（2022-2024年）3年高考2年模拟汇编专题一电磁感应（单选题）-解析卷

（2022-2024年）3年高考2年模拟汇编专题一电磁感应（单选题）3年真题1．（2024·天津·高考真题）如图所示，两根不计电阻的光滑金属导轨平行放置，导轨及其构成的平面均与水平面成某一角度，导轨上端用直导线连接，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。具有一定阻值的金属棒MN从某高度由静止开始下滑，下滑过程中MN始终与导轨垂直并接触良好，则MN所受的安培力F及其加速度a、速度v、电流I，随时间t变化的关系图像可能正确的是（）

A．

B．

C．

D．

【答案】A【解析】ABC．根据题意，设导体棒的电阻为R，导轨间距为L，磁感应强度为B，导体棒速度为v时，受到的安培力为可知由牛顿第二定律可得，导体棒的加速度为可知，随着速度的增大，导体棒的加速度逐渐减小，当加速度为零时，导体棒开始做匀速直线运动，则v−t图像的斜率逐渐减小直至为零时，速度保持不变，由于安培力F与速度v成正比，则F−t图像的斜率逐渐减小直至为零时，F保持不变，故A正确，BC错误；D．根据题意，由公式可得，感应电流为由数学知识可得由于加速度逐渐减小，则I−t图像的斜率逐渐减小，故D错误。故选A。2．（2024·福建·高考真题）拓扑结构在现代物理学中具有广泛的应用。现有一条绝缘纸带，两条平行长边镶有铜丝，将纸带一端扭转180°，与另一端连接，形成拓扑结构的莫比乌斯环，如图所示。连接后，纸环边缘的铜丝形成闭合回路，纸环围合部分可近似为半径为R的扁平圆柱。现有一匀强磁场从圆柱中心区域垂直其底面穿过，磁场区域的边界是半径为r的圆（r<R）。若磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B=kt（k为常量），则回路中产生的感应电动势大小为（）A．0 B．kπR2 C．2kπr2 D．2kπR2【答案】C【解析】由题意可知，铜丝构成的“莫比乌斯环”形成了两匝（n=2）线圈串联的闭合回路，穿过回路的磁场有效面积为根据法拉第电磁感应定律可知，回路中产生的感应电动势大小为故选C。3．（2024·浙江·高考真题）如图所示，边长为1m、电阻为0.04Ω的刚性正方形线框abcd放在与强磁场中，线框平面与磁场B垂直。若线框固定不动，磁感应强度以均匀增大时，线框的发热功率为P；若磁感应强度恒为0.2T，线框以某一角速度绕其中心轴匀速转动时，线框的发热功率为2P，则ab边所受最大的安培力为（）A．N B． C．1N D．【答案】C【解析】磁场均匀增大时，产生的感应电动势为可得线框以某一角速度绕其中心轴匀速转动时电动势的最大值为此时有解得分析可知当线框平面与磁场方向平行时感应电流最大为故ab边所受最大的安培力为故选C。4．（2024·北京·高考真题）电荷量Q、电压U、电流I和磁通量Φ是电磁学中重要的物理量，其中特定的两个物理量之比可用来描述电容器、电阻、电感三种电磁学元件的属性，如图所示。类似地，上世纪七十年代有科学家预言Φ和Q之比可能也是一种电磁学元件的属性，并将此元件命名为“忆阻器”，近年来实验室已研制出了多种类型的“忆阻器”。由于“忆阻器”对电阻的记忆特性，其在信息存储、人工智能等领域具有广阔的应用前景。下列说法错误的是（

）A．QU的单位和ΦI的单位不同B．在国际单位制中，图中所定义的M的单位是欧姆C．可以用来描述物体的导电性质D．根据图中电感L的定义和法拉第电磁感应定律可以推导出自感电动势的表达式【答案】A【解析】A．单位制、法拉第电磁感应定律由法拉第电磁感应定律可知，则Φ的单位为V·s，由Q=It可知，Q的单位为A·s，则QU与ΦI的单位相同均为V·A·s，故A错误，符合题意；B．由题图可知，从单位角度分析有故B正确，不符合题意；C．由知，可以用来描述物体的导电性质，故C正确，不符合题意；D．由电感的定义以及法拉第电磁感应定律解得故D正确，不符合题意。故选A。5．（2024·北京·高考真题）如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（

