五年(2021-2025)高考物理真題分類匯編:專題11 電磁感應(全國)(解析版)_第1頁
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文檔簡介

專題11電磁感應

考點五年考情(2021-2025)命題趨勢

2025·河南卷、北京卷

考點1電磁感2024·江蘇卷、廣東卷基礎知識仍是考查重點,如法拉第電磁感

應現(xiàn)象楞次2023·海南卷應定律、楞次定律等,常以選擇題形式出

定律2022·浙江卷、天津卷現(xiàn)。注重綜合應用,常與力學、能量、電

2021·北京卷、遼寧卷路等知識結合命題,考查學生解決復雜問

題的能力。圖像與電路問題也是常見題型,

2025·四川卷、2025·陜晉寧青卷要求學生具備分析和計算能力。此外,命

考點2法拉第2024·廣東卷、河北卷、山東卷題會結合現(xiàn)代科技成果、生活實際等創(chuàng)設

電磁感應定律2023·全國甲卷、江蘇卷新情境,考查學生應變與創(chuàng)新能力,鼓勵

及應用2022·黑吉遼卷、上海卷學生深入思考,培養(yǎng)創(chuàng)新思維和解決實際

2021·河北卷、湖南卷問題的能力。

考點01電磁感應現(xiàn)象楞次定律

1.(2025·北京·高考真題)下列圖示情況,金屬圓環(huán)中不.能.產生感應電流的是()

A.圖(a)中,圓環(huán)在勻強磁場中向左平移

B.圖(b)中,圓環(huán)在勻強磁場中繞軸轉動

C.圖(c)中,圓環(huán)在通有恒定電流的長直導線旁向右平移

D.圖(d)中,圓環(huán)向條形磁鐵N極平移

【答案】A

【詳解】A.圓環(huán)在勻強磁場中向左平移,穿過圓環(huán)的磁通量不發(fā)生變化,金屬圓環(huán)中不能產生感應電

流,故A正確;

B.圓環(huán)在勻強磁場中繞軸轉動,穿過圓環(huán)的磁通量發(fā)生變化,金屬圓環(huán)中能產生感應電流,故B錯誤;

C.離通有恒定電流的長直導線越遠,導線產生的磁感應強度越弱,圓環(huán)在通有恒定電流的長直導線旁

向右平移,穿過圓環(huán)的磁通量發(fā)生變化,金屬圓環(huán)中能產生感應電流,故C錯誤;

D.根據(jù)條形磁鐵的磁感應特征可知,圓環(huán)向條形磁鐵N極平移,穿過圓環(huán)的磁通量發(fā)生變化,金屬圓

環(huán)中能產生感應電流,故D錯誤。

故選A。

2.(2025·浙江·高考真題)在“探究影響感應電流方向的因素”實驗中,當電流從“-”接線柱流入靈敏電流表,

指針左偏:從“G0”或“G1”接線柱流入,指針右偏。如圖所示是某次實驗中指針偏轉角度最大的瞬間,則

(1)此時磁鐵的運動狀態(tài)是_____(選填“向上拔出”、“靜止”或“向下插入”)。

(2)只做以下改變,一定會增大圖中電流表指針偏轉角度的是_____(多選)

A.磁鐵靜止,向上移動線圈

B.增大(1)中磁鐵運動速度

C.將導線從接線柱G1移接至接線柱G0

D.將一個未與電路相接的閉合線圈套在圖中線圈外

【答案】(1)向上拔出

(2)BC

【詳解】(1)由圖可知,電表指針左偏,則感應電流從“-”極流入,感應電流在線圈內產生的磁場方向

向下,根據(jù)楞次定律可知,與條形磁體在線圈位置產生的磁場方向相同,可知穿過線圈的磁通量減小,

根據(jù)楞次定律可知,此時磁鐵的運動狀態(tài)是向上拔出。

(2)A.磁鐵靜止,向上移動線圈,則產生的感應電流不一定增加,指針偏角不一定會增加,選項A錯

誤;

B.增大(1)中磁鐵的速度,產生的感應電動勢會增加,指針偏角會增大,選項B正確;

C.減小電流計的量程,即將導線從接線柱G1移接到G0,可是電流計指針偏角變大,選項C正確;

D.將一個未與電路相接的閉合線圈套在線圈外,線圈中的感應電流不變,電流計指針偏角不變,選項D

錯誤。

故選BC。

3.(2025·陜晉青寧卷·高考真題)電磁壓縮法是當前產生超強磁場的主要方法之一,其原理如圖所示,在

鋼制線圈內同軸放置可壓縮的銅環(huán),其內已“注入”一個初級磁場,當鋼制線圈與電容器組接通時,在極

短時間內鋼制線圈中的電流從零增加到幾兆安培,銅環(huán)迅速向內壓縮,使初級磁場的磁感線被“濃縮”,

在直徑為幾毫米的銅環(huán)區(qū)域內磁感應強度可達幾百特斯拉。此過程,銅環(huán)中的感應電流()

