专题13 电磁感应（练习）（原卷版）-2025年高考物理二轮复习讲练测（新高考用）

1/21专题13电磁感应目录TOC\o"1-2"\h\u01模拟基础练 2题型一：楞次定律法拉第电磁感应定律的应用 2题型二：电磁感应的图像问题 5题型三：电磁感应的电路问题 10题型四：电磁感应的动力、能量综合问题 1402重难创新练 18题型一：楞次定律法拉第电磁感应定律的应用1．（2024·陕西西安·一模）若陕西地区地磁场的磁感应强度的竖直分量的大小随距离地面高度h的变化关系如图所示，一直升机将一始终保持水平的闭合金属导线框竖直向上匀速吊起，下列说法正确的是（

）A．线框中有顺时针方向的感应电流（俯视）B．线框中的感应电流不断减小C．线框中的感应电流不断增大D．线框的四条边有向内收缩的趋势2．（2024·北京大兴·三模）如图所示，一单匝粗细均匀的正方形导体线框abcd和直角坐标系xOy（x轴水平，y轴竖直）均处于竖直平面内，线框边长为L。空间内存在垂直于纸面向里的磁场，磁感应强度在x方向均匀分布，y方向上满足。初始时，线框的a点与坐标原点O重合，ab边与x轴重合。现给线框一个沿着x轴正方向的速度，线框在运动过程中始终处于xOy平面内，其ab边与x轴始终保持平行，空气阻力不计。则（）A．下落过程中线框中有顺时针方向的感应电流B．开始时线框中产生的电动势为C．开始时线框中产生的电动势为kL2D．若线框匝数增大为n匝，则竖直方向最终速度不变3．（2024·四川·模拟预测）随着时代的发展，新能源汽车已经走进了我们的生活，如图所示是新能源汽车的电磁阻尼减震装置。当车轮经过一个凸起的路面时车轮立即带动弹簧和外筒向上运动，线性电机立即产生垂直纸面向里的匀强磁场并以速度v向下匀速通过正方形线圈，达到减震的目的。已知线圈的匝数为n，线圈的边长为L，磁感应强度为B，线圈总电阻为r，下列说法正确的是（

）A．图示线圈中感应电流的方向是先顺时针后逆时针B．当磁场进入线圈时，线圈受到的安培力的方向向下C．若车轮经过坑地时，电机立即产生垂直纸面向里的磁场，磁场向下运动也可实现减震D．当磁场刚进入线圈时，线圈受到的安培力大小为4．（2024·江苏·模拟预测）电磁弹射装置的原理如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放在绝缘且内壁光滑的发射导管内。闭合开关S后，在时间内驱动线圈中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在这段时间内，下列说法正确的是（

）A．发射线圈中感应电流产生的磁场水平向右B．时发射线圈中的感应电动势最大C．时驱动线圈的自感电动势最大D．对调电源的正负极，发射线圈会向相反方向运动5．（2024·贵州·三模）一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆的面积为，小圆的面积均为。垂直线圈平面方向有一随时间t变化的磁场，磁感应强度大小，和k均为常量，则线圈中总的感应电动势大小为（）A． B． C． D．6．（2024·辽宁辽阳·二模）CPU卡是一种基于芯片的智能卡，内部集成了处理器、存储器和加密模块等多个组件，正常工作电流约为，其天线为如图所示的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大，共3匝，其边长分别为、和，正常工作时匀强磁场垂直穿过线圈，磁感应强度的变化率为，则CPU卡工作时的功率约为（）A． B．C． D．7．（2024·河北邯郸·一模）2023年11月我国首颗高精度地磁场探测卫星投入使用，该卫星将大幅提高我国地球磁场探测技术水平。地磁场的磁感线从地理南极出发，回到地理北极，磁感线分布如图1所示。在地面上不太大范围内，地磁场都可以看成是匀强磁场。设在北京某处有一个半径为r、总电阻为R的单匝闭合线圈，初始状态线圈水平放置，线圈所在位置地磁场的磁感应强度大小为B，方向与线圈面成。若以东西方向的直径为轴，从东向西看，把线圈逆时针转过，如图2所示，则此过程通过回路截面的电荷量为（