）A．闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引B．闭合开关，达到稳定后，电流表的示数为0C．断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到bD．断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向左【答案】B【解析】A．闭合开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反，由楞次定律可知，二者相互排斥，故A错误；B．闭合开关，达到稳定后，通过线圈P的磁通量保持不变，则感应电流为零，电流表的示数为零，故B正确；CD．断开开关瞬间，通过线圈P的磁场方向向右，磁通量减小，由楞次定律可知感应电流的磁场方向向右，因此流过电流表的感应电流方向由b到a，故CD错误。故选B。6．（2024·湖北·高考真题）《梦溪笔谈》中记录了一次罕见的雷击事件：房屋被雷击后，屋内的银饰、宝刀等金属熔化了，但是漆器、刀鞘等非金属却完好（原文为：有一木格，其中杂贮诸器，其漆器银扣者，银悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一宝刀，极坚钢，就刀室中熔为汁，而室亦俨然）。导致金属熔化而非金属完好的原因可能为（）A．摩擦 B．声波 C．涡流 D．光照【答案】C【解析】在雷击事件中金属和非金属都经历了摩擦，声波和光照的影响，而金属能够因电磁感应产生涡流非金属不能，因此可能原因为涡流。故选C。7．（2024·甘肃·高考真题）工业上常利用感应电炉冶炼合金，装置如图所示。当线圈中通有交变电流时，下列说法正确的是（）A．金属中产生恒定感应电流 B．金属中产生交变感应电流C．若线圈匝数增加，则金属中感应电流减小 D．若线圈匝数增加，则金属中感应电流不变【答案】B【解析】AB．当线圈中通有交变电流时，感应电炉金属内的磁通量也不断随之变化，金属中产生交变感应电流，A错误，B正确；CD．若线圈匝数增加，根据电磁感应定律可知，感应电动势增大，则金属中感应电流变大，CD错误。故选B。8．（2024·甘肃·高考真题）如图，相距为d的固定平行光滑金属导轨与阻值为R的电阻相连，处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中长度为L的导体棒ab沿导轨向右做匀速直线运动，速度大小为v。则导体棒ab所受的安培力为（）A．，方向向左 B．，方向向右C．，方向向左 D．，方向向右【答案】A【解析】导体棒ab切割磁感线在电路部分得有效长度为d，故感应电动势为回路中感应电流为根据右手定则，判断电流方向为b流向a。故导体棒ab所受的安培力为方向向左。故选A。9．（2024·广东·高考真题）电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B．磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈。下列说法正确的是（）A．穿过线圈的磁通量为B．永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大C．永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小D．永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向【答案】D【解析】A．根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为0，故A错误；BC．根据法拉第电磁感应定律可知永磁铁相对线圈上升越快，磁通量变化越快，线圈中感应电动势越大，故BC错误；D．永磁铁相对线圈下降时，根据安培定则可知线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故D正确。故选D。10．（2024·湖南·高考真题）如图，有一硬质导线Oabc，其中是半径为R的半圆弧，b为圆弧的中点，直线段Oa长为R且垂直于直径ac。该导线在纸面内绕O点逆时针转动，导线始终在垂直纸面向里的匀强磁场中。则O、a、b、c各点电势关系为（

）A． B．C． D．【答案】C【解析】如图，相当于Oa、Ob、Oc导体棒转动切割磁感线，根据右手定则可知O点电势最高；根据同时有可得得故选C。11．（2024·江苏·高考真题）如图所示，在绝缘的水平面上，有闭合的两个线圈a、b，线圈a处在垂直纸面向里的匀强磁场中，线圈b位于右侧无磁场区域，现将线圈a从磁场中匀速拉出，线圈a、b中产生的感应电流方向分别是（

）A．顺时针，顺时针 B．顺时针，逆时针C．逆时针，顺时针 D．逆时针，逆时针【答案】A【解析】线圈a从磁场中匀速拉出的过程中穿过a线圈的磁通量在减小，则根据楞次定律可知a线圈的电流为顺时针，由于线圈a从磁场中匀速拉出则a中产生的电流为恒定电流，则线圈a靠近线圈b的过程中线圈b的磁通量在向外增大，同理可得线圈b产生的电流为顺时针。故选A。12．（2024·浙江·高考真题）若通以电流I的圆形线圈在线圈内产生的磁场近似为方向垂直线圈平面的匀强磁场，其大小（k的数量级为）。现有横截面半径为的导线构成半径为的圆形线圈处于超导状态，其电阻率上限为。开始时线圈通有的电流，则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为（）A．， B．， C．， D．，【答案】D【解析】线圈中电流的减小将在线圈内导致自感电动势，故其中L代表线圈的自感系数，有在计算通过线圈的磁通量时，以导线附近即处的B为最大，而该处B又可把线圈当成无限长载流导线所产生的，根据题意则根据电阻定律有联立解得A，V则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为，。故选D。13．（2023·福建·高考真题）如图，M、N是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，导轨足够长且电阻可忽略不计；导轨间有一垂直于水平面向下的匀强磁场，其左边界垂直于导轨；阻值恒定的两均匀金属棒a、b均垂直于导轨放置，b始终固定。a以一定初速度进入磁场，此后运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，并与b不相碰。以O为坐标原点，水平向右为正方向建立x轴坐标；在运动过程中，a的速度记为v，a克服安培力做功的功率记为P。下列v或P随x变化的图像中，可能正确的是（）A． B．C． D．【答案】A【解析】AB．设导轨间磁场磁感应强度为B，导轨间距为L，金属棒总电阻为R，由题意导体棒a进入磁场后受到水平向左的安培力作用，做减速运动，根据动量定理有根据可得又因为联立可得根据表达式可知v与x成一次函数关系，故A正确，B错误；CD．a克服安培力做功的功率为故图像为开口向上的抛物线，由于F和v都在减小，故P在减小,故CD错误。故选A。14．（2023·重庆·高考真题）如图所示，与水平面夹角为θ的绝缘斜面上固定有光滑U型金属导轨。质量为m、电阻不可忽略的导体杆MN沿导轨向下运动，以大小为v的速度进入方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场区域，在磁场中运动一段时间t后，速度大小变为2v。运动过程中杆与导轨垂直并接触良好，导轨的电阻忽略不计，重力加速度为g。杆在磁场中运动的此段时间内（）

