浙江届高考物理电磁感应一轮练习及答案.docx
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浙江届高考物理电磁感应一轮练习及答案
（浙江）2021届高考物理：
电磁感应（一轮）练习及答案
专题（一轮）：
电磁感应
一、选择题
1、（多选）如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd，用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点左右摆动。
金属线框从图示位置的右侧某一位置由静止释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。
则下列说法中正确的是（ ）
A．线框中感应电流的方向先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a
B．线框中感应电流的方向是d→c→b→a→d
C．穿过线框中的磁通量先变大后变小
D．穿过线框中的磁通量先变小后变大
2、两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动．当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是（ ）
A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→C
B．导体棒CD内有电流通过，方向是C→D
C．磁场对导体棒CD的作用力向左
D．磁场对导体棒AB的作用力向左
3、（多选）如图所示，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带负电绝缘环，A为导体环。
当B绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是（ ）
A．A中产生逆时针方向的感应电流
B．A中产生顺时针方向的感应电流
C．A具有收缩的趋势
D．A具有扩展的趋势
4、如图甲所示，静止在水平面上的等边三角形金属线框，匝数n＝20，总电阻R＝2．5Ω，边长L＝0．3m，处在两个半径均为r＝0．1m的圆形匀强磁场中．线框顶点与右侧圆心重合，线框底边与左侧圆直径重合．磁感应强度B1垂直水平面向外，B2垂直水平面向里；B1、B2随时间t的变化图线如图乙所示．线框一直处于静止状态．计算过程中取π＝3，下列说法中正确的是（ ）
A．线框具有向左运动的趋势
B．t＝0时刻穿过线框的磁通量为0．5Wb
C．t＝0．4s时刻线框中感应电动势为1．5V
D．0～0．6s内通过线框截面电荷量为0．36C
5、如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈的面积S＝200cm2，线圈的电阻r＝1Ω，线圈外接一个阻值R＝4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是（ ）
A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向
B．电阻R两端的电压随时间均匀增大
C．线圈电阻r消耗的功率为4×10－4W
D．前4s内通过R的电荷量为4×10－4C
6、（2019·全国卷Ⅱ）
（多选）如图所示，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为θ，导轨电阻忽略不计。
虚线ab、cd均与导轨垂直，在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。
将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好。
已知PQ进入磁场时加速度恰好为零。
从PQ进入磁场开始计时，到MN离开磁场区域为止，流过PQ的电流随时间变化的图象可能正确的是（ ）
A B C D
7、（双选）如图所示，在水平面内固定有两根相互平行的无限长光滑金属导轨，其间距为L，电阻不计。
在虚线l1的左侧存在竖直向上的匀强磁场，在虚线l2的右侧存在竖直向下的匀强磁场，两部分磁场的磁感应强度大小均为B。
ad、bc两根电阻均为R的金属棒与导轨垂直，分别位于两磁场中，现突然给ad棒一个水平向左的初速度v0，在两棒达到稳定的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．两金属棒组成的系统的动量守恒
B．两金属棒组成的系统的动量不守恒
C．ad棒克服安培力做功的功率等于ad棒的发热功率
D．ad棒克服安培力做功的功率等于安培力对bc棒做功的功率与两棒总发热功率之和
*8、如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方（略靠前）固定一根与导线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流．释放导线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中（ ）
A．导线框中感应电流的方向依次为
ACBA→ABCA→ACBA
B．导线框的磁通量为零时，感应电流却不为零
C．导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上
D．导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动
*9、如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。
现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则（ ）
A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大
B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小
C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小
D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大
