第43讲 电磁感应的综合应用（专项训练）（四川专用）（学生版）

第43讲电磁感应的综合应用目录TOC\o"1-2"\h\u01课标达标练题型01电磁感应的电路问题题型02电磁感应的图像问题题型03电磁感应的动力学和能量问题02核心突破练03真题溯源练01电磁感应的电路问题1.（多选）（2025·四川成都·高三月考）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中水平放置相距L=0.50m的平行金属导轨，导轨左右两端接电阻R1和R2，阻值均为0.4Ω，磁场的磁感应强度B=0.40T。现将长度为L=0.50m、电阻为r=0.20Ω的导体棒ac垂直放在导轨上，并对导体棒施加垂直于棒的水平外力F，使棒水平向右做匀速滑动，导轨的电阻忽略不计，不计一切摩擦。当棒ac以v=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动0.2s的过程中，下列说法正确的是（）A．ac棒中感应电动势的大小为0.80VB．导体棒ac两端的电压Uac=0.80VC．回路中流过R1的电荷量为0.4CD．外力F做的功为0.32J2.（多选）（2025·四川内江·三模）如图，两条电阻不计的光滑平行金属导轨位于同一水平面内，其左端接一电池，右侧部分处于竖直向下的匀强磁场中。阻值恒定的金属杆在水平向右平行导轨的恒力F作用下，从无磁场区域的a处由静止开始运动，到达磁场中b位置时开始反向运动。金属杆在整个运动过程中，始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触。则金属杆在第一次往、返运动中，下列说法正确的是（）A．金属杆在磁场中受到的安培力始终向左B．金属杆进入磁场后做加速度增大的减速运动C．金属杆恰好能够回到a处D．金属杆能回到无磁场区，但不能回到a处02电磁感应的图像问题3.一粗细均匀、总电阻为R、边长为L的正方形单匝闭合金属线圈，静置于与线圈平面垂直的匀强磁场中，该磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系如图所示，其中B0、tA．在0∼t0B．在t0∼3C．在0∼3t0D．在0∼3t04.（2025·四川绵阳·高三月考）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（D>L）、方向竖直向下的有界匀强磁场，在整个过程中线框的ab边始终与磁场的边界平行，若以F表示拉力大小（以向右为正）、以Uab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可能正确的是（）A． B． C． D．5.如图，在直角边长为L的等腰直角三角形区域efg内存在垂直纸面向里的匀强磁场，电阻为R、边长也为L的正方形导线框abcd在纸面上向右匀速运动，cd、ef始终在同一直线上。取逆时针方向的电流为正，在线框通过磁场的过程中，其感应电流i和bc间电势差ubc随位移x变化的图像可能正确的是（