A．流过杆的感应电流方向从N到MB．杆沿轨道下滑的距离为C．流过杆感应电流的平均电功率等于重力的平均功率D．杆所受安培力的冲量大小为【答案】D【解析】A．根据右手定则，判断知流过杆的感应电流方向从M到N，故A错误；B．依题意，设杆切割磁感线的有效长度为，电阻为。杆在磁场中运动的此段时间内，杆受到重力，轨道支持力及沿轨道向上的安培力作用，根据牛顿第二定律可得联立可得杆的加速度可知，杆在磁场中运动的此段时间内做加速度逐渐减小的加速运动；若杆做匀加速直线运动，则杆运动的距离为根据图像围成的面积表示位移，可知杆在时间t内速度由达到，杆真实运动的距离大于匀加速情况发生的距离，即大于，故B错误；C．由于在磁场中运动的此段时间内，杆做加速度逐渐减小的加速运动，杆的动能增大。由动能定理可知，重力对杆所做的功大于杆克服安培力所做的功，根据可得安培力的平均功率小于重力的平均功率，也即流过杆感应电流的平均电功率小于重力的平均功率，故C错误；D．杆在磁场中运动的此段时间内，根据动量定理，可得得杆所受安培力的冲量大小为故D正确。故选D。15．（2023·重庆·高考真题）某小组设计了一种呼吸监测方案：在人身上缠绕弹性金属线圈，观察人呼吸时处于匀强磁场中的线圈面积变化产生的电压，了解人的呼吸状况。如图所示，线圈P的匝数为N，磁场的磁感应强度大小为B，方向与线圈轴线的夹角为θ。若某次吸气时，在t时间内每匝线圈面积增加了S，则线圈P在该时间内的平均感应电动势为（）

A． B．C． D．【答案】A【解析】根据法拉第电磁感应定律有故选A。16．（2023·北京·高考真题）如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（

）

A．线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向B．线框出磁场的过程中做匀减速直线运动C．线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等D．线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等【答案】D【解析】A．线框进磁场的过程中由楞次定律知电流方向为逆时针方向，A错误；B．线框出磁场的过程中，根据E=Blv联立有由于线框出磁场过程中由左手定则可知线框受到的安培力向左，则v减小，线框做加速度减小的减速运动，B错误；C．由能量守恒定律得线框产生的焦耳热Q=FAL其中线框进出磁场时均做减速运动，但其进磁场时的速度大，安培力大，产生的焦耳热多，C错误；D．线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量其中，则联立有由于线框在进和出的两过程中线框的位移均为L，则线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等，故D正确。故选D。17．（2023·北京·高考真题）如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（

）

A．P与Q同时熄灭 B．P比Q先熄灭C．Q闪亮后再熄灭 D．P闪亮后再熄灭【答案】D【解析】由题知，开始时，开关S闭合时，由于L的电阻很小，Q灯正常发光，P灯微亮，断开开关前通过Q灯的电流远大于通过P灯的电流，断开开关时，Q所在电路未闭合，立即熄灭，由于自感，L中产生感应电动势，与P组成闭合回路，故P灯闪亮后再熄灭。故选D。18．（2023·浙江·高考真题）如图所示，质量为M、电阻为R、长为L的导体棒，通过两根长均为l、质量不计的导电细杆连在等高的两固定点上，固定点间距也为L。细杆通过开关S可与直流电源或理想二极管串接。在导体棒所在空间存在磁感应强度方向竖直向上、大小为B的匀强磁场，不计空气阻力和其它电阻。开关S接1，当导体棒静止时，细杆与竖直方向的夹角固定点；然后开关S接2，棒从右侧开始运动完成一次振动的过程中（

）

A．电源电动势 B．棒消耗的焦耳热C．从左向右运动时，最大摆角小于 D．棒两次过最低点时感应电动势大小相等【答案】C【解析】A．当开关接1时，对导体棒受力分析如图所示

