專題13電磁感應（原卷版）

一、單選題（本大題共20小題）

1.[2021陜西省寶雞市模擬題]如圖所示，兩根電阻不計的平行光滑長直金屬導軌水平放置，導體棒a和力

垂直跨在導軌上且與導軌接觸良好，導體棒a的電阻大于b的電阻，勻強磁場方向豎直向下。當導體棒6

在大小為F2的水平拉力作用下勻速向右運動時，導體棒a在大小為Fi的水平拉力作用下保持靜止狀態。若出、

外分別表示導體棒&和。與導軌兩個接觸點間的電壓，那么它們大小關系為

XXXXX

.6*2

XXXX

ab

A.&=尸2，Ur>U2B.<F2,<U2

C.Fx>F2,<U2D.Fi=F2,Ur=U2

2.[2021年河北省五個一名校聯盟高考物理二模試卷]如圖所示，兩寬度均為a的水平勻強磁場，磁感應強

度的大小等，兩磁場區域間距為4必一個邊長為a的正方形金屬線框從磁場上方距離為&處由靜止自由下

落，勻速通過上方勻強磁場區域，之后又通過下方勻強磁場區域。已知下落過程中線框平面始終在豎直平

面內，不計空氣阻力，下列說法正確的是

A.線框通過上、下兩個磁場的過程中產生的電能相等

B.線框通過上、下兩個磁場的過程中流過線框的電荷量不相等

C.線框通過下方磁場的過程中加速度的最大值與重力加速度的大小相等

D.線框通過上、下兩個磁場的時間相等

3.[2021年上海市大同中學等九校聯考高Z物理模'忒卷]如圖甲所示，單匝矩形線圈abed垂直固定在勻強

磁場中。規定垂直紙面向里為磁感應強度的正方向，磁感應強度隨時間變化的規律如圖乙所示。以順時針

方向為電流正方向，以向右方向為安培力正方向，下列關于A段導線中的感應電流/和受到的安培力/?、隨

時間變化的圖象正確的是（）

4.[2021年吉林省吉林市高考物理二調試卷]隨著科技的不斷發展，無線充電已經進入人們的視線。小到手

表、手機,大到電腦、電動汽車的充電,都已經實現了從理論研發到實際應月的轉化.下圖給出了某品牌

的無線充電手機利用電磁感應方式無線充電的原理圖。關于電線充電，下列說法正確的是（）

A,無線充電時手機接收線圈部分的工作原理是“電流的磁效應”

