高考物理真题训练12电磁感应解析版.docx
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高考物理真题训练12电磁感应解析版
专题12电磁感应
1.（2020-新课标【I卷）管道髙频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。
焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将英焊接。
焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为
A.库仑B.霍尔C.洛伦兹D.法拉第
【答案】D
【解析】由题意可知，圆管为金属导体，导体内部自成闭合回路，且有电阻，当周围的线圈中产生岀交变磁场时，就会在导体内部感应出涡电流，电流通过电阻要发热。
该过程利用原理的是电磁感应现象，其发现者为法拉第。
故选D。
2.（2020-新课标IlI卷〉如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。
圆环初始时静止。
将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到
IIIIllll[）
⅛:
A.拨至M端或N端，圆环都向左运动
B.拨至M端或N端，圆环都向右运动
C.拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动
D.拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动
【答案】B
【解析】无论开关S拨至哪一端，当把电路接通一瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大，根拯楞次左律（增反减同），右边圖环中产生了与左边线圈中方向相反的电流，异向电流相互排斥，故选B。
3.（2020-江苏卷）如图所示，两匀强磁场的磁感应强度和企大小相等、方向相反。
金属圆环的直径与两磁场的边界重合。
下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（）
A.同时增大Bl减小场
B.同时减小增大场
C.同时以相同的变化率增大E和3丄
D.同时以相同的变化率减小d和B?
【答案】B
【解析】AB.产生顺时针方向的感应电流则感应磁场的方向垂直纸而向里。
由楞次定律可知，圆环中的净磁通虽变化为向里磁通虽减少或者向外的磁通虽增多，A错误，B正确。
CD.同时以相同的变化率增大5和的，或同时以相同的变化率较小厲和弘，两个磁场的磁通量总保持大小相同，所以总磁通虽为0,不会产生感应电流，CD错误。
故选B。
4.（2020-浙江选考7月）如图所示，固泄在水平而上的半径为『的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。
长为/的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固泄在竖直导电转轴00'上，随轴以角速度Q匀速转动。
在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为〃的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。
已知重力加速度为g，不il淇它电阻和摩擦，下列说法正确的是（）
2
B.微粒的电荷量与质量之比为三竺
Brω
C.电阻消耗的电功率为兀"F°。
IR
D.电容器所带的电荷量为CBrco
【答案】B
【牡析】A.如图所示，金属棒绕OO'轴切割磁感线转动，棒产生的电动势
E=Br=-Brω
22
A错误；
B•电容器两极板间电压等于电源电动势E,带电微粒在两极板间处于静止状态，则
E
Q-=mg
q_dg_⅛_2⅛
，”E旳B"
B正确;
C•电阻消耗的功率
ElB2r4ω2"F_4R
C错误；
D.电容器所带的电荷量
Q=CE=
CBr1ω
D错误。
故选B。
5.（2020∙新课标II卷）如图，U形光滑金属框置于水平绝缘平台上，"和必边平行,和be边垂直Oab.de足够长，整个金属框电阻可忽略。
一根具有一圧电阻的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装巻始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与be边保持平行。
经过一段时间后
b
×FX
d
××XNX×
A.金属框的速度大小趋于恒左值
B.金属框的加速度大小趋于恒左值
C.导体棒所受安培力的大小趋于恒泄值
D.导体棒到金属框be边的距离趋于恒左值
【答案】BC
【解析】由处边切割磁感线产生电动势，形成电流，使得导体棒MN受到向右的安培力，做加速运动，be
边受到向左的安培力，向右做加速运动。
当MN运动时，金属框的be边和导体棒MN—尼切割磁感线，设
导体棒MN和金属框的速度分别为VlXv2,则电路中的电动势
E=BL{v2-vi）
电流中的电流
E_BL（v2-vi）
R~R
金属框和导体棒MN受到的安培力
役Hl=BZe2_陀,与运动方向相反
Fyj.MN=,与运动方向相同
设导体棒MN和金属框的质过分别为〃S.∕∏2,则对导体棒MN
对金属框
匸^2L2（v.-vi）
F=——-=m1a1
R-'
初始速度均为零，
则⑷从零开始逐渐增加•心从丄开始逐渐减小当山=“2时，相对速度
FRm}
',^2B2Δ2^1+∕n2）
大小恒定。
整个运动过程用速度时间图象描述如下。
综上可得，金属框的加速度趋于恒怎值，安培力也趋于恒泄值，BC选项正确：
金属框的速度会一直增大，导体棒到金属框％边的距离也会一直增大，AD选项错误。
故选BC。
6.（2020-天津卷）手机无线充电是比较新颖的充电方式。
如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能疑。
当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应岀电流，最终实现为手机电池充电。
在充电
过程中
A.送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
B.受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变