A.與鋼制線圈中的電流大小幾乎相等且方向相同

B.與鋼制線圈中的電流大小幾乎相等且方向相反

C.遠小于鋼制線圈中的電流大小且方向相同

D.遠小于鋼制線圈中的電流大小且方向相反

【答案】B

【詳解】當鋼制線圈與電容器組連通時,鋼制線圈中產生迅速增大的電流,線圈中產生迅速增強的磁場。

根據(jù)楞次定律,可知銅環(huán)中產生的感應電流的磁場會阻礙引起感應電流的磁通量的變化,故銅環(huán)中的感

應電流與鋼制線圈中的電流方向相反。為阻礙銅環(huán)中磁通量變化,銅環(huán)上感應的電流與鋼制線圈的電流

大小幾乎相等。因此兩個方向相反的大電流之間的作用力使圓環(huán)被急速的向內側壓縮。ACD錯誤,B正

確。

故選B。

4.(2025·河南·高考真題)如圖,一金屬薄片在力F作用下自左向右從兩磁極之間通過。當金屬薄片中心

運動到N極的正下方時,沿N極到S極的方向看,下列圖中能夠正確描述金屬薄片內渦電流繞行方向的

是()

A.B.

C.D.

【答案】C

【詳解】根據(jù)題意當金屬薄片中心運動到N極正下方時,薄片右側的磁通量在減小,左側磁通量在增加,

由于兩極間的磁場豎直向下,根據(jù)楞次定律可知此時薄片右側的渦電流方向為順時針,薄片左側的渦電

流方向為逆時針。

故選C。

5.(2025·北京·高考真題)絕緣的輕質彈簧上端固定,下端懸掛一個磁鐵。將磁鐵從彈簧原長位置由靜止

釋放,磁鐵開始振動,由于空氣阻力的影響,振動最終停止。現(xiàn)將一個閉合銅線圈固定在磁鐵正下方的

桌面上(如圖所示),仍將磁鐵從彈簧原長位置由靜止釋放,振動最終也停止。則()

A.有無線圈,磁鐵經過相同的時間停止運動

B.磁鐵靠近線圈時,線圈有擴張趨勢

C.磁鐵離線圈最近時,線圈受到的安培力最大

D.有無線圈,磁鐵和彈簧組成的系統(tǒng)損失的機械能相同

【答案】D

【詳解】A.有線圈時,磁鐵受到電磁阻尼的作用,振動更快停止,故A錯誤;

B.根據(jù)楞次定律,磁鐵靠近線圈時,線圈的磁通量增大,此時線圈有縮小的趨勢,故B錯誤;

C.磁鐵離線圈最近時,此時磁鐵與線圈的相對速度為零,感應電動勢為零,感應電流為零,線圈受到

的安培力為零,故C錯誤;

D.分析可知有無線圈時,根據(jù)平衡條件最后磁鐵靜止后彈簧的伸長量相同,由于磁鐵和彈簧組成的系

統(tǒng)損失的機械能為磁鐵減小的重力勢能減去此時彈簧的彈性勢能,故系統(tǒng)損失的機械能相同,故D正確。

故選D。

6.(2024·廣東·高考真題)電磁俘能器可在汽車發(fā)動機振動時利用電磁感應發(fā)電實現(xiàn)能量回收,結構如圖

甲所示。兩對永磁鐵可隨發(fā)動機一起上下振動,每對永磁鐵間有水平方向的勻強磁場,磁感應強度大小

均為B.磁場中,邊長為L的正方形線圈豎直固定在減震裝置上。某時刻磁場分布與線圈位置如圖乙所

示,永磁鐵振動時磁場分界線不會離開線圈。關于圖乙中的線圈。下列說法正確的是()

A.穿過線圈的磁通量為BL2

B.永磁鐵相對線圈上升越高,線圈中感應電動勢越大

C.永磁鐵相對線圈上升越快,線圈中感應電動勢越小

D.永磁鐵相對線圈下降時,線圈中感應電流的方向為順時針方向

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)圖乙可知此時穿過線圈的磁通量為0,故A錯誤;

BC.根據(jù)法拉第電磁感應定律可知永磁鐵相對線圈上升越快,磁通量變化越快,線圈中感應電動勢越大,

故BC錯誤;