根据几何关系可得解得根据欧姆定律解得故A错误；根据右手定则可知导体棒从右向左运动时，产生的感应电动势与二极管正方向相同，部分机械能转化为焦耳热；导体棒从左向右运动时，产生的感应电动势与二极管相反，没有机械能损失B．若导体棒运动到最低点时速度为零，导体棒损失的机械能转化为焦耳热为根据楞次定律可知导体棒完成一次振动速度为零时，导体棒高度高于最低点，所以棒消耗的焦耳热故B错误；C．根据B选项分析可知，导体棒运动过程中，机械能转化为焦耳热，所以从左向右运动时，最大摆角小于，故C正确；D．根据B选项分析，导体棒第二次经过最低点时的速度小于第一次经过最低点时的速度，根据可知棒两次过最低点时感应电动势大小不相等，故D错误。故选C。19．（2023·湖北·高考真题）近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为、和，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为，则线圈产生的感应电动势最接近（

）

A． B． C． D．【答案】B【解析】根据法拉第电磁感应定律可知故选B。20．（2023·辽宁·高考真题）如图，空间中存在水平向右的匀强磁场，一导体棒绕固定的竖直轴OP在磁场中匀速转动，且始终平行于OP。导体棒两端的电势差u随时间t变化的图像可能正确的是（）

A．

B．

C．

D．

【答案】C【解析】如图所示

导体棒匀速转动，设速度为v，设导体棒从到过程，棒转过的角度为，则导体棒垂直磁感线方向的分速度为可知导体棒垂直磁感线的分速度为余弦变化，根据左手定则可知，导体棒经过B点和B点关于P点的对称点时，电流方向发生变化，根据可知导体棒两端的电势差u随时间t变化的图像为余弦图像。故选C。21．（2023·江苏·高考真题）如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。O、A、C点电势分别为φ0、φA、φC，则（

）

A．φO>φC B．φC>φA C．φO=φA D．φO－φA=φA－φC【答案】A【解析】ABC．由题图可看出OA导体棒转动切割磁感线，则根据右手定则可知φO>φA其中导体棒AC段不在磁场中，不切割磁感线，电流为0，则φC=φA，A正确、BC错误；D．根据以上分析可知φO－φA>0，φA－φC=0则φO－φA>φA－φCD错误。故选A。22．（2023·全国·高考真题）一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图（a）所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（）

A．图（c）是用玻璃管获得的图像B．在铝管中下落，小磁体做匀变速运动C．在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变D．用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短【答案】A【解析】A．强磁体在铝管中运动，铝管会形成涡流，玻璃是绝缘体故强磁体在玻璃管中运动，玻璃管不会形成涡流。强磁体在铝管中加速后很快达到平衡状态，做匀速直线运动，而玻璃管中的磁体则一直做加速运动，故由图像可知图（c）的脉冲电流峰值不断增大，说明强磁体的速度在增大，与玻璃管中磁体的运动情况相符，A正确；B．在铝管中下落，脉冲电流的峰值一样，磁通量的变化率相同，故小磁体做匀速运动，B错误；C．在玻璃管中下落，玻璃管为绝缘体，线圈的脉冲电流峰值增大，电流不断在变化，故小磁体受到的电磁阻力在不断变化，C错误；D．强磁体分别从管的上端由静止释放，在铝管中，磁体在线圈间做匀速运动，玻璃管中磁体在线圈间做加速运动，故用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的长，D错误。故选A。23．（2022·天津·高考真题）如图所示，边长为a的正方形铝框平放在光滑绝缘水平桌面上，桌面上有边界平行、宽为b且足够长的匀强磁场区域，磁场方向垂直于桌面，铝框依靠惯性滑过磁场区域，滑行过程中铝框平面始终与磁场垂直且一边与磁场边界平行，已知，在滑入和滑出磁场区域的两个过程中（）A．铝框所用时间相同 B．铝框上产生的热量相同C．铝框中的电流方向相同 D．安培力对铝框的冲量相同【答案】D【解析】A．铝框进入和离开磁场过程，磁通量变化，都会产生感应电流，受向左安培力而减速，完全在磁场中运动时磁通量不变做匀速运动；可知离开磁场过程的平均速度小于进入磁场过程的平均速度，所以离开磁场过程的时间大于进入磁场过程的时间，A错误；C．由楞次定律可知，铝框进入磁场过程磁通量增加，感应电流为逆时针方向；离开磁场过程磁通量减小，感应电流为顺时针方向，C错误；D．铝框进入和离开磁场过程安培力对铝框的冲量为又得D正确；B．铝框进入和离开磁场过程，铝框均做减速运动，可知铝框进入磁场过程的速度一直大于铝框离开磁场过程的速度，根据可知铝框进入磁场过程受到的安培力一直大于铝框离开磁场过程受到的安培力，故铝框进入磁场过程克服安培力做的功大于铝框离开磁场过程克服安培力做的功，即铝框进入磁场过程产生的热量大于铝框离开磁场过程产生的热量，B错误。故选D。24．（2022·重庆·高考真题）如图1所示，光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上，轨道间连接一可变电阻，导体杆与轨道垂直并接触良好（不计杆和轨道的电阻），整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，两次运动中拉力大小与速率的关系如图2所示。其中，第一次对应直线①，初始拉力大小为F0，改变电阻阻值和磁感应强度大小后，第二次对应直线②，初始拉力大小为2F0，两直线交点的纵坐标为3F0。若第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之比为k、电阻的阻值之比为m、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为n，则k、m、n可能为（