B,只有將充電底座接到直流電源上才能對手機進行充電

C.接收線圈中交變電流的頻率與發射線圈中交變電流的頻率相同

D,只要有無線充電底座，所有手機都可以進行無線充電

5.[2021年江蘇省高考物理預測試卷（二）]將一均勻導線圍成一圓心角為90。的扇形導線框OMN,其中OM=R,

圓弧此V的圓心為。點，將導線框的。點置于如圖所示的直角坐標系的原點，其中第二和第四象限存在垂直

紙面向里的勻強磁場，其磁感應強度大小為8第三象限存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為

2員從t=o時刻開始讓導線框以。點為圓心，以恒定的角速度3沿逆時針方向做勻速圓周運動，假定沿6mz

方向的電流為正，則線框中的電流隨時間的變化規律描繪正確的是

6J2021年陜西省渭南市高考物理質檢試卷(I)］如圖所示，矩形閉合導體框在水平邊界圖的上方，圖下

方足夠大的區域內存在水平向里的勻強磁場，當矩形閉合導體框加力從掰上方由靜止釋放時，導體框下

落過程形狀不變，亂邊始終保持與國平夕亍，導體框所在平面與磁場方向垂直。若將導體框從圖上方某一

高度〃處由靜止釋放，結果導體框恰好勻速進入磁場。現將導體框從可上方低于〃處由靜止釋放并開始計

時，用匕、匕分別表示導體框劭邊和“邊剛進入磁場的時刻，不計空氣阻力，下列反映導體框下落過程中

速度了隨時間看變化規律的圖像中，可能正確的是

7.［2021年山東省高考物理模擬試卷］如圖所示，水平面內有一平行金屬導軌，導軌光滑且電阻不計，勻強

磁場與導軌平面垂直.阻值為斤的導體棒垂直于導軌靜止放置，且與導軌接觸良好.t=0時，將開關S由

1擲到2.q、八/和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度.下列圖象正確的是

8.[2021年江蘇省常州市高考物理調研試卷（一模）]如圖所示，圓形區域中的勻強磁場磁感應強度當隨時

間E的變化關系為a=々3〃為大于零的常量；邊界刷V右側的勻強磁場磁感應強度大小為為.光滑平行金屬

導軌左端接一阻值為"的電阻、MV,處放置一和導軌接觸良好的金屬棒，不計導軌和金屬棒電阻.t=0時,

給金屬棒一初速度％，使其在外力作用下向右勻速運動.回路的總磁通量為中、回路的電流為人電阻"上

產生的熱量為0、導體棒受到的外力為凡它們隨時間「的變化圖像正確的是（）

■M

beXXX

XXX

9J2021年安徽省安慶市高考物理模試卷］關于下列器材的原理和用途，正確的是（）

金用電影溫度計柜淺■前臨爐

自動調沮K電更與

A.金屬電阻溫度計常用純金屬做成，是利用了純金屬的電阻率幾乎不受溫度的影響

B.扼流圈對交流的阻礙作用是因為線圈存在電阻

C.真空冶煉爐的工作原理是爐體產生渦流使爐內金屬熔化

I）.自動調溫式電熨斗如果要調高工作溫度，需將調溫旋鈕向下調節

10.［2021年廣東省揭陽一中高考物理模擬試卷（3月份）］如圖，水平銅盤半徑為八置于磁感應強度為8

方向豎直向下的勻強磁場中，銅盤繞通過圓盤中心的豎直軸以角速度口做勻速圓周運動，銅盤的邊緣及中心

處分別通過導線和滑動變阻器％與理想變壓器的原線圈相連，該理想變壓器原、副線圈的匝數比為〃：1,

變壓器的副線圈與電阻為R2的負載相連，貝M）

卜變壓器原線圈兩端的電壓為空

B,若&不變時，通過負載&的電流強度為（）

C,若治不變時，通過變壓器的副線圈橫截面磁通量為0

D,若冬變化時，通過負載電的電流強度為通過公電流的;

11.（2021年江蘇省高考物理預測試卷（六）］如圖所示，輕彈簧上端固定，下端懸掛一質量為勿的條形磁鐵,

磁鐵穿過固定的水平閉合金屬線圈。將磁鐵托起到彈簧壓縮x后由靜止放開，磁鐵會上下運動并逐漸停下

來，靜止時彈簧伸長箭不計空氣阻力，重力加速度為g,彈簧始終在彈性限度內，則（）

S

A.彈簧處于原長時，磁鐵的加速度可能大于g

B.磁鐵中央通過線圈時，線圈中感應電流最大

C.磁鐵向下運動時，線圈受到的安培力方向向上

D,線圈在整個過程中產生的焦耳勢為加gx

12.［2021年江蘇省高考物理預測試卷（四）］如圖所示的電路中，爾B、，是三個完全相同的燈泡，￡是一

個自感系數較大的線圈，其直流電阻與燈泡電阻相同下列說法正確的是（）

A,閉合開關S,力燈逐漸變亮

B.電路接通穩定后，流過4燈的電流時流過。燈電流的;