D.永磁鐵相對線圈下降時,根據(jù)安培定則可知線圈中感應電流的方向為順時針方向,故D正確。

故選D。

7.(2024·江蘇·高考真題)如圖所示,a、b為正方形金屬線圈,a線圈從圖示位置勻速向右拉出勻強磁場

的過程中,a、b中產生的感應電流方向分別為()

A.順時針、順時針B.逆時針、逆時針

C.順時針、逆時針D.逆時針,順時針

【答案】A

【詳解】線圈a從磁場中向右勻速拉出磁場的過程中穿過a線圈的磁通量在減小,則根據(jù)楞次定律可知

a線圈的電流為順時針,由于線圈a從磁場中勻速拉出,則a中產生的電流為恒定電流,則線圈a靠近

線圈b的過程中線圈b的磁通量在向外增大,同理可得線圈b產生的電流為順時針。

故選A。

8.(2024·北京·高考真題)如圖所示,線圈M和線圈P繞在同一個鐵芯上,下列說法正確的是()

A.閉合開關瞬間,線圈M和線圈P相互吸引

B.閉合開關,達到穩(wěn)定后,電流表的示數(shù)為0

C.斷開開關瞬間,流過電流表的電流方向由a到b

D.斷開開關瞬間,線圈P中感應電流的磁場方向向左

【答案】B

【詳解】A.閉合開關瞬間,線圈P中感應電流的磁場與線圈M中電流的磁場方向相反,由楞次定律可

知,二者相互排斥,故A錯誤;

B.閉合開關,達到穩(wěn)定后,通過線圈P的磁通量保持不變,則感應電流為零,電流表的示數(shù)為零,故

B正確;

CD.斷開開關瞬間,通過線圈P的磁場方向向右,磁通量減小,由楞次定律可知感應電流的磁場方向向

右,因此流過電流表的感應電流方向由b到a,故CD錯誤。

故選B。

9.(2023·河北·高考真題)如圖,絕緣水平面上四根完全相同的光滑金屬桿圍成矩形,彼此接觸良好,勻

強磁場方向豎直向下。金屬桿2、3固定不動,1、4同時沿圖箭頭方向移動,移動過程中金屬桿所圍成

的矩形周長保持不變。當金屬桿移動到圖位置時,金屬桿所圍面積與初始時相同。在此過程中()

A.金屬桿所圍回路中電流方向保持不變

B.通過金屬桿截面的電荷量隨時間均勻增加

C.金屬桿1所受安培力方向與運動方向先相同后相反

D.金屬桿4所受安培力方向與運動方向先相反后相同

【答案】CD

【詳解】A.由數(shù)學知識可知金屬桿所圍回路的面積先增大后減小,金屬桿所圍回路內磁通量先增大后

減小,根據(jù)楞次定律可知電流方向先沿逆時針方向,后沿順時針方向,故A錯誤;

B.由于金屬桿所圍回路的面積非均勻變化,故感應電流的大小不恒定,故通過金屬桿截面的電荷量隨

時間不是均勻增加的,故B錯誤;

CD.由上述分析,再根據(jù)左手定則,可知金屬桿1所受安培力方向與運動方向先相同后相反,金屬桿4

所受安培力方向與運動方向先相反后相同,故CD正確。

故選CD。

10.(2023·北京·高考真題)如圖所示,光滑水平面上的正方形導線框,以某一初速度進入豎直向下的勻強

磁場并最終完全穿出。線框的邊長小于磁場寬度。下列說法正確的是()

A.線框進磁場的過程中電流方向為順時針方向

B.線框出磁場的過程中做勻減速直線運動

C.線框在進和出的兩過程中產生的焦耳熱相等

D.線框在進和出的兩過程中通過導線橫截面的電荷量相等

【答案】D

【詳解】A.線框進磁場的過程中由楞次定律知電流方向為逆時針方向,A錯誤;

B.線框出磁場的過程中,根據(jù)

E=Blv

E

I

R

聯(lián)立有

B2L2v

Fma

AR

由于線框出磁場過程中由左手定則可知線框受到的安培力向左,則v減小,線框做加速度減小的減速

運動,B錯誤;

C.由能量守恒定律得線框產生的焦耳熱

Q=FAL

其中線框進出磁場時均做減速運動,但其進磁場時的速度大,安培力大,產生的焦耳熱多,C錯誤;

D.線框在進和出的兩過程中通過導線橫截面的電荷量

qIt

其中

Ex

I,EBL

Rt

則聯(lián)立有

BL

qx

R

由于線框在進和出的兩過程中線框的位移均為L,則線框在進和出的兩過程中通過導線橫截面的電荷量

相等,故D正確。

故選D。

11.(2023·海南·高考真題)汽車測速利用了電磁感應現(xiàn)象,汽車可簡化為一個矩形線圈abcd,埋在地下的

線圈分別為1、2,通上順時針(俯視)方向電流,當汽車經過線圈時()

