2021新高考物理电磁感应试题专攻及参考答案(11页)

1、2021新高考物理电磁感应试题专攻物理试题（时间:45分钟满分:100分）一、选择题（本题共7小题,每小题7分，共49分。在每小题给出的四个选项中，第14题 只有一项符合题目要求，第57题有多项符合题目要求。全部选对的得 7分，选对但不全 的得3分，有选错的得0分）1 .如图所示，将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锤刀上，一端接上电池（电池另一极与锤刀 接触），手执导线的另一端，在锤刀上来回划动，由于锤刀表面凹凸不平，就会产生电火花。 下列说法正确的是（）A.产生电火花的回路只由导线与电池组成B.导线端只向一个方向划动也能产生电火花C.锤刀采用什么材料制成对实验没有影响D.导线端划动的方向决定了自

2、感电动势的方向2 .下图为地磁场磁感线的示意图。一架民航飞机在赤道上空匀速飞行，机翼保持水平，由于遇到强气流作用使飞机竖直下坠，在地磁场的作用下，金属机翼上有电势差。设飞行员 左方机翼末端处的电势为 M右方机翼末端处的电势为 极，忽略磁偏角的影响，则（）I地理北回 ,.A.若飞机从西往东飞，d比5高B.若飞机从东往西飞，加比M高C.若飞机从南往北飞，型比“高D.若飞机从北往南飞，帜比5高3 .如图所示，质量为m的铜质闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形 磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动 则关于线圈在此过程中受到的支持力 Fn和摩擦力F

3、f的情况，以下判断正确的是（）%A.Fn先大于 mg,后小于 mgB.Fn 一直大于mgC.Ff先向左，后向右D.线圈中的电流方向始终不变4 .如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨平面垂 直。阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好。t=0时,将开关S由1 掷到2。q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和棒的加 速度。下列图像正确的是（）5 .在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1 500，横截面积S=20 cm2。螺线管导线电阻r=1.0Q ,Ri=4.0 Q ,R2=5.0 Q ,C=30/。在一段时间内，穿过螺线管的磁

4、场的磁感应强度 B按如 图乙所示的规律变化。则下列说法正确的是（）A.螺线管中产生的感应电动势为1 VB.闭合S,电路中的电流稳定后，电阻Ri的电功率为1.4 10-2 WC.电路中的电流稳定后电容器下极板带正电D.S断开后，流经R2的电荷量为1.8 X0-5 C6 .如图所示，一导线弯成闭合线圈，以速度v向左匀速进入磁感应强度为 B的匀强磁场，磁 场方向垂直平面向外，线圈总电阻为Ro从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止，下列 结论正确的是（）12A.感应电流一直沿顺时针方向B.线圈受到的安培力先增大，后减小C.感应电动势的最大值E=BrvD.穿过线圈某个横截面的电荷量为B(r2 + 兀 r2

5、)7 .如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m,电阻 为R。在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与 线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里。 现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到完全穿出匀强磁场区域瞬间的v-t图像。图像中的物理量均为已知量。重力加速度为 g,不计空气阻力。下列说法正确的是（）A.金属线框刚进入磁场时感应电流沿adcba方向8 .金属线框的边长为V1(t2-tl)C.磁场的磁感应强度为1V1(t2tl)V1D.金属线框在0t4的时间内所产生的热量为 mgvi(t

6、2-ti)+2m(V32 - V22)二、计算题(本题共3小题，共51分)8 .(16分)如图所示，粗糙斜面的倾角 依37° ,半径r=0.5 m的圆形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场。一个匝数n=10的刚性正方形线框abcd通过松弛的柔软导线与一个 额定功率P=1.25 W的小灯泡L相连，圆形磁场的一条直径恰好过线框 bc边。已知线框质量m=2 kg,总电阻Ro=1.25 Q，边长l>2r,与斜面间的动摩擦因数 底0.5。从t=0时起，磁，在线框运动前，灯泡=0.6,cos 3 =0.8。场的磁感应强度按B=2-2t(T)的规律变化。开始时线框静止在斜面上 始终正常发光。