C.電路接通穩定后，斷開開關S,。燈立即熄滅

D,電路接通穩定后，斷開開關S,A,B,C燈過一會兒才熄滅，且力燈亮度比8,C燈亮度高

13.［2021年云南師大附中高考物理適應性試卷（六）］如圖所示，在絕緣水平桌面上，有一東西向放置的水

平導體棒劭置于豎直向下的勻強磁場中，劭棒用柔軟的導線與相距較遠的導體棒“連接，cd棒南北向固

定在絕緣水平桌面上，其東側桌面上有一水平光滑金屬導軌，導體棒置于導軌上與電源形成閉合電路,

導體樨ef與導體棒cd平行且相距較近。現迅速移動劭棒，發現ef棒向西運動靠近“棒，是因為劭棒

迅速（）

A,向東移動B.向北移動C.向西移動D.向南移動

14.（2021年遼寧省新高考“八省聯考”高考物理適應性試卷］如圖所示，“凹”字形金屬線框右側有一寬度

為弘的勻強磁場區域，磁場方向垂直于紙面向里。線框在紙面內向右勻速通過磁場區域，t=O時，線框開

始進入磁場。設逆時針方向為感應電流的E方向，則線框中感應電流/隨時間z變化的圖象可能正確的是（）

3L

15.［2021年江蘇省揚州市高考物理調研試卷（2月份）（?模）］如圖所示，地面上方存在一個沿水平方向的

磁場，以。點為坐標原點，水平向右為x軸，豎直向下為y軸，磁感應強度在相同高度處大小相等，豎直

方向按B=ky分布（k>0）。將一個矩形線框劭力從圖示位置水平向右拋出，運動過程中線框始終處于豎直

平面內，且ad邊保持水平，磁場區域足夠大，不計空氣阻力。關于線框下列說法正確的是（）

x

0

口

y

A.電流方向是abcdaB.水平方向做勻減速運動

C,豎直方向做勻加速運動D.最終斜向右下方做勻速運動

16J2021年河南省濮陽一中高考物理摸底試卷（3月份）］如圖所示、有界勻強磁場區域的磁場方向豎直向

下看。有一正方形線框沿水平光滑桌面由位置/以北=3.0m/s的初速度沿垂直于磁場邊界水平向右運動,

線框經過位置11,當運動到位置山時速度恰好為零，此時線框剛好有一半離開磁場區域。則線框經過位置

II時的速度大小為（）

.XXXXX；

B：

:XXXxW

!xxxXX

A.l.Om/sB.1.5m/sC.2.Qm/sD.2.5m/s

17J2021年山西省呂梁市高考物理一模試卷］如圖所示，寬為a的矩形金屬導線框，從圖示位置由靜止開始

下落，通過一寬度為b（b>a）的水平勻強磁場區域，磁場方向垂直于線框平面。從線框下邊進入磁場區域到

線框上邊離開磁場區域的過程中（）

口

XXX-

b

XXX

A,線框中一直有感應電流

B,線框受安培力時安培力的方向總是豎直向上

C,線框可能一直做勻速直線運動

D,線框可能一直做勻減速直線運動

18J2021年廣東省河源市源城區高考物理模擬試卷（2月份）］如圖甲所示，N=200匝的線圈（圖中只畫了

2匝），電阻r=2C,其兩端與一個R=48Q的電阻相連。線圈內有垂直紙面向里的磁場，磁通量按圖乙所

示規律變化。下列選項正確的是（）

A,電阻斤兩端。點比a點電勢高

B,電阻發兩端的電壓大小為10，

C.0.1s時間內非靜電力所做的功為0.2/

D.0.1s時間內通過電阻E的電荷量為0.05C

19J2021年上海市嘉定區高考物理一模試卷］磁單極子自1932年被狄拉克提出以來，科學家們一直都在努

力尋找其存在的確鑿證據。如果一個只有S極的磁單極子從上向下穿過如圖所示的閉合超導線圈，則從上

向下看，這個線圈中將出現（）

A.先逆時針后順時針的感應電流

B.先順時針后逆時針的感應電流

C,逆時針方向的持續流動的感應電流

D,順時針方向的持續流動的感應電流

20.［2021年上海市閔行區高考物理一模試卷］下面四種常用電器中哪一個應用的物理規律與其他三個不同

（）

A.動圈式麥克風B.動圈式揚聲器C.家用電磁爐D.無線充電器

二、多選題（本大題共10小題）

21J2021年湖北省龍泉中學、宜昌一中高考物理聯考試卷（2月份）］如圖所示，abed為一邊長為/的正方

形導線框，導線框位于光滑水平面內，其右側為一勻強磁場區域，磁場的邊界與線框的cd邊平行，磁場區

域的寬度為2￡,磁感應強度為8,方向豎直向下。線框在一垂直于cd邊的水平恒定拉力產作用下沿水平方

向向右運動，直至通過磁場區域。cd邊剛進入磁場時，線框開始勻速運動，規定線框中電流沿逆時針時方

向為正，則導戌框從剛進入磁場到完全離開磁場的過程中，a、8兩端的電壓U岫及導線框中的電流/隨cd

邊的位置坐標彳變化的圖線可能是（）

XXXX

XXXX

■2/---------

22.［2021湖北省模擬題］如圖所示，水平面內足夠長的光滑“凸”形電阻可忽略的金屬導軌左側寬度為G，

右側寬度為G，且G=2G，有兩個材料相同，質量均為加導體棒靜止在導軌上，垂直于導軌所在平面向上

的磁場磁感應強度大小為8,現給導體棒【一初速度為使其沿水平方向開始運動直至達到穩定狀態，整個過

程導體棒I一直在左側導軌部分，下面說法正確的是（）

A.導體棒I達到穩定狀態時速度為葭

B.導體棒I達到穩定狀態時速度為葭

C,整個過程中通過導體棒II的電荷量為鬻

D.整個過程中導體棒n上產生的焦耳熱為真m詔

23.（2021年河南省新鄉市高考物理摸底試卷（2月份）］如圖所示，固定在絕緣水平面上的半徑r=0.2m的

金屬圓環內存在方向豎直向上、磁感應強度大小8=0.17的勻強磁場。金屬槎一端與圓環接觸良好，另一

端固定在豎直導電轉軸。0'上，隨軸順時針勻速轉動。在圓環的力點和電刷間接有阻值R=10。的電阻和板

間距d=0.01m的平行板電容器，有一質量m=1g、電荷量q=1xlO^c的顆粒在電容器極板間恰好處于

靜止狀態。取重力加速度大小g=10zn/s2,不計其他電阻和摩擦，下列說法正確的是

A,電容器兩極板間的電壓為10/

B,電容器的上極板帶正電荷

C,每秒鐘通過電阻的電荷量為10。

D.金屬棒轉動的角速度大小為5X103rad/s

24.[2021年廣西梧州市高考物理畢業班聯考試卷（3月份）]一種基于電磁感應原理的非接觸式電能供應系

統可實現電能的無線傳輸，目前已有手機無線充電等應用，如圖所示為這種供電系統原理示意圖.圖中兩

個感應線圈力和笈相鄰正對放置，不計線圈的電阻.下列說法正確的是（）

A.向力線圈中輸入變化的電流，4線圈中會產生感應電動勢

B.向力線圈中輸入恒定的電流，8線圈中會產生感應電動勢

C,電能傳輸中只增加力、8間距，8線圈中感應電動勢會變大

D,電能傳輸中只增加力線圈中電流的變化率，夕線圈中感應電動勢會變大

25.[2021年遼寧省大連市高考物理雙基試卷]如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導軌與水平面成。角放置，

導軌間距為￡且電阻不計，其頂端接有一阻值為力的電阻，整個裝置處于磁感應強度為6的勻強磁場中，

磁場方向垂直于導軌平面向下。一質量為/〃的金屬棒以初速度火由導軌底端上滑，經一段時間滑行距離才

到達最高點后，又返回底端。棒與兩導軌始終垂直且接觸良好，其接入電路中的電阻為n重力加速度為外

下列說法正確的是（）

R

B

A,棒下滑過程的平均速度等于3

B,棒下滑過程通過左的電荷量為詈

n

7^0(夫+「)-8212工

C.棒上滑時間等于

mg(R+r)sin0

D,棒上滑過程中回路產生的焦耳熱等于諾一mgxsinb

26.［2021年廣東省韶關市高考物理一模試卷］如圖，〃形光滑金屬框aAd置于水平絕緣平臺上，劭和曲邊

平行，和式邊垂直.ab、de足夠長，整個金屬框電阻可忽略，一根具有一定電阻的導體棒，網置于金屬框

上，用水平恒力尸向右拉動金屬框，運動過程中，裝置始終處于豎直向下的勻強磁場中，朗”與金屬框保持

良好接觸，且與歷邊保持平行，經過一段時間后（）

xxxMxxxx

A.金屬框和導體棒速度相等B.金屬框和導體棒加速度相等

C.導體棒所受安培力不變D.金屬框的加速度不變

27RU21山西省模擬題］如圖所示的光滑導軌，由傾斜和水平兩部分在MM'處平滑連接組成。導軌間距為L,

水平部分處于豎直向上、磁感應強度為9的勻強磁場中，傾斜導軌連接阻值為斤的電阻。現讓質量為加、阻

值為2"的金屬棒a從距離水平面高度為力處靜止釋放。金屬棒a到達磁場中0。'時，動能是該金屬棒運動

到MM，時動能的右最終靜止在水平導軌上。金屬棒a與導軌接觸良好且導軌電阻不計，重力加速度g=

WN

A.金屬棒a運動到MM'時回路中的電流大小為第J?

