2024高考物理二輪復(fù)習(xí)80熱點模型

最新高考題模擬題專項訓(xùn)練

模型63電磁感應(yīng)+圖像模型

最新高考題

1.（2023高考全國乙卷）一學(xué)生小組在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，進行了如下比較實驗。用圖

（a）所示的纏繞方式，將漆包線分別繞在幾何尺寸相同的有機玻璃管和金屬鋁管上，漆包

線的兩端與電流傳感器接通。兩管皆豎直放置.，將一很小的強磁體分別從管的上端由靜止釋

放，在管內(nèi)下落至管的下瑞。實驗中電流傳感器測得的兩管上流過漆包線的電流/隨時間，

的變化分別如圖（b）和圖（c）所示，分析可知（）

oY力

圖（C）

A.圖（c）是用玻璃管獲得的圖像

B.在鋁管中下落，小磁體做勻變速運動

C.在玻璃管中下落，小磁體受到的電磁阻力始終保持不變

D.用鋁管時測得的電流第一個峰到最后一個峰的時間間隔比用玻璃管時的短

【參考答案】A

【命題意圖】本題考查電跋阻尼及其相關(guān)知識點。

【解題思路】強磁體從管的上端由靜止釋放，鋁管本身和線圈都將對強磁體產(chǎn)生電磁阻尼,

在鋁管下落，強磁體做加速度減小的加速運動，圖（c）是用玻璃管獲得的圖像，圖（b）是

用鋁管獲得的圖像，A正確B錯誤；在玻璃管中下落，線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流

對小磁體下落產(chǎn)生電磁阻力，由安培力公式可知，電磁阻力與產(chǎn)生的感應(yīng)電流成正比，所以

在玻璃管中下落，小磁體受到的電磁阻力逐漸增大，C錯誤；由于在鋁管中下落，受到的電

磁阻力大丁在玻璃管中下落，所以用鋁管時測得的電流第一個峰到最后一個峰的時間間隔比

用玻璃管時的長，D錯誤，

【知識拓展】電磁阻尼的實質(zhì)是受到了與運動方向相反的安培力作用。

2（2023高考全國甲卷）一有機玻璃管豎直放在地面上，管上有漆包線繞成的線圈，線圈

的兩端與電流傳感器相連，線圈在玻璃管上部的5匝均勻分布，下部的3匝也均勻分布，下

部相鄰兩匝間的距離大于上部相鄰兩匝間的距離。如圖（a）所示?，F(xiàn)讓一個很小的強磁體

在玻璃管內(nèi)沿軸線從卜.端口由靜止下落，電流傳感器測得線圈中電流I隨時間t變化如圖（b）

A.小磁體在玻璃管內(nèi)下降的速度越來越快

B.下落過程中，小磁體的N極、S極上下顛倒了8次

C.下落過程中，小磁體受到的電磁阻力始終保持不變

D.與上部相比，小磁體通過線圈下部的過程中，磁通量變化率的最大值更大

【參考答案】AD

【命題意圖】本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、電磁阻尼、對電流I隨時

間t變化圖像的理解及其相關(guān)知識點。

【解題思路】

由圖（b）可知，強磁體通過每匝線圈時產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大值逐漸增大，根據(jù)法拉第電磁

感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律可知，小磁體通過每匝線圈時磁通量變化率越來越大，即小磁

體在玻璃管內(nèi)下降的速度越來越快，A正確；下落過程中，小磁體的N極、S極上下沒有顛

倒，B錯誤：小磁體下落過程中受到的電磁阻力實質(zhì)就是安培力，根據(jù)安培力公式可知，下

落過程中，小磁體受到的電磁阻力越來越大，C錯誤；與上部相比，小磁體通過線圈下部的

過程中，磁通量變化率的最大值更大，D正確。

3.（2023學(xué)業(yè)水平等級考試上海卷）如圖所示，左側(cè)連接有電阻R的光滑平行導(dǎo)軌處于垂

直紙面向里的勻強磁場中，一金屬棒置于導(dǎo)軌上，對其施加外力使其運動，所受安培力變化

如圖所示，取向右為正方向，則外力隨時間變化的圖像正確的是

【參考答案】C

【名師解析】對照安培力隨時間變化圖像可知，金屬棒做勻變速直線運動，to時刻速度減小

到零，設(shè)加速度大小為a,所受安培力先向左后向右，金屬棒速度方向先向右后向左。金屬

棒在勻強磁場中做切割磁感線運動，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，I=BLv/R,v=v0-ato所受