A.線圈1、2產生的磁場方向豎直向上

B.汽車進入線圈1過程產生感應電流方向為abcd

C.汽車離開線圈1過程產生感應電流方向為abcd

D.汽車進入線圈2過程受到的安培力方向與速度方向相同

【答案】C

【詳解】A.由題知,埋在地下的線圈1、2通順時針(俯視)方向的電流,則根據(jù)右手螺旋定則,可

知線圈1、2產生的磁場方向豎直向下,A錯誤;

B.汽車進入線圈1過程中,磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知產生感應電流方向為adcb(逆時針),B

錯誤;

C.汽車離開線圈1過程中,磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知產生感應電流方向為abcd(順時針),C

正確;

D.汽車進入線圈2過程中,磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知產生感應電流方向為adcb(逆時針),再

根據(jù)左手定則,可知汽車受到的安培力方向與速度方向相反,D錯誤。

故選C。

12.(2022·天津·高考真題)如圖所示,邊長為a的正方形鋁框平放在光滑絕緣水平桌面上,桌面上有邊界

平行、寬為b且足夠長的勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直于桌面,鋁框依靠慣性滑過磁場區(qū)域,滑行過

程中鋁框平面始終與磁場垂直且一邊與磁場邊界平行,已知ab,在滑入和滑出磁場區(qū)域的兩個過程

中()

A.鋁框所用時間相同B.鋁框上產生的熱量相同

C.鋁框中的電流方向相同D.安培力對鋁框的沖量相同

【答案】D

【詳解】A.鋁框進入和離開磁場過程,磁通量變化,都會產生感應電流,受向左安培力而減速,完全

在磁場中運動時磁通量不變做勻速運動;可知離開磁場過程的平均速度小于進入磁場過程的平均速度,

所以離開磁場過程的時間大于進入磁場過程的時間,A錯誤;

C.由楞次定律可知,鋁框進入磁場過程磁通量增加,感應電流為逆時針方向;離開磁場過程磁通量減

小,感應電流為順時針方向,C錯誤;

D.鋁框進入和離開磁場過程安培力對鋁框的沖量為

I安BIat

EBa2

qIttt

RRtRR

B2a3

I

安R

D正確;

B.鋁框進入和離開磁場過程,鋁框均做減速運動,可知鋁框進入磁場過程的速度一直大于鋁框離開磁

場過程的速度,根據(jù)

BavB2a2v

FBIaBa

安RR

可知鋁框進入磁場過程受到的安培力一直大于鋁框離開磁場過程受到的安培力,故鋁框進入磁場過程

克服安培力做的功大于鋁框離開磁場過程克服安培力做的功,即鋁框進入磁場過程產生的熱量大于鋁

框離開磁場過程產生的熱量,B錯誤。

故選D。

13.(2022·北京·高考真題)如圖所示平面內,在通有圖示方向電流I的長直導線右側,固定一矩形金屬線

框abcd,ad邊與導線平行。調節(jié)電流I使得空間各點的磁感應強度隨時間均勻增加,則()

A.線框中產生的感應電流方向為abcda

B.線框中產生的感應電流逐漸增大

C.線框ad邊所受的安培力大小恒定

D.線框整體受到的安培力方向水平向右

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)安培定則可知,通電直導線右側的磁場方向垂直于紙面向里,磁感應強度隨時間均勻

增加,根據(jù)楞次定律可知線框中產生的感應電流方向為adcba,A錯誤;

B.線框中產生的感應電流為

ESB

Inn

RRtRt

空間各點的磁感應強度隨時間均勻增加,故線框中產生的感應電流不變,B錯誤;

C.線框ad邊感應電流保持不變,磁感應強度隨時間均勻增加,根據(jù)安培力表達式F安BIL,故所受

的安培力變大,C錯誤;

D.線框所處空間的磁場方向垂直紙面向里,線框中產生的感應電流方向為adcba,根據(jù)

左手定則可知,線框ad邊所受的安培力水平向右,線框bc邊所受的安培力水平向左。通電直導線的磁

場分部特點可知ad邊所處的磁場較大,根據(jù)安培力表達式F安BIL可知,線框整體受到的安培力方向

水平向右,D正確。

故選D。

14.(2022·浙江·高考真題)如圖所示,將一通電螺線管豎直放置,螺線管內部形成方向豎直向上、磁感應

強度大小B=kt的勻強磁場,在內部用絕緣輕繩懸掛一與螺線管共軸的金屬薄圓管,其電阻率為、高

度為h、半徑為r、厚度為d(dr),則()

?