B.金屬棒a運動到00’時的加速度大小為°=也回

3m/?

C.金屬棒a從力處靜止下滑到在水平導軌上靜止過程中，電阻上產生的焦耳熱為3mg力

D.金屬棒a若從方處靜止釋放，在它運動的整個過程中，安培力的沖量大小是m,,方向向左

28J2021年安徽省合肥市高考物理?模試卷］如圖所示，寬度為￡的光滑金屬框架物7鋁固定于水平面，并

處在磁感應強度大小為8的勻強磁場中，磁場方向豎直向下，框架的電阻分布不均勻。將質量為辦長為人

的金屬棒劭垂直放置在框架上，并且與框架接觸良好。現給棒劭向左的初速度北，其恰能做加速度大小

為a的勻減速直線運動，則在棒劭的速度由孫減為/的過程中，下列說法正確的是

N

XX^XX

XXXX

XXXXX

XXXXX

P

A棒瑟的位移大小為若

B.通過棒油的電荷量為嘴竺

BL

C,框架/W段的熱功率增大

I）.棒油產生的焦耳熱為（詔-V2）

29J2021年江西省重點中學協作體高考物理第?次聯考試卷（2月份）汝口圖所示，x軸上方有兩條曲線均

為正弦曲線的半個周期，其高和底的長度均為在x軸與曲線所圍的兩區域內存在大小均為8方向如圖

所示的勻強磁場，.極閥為一邊長為/的正方形導線框，其電阻為此JW與x軸重合，在外力的作用下，線

框從圖示位置開始沿x軸正方向以速度。勻速向右穿越磁場區域，則下列說法正確的是（）

A,線框的/W邊到達*坐標為g處時，感應電流最大

B,線框的ZW邊到達*坐標為日處時，感應電流最大

C,穿越磁場的整個過程中，線框中產生的焦耳熱為啥

D,穿越磁場的整個過程中，外力所做的功為中

30.［2021年湖北省九師聯盟高考物理鞏固試卷（2月份）］如圖甲所示，質量為加、電阻為，,的金屬棒ab垂

直放置在光滑水平導軌上，導軌由兩根足夠長、間距為"的平行金屬桿組成，其電阻不計，在導軌左端接

有阻值〃的電阻，金屬棒與導軌接觸良好，整個裝置位于磁感應強度為4的勻強磁場中。從某時刻開始，

導體格在水平外力廠的作用下向右運動（導體棒始終與導軌垂直），水平外力隨著金屬棒位移變化的規律如圖

乙所示，當金屬棒向右運動位移x時金屬棒恰好勻速運動。則下列說法正確的是（）

甲乙

A.導體棒劭勻速運動的速度為/二卷投

B.從金屬棒開始運動到恰好勻速運動，電阻尸上通過的電量為懸；

C,從金屬棒開始運動到恰好勻速運動，電阻尸上產生的焦耳熱QR=m禁7一沔萬

D.從金屬棒開始運動到恰好勻速運動，金屬棒克服安培力做功W克=^尸0%-4鋁

三、計算題（本大題共10小題）

31.（2021年河南鄭州市高考物理猜想試卷（全國I卷）］光滑水平軌道abc.a而在a端很接近但是不相連，

A段與曲段平行，尺寸如圖所示。軌道之間存在磁感應強度為8的勻強磁場。初始時質量為勿的桿1放置

在從d兩點上，桿2放置在桿1右側L/2處。除桿2電阻為（外，桿1和軌道電阻均不計。

（1）若固定桿1，用水平外力以速度均勻速向右拉動桿2。推導桿2中的感應電動勢大小為E=BL%；

(2)若固定桿2,用水平外力將桿1以初速度為向左拉動，運動過程中保持桿中電流不變，求桿1向左

運動位移/時速度的大小：

(3)在(2)問的過程中，桿1向左運動位移￡過程中，求水平外力做的功；

(4)在(2)問的過程中，求桿1向左運動位移/所用時間。

32.12021年河北省新高考“八省聯考”高考物理適應性試卷］如圖1所示，兩條足夠長的平行金屬導軌間距

為0.5m.固定在傾角為37。的斜面上。導秋頂端連接一個阻值為1C的電阻。在冊M下方存在方向垂直于斜面

向上、大小為1T的勻強磁場。質量為0.5鈾的金屬棒從48處由靜止開始沿導軌下滑，其運動過程中的u-t

圖象如圖2所示。金屬棒運動過程中與導軌保持垂直且接觸良好，不計金屬棒和導軌的電阻，取g=10m/s2,

sin370=0.6,cos37°=0.8。

(1)求金屬棒與導軌間的動摩擦因數；

(2)求金屬棒在磁場中能夠達到的最大速率;

