【2021届备考】2020全国名校物理试题分类解析汇编：专题十二：-电磁感应-Word版含解析.docx

L单元 电磁感应名目L单元 电磁感应1L1 电磁感应现象、楞次定律1L2 法拉第电磁感应定律、自感3L3 电磁感应与电路的综合13L4 电磁感应与力和能量的综合17L5 电磁感应综合26L1 电磁感应现象、楞次定律（2022吉林九校联合体其次次摸底）1. 如图所示，磁场垂直于纸面对外，磁场的磁感应强度随水平向右的x轴按BB0kx（B0、k为常量）的规律均匀增大位于纸面内的正方形导线框abcd处于磁场中，在外力作用下始终保持dc边与x轴平行向右匀速运动若规定电流沿abcda的方向为正方向，则从t0到tt1的时间间隔内，下列关于该导线框中产生的电流i随时间t变化的图象，正确的是（ ）itt1OAitt1OBCitt1Oitt1OD【学问点】电磁感应在生活和生产中的应用；楞次定律【答案解析】 A解析：由题意可知，ad、bc两边均在切割磁感线，产生感应电动势的方向相反，大小相减，依据法拉第电磁感应定律E=BLv，则有：E=LvkL；而感应电流i=，是定值，故A正确，BCD错误；故选：A【思路点拨】考查法拉第电磁感应定律的应用，留意产生感应电动势的大小是相加、还是相减是解题的关键BAI（2022江西临川二中一模）2. 如图所示，两个完全相同的矩形导线框A、B在靠得很近的竖直平面内，线框的长边均处于水平位置。线框A固定且通有电流，线框B从图示位置由静止释放，在运动到A下方的过程中（ ）A穿过线框B的磁通量先变小后变大B线框B中感应电流的方向先顺时针后逆时针C线框B所受安培力的合力为零D线框B的机械能始终减小【学问点】 楞次定律；安培力；磁通量；电磁感应中的能量转化【答案解析】D 解析：A、由右手螺旋定则可知A中内部磁场向里，外部磁场向外，当B从靠近A处下落时，磁通量以A中内部磁感应强度为主，内部磁感通量越来越大；而在离开时，由于内外磁感线相互抵消，故磁通量开头减小，故磁通量应是先增大后减小的，故A错误；B、由楞次定律可得，B中的感应电流的方向是先逆时针后顺时针，故B错误；C、线圈B中的电流相等，但由于两边所处的磁感应强度不等，故安培力的合力不为零，故C错误；D、在线框下落时，安培力做负功使丝框的机械能转化为线框B的动能，故D正确；故选D【思路点拨】由右手螺旋定则可知A中磁场分布，则可知B中磁通量的变化，由于电磁感应，B产生感应电流，由楞次定律可知B中电流的方向；由F的=BIL可知安培力的变化，由安培力做功状况可知能量的转化状况（2022广东惠州一中第一次调研）3. 一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正，在磁场中有一位于纸面内细金属圆环，如图甲所示.现令磁感应强度值B按图乙随时间t变化，令E1、E2、E3分别表示oa、ab、bc这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示其对应的感应电流（ ）A I1、I3沿逆时针方向，I2沿顺时针方向，B I1沿逆时针方向，I2、I3沿顺时针方向CE1E2 E3， DE10一侧存在沿z方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k=05 Tm，x=0处磁场的磁感应强度B0 =05 T。一根质量m02 kg、电阻r=01 的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=4 m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻消耗的功率不变。则（ ）A金属棒在x=3 m处的速度为1 m/sB金属棒从x=0运动到x=3 m过程中安培力做功的大小为512 JC金属棒从x=0运动到x=3 m过程中所用时间为08 sD金属棒从x=0运动到x=3 m过程中外力的平均功率为56 W【学问点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化【答案解析】AD 解析：金属棒切割产生感应电动势为：E=B0Lv=0.50.84V=1.6V，由闭合电路欧姆定律，电路中的电流I=A4A,.由题意可知，在x=3m处，B3=B0+kx=2T，切割产生感应电动势，E=B3Lv3，由上可得，金属棒在x=3m处的速度v2=1m/s，故A正确；B、金属棒从x=0开头运动时的安培力：F0=B0IL=0.520.8N=0.8N到x=3m时的安培力：FA=B3IL=220.8N=3.2N过程中安培力做功的大小：W1=（ F0+FA）x=（0.8+3.2）3=6J，故B错误；C、安培力做功。产生电能，功率不变所以Pt=W、，C错误；依据动能定理外力做功P2t- W1=,带入数据P2=5.6W，D正确，故选AD【思路点拨】考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力的大小公式、做功表达式、动能定理等的规律的应用与理解，运动过程中电阻上消耗的功率不变，是本题解题的突破口。