A.從上向下看,圓管中的感應電流為逆時針方向

kr2

B.圓管的感應電動勢大小為

h

dhk2r3

C.圓管的熱功率大小為

2

D.輕繩對圓管的拉力隨時間減小

【答案】C

【詳解】A.穿過圓管的磁通量向上逐漸增加,則根據(jù)楞次定律可知,從上向下看,圓管中的感應電流

為順時針方向,選項A錯誤;

B.圓管的感應電動勢大小為

B

Er2kr2

t

選項B錯誤;

C.圓管的電阻

2r

R

dh

圓管的熱功率大小為

E2dhk2r3

P

R2

選項C正確;

D.根據(jù)左手定則可知,圓管中各段所受的受安培力方向指向圓管的軸線,則輕繩對圓管的拉力的合力

始終等于圓管的重力,不隨時間變化,選項D錯誤。

故選C。

15.(2021·遼寧·高考真題)如圖(a)所示,兩根間距為L、足夠長的光滑平行金屬導軌豎直放置并固定,

頂端接有阻值為R的電阻,垂直導軌平面存在變化規(guī)律如圖(b)所示的勻強磁場,t=0時磁場方向垂

直紙面向里。在t=0到t=2t0的時間內,金屬棒水平固定在距導軌頂端L處;t=2t0時,釋放金屬棒。整

個過程中金屬棒與導軌接觸良好,導軌與金屬棒的電阻不計,則()

tB2L3

A.在t0時,金屬棒受到安培力的大小為0

2t0R

2

B0L

B.在t=t0時,金屬棒中電流的大小為

t0R

3t

C.在t0時,金屬棒受到安培力的方向豎直向上

2

D.在t=3t0時,金屬棒中電流的方向向右

【答案】BC

【詳解】AB.由圖可知在0~t0時間段內產生的感應電動勢為

BL2

E0

tt0

根據(jù)閉合電路歐姆定律有此時間段的電流為

EBL2

I=0

RRt0

tB

在0時磁感應強度為0,此時安培力為

22

B2L3

FBIL0

2Rt0

故A錯誤,B正確;

3t

C.由圖可知在t0時,磁場方向垂直紙面向外并逐漸增大,根據(jù)楞次定律可知產生順時針方向的電

2

流,再由左手定則可知金屬棒受到的安培力方向豎直向上,故C正確;

D.由圖可知在t3t0時,磁場方向垂直紙面向外,金屬棒向下掉的過程中磁通量增加,根據(jù)楞次定律

可知金屬棒中的感應電流方向向左,故D錯誤。

故選BC。

16.(2021·北京·高考真題)某同學搬運如圖所示的磁電式電流表時,發(fā)現(xiàn)表針晃動劇烈且不易停止。按照

老師建議,該同學在兩接線柱間接一根導線后再次搬運,發(fā)現(xiàn)表針晃動明顯減弱且能很快停止。下列

說法正確的是()

A.未接導線時,表針晃動過程中表內線圈不產生感應電動勢

B.未接導線時,表針晃動劇烈是因為表內線圈受到安培力的作用

C.接上導線后,表針晃動過程中表內線圈不產生感應電動勢

D.接上導線后,表針晃動減弱是因為表內線圈受到安培力的作用

【答案】D

【詳解】A.未接導線時,表針晃動過程中導線切割磁感線,表內線圈會產生感應電動勢,故A錯誤;

B.未接導線時,未連成閉合回路,沒有感應電流,所以不受安培力,故B錯誤;

CD.接上導線后,表針晃動過程中表內線圈產生感應電動勢,根據(jù)楞次定律可知,表針晃動減弱是因

為表內線圈受到安培力的作用,故C錯誤D正確。

故選D。

17.(2021·北京·高考真題)如圖所示,在豎直向下的勻強磁場中,水平U型導體框左端連接一阻值為R

的電阻,質量為m、電阻為r的導體棒ab置于導體框上。不計導體框的電阻、導體棒與框間的摩擦。

ab以水平向右的初速度v0開始運動,最終停在導體框上。在此過程中()

A.導體棒做勻減速直線運動B.導體棒中感應電流的方向為ab

mv2R1

C.電阻R消耗的總電能為0D.導體棒克服安培力做的總功小于mv2

2(Rr)20

【答案】C

【詳解】AB.導體棒向右運動,根據(jù)右手定則,可知電流方向為b到a,再根據(jù)左手定則可知,導體棒

向到向左的安培力,根據(jù)法拉第電磁感應定律,可得產生的感應電動勢為

EBLv0

感應電流為

EBLv

I0

RrRr

故安培力為

B2L2v

FBIL0

Rr

根據(jù)牛頓第二定律有

Fma

可得

B2L2

av

mRr0

隨著速度減小,加速度不斷減小,故導體棒不是做勻減速直線運動,故AB錯誤;