(3)已知金屬棒從進入磁場到速度達到5m/s時通過電阻的電荷量為1.3C,求此過程中電阻產生的焦耳

熱。

33.[2021年云南師大附中高考物理適應性試卷(七)]如圖所示，有一傾角為a的固定粗糙斜面，斜面上相

隔為d的平行虛線物’與掰間有大小為4的勻強磁場，方向垂直斜面向下。一質量為久電阻為北邊長為

￡的正方形單匝純電阻金屬線圈，在沿斜面向上的恒力作用下，以速度/勻速進入磁場，線圈劭邊剛進入

磁場和cd邊剛要離開磁場時，池邊兩端的電壓相等。己知磁場的寬度d大于線圈的邊長〃線圈與斜面間

的動摩擦因數為〃，重力加速度為外求：

(1)線圈有一半面積進入磁場時通過他邊的電荷量仍

(2)恒力產的大小；

(3)線圈通過磁場的過程中產生的焦耳熱0。

34.[2021年上海市楊浦區高考物理一模試卷]如圖(a),磁力剎車是為保證過山車在最后進站前的安全而設計

的一種剎車形式。磁場很強的鐵磁鐵長條安裝在軌道上，剎車金屬片安裝在過山車底部或兩側。簡化為圖(b)

的模型，相距為人水平放置的導軌處于磁感應強度大小為8、方向豎直的勻強磁場中，整個回路中的等效

電阻為此將過山車.上的剎車金屬片等效為?根金屬桿18,過山車的質量為w。不計軌道摩擦和空氣阻力。

v/m?b

(1)求水平磁力剎車減速的加速度a大小隨速度/變化的關系式;

(2)試比較用磁力剎車和用摩擦力剎車的區別;

(3)若過山車進入水平磁力剎車軌道開始減速時，速度為30m/s,剎車產生的加速度大小為15m/s2。過

山車的速度/隨位移x的變化規律滿足：u=%一四》(設水平軌道起點》=0)。在圖(c)中畫出水平磁

力剎車減速的加速度大小隨速度變化的圖線，并求出過山車在水平軌道上減速到10m/s時滑行的距離。

35J2021年江蘇省南通、徐州、宿遷、淮安、泰州、鎮江六市聯考高考物理一調試卷］如圖中所示，兩根足

夠長的光滑平行金屬導軌夕。固定在水平面內，相距為L軌道端點M9間接有阻值為兄的電阻，導軌

電阻不計.長度為L、質量為小電阻為r的金屬棒仍垂直于JW、&靜止放在導軌上，與J仍間的距離為d,

棒與導軌接觸良好.t=0時刻起，整個空間加一豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小8隨時間￡的變化

規律如圖乙所示,圖中殳、環已知.

■B

B。、

b

甲

(1)若琳時刻棒他的速度大小為％求0~環時間內安培力對棒所做的功//；

(2)在0~5時間內，若棒仍在外力作用下保持靜止，求此時間內電阻尸產生的焦耳熱0.