（2022湖北武汉二中模拟）2. 如图，两根相距L=0.8 m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R=0.3 的电阻相连。导轨x0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k=05 Tm，x=0处磁场的磁感应强度B0 =0.5 T。一根质量m=0.2 kg、电阻r=0.1的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=4 m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻消耗的功率不变。则（ ）A、金属棒在x=3 m处的速度为1 m/sB、金属棒从x=0运动到x=3 m过程中安培力做功的大小为10 JC、金属棒从x=0运动到x=3 m过程中所用时间为0.8 sD、金属棒从x=0运动到x=3 m过程中外力的平均功率为5.6 W【学问点】 导体切割磁感线时的感应电动势；电功、电功率【答案解析】AD解析：A、金属棒切割产生感应电动势为：E=B0Lv0=0.50.84=1.6V，由闭合电路欧姆定律，电路中的电流为：I=4A，由题意可知，在x=3m处，B=B0+kx=0.5+0.53=2T，切割产生感应电动势，E=BLv，金属棒运动过程中电阻消耗的功率不变，则金属棒产生的感应电动势不变，电路电流不变，金属棒在x=3m处的速度：v=1m/s，故A正确；B、当x=0m时有：F0=B0IL=0.540.8=1.6N，x=3m时，有：F=BIL=240.8=6.4N，金属棒从x=0运动到x=3m过程中安培力做功的大小，有：W=（F0+F）=（1.6+6.4）=12J，故B错误；C、克服安培力做功转化为内能，有：W=EIt，解得：t=1.875s，故C错误；D、由动能定理：Pt-W=mv2-mv02，代入数据解得：P=5.6W，故D正确；故选：AD【思路点拨】由法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律相结合，来计算感应电流的大小；由因棒切割产生感应电动势，及电阻的功率不变，即可求解；分别求出x=0与x=2m处的安培力的大小，然后由安培力做功表达式，即可求解；依据功能关系，及动能定理可求出外力在过程中的平均功率RMNQPCDB（2022江苏徐州一中考前模拟）3. 如图所示，电阻不计的两光滑平行金属导轨相距L=1m，PM、QN部分水平放置在绝缘桌面上，半径a=1m的金属半圆导轨处在竖直平面内，两部分分别在M、N处相切， PQ左端与R=2的电阻连接一质量为m=1kg、电阻r=1的金属棒放在导轨上的PQ处并与两导轨始终垂直整个装置处于磁感应强度大小B=1T、方向竖直向上的匀强磁场中，g取10m/s2导体棒以v=3m/s速度在水平轨道上向右匀速运动时，求导体棒受到的安培力； 若导体棒恰好能通过轨道最高点CD处，求通过CD处时电阻R上的电功率；设LPM=LQN=3m，若导体棒从PQ处以3m/s匀速率沿着轨道运动，求导体棒从PQ运动到CD的过程中，电路中产生的焦耳热。【学问点】牛顿其次定律；动能定理的应用；闭合电路欧姆定律【答案解析】（1）1N （2）2.2W（3）4.57J解析 ：由 解得：F=1N 方向水平向左 在最高点CD处有得 =2.2W在水平轨道上， =3J 在半圆轨道上，感应电动势最大值V=J=1.57J J【思路点拨】（1）利用法拉第电磁感应电流求得电动势，然后依据欧姆定律求解电流，再依据安培力求解。（2）通过最高点得条件是重力供应向心力 （3）留意生热用有效值HABCDDCDb（2022江西师大附中、鹰潭一中5月联考）4. 连接体问题在物理中很重要，下面分析一个情景：如右图所示，两根金属杆AB和CD的长度均为L，电阻均为R，质量分别为3m和m（质量均匀分布），用两根等长的、质量和电阻均不计的、不行伸长的松软导线将它们连成闭合回路，悬跨在绝缘的、光滑的水平圆棒两侧，AB和CD处于水平。在金属杆AB的下方有高度为H的水平匀强磁场，磁感强度的大小为B，方向与回路平面垂直，此时CD处于磁场中。现从静止开头释放金属杆AB，经过一段时间（AB、CD始终水平），在AB即将进入磁场的上边界时，其加速度为零，此时金属杆CD还处于磁场中，在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q. 重力加速度为g，试求：（1）金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1.（2）在此过程中金属杆CD移动的距离h和通过导线截面的电量q.（3）设金属杆AB在磁场中运动的速度为v2，通过计算说明v2大小的可能范围.【学问点】导体切割磁感线时的感应电动势【答案解析】（1）（2）（3）v2解析：（1）AB杆达到磁场边界时，加速度为零，系统处于平衡状态，对AB杆：3mg=2T，对CD杆：2T=mg+BIL又F=BIL=解得：v1=（2）以AB、CD棒组成的系统