）A．k=2、m=2、n=2 B．C． D．【答案】C【解析】由题知杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，则在v=0时分别有，则第一次和第二次运动中，杆从静止开始运动相同位移的时间分别为，则第一次和第二次运动中根据牛顿第二定律有，整理有则可知两次运动中F—v图像的斜率为，则有故选C。25．（2022·江苏·高考真题）如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为，、k为常量，则图中半径为R的单匝圆形线圈中产生的感应电动势大小为（）A． B． C． D．【答案】A【解析】由题意可知磁场的变化率为根据法拉第电磁感应定律可知故选A。26．（2022·河北·高考真题）将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为，小圆面积均为，垂直线圈平面方向有一随时间t变化的磁场，磁感应强度大小，和均为常量，则线圈中总的感应电动势大小为（）

A． B． C． D．【答案】D【解析】由法拉第电磁感应定律可得大圆线圈产生的感应电动势每个小圆线圈产生的感应电动势由线圈的绕线方式和楞次定律可得大、小圆线圈产生的感应电动势方向相同，故线圈中总的感应电动势大小为故D正确，ABC错误。故选D。27．（2022·全国·高考真题）三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为和。则（）A． B． C． D．【答案】C【解析】设圆线框的半径为r，则由题意可知正方形线框的边长为2r，正六边形线框的边长为r；所以圆线框的周长为面积为同理可知正方形线框的周长和面积分别为，正六边形线框的周长和面积分别为，三线框材料粗细相同，根据电阻定律可知三个线框电阻之比为根据法拉第电磁感应定律有可得电流之比为：即故选C。28．（2022·浙江·高考真题）如图所示，将一通电螺线管竖直放置，螺线管内部形成方向竖直向上、磁感应强度大小B=kt的匀强磁场，在内部用绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管，其电阻率为、高度为h、半径为r、厚度为d（d≪r），则（）A．从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向B．圆管的感应电动势大小为C．圆管的热功率大小为D．轻绳对圆管的拉力随时间减小【答案】C【解析】A．穿过圆管的磁通量向上逐渐增加，则根据楞次定律可知，从上向下看，圆管中的感应电流为顺时针方向，选项A错误；B．圆管的感应电动势大小为选项B错误；C．圆管的电阻圆管的热功率大小为选项C正确；D．根据左手定则可知，圆管中各段所受的受安培力方向指向圆管的轴线，则轻绳对圆管的拉力的合力始终等于圆管的重力，不随时间变化，选项D错误。故选C。2年模拟29．（2024·河南·模拟预测）如图所示，有绝缘外层的矩形金属线圈abcd固定在绝缘水平面上，矩形回路AB边与线圈相交，且线圈关于AB对称，将开关闭合的一瞬间，下列说法正确的是（）A．有向上穿过矩形线圈的磁通量B．矩形线圈中没有感应电流C．矩形线圈中有沿顺时针方向的电流D．ab边与AB边相互排斥【答案】D【解析】A．根据磁场分布特点，闭合开关的一瞬间，有向下穿过矩形金属线框内的磁通量且增大，故A错误；BC．根据楞次定律可知，矩形金属线圈中有沿逆时针方向的电流，故BC错误；D．ab边与AB边是相反的电流，因此ab边与AB边相互排斥，故D正确。故选D。30．（2024·四川成都·模拟预测）如图甲所示，金属圆环和金属线框相互靠近且固定在水平面上，金属棒放在金属线框上，圆环、端接如图乙所示的正弦交变电流，金属棒始终保持静止。以图甲中的电流方向为正方向，则下列说法正确的是（）A．内，金属棒中的感应电流方向为B．内，金属棒受到水平向左的静摩擦力C．时刻，金属棒受到的安培力最大D．内，金属棒中的感应电流先减小后增大【答案】B【解析】A．内，右侧闭合回路中穿过纸面向外的磁通量增大，根据楞次定律和安培定则可知，金属棒中的感应电流方向为，故A错误；B．内，右侧闭合回路中穿过纸面向外的磁通量减小，根据楞次定律可知金属棒有向右运动的趋势，金属棒受到水平向左的静摩擦力，故B正确；C．时刻，圆环中电流的变化率为零，则穿过闭合回路的磁通量变化率为零，感应电流为零，则金属棒受到的安培力也为零，故C错误；D．内，由图乙可知，电流的变化率先增大后减小，则右侧闭合回路中的磁通量的变化率也先增大后减小，根据法拉第电磁感应定律，可知金属棒中的感应电流先增大后减小，故D错误。