*10、如图所示，边长为L的正方形金属框abcd在竖直平面内下落，ab边以速度v进入下方的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，则金属框进入磁场时，ab边两端的电势差Uab为（ ）
A．BLvB．
BLvC．
BLvD．－
BLv
*11、（多选）如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。
质量为m、边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场，当AC刚进入磁场时线框的速度大小为v，方向与磁场边界所成夹角为45°。
若线框的总电阻为R，则（ ）
A．线框穿进磁场过程中，框中电流的方向为D→C→B→A→D
B．AC刚进入磁场时线框中感应电流为
C．AC刚进入磁场时线框所受安培力大小为
D．此时CD两端电压为
Bav
二、非选择题
1、如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L＝0．4m，一端连接R＝1Ω的电阻．导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝1T．导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好．导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v＝5m/s．求：
（1）感应电动势E和感应电流I；
（2）在0．1s时间内，拉力冲量IF的大小；
（3）若将MN换为电阻r＝1Ω的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U．
2、如图所示，在大小为B的匀强磁场区域内，垂直磁场方向的水平面中有两根固定的足够长的金属平行导轨，在导轨上面平放着两根导体棒ab和cd，两棒彼此平行，构成一矩形回路。
导轨间距为l，导体棒的质量均为m，电阻均为R，导轨电阻可忽略不计。
设导体棒可在导轨上无摩擦地滑行，初始时刻ab棒静止，给cd棒一个向右的初速v0，求：
（1）当cd棒速度减为0.8v0时的加速度大小；
（2）从开始运动到最终稳定，电路中产生的电能为多大；
（3）两棒之间距离增长量x的上限。
（浙江）2021届高考物理：
电磁感应（一轮）练习及答案
专题（一轮）：
电磁感应
一、选择题
1、（多选）如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd，用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点左右摆动。
金属线框从图示位置的右侧某一位置由静止释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。
则下列说法中正确的是（ ）
A．线框中感应电流的方向先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a
B．线框中感应电流的方向是d→c→b→a→d
C．穿过线框中的磁通量先变大后变小
D．穿过线框中的磁通量先变小后变大
BD [线框从题图所示位置的右侧摆到最低点的过程中，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d，从最低点到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d。
]
2、两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动．当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是（ ）
A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→C
B．导体棒CD内有电流通过，方向是C→D
C．磁场对导体棒CD的作用力向左
D．磁场对导体棒AB的作用力向左
解析：
选BD．本题中AB导体棒切割磁感线，根据右手定则判定AB棒中的电流方向为B→A，则CD棒中的电流方向为C→D，所以A错误，B正确；根据左手定则，判定CD棒受到的安培力的方向为水平向右，所以C项错误；AB棒中感应电流方向为B→A，根据左手定则判定AB棒所受安培力的方向为水平向左，即安培力的方向阻碍AB棒的相对运动，所以D项正确．
3、（多选）如图所示，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带负电绝缘环，A为导体环。
当B绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是（ ）
A．A中产生逆时针方向的感应电流
B．A中产生顺时针方向的感应电流
C．A具有收缩的趋势
D．A具有扩展的趋势
BD [由题图可知，B为均匀带负电绝缘环，B中电流为逆时针方向，由右手螺旋定则可知，电流的磁场垂直纸面向外且逐渐增强；由楞次定律可知，磁场增强时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，所以感应电流的磁场的方向垂直纸面向里，A中感应电流的方向为顺时针方向，故选项A错误，B正确；B环外的磁场的方向与B环内的磁场的方向相反，当B环内的磁场增强时，A环具有面积扩展的趋势，故选项C错误，D正确。
]
4、如图甲所示，静止在水平面上的等边三角形金属线框，匝数n＝20，总电阻R＝2．5Ω，边长L＝0．3m，处在两个半径均为r＝0．1m的圆形匀强磁场中．线框顶点与右侧圆心重合，线框底边与左侧圆直径重合．磁感应强度B1垂直水平面向外，B2垂直水平面向里；B1、B2随时间t的变化图线如图乙所示．线框一直处于静止状态．计算过程中取π＝3，下列说法中正确的是（ ）
A．线框具有向左运动的趋势
B．t＝0时刻穿过线框的磁通量为0．5Wb
C．t＝0．4s时刻线框中感应电动势为1．5V
D．0～0．6s内通过线框截面电荷量为0．36C
解析：
选CD．B1垂直水平面向外，大小随时间均匀增加，根据楞次定律知，线框具有向右的运动趋势，选项A错误；t＝0时刻穿过线框的磁通量Φ＝B1×
πr2＋B2×
πr2＝0．025Wb，选项B错误；t＝0．4s时刻线框中感应电动势E＝n
＝n×
πr2×
＝1．5V，选项C正确；0．6s时穿过线框的磁通量Φ′＝B′1×
πr2＋B2×
πr2＝0．07Wb，根据q＝n
＝n
