专题11 电磁感应中的图像和能量问题—备战2022年高考物理母题题源解密（全国通用）（解析版）

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专题 11 电磁感应中的图像和能量问题

【母题来源一】2021 年高考广东卷

【母题题文】（2021·全国高考真题）（多选）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（　　）

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 h，线圈的边长为 l，则线圈下边刚进入磁场时，有

感应电动势为

两线圈材料相等（设密度为），质量相同（设为），则

设材料的电阻率为，则线圈电阻

感应电流为

安培力为

由牛顿第二定律有

联立解得

加速度和线圈的匝数、横截面积无关，则甲和乙进入磁场时，具有相同的加速度。当时，甲和

乙都加速运动，当时，甲和乙都减速运动，当时都匀速。

故选 AB。

【母题来源二】2021 年高考湖南卷

【母题题文】（2021·湖南高考真题）（多选）两个完全相同的正方形匀质金属框，边长为，通过长为

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，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使其匀速通过磁场，不计空气阻力。下列说法正确的是（

）

A．与无关，与成反比

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，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 v0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

切割磁感线产生的感应电动势相互低消，则有

mg = F安 = ，vy =

综合有

B =

则B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

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