36—2021年安徽省阜陽市高考物理質檢試卷］如圖，兩平行光滑金屬導軌力比；AB'C’的左端接有阻值為〃

的定值電阻Z,間距為〃其中46、48,固定于同一水平面(圖中未畫出)_L旦與豎直面內半徑為/的;光滑圓

弧形導軌形；B'C'相切于從B'兩點。矩形DBB'D'區域內存在磁感應強度大小為反方向豎直向上的勻強磁

場。導體棒劭的質量為加、電阻值為此長度為￡,加棒在功率恒定、方向水平向右的推力作用下由靜止

開始沿導軌運動,經時間1后撤去推力，然后劭棒與另一根相同的導體棒cd發生碰撞并粘在一起，以3腐

的速率進入磁場，兩導體棒穿過磁場區域后，恰好能到達CC'處。重力加速度大小為g,導體棒運動過程中

(1)求該推力的功率R

(2)求兩導體棒通過磁場右邊界8*時的速度大小匕

(3)求兩導體棒穿越磁場的過程中定值電阻Z產生的焦耳熱0；

(4)兩導體棒到達CC'后原路返回，請通過計算判斷兩導體棒能否再次穿過磁場區域。若不能穿過，求出

兩導體棒停止的位置與DD'的距離X。

37J2021年遼寧省名校聯盟高考物理聯考試卷(3月份)］如圖所示，絕緣水平面上有條形區域I、II、HI,

其寬度均為s,區域I內有磁感應強度大小為反豎直向下的的勻強磁場(俯視圖)。用粗細均勻的電阻絲制

成邊長為s的單匝正方形金屬線框版心7,線框總電阻為此質量為4m線框制作平整，與水平面貼合良好，

除區域HI水平面與線框間有恒定的動摩擦因數外，其余部分光滑。線框以初速度先進入勻強磁場，運動至

線框中心對稱線與⑦重合時速度恰好減為0,重力加速度為g,求：

(1)線框剛好完全進入區域I的速度大小；

(2)區域HI與線框間的動摩擦因數。

AE

a,_A：xxx：

瀟HIII

.1____xxx：

ac；xxx：

NB

38.(2021年安徽省A1O聯盟高考物理開年試卷］如圖，兩根足夠長的光滑平行金屬導軌.WV；圖傾斜放置，

導軌平面與水平面的夾角6=30。，導軌間距為導軌上端連接一個理想電壓表，下端連接一個限值為、

的定值電阻，整個導軌處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為反質量為力的金

屬棒酢放在導軌上，用平行于導軌平面向上的拉力拉金屬棒，使金屬棒由靜止開始向上運動，某時刻撤去

拉力。金屬棒向上運動的整個過程中，電玉表的示數隨時間變化的圖象如圖乙所示(圖中為、均己知)，金

屬棒沿導軌運動過程中與導軌接觸良好且始終與導軌垂直，金屬棒接入電路的電阻為:R,重力加速度為g,

不計導軌電阻，求：

(1)撤去拉力的瞬間，金屬棒的速度大小；

(2)￡=：￡。時刻，作用于金屬棒上拉力的大小；

(3)撤去拉力后，金屬棒向上運動過程中，通過定值電阻〃的電量及定值電阻"上產生的焦耳熱分別是多少。

M

39.［2021年江蘇省無錫市高考物理質檢試卷(2月份)(一模)］如圖所示，“凹”字形硬質金屬線框質量為

勿，相鄰各邊互相垂直，且處于同一平面內，ab、兒邊長均為21,gf邊長為乙勻強磁場區域的上下邊界

均水平，磁場方向垂直于線框所在平面。開始時，加邊離磁場上邊界的距離為/,線框由靜止釋放，從be

邊進入磁場直到“邊進入磁場前，線框做勻速運動。在“邊離開磁場后，劭、ed邊離開磁場之前，線框

又做勻速運動。線框在下落過程中始終處于豎直平面內，且be、gf邊保持水平，重力加速度為g。求

(1)線框助、ed邊將離開磁場時做勻速運動的速度大小是A邊剛進入磁場時的幾倍；

(2)若磁場上下邊界間的距離"則線框完全穿過磁場過程中產生的熱量為多少？

磁場區

40.[2021年江蘇省淮安市清江浦區淮陰中學高考物理模擬試卷]將兩足夠長的平行直導軌出《圖固定在絕

緣斜面上，已知導軌與水平面之間的夾角為J=30°,兩導軌之間的距離為L=2m,下端接有R=1.5。的定

值電阻，如圖甲所示。在整個空間加一范圍足夠大且方向垂直導軌平面的勻強磁場，磁場的磁感應強度大

小隨時間的變化規律如圖乙所示，￡=0時磁感應強度的方向垂直導軌平面向上。將一質量為m=1.4kg、

阻值為r=0.5。、長度為L=2m的導體棒垂直地放在導軌上且與導軌始終接觸良好，開始時導體棒與,即的

距離為=其他電阻不計，已知導體棒與導軟之間的動摩擦因數為4=苧，最大靜摩擦力等于滑動摩

擦力，重力加速度g=10m/s2o

（1）如果導體棒在。?1s內始終不動，求流過定值電阻的電流大小以及方向；

（2）分析t=1.1s時導體棒所處的狀態以及此時所受摩擦力的大小和方向；

（3）如果t=1.2s時在導體棒上加一沿導軌向上的外力汽，使導體棒沿導軌向上以Q=5m/s2的加速度做勻加

專題13電磁感應（解析版）

一、單選題（本大題共20小題）

1.[2021陜西省寶雞市模擬題]如圖所示，兩根電阻不計的平行光滑長直金屬導軌水平放置，導體棒a和6

垂直跨在導軌上且與導軌接觸良好，導體棒&的電阻大于b的電阻，勻強磁場方向豎直向下。當導體棒6

在大小為尸2的水平拉力作用下勻速向右運動時，導體棒a在大小為Fi的水平拉力作用下保持靜止狀態。若打、

3分別表示導體棒a和。與導軌兩個接觸點間的電壓，那么它們大小關系為

X

八

X

A.Fi=F2,UI>U2B.居<F2,U]<U2

C.&>F2,UI<U2D.K=尸2，U、=U2

【答案】D

【解析】

力切割磁感線相當于電源，則U1、U2均為路端電壓；根據尸=8幾結合平衡狀態比較力的大小。

【解答】

a、。與導軌構成閉合回路，電流/相等，則外人受到的安培力均為F=B1L,又因為a、6均處于平衡狀態,

所以R=F2;

6切割磁感線相當于電源，則/、/均等于路端電壓，即/R。，所以％二%,故力展錯誤，。正確。

故選心

2,[2021年河北省五個一名校聯盟高考物理二模試卷]如圖所示，兩寬度均為a的水平勻強磁場，磁感應強

度的大小等，兩磁場區域間距為4外一個邊長為a的正方形金屬線框從磁場上方距離為〃處由靜止自由下

落，勻速通過上方勻強磁場區域，之后又通過下方勻強磁場區域。已知下落過程中線框平面始終在豎直平

面內，不計空氣阻力，下列說法正確的是

A.線框通過上、下兩個磁場的過程中產生的電能相等

B.線框通過上、下兩個磁場的過程中流過線框的電荷量不相等

C.線框通過下方磁場的過程中加速度的最大值與重力加速度的大小相等

D.線框通過上、下兩個磁場的時間相等

【答案】C

【解析】

本題考查電磁感應中的功能關系問題和線圈切割磁感線的運動涉及的動力學問題。

根據功能關系判斷線框通過磁場過程中產生的電能；根據推論4=11中求解電量；根據平衡條件和牛頓第

二定律列方程聯立求解：通過的位移相同，可根據平均速度大小判斷時間的長短。

【解答】

A.線圈勻速通過上方的勻強磁場，根據能量守恒有E]=2mga,之后在無場區加速運動，進入下方勻強磁場,

做減退運動，AEk<0，根據能量守恒，2mga-E2=△Ek,解得：E?=2mga-△Ek>2mga,故A錯誤；

B.根據q=n譬可知，線框通過上、下兩個磁場的過程中流過線框的電荷量相等，故B錯誤；

C.線框勻速穿過上方磁場，有：mg=琛工進入磁場時的速度v=/iL則mg=B2a2儂^

RR

進入下方區域磁場時的速度V=廝，線框進入下方磁場時加速度最大，四叵一mg=ma，聯立解得:

R

a=g,故C正確；

D.線圈以v=痂勻速通過上方區域磁場，以/=危進入下方區域磁場做減速運動，其平均速度大于

歷，故線框通過上方區域磁場的時間大于通過下方區域磁場的時間，故D錯誤。

故選C.