安培力FA=BIL=-^~^:BL（%―"）=代+BL”安培力隨時間變化圖像中右二員。

RRRa

根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)+FA=-ma,解得F=-ma+''——=Fo-ma-'」"f,對照各

RR

個選項圖，可知C正確。

4.（2023學(xué)業(yè)水平等級考試上海卷）如圖（a）單匝矩形線框cdef放置在傾角。=30°的

斜面上，在寬度為D=0.4m的區(qū)域有垂直于斜面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為BR.5T,

線框質(zhì)量m=O/kg,總電阻R=0.25Q?，F(xiàn)對線框施加一沿斜面向上的力F使線框向上運動，

cd邊離開磁場時撤去外力F,線框速度隨時間變化的圖像如圖（b）。已知線框ef=0.4m

,線框與斜面之間的動摩擦因數(shù)尸手，g取9.8m/s2。求:

Ems,

（1）外力F的大??；

（2）線框cf的長度L；

（3）整個過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱Q。

【參考答案】（I）I.48N（2）0.5m（3）0.4J

【名師解析】（1）對線框受力分析如圖所示。

由牛頓第二定律,F-mgsin0-f=ma,

N-mgcos。，f=pN?

由速度圖像可知,在0~0.4s內(nèi)，a=——=5m/s2o

聯(lián)立解得：F=1.5N.

（2）對線框受力分析如圖所示。

在線框勻速運動階段，F(xiàn)=mgsin0+f+FA,

N=mgcos。,f=pNo

安培力FA=BIL,I=E/R,E=BLv,v=2.0nVs

聯(lián)立解得：L=0.5m

(3)由仁E/R.E=BLv,互得I=2A,

線框進入磁場時間和出磁場時間相等，都是t=ef/v=0.2s,

由焦耳定律可得整個過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱Q=FR（2t）=0.4J

最新模擬題

1.（2024黑龍江大慶第一次質(zhì)檢）如圖所示，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強磁場

中，一根導(dǎo)軌位于x軸上，另一根導(dǎo)軌由。氏be、〃三段直導(dǎo)軌組成，其中。點與入軸的

坐標(biāo)原點。非常接近，但不接觸，兒段與工軸平行，導(dǎo)軌右端接入一定值電阻凡導(dǎo)軌上

一金屬棒沿x軸正向以速度即做勻速直線運動，仁0時刻通過坐標(biāo)原點O,金屬棒始終與軸

工垂直。設(shè)運動過程中通過電阻的電流為i,金屬棒克服安培力做功的功率為P、導(dǎo)軌均與金

屬棒接觸良好，忽略導(dǎo)軌與金屬棒的電阻，下列圖像可能正確的是（）

【名師解析】

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，金屬棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

E=Blv

結(jié)合閉合電路歐姆定律，回路中的感應(yīng)電流

-E=--B-l-v

RR

可見Ex/,則i”/，根據(jù)題意，金屬棒向右運動的過程中，切割磁感線的長度/隨時間先

均勻增大，后不變，最后均勻減小，而電阻兩端的電壓等于電源電動勢，故A錯誤，B正確；

CD.金屬棒所受安培力大小

F=Bil=^區(qū)

R

則安培力的功率為

R

結(jié)合/隨時間變化的規(guī)律可知P先按開II向上的拋物線規(guī)律增大，后不變，最后再按開II向

下的拋物線規(guī)律減小，故CD錯誤。

2.（2023北京海淀二模）如圖所示，MN和PQ是豎直放置的兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌足

夠長且電阻不計，MP間接有?定值電阻凡電阻為，?的金屬桿〃保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良

好。桿cd由靜止開始下落并開始計時，桿cd兩端的電壓U、桿cd所受安培力的大小/隨

時間，變化的圖像，以及通過桿cd的電流人桿cd加速度的大小a隨桿的速率u變化的圖像,

合理的是（）

XX

MP

XXXXX

cd

XXXXX

OO

kL

OvOv

【參考答案】D

【名師解析】

PRJU

設(shè)桿長為心桿卜落過程中切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流入小為/=——=--OCV

R+rR+r

故C錯誤；

根據(jù)牛頓第二定律有mg-BIL=ma

R2J2

即。=g---------------，故D正確；

，〃（/?+「）

R2

桿所受安培力的大小為F=BIL=3~/2^

R+r

桿下落過程中先做加速度減小的加速運動，當(dāng)加速度為零時，速度保持不變，所以安培力隨

速度先增大，后不變，其大小為，咫，故B錯誤；

DT

導(dǎo)體桿兩端的電壓為U=/R=--------

R+r

速度先增大，后不變，所以U先增大，后不變，且U增大的越來越慢，即圖線的斜率減小，

故A錯誤。

3.如圖所示，在水平面內(nèi)固定一個導(dǎo)軌A8C,導(dǎo)體庫DE垂直于AB邊放置在光滑導(dǎo)軌

上，棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌由相同材料、相同粗細的導(dǎo)體制成，勻強磁場垂直向

下.導(dǎo)體棒在水平拉力作用下，向右勻速運動至B點的過程中，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E、

感應(yīng)電流八焦耳熱Q以及拉力廠大小隨時間/的變化圖象中，正確的是（）

EFQ

A.B.C.D.