得，在0～0．6s内通过线框截面的电荷量为0．36C，选项D正确．
5、如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈的面积S＝200cm2，线圈的电阻r＝1Ω，线圈外接一个阻值R＝4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是（ ）
A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向
B．电阻R两端的电压随时间均匀增大
C．线圈电阻r消耗的功率为4×10－4W
D．前4s内通过R的电荷量为4×10－4C
解析：
选C．由楞次定律，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，选项A错误；由法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势恒定为E＝
＝0．1V，电阻R两端的电压不随时间变化，选项B错误；回路中电流I＝
＝0．02A，线圈电阻r消耗的功率为P＝I2r＝4×10－4W，选项C正确；前4s内通过R的电荷量为q＝It＝0．08C，选项D错误．
6、（2019·全国卷Ⅱ）
（多选）如图所示，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为θ，导轨电阻忽略不计。
虚线ab、cd均与导轨垂直，在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。
将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好。
已知PQ进入磁场时加速度恰好为零。
从PQ进入磁场开始计时，到MN离开磁场区域为止，流过PQ的电流随时间变化的图象可能正确的是（ ）
A B C D
AD [根据题述，PQ进入磁场时加速度恰好为零，两导体棒从同一位置释放，则两导体棒进入磁场时的速度相同，产生的感应电动势大小相等，若释放两导体棒的时间间隔足够长，在PQ通过磁场区域一段时间后MN进入磁场区域，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可知流过PQ的电流随时间变化的图象可能是A；由于两导体棒从同一位置释放，两导体棒进入磁场时产生的感应电动势大小相等，MN进入磁场区域切割磁感线产生感应电动势，回路中产生的感应电流不可能小于I1，B错误；若释放两导体棒的时间间隔较短，在PQ没有出磁场区域时MN就进入磁场区域，则两棒在磁场区域中运动时回路中磁通量不变，两棒不受安培力作用，二者在磁场中做加速运动，PQ出磁场后，MN切割磁感线产生感应电动势和感应电流，且感应电流一定大于I1，受到安培力作用，由于安培力与速度成正比，则MN所受的安培力一定大于MN的重力沿斜面方向的分力，所以MN一定做减速运动，回路中感应电流减小，流过PQ的电流随时间变化的图象可能是D，C错误。
]
7、（双选）如图所示，在水平面内固定有两根相互平行的无限长光滑金属导轨，其间距为L，电阻不计。
在虚线l1的左侧存在竖直向上的匀强磁场，在虚线l2的右侧存在竖直向下的匀强磁场，两部分磁场的磁感应强度大小均为B。
ad、bc两根电阻均为R的金属棒与导轨垂直，分别位于两磁场中，现突然给ad棒一个水平向左的初速度v0，在两棒达到稳定的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．两金属棒组成的系统的动量守恒
B．两金属棒组成的系统的动量不守恒
C．ad棒克服安培力做功的功率等于ad棒的发热功率
D．ad棒克服安培力做功的功率等于安培力对bc棒做功的功率与两棒总发热功率之和
【答案】BD [开始时，ad棒以初速度v0切割磁感线，产生感应电动势，在回路中产生顺时针方向（俯视）的感应电流，ad棒因受到向右的安培力而减速，bc棒受到向右的安培力而向右加速；当两棒的速度大小相等，即两棒因切割磁感线而产生的感应电动势相等时，回路中没有感应电流，两棒各自做匀速直线运动；由于两棒所受的安培力都向右，两金属棒组成的系统所受合外力不为零，所以该系统的动量不守恒，选项A错误，B正确；根据能量守恒定律可知，ad棒动能的减小量等于回路中产生的热量和bc棒动能的增加量，由动能定理可知，ad棒动能的减小量等于ad棒克服安培力做的功，bc棒动能的增加量等于安培力对bc棒做的功，所以ad棒克服安培力做功的功率等于安培力对bc棒做功的功率与两棒总发热功率之和，选项C错误，D正确。
]
*8、如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方（略靠前）固定一根与导线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流．释放导线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中（ ）
A．导线框中感应电流的方向依次为
ACBA→ABCA→ACBA
B．导线框的磁通量为零时，感应电流却不为零
C．导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上
D．导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动
解析：
选AB．根据右手螺旋定则可知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外，下方的磁场方向垂直于纸面向里，而且越靠近导线磁场越强，所以闭合导线框ABC在下降过程中，导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大，当增大到BC边与导线重合时，达到最大，再向下运动，导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零，然后随导线框的下降，导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大，当增大到A点与导线重合时，达到最大，继续下降时由于导线框逐渐远离导线，使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小，所以根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍内部磁通量的变化，所以感应电流的磁场先向里，再向外，最后向里，所以导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBA，A正确；当导线框内的磁通量为零时，内部的磁通量仍然在变化，有感应电动势产生，所以感应电流不为零，B正确；根据对楞次定律的理解，感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动，由于导线框一直向下运动，所以导线框所受安培力的合力方向一直向上，不为零，C、D错误．
