保持不变，A错误，B正确；

C、由上述分析可知，金属框与导体棒构成的回路最终的电流保持不变，所以导体棒所受的安

培力最终为定值，c正确；

D、由上述分析可知，金属框最终做匀加速直线运动，加速度恒定，D正确。

故选BCDo

11.［来源:2021山西省模拟题］如图所示的光滑导轨，由倾斜和水平两部分在MM'处平滑连接组

成。导轨间距为。水平部分处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，倾斜导轨连接阻

值为斤的电阻。现让质量为以阻值为2斤的金属棒a从距离水平面高度为力处静止群放。金

属棒a到达磁场中00'时，动能是该金属棒运动到MM，时动能的;，最终静止在水平导轨上。

金属棒a与导轨接触良好且导轨电阻不计，重力加速度g=lOm/s2.以下说法正确的是（）

A.金属棒a运动到MM，时回路中的电流大小为整师

D11

B.金属棒a运动到00'时的加速度大小为a=理回

3mR

C.金属棒a从力处静止下滑到在水平导轨上静止过程中，电阻上产生的焦耳热为《mgh

D.金属棒a若从力处静止释放，在它运动的整个过程中，安培力的冲量大小是m庖瓦

方向向左

【答案】ACD

【解析】解：A、金属棒沿斜轨道下滑过程，据动能定理有mgh=gmv2,解得：丫=同1,

此时的电动势E=BLv,电流1=号,

K+ZK

联立解得：1=算历;，

B、由题意知，金属棒到达00'时的速度为《根据牛顿第二定律得%,=BIL=B?2L=ma，

L女R+2R

解得：a=吧壁画，故B错误；

6mR

C、对金属棒运动全过程，据能量守恒定律有mgh=Q,其中电阻R上产生的焦耳热与金属棒

上的焦耳热按阻值分配有QR=嬴Q,

联立解得：Q=^mgh,故C正确;

R（3

D、取水平向右为正方向，根据动量定埋有I=-F安•t=0-mv=-方向水平向左，

故D正确。

故选：ACDo

由动能定理求出金属棒刚进入水平轨道时的速度，根据法拉第电磁感应定律求解电动势，由欧

姆定律求解回路电流；

根据安培力公式结合牛顿第二定律求解金属棒到达00'时的加速度；

根据能量守恒定律求解电阻R上产生的焦耳热；

根据动量定理求解安培力的冲量；

解决本题的关键是明确金属棒的运动情况，抓住牛顿第二定律的瞬时表达式、瞬时加速度的定

义式，电磁感应中热量问题，要想到能否用能量守恒定律解答。

12.［来源:2021年安徽省合肥市高考物理一模试卷］如图所示，宽度为L的光滑金属框架MNPQ

固定于水平面，并处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，框架的电阻分

布不均匀。将质量为仄长为2的金属棒助垂直放置在框架上，并且与框架接触良好。现给

棒ab向左的初速度为，其恰能做加速度大小为a的匀减速直线运动，则在棒ab的速度由必减

为v的过程中，下列说法正确的是

N。M

XX/XX

XXXX

XXXXX

XXXXX

PbQ

A.棒加的位移大小为磐

B.通过棒动的电荷量为叫沪

HL

C.框架阶段的热功率增大

D.棒加产生的焦耳热为gm（诏-祥）

【答案】AB

【解析】

本题主要考查动生电动势，焦耳定律，能量守恒，解决本题的关键在于对能量守恒的正确理解

及应用。

根据匀变速直线运动速度位移关系求解位移大小：根据动量定理结合安培力的冲量求解电荷量:

