2021屆一輪高考物理：電磁感應習題（含）答案一輪專題：電磁感應一、選擇題1、（多選）如圖所示，一個矩形線框從勻強磁場的上方自由落下，進入勻強磁場中，然后再從磁場中穿出。已知勻強磁場區域的寬度L大于線框的高度h，下列說法正確的是（） ,_LhA.線框只在進入和穿出磁場的過程中，才有感應電流產生B.線框從進入到穿出磁場的整個過程中，都有感應電流產生C.線框在進入和穿出磁場的過程中，都是機械能轉化成電能D.整個線框都在磁場中運動時，機械能轉化成電能2、1831年，法拉第在一次會議上展示了他發明的圓盤發電機圖甲）.它是利用電磁感應原理制成的，是人類歷史上第一臺發電機.圖乙是這個圓盤發電機的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉動軸和銅盤的邊緣良好接觸.使銅盤轉動，電阻R中就有電流通過.若所加磁場為勻強磁場，回路的總電阻恒定，從左往右看，銅盤沿順時針方向勻速轉動，CRD平面與銅盤平面垂直，下列說法正確的是（）A.電阻R中沒有電流流過B.銅片C的電勢高于銅片D的電勢C.保持銅盤不動，磁場變為方向垂直于銅盤的交變磁場，則銅盤中有電流產生D.保持銅盤不動，磁場變為方向垂直于銅盤的交變磁場，則CRD回路中有電流產生

3、（多選）置于勻強磁場中的金屬圓盤中央和邊緣各引出一根導線，與套在鐵芯上部的線圈A相連。套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導線接在兩根水平導軌上，如圖所示。導軌上有一根金屬棒ab處在垂直于紙面向外的勻強磁場中。下列說法正確的是（）A.圓盤順時針加速轉動時，ab棒將向右運動B.圓盤順時針勻速轉動時，ab棒將向右運動C.圓盤順時針減速轉動時，ab棒將向右運動D.圓盤順時針加速轉動時，ab棒將向左運動4、如圖所示，閉合導線框的質量可以忽略不計，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強磁場.若第一次用0.3s時間拉出，外力所做的功為W1,通過導線截面的電荷量為q/第二次用0.9s時間拉出，外力所做的功為W2,通過導線截面的電荷量為42，則（）B.W,<WW1VW2，q1B.W,<WW1>WW1>W2，,=q2W〉Wq1>q25、（多選）如圖所示，A、B是相同的白熾燈，L是自感系數很大、電阻可忽略的自感線圈。下面說法正確的是（）A.閉合開關S時A、B燈同時亮，且達到正常B.閉合開關SA.閉合開關S時A、B燈同時亮，且達到正常B.閉合開關S時B燈比A燈先亮，最后一樣亮C.閉合開關S時A燈比B燈先亮，最后一樣亮D.斷開開關S時A燈與B燈同時慢慢熄滅6、如圖所示，abcd為水平放置的平行“J”形光滑金屬導軌，間距為1,導軌間有垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應強度大小為B，導軌電阻不計，已知金屬桿MN傾斜放置，與導軌成0角，單位長度的電阻為r，保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動（金屬桿滑動過程中與導軌接觸良好）.則（）A.電路中感應電動勢的大小為-i0smuBvsin0b.電路中感應電流的大小為一r—C.金屬桿所受安培力的大小為B21vsinC.金屬桿所受安培力的大小為B21vsin0

rD.金屬桿的熱功率為B21V2rsin07、（多選）如圖所示，水平面上固定一個頂角為60°的光滑金屬導軌MON,導軌處于磁感應強度大小為B,方向豎直向下的勻強磁場中。質量為m的導體棒CD與NMON的角平分線垂直，導軌與棒單位長度的電阻均為r。t=0時刻，棒CD在水平外力F的作用下從O點以恒定速度v0沿NMON的角平分線向右滑動，在滑動過程中始終保持與導軌良好接觸。若棒與導軌均足夠長，則（）A.流過導體棒的電流I始終為孝、.一 2”./3b2V2F隨時間t的變化關系為F=，901c.t0時刻導體棒的發熱功率為2\'2b2V3t0D.