*9、如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。
现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则（ ）
A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大
B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小
C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小
D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大
B [使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，通过金属环B内的磁通量增大，根据楞次定律，金属环B的面积有缩小的趋势，且B有向上升的趋势，丝线受到的拉力减小，B正确。
]
*10、如图所示，边长为L的正方形金属框abcd在竖直平面内下落，ab边以速度v进入下方的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，则金属框进入磁场时，ab边两端的电势差Uab为（ ）
A．BLvB．
BLvC．
BLvD．－
BLv
解析：
选C．金属框ab边进入磁场时，E＝BLv，ab边可等效为电源，其两端电压为路端电压U＝
·
＝
BLv，C项正确．
*11、（多选）如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。
质量为m、边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场，当AC刚进入磁场时线框的速度大小为v，方向与磁场边界所成夹角为45°。
若线框的总电阻为R，则（ ）
A．线框穿进磁场过程中，框中电流的方向为D→C→B→A→D
B．AC刚进入磁场时线框中感应电流为
C．AC刚进入磁场时线框所受安培力大小为
D．此时CD两端电压为
Bav
CD [线框进入磁场的过程中穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，则感应电流的方向为A→B→C→D→A，A错误；AC刚进入磁场时CD边切割磁感线，AD边不切割磁感线，所以产生的感应电动势为E＝Bav，则线框中感应电流为I＝
＝
，故CD两端的电压为U＝I×
R＝
Bav，B错误，D正确；AC刚进入磁场时线框的CD边受到的安培力的方向与v的方向相反，AD边受到的安培力的方向垂直于AD边向下，它们的大小都是F＝BIa，由几何关系可以看出，AD边与CD边受到的安培力的方向相互垂直，所以AC刚进入磁场时线框所受安培力为AD边与CD边受到的安培力的矢量和，即F合＝
F＝
，C正确。
]
二、非选择题
1、如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L＝0．4m，一端连接R＝1Ω的电阻．导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝1T．导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好．导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v＝5m/s．求：
（1）感应电动势E和感应电流I；
（2）在0．1s时间内，拉力冲量IF的大小；
（3）若将MN换为电阻r＝1Ω的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U．
解析：
（1）由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势
E＝BLv＝1×0．4×5V＝2V，
感应电流I＝
＝
A＝2A．
（2）拉力大小等于安培力大小
F＝BIL＝1×2×0．4N＝0．8N，
冲量大小IF＝FΔt＝0．8×0．1N·s＝0．08N·s．
（3）由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流
I′＝
＝
A＝1A，
由欧姆定律可得，导体棒两端的电压
U＝I′R＝1×1V＝1V．
答案：
（1）2V 2A
（2）0．08N·s （3）1V
2、如图所示，在大小为B的匀强磁场区域内，垂直磁场方向的水平面中有两根固定的足够长的金属平行导轨，在导轨上面平放着两根导体棒ab和cd，两棒彼此平行，构成一矩形回路。
导轨间距为l，导体棒的质量均为m，电阻均为R，导轨电阻可忽略不计。
设导体棒可在导轨上无摩擦地滑行，初始时刻ab棒静止，给cd棒一个向右的初速v0，求：
（1）当cd棒速度减为0.8v0时的加速度大小；
（2）从开始运动到最终稳定，电路中产生的电能为多大；
（3）两棒之间距离增长量x的上限。
[解析]
（1）设当cd棒速度减为0.8v0时ab棒的速度为v′，由动量守恒定律得
mv0＝0.8mv0＋mv′①
解得：
v′＝0.2v0
此时回路的电流是I＝
②
cd棒的加速度为a＝
③
解得：
a＝
。
（2）设两棒稳定时共同的末速度为v，据动量守恒定律得
mv0＝（m＋m）v④
解得：
v＝
v0⑤
由能量守恒定律得，最终稳定后电路中产生的电能为
Q＝
mv
－
（m＋m）v2＝
mv
。
（3）由法拉第电磁感应定律得，电路中产生的感应电动势
E＝
＝
⑥
这段时间内回路的电流为
＝
⑦
对cd棒由动量定理得：
－B
lΔt＝mv－mv0⑧
由⑤～⑧解得Δx＝
。
⑨
[答案]
（1）
（2）
mv
（3）
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