3.[2021年上海市大同中學等九校聯考高考物理一模試卷]如圖甲所示，單匝矩形線圈aAd垂直固定在勻強

磁場中。規定垂直紙面向里為磁感應強度的正方向，磁感應強度隨時間變化的規律如圖乙所示。以順時針

方向為電流正方向，以向右方向為安培力正方向，下列關于A段導線中的感應電流，和受到的安培力*隨

時間變化的圖象正確的是（）

【答案】A

【解析】

由圖可知磁感應強度的變化，則可知線圈中磁通量的變化，由法拉第電磁感應定律可知感應電動勢變化情

況，由楞次定律可得感應電流的方向，根據左手定則可以找出安培力方向，結合可得出正確的圖象。

本題主要考查了法拉第電磁感應定律，分析清楚B-t圖象、應用楞次定律、法拉第電磁感應定律、安培力

公式即可正確解題。

【解答】

0?0.5T時間內，B減小，穿過線圈的磁通量減小，磁場方向垂直紙面向里，由楞次定律可知，感應電流方

向沿順時針方向，為正值;

由法拉笫電磁感應定律可知，感應電動勢為E=￥-S,翌不變，則E不變，感應電流不變。由左手定則可

知，be段導線受到的安培力方向水平向右，是正的。由于B變小，由F=BIL知be段導線受到的安培力大

小變小。

在0.5T-T時間內，B增大，穿過線圈的磁通量增大，磁場方向垂直紙面向里，由楞次定律可知，感應電流

方向沿逆時針方向，為負值；

由法拉第電磁感應定律可知，感應電動勢為E=丹-S,Y不變，則E不變，感應電流不變。

AtAt

由圖知：在0.5T—T時間內的廠是。?0.5T時間內的2倍，則在0.5T-T時間內的感應電動勢E是0?0.5T時

間內的2倍，感應電流也是2倍。

在0.5T-T時間內，由左手定則可知，be段導線受到的安培力方向水平向左，是負的，且由F=B1L知在0.5T-

T時間內be段導線受到的安培力的最大值是前一時間段最大值的4倍，

故BCD錯誤，A正確。

故選：Ao

4.[2021年吉林省吉林市高考物理二調試卷]隨著科技的不斷發展，無線充電已經進入人們的視線。小到手

表、手機，大到電腦、電動汽車的充電，都已經實現了從理論研發到實際應月的轉化。下圖給出了某品牌

的無線充電手機利用電磁感應方式無線充電的原理圖。關于電線充電，下列說法正確的是（）

接收充電設事

￡n五變電坦場

-

充電底座

A.無線充電時手機接收線圈部分的工作原理是“電流的磁效應”