7、设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 §取10 m/s2,sin 37求:(1)线框不动时，回路中的感应电动势E；小灯泡正常发光时的电阻R;(3)线框保持不动的时间内，小灯泡产生的热量Q。9 .(17分)如图甲所示，在水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于水平面向下，磁感应强度沿y轴方向没有变化，沿x轴方向B与x成反比，如图乙所示。顶角0=45 的光滑金属长导轨MON固定在水平面内，ON与x轴重合，一根与ON垂直的长导体棒在 水平向右的外力作用下沿导轨向右滑动，导体棒在滑动过程中始终与导轨接触，且与x轴 垂直。已知t=0时，导体棒位于顶点。处，导体棒的质量为m=1 kg,回路接

8、触点总电阻包 为R=0.5 "其余电阻不计。回路电流I与时间t的关系如图内所示，图线是过原点的直线。 求：（1）t=2 s时回路的电动势E;（2）02 s时间内流过回路的电荷量q和导体棒的位移xi;（3）导体棒滑动过程中水平外力 F的瞬时功率P（单位:W）与横坐标x（单位:m）的关系式。10 .（18分）间距为l的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，如图所示，倾角为8的导轨处于大小为B1、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间I中，水平导轨上 的无磁场区间静止放置一质量为 3m的 联动双杆”（由两根长为l的金属杆cd和ef,用长 度为l的刚性绝缘杆连接而成），在 联动双杆”右

9、侧存在大小为B2、方向垂直导轨平面向 上的匀强磁场区间R，其长度大于l',质量为m、长为l的金属杆ab从倾斜导轨上端释放 达到匀速后进入水平导轨（无能量损失），杆ab与联动双杆”发生碰撞后杆ab和cd合在 一起形成 联动三杆”，联动三杆”继续沿水平导轨进入磁场区间n并从中滑出，运动过程 中，杆ab> cd和ef与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。已知杆ab、cd和ef电阻均 为 R=0.02 Q ,m=0.1 kg,l=0.5 m,l'=0.3 m, 0=30° ,B1=0.1 T,B2=0.2 T,g 取 10 m/S2,不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界

10、效应。求(1)杆ab在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小V0；(2)联动三杆”进入磁场区间n前的速度大小 v;(3)联动三杆”滑过磁场区间n过程中产生的焦耳热Q参考答案一、选择题(本题共7小题,每小题7分，共49分。在每小题给出的四个选项中，第14题 只有一项符合题目要求，第57题有多项符合题目要求。全部选对的得 7分，选对但不全 的得3分，有选错的得0分)1 .如图所示，将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锤刀上，一端接上电池(电池另一极与锤刀 接触)，手执导线的另一端，在锤刀上来回划动，由于锤刀表面凹凸不平，就会产生电火花。 下列说法正确的是()A.产生电火花的回路只由导线与电池组成B.导线端只向一

11、个方向划动也能产生电火花C.锤刀采用什么材料制成对实验没有影响D.导线端划动的方向决定了自感电动势的方向答案:B2 .下图为地磁场磁感线的示意图。一架民航飞机在赤道上空匀速飞行，机翼保持水平，由于遇到强气流作用使飞机竖直下坠，在地磁场的作用下，金属机翼上有电势差。设飞行员 左方机翼末端处的电势为 M右方机翼末端处的电势为 加，忽略磁偏角的影响，则（）A.若飞机从西往东飞，也比小高B.若飞机从东往西飞，也比电高C.若飞机从南往北飞，阪比电高D.若飞机从北往南飞，也比小高答案：C3.如图所示，质量为m的铜质闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形 磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正

12、上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动 则关于线圈在此过程中受到的支持力 Fn和摩擦力Ff的情况，以下判断正确的是（）A.Fn先大于 mg,后小于 mgB.Fn 一直大于mgC.Ff先向左，后向右D.线圈中的电流方向始终不变答案：a4 .如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨平面垂 直。阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好。t=0时,将开关S由1 掷到2。q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和棒的加 速度。下列图像正确的是（）答案:D5 .在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1 500，横截面积S=20 cm2。螺线管导

