2022年高考物理一轮复习真题考点分类训练3 电磁感应（解析版）

2022年一轮复习真题考点分类训练

专题3电磁感应

1.（2021年高考全国甲卷第8题）由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈

的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度

同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示。

不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边

进入磁场前，可能出现的是（）

甲□□乙

XXXXX

XXXXX

XXXXX

A.甲和乙都加速运动

B.甲和乙都减速运动

C.甲加速运动，乙减速运动

D.甲减速运动，乙加速运动

【答案】AB

【解析】设线圈到磁场的高度为力，线圈的边长为/,则线圈下边刚进入磁场时，有

感应电动势为

E=nBlv

两线圈材料相等（设密度为「。），质量相同（设为加），则

加=夕°x4川xS

设材料的电阻率为P，则线圈电阻

R_4nll6网之呐

K-P-Z~~------------

dm

感应电流为

_EmBv

1=——=----------

R16nlppo

安培力为

mB2v

F=nBll=-------

\6pp0

由牛顿第二定律有

mg-F=ma

联立解得

FB2V

a=g=gy

m'bp四

加速度和线圈的曲数、横截血积尢关，则甲和乙进入磁场时，具有相同的加速度。当g>7^-时，甲和

16%。

乙都加速运动，当时，甲和乙都减速运动，当8=/，时都匀速。

16%16%

故选ABo

2.（新高考全国卷II•海南•第13题）如图，足够长的间距d=lm的平行光滑金属导轨例MP。固定

在水平面内，导轨间存在一个宽度L=1m的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B=0.5T,方向如图所示.一

根质量2=O.lkg,阻值R=0.5C的金属棒。以初速度%=4m/s从左端开始沿导轨滑动，穿过磁场区域

后，与另一根质量限=0.2kg,阻值R=0.5C的原来静置在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒

始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则（）

N

右

Q

A.金属棒。第一次穿过磁场时做匀减速直线运动

B.金属棒。第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流

C.金属棒〃第一次穿过磁场区域的过程中，金属棒b上产生的焦耳热为0.25J

D.金属棒〃最终停在距磁场左边界0.8m处

【答案】BD

【解析】A.金属棒“第一次穿过磁场时受到安培力的作用,做减速运动，由于速度减小，感应电流减小,

安培力减小，加速度减小，故金属棒。做加速度减小的减速直线运动，故A错误：

B.根据右手定则可知，金属棒。第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流，故B正确：

C.电路中产生的平均电动势为

AO_BLd

平均电流为

7=A

2R

金属棒。受到的安培力为

F=BId

规定向右为正方向，对金属棒〃，根据动量定理得

-Bld^t=mava-mavQ

解得对金属棒第一次离开磁场时速度

va=1.5m/s

金属棒。第一次穿过磁场区域的过程中，电路中产生的总热量等于金属棒。机械能的减少量，即

联立并带入数据得

Q=0.6875J

由于两棒电阻相同，两棒产生的焦耳热相同，则金属棒6上产生的焦耳热

a=y=0.34375J

故C错误；

D.规定向右为正方向，两金属棒碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒得

=〃”；+%%

121,212

-fnaYa+/"

联立并带入数据解得金属棒〃反弹的速度为

va=-0.5m/s

设金属棒。最终停在距磁场左边界x处，则从反弹进入磁场到停下来的过程，电路中产生的平均电动势为

-t^B（L-x）d

一右-—"

平均电流为

2R

金属棒。受到的安培力为

F=亩4

规定向右为正方向，对金属棒小根据动量定理得

—BId•4=0—mav'a

联立并带入数据解得

x=0.8m

故D正确。

故选BD。

3.（新高考全国卷I•江苏•第3题）如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反.