故选B。31．（2024·浙江金华·二模）如图所示，在磁感应强度为的水平匀强磁场中有两半径为0.2m的金属圆环竖直放置且相互平行，金属环的间距为1m，一根长为1m，电阻为1Ω的金属棒在圆环内侧以角速度10πrad/s匀速转动，金属棒与圆环始终接触良好，图示金属棒在圆环最高点，电路中的电阻，其余电阻不计，电压表为交流电压表，则（）A．金属棒从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电流先从a流向b，后从b流向aB．电压表的示数为0.2VC．电阻R的功率为0.64WD．金属棒在转动过程中，通过电路的磁通量变化率最大值为2Wb/s【答案】D【解析】A．根据右手定则可知，若金属棒顺时针转动，金属棒从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电流从a流向b，若金属棒逆时针转动，金属棒从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电流从b流向a，故A错误；B．若经历时间t，金属棒转过夹角为θ，则有感应电动势的瞬时值为则电动势的有效值根据闭合电路欧姆定律有解得故B错误；C．回路中的感应电流电阻R的功率结合上述解得P=0.32W故C错误；D．结合上述可知，当金属棒转过90°，感应电动势的最大值为即金属棒在转动过程中，通过电路的磁通量变化率最大值为2Wb/s，故D正确。故选D。32．（2024·贵州贵阳·模拟预测）如图，两根相同的导体棒PQ和MN置于两根固定在水平面内的光滑的长直平行导电轨道上，并处于垂直水平面向下的匀强磁场中。如果PQ获得一个向右的初速度并任由其滚动，运动中PQ和MN始终平行且与轨道接触良好。则下列描述不正确的是（）A．开始阶段，回路中产生的感应电流的方向为PQMNB．开始阶段，作用在PQ棒上的安培力向左C．MN棒开始向右加速运动D．PQ棒向右做匀减速运动直至速度为零【答案】D【解析】A．根据安培定则可知开始阶段，回路中产生的感应电流的方向为PQMN，故A正确；B．根据左手定则可知开始阶段，作用在PQ棒上的安培力向左，故B正确；C．同理根据左手定则可知开始阶段，MN棒所受的安培力向右，即MN棒开始向右加速运动，故C正确；D．设PQ棒的速度为，MN棒的速度为，回路中总电阻为，导轨间距为，则感应电流PQ棒减速，MN棒加速，则感应电流减小，根据可知两棒所受安培力减小，结合牛顿第二定律可知加速度减小，即PQ棒向右做加速度减小的减速运动，直到两棒的速度相等后，做匀速直线运动，故D错误。本题选不正确项，故选D。33．（2024·湖北·模拟预测）如图所示，在水平光滑绝缘桌面上有一等腰直角三角形单匝均匀金属线框，直角边长为。空间存在竖直向下的有界匀强磁场，有界磁场的宽度为。线框在水平拉力作用下向右匀速穿过磁场区域，若图示位置为时刻，设逆时针方向为电流的正方向，水平向右为拉力的正方向，则线框中的感应电流i和拉力随时间的关系图像可能正确的是（时间单位为，图中曲线为抛物线）（）A． B．C． D．【答案】D【解析】AB．在时间为0到范围内，由几何关系可知，线框有效切割长度为，可得感应电动势可知感应电动势随时间线性减小，根据右手定则可判断电流方向由b指向a，所以感应电流为正方向，且线性减小到0；在时间为到范围内，线框的磁通量保持不变，没有感应电流；在时间为到范围内，线框有效切割长度为，可得感应电动势可知感应电动势线性减小，根据右手定则可判断电流方向由c指向a，所以感应电流为负方向，且线性减小到0，故AB错误；CD．由以上分析可知，在时间为0到范围内，线框处于磁场中的实际长度为，可得安培力大小为根据左手定则可判断安培力方向为水平向左，拉力与安培力二力平衡，所以拉力水平向右，即拉力方向为正方向，其大小为同理得在时间为到到范围内，有且拉力方向为正。在时间为到范围内，线框的磁通量保持不变，没有感应电流，安培力为零，拉力也为零，故C错误，D正确。故选D。34．（2024·湖南益阳·一模）如图，在垂直纸面向里的足够大的匀强磁场中放置一硬质异形导线框oab，其中ab是半径为R的圆弧，直线段oa长为R且与圆弧段相切。该导线框在纸面内绕o点逆时针转动，则下列说法正确的是（）A． B．感应电流方向b→a→oC． D．【答案】D【解析】B．由于转动过程，导线框的磁通量保持不变，所以导线框中不产生感应电流，故B错误；C．对于oab部分，根据右手定则可知，产生的感应电动势方向由b→a→o，则b端相当于电源的负极，o端相当于电源的正极，所以电势关系为故C错误；A．