卷15 电磁感应（含答题卡）-【创新教程】2026年高考物理总复习大一轮创新示范卷

创新示范卷（十五） 第十二章 电磁感应 (75分钟100分) 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目 要求的) 1.如图所示，线圈A内有竖直向上的磁场，磁感应强度B随时间均匀增大：等离 子流（由高温高压的等电荷量的正、负离子组成）由左方连续不断地以速度。 射入P1和P2两极板间的匀强磁场中，发现两直导线a、b互相吸引，由此可以 判断P、P两极板间的匀强磁场的方向为 ( 史 A.垂直于纸面向外 B.垂直于纸面向里 C.竖直向上 D.竖直向下 2.(2024·江苏南京市金陵中学月考)某同学在做自感现象实验时，连接了如图所示的 数 电路，下列关于实验现象，判断正确的是 ( A.断开开关S,L,逐渐变暗至熄灭，L2变亮后再熄灭 B.闭合开关S,L。逐渐变亮，然后亮度不变 C.闭合开关S,L立刻变亮，且亮度不变 D.断开开关S,L变亮后再熄灭，L2一直不亮 3.如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样材料和粗细的导线制成，匝数均为n× 的 匝，线圈边长(=4L。,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时× xx ☒ 间均匀减小，不考虑线圈之间的相互影响，则下列说法正确的是 x d x A.两线圈内均产生逆时针方向的感应电流 布 B.a,b线圈中感应电动势之比为4：1 C.a、b线圈中感应电流之比为4：1 D.a、b线圈中电功率之比为4：1 4.如图所示，在一垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁×× 场中，有一轻质圆形铝环，电阻为R,面积为S.现将其拧成两个×× 面积相等的小圆环，CD段在AB段上方，两段交点不接触.则 铝环 ) A.有感应电流产生，方向为A→B→C→D→A X D X 御 款 B.此过程中，磁通量的变化量为2BS C.此过程中，通过铝环横截面的电荷量为0 D.此时磁通量大小为BS 5.如图所示，光滑斜面的倾角为0，斜面上放置一矩形导体线框abcd,ab边的边长为L1, b边的边长为l2,线框的质量为m,电阻为R,线框通过绝缘细线绕过光滑的定滑轮 与一重物相连，重物质量为M,斜面上ef线(ef平行底边)的右方有垂直斜面向上的 匀强磁场，磁感应强度为B,如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间是 做匀速运动的，且线框的ab边始终平行于底边，则下列说法正确的是 A,线框进人磁场前运动的加速度为Mg一ngsin0 m B,线框进人磁场时匀速运动的速度为Mg一ngsin)R BL B C.线框做匀速运动的总时间为Mg-mgRsin日 D.该匀速运动过程中产生的焦耳热为(Mg一ngsin)l 15-1 6.(2024·湖北武汉市武铜三中月考)某空间中存在一个有竖直边界的水平方向匀强磁 场区域.现将一个等腰梯形闭合导线圈，从图示位置垂直于磁场方向匀速向右拉过这 个区域.尺寸如图所示，能正确反映该过程线圈中感应电流随时间变化的图像是（取逆 时针方向为正方向) 3L B D 7.如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属 bB d 导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上.t=0时，棒ab以初速度v。向右 运动且不会与cd相碰.运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度 分别为v、va,通过ab横截面的电荷量为q,回路中的电流为I,cd棒产生的焦耳热为Q.下列图像中 正确的是 () 0 ab 2 cd B D 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要 求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8.