九电磁感应-2023届高考物理一轮复习揭秘高考原题

（9）电磁感应——2023届高考物理一轮复习揭秘高考原题【新高考】

1.【2022年湖南卷】如图，间距L=lm的U形金属导轨，一端接有0.1C的定值电阻R,固定

在高/?=0.8m的绝缘水平桌面上。质量均为0.1kg的匀质导体棒a和人静止在导轨上，两导体棒与

导轨接触良好且始终与导轨垂直，接入电路的阻值均为01C,与导轨间的动摩擦因数均为0.1

（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），导体棒a距离导轨最右端1.74m。整个空间存在竖直向下的

匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为01T。用F=Q5N沿导轨水平向右的恒力拉导体棒

a,当导体棒a运动到导轨最右端时，导体棒力刚要滑动，撤去尸，导体棒。离开导轨后落到水平

地面上。重力加速度取lOm/s?,不计空气阻力，不计其他电阻，下列说法正确的是（）

A.导体棒a离开导轨至落地过程中，水平位移为0.6m

B.导体棒。离开导轨至落地前，其感应电动势不变

C.导体棒。在导轨上运动的过程中，导体棒》有向右运动的趋势

D.导体棒a在导轨上运动的过程中，通过电阻R的电荷量为0.58C

2.【2022年山东卷】如图所示，xOy平面的第一、三象限内以坐标原点。为圆心、半径为垃L

的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场。边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、