000

【參考答案】.AC

【名師解析】設(shè)“N”型導(dǎo)軌的頂角為0，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻率為P,橫截面積為5,的

長度為％.

A.由幾何知識可知，有效長度L=i"tan，則感應(yīng)電動E=砥j，tan8-8Ftan。”

說明電動勢隨時間均勻減小，故A正確;

B.由幾何知識可知，回路8OE點、長度為

+3an外轉(zhuǎn)

1、

ptan￡+l+

所以總電阻為人夕“cos%

(47")

EBstan0

根據(jù)閉合電路歐姆定律可知:~R

p\tan6+1+

cos0J

為一定值，故B錯誤;

C根據(jù)安培力/=5比

B2svtan20

則有：尸=

1

ptan0+1+p\tan0+1+

cos。cos。

說明安培力隨時間均勻減小，故C正確;

D.根據(jù)Q=-R/則有：

八B25tan20__、

Q=-7----------------j—x(4-⑺，

ptan6+1+------

(cos^J

說明熱量隨時間不是均勻減小，故D錯誤.

4.(2023湖北孝感重點高中期中聯(lián)考)如圖所示，導(dǎo)體棒沿兩平行金屬導(dǎo)軌從圖中位置以

速度箕向右勻速通過一正方形磁場區(qū)域abed,ac垂直于導(dǎo)軌且平行于導(dǎo)體棒，ac右側(cè)的磁

感應(yīng)強度是左側(cè)的2

倍且方向相反，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計，下列關(guān)于導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流和所受安培力隨時

間變化的圖像正確的是（規(guī)定電流從M經(jīng)R到N為正，安培力向左為正）（）

【參考答案】AD

【名師解析】

導(dǎo)體棒由〃運動到"過程中，切割磁感線的有效長度/隨時間/均勻增大，由

E=Blv

可知，感應(yīng)電動勢￡隨時間，均勻增大，由閉合電路歐姆定律可知，感應(yīng)電流/隨時同，均

勻增大，則導(dǎo)體棒受到的安培力大小

F=HB

隨時間/增大得越來越快；由右手定則可知,感應(yīng)電流的方向為由M經(jīng)R到M電流為正值，

由左手定則可知，導(dǎo)體棒所受安培力水平向左，為正值。導(dǎo)體棒由"運動到"的過程中，

由題知

E'=2Blv=2E

則導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長度/相同時

r=2i

導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長度/隨時間/均勻減小，則感應(yīng)電流/'隨時間/均勻減小，導(dǎo)體棒

受到的安培力大小

卜'=W卜

隨時間/減小得越來越慢；由右手定則可知，感應(yīng)電流的方向為由N經(jīng)R至IJM,電流為負值,

由左手定則可知，導(dǎo)體棒所受安培力水平向左，為正值。綜上所述，AD正確，BC錯誤。

5.（2022廣東江門模擬）在絕緣的水平桌面上固定有MMPQ兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)