C.送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能呈传递
D.手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失
【答案】AC
【解析】AB.由于送电线圈输入的是正弦式交变电流，是周期性变化的，因此产生的磁场也是周期性变化
的，A正确，B错误:
C.根据变压器原理，原、副线圈是通过互感现象实现能量传递，因此送电线圈和受电线圈也是通过互感现象实现能量传递，C正确：
D.手机与机座无需导线连接就能实现充电，但磁场能有一部分以电磁波辐射的形式损失掉，因此这样传递能量是有能量损失的，D错误。
故选AC。
7.（2019•新课标全国I卷）空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为p、横截而枳为S,将该导线做成半径为，•的圆环固定在纸而内，圆心O在MN上。
=O时磁感应强度的方向如图（a）所示。
磁感应强度B随时间/的变化关系如图（b）所示，
则在=0到t=t↑的时间间隔内
A.圆环所受安培力的方向始终不变
B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
BQFS
C.圆环中的感应电流大小为寸
4/（）。
B兀2
D.圆环中的感应电动势大小为蟹一
【答案】BC
的方向发生变化，故女培力方向耳的方向在to时刻发生变化，则A错误，B正确;
CD'由闭合电路欧叽嗡又根W定律得:
E=瞥爵又根据电
8.（2019.新课标全国|］巻）如图，两条光滑平行金属导轨固左，所在平而与水平面夹角为&,导轨电阻忽
略不计。
虚线"、均与导轨垂直，在"与c√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P0进
入磁场时加速度变小恰好为零,
从P0进入磁场开始汁时，到MN离开磁场区域为止，流过P0的电流随时
间变化的图像可能正确的是
【答案】AD
【解析】于PO进入磁场时加速度为零，AB.若Po出磁场时MN仍然没有进入磁场，则P0出磁场后至MN进入磁场的这段时间，由于磁通量卩不变，无感应电流。
由于PQ.MN同一位置释放，故MN进入磁场时与PQ进入磁场时的速度相同，所以电流大小也应该相同，A正确B错误；CD.若PQ出磁场前MN已经进入磁场，由于磁通量卩不变，PQ.MV均加速运动，P0出磁场后，MN由于加速故电流比PO进入磁场时电流大，故C正确D错误。
9.（2019-新课标全国IlI卷）楞次左律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现？
A.电阻定律
B.库仑定律
C.欧姆泄律
D.能量守恒左律
【答案】D
【解析】楞次疋律指感应电流的磁场阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化,这种阻碍作用做功将其他形式的能转变为感应电流的电能,所以楞次泄律的阻碍过程实质上就是能量转化的过程。
10.（2019-新课标全国III卷）如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平而内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒心Cd静上在导轨上。
Z时，棒“b以初速度VO向右滑动。
运动过程中，（山、山始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用力、V2表示,回路中的电流用/表示。
下列图像中可能正确的是
【答案】AC
【解析】"棒向右运动，切割磁感线产生感应电流，则受到向左的安培力，从而向左做减速运动，；金属棒山受向右的安培力作用而做加速运动，随着两棒的速度差的减小安培力减小，加速度减小，当两棒速度相等时，感应电流为零，最终两棒共速，一起做匀速运动，故最终电路中电流为0,故AC正确，
BD错误。
11.（2019.天津卷）单匝闭合矩形线框电阻为R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框
的磁通量0与时间/的关系图像如图所示。
下列说法正确的是
A.二时刻线框平面与中性而垂直
2
B.线框的感应电动势有效值为迟咚L
T
D.
从心。
到心扌过程中线框的平均感应电动势为学
【答案】BC
【解析】由图像可知訓刻线圈的磁通量最大，因此此时线圈处于中性而位置，因此A错误：
由图側
交流电的周期为T,则ω=^,Ifl交流电的电动势的最大值为E）Il=nbsω=Φ,,tY.则冇效值为
E厂鬻毕’2血线圈转W斤做的功为转动-周的发热克WqT普
TF==°m=4%
故C⑴确；从Ol讨刻到一时刻的T⅛炸川l.t外为&_T_T，故DlA
4—
4
12.（201&全国II巻）如图，在冋一平而内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,
区域宽度均以磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。
-边长为J的正方形金属线框在导轨上向
左匀速运动.线框中感应电流/随时间/变化的正确图线可能是
【解析】找到线框在移动过程中谁切割磁感线，并根据右手宦则判断电流的方向，从而判断整个回路中总电流的方向。
要分过程处理本题。
第一过程从①移动②的过程中
TT
××x××x×XXXXXXX
••••
•••♦
XXXXXXXXXXXX
××××χχχ
••_
⅛.
卜L-ψ-L-ψ-L->
LTt-L→
左边导体棒切割产生的电流方向是顺时针，右边切割磁感线产生的电流方向也是顺时针，两根棒切割产生电动势方向相同所以-2时则电流为，牛辔，迫流碗且方向为顺时针，再从②移动到
③的过程中左右两根棒切割磁感线产生的电流大小相等，方向相反，所以回路中电流表现为零,
××x×xx×
×x×××××
••••
••••
X
X
X
XXXXXX
••
••
••
••
：
2T•
XXXXXXX
XXXXXXX
p—L―►
F-LH
7
——►
4—L―►
—1
然后从③到④的过程中，左边切割产生的电流方向逆时针，而右边切割产生的电流方向也是逆时针，所以电流的大小为i=g=欝,方向是逆时针
RR
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