A． B．C． D．6.（2025·四川内江·高三月考）如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L，边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是（）A． B．C． D．7.如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框ABCD；在导线框右侧有一宽度为dd>L的条形匀强磁场区域，磁场的边界与BC边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动，t=0时BC边恰与磁场的左边界重合，随后导线框在垂直于BC边的水平外力F作用下沿直线匀加速通过磁场区域。下列F−tA． B．C． D．8.如图所示，正六边形线框abcdef边长为2a，放置在绝缘平面上，线框右侧有一宽度为4a的匀强磁场区域，pq、mn为磁场边界线，pq//mn//ce，线框以垂直pq方向的速度匀速向右运动。设线框中感应电流为I，磁场对线框的安培力为F。以逆时针方向为线框中感应电流的正方向，水平向左为安培力的正方向。线框A． B．C． D．9.两根足够长不计电阻的光滑平行金属导轨上垂直放置两根完全相同的导体棒ab、cd，装置处于垂直导轨平面的匀强磁场中，如图所示。t=0时，对cd施加向右的恒力F，下列图像中，v、a、d、i分别为导体棒的速度、加速度、间距和电流，则不可能正确的是（）A． B． C． D．10.（多选）（2025·四川南充·高三月考）边长为a、电阻为R的闭合正三角形轻质金属框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中。现对框架施加外力F让其水平向右匀速通过磁场，如图所示，其中拉动距离为x，外力做功功率为P，产生的感应电流和感应电动势分别为I和E，则下列图像正确的是（）A． B．C． D．11.（多选）光滑水平面上有一宽度为2L的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向下，俯视图如图所示。在紧靠磁场边界处，有一边长为L的正六边形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力使线框以速度v向右匀速穿过该磁场区域，以图中线框右端初始位置为坐标原点，电流沿逆时针方向时的电动势E为正，安培力向右为正。则以下关于线框中的感应电动势E、所受安培力F随水平位移变化的图像正确的是（）A． B．C． D．12.（多选）如图所示，在空间中存在一范围足够大的匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，MN为磁场区域的上边界，磁场上方有一个正方形导线框abcd，ab边与MN平行，线框平面处于竖直面内。已知线框质量为m，边长为L，总电阻为R，重力加速度为g，线框从图示位置由静止开始下落，则在ab边进入磁场的过程中，关于线框的运动，以下图像可能正确的是（）A． B．C． D．03电磁感应的动力学和能量问题13.如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（）A．线框出磁场的过程中电流方向为顺时针方向B．线框出磁场的过程中做匀减速直线运动C．线框在进磁场和出磁场的两个过程中产生的焦耳热相等D．线框在进磁场过程中通过导线横截面的电荷量大于出磁场过程中通过导线横截面的电荷量14.如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，直径与磁场宽度相同的圆形金属线框在水平拉力作用下以一定的速度v0斜向匀速通过磁场。则下列说法正确的是（

A．金属圆形线框的感应电流方向先逆时针后顺时针B．金属圆形线框所受的安培力方向先水平向左再水平向右C．水平拉力大小保持不变D．若速度v015.如图，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别以v、3v的速度沿箭头方向匀速拉出磁场，则在这两个过程中（）A．导体框中cd两端电势差相同B．导体框中产生的焦耳热相同C．通过导体框横截面的电荷量相同D．导体框中产生的感应电流方向不同16.如图，电阻不计、半径为R的金属圆环上固定了三根沿半径方向的金属棒OA、OB和OC，其阻值均为r，它们之间的夹角均为120°。圆心角为60°的扇形aOb内有如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现让金属圆环绕过圆心O且与圆环平面垂直的转轴，以角速度ω顺时针匀速转动，aOb位置不变，则（）A．OA棒通过磁场的过程中，O点的电势小于A点的电势B．OA棒通过磁场的过程中，产生的电动势为BωR²C．OA棒通过磁场的过程中，OA两端的电压为1D．圆环转动一周产生的热量为πω17.（多选）如图所示，两根倾角为θ、间距为L的足够长光滑平行金属导轨的底部接有一阻值为R的定值电阻，导轨上端开口，整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。置于导轨上的质量为m的金属棒ab在与导轨平面平行的恒力F作用下，由静止开始沿导轨向上滑动，金属棒从开始运动到达到最大速度时沿导轨运动的距离为x，金属棒ab在导轨间的电阻为r，导轨电阻不计，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．金属棒ab由静止先做匀加速直线运动，最终做匀速直线运动B．金属棒ab匀速运动时的速度大小为F−mgC．金属棒ab沿导轨运动过程中，定值电阻的最大电功率为BD．金属棒从开始运动到达到最大速度的过程中克服安培力做的功为Fx−mgx18.（多选）如图甲所示，整个空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两根足够长的平行光滑金属导轨水平固定放置，间距为L，左端连接阻值为R的定值电阻。一质量为m的金属杆垂直放置于导轨上，与导轨接触良好，导轨和金属杆电阻不计。金属杆与质量为m的重物用绝缘细线绕过定滑轮连接，左边细线与导轨平行。金属杆的v－t图像如图乙所示，t＝T时剪断细线，t＝2T时金属杆速度减半，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（