軌間距為/,電阻相同的金屬棒他和cd垂直放在導(dǎo)軌匕兩棒正中間用?根長為/的絕緣

細線相連，棒外右側(cè)有磁感應(yīng)強度大小相等的勻強磁場I、II,寬度也為/,磁場方向均垂

直導(dǎo)軌，整個裝置的俯視圖如圖所示。從圖示位置在棒而上加水平拉力，使金屬棒面和

〃向右勻速穿過磁場區(qū)域，則金屬棒ab中感應(yīng)電流，和絕緣細線上的張力大小尸隨時間I

變化的圖像，可能正確的是（規(guī)定金屬棒時中電流方向由〃到〃為正）（）

■N

XXX：*

XIXX：*n

XXx>

Q

【參考答案】AC

【名師解析】

他棒進入磁場開始，由右手定則可知，金屬棒"中感應(yīng)電流為bf4即為負，電動勢為

E=BLv

感應(yīng)電流為

.EBlv

i=—=----

RR

當(dāng)位移為/-2/時，cd棒也講入磁場，由右手定則可知，金屬棒岫和cd均產(chǎn)牛順時針感應(yīng)電

流，即為正，設(shè)電路總電皿為R,感應(yīng)電流為

2E2B/v

i=—=------

RR

當(dāng)位移為2/-3/時，只有cd棒切割磁感線，根據(jù)右手定則，產(chǎn)生逆時針感應(yīng)電流，即為負，

大小為

.EBlv

i=—=----

RR

故A正確，B錯誤；

當(dāng)位移為（）-/時，只有時受到向左的安培力，則細線張力為零。當(dāng)位移為/-2/時，兩棒均受

到向左的安培力，對cd，根據(jù)平衡條件，細線拉力向右，大小為

232汽

當(dāng)位移為2/-3/時，cd受到向左的安培力，對cd,根據(jù)平衡條件，細線拉力向右，大小為

故C正確，D錯誤。

6.（2023河北衡水五模）.如圖所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，

導(dǎo)軌上靜止放置兩根完全相同粗細均勻的導(dǎo)體棒ab.cd,整個裝置處在豎直向上的勻強磁

場中?，F(xiàn)給

棒一個平行于導(dǎo)軌的初速度并開始計時，不計電磁輻射及金屬導(dǎo)軌的電阻，導(dǎo)體棒ah.cd

始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，卜列關(guān)于棒a。、cd中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e.、繪”、回路中的

感應(yīng)電流八導(dǎo)軌間的電壓〃與時間/的函數(shù)關(guān)系圖像中，可能正確的是（）

【參考答案】D

【名師解析】

設(shè)磁感應(yīng)強度為B,兩導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為"人接入電路的長度均為，/、電阻均為R，導(dǎo)體棒。力

的初速度為％。某時刻，導(dǎo)體棒H?、4的速度分別為耳、v2,回路的感應(yīng)電流為心由法

拉第電磁感應(yīng)定律有

%,=Bd%

%=8小2

胡（匕-嶺）

I-

2R

兩導(dǎo)體棒受到的安培力大小

F=Bdi

9棒a力的運動方向相反，叮棒的運動方向相同，所以棒而減速、棒cd加速，當(dāng)兩棒速

度相同時，回路中沒有感應(yīng)電流，兩棒做勻速直線運動，由動最守恒定律

mvQ=2mv^

解得最終兩棒的速度為

y共=y

由于匕減小、匕增大，所以（匕一嶺）減小，電流i減小，F(xiàn)=Bdi

減小，棒運動的加速度減小，即棒。力做初速度為％、加速度逐漸減小的減速運動，所以《心

減小得越來越慢，最終/趨于警，故A錯誤；

B.棒〃做初速度為零、加速度逐漸減小的加速運動，所以由零開始增加得越來越慢,

最終趨于駟■,故B錯誤；

2

c.由于（匕一嶺）、，.越來越小，最終（匕一彩）、，?趨為零，故C錯誤。

D.兩導(dǎo)軌間的電壓

〃=%一左

對兩棒由動量守恒有

mv°=mvx+mv2

聯(lián)立得

〃=如

2

故〃恒定，D正確。

7.（2023湖北部分名校聯(lián)考）如圖所示，MNQP是邊長為力和"的矩形，在其由對角線劃

分的兩個三角形區(qū)域內(nèi)充滿磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反的勻強磁場“邊長為L的正方形

導(dǎo)線框，在外力作用下水平向左勻速運動，線框左邊始終與MN平行。設(shè)導(dǎo)線框中感應(yīng)電流

，逆時針流向為正。若，=0時左邊框與PQ重合，則左邊框由PQ運動到的過程中，下

列i-Z圖像正確的是（）

【名師解析】

0?，］內(nèi)是線框的左邊框由PQ向左進入磁場，根據(jù)右手定則知感應(yīng)電流為順時針（負），

而切割磁感線的有效長度隨著水平位移而均勻減小，則感應(yīng)電流的大小均勻減?。?/p>

內(nèi)，線框的前后雙邊同向同速切割相反的磁場，雙源相加為總電動勢，電流方向為

逆時針（正），兩邊的有效長度之和等于心則電流大小恒定。故選D。

8.（2023浙江臺州部分重點高中聯(lián)考）將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合回路，并固定在水

平面（紙面）內(nèi)?；芈返摹堆剡呏糜诖怪庇诩埫嫦蚶锏膭驈姶艌鯥中?；芈返膱A環(huán)區(qū)域內(nèi)有

垂直于紙面的磁場IL以向里為磁場II的正方向，其磁感應(yīng)強度B隨時間變