）A． B．C． D．8．（2024·甘肃·一模）1831年，法拉第发明了第一台发电机，示意图如下。半径为的铜盘安装在金属轴上，其边缘置于一个磁铁两极之间的狭缝里，铜盘边缘与轴通过导线与检流计连接。铜盘以周期匀速旋转，检流计中有电流通过。已知狭缝沿半径方向的长度为，狭缝间为匀强磁场，磁感应强度为，忽略狭缝之外的磁场，下列说法正确的是（）A．检流计中电流方向从向B．若铜盘旋转方向和磁场方向同时反向，则检流计中电流方向也反向C．铜盘产生的电动势为D．铜盘产生的电动势为题型二：电磁感应的图像问题9．（2024·湖北·一模）舰载机返回航母甲板时有多种减速方式，如图所示，为一种电磁减速方式的简要模型。固定在水平面上足够长的平行光滑导轨，左端接有定值电阻，整个装置处在匀强磁场中。现有一舰载机可等效为垂直于导轨的导体棒ab，以一定初速度水平向右运动，导体棒和导轨的电阻不计。则导体棒运动过程中，其速度v、加速度a随运动时间t的关系图像可能正确的是（

）A． B．C． D．10．（2024·河南·模拟预测）如图所示，光滑水平面上正三角形导线框abc在水平向右力F的作用下，匀速进入左侧有理想边界的匀强磁场，运动过程中bc边始终与磁场边界垂直，设c点刚进入磁场时为零时刻，a点进入磁场的时刻为t1，b点进入磁场的时刻为t2，设穿过线框的磁通量为Φ，感应电动势为E，通过导线某横截面的电荷量为q，则Φ、E、F、g随时间t变化的图像可能正确的是A．B．C． D．11．（2024·北京海淀·二模）如图所示，两根足够长的平行金属导轨位于水平的xOy平面内，导轨与x轴平行，左端接有电阻R。在x>0的一侧存在竖直向下的磁场，磁感应强度B随空间均匀变化，满足B=B0+kx（k>0且为定值）。一金属杆与导轨垂直放置，且接触良好，在外力作用下沿x轴正方向匀速运动。t=0时金属杆位于x=0处，不计导轨和金属杆的电阻。图2中关于金属杆两端的电压U和所受安培力F大小的图像正确的是（）A．B． C． D．12．（2024·海南海口·一模）如图所示，两足够长的光滑平行金属导轨竖直固定放置，导轨间存在垂直纸面的匀强磁场：两根相同的金属棒、垂直放置在导轨上，在外力作用下处于静止状态。时刻由静止释放棒，一段时间后再由静止释放棒。两棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，两棒的速度、和加速度、随时间t变化的关系图像可能正确的是（）A．B．C． D．13．（2024·山东菏泽·一模）如图所示，边长为2L的正三角形abc区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，一边长为L的菱形单匝金属线框ABCD的底边与bc在同一直线上，菱形线框的。使线框水平向右匀速穿过磁场区域，BC边与磁场边界bc始终共线，以B点刚进入磁场为计时起点，规定导线框中感应电流逆时针方向为正，则下列图像正确的是（）A．B．C．D．14．（2024·广东湛江·一模）如图所示，在区域Ⅰ、Ⅱ中分别有磁感应强度大小相等、垂直纸面但方向相反、宽度均为的匀强磁场区域。高为的正三角形线框efg从图示位置沿轴正方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，下列图像中能正确描述线框efg中感应电流与线框移动距离关系的是（）A． B．C． D．15．（2023·江西鹰潭·模拟预测）如图所示，在直角坐标系的第一象限中，有一等腰直角，区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，点在轴上，点在轴上，各点间距离。边长也为的正方形导线框的边在轴上，时刻，该导线框恰好位于图中所示位置（边与轴重合），此后导线框在外力的作用下沿轴正方向以恒定的速度通过磁场区域。若规定逆时针方向为导线框中电流的正方向，则导线框通过磁场区域的过程中，导线框中的感应电流、外力沿轴方向的分量随导线框的位移变化的图像（图中曲线均为抛物线的一部分）中正确的是（）A． B．C． D．16．（2023·北京通州·一模）如图所示，边长为L的单匝均匀金属线框置于光滑水平桌面上，在拉力作用下以恒定速度通过宽度为D、方向竖直向下的有界匀强磁场，线框的边长L小于有界磁场的宽度D，在整个过程中线框的ab边始终与磁场的边界平行，若以I表示通过线框的电流（规定逆时针为正）、F表示拉力、P表示拉力的功率、表示线框ab两点间的电势差，则下列反映这些物理量随时间变化的图像中正确的是（）A． B．C． D．题型三：电磁感应的电路问题17．（2024·山东聊城·模拟预测）倾角为的光滑绝缘斜面下半部分存在垂直斜面向上的匀强磁场，一半径为r的单匝圆形金属线圈用绝缘细绳挂在斜面上，圆心为O点，a、b是圆环上的两点，线圈总电阻为R。如图所示，aOb连线恰好与磁场边界重合，从开始，磁感应强度B随时间t变化的规律为（k为常数，且）。磁场变化过程中线圈始终未离开斜面，下列说法正确的是（）A．线圈中电流方向为逆时针B．时刻穿过线圈的磁通量为C．ab两端的电压为D．线圈中的感应电流为18．（2024·云南昆明·模拟预测）如图甲，在垂直纸面向里的匀强磁场区域中有一开口很小的圆形线圈，在线圈开口左端连接一阻值为的电阻，一个电容为的电容器与R并联。已知圆形线圈面积为，圆形线圈电阻为，其余导线电阻不计，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。在内下列说法正确的是（）