B,只有將充電底座接到直流電源上才能對手機進行充電

C.接收線圈中交變電流的頻率與發射線圈中交變電流的頻率相同

D,只要有無線充電底座，所有手機都可以進行無線充電

【答案】C

【解析】

根據電磁感應現象的原理，結合感應電動勢產生的條件，即可求解。

考查充電手機的工作原理，理解電磁感應現象的運用，及產生感應電動勢的條件，注意渦流的防止與應用。

【解答】

A.無線充電時手機接收線圈部分的工作原理是電磁感應現象，不是“電流的磁效應”現象，故A錯誤：

B.當充電設備通以恒定直流，無線充電設備不會產生交變磁場，那么不能夠正常使用，故B錯誤；

C.接收線圈中交變電流的頻率與發射線圈中交變電流的頻率相同，故C正確；

D.被充電手機內部，應該有一類似金屬線圈的部件，與手機電池相連，當有交變磁場時，則出現感應電動

勢，那么普通手機不能夠利用無線充電設備進行充電，故D錯誤；

故選：Co

5.[2021年江蘇省高考物理預測試卷（二）]將一均勻導線圍成一圓心角為90。的扇形導線框0MN,其中0M=R,

圓弧泓V的圓心為。點，將導線框的。點置于如圖所示的直角坐標系的原點，其中第二和第四象限存在垂直

紙面向里的勻強磁場，其磁感應強度大小為8第三象限存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為

2員從￡=0時刻開始讓導線框以。點為圓心，以恒定的角速度3沿逆時針方向做勻速圓周運動，假定沿夕陽

方向的電流為正，則線框中的電流隨時間的變化規律描繪正確的是

y

根據法拉第電磁感應定律求解感應電動勢大小，再根據閉合電路的歐姆定律求解感應電流大小，根據楞次

定律判斷感應電流方向。

本題主要考查導體轉動切割磁感線時的感應電動勢、閉合電路的歐姆定律、楞次定律的應用。

【解答】

在。?環時間內，線框從圖示位置開始（t=0）轉過90。的過程中，產生的感應電動勢為E]=；B3R2,由閉合

電路歐姆定律得，回路中的電流為1]=?=手，根據楞次定律判斷可知，線框中感應電流方向為逆時針

方向（沿0NM方向）；

在5~2to時間內，線框進入第三象限的過程中，回路中的電流方向為順時針方向（沿0MN方向），回路中

222

產生的感應電動勢為E?=駢3-R+i-2BG>R?R=3E1；感應電流為I2=31]，

在2to?3to時間內，線框進入第四象限的過程中，，回路中的電流方向為逆時針方向（沿0NM方向），回路

中產生的感應電動勢為E3=：B3?R2+32BG）-R2=TB3-R2=3E],感應電流為％=3k，

在3to?4to時間內.線框出第四象限的過程中，網路中的電流方向為順時針方向（沿0MN方向）,同路中產

生的感應電動勢為E4=：B<OR2,回路電流為「=11，故B正確，ACD錯誤。

故選B。

6.[2021年陜西省渭南市高考物理質檢試卷（I）]如圖所示，矩形閉合導體框在水平邊界々的上方，PQV

方足夠大的區域內存在水平向里的勻強磁場，當矩形閉合導體框仍力從網上方由靜止釋放時，導體框下

落過程形狀不變，助邊始終保持與々平吁，導體框所在平面與磁場方向垂直。若將導體框從印上方某一

高度〃處由靜止釋放，結果導體框恰好勻速進入磁場。現將導體框從圖上方低于，處由靜止釋放并開始計

時，用口、￡2分別表示導體框劭邊和4邊剛進入磁場的時刻，不計空氣阻力，下列反映導體框下落過程中

速度丫隨時間1變化規律的圖像中，可能正確的是

XXX

A.

C.

【答案】c

【解析】

若將導體框從PQ上方某一高度H處由靜止釋放,線框先做自由落體運動，ab邊進入磁場時丫=痢，因

為重力等于安培力，做勻速直線運動。現將導體框從PQ上方低于H處由靜止釋放，線框先做自由落體運動,

ab邊進入磁場時v<腐，安培力小于重力，做加速度減小的加速運動，cd邊離開磁場做勻加速直線運動,

加速度為g，所以C選項是正確的，ABD錯誤。

本題考查電磁感應定律的運用，先搞清楚線框可能做什么運動及其相應的條件，再根據題目的已知條件判

斷。

7.[2021年山東省高考物理模擬試卷]如圖所示，水平面內有一平行金屬導軌，導軌光滑且電阻不計，勻強

磁場與導軌平面垂直.阻值為"的導體棒垂直于導軌靜止放置，且與導軌接觸良好.t=0時，將開關S由

1擲到2.q、八P和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度.下列圖象正確的是

()

【解析】

將開關由1撥到2,電容器放電，導體棒向右加速運動切割磁感線，導體棒中會產生感應電動勢，這時導體

棒相當于一個電源，導體棒下端是負極，上端是正極，當電容器的電壓降至與導體棒的感應電動勢相等時，

電容器不再放電，回路中不再有電流，導體棒不再受安培力而勻速運動，所以最終狀態是：電荷量不為零，

電流為零，速度不為零，加速度為零，D項正確.

電容器放電產生電流，使導體棒受到安培力運動，導體棒運動之后產生感應電動勢，當導體棒的電動勢與

電容器兩端的電壓相等時達到穩定狀態，由此判斷物理量變化。

8.[2021年江蘇省常州市高考物理調研試卷（一模）]如圖所示，圓形區域中的勻強磁場磁感應強度與隨時

間￡的變化關系為為=依，〃為大于零的常量；邊界J你右側的勻強磁場磁感應強度大小為為?光滑平行金屬

導軌左端接一阻值為"的電阻、.拗'處放置一和導軌接觸良好的金屬棒，不計導軌和金屬棒電阻.t=0時,

給金屬棒一初速度燈,使其在外力作用下向右勻速運動.回路的總磁通量為中、回路的電流為八電阻〃上

產生的熱量為。、導體棒受到的外力為E它們隨時間Z的變化圖像正確的是（）

XXX

【答案】C

【解析】

根據磁通量的定義中=BS得到在t=ti時刻穿過回路的總磁通量;根據法拉第電磁感應定律和閉合電路的歐

姆定律得到通過電阻R的電流；根據Q=PRt電阻R上產生的熱量；根據平衡條件水平拉力等于安培力得

到水平拉力。

本題考查電磁感應中的基本問題，綜合性較強。

【解答】

A、根據題意可知，MN左邊的磁場方向與右邊的磁場方向相同，那么總磁通量即為金屬棒左右兩側兩種磁

通量之和，則穿過回路的總磁通量為中=61+中2=ktS+B2V°tL,故中-t圖像應為直線，故A錯誤；

B、根據法拉第電磁感應定律得E=2S，則1=5=殳等，故回路的電流為恒定電流，圖像應為平行于時

AtRR

間軸的直線，故B錯誤：

C、電阻R上產生的熱量為Q=l2Rt,由于I,R不變，故Q與t成正比，故C正確；

D、金屬棒所受的安培力大小F安=B2IL=:ks+Bz—BzL,根據平衡條件可知，水平拉力大小等于安培力大小，

即為F=0普肥，故拉力F是一個恒量，故D錯誤.

K

故選C。

9.[2021年安徽省安慶市高考物理一模試卷]關于下列器材的原理和用途，正確的是（）

全國電IB濯庾計挺淺圖巖每爐自動調沮K電熨4

A.金屬電阻溫度計常用純金屬做成，是利用了純金屬的電阻率幾乎不受溫度的影響

B.扼流圈對交流的阻礙作用是因為線圈存在電阻

C.真空冶煉爐的工作原理是爐體產生渦流使爐內金屬熔化

D,自動調溫式電熨斗如果要調高工作溫度，需將調溫旋鈕向下調節

【答案】D

【解析】

調溫旋紐

彈性迎