2021年各地高考物理真题分类汇编：电磁感应

2021年高考物理真题

专题电磁感应

选择题

1.（2021•河北卷）如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为

导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处。点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均

为。，一电容为C的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力尸作用下

从。点开始以速度v向右匀速运动，忽略所有电阻，下列说法正确的是（）

A.通过金属棒的电流为2BC，tan0

B.金属棒到达/时，电容器极板上的电荷量为BCvx0tan0

C.金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电

D.金属棒运动过程中，外力尸做功的功率恒定

答案A

解析：

由题知导体棒匀速切割磁感线，根据几何关系切割长度为L=2xtan。，x=vf

则产生的感应电动势为E=

由题图可知电容器直接与电源相连，则电容器的电荷量为Q=CE=ZBCM/tan®

则流过导体棒的电流/=92=2BCv2tanO

△t

A正确；故选A。

2.（2021・广东卷）如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨必c和de,出?与de平行，be是

以O为圆心的圆弧导轨，圆弧。e左侧和扇形0"、内有方向如图的匀强磁场，金属杆。尸的

。端与e点用导线相接，P端与圆弧be接触良好，初始时，可滑动的金属杆MN静止在平

行导轨上，若杆OP绕。点在匀强磁场区内从人到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此

过程中，下列说法正确的有（）

Q丫b.

::::::::/。;

dNe'、、_…，

A.杆OP产生的感应电动势恒定B.杆OP受到的安培力不变

C.杆MN做匀加速直线运动D.杆"N中的电流逐渐减小

答案AD

解析：

0P转动切割磁感线产生的感应电动势为£=-Br2co

2

因为OP匀速转动，所以杆OP产生的感应电动势恒定，故A正确；杆OP匀速转动产生的

感应电动势产生的感应电流由M到N通过MN棒，由左手定则可知，棒会向左运动，

"N棒运动会切割磁感线，产生电动势与原来电流方向相反，让回路电流减小，MN棒所受

合力为安培力，电流减小，安培力会减小，加速度减小，故D正确。故选AD。

计算题

3.(2021.浙江卷)一种探测气体放电过程的装置如图甲所示，充满氮气(Ne)的电离室中有两

电极与长直导线连接，并通过两水平长导线与高压电源相连。在与长直导线垂直的平面内，

以导线为对称轴安装一个用阻值&=10Q的细导线绕制、匝数N=5x103的圆环形螺线

管，细导线的始末两端c、d与阻值R=9()Q的电阻连接。螺线管的横截面是半径

a=1.0xl(T2m的圆，其中心与长直导线的距离r=0.1m。气体被电离后在长直导线回路

中产生顺时针方向的电流/,其图像如图乙所示。为便于计算，螺线管内各处的磁感应

kl

强度大小均可视为B=—，其中RnZxlO-7T-m/A。

r

(1)求0〜6.0X10-3S内通过长直导线横截面的电荷量Q；

(2)求3.0x10-3s时，通过螺线管某一匝线圈的磁通量①；

(3)若规定c7为电流的正方向，在不考虑线圈自感的情况下，通过计算，画出通过

电阻R的小一「图像；

(4)若规定c—R—d为电流的正方向，考虑线圈自感，定性画出通过电阻R的图像。

答案：(1)Q=O.5C；(2)①=6.28xl()YWb;(3)见解析；(4)见解析

解析：

(1)由电量和电流的关系＜7=〃可知/-/图像下方的面积表示电荷量，因此有

Q=%5+4%+7凶3

代入数据解得。=0.5C

(2)由磁通量的定义可得①=6S=-klx乃/)

r

代入数据可得①=6.28xlO-8Wb

(3)在0~1.0xl(T3s时间内电流均匀增加，有楞次定律可知感应电流的方向cfR.d,

产生恒定的感应电动势E=可丝=Nk7lt,x—

ArrN

E

由闭合回路欧姆定律可得ZR

代入数据解得小=3.14*10-3人

在1.0X10-3S~5.0X1(T3S电流恒定，穿过圆形螺旋管的磁场恒定，因此感应电动势为零，

感应电流为零，而在5.0xl0-3s~6.0x10-3$时间内电流随时间均匀变化，斜率大小和

Or.OxlO-s大小相同，因此电流大小相同，由楞次定律可知感应电流的方向为

d—R—c,则图像如图所示

加/10-3A

八

3.14--------

I

I

0--------1-----1--------1-----------1--------1--------'--------1-----►2

u1.02.03.04.05：06：07.0〃103s

-3.14-............................................................

(4)考虑自感的情况下，