A．回路中感应电动势大小为B．回路中感应电流的大小为C．R两端的电压为D．电容器充电完成后，上极板带电量为19．（2024·新疆·模拟预测）如图所示是法拉第圆盘发电机，圆盘半径为r，圆盘处于磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场中。圆盘左边有两条光滑平行足够长倾斜导轨MN，导轨间距为L，其所在平面与水平面夹角为，导轨处于垂直斜面向上磁感应强度也为B的匀强磁场中，用导线把两导轨分别与圆盘发电机中心和边缘的电刷连接，圆盘边缘和圆心之间的电阻为R。在倾斜导轨上放置一根质量为m，长度也为L，电阻为2R的ab导体棒，其余电阻不计，当圆盘以某角速度ω匀速转动时，ab棒刚好能静止在斜面上，则（）A．a端电势高于b端电势B．圆盘转动的方向（从上往下看）为顺时针方向C．ab间电势差大小为D．若圆盘停止转动，ab棒将沿导轨匀加速下滑20．（2024·江西·模拟预测）如图所示，水平放置的平行光滑导轨左端连接开关K和电源，右端接有理想电压表。匀强磁场垂直于导轨所在的平面。ab、cd两根导体棒单位长度电阻相同、单位长度质量也相同，ab垂直于导轨，cd与导轨成60°角。两棒的端点恰在导轨上，且与导轨接触良好，除导体棒外，其余电阻不计。下列说法正确的是（）A．闭合开关K瞬间，两棒所受安培力大小相等B．闭合开关K瞬间，两棒加速度大小相等C．断开开关K，让两棒以相同的速度水平向右切割磁感线，电压表无示数D．断开开关K，固定ab，让cd棒以速度v沿导轨向右运动时电压表示数为；固定cd，让ab棒以速度v沿导轨向右运动时电压表示数为，则21．（2024·安徽·模拟预测）如图所示，相距为足够长的光滑平行金属导轨、水平放置，在两导轨间左侧连接一阻值为的定值电阻，右侧连接一最大阻值为的滑动变阻器.两导轨间存在着竖直向下的匀强磁场.一长为、电阻值为的导体棒在外力作用下以速度匀速向右运动.金属导轨电阻不计，导体棒与两导轨接触良好且始终垂直.现缓慢滑动的滑片，使接入电路中的阻值从0开始逐渐增大。下列说法正确的是（

）A．中的电流方向为到，且电流大小逐渐增大B．当接入电路中的阻值时，中的电流最大且为C．当接入电路中的阻值时，两电阻、的电功率之和最大且为D．当接入电路中的阻值时，拉力的功率为22．（2024·河南·模拟预测）如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，接入回路的电阻为R，随轴以角速度匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值也为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（）

A．回路中的电动势为B．微粒的电荷量与质量之比为C．电阻消耗的电功率为D．电容器所带的电荷量为23．（2024·安徽·模拟预测）（多选）如图所示，磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场中放置两个半径分别为、的金属圆环，两金属圆环处于同一水平面内且圆心均为点，长为的金属导体棒在两金属圆环上绕点匀速转动，点为导体棒的中点。已知导体棒的电阻、定值电阻和的电阻均为，导体棒始终与两金属圆环接触良好且点转动的线速度大小为，其它电阻不计。在导体棒转动一圈的过程中，下列说法正确的是（）A．导体棒上、两点的电压为B．导体棒所受安培力的功率为C．通过电阻的电荷量为D．电阻产生的热量为24．（2024·山东泰安·模拟预测）（多选）如图所示，两足够长且间距为L=1m的光滑平行导轨倾斜固定，倾角为θ=30°。导轨顶端接有两个灯泡，灯泡甲的规格为（3W，3V），灯泡乙的规格为（6W，3V），在与导轨垂直的虚线ab、cd内有垂直于斜面向下的匀强磁场。第一次只闭合开关S1，让导体棒从虚线ab上方x=1.6m处垂直导轨由静止释放，导体棒恰好能匀速通过磁场区域，且灯泡甲正常发光；第二次同时闭合开关S1、S2，仍将导体棒从原位置释放，已知bd间距离为l=0.5m，导体棒电阻r=1Ω，忽略温度对灯泡电阻丝的影响，重力加速度为g=10m/s2。导体棒运动过程中始终与导轨垂直，导轨电阻不计，下列说法正确的是（

