专题18磁场变化模型-2023年高考物理电磁感应常用模型最新模拟题精练

1 高考物理《电磁感应》常用模型最新模拟题精练 专题18 磁场变化模型 一．选择题 1．（2023年河北示范性高中调研）如图甲所示，间距为L＝1m的长直平行金属导轨PQ、MN水平放置，其右端接有阻值为R＝1.5Ω的电阻，一阻值为r＝0.5Ω、质量为m＝0.2kg、长度为L的金属棒ab垂直导轨放置于距导轨右端d＝2m处，与两导轨保持良好接触。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小随时间变化的情况如图乙所示。在0~1.0s内金属棒ab保持静止，1.0s后金属棒在水平外力的作用下运动，使回路的电流为零。导轨电阻不计，重力加速度，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。下列说法正确的是（ ） A．动摩擦因数需等于0.5 B．前2s内通过电阻R的电荷量为2C C．1s后金属棒做匀加速直线运动 D．第2s内金属棒的位移为1m 【参考答案】．D 【名师解析】：在0~1.0s内，由法拉第电磁感应定律可得电动势为 由闭合电路的欧姆定律得电流的大小为 由金属棒静止可知最大静摩擦力大于等于安培力 解得，A选项错误。 0~1s内电流恒定为1A，1~2s内电流为零，故前两秒内通过的电荷量q＝It＝1C。B选项错误。 由法拉第电磁感应定律知，1s后回路磁通量不变。 t＝1s时， t时刻（）导体棒的位移设为x，由图像知t时刻磁感应强度B＝t t时刻（）回路磁通量 解得，金属棒不是做匀加速直线运动。C选项错误。 t＝2s时，金属棒第2s内的位移为x＝1m。D选项正确。 2. （2023河南郑州四中第一次调研）如图所示，一个匝数n=1000匝、边长l=20cm、电阻r=1Ω的正方形线圈，在线圈内存在面积S=0.03m2的匀强磁场区域，磁场方向垂直于线圈所在平面向里，磁感应强度大小B随时间t变化的规律是B=0.15t（T）。电阻R与电容器C并联后接在线圈两端，电阻R=2Ω，电容C=30μF。下列说法正确的是（　　） A. 线圈中产生的感应电动势为4.5V B. 若b端电势为0，则a端电势为3V C. 电容器所带电荷量为1.2×10-4C D. 稳定状态下电阻的发热功率为4.5W 【参考答案】AD 【名师解析】 根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生的感应电动势 ，A正确； 电流 电容器两端电势差 由楞次定律可判断感应电流方向为逆时针方向，即a端电势低、b端电势高，由于b端接地，故有，，B错误； 电容器带电荷量，C错误； 电阻的发热功率，D正确。 3. （2022新高考江苏卷）如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为，、k为常量，则图中半径为R的单匝圆形线圈中产生的感应电动势大小为（　　） A. B. C. D. 【参考答案】A 【命题意图】本题考查电磁感应及其相关知识点。 【解题思路】 根据磁感应强度B随时间t的变化关系为，可知磁场的变化率为 根据法拉第电磁感应定律可知，选项A正确。 4. （2022高考河北） 将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为，小圆面积均为，垂直线圈平面方向有一随时间t变化的磁场，磁感应强度大小，和均为常量，则线圈中总的感应电动势大小为（　　） A B. C. D. 【参考答案】D 【命题意图】本题考查电磁感应及其相关知识点。 【名师解析】由磁感应强度大小B=B0+kt，可知磁感应强度变化率=k，根据法拉第电磁感应定律，大圆线圈产生的感应电动势 每个小圆线圈产生的感应电动势 由线圈的绕线方式和楞次定律可得大、小圆线圈产生的感应电动势方向相同，所以线圈中总的感应电动势大小为E=E1+5E2=S1+5S2=，选项D正确。 5．（2022·全国理综甲卷·16）三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为和。则（ ） A． B． C． D． 【参考答案】C 【命题意图】本题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律及其相关知识点。 【解题思路】设磁感应强度变化率为k，设圆半径为r，单位长度导线的电阻为R0，则正方形线框产生的感应电动势E1=4r2k，正方形线框电阻R1=8r R0，感应电流I1= E1/ R1=kr/2R0；圆形线框产生的感应电动势E2=πr2k，圆形线框电阻R2=2πr R0，感应电流I2= E2/ R2=kr/2R0；正六边形线框产生的感应电动势E3=r2k，正六边形线框电阻R3=6r R0，感应电流I3= E3/ R3=；所以I1=I2＞I3，选项C正