如图甲所示，粗细均匀的绝缘导线弯成正方形线框α和内切圆形线框b,两线框在同一平面内，磁场方 向垂直于线框所在平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，两线框产生的感应电动势分 别为E。和E。,感应电流大小分别为I.和I,则 X B 甲 A.E。:Ew=π：2B.E。:E6=4：r C.I.I。=1:1 D.I.:I。=2:1 9.在如图所示的装置中，AP,CD是两个在竖直面内平行放置的半径均为x =1m的光滑四分之一圆弧导轨，它们分别在P、D平滑连接着两根光滑 平行直导轨PM、DN,两直导轨在同一水平面内距离为d=1m,圆弧导 轨处于磁感应强度大小为2T,方向与水平面成45°角斜向左下方的匀 强磁场中，一质量为1kg的金属杆中通以图示方向的大小恒为1A的电 流，现让金属杆由AC位置无初速度释放，下列有关说法正确的是( A.金属杆下滑过程中受到的安培力不变 B.金属杆释放瞬间的加速度大小为10m/s C.金属杆滑到PD时的速度大小为4m/s D.金属杆滑到PD时对P点的压力为25N 10.(2024·安徽合肥市检测)如图所示，宽度为L的光滑金属框架MNPQ固定于水 平面上，并处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，框架的电 XX B Xx ×x 阻分布不均匀.将质量为m、长为L的金属棒ab垂直放置在框架上，并且与框架 XXXX 接触良好，现给棒ab向左的初速度v。,其恰能做加速度大小为a的匀减速直线运 动，则在棒ab的速度由v。减为v的过程中，下列说法正确的是 ( A.棒ab的位移大小为i。二口 2a B通过棒ab的电荷量为m(,一） BL C.框架PN段的热功率增大 D.棒ab产生的焦耳热为2m(d- 15-2 三、非选择题（本题共5小题，共54分） 11.(8分)(2024·四川内江市一中开学考)(1)探究电磁感应现象应选用如图 (选填“a”或“b”) 所示的装置进行实验 (2)在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则：在图乙中，磁体 N极插入线圈A过程中电流表的指针将 (选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转；在图丙 中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将 (选填“向左”“向右”或“不发生”)偏转 8G6 G 甲 人 (3)在图丁中，R为光敏电阻（阻值随光照强度增大而减小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线 管共轴(A线圈平面与螺线管线圈平面平行)，并位于螺线管左侧.当光照增强时，从左向右看，金属环 A中电流方向为 (选填“顺时针”或“逆时针”)，金属环A将 (选填“向左”或“向 右”)运动. 12.(8分)如图甲所示，绝缘轻杆将一个矩形线圈固定在竖直平面内，悬点P为AB边中点.矩形线圈水 平边AB=CD=0.6m,竖直边AD=BC=1.0m,E、F分别为AD和BC边的中点，在EF下方有一 个范围足够大、垂直纸面的匀强磁场.矩形线圈的质量m=0.2kg、电阻R=5Ω，取垂直纸面向外为 磁感应强度的正方向，磁感应强度B随时间：的变化关系如图乙所示.取重力加速度大小g=10 m/s2. (1)求t=0.6s时线圈中的感应电流I1: (2)求t=0.65s时轻杆对线圈的作用力大小Fw 44u4 2.0 05 1.0 15-3 13.(12分)如图所示，固定在水平面上半径为r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，金属圆环电阻不计.