撤去F后，導體棒上能產生的焦耳熱為1mv08、（雙選）如圖所示，在水平面內固定有兩根相互平行的無限長光滑金屬導軌，其間距為L,電阻不計。在虛線11的左側存在豎直向上的勻強磁場，在虛線12的右側存在豎直向下的勻強磁場，兩部分磁場的磁感應強度大小均為B。ad、bc兩根電阻均為R的金屬棒與導軌垂直，分別位于兩磁場中，現突然給ad棒一個水平向左的初速度v0,在兩棒達到穩定的過程中，下列說法正確的是（）A.兩金屬棒組成的系統的動量守恒B.兩金屬棒組成的系統的動量不守恒ad棒克服安培力做功的功率等于ad棒的發熱功率ad棒克服安培力做功的功率等于安培力對bc棒做功的功率與兩棒總發熱功率之和*9、如圖所示，光滑斜面的傾角為①斜面上放置一矩形導體線框abcd,ab邊的邊長為11,bc邊的邊長為12,線框的質量為m,電阻為R,線框通過絕緣細線繞過光滑的定滑輪與一重物相連，重物質量為M.斜面上ef線（ef平行底邊）的右方有垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應強度為B,如果線框從靜止開始運動，進入磁場的最初一段時間是做勻速運動的，且線框的ab邊始終平行于底邊，則下列說法正確的是（）A.線框進入磁場前運動的加速度為Mg—mgSin9b.線框進入磁場時勻速運動的速度為（Mg―mgsine）RB212C.線框做勻速運動的總時間為 —Mg—mgRsin9D.該勻速運動過程中產生的焦耳熱為（Mg—mgsin9）12*10、（多選）一個水平固定的金屬大圓環A,通有恒定的電流，方向如圖所示。現有一小金屬環B自A環上方落下并穿過A環，B環在下落過程中始終保持水平,并與A環共軸，那么在B環下落過程中（）B.B環中感應電流方向與A環中電流方向先相反后相同C.經過A環所在平面的瞬間，B環中感應電流最大D.經過A環所在平面的瞬間，B環中感應電流為零*11、圖中L是線圈，D1、D2是發光二極管（電流從“+”極流入才發光）.閉合S,穩定時燈泡正常發光，然后斷開S瞬間，D2亮了一下后熄滅.則（）產—干電干A.如圖是用來研究渦流現象的實驗電路B.開關S閉合瞬間，燈泡立即亮起來C.開關S斷開瞬間，P點電勢比Q點電勢高D.干電池的左端為電源的正極二、非選擇題1、電磁緩速器是應用于車輛上以提高運行安全性的輔助制動裝置，其工作原理是利用電磁阻尼作用減緩車輛的速度.電磁阻尼作用可以借助如下模型討論：如圖所示，將形狀相同的兩根平行且足夠長的鋁條固定在光滑斜面上，斜面與水平方向夾角為。.一質量為m的條形磁鐵滑入兩鋁條間，恰好勻速穿過，穿過時磁鐵兩端面與兩鋁條的間距始終保持恒定，其引起電磁感應的效果與磁鐵不動、鋁條相對磁鐵運動相同.磁鐵端面是邊長為d的正方形，由于磁鐵距離鋁條很近，磁鐵端面正對兩鋁條區域的磁場均可視為勻強磁場，磁感應強度為B,鋁條的高度大于d,電阻率為p.為研究問題方便，鋁條中只考慮與磁鐵正對部分的電阻和磁場，其他部分電阻和磁場可忽略不計，假設磁鐵進入鋁條間以后，減少的機械能完全轉化為鋁條的內能，重力加速度為g.(1)求鋁條中與磁鐵正對部分的電流I;⑵若兩鋁條的寬度均為b,推導磁鐵勻速穿過鋁條間時速度v的表達式；⑶在其他條件不變的情況下，僅將兩鋁條更換為寬度b'>b的鋁條，磁鐵仍以速度v進入鋁條間，試簡要分析說明磁鐵在鋁條間運動時的加速度和速度如何變化.2、在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數n=1500匝，橫截面積S=20cm2,螺線管導線電阻r=1.0Q,0=4.0Q,R2=5.0Q,C=30rF,在一段時間內，穿過螺線管的磁場的磁感應強度B按如圖乙所示的規律變化，求：—二—二丁LHQ耳甲 乙(1)求螺線管中產生的感應電動勢？⑵閉合S,電路中的電流穩定后，求此時全電路電流的方向(順時針還是逆時針)?⑶閉合S,電路中的電流穩定后，電阻R1的電功率？⑷閉合S,電路中的電流穩定后，求電容器的電荷量？2021屆一輪高考物理：電磁感應習題（含）答案一輪專題：電磁感應一、選擇題1、（多選）如圖所示，一個矩形線框從勻強磁場的上方自由落下，進入勻強磁場中，然后再從磁場中穿出。