）A．0～T过程中金属棒的速度v0＝mgRB．t＝2T时，金属杆的加速度大小为3gC．T～2T过程中通过电阻R的电荷量为mD．从t＝0开始金属杆的最大位移大小为mgRT19.（多选）如题图甲所示，整个空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两根足够长的平行光滑金属导轨水平固定放置，间距为L，左端连接阻值为R的定值电阻。一质量为m的金属杆垂直放置于导轨上，与导轨接触良好，导轨和金属杆电阻不计。金属杆与质量为m的重物用绝缘细线绕过定滑轮连接，左边细线与导轨平行。金属杆的v-t图像如图乙所示，t=T时剪断细线，t=2T时金属杆速度减半，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．t=2T时，金属杆的加速度大小为gB．0~T过程中电阻R上产生的热量为3C．T~2T过程中通过电阻R的电荷量为mD．从t=0开始金属杆的最大位移大小为mgRT20.如图甲，abcd和a'b'c'd'为在同一水平面内的固定光滑平行金属导轨，左右导轨间距分别为2L、L，整个导轨处于竖直向下的匀强磁场中，左侧导轨间的磁感应强度大小为B0，右侧导轨间的磁感应强度大小按图乙规律变化，两根金属杆M、N分别垂直两侧导轨放置，N杆与cc'之间恰好围成一个边长为L的正方形，M杆中点用一绝缘细线通过轻质定滑轮与一重物相连，t=0时释放重物，同时在N杆中点处施加一水平向右的拉力F，两杆在0~t0时间内均处于静止状态，从t0时刻开始，拉力F保持不变，重物向下运动x距离时（M杆未到达定滑轮处），速度达到最大，已知M、N杆和重物的质量都为m，M、N接入电路的电阻都为R，不计导轨电阻，重力加速度为g，下列说法不正确的是（）A．0~t0时间内，回路中的感应电动势为BB．0~t0时间内，施加在N杆上的拉力F随时间t变化的关系为F=C．重物下落的最大速度为v=D．从t=0时刻到重物达到最大速度的过程中，回路产生的焦耳热为B21.如图所示的装置水平置于竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，电源电动势为E、内阻为R，两副平行且光滑的导轨间距分别为d与2d。材质均匀的导体棒b、c的长度均为2d，电阻均为R，质量分别为m、1A．稳定前b、c棒加速度之比为1：2 B．稳定时导体棒bC．通过b棒的电量mE9Bd2 D．导体棒22.（多选）如图所示，将两根质量均为m=2kg的金属棒a、b分别垂直地放在光滑水平金属导轨MNM′N′和PQP′Q′上，左右两部分导轨间距分别为d1=1m，d2=2m，导轨间存在磁感应强度大小相等方向相反的竖直匀强磁场，磁感应强度B=1T。两棒电阻与棒长成正比，不计导轨电阻。金属棒b用绝缘细线绕过光滑定滑轮和一质量为mc=2kg物块cA．物块c触地时，金属棒b的速度大小为3B．物块c下落过程中，通过金属棒a的电量为6C．物块c触地后，金属棒稳定运动时，a棒的速度为2.4D．从物块c触地后开始，到两棒匀速运动过程中系统产生的热量为16.223.（多选）两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上，间距为L，导轨间有竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。金属棒m、n垂直导轨静止放置，质量均为M、接入电路的电阻均为R。现给金属棒n一个水平向右的初速度v0，经过时间t，金属棒m、n速度达到稳定。金属棒m、n运动过程中始终和导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，下列说法正确的是（