电阻为R,的金属杆一 端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO上，金属杆随轴以角速度 属杆 仙顺时针匀速转动，相距为1，动摩擦因数为4，倾角为日的两平行导轨分别与 圆环的A点和电刷相连，一质量为m、长为l、电阻为R2的金属棒b垂直于倾 0电到 斜导轨（倾角为）放置，倾斜导轨所在区域内存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场 (图中未画出)，金属棒ab始终保持静止，其中<tan0,重力加速度大小为g,求： (1)金属棒ab两端的电压大小是多少？哪端电势更高？ (2)倾斜导轨所在区域内匀强磁场的磁感应强度B的范围？ 14.(12分)如图所示，足够长的平行光滑U形导轨倾斜放置，所在平面的倾角 0=37°，导轨间的距离L=1.0m,下端连接R=1.6n的电阻，导轨电阻不计，所 在空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B一1.0T.质量m一 0.5kg、电阻r=0.42的金属棒ab垂直置于导轨上，现用沿导轨平面且垂直于 金属棒、大小为F=5.0N的恒力使金属棒ab从静止开始沿导轨向上滑行，当金属棒滑行s=2.8m 后速度保持不变.求：(sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2) (1)金属棒匀速运动时的速度大小： (2)金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的热量QR, 15.(14分)如图所示，光滑导轨EF、GH等高平行放置，EG间宽度为FH间宽度的 3倍，导轨右侧水平且处于竖直向上的匀强磁场中，左侧呈弧形升高.αb、cd是质 G 量均为m的金属棒，现让αb从离水平轨道h高处由静止下滑，设导轨足够长， h ab未离开宽轨处，重力加速度为g,试求： (1)ab、cd棒的最终速度大小： (2)全过程中感应电流产生的焦耳热。 15-4 创新示范卷（十五） (物理)答题卡 姓 名 准考证号 条形码粘贴区（居中） 缺考 注意事项 填涂样例 1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，并认真在规定位置附 □ 正确填涂 好条形码。 违纪 2.选择题必须使用2B铅笔填涂：非选择题必须使用0.5毫米及以上黑色字 错误填涂 迹的签字笔书写，要求字体工整，笔迹清楚。 3.严格按照题号在相应的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效。 ☑x☒O 4.保持卡面清洁，不装订，不要折叠，不要破损。 )0 选择题 (共46分，1~7小题，每小题4分，8~10小题，每小题6分) 正确填涂 1ABCD 2 ABCD 3A®CD 4囚BC回 5A®gD 请在各题目的答题区域内作答 6A回CD 7ABCD 8A®CD 9ABC而 10囚回d回 非选择题（共54分）（需用0.5毫米黑色签字笔书写） 11.(8分) (1) (2) ,超出边框的答案无效 (3) 12.(8分) L B/T B 2.0 05 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 物理答题卡（十五）第1页（共4页） 请在各题目的答题区城内作答，超出边框的答案无效 13.(12分) 0 0地 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 物理答题卡（十五）第2页（共4页） 考生务必将姓名，座号用0.5毫米黑色签字笔认真填写在书写框内，座号的 必球 姓名 座号 每个书写框只能填写一个阿拉伯数学.填写样例：若座号02，则填写为可② 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 14.(12分) 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 物理答题卡（十五）第3页（共4页） 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 15.