C.根據(jù)能量守恒定律,可知回路中產生的總熱量為

1

Qmv2

20

因R與r串聯(lián),則產生的熱量與電阻成正比,則R產生的熱量為

Rmv2R

QQ0

RRr2Rr

故C正確;

1

D.整個過程只有安培力做負功,根據(jù)動能定理可知,導體棒克服安培力做的總功等于mv2,故D錯

20

誤。

故選C。

考點02法拉第電磁感應定律及應用

18.(2025·河南·高考真題)手機拍照時手的抖動產生的微小加速度會影響拍照質量,光學防抖技術可以消

除這種影響。如圖,鏡頭僅通過左、下兩側的彈簧與手機框架相連,兩個相同線圈c、d分別固定在鏡

頭右、上兩側,c、d中的一部分處在相同的勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向里。拍照時,手機可實

時檢測手機框架的微小加速度a的大小和方向,依此自動調節(jié)c、d中通入的電流Ic和Id的大小和方向

(無抖動時Ic和Id均為零),使鏡頭處于零加速度狀態(tài)。下列說法正確的是()

A.若Ic沿順時針方向,Id0,則表明a的方向向右

B.若Id沿順時針方向,Ic0,則表明a的方向向下

C.若a的方向沿左偏上30,則Ic沿順時針方向,Id沿逆時針方向且IcId

D.若a的方向沿右偏上30,則Ic沿順時針方向,Id沿順時針方向且IcId

【答案】BC

【詳解】A.Ic順時針而Id0,則鏡頭向左運動,加速度方向向左,A錯誤;

B.Id順時針而Ic0,則鏡頭向下運動,加速度方向向下,B正確;

C.若a的方向左偏上30,說明鏡頭向上運動以及向左運動拉伸彈簧,且向左運動的分速度大于向上

運動的分速度,可知Ic順時針I(yè)d逆時針,由EBlv可知IcId,C正確;

D.若a的方向右偏上30,說明鏡頭向上運動以及向右運動,且向右運動的分速度大于向上運動的分

速度,可知Ic逆時針I(yè)d逆時針,D錯誤。

故選BC。

19.(2025·甘肅·高考真題)閉合金屬框放置在磁場中,金屬框平面始終與磁感線垂直。如圖,磁感應強度

B隨時間t按正弦規(guī)律變化。為穿過金屬框的磁通量,E為金屬框中的感應電動勢,下列說法正確的

是()

TT3T

A.t在0~內,和E均隨時間增大B.當t與時,E大小相等,方向相同

488

TT

C.當t時,最大,E為零D.當t時,和E均為零

42

【答案】C

T

【詳解】A.在0時間內,磁感應強度B增加,根據(jù)BS則磁通量增加,但是圖像的斜率減小,

4

B

即磁感應強度B的變化率逐漸減小,根據(jù)法拉第電磁感應定律可知ES,感應電動勢E逐漸減小,

t

選項A錯誤;

T3T

B.當t和t時,因B-t圖像的斜率大小相等,符號相反,可知感應電動勢E大小相等,方向相

88

反,選項B錯誤;

T

C.t時,B最大,則磁通量最大,但是B的變化率為零,則感應電動勢E為零,選項C正確;

4

T

D.t時,B為零,則磁通量為零,但是B的變化率最大,則感應電動勢E最大,選項D錯誤。

2

故選C。

20.(2025·浙江·高考真題)如圖1所示,在平面內存在一以O為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域,其中存在一

方向垂直平面的勻強磁場,磁感應強度B隨時間變化如圖2所示,周期為3t0。變化的磁場在空間產生

感生電場,電場線為一系列以O為圓心的同心圓,在同一電場線上,電場強度大小相同。在同一平面

內,有以O為圓心的半徑為2r的導電圓環(huán)I,與磁場邊界相切的半徑為0.5r的導電圓環(huán)Ⅱ,電阻均為R,

圓心O對圓環(huán)Ⅱ上P、Q兩點的張角30;另有一可視為無限長的直導線CD。導電圓環(huán)間絕緣,

且不計相互影響,則()