对于oa部分，则有则有故A错误；D．对于ob部分，则有由几何关系可得则有故D正确。故选D。35．（2024·云南·模拟预测）如图所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个条形磁体，静止时磁体下端与b点等高，磁体正下方水平放置一个固定的圆形铝环，圆心为O。将磁体托起到下端与a点等高处由静止释放，磁体第一次向下运动的过程中，下端恰好能到达O点。下列说法正确的是（）A．磁体做简谐运动B．铝环对磁体的作用力总是竖直向上C．磁体下端运动到O点时，磁体受到的合外力为零D．磁体向下运动的过程中，从上往下看铝环中感应电流的方向为逆时针【答案】D【解析】A．磁体在运动过程中，由于铝环的存在，会产生感应电流，这个感应电流会产生一个阻碍磁体运动的安培力，此力不满足与位移成正比且方向始终与位移方向相反的条件，所以磁体的运动不是简谐运动，故A错误；B．根据楞次定律，铝环中的感应电流会产生一个阻碍磁体运动的安培力，这个安培力的方向与磁体的运动方向相反，并不是总是竖直向上，故B错误；C．当磁体下端运动到O点后，磁体会继续向上运动，若磁体运动到O点时所受合外力为零，则应保持静止或匀速直线运动，与题描述不符，故C错误；D．磁体向下运动的过程中，穿过线圈的磁场方向向下，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，线圈中的感应电流方向为逆时针（从上往下看），故D正确。故选D。36．（2024·陕西宝鸡·一模）如图所示。正方形线框abcd放在光滑的绝缘水平面上，为正方形线框的对称轴，在的左侧存在竖直向下的匀强磁场。现使正方形线框在磁场中以两种不同的方式运动：第一种方式以速度v使正方形线框匀速向右运动，直到ab边刚好与重合：第二种方式使正方形线框绕轴以恒定的角速度由图中位置开始转过90°，ab边的线速度恒为v。则下列说正确的是（）A．两次线框中的感应电流方向相反B．两过程流过线框某一横截面的电荷量之比为C．两过程线框中产生的焦耳热之比为D．两过程中线框中产生平均电动势之比为【答案】B【解析】A．两次线框中的磁通量均向下减少，由楞次定律可知，两次线框中产生的感应电流的方向均沿，故A错误；B．该过程中线框中产生的平均感应电动势为线框中的感应电流为流过线框某一横截面的电荷量为整理得由上述分析可知，两过程穿过线框的磁通量的变化量相同，线框的电阻相等，所以两过程流过线框某一横截面的电荷量之比为，故B正确；C．设正方形线框的边长为L，第一次，线框匀速拉出，线框中产生感应电动势为线框中感应电流为线框出磁场的时间为线框中产生的焦耳热为解得第二次，线框绕，轴转过90°，线框中产生的最大感应电动势为线框中感应电动势的有效值为则该过程线框中产生的焦耳热为又因为整理得所以有故C错误；D．第一次，线框匀速拉出，线框中产生的平均感应电动势为第二次，线框绕轴转过90°，线框中产生的平均感应电动势为又因为，整理得解得故D错误。故选B。37．（2024·广东·一模）一跑步机的原理图如图所示，该跑步机水平底面固定有间距的平行金属电极，电极间充满磁感应强度大小、方向竖直向下的匀强磁场，且接有理想电压表和阻值为的定值电阻R，绝缘橡胶带上均匀镀有电阻均为的平行细金属条，相邻金属条间距等于电极长度d，且与电极接触良好，保证任意时刻均只有一根金属条接入电路。橡胶带匀速传动时，下列说法正确的是（）A．若电压表的示数为0.8V，则通过电阻R的电流为0.2AB．若电压表的示数为0.8V，则橡胶带的速度大小为2.5m/sC．一根细金属条通过磁场区域过程中，克服安培力所做的功与细金属条的速度大小无关D．一根细金属条通过磁场区域过程中，通过电阻的电荷量与细金属条速度大小成正比【答案】B【解析】A．若电压表的示数为0.8V，则通过电阻R的电流为故A错误；B．根据闭合电路的欧姆定律，细金属条产生的感应电动势为且解得橡胶带的速度大小为故B正确；C．细金属条产生的感应电动势为感应电流为细金属条受到安培力为一根细金属条通过磁场区域过程中，克服安培力所做的功可知一根细金属条通过磁场区域过程中，克服安培力所做的功与细金属条的速度大小有关，故C错误；D．一根细金属条通过磁场区域过程中，通过电阻的电荷量故一根细金属条通过磁场区域过程中，通过电阻的电荷量与细金属条速度大小无关，故D错误。故选B。38．（2023·江苏南京·模拟预测）如图所示abcd为一竖直放置的矩形导线框，其平面与匀强磁场方向垂直。导线框沿竖直方向从磁场上边界开始下落，直到ab边出磁场，则以下说法正确的是（）A．