(14分) 请在各题目的答题区域内作答 ,超出边框的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 物理答题卡（十五）第4页（共4页）创新示范卷·参考答案 qEtng-mR' 当粒子从b点射出时,半径最大,磁场的磁感应强度 有最小值,运动轨迹如图所示 由Q到D,根据动能定理有 ng)·cos37*]xco+(qE+mg)R(1+cos37). 进 得vo~5.1m/s. 联立解得Bn二 综上所述,要使P能够到达圆轨道,并在经过圆轨道 (3)当磁感应强度最小时,运动时间最长;在电场中 时不脱离圆轨道,P经过Q点时的速度vo应满足 运动时间为2 4.0m/s vo 4.4m/s或vo5.1m's. Vo 答案:4.0m/svo 4.4m/s或vo5.1m/s 15.解析:(1)带电粒子在电场中y 做类平抛运动,水平方向有2h E 2rrmax2xnm -of 又T qBmin' 竖直方向有h-a{},a-E 7 联立解得E一 粒子出磁场后做匀速直线运动,水平分速度与粒子 2qh' b 在电场中的水平分速度大小相等,故运动时间相等。 (2)粒子到达a点时,沿y轴负方向的分速度为v 则有-1 at一. 粒子从P点出发到回到y轴上所用时间的最大值为 则粒子到达a点时的速度大小为一v十v{}-② 16h十xL. 1-&十十一 v,方向与x轴正方向成45角。 4o (2)2 答案:(1) (3)16h+x1. 粒子在磁场中运动时,由牛顿第二定律得quB-m 2lt 470 创新示范卷(十五) 题号 2 3 6 8 7 10 答案 BC AC B B C D C A A AB 1.B [线圈A内有坚直向上的磁场,磁感应强度B随 4.A [由楞次定律及安培定则可知,圆环中有感应电流 时间均匀增大,根据楞次定律可知,导线a中电流的 产生,方向为A→B→C→D→A,A正确;由题图可知, 方向向下,已知导线a、b相互吸引,则导线b中电流的 开始时圆环中的磁通量为.一BS, 方向也向下,则P 带正电,说明正离子向上偏转,根 拧成两个面积相等的小圆环,此时圆环中的磁通量为 据左手定则可判断,P、P。两极板间磁场的方向为垂 -0.可得△--=-BS,所以,此过程中磁$ 直于纸面向里,故B正确,A、C、D错误。] 通量的变化量为BS,B、D错误;由法拉第电磁感应定 2.A [闭合开关S,由于线圈的自感作用,L逐渐变亮, 律可知,E- E 然后保持不变,根据二极管的单向导电性可知,电流 不会通过L。,故L。不亮,B、C错误;当断开开关S时, 其中,电荷量为o一I·△,联立可得,此过程中,通过 线圈与二极管D形成闭合回路,则有流过L。的电流, L。变亮后再熄灭,而流过L,的电流逐渐减小,故L 逐渐变暗至熄灭,A正确,D错误。] 5.D [由牛顿第二定律得Mg一mgsin8-(M十n)a,解 3.C [原磁场向里减小,根据楞次定律可知,感应电流 得线框进入磁场前运动的加速度为a一 Mg-mgsin0, A错误;由平衡条件Mg-mgsin6- 的磁场方向与原磁场方向相同,因此感应电流的方向 M十n 为顺时针方向,故A错误;根据法拉第电磁感应定律 BL2,而。-4l,因此a、线图中 可知E一n F-0,又F-BIl.I- 感应电动势之比为16:1,故B错误;线圈电阻R一 进入磁场时匀速运动的速度为(Mg-mgsin0)R B{2}} B错误;线框做匀速运动的总时间为(一 l2 定律可知1一 B?②22 (Mg-mgsin)R.C错误;由能量守恒定律,该匀迷运 故C正确;电功率P一EI一^{}R,两线圈电流之比为4 :1,电阻之比为4:1,则电功率之比为64:1,故D 动过程中产生的焦耳热等于系统重力势能的减小量, 错误] 则Q-(Mg一mgsinθ)l,D正确.] 答案-31 物理 L1 10.AB 6.B [由题图知,tan一 #-,线圈前进0~L的过 [根据匀变速直线运动速度位移关系有一} --2ac,解得} 程中,切割磁感线的有效长度/一2Ltanθ-L,故感应 2a -,故A正确;对ab棒根据动 电动势保持不变,为E一BLv.