已知勻強磁場區域的寬度L大于線框的高度h，下列說法正確的是（） ,^LA.線框只在進入和穿出磁場的過程中，才有感應電流產生B.線框從進入到穿出磁場的整個過程中，都有感應電流產生C.線框在進入和穿出磁場的過程中，都是機械能轉化成電能D.整個線框都在磁場中運動時，機械能轉化成電能AC［產生感應電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發生變化，線框全部在磁場中時，磁通量不變，不產生感應電流，故選項B、D錯誤；線框進入和穿出磁場的過程中磁通量發生變化，產生了感應電流，故選項A正確；在產生感應電流的過程中線框消耗了機械能，故選項C正確。］2、1831年，法拉第在一次會議上展示了他發明的圓盤發電機圖甲）.它是利用電磁感應原理制成的，是人類歷史上第一臺發電機.圖乙是這個圓盤發電機的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉動軸和銅盤的邊緣良好接觸.使銅盤轉動，電阻R中就有電流通過.若所加磁場為勻強磁場，回路的總電阻恒定，從左往右看，銅盤沿順時針方向勻速轉動，CRD平面與銅盤平面垂直，下列說法正確的是（）A.電阻R中沒有電流流過B.銅片C的電勢高于銅片D的電勢C.保持銅盤不動，磁場變為方向垂直于銅盤的交變磁場，則銅盤中有電流產生D.保持銅盤不動，磁場變為方向垂直于銅盤的交變磁場，則CRD回路中有電流產生解析：選C.根據右手定則可知，電流從D點流出，流向C點，因此在圓盤中電流方向為從C向D,由于圓盤在切割磁感線時相當于電源，所以D處的電勢比C處高，A、B錯誤；保持銅盤不動，磁場變為方向垂直于銅盤的交變磁場，則穿過銅盤的磁通量發生變化，故銅盤中有感應電流產生，但是此時不再切割磁感線，所以CD不能當成電源，故CRD回路中沒有電流產生，C正確，D錯誤.3、（多選）置于勻強磁場中的金屬圓盤中央和邊緣各引出一根導線，與套在鐵芯上部的線圈A相連。套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導線接在兩根水平導軌上，如圖所示。導軌上有一根金屬棒ab處在垂直于紙面向外的勻強磁場中。下列說法正確的是（）A.圓盤順時針加速轉動時，ab棒將向右運動B.圓盤順時針勻速轉動時，ab棒將向右運動C.圓盤順時針減速轉動時，ab棒將向右運動D.圓盤順時針加速轉動時，ab棒將向左運動CD［由右手定則知，圓盤順時針加速轉動時，感應電流從圓心流向邊緣，線圈A中產生的磁場方向向下且磁場增強；由楞次定律知，線圈B中的感應磁場方向向上，由右手螺旋定則知，ab棒中感應電流方向由2一正由左手定則知，ab棒受的安培力方向向左，將向左運動，故A錯誤，D正確。同理可知，若圓盤順時

針減速轉動時，則ab棒將向右運動，選項C正確。當圓盤順時針勻速轉動時，線圈A中產生恒定的電流，那么線圈B的磁通量不變，則ab棒沒有感應電流，則將不會運動，故B錯誤。故選C、D。］4、如圖所示，閉合導線框的質量可以忽略不計，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強磁場.若第一次用0.3s時間拉出，外力所做的功為W1,通過導線截面的電荷量為q/第二次用0.9s時間拉出，外力所做的功為W2,通過導線截面的電荷量為42，則（）A.W1VW2，q1Vq2C.W1A.W1VW2，q1Vq2C.W1>W2,…2D.W1>W2，q1>q2解析：選C.兩次拉出的速度之比V］：v2=3：1.電動勢之比E］：E2=3：1,電流之比I1：I2=3：1,則電荷量之比q1：q2=（I1t1）：（12t2）=1：1.安培力之比F1：F2=3：1,則外力做功之比W1:W2=3：1,故C正確.5、（多選）如圖所示，A、B是相同的白熾燈，L是自感系數很大、電阻可忽略的自感線圈。下面說法正確的是（）A.閉合開關S時，A、B燈同時亮，且達到正常B.閉合開關S時，B燈比A燈先亮，最后一樣亮C.閉合開關S時，A燈比B燈先亮，最后一樣亮D.