金属圆环的直径与两磁场的边界重合.下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是

A.同时增大B1减小B2,

B.同时减小B1增大B2

C.同时以相同的变化率增大B1和B2

D.同时以相同的变化率减小B1和B2

答案：B

4.（新高考全国卷II•河北•第7题）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8,导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝石侧两导轨与x轴夹角均为。,

一电容为。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O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tan0

B.金属棒到达与时，电容器极板上的电荷量为BCV/tan。

C.金属棒运动过程中，电容器的上极板昔负电

D.金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定

【答案】A

【解析】C.根据楞次定律可知电容器的上极板应带正电，C错误:

A.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=2xtanO,x=vt

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=2BC\^ttanO

则流过导体棒的电流

/=—=25C^tan<9

Ar

A正确；

B.当金属棒到达用处时，导体棒产生的感应电动势为

则电容器的电荷量为

Q=CE'=2BCvxotanO

B错误；

D.由于导体棒做匀速运动则

F=F咬=BIL

由选项A可知流过导体棒的电流/恒定，但L与f成正比，则/为变力，再根据力做功的功率公式

P=Fv

可看出产为变力，V不变则功率尸随力F变化而变化：

D错误；

故选Ao

5.（新高考全国卷II•广东•第10题（多选））如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨血和血，。力与

de平行，be是以。为圆心的圆弧导轨，圆弧能左侧和扇形。儿?内有方向如图的匀强磁场，金属杆。尸的

O端与e点用导线相接,P端与圆弧区接触良好，初始时，可滑动的金属杆MV静止在平行导轨上，若杆OP

绕O点在匀强磁场区内从b到。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（）

A.杆OP产生的感应电动势恒定

B.杆O尸受到的安培力不变

C.杆MN做匀加速直线运动

D.杆中的电流逐渐减小

【答案】AD

【解析】A.OP转动切割磁感线产生的感应电动势为

E=-Brco

2

因为。尸匀速转动，所以杆OP产生的感应电动势恒定，故A正确；

BCD.杆。「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，MN棒会

向左运动，MN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，BC错误。

故选AD。

6.（新高考全国卷II•湖南•第10题（多选））两个完全相同的正方形匀质金属框，边长为L，通过长为

L的绝缘轻质杆相连，构成如图所示的组合体。距离组合体下底边”处有一方向水平、垂直纸面向里的匀

强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为L,左右宽度足够大。把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度%

水平无旋转抛出，设置合适的磁感应强度大小8使其匀速通过磁场，不计空气阻力。下列说法正确的是

A.B与%无关，与J万成反比

B.通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变

C.通过磁场的过程中，组合体克服安培力做功的功率与重力做功的功率相等

D.调节，、%和5,只要组合体仍能匀速通过磁场，则其通过磁场的过程中产生的热量不变

【答案】CD

【解析】A.将组合体以初速度用水平无旋转抛出后，组合体做平抛运动，后进入磁场做匀速运动，由于水

平方向切割磁感线产生感应电动势相互低消，则有

B2IJVr——

mg=F女=-------,v=72gH

Ry

综合有

mgR1

B=

1

则8与成正比，A错误;

B.当金属框刚进入磁场时金属框的磁通量增加，此时感应电流的方向为逆时针方向，当金属框刚出磁场时

金属框的磁通量减少，此时感应电流的方向为顺时针方向，B错误;

C.由于组合体进入磁场后做匀速运动，由于水平方向的感应电动势相互低消，有

R

则组合体克服安培力做功的功率等于重力做功的功率，c正确;

D.无论调节哪个物理量，只要组合体仍能匀速通过磁场，都有

mg=F

则安培力做的功都为

W=尸安3L

则组合体通过磁场过程中产生的焦耳热不变，D正确。

故选CD。

7.（新高考全国卷II•浙江•第22题）一种探测气体放电过程的装置如图甲所示，充满飙气（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9=10。的细导线绕制、匝数NuSxlO3的圆环形螺线管，细导线的始末两

端c、"与阻值灭=90C的电阻连接。螺线管的横截面是半径a=L0xl（T2m的圆，其中心与长直导线的距

离/*=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

k[

计算，螺线管内各处的磁感应强度大小均可视为8=7,其中左=2xl（r7rm/A。

（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cfRfd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0-/

图像；

（4）若规定cfRfd为电流的正方向，考虑线圈自感，定性画出通过电阻R的小一，图像。

【答案】（1）2=0.5C：（2）①=6.28x10-89：（3）见解析；（4）见解析

【解析】（1）由电量和电流的关系4="可知/一/图像卜.方的面积表示电荷量，因此有

0=/[AZ]+八△2+A43

代入数据解得

C-0.5C

（2）由磁通量的定义可得

①=BS=—x7ra2

代入数据可得

①=6.28x10-8Wb

（3）在0~L0xl（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产生恒定的感

应电动势

「7△①NkTra2△/