13、线电阻r=1.0Q ,Ri=4.0 Q ,R2=5.0 Q ,C=30/。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度 B按如 图乙所示的规律变化。则下列说法正确的是（）A.螺线管中产生的感应电动势为1 VB.闭合S,电路中的电流稳定后，电阻Ri的电功率为1.4 10-2 WC.电路中的电流稳定后电容器下极板带正电D.S断开后，流经R2的电荷量为1.8 X0-5 C答案:CD6 .如图所示，一导线弯成闭合线圈，以速度v向左匀速进入磁感应强度为 B的匀强磁场，磁 场方向垂直平面向外，线圈总电阻为Ro从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止，下列 结论正确的是()A.感应电流一直沿顺时针方向B.线圈受到

14、的安培力先增大，后减小C.感应电动势的最大值E=BrvD.穿过线圈某个横截面的电荷量为B(r2 + 兀 r2)答案:AB7 .如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m,电阻 为R。在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里。 现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到完全穿出匀强磁场区域瞬间的v-t图像。图像中的物理量均为已知量。重力加速度为 g,不计空气阻力。下列说法正确的是(A.金属线框刚进入磁场时感应电流沿adcba方向8 .金属线框的边长为V1

15、(t2-t1)C.磁场的磁感应强度为犬D.金属线框在0t4的时间内所产生的热量为 mgV1(t2-t1)+1m(v32 - V22)答案:BC、计算题(本题共3小题，共51分)8.(16分)如图所示，粗糙斜面的倾角 依37° ,半径r=0.5 m的圆形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场。一个匝数n=10的刚性正方形线框abcd通过松弛的柔软导线与一个 额定功率P=1.25 W的小灯泡L相连，圆形磁场的一条直径恰好过线框 bc边。已知线框 质量m=2 kg,总电阻Ro=1.25 Q，边长l>2r,与斜面间的动摩擦因数 底0.5。从t=0时起，磁 场的磁感应强度按B=2-2t(T

16、)的规律变化。开始时线框静止在斜面上，在线框运动前，灯泡 始终正常发光。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 §取10 m/s2,sin 37° =0.6,cos 3 =0.8。 求：(1)线框不动时，回路中的感应电动势E;小灯泡正常发光时的电阻R;(3)线框保持不动的时间内，小灯泡产生的热量Q。答案:(1)2.5 V (2)1.25 Q (3)3.14 J9 .(17分)如图甲所示，在水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于水平 面向下，磁感应强度沿y轴方向没有变化，沿x轴方向B与x成反比，如图乙所示。顶角0=45 的光滑金属长导轨MON固定在水平面内，ON与x轴重合

17、，一根与ON垂直的长导体棒在 水平向右的外力作用下沿导轨向右滑动，导体棒在滑动过程中始终与导轨接触，且与x轴 垂直。已知t=0时，导体棒位于顶点。处，导体棒的质量为m=1 kg,回路接触点总电阻包 为R=0.5 "其余电阻不计。回路电流I与时间t的关系如图内所示，图线是过原点的直线。 求：(1)t=2 s时回路的电动势E;(2)02 s时间内流过回路的电荷量q和导体棒的位移xi;(3)导体棒滑动过程中水平外力 F的瞬时功率P(单位:W)与横坐标x(单位:m)的关系式。 答案:(1)2 V (2)4 C 2 m (3)P=4x+v2x(各物理量均取国际单位制中的单位)10.(18分)间距为l的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，如图所示，倾角为8的导轨处于大小为Bi、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间I中，水平导轨上的无磁场区间静止放置一质量为3m的 联动双杆”(由两根长为l的金属杆cd和ef,用长度为I的刚性绝缘杆连接而成)，在 联动双杆”右侧存在大小为B2、方向垂直导轨平面向 上的匀强磁场区间R，其长度大于I',质量为m、长为I的金属杆ab从倾斜导轨上端释放 达到匀速后进入水平导轨(无能量损失)，杆ab与联动双杆”发生碰撞后杆ab和cd合在 一起形成 联动三杆”，联动三杆”继续沿水平导轨