斷開開關S時，A燈與B燈同時慢慢熄滅BD［由于自感的作用，閉合開關S時，B燈比A燈先亮，最后一樣亮，選項A、C錯誤，B正確；斷開開關S時，L中產生自感電動勢，A燈與B燈同時慢慢熄滅，選項D正確。］6、如圖所示，abcd為水平放置的平行“「”形光滑金屬導軌，間距為1,導軌間有垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應強度大小為B,導軌電阻不計，已知金屬桿MN傾斜放置，與導軌成9角，單位長度的電阻為r,保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動（金屬桿滑動過程中與導軌接觸良好）.則（）A.電路中感應電動勢的大小為-i百smuBvsin0b.電路中感應電流的大小為一^—C.金屬桿所受安培力的大小為B2lvsinC.金屬桿所受安培力的大小為B2lvsin0

rD.金屬桿的熱功率為B21V2rsin0解析：選B.金屬桿的運動方向與金屬桿不垂直，電路中感應電動勢的大小為EE=B1v（1為切割磁感線的有效長度），選項A錯誤；電路中感應電流的大小為1=Blv Bvsin0Blv Bvsin01

siTorBvsin0B?一1

siTorBvsin0B?一r1 B21v B2v2sin201r焉=丁，選項C錯誤；金屬桿的熱功率為P=I2R=-?磊sin0r r2 sin0B21v2sin0=r—，選項d錯誤.7、（多選）如圖所示，水平面上固定一個頂角為60。的光滑金屬導軌MON,導軌處于磁感應強度大小為B,方向豎直向下的勻強磁場中。質量為m的導體棒CD與NMON的角平分線垂直，導軌與棒單位長度的電阻均為r。t=0時刻，棒CD在水平外力F的作用下從O點以恒定速度v0沿NMON的角平分線向右滑動，在滑動過程中始終保持與導軌良好接觸。若棒與導軌均足夠長，則（）a.流過導體棒的電流i始終為B?F隨時間t的變化關系為F=2^|竺2t

t0時刻導體棒的發熱功率為軍Bv3t0撤去F后，導體棒上能產生的焦耳熱為gmv0ABC［導體棒的有效切割長度L=2v0ttan30°,感應電動勢E=BLv0，回路的總電阻R=（2v0ttan30°+ ）,聯立可得通過導體棒的電流1=￡=心，選項V0 cos30J R3rA正確；導體棒受力平衡，則外力F與安培力平衡，即F=BIL,得F=2嘴v2t,選項B正確；t0時刻導體棒的電阻為Rx=2v0t0tan30°?r,則導體棒的發熱功率P=I2R/'普飛，選項c正確；從撤去F到導體棒停下的過程，根據能量守棒x27r 0恒定律有Q棒+Q軌=2mv2—0,得導體棒上能產生的焦耳熱Q棒=gmv2—Q軌＜2mv0，選項D錯誤。］8、（雙選）如圖所示，在水平面內固定有兩根相互平行的無限長光滑金屬導軌，其間距為L,電阻不計。在虛線11的左側存在豎直向上的勻強磁場，在虛線12的右側存在豎直向下的勻強磁場，兩部分磁場的磁感應強度大小均為B。ad、bc兩根電阻均為R的金屬棒與導軌垂直，分別位于兩磁場中，現突然給ad棒一個水平向左的初速度v0,在兩棒達到穩定的過程中，下列說法正確的是（），廿丁一A.兩金屬棒組成的系統的動量守恒B.兩金屬棒組成的系統的動量不守恒ad棒克服安培力做功的功率等于ad棒的發熱功率ad棒克服安培力做功的功率等于安培力對bc棒做功的功率與兩棒總發熱功率之和【答案】BD［開始時，ad棒以初速度v0切割磁感線，產生感應電動勢，在回路中產生順時針方向（俯視）的感應電流，ad棒因受到向右的安培力而減速，bc棒受到向右的安培力而向右加速；當兩棒的速度大小相等，即兩棒因切割磁感線而產生的感應電動勢相等時，回路中沒有感應電流，兩棒各自做勻速直線運動；由于兩棒所受的安培力都向右，兩金屬棒組成的系統所受合外力不為零，所以該系統的動量不守恒，選項A錯誤，B正確；根據能量守恒定律可知，ad棒動能的減小量等于回路中產生的熱量和bc棒動能的增加量，由動能定理可知，ad棒動能的減小量等于ad棒克服安培力做的功，bc棒動能的增加量等于安培力對bc棒做的功，所以ad棒克服安培力做功的功率等于安培力對bc棒做功的功率與兩棒總發熱功率之和，選項C錯誤，D正確。