对应感应电流i 量定理有一BIL·△=mv-mv,又q=I·△r,解得 R n(v一v) 二 BL 一,故B正确;金属棒做匀减速运动,则有 R 程中,切割磁感线的有效长度/ -2L+2o(t-L)tan- ma-BlL,故电流不变,根据热功率P一^*R,可知 PN段的热功率不变,故C错误:由能量守恒定律可 L$t,则感应电动势E-=Bl'n-BLo+Bo^{(L<(< #知一.u②一~Q为整个电路中产生的焦耳 R R R (一v),故D错误.] 11.解析;(1)探究电磁感应现象的实验装置,只需要有 7.C [导体棒ab切割磁感线产生由a到占的感应电流, 磁场、导体棒、电流表即可,不需要电源,可知应选用 则导体棒a受到向左的安培力,做减速运动;导体棒 题图a所示装置. cd受到向右的安培力,向右加速运动,则感应电流1 BL(v-vaì),两导体棒的相对速度减小,感应电流 (2)当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,说明电 R 流从负接线柱流入时,电流表指针向左偏,磁体N极 减小,每个导体棒所受的安培力大小F一BIL, 插入线圈A过程中,线圈A中磁通量向下增大,根 F随着电流减小而减小,设导体棒质量为n,当两者 据楞次定律可知感应电流将从电流表负接线柱流 速度相等时,电流为零,由动量守恒定律得mv。 入,则此时电流表的指针将向左偏转;导体棒ab向 2nv,两导体棒的速度最终为v一 2,且加速度随着也 左移动过程中,根据右手定则可知感应电流从电流 表正接线柱流入,则此时电流表的指针将向右偏转。 流的减小而减小,电流变化也越来越慢,最终为零,故 C正确,A错误;ab棒用动量定理BlLl-mvo-m2. (3)根据安培定则,线管内部磁场向右,金属环中 7 的磁场向右,当光照增强时,光敏电阻的阻值减小 回路电流增大,金属环的磁通量增大,根据增反减 则-I- 同,感应电流的磁场向左,根据安培定则,从左向右 最后达到最大值,故B错误;系统状态稳定后,两个导 看,金属环A中电流方向为逆时针; 体棒的相对速度为0,不再有感应电流产生,焦耳热不 金属环A是逆时针电流,蝶线管是顺时针的电流,反 会随着时间一直增大,故D错误.] 向电流相互排斥,金属环将向左运动。 8.BC [设圆形线框半径为r,则正方形线框边长L一2r, 答案:(1)a(2)向左 向右 (3)逆时针向左 正方形线框面积S-L2-4r^*,圆形线框面积S一^②}, 12.解析:(1)/一0.6s时线圈中产生的感应电动势E. 两线框处在均匀变化的磁场中,根据法拉第电磁感应 ?-nsABuSk. △ 2 V-3.0V. △f。 △ 则两线框产生感应电动势之比E。:E。一4:π,故A E3 错误,B正确;设单位长度电阻为R。,则正方形线框电 阻R.-4LR。-8r·R,圆形线框电阻R -2xrR,根 (2)由题图可得1一0.65s时匀强磁场的磁感应强度 B.-1.5T,线圈中的感应电流I-I, 两线框中感应电流大小之比L:I.-1:1,故C正 线圈受到的安培力大小FA-BI。Lc-1.5×0.6x 确,D错误。] 0.6N一0.54N,对线圈受力分析,根据受力平衡有 9.AC [由题图可知,磁场与电流方向夹角不变,则根据 F+F =ng,解得F-1.46N F一Bld可得,金属杆下滑过程中受到的安培力不 答案:(1)0.6A;(2)1.46N 变,故A正确;金属杆释放瞬间,对金属杆在竖直方向 ##-{)# 不仅受到重力,还存在安培力的竖直分量,故加速度 13.解析:(1)感应电动势为E一Br. 不为g,故B错误;金属杆滑到PD过程中,由动能定 根据右手定则,可知,通过金属棒的感应电流方向由 理得mgr-Bld·2--o2},解得u-4m/s,故C b到a,可知金属棒b端电势更高; 正确;金属杆滑到PD时,对金属杆受力分析由牛顿 (2)由于金属圆环电阻不计,则流过金属棒的电流大 E 小为1-R+R 2(R+R2)' B:ar2 第二定律N-mg-m _2 二,可得N-28N,由牛顿第三 金属棒ab受到的安培力大小为F=BIL= BBr2 故D错误.] 2(R+R)' 答案-32 创新示范卷·参考答案 根据左手定则可知安培力沿斜面向上,由于tan?. 