在X。），平面内以角速度。顺时针匀速转动。f=0时刻，金属框开始进入第一象限。不考虑自感影

响，关于金属框中感应电动势E随时间，变化规律的描述正确的是（）

A.在t=0至卜=二的过程中，E一直增大

2（y

B.在r=0至打=二7T的过程中，E先增大后减小

2a）

TT

C.在1=0到，=丁的过程中，E的变化率一直增大

D.在，=0到，=工7T的过程中，E的变化率一直减小

4co

3.【2022年广东卷】如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数〃不同的两线

圈，丐，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点。的距离相等，且均连接

阻值为R的电阻，转子是中心在。点的条形磁铁，绕。点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正

弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（）

I

A.两线圈产生的电动势的有效值相等B.两线圈产生的交变电流频率相等

C.两线圈产生的电动势同时达到最大值D.两电阻消耗的电功率相等

4.【2022年广东卷】如图所示，水平地面（。孙平面）下有一根平行于y轴且通有恒定电流/的

长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，平行于y轴，PN平行于x轴。

一闭合的圆形金属线圈，圆心在尸点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中

线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有（）

A.N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同

B.线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变

C.线圈从尸点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流

D.线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等

5.【2022年河北卷】如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于x轴

上，另一根由曲、be、cd三段直导轨组成，其中松段与x轴平行，导轨左端接入一电阻R。导

轨上一金属棒MN沿x轴正向以速度%保持匀速运动，f=0时刻通过坐标原点O,金属棒始终与x

轴垂直。设运动过程中通过电阻的电流强度为，，金属棒受到安培力的大小为F,金属棒克服安培

力做功的功率为P,电阻两端的电压为U,导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻。下

列图像可能正确的是（）

（二）考情分析

电磁感应中的图像问题经常遇到的类型有B-t图像、①-t图像、E-t图像、Lt图

像等。高考设题常有两个方向：一是根据物体的运动情况判断电流、速度、受力等的

变化情况；二是已知图像的变化情况确定电流、电动势、安培力等的变化情况。其核

心还是楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用。

电磁感应中的电路问题，主要考查等效电路的模型建构。题目多涉及感生电动势

和动生电动势，其中动生电动势又常考查平动切割和转动切割这两种方式。在高考中

对于电磁感应中的电路问题，经常与图像、力和运动、功和能量等联系在一起考查。

（三）变式训练

6.如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁

插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象及现象分析正确的是（）

A.磁铁插向左环，横杆发生转动B.磁铁插向右环，横杆发生转动

C.磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势D.磁铁插向右环，右环中产生感应电流

7.如图所示，金属导轨上的导体棒而在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感

应电流产生且被螺线管吸引（）

b

A.向右做匀速运动B.向左做减速运动C.向右做减速运动D.向右做加速运动

8.如图所示，一电阻为R的矩形金属线圈/4,"边长为3L,bc边长为4L,电阻为R。现将线圈平

放在粗糙水平传送带上，油边与传送带边缘QN平行，随传送带以速度v匀速运动。匀强磁场的

边界PQMW是平行四边形，磁场方向垂直于传送带向上，磁感应强度大小为与QN夹角为

53,Isin53°=Q8）,QN长为足够长，线圈始终相对于传送带静止，在线圈穿过磁场区域的过

A.线圈中感应电流的方向先是沿adcba后沿abcda

B.线圈所受的静摩擦力的方向垂直于或/边向右

C.线圈受到的静摩擦力先增大后减小再增大再减小

D.线圈受到摩擦力的最大值为亚旦

R

9.如图所示，AB.CD为两个平行的水平光滑金属导轨，处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀

强磁场中。AB.CD的间距为L,左右两端均接有阻值为R的电阻。质量为机且不计电阻的导体

棒MN放在导轨上，甲、乙为两根相同的轻质弹簧，两弹簧一端与MN棒中点连接，另一端均被

固定。开始时，两弹簧均为自然长度，现给导体棒MN一水平向左的初速度%,经过一段时间，

导体棒第一次运动到最右端，这一过程中，A、C间的电阻R上产生的焦耳热为Q。运动过程

中导体棒MN与导轨始终垂直且接触良好，则下列说法正确的是（）

A.初始时刻导体棒所受的安培力大小为竺Z&

R

B.从初始时刻至导体棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的焦耳热大于半

C.当导体棒第一次到达最右端时，每根弹簧具有的弹性势能均为:机片-Q

D.当导体棒第一次回到初始位置时，A、C间电阻R的热功率为生过

答案以及解析

1.答案：BD

解析：本题考查电磁感应与力学的综合以及平抛运动知识的应用。导体棒。刚好运动到导轨最右端

时，设导体棒6中的电流为/,由题意可知，B1L=F“ng,解得/=簧，根据串、并联电路的规

律可知，导体棒匕与定值电阻R并联，再与导体棒。串联，因此R总=-^—+R=1.5R,又根据法

R+R

EBLv11

拉第电磁感应定律可知，/r总=/=丁，所以通过导体棒。中的电流/=：x（也=:'B*L三V，联立

K&K&221.57?

以上各式，解彳2穿=3m/s,根据平抛运动的知识，导体棒。离开导轨至落地过程中，水

平位移工=丫/,=12*11八项错误；导体棒a离开导轨至落地前，导体棒切割磁感线的速度始终为

V,其感应电动势始终为E=8”,B项正确；根据右手定则和左手定则可知，导体棒a在导轨上运

动的过程中，导体棒6受到的安培力水平向左，导体棒6有向左运动的趋势，C项错误；导体棒a

在导轨上运动的过程中，通过导体棒。的电荷量为〃=/总=黑，=空，根据分流规律，通过电

1.5/?1,5A

“,一#…1BLs0.1Txlmxl.74m

阻R的电荷量为彳=-0.58C,D项正确.