A．金属棒m、n达到稳定后，速度大小均为vB．时间t内，金属棒m上产生的焦耳热为MC．时间t内，金属棒m的位移大小为vD．时间t内，金属棒n的位移大小为v24.（多选）将一足够长光滑平行金属导轨固定于水平面内（如图），已知左侧导轨间距为L，右侧导轨间距为2L，导轨足够长且电阻可忽略不计.左侧导轨间存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场，右侧导轨间存在磁感应强度大小为2B、方向竖直向下的匀强磁场.在t=t1时刻，长为L、电阻为r、质量为m的匀质金属棒EF静止在左侧导轨右端，长为2L、质量为3m的匀质金属棒GH从右侧导轨左端以大小为v0的初速度水平向右运动。一段时间后，流经棒EF的电流为0，此时t=A．t1时刻流经棒GH的电流为B．t2时刻棒EF的速度大小为C．t1D．t1∼t225.（多选）如图所示，导体棒a、b水平放置于足够长的光滑平行金属导轨上，导轨左右两部分的间距分别为l、2l，质量分别为m、2m，两棒接入电路的电阻分别为R、2R，其余电阻均忽略不计；导体棒a、b均处于竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中；a、b两棒以v0的初速度同时向右运动，两棒在运动过程中始终与导轨垂直且保持良好接触，a总在窄轨上运动，A．稳定时b棒的速度为4B．电路中产生的焦耳热为mC．流过导体棒a的某一横截面的电荷量为mD．当a棒的速度为54v0时，26.（多选）如图所示，两根足够长的平行金属光滑导轨MNPQ、M1N1P1Q1固定在倾角为30°的斜面上，导轨电阻不计。MN与M1N1间距为2L，PQ与P1Q1间距为L。在MN与M1N1区域有方向垂直斜面向下的匀强磁场，在PQ与P1Q1区域有方向垂直斜面向上的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B。在MN与M1N1区域中，将质量为m，电阻为R，长度为2L的导体棒b置于导轨上，且被两立柱挡住。PQ与A．两导体棒最终做匀加速直线运动B．t时刻，a的速度大小为mgRC．0~t内，a下滑的距离为mgRtD．a中电流的最大值为3mg27.（多选）如图所示，半径为l的圆形金属导轨固定在水平面上，在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面，大小为B1，方向竖直向下的匀强磁场。一根长也为l、电阻为R的金属棒ab一端与导轨接触良好，另一端固定在圆心处的导电转轴OO'上，由电动机A带动转轴以角速度ω匀速旋转。从圆形金属导轨引出导线和通过电刷从转轴引出导线经开关S与宽度为L的水平导轨连接，水平导轨的最右侧用一绝缘点G连接，MX段与NY段平行，XG、YG长度均为L。MN右侧存在垂直于导轨平面，大小为B，方向竖直向下的匀强磁场（两部分磁场不会相互影响）。水平导轨的左侧连接阻值为R的电阻，MN和XY之间某处静止放置一质量为m、电阻为R的导体棒PQ，已知PQ棒到达XYA．开关闭合瞬间，通过PQ棒的电流动BB．开关闭合瞬间，PQ棒的加速度为BC．PQ导体棒做匀速运动时的速度为1D．若PQ棒在到达XY处时因某种原因变成超导体，同时断开开关S，则PQ棒离开导轨的速度为B28.（多选）如图所示，两根等高光滑的半圆形轨道，半径为r，间距为L，轨道竖直固定。轨道左、右两端分别接有电阻R1、R2。已知R1=2R2=2R，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，现有一根长度稍大于L、接入电路电阻为R的轻质金属棒，从ab处开始（记为t=0时刻），在外力FA．a点电势比b点高B．t=πr3vC．金属棒到达最低点的过程中，通过电阻R2的电荷量为D．金属棒到达最低点的过程中，外力F做功为3πvr29.（多选）如图所示，上下两段光滑且电阻不计的金属导轨在M、N两点绝缘连接，M、N等高，间距L=1 m，连接处平滑，导轨位于竖直平面内，上下两端分别连接一个阻值R=0.04Ω的电阻和C=1 F的电容器，整个装置处于磁感应强度B=0.2 T的垂直导轨平面向外的匀强磁场中，两根导体棒ab、cd分别放在MN上下两侧，质量分别为m1=0.4 kg，m2=0.2 kg，ab棒电阻为0.06Ω，cd棒的电阻不计，将ab棒由静止释放，同时距离MN为x0=8 m处的A．ab从释放到第一次碰撞前所用时间为2B．ab从释放到第一次碰撞前瞬间，通过ab的电荷量为16C．两棒第一次碰撞前瞬间，电容器储存的能量为1.28D．两棒第一次碰撞后瞬间，cd的速度大小为4030.（多选）如图所示，水平面内间距为L的平行边界MN、PQ之间有垂直于水平面向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，边长为433L、电阻为R的正三角形金属线框ABC放在光滑绝缘水平面上，对金属线框施加一个水平力，使金属线框以速度v匀速通过匀强磁场，BCA．线框穿过磁场过程中，线框中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向B．线框穿过磁场过程中，克服安培力做功的功率不断增大C．从A点进磁场到BC边刚要进磁场过程中，通过BC边的电量为3D．从A点出磁场到BC边刚要进磁场过程中，回路中产生的焦耳热为431.（多选）由材料相同、横截面积相同的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，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，甲进入磁场时做加速运动，下列说法正确的是（）A．乙进入磁场时做加速运动B．乙进入磁场时做减速运动C．进入磁场的过程中线圈产生的焦耳热QD．进入磁场的过程中线圈产生的焦耳热Q32.（多选）如图，足够长的光滑平行金属轨道ad、bc水平放置，cd端连有一电阻R，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中（图中未画出）。金属杆MN在水平向右的恒力F作用下，从静止开始做加速运动，一段时间后以最大速度vmA．金属杆开始做匀加速运动，最终达到速度vB．金属杆加速运动过程中的平均速度大于vC．当金属杆的速度为vmD．金属杆从开始运动到获得最大速度的过程中，克服安培力做的功等于动能的增加量33.（2025·四川绵阳·高三月考）如图所示，在宽度均为L的两个相邻有界区域内，存在着方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场。一个阻值大小为R，边长为L的等边三角形闭合线框，从图示位置开始以大小为v、方向水平向右的速度匀速通过两个磁场区域。规定逆时针方向为电流正方向，下列能反映线框中电流变化的是（）A． B．C． D．34.如图所示，两个半径均为R的圆形磁场区域内，存在磁感应强度的大小相等、方向分别垂直纸面向外、向里的匀强磁场。现有半径也为R的圆形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。若以顺时针方向为电流的正方向，则线框中产生的感应电流i与线框移动的位移x的关系图像是（）A． B．C． D．35.如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为L，磁感应强度的大小为B。一直角边长为2L的等腰直角三角形均匀导线框ABC从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。规定逆时针电流方向为正，水平向左为安培力的正方向。则关于线框中的电流I，线框受到的安培力F与线框移动距离x的关系图像可能正确的是（）