）A．磁场磁感应强度大小为1TB．导体棒的质量为0.1kgC．第二次导体棒进入磁场前后加速度大小不变D．第二次导体棒离开磁场时已达到匀速状态题型四：电磁感应的动力、能量综合问题25．（2024·云南·模拟预测）（多选）直流电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到安培力的作用而运动．如图所示为使用直流电动机提升重物的示意图，间距为L的平行导轨固定在水平面内，导轨左端接有电动势为E、内阻为r的直流电源，导轨电阻不计；质量为、长为L的导体棒垂直导轨放置，导体棒电阻不计，其中心通过绝缘细线绕过固定光滑定滑轮后与静止在地面上的质量为m的重物相连，此时细线恰好伸直且无拉力，导体棒与滑轮间的细线水平．整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．已知导体棒距离导轨左端足够远，重物上升过程中不会碰到定滑轮，重力加速度为g，不计一切摩擦．闭合开关S后，下列说法正确的是（

）A．闭合开关S瞬间，重物的加速度大小为B．导体棒最终的速度大小为C．要使导体棒匀速运动时直流电源的输出功率最大，则重物的质量应为D．重物从静止出发到刚好做匀速运动的过程中，安培力对导体棒所做的功等于系统增加的机械能与回路产生的焦耳热之和26．（2024·全国·模拟预测）（多选）如图甲所示，两根足够长的光滑金属导轨固定在同一水平面内且平行放置，导轨间距为，水平面内存在垂直水平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，导轨左侧与一阻值为的电阻相连，一质量为的金属棒在外力作用下沿导轨向右运动，外力与金属棒运动的时间的关系如图乙所示，图像斜率为，其余电阻不计，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是（）A．当时，金属棒做匀加速直线运动，加速度为B．当时，金属棒做加速度减小的加速运动，最终加速度为C．当时，金属棒做加速度增大的加速运动，最终加速度为D．当时，金属棒做加速度减小的加速运动，最终加速度为27．（2024·河南濮阳·模拟预测）（多选）如图所示，半径为d的金属圆形导轨固定在水平面内，金属圆形导轨内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小为B0，长度为d、阻值为R0的直导体棒ab置于圆形导轨上，a端处于导轨圆心处，导体棒ab绕过圆心的竖直轴OO′以角速度ω逆时针（从上向下看）匀速转动。两根足够长、相互平行且倾斜的光滑长直金属导轨PQ、MN与水平面的夹角为θ，导轨的间距为2d，顶端P点通过开关S1与圆形导轨相连，M点通过导线和竖直金属轴与a点接触，倾斜导轨处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，两导轨通过开关S2接入阻值为4R0的电阻R。闭合开关S1，断开开关S2，质量为m、长度为2d、阻值为2R0的导体棒cd恰好静止在倾斜导轨PQ、MN上，导体棒始终与导轨接触良好且导轨PQ、MN足够长。重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．导体棒a端的电势高于b端的电势B．倾斜导轨所在处匀强磁场的磁感应强度大小为C．断开开关S1、闭合开关S2，导体棒cd先做加速度减小的加速运动，再做匀速运动D．断开开关S1、闭合开关S2，导体棒cd所受重力的最大功率为28．（2024·海南省直辖县级单位·模拟预测）（多选）如图甲所示，两条固定的倾斜光滑平行金属导轨M、N，导轨平面与水平面的夹角为，导轨间距为l，导轨电阻忽略不计。虚线ce、df均与导轨垂直，cefd区域内存在垂直于导轨所在平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将导体棒a、b并排且垂直导轨放置在同一位置，时刻先释放导体棒a，时刻释放导体棒b，此时导体棒a刚好进入匀强磁场区域，刻导体棒a刚好离开匀强磁场区域，流过导体棒a的电流随时间变化的图像如图乙所示，两导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨足够长，两导体棒接入电路的电阻均为R，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．虚线ce与df间的距离为B．图乙中电流C．两导体棒的质量均为D．导体棒b离开匀强磁场区域时，其与导体棒a的间距为29．（2024·四川成都·模拟预测）（多选）如图所示，水平粗糙地面上有两磁场区域，左右两磁场区域内的匀强磁场宽度均为L，磁感应强度大小分别为B和2B，左磁场区磁场方向竖直向下，右磁场区磁场方向竖直向上，两磁场间距为2L。