《高考物理各地市模拟题专题汇编》专题13 电磁感应(解析版)

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专题 13 电磁感应(解析版)
一、单选题（本大题共 20 小题）
1.[来源:2021 陕西省宝鸡市模拟题]如图所示，两根电阻不计的平行光滑长直金属导轨水平放置，导体棒
a
和
b
垂直跨在导轨上且与导轨接触良好，导体棒
a
的电阻大于
b
的电阻，匀强磁场方向竖直向下。当导体
棒
b
在大小为
F2
的水平拉力作用下匀速向右运动时，导体棒
a
在大小为
F1
的水平拉力作用下保持静止状态。
若
U1
、
U2
分别表示导体棒
a
和
b
与导轨两个接触点间的电压，那么它们大小关系为
A.
F1=F2
，
U1>U2
B.
F1<F2
，
C.
F1>F2
，
U1<U2
D.
F1=F2
，
U1=U2
【答案】
D
【解析】
b
切割磁感线相当于电源，则
U1
、
U2
均为路端电压；根据
F=BIL
结合平衡状态比较力的大小。
【解答】
a
、
b
与导轨构成闭合回路，电流
I
相等，则
a
、
b
受到的安培力均为
F=BIL
，又因为
a
、
b
均处于平衡状
态，所以
F1=F2
；
b
切割磁感线相当于电源，则
U1
、
U2
均等于路端电压，即
I Ra
，所以
U1=U2
，故
ABC
错误，
D
正确。
故选
D
。
2.[来源:2021 年河北省五个一名校联盟高考物理二模试卷]如图所示，两宽度均为
a
的水平匀强磁场，磁感
应强度的大小等，两磁场区域间距为 4
a
。一个边长为
a
的正方形金属线框从磁场上方距离为
a
处由静止自
由下落，匀速通过上方匀强磁场区域，之后又通过下方匀强磁场区域。已知下落过程中线框平面始终在竖
直平面内，不计空气阻力，下列说法正确的是
1
A. 线框通过上、下两个磁场的过程中产生的电能相等
B. 线框通过上、下两个磁场的过程中流过线框的电荷量不相等
C. 线框通过下方磁场的过程中加速度的最大值与重力加速度的大小相等
D. 线框通过上、下两个磁场的时间相等
【答案】C
【解析】
本题考查电磁感应中的功能关系问题和线圈切割磁感线的运动涉及的动力学问题。
根据功能关系判断线框通过磁场过程中产生的电能；根据推论
q=nΔΦ
R
求解电量；根据平衡条件和牛顿第
二定律列方程联立求解；通过的位移相同，可根据平均速度大小判断时间的长短。
【解答】
A.线圈匀速通过上方的匀强磁场，根据能量守恒有
E1=2mga
，之后在无场区加速运动，进入下方匀强磁
场，做减速运动，
Δ Ek<0
，根据能量守恒，
2mga− E2=Δ Ek
，解得：
E2=2mga − Δ Ek>2mga
，故 A
错误；
B.根据
q=nΔΦ
R
可知，线框通过上、下两个磁场的过程中流过线框的电荷量相等，故 B 错误；
C.线框匀速穿过上方磁场，有：
mg=B2a2v
R
，进入磁场时的速度
v=
√
2ga
，则
mg=B2a2
√
2ga
R
进入下方区域磁场时的速度
v ' =
√
8ga
，线框进入下方磁场时加速度最大，
B2a2
√
8ga
R−mg=ma
，联立
解得：
a=g
，故 C 正确；
D.线圈以
v=
√
2ga
匀速通过上方区域磁场，以
v '=
√
8ga
进入下方区域磁场做减速运动，其平均速度大于
2
√
2ga
，故线框通过上方区域磁场的时间大于通过下方区域磁场的时间，故 D 错误。
故选 C．
3.[来源:2021 年上海市大同中学等九校联考高考物理一模试卷]如图甲所示，单匝矩形线圈
abcd
垂直固定
在匀强磁场中。规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。以
顺时针方向为电流正方向，以向右方向为安培力正方向，下列关于
bc
段导线中的感应电流
i
和受到的安培
力
F
随时间变化的图象正确的是
()
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
由图可知磁感应强度的变化，则可知线圈中磁通量的变化，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势变化情
况，由楞次定律可得感应电流的方向，根据左手定则可以找出安培力方向，结合可得出正确的图象。
本题主要考查了法拉第电磁感应定律，分析清楚
B− t
图象、应用楞次定律、法拉第电磁感应定律、安培力
公式即可正确解题。
【解答】
0～0.5T
时间内，B减小，穿过线圈的磁通量减小，磁场方向垂直纸面向里，由楞次定律可知，感应电流
方向沿顺时针方向，为正值；
由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为
E=ΔB
Δt · S
，
ΔB
Δt
不变，则 E不变，感应电流不变。由左手定则
可知，bc 段导线受到的安培力方向水平向右，是正的。由于 B变小，由
F=BIL
知bc 段导线受到的安培力
大小变小。
在
0.5 T − T
时间内，B增大，穿过线圈的磁通量增大，磁场方向垂直纸面向里，由楞次定律可知，感应电
流方向沿逆时针方向，为负值；
3
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