］*9、如圖所示，光滑斜面的傾角為①斜面上放置一矩形導體線框abcd，ab邊的邊長為11，bc邊的邊長為12,線框的質量為m，電阻為R，線框通過絕緣細線繞過光滑的定滑輪與一重物相連，重物質量為M.斜面上ef線(ef平行底邊)的右方有垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應強度為B,如果線框從靜止開始運動，進入磁場的最初一段時間是做勻速運動的，且線框的ab邊始終平行于底邊，則下列說法正確的是()a.線框進入磁場前運動的加速度為“8mgsineb.線框進入磁場時勻速運動的速度為(Mg―mgsine)RB212C.線框做勻速運動的總時間為Mg—mgRsineD.該勻速運動過程中產生的焦耳熱為(Mg—mgsine)l2解析：選D.由牛頓第二定律得，Mg—mgsine=(M+m)a,解得線框進入磁場前運動的加速度為Mg—：郃1ne，A錯誤；由平衡條件，Mg—mgsine—F=0,FM十m 安 安E=BIl1,I=R,E=B11V，聯立解得線框進入磁場時勻速運動的速度為v=(Mg—m：ine)R，B錯誤；線框做勻速運動的總時間為t=l2= B2l2l2 ,CB2121 v(Mg—mgsine)R錯誤；由能量守恒定律，該勻速運動過程中產生的焦耳熱等于系統重力勢能的減小量，為（Mg—mgsin/lD正確.*10、（多選）一個水平固定的金屬大圓環A,通有恒定的電流，方向如圖所示。現有一小金屬環B自A環上方落下并穿過A環，B環在下落過程中始終保持水平，B.B環中感應電流方向與A環中電流方向先相反后相同C.經過A環所在平面的瞬間，B環中感應電流最大D.經過A環所在平面的瞬間，B環中感應電流為零BD［剛開始的下落過程，穿過B環的磁通量增加，由楞次定律可知，B環中應產生與A環中方向相反的感應電流。當B環運動到A環下方后，隨著B環的下落，穿過B環的磁通量逐漸減少，由楞次定律可知，此時B環中將產生與A環中方向相同的感應電流，故選項A錯誤，B正確；當B環經過A環所在平面的瞬間，此時穿過B環的磁通量最大，磁通量的變化率為零，故此時B環中的感應電流為零，選項C錯誤，D正確。］*11、圖中L是線圈，D1、D2是發光二極管（電流從“+”極流入才發光）.閉合S,穩定時燈泡正常發光，然后斷開S瞬間，D2亮了一下后熄滅.則（）A.如圖是用來研究渦流現象的實驗電路B.開關S閉合瞬間，燈泡立即亮起來C.開關S斷開瞬間，P點電勢比Q點電勢高D.干電池的左端為電源的正極解析：選D.題圖是研究自感現象的實驗電路，故A錯誤；開關S閉合瞬間，由于線圈的自感，燈泡逐漸變亮，故B錯誤；開關S斷開瞬間，D2亮了一下，可知通過線圈L的電流方向為從P至Q，故D正確；開關S斷開瞬間，線圈L相當于一個電源，電源內部電流從負極流向正極，所以Q點的電勢高于P點的電勢，故C錯誤.二、非選擇題1、電磁緩速器是應用于車輛上以提高運行安全性的輔助制動裝置，其工作原理是利用電磁阻尼作用減緩車輛的速度.電磁阻尼作用可以借助如下模型討論：如圖所示，將形狀相同的兩根平行且足夠長的鋁條固定在光滑斜面上，斜面與水平方向夾角為。.一質量為m的條形磁鐵滑入兩鋁條間，恰好勻速穿過，穿過時磁鐵兩端面與兩鋁條的間距始終保持恒定，其引起電磁感應的效果與磁鐵不動、鋁條相對磁鐵運動相同.磁鐵端面是邊長為d的正方形，由于磁鐵距離鋁條很近，磁鐵端面正對兩鋁條區域的磁場均可視為勻強磁場，磁感應強度為B,鋁條的高度大于d,電阻率為p.為研究問題方便，鋁條中只考慮與磁鐵正對部分的電阻和磁場，其他部分電阻和磁場可忽略不計，假設磁鐵進入鋁條間以后，減少的機械能完全轉化為鋁條的內能，重力加速度為g.(1)求鋁條中與磁鐵正對部分的電流I;⑵若兩鋁條的寬度均為b,推導磁鐵勻速穿過鋁條間時速度v的表達式；⑶在其他條件不變的情況下，僅將兩鋁條更換為寬度b'>b的鋁條，磁鐵仍以速度v進入鋁條間，試簡要分析說明磁鐵在鋁條間運動時的加速度和速度如何變化.解析：(1)磁鐵在鋁條間運動時，兩根鋁條受到的安培力大小相等，均為F安，有F安=IdB

設磁鐵受到沿斜面向上的作用力為F,其大小有F=2F…安磁鐵勻速運動時受力平衡，則有F-mgsin6=0聯