一个质量为m、匝数为n、电阻为R、边长为L的正方形金属线框以速度水平向右进入左磁场区域，当金属线框刚离开右磁场区域时速度为，金属线框离开右磁场区运动一段距离后停下。金属线框与水平面间的动摩擦因数为。关于金属线框的运动下列判断正确的是（）A．金属线框从刚进入左磁场区域到最终停止的过程中一直做匀减速直线运动B．金属线框通过两个磁场区域过程中产生的焦耳热为C．金属线框进入左侧磁场区域过程中，通过金属线框的电荷量为D．若金属线框进入左磁场区域过程所用时间为t，则金属线框刚好完全进入左侧磁场区域时的速度为30．（2024·河北·二模）（多选）如图所示的光滑绝缘水平桌面上放置一边长为L、质量为m、阻值为R的正方形导体框ABCD，四条平行的水平虚线将空间分成五个区域，其中在虚线1，2间，虚线3、4间分别存在垂直水平桌面向上、向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。已知虚线1、2间（称区域Ⅰ）、虚线2、3间、虚线3、4间（称区域Ⅱ）的距离分别为L、、L，开始导体框的CD边与虚线1重合，0时刻给导体框水平向右的瞬时冲量Ⅰ，最终导体框的AB边与虚线4重合时，导体框的速度刚好减为零，则下列说法正确的是（）A．导体框进入区域Ⅰ和离开区域Ⅱ过程中的电流方向相反B．导体框在从离开区域Ⅰ到刚进入区域Ⅱ所用的时间为C．导体框刚要开始离开区域Ⅱ瞬间的加速度大小为D．导体框经过区域Ⅰ和区域Ⅱ的过程中，产生的焦耳热之比为31．（2024·河北·二模）（多选）如图所示，某实验列车头部底端固定有边长为l的n匝正方形线框abcd，进站时利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车的总质量为m，线框总电阻为R，磁场区域宽度为l，磁感应强度为B，列车运动过程中铁轨对列车的阻力恒为f，某次列车进站时，线框以速度v水平向右进入磁场，最终停止时线框cd边在磁场正中央，忽略进站时火车受到的空气阻力，下列说法正确的是（）A．线框ab边刚进入磁场时，a、b两点之间的电压大小为B．线框ab边刚进入磁场时，列车的加速度大小为C．线框dc边进入磁场时，列车的速度大于D．从线框进入磁场到停止运动的过程，线框产生的焦耳热为32．（2024·四川内江·三模）（多选）如图，为列车进站时其刹车原理简化图：在车身下方固定一水平均匀矩形线框abcd，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车质量为m，车身长为s，线框ab和cd边的长度均为L（L小于匀强磁场的宽度），线框总电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长，磁感应强度大小为B。当关闭动力后，车头进入磁场瞬间速度为v0，列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为f，车尾进入磁场瞬间，列车恰好停止。下列说法正确的是（）A．列车在进站过程，线框中电流方向为B．在线框ab边进入磁场瞬间，列车的加速度大小为C．在线框进入磁场的过程中，线框bc边消耗的电能为D．列车从进站到停下来所用时间为33．（2024·陕西安康·模拟预测）（多选）涡流制动是磁悬浮列车高速运行过程中进行制动的一种方式。某研究所制成如图所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程。如图所示，模型车的车厢下端安装有电磁铁系统，电磁铁系统在其下方的水平光滑轨道（间距为L1）中的长为L1、宽为L2的矩形区域内产生方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将长大于L1、宽为L2的单匝矩形线圈等间隔铺设在轨道正中央，其间距也为L2.已知模型车的总质量为m，每个线圈的电阻均为R，导线粗细忽略不计，不计空气阻力，不考虑磁场边缘效应的影响。在某次实验中，模型车的速度为v0时，启动电磁铁制动系统，直到模型车停止运动，则（）A．在电磁铁系统进入线圈时，若俯视则线圈内的感应电流方向为顺时针B．线圈对电磁系统作用力的方向与模型车运动方向相同C．在电磁铁系统的磁场全部进入任意一个线圈的过程中，通过线圈的电荷量为D．在刹车过程中，电磁铁系统通过第一个线圈瞬间速度大小为34．（2024·辽宁·模拟预测）（多选）磁悬浮电梯是基于电磁学原理使电梯的轿厢悬停及上下运动的，如图甲所示，它主要由磁场和含有导线框的轿厢组成。其原理为：竖直面上相距为的两根绝缘平行直导轨，置于等距离分布的方向相反的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，磁感应强度大小均为，每个磁场分布区