根据热功率公式求解热功率变化情况；根据能量守恒求解回路中产生的热量，从而判断ab棒

的焦耳热情况。

【解答】

A.根据匀变速直线运动速度位移关系有：v2-vj=-2ax,解得：乂=觅苦，故A正确；

u2a

B.对ab棒根据动量定理有：一BiL•At=mv-m%,又q=i・At,解得：q=",故B

正确；

C.根据热功率：P=I2R,随着导体棒ab速度的减小，动生电动势：E=BLv也减小，根据闭

合电路欧姆定律可知，电流减小，故热功率减小，故C错误；

22

D.由能量守恒定律可知，imv0-^mv=Q,Q为电路中产生的焦耳热，故导体棒ab产生

的焦耳热小于Q,即小于：m（v3—v2）,故D错误。

故选AB。

13.［来源:2021年江西省重点中学协作体高考物理第一次联考试卷（2月份）］如图所示，彳轴

上方有两条曲线均为正弦曲线的半个周期，其高和底的长度均为1,在x轴与曲线所围的两区

域内存在大小均为8方向如图所示的匀强磁场，3为一边长为1的正方形导线框，其电阻

为兄独与x轴重合，在外力的作用下，线框从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速向右

穿越磁场区域，则下列说法正确的是（）

A.线框的例边到达x坐标为;处时，感应电流最大

B.线框的W边到达x坐标为微处时，感应电流最大

C.穿越磁场的整个过程中，线框中产生的焦耳热为午

D.穿越磁场的整个过程中，外力所做的功为空

【答案】BD

【解析】

当线框的左右两边都切割磁感线，且有效切割长度最大时产生的感应电动势，感应电流最大,

画出线框中感应电流与时间的关系图象，根据焦耳定律求线框中产生的焦耳热。线框匀速运动,

外力所做的功等于线框中产生的焦耳热。

本题以导线框匀速通过有界磁场的运动为命题背景，考查平衡条件、法拉第电磁感应定律、欧

姆定律等高中主干知识。要知道在电磁感应中要求焦耳热，必须用电流的有效值。

【解答】

AB.线框向右匀速运动过程中，当线框的PN边到达x坐标为4处时，感应电流最大，此时感应

电流大小为：3=等，故A错误，B正确；

C.线框向右匀速运动过程中，回路中产生的感应电流随时间变化的图象如图所示（规定逆时针

方向为正），

穿越磁场的整个过程中，线框中产生的焦耳热为：

11

0=2I9?R-+I9?R-

vv

Q=2（*加+（号加=誓，故C错误；

D.由功能关系知，外力所做的功为：w=Q=当^,故D正确。

故选BDo

14.［来源:2021年湖北省九师联盟高考物理巩固试卷（2月份）］如图甲所示，质量为外电阻

为r的金属棒成垂直放置在光滑水平导轨上，导轨由两根足够长、间距为d的平行金属杆组

成，其电阻不计，在导轨左端接有阻值A的电阻，金属棒与导轨接触良好，整个装置位于磁感

应强度为5的匀强磁场中。从某时刻开始，导体棒在水平外力夕的作用下向右运动（导体棒始

终与导轨垂直），水平外力随着金属棒位移变化的规律如国乙所示，当金属棒向右运动位移彳

时金属棒恰好匀速运动。则下列说法正确的是（）

V

A.导体棒助匀速运动的速度为“=*浮

B.从金属棒开始运动到恰好匀速运动，电阻斤上通过的电量为黑

C.从金属棒开始运动到恰好匀速运动，电阻斤上产生的焦耳热QR=^'一gFo%

D.从金属棒开始运动到恰好匀速运动，金属棒克服安培力做功=嗯景艺

【答案】AD

【解析】

解：A、金属棒匀速运动，外力与安培力二力平衡，即%=81(1=也，

ur+R

所以导体棒ab匀速运动的速度为丫=鬻?，故A正确；

B、从金属棒开始运动到恰好匀速运动，电阻R上通过的电量为q=It=言:t=^=^,故

B错误；

CD、从金属棒开始运动到恰好匀速运动，根据动能定理有W外-W克=gmv2-0=嚼就，

根据图象面积表示外力做功可知，外力做的功为川外=称好乂，

所以金属棒克服安培力做功为W.竟=；F0x-嘤/，

因为亚克=(2总，且根据焦耳定律可知QR=J^Q总，

所以电阻R上产生的焦耳热QR=M*-嘤磬，故C错误，D正确。

/(K+r)

故选：ADo

导体棒匀速运动时，外力和安培力大小相等，以此列式求解匀速运动的速度；

根据电荷量的定义式结合法拉第电磁感应定律求解电阻R上通过的电量；

从金属棒开始运动到恰好匀速运动，根据动能定理求解电路的总电量，再根据焦耳定律求解电

阻R上产生热量；

从金属棒开始运动到恰好匀速运动，根据动能定理求解金属棒克服安培力做功。

解决该题关键是知道金属棒做匀速运动时外力和安培力二力平衡，熟记安培力的计算公式，掌

握电荷量的求解方法，知遒金属棒克服安培力做功等于电路中产生的总热量。

15.［来源:2021年河南郑州市高考物理猜想试卷(全国I卷)］光滑水平轨道aA、a而在a端

很接近但是不相连，A段与曲段平行，尺寸如图所示。轨道之间存在磁感应强度为3的匀强

磁场。初始时质量为R的杆1放置在Ad两点上，杆2放置在杆1右侧〃2处。除杆2电阻

为R外，杆