若线圈进入磁场的平均速度与离开磁场的平均速度不同，则两个过程中通过导体横截面上的电荷量不相等B．线圈cd进入磁场和ab离开磁场时导体上所受安培力的功率相等C．线圈从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中通过导体上产生的电热等于线圈重力势能的减小量D．若线圈在ab边出磁场前已经匀速运动，增大线圈的匝数，出磁场时匀速运动的速度不变【答案】D【解析】A．根据可知，线圈进入磁场的平均速度与离开磁场的平均速度不同，线圈进入磁场和离开磁场的过程中通过导体横截面上的电荷量相等，故A错误；B．线圈进入磁场和离开磁场时导体上所受安培力做负功，此时安培力的功率为线圈进入磁场和离开磁场时速度大小不确定，故安培力功率不一定相等，故B错误；C．根据能量守恒可知线圈从进入磁场到完全离开磁场的过程中通过导体上产生的电热等于线圈重力势能的减小量减去动能的变化量，线圈进入磁场和离开磁场时速度、动能关系不确定，故C错误；D．若线圈在ab边出磁场时已经匀速运动，设单匝线圈的质量为m0，单匝线圈的电阻为R0，则有则此时线圈下落的速度与线圈的匝数无关，故D正确。故选D。39．（2024·山东济宁·模拟）为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（）A． B．C． D．【答案】A【解析】该装置的原理是利用电磁阻尼。薄板出现扰动时，穿过薄板表面的磁通量如果发生变化，就会产生感应电流，薄板就会受到安培力作用，安培力总是阻碍导体相对磁场的运动，从而使薄板尽快停下来。A．薄板上、下、左、右运动时，磁通量都会发生变化，所以都会产生感应电流，所以都会受到安培力作用而很快停下来，故A正确；B．薄板只有向左运动时，磁通量才会发生变化，才会产生感应电流，进而受到安培力作用而很快停下来，而向上、向下和向右运动时，则不会产生感应电流，故B错误；C．板只有向左运动较大距离时，磁通量才会发生变化，才会产生感应电流，进而受到安培力作用而很快停下来，而向上向下和向右运动时，则不会产生感应电流，故C错误；D．薄板只有向左、向右运动时，磁通量才会发生变化，才会产生感应电流，进而受到安培力作用而很快停下来，而向上、向下运动时，则不会产生感应电流，故D错误。故选A。40．（2023·浙江绍兴·二模）如图所示，匀质硬导线ab、ac、bc均为圆弧，连接后分别固定在xOy、xOz、yOz平面内，圆心都在O点且半径，指向x轴正方向的磁场以的速率均匀增大，下列说法正确的是（  ）A．bc段导线中的电流从b流向cB．导线产生的感应电动势大小为C．ac段导线所受安培力方向沿y轴负方向D．ab段导线所受安培力大小小于bc段导线所受安培力大小【答案】D【解析】A．通过bc截面的磁通量向x轴正方向增加，根据楞次定律，可知bc段导线中的电流从c流向b，故A错误；B．根据法拉第电磁感应定律，导线产生的感应电动势大小为故B错误；C．由A分析知，ac段导线电流方向为从a流向c，根据左手定则，ac段导线所受安培力方向沿y轴正方向，故C错误；D．ab段导线和bc段导线电流大小相同，但ab段导线有效长度为r，bc段导线有效长度为，故ab段导线所受安培力大小小于bc段导线所受安培力大小，故D正确。故选D。41．（2023·全国·模拟预测）如图，为“日”字形导线框，其中和均为边长为的正方形，导线的电阻相等，其余部分电阻不计。导线框右侧存在着宽度同为的匀强磁场，磁感应强度为，导线框以速度匀速穿过磁场区域，运动过程中线框始终和磁场垂直且无转动。线框穿越磁场的过程中，两点电势差随位移变化的图像正确的是（）A． B．C． D．【答案】B【解析】根据题意，设的电阻均为，线框匀速通过磁场，且磁场宽度可知，开始时，切割磁感线，感应电动势为棒中电流方向由，则点电势高于点电势，则有棒离开磁场，棒切割磁感线，感应电动势为棒中电流方向由，则点电势高于点电势，则有棒离开磁场，棒切割磁感线，感应电动势为棒中电流方向由，则点电势高于点电势，则有综上所述可知，两点电势差随位移变化一直保持不变为。故选B。42．（2023·山西·模拟预测）如图1所示，光滑水平桌面上有竖直向下、宽度为的匀强磁场，正方形闭合导线框的边长为，放在桌面上，边与磁场边界平行，。让导线框在沿方向的恒力作用下穿过匀强磁场，导线框的图像如图2所示。以下判断正确的是（）A．时间内，导线框受到的安培力逐渐增大B．时间内，对导线框做的功等于其动能的增加量C．时间内，图中阴影部分的面积表示磁场的宽度D．时间内，导线框产生的焦耳热大于【答案】D【解析】A．时刻，导线框开始进入磁场区域，减速运动，安培力大于恒力，加速度逐渐变小，安培力减