3r2B

A.圓環(huán)I中電流的有效值為0

Rt0

B

20

B.t1.5t0時刻直導線CD電動勢為r

t0

2

rB0

C.t0.5t0時刻圓環(huán)Ⅱ中電流為

12Rt0

1B

20

D.t0.5t0時刻圓環(huán)Ⅱ上PQ間電動勢為r

12t0

【答案】BD

2

rB0

【詳解】A.由題圖可知,在0~t0內和2t0~3t0內圓環(huán)I中的電流大小均為I1

Rt0

2

2rB0

在t0~2t0內圓環(huán)I中的電流大小為I2

Rt0

222

設圓環(huán)I中電流的有效值為I,根據(jù)有效值定義可得IR3t0I1R2t0I2Rt0

2r2B

聯(lián)立解得I0

Rt0

故A錯誤;

B.設右側又一無限長的直導線CD對稱的無限長的直導線CD與CD構成回路,則t1.5t0時刻,CD、

22B0

CD回路產生的總電動勢為E總r

t0

B

20

根據(jù)對稱性可知t1.5t0時刻直導線CD電動勢為r,故B正確;

t0

C.由于圓環(huán)Ⅱ處于磁場外部,通過圓環(huán)Ⅱ的磁通量一直為0,所以圓環(huán)Ⅱ不會產生感應電流,則t0.5t0

時刻圓環(huán)Ⅱ中電流為0,故C錯誤;

B

20

D.以O點為圓心,過程P、Q兩點圓軌道,在t0.5t0時刻產生的電動勢為Er

t0

3012B

則P、Q兩點間圓弧的電動勢為EEr0

36012t0

12B

由于P、Q兩點間圓弧與圓環(huán)Ⅱ上PQ構成回路不會產生感應電流,則圓環(huán)Ⅱ上PQ間電動勢為r0,

12t0

故D正確。

故選BD。

21.(2025·陜晉青寧卷·高考真題)如圖,光滑水平面上存在豎直向上、寬度d大于2L的勻強磁場,其磁

感應強度大小為B。甲、乙兩個合金導線框的質量均為m,長均為2L,寬均為L,電阻分別為R和2R。

4B2L3

兩線框在光滑水平面上以相同初速度v并排進入磁場,忽略兩線框之間的相互作用。則()

0mR

A.甲線框進磁場和出磁場的過程中電流方向相同

B.甲、乙線框剛進磁場區(qū)域時,所受合力大小之比為1:1

C.乙線框恰好完全出磁場區(qū)域時,速度大小為0

D.甲、乙線框從剛進磁場區(qū)域到完全出磁場區(qū)域產生的焦耳熱之比為4:3

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)楞次定律,甲線框進磁場的過程電流方向為順時針,出磁場的過程中電流方向為逆時

針,故A錯誤;

BLv0

B.甲線框剛進磁場區(qū)域時,合力為F安1=BI1L,I

1R

BLv0

乙線框剛進磁場區(qū)域時,合力為F安2=BI2L,I

22R

F

可知安1=2;

F安2

故B錯誤;

CD.假設甲乙都能完全出磁場,對甲根據(jù)動量定理有BI1Ltmv1mv0,

Φ

ΦB4L2

qIttt

11RRR

ΔΦ

同理對乙有BILtmvmv,ΔΦB4L2

220qIΔtΔtΔt

222R2R2R

12B2L3

解得v10,vv

220mR

故甲恰好完全出磁場區(qū)域,乙完全出磁場區(qū)域時,速度大小不為0;由能量守恒可知甲、乙線框從剛進

2

1211v3

磁場區(qū)域到完全出磁場區(qū)域產生的焦耳熱分別為,202

Q1mv0Q2mv0mmv0

22228

Q4

即1;

Q23

故C錯誤,D正確。

故選D。

22.(2025·浙江·高考真題)新能源汽車日趨普及,其能量回收系統(tǒng)可將制動時的動能回收再利用,當制動

過程中回收系統(tǒng)的輸出電壓()比動力電池所需充電電壓()低時,不能直接充入其中。在下列

UU0

電路中,通過不斷打開和閉合開關S,實現(xiàn)由低壓向高壓充電,其中正確的是()

A.B.

C.D.