A．

B．

C．

D．

36.如图所示，平面直角坐标系xOy内有一边长为2a的正六边形区域，该区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，正六边形的左顶点O位于坐标原点。平面内有一矩形匀质导线框MNPQ，线框边长MN=2a，NP=23a，且NP边与y轴重合，O点位于NP边的中点。施加外力使线框自O点开始沿x轴水平向右匀速运动，设线框中感应电流为I，磁场对线框的安培力为F，线框运动的位移为A． B．C． D．37.（多选）如图所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F=F0+kv（F0、k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为FA，电阻R两端的电压为UA． B．C． D．38.（北京·高考真题）如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（

）

A．线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向B．线框出磁场的过程中做匀减速直线运动C．线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等D．线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等39.（天津·高考真题）如图所示，边长为a的正方形铝框平放在光滑绝缘水平桌面上，桌面上有边界平行、宽为b且足够长的匀强磁场区域，磁场方向垂直于桌面，铝框依靠惯性滑过磁场区域，滑行过程中铝框平面始终与磁场垂直且一边与磁场边界平行，已知a<b，在滑入和滑出磁场区域的两个过程中（）A．铝框所用时间相同 B．铝框上产生的热量相同C．铝框中的电流方向相同 D．安培力对铝框的冲量相同40.（全国·高考真题）如图，一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直，ba的延长线平分导线框．在t=0时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域．以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正．下列表示i-t关系的图示中，可能正确的是A． B．C． D．41.（重庆·高考真题）如题图所示，正方形区域MNPQ内有垂直纸面向里的匀强磁场，在外力作用下，一正方形闭合刚性导线框沿QN方向匀速运动，t=0时刻，其四个顶点M´、N´、P´、Q´恰好在磁场边界中点，下列图像中能反映线框所受安培力F的大小随时间t变化规律的是（

）A． B． C． D．42.（多选）（2024·辽宁·高考真题）如图，两条“∧”形的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为L，左、右两导轨面与水平面夹角均为30°