即mg sin0>mg cos 8. 金属棒ab始终保持静止,取最大静摩擦力等于滑动 代入数据解得Q-1.281. 摩擦力,根据受力平衡可得安培力大小范围为 答案:(1)4m/s(2)1.28J mg sinθ-mg cos 0Fmg sin0+ mg cos0联合 15.解析:(1)ab自由下滑,机械能守恒有mgh一 。, 2(mg sin0-mg cos0)(R:+R) 解得 <B< Br21 由于ab、cd串联在同一电路中,任何时刻通过的电流 2(mg sin0+mg cos θ)(R+Ro) 总相等,金属棒有效长度L一3L。,故它们受到的 B:r21 安培力关系为F。一3F。, 答案:(1)E-Bcr*,6端电势更高; 在安培力作用下,ab、cd各做变速运动,产生的感应 电动势方向相反,当E。一E。,时,电路中感应电流为 2(mg sin0-mg cos0)(R:+R) <B< (2) 零(I一0),安培力为零,ab、cd运动趋于稳定,此时有 Br21 2(mg sin6+ng cos 0)(R+R) Br21 ab、cd受安培力作用,动量均发生变化,由动量定理 14.解析:(1)根据法拉第电磁感应定律,得感应电动势 得FAT-m(o-),F△T-ml. 为E-BLv. 根据闭合电路欧姆定律,得感应电流为: 联立以上各式解得v-2gh __进# 10 0 (2)根据系统的总能量守恒可得 金属棒受到的安培力为F。一BlL. 10· 金属棒做匀速运动,处于平衡状态,由平衡条件得 F=mgsinθ+BIL,代入数据解得u-4m.'s; 答案:(1)2gh 32gh 10 10 (2)金属棒运动过程,由能量守恒定律得 (2)ngh 10 创新示范卷(十六) 2 6 题号 3 0 1 5 10 答案 B AD AB B D D A / AC 1.B [电流的方向由b流向a,且电流强度正在减小,故 此时为电容器充电过程,电场能增加,磁场能减小,故 自感电动势阻碍电流的减小,则该时刻线圈的自感电 ) 动势正在增大,故A错误,B正确;若探测仪靠近金属 时,含有铁等磁性金属会发生磁化,其他金属不行,故C R 错误;此时电流强度正在减小过程中,虽然探测仪与金属 故A错误;变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比, 保持相对静止,金属也会产生感应电流,故D错误,] 所以变压器原、副线圈中的电压之比是10:1,所以电 2.D[由题图乙可知,磁通量变化的周期为T一2× 压表的示数为11/②V,故B正确;R处温度升高时, 10-?s,磁通量随时间的关系式为一一 电压表示数不变,阻值减小,副线圈电流I。增大,则输 πr 出功率增大,而输出功率和输入功率相等,所以原线 圈电流增大,即电流表示数变大,根据P。一1R。知, 一100cos100x(V),可得电动势的最大值为100V, 电阻R。消耗的电功率增大,故C、D错误。 V-50V2V,则电流表 4.C [由题图乙可知,当温度为20C时,热敏电阻的阻 则电动势的有效值E-100 2 值为10002,由闭合电路欧姆定律可得E-10002 ·L.十IR。,当电流表示数为I时,由闭合电路欧姆 R 定律E-I.R十I.R。,代入数据联立解得R-25000 变电流的频率为/-1-50Hz,一个周期内电流方 由题图乙可知25000,对应的温度是80C.] 5.D [线圈处于如题图所示的平面时,电流最大,此时 向改变两次,所以1s内电流的方向改变100次,故B 电流表的读数为I.,故A错误;电流的最大值为Im 错误;0.01s时,磁通量为零,线框平面与磁场方向平 NBSoo 、1。,通过小灯泡的电荷量-R N△D 行,故C错误;由焦耳定律可得1个周期内,电阻R上 R十r 产生的焦耳热Q-1Rt-5/2×5②×10×0.02I NB.线圈从水平位置转过90{,通过小灯泡的电荷量 NBS 10J,故D正确.] 答案-33