【答案】B

【詳解】A.該電路中當開關S斷開時,整個電路均斷開,則不能給電池充電,選項A錯誤;

B.該電路中當S閉合時穩(wěn)定時,線圈L中有電流通過,當S斷開時L產生自感電動勢阻礙電流減小,L

相當電源,電源U與L中的自感電動勢共同加在電池兩端,且此時二極管導通,從而實現(xiàn)給高壓充電,

選項B正確;

C.該電路中當S閉合時穩(wěn)定時,線圈L中有電流通過,但當S斷開時L也與電路斷開,還是只有回收

系統(tǒng)的電壓U加在充電電池兩端,則不能實現(xiàn)給高壓充電,選項C錯誤;

D.該電路中當S閉合時穩(wěn)定時,線圈L中有電流通過,但當S斷開時電源U也斷開,只有L產生的自

感電動勢相當電源加在充電電池兩端,則不能實現(xiàn)給高壓充電,選項D錯誤。

故選B。

23.(2024·福建·高考真題)拓撲結構在現(xiàn)代物理學中具有廣泛的應用。現(xiàn)有一條絕緣紙帶,兩條平行長邊

鑲有銅絲,將紙帶一端扭轉180°,與另一端連接,形成拓撲結構的莫比烏斯環(huán),如圖所示。連接后,

紙環(huán)邊緣的銅絲形成閉合回路,紙環(huán)圍合部分可近似為半徑為R的扁平圓柱?,F(xiàn)有一勻強磁場從圓柱

中心區(qū)域垂直其底面穿過,磁場區(qū)域的邊界是半徑為r的圓(r<R)。若磁感應強度大小B隨時間t

的變化關系為B=kt(k為常量),則回路中產生的感應電動勢大小為()

A.0B.kπR2C.2kπr2D.2kπR2

【答案】C

【詳解】由題意可知,銅絲構成的“莫比烏斯環(huán)”形成了兩匝(n=2)線圈串聯(lián)的閉合回路,穿過回路的

磁場有效面積為

Sr2

根據(jù)法拉第電磁感應定律可知,回路中產生的感應電動勢大小為

BS

Enn2kr2

tt

故選C。

24.(2024·甘肅·高考真題)工業(yè)上常利用感應電爐冶煉合金,裝置如圖所示。當線圈中通有交變電流時,

下列說法正確的是()

A.金屬中產生恒定感應電流B.金屬中產生交變感應電流

C.若線圈匝數(shù)增加,則金屬中感應電流減小D.若線圈匝數(shù)增加,則金屬中感應電流不變

【答案】B

【詳解】AB.當線圈中通有交變電流時,感應電爐金屬內的磁通量也不斷隨之變化,金屬中產生交變

感應電流,A錯誤,B正確;

CD.若線圈匝數(shù)增加,根據(jù)電磁感應定律可知,感應電動勢增大,則金屬中感應電流變大,CD錯誤。

故選B。

25.(2024·甘肅·高考真題)如圖,相距為d的固定平行光滑金屬導軌與阻值為R的電阻相連,處在磁感應

強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中長度為L的導體棒ab沿導軌向右做勻速直線運動,速

度大小為v。則導體棒ab所受的安培力為()

B2d2vB2d2v

A.,方向向左B.,方向向右

RR

B2L2vB2L2v

C.,方向向左D.,方向向右

RR

【答案】A

【詳解】導體棒ab切割磁感線在電路部分得有效長度為d,故感應電動勢為

EBdv

回路中感應電流為

E

I

R

根據(jù)右手定則,判斷電流方向為b流向a。故導體棒ab所受的安培力為

B2d2v

FBId

R

方向向左。

故選A。

26.(2024·山東·高考真題)如圖所示,兩條相同的半圓弧形光滑金屬導軌固定在水平桌面上,其所在平面

豎直且平行,導軌最高點到水平桌面的距離等于半徑,最低點的連線OO'與導軌所在豎直面垂直???/p>

間充滿豎直向下的勻強磁場(圖中未畫出),導軌左端由導線連接?,F(xiàn)將具有一定質量和電阻的金屬

棒MN平行OO'放置在導軌圖示位置,由靜止釋放。MN運動過程中始終平行于OO'且與兩導軌接觸良

好,不考慮自感影響,下列說法正確的是()

A.MN最終一定靜止于OO'位置

B.MN運動過程中安培力始終做負功

C.從釋放到第一次到達OO'位置過程中,MN的速率一直在增大

D.從釋放到第一次到達OO'位置過程中,MN中電流方向由M到N

【答案】ABD

【詳解】A.由于金屬棒MN運動過程切割磁感線產生感應電動勢,回路有感應電流,產生焦耳熱,金

屬棒MN的機械能不斷減小,由于金屬導軌光滑,所以經過多次往返運動,MN最終一定靜止于OO'

位置,故A正確;

B.當金屬棒MN向右運動,根據(jù)右手定則可知,MN中電流方向由M到N,根據(jù)左手定則,可知金屬

棒MN受到的安培力水平向左,則安培力做負功;當金屬棒MN向左運動,根據(jù)右手定則可知,MN中

電流方向由N到M,根據(jù)左手定則,可知金屬棒MN受到的安培力水平向右,則安培力做負功;可知

MN運動過程中安培力始終做

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