3x0.1Q

2.答案：BC

解析：本题考查导体切割磁感线的感应电动势、法拉第电磁感应定律的应用。在到的

2（0

过程中，也就是线框转过90。的过程中，线框的有效切割长度先增大后减小，当r=F时，有效切

4G

割长度最大为血乙，此时感应电动势最大，所以在r=0到f=F的过程中，E先增大后减小，A

2co

项错误，B项正确；在，=0到r=/的过程中，设转过的角度为夕，则。=日,进入磁场部分线

43

框的面积S=1*LxLtane,穿过线圈的磁通量0=BS=些）吧，对⑦求导得线圈产生的感应

22

电动势七=丝=d=一绰L,对E求导得感应电动势的变化率竺=E'=""sm>,在/=0

Ar2cos~cotZcoscot

到f的过程中，E'一直增大，即E的变化率一直增大，C项正确，D项错误。

3.答案：B

解析：本题考查法拉第电磁感应定律的应用、电功与电功率等。

选项正误原因

在转子匀速转动的过程中，

通过两线圈的磁通量均在做

周期性变化，两线圈均会产

生感应电动势。由于两线圈

中磁通量的变化率相同，匝

AX

数不同，根据法拉第电磁感

应定律七=电可知，两线

A/

圈产生的电动势不相等，有

效值也不相等

两线圈中交流电的频率为

f=W，由于转子转动的

Bq2兀

角速度一定，所以两线圈产

生的交变电流频率相等

由题图可知，图示时刻匝数

为4的线圈中磁通量最大，

CX

但是感应电动势为零，而匝

数为的线圈中磁通量最

小，但是感应电动势最大

由于两电阻上电压的有效值

2

不同，根据尸=£三可知，

DX

R

两电阻消耗的电功率不相等

4.答案：AC

解析：本题考查安培定则、磁通量、产生感应电流的条件、法拉第电磁感应定律。由于MN平行

于通有恒定电流/的长直导线，根据安培定则可知，通电直导线在N、M点产生的磁感应强度大小

相等，方向相同，A项正确；线圈在P点时，穿过线圈的磁通量为0：线圈沿PN方向运动时，穿

过线圈左、右两个半圆的磁通量大小不再相等，即穿过线圈的磁通量会发生变化，B项错误；线圈

从P点开始竖直向上运动时，线圈中的磁通量一直为零，没有变化，根据法拉第电磁感应定律可

知，线圈中无感应电流，C项正确；线圈从尸到M过程与线圈从尸到N过程，初末状态的磁通量

相同，磁通量的变化量相同，但是线圈从P到用运动的时间大于线圈从P到N运动的时间，根据

法拉第电磁感应定律可知，线圈从P到M过程的感应电动势小于从尸到N过程的感应电动势，D

项错误。

5.答案：AC

6.答案：BD

解析：左环不闭合，磁铁插向左环时，产生感应电动势，但不产生感应电流，环不受力，横杆不

转动，故A、C错误；右环闭合，磁铁插向右环时，环内产生感应电流，电流周围产生磁场，与磁

铁发生相互作用，横杆转动。所以B、D正确。

7.答案：BC

解析：当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，无感应电流出现，A

错误；当导体棒向左减速运动时，由右手定则可判定回路中出现从a的感应电流且减小，由安

培定则知螺线管中感应电流的磁场向左且减弱，由楞次定律知c中出现顺时针感应电流（从右向左

看）且被螺线管吸引，B正确；同理C正确，D错误。

8.答案：ACD

解析：本题通过线圈在磁场中的运动考查电磁感应与电路、力学相结合。磁场方向竖直向上，根

据楞次定律，线圈穿过磁场区域过程中感应电流的方向先是沿adMa后沿昉c向，故A正确。根据

楞次定律和左手定则知，线圈进入磁场时所受安培力方向垂直于尸。斜向左，则摩擦力方向垂直于

PQ斜向右，如图所示，同理，线圈穿过磁场区域时均受到垂直于2。斜向右的静摩擦力，故B错

误。由图可知，线圈进入磁场区域过程中，切割磁感线的有效长度先增加后减小，则感应电流先

增加后减小，同时线圈在磁场中的有效长度也对应先增加后减小，则受到安培力先增大后减小；

同理，线圈穿出磁场区域过程中，所受安培力先增大后减小，故线圈穿过磁场区域过程中受到静

摩擦力先增大后减小再增大再减小，故C正确。当血边恰好完全进入磁场时线圈受到的安培力最

大，话边恰好完全进入磁场时线圈在磁场中的有效长度/=/3乙）2+（4乙）2=5乙，线圈垂直切割磁

感线的有效长度/'