专题12 电磁感应 题组1-【区块练】2021-2025年五年高考真题分类汇编物理

专题12　题组一 1.解析　根据题意当金属薄片中心运动到N极正下方时，薄片右侧的磁通量在减小，左侧磁通量在增加，由于两极间的磁场竖直向下，根据楞次定律可知此时薄片右侧的涡电流方向为顺时针，薄片左侧的涡电流方向为逆时针。故选C。 答案　C 2.解析　线框旋转切割磁场产生电动势的两条边为cd和af，t＝0时刻cd边速度与磁场方向平行，不产生电动势，因此此时af边切割产生电动势，由右手定则可知电流方向为abcdefa，电动势为E＝Blv＝Blωl＝Bl2ω，A、B正确；t＝时，线框旋转180°，此时依旧是af边切割磁场产生电动势，感应电动势不为零，C错误；t＝0到t＝时，线框abef的磁通量变化量为零，线框bcde的磁通量变化量为 ΔΦ＝2BS＝2Bl2 由法拉第电磁感应定律可得平均电动势为E＝＝，D错误。 答案　AB 3.解析　雷击时，瞬时非均匀变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场在金属内产生涡电流，发热使金属熔化，C正确。 答案　C 4.解析　由题及几何关系可知Oa＝R，Ob＝R，Oc＝R，根据E＝Bl2ω可得EOa＝BR2ω，EOb＝B·5R2ω＝BR2ω，EOc＝B·5R2ω＝BR2ω，又EOa＝φO－φa，EOb＝φO－φb，EOc＝φO－φc，故φO＞φa＞φb＝φc，C正确。 答案　C 5.解析　AD.电流的峰值越来越大，即小磁铁在依次穿过每个线圈的过程中磁通量的变化率越来越快，因此小磁体的速度越来越大，A、D正确； B.假设小磁体是N极向下穿过线圈，则在穿入靠近每匝线圈的过程中磁通量向下增加产生逆时针的电流，而在穿出远离每匝线圈的过程中磁通量向下减少产生逆时针的电流，即电流方向相反与题干描述的穿过线圈的过程电流方向变化相符，S极向下同理，B错误； C.线圈可等效为条形磁铁，线圈的电流越大则磁性越强，因此电流的大小是变化的，小磁体受到的电磁阻力是变化的，不是一直不变的，D错误。故选AD。 答案　AD 6.解析　根据法拉第电磁感应定律可知 E＝＝＝103××10－4V＝0.44 V 故选B。 答案　B 7.解析　设圆线框的半径为r，则由题意可知正方形线框的边长为2r，正六边形线框的边长为r；所以圆线框的周长为 C2＝2πr 面积为S2＝πr2 同理可知正方形线框的周长和面积分别为 C1＝8r，S1＝4r2 正六边形线框的周长和面积分别为 C3＝6r，S3＝×6×r×r＝ 三线框材料粗细相同，根据电阻定律 R＝ρ 可知三个线框电阻之比为 R1∶R2∶R3＝C1∶C2∶C3＝8∶2π∶6 根据法拉第电磁感应定律有I＝＝· 可得电流之比为I1∶I2∶I3＝2∶2∶ 即I1＝I2>I3 故选C。 答案　C 8.解析　解析　(1)金属框从开始进入到完全离开区域Ⅰ的过程中，金属框只有一条边切割磁感线，根据楞次定律可得，安培力水平向左，则 切割磁感线产生的电动势E＝BLvcos α 线框中电流I＝ 线框做匀速直线运动，则BILcos α＝mgsin α 解得金属框从开始进入到完全离开区域Ⅰ的过程的速率 v＝ 金属框开始释放到pq边进入磁场的过程中，只有重力做功，由动能定理可得mgssin α＝mv2 可得释放时pq边与区域Ⅰ上边界的距离 s＝＝。 (2)当ef边刚进入区域Ⅱ时开始计时(t＝0)，设线框ef边到O点的距离为s时，线框中产生的感应电动势E′＝＝L2＝k1L2＋k2L2＝L2，其中v＝ 此时线路中的感应电流I′＝ 线框pq边受到沿轨道向上的安培力，大小为F安1＝I′L 线框ef边受到沿轨道向下的安培力，大小为F安2＝I′L 则线框受到的安培力F安＝F安1－F安2＝I′L－I′L 代入k1＝ 化简得F安＝mgsin α＋ 当线框平衡时F安＝mgsin α，可知此时线框速率为0。 则从开始计时到金属框达到平衡状态的过程中，根据动量定理可得mgsin αΔt－F安Δt＝mΔv 即－Δt＝mΔv 对时间累积求和可得－＝0－mv0 可得d＝。 答案　(1)　 (2) 9.解析　(1)当电流从M流向N时，由左手定则可判断安培力方向向右，故加速度方向向右 根据牛顿第二定律有BIL＝ma 代入数据可得a＝1 m/s2。 (2)开关始终接a时，若要满足题意，电流方向应先为从N到M，经过一段时间后电流方向变为从M到N，再经相同时间速度减为零，棒向左运动了4 m 前段时间内有x1＝ 后段时间内有x2＝ 又x1＋x2＝4 m 联立解得vm＝2 m/s。 (3)若要满足题意，应先接a一段时间t1，电流由N到M；然后接到b一段时间t2，直到速度减为v′，其中v′＝＝1 m/s；再接到a端一段时间t3，电流由M到N，直至速度减为零，棒向左运动了7 m t1时间内有vm′＝at1 x1′＝at Q1＝I2rt1 t2时间内，由动量定理有 －BILt2＝mv′－mvm′ 且q＝It2＝ 则有Q2＝ t3时间内有v′＝at3 x3′＝at Q3＝I2rt3 又x1′＋x2′＋x3′＝7 m Q总＝Q1＋Q2＋Q3 联立解得Q总＝0.4 J。 答案　(1)方向向右　1 m/s2　(2)2 m/s　(3)0.4 J 10.解析　(1)根据题意可得金属棒和导体框在没有进入磁场时一起做匀加速直线运动，由动能定理可得 gs1 sin α＝v 代入数据解得v0＝m/s 金属棒在磁场中切割磁场产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律可得E＝BLv0 由闭合回路的欧姆定律可得I＝ 则导体棒刚进入磁场时受到的安培力为 F安＝BIL＝0.18 N。 (2)金属棒进入磁场以后因为瞬间受到安培力的作用，根据楞次定律可知金属棒的安培力沿斜面向上，之后金属棒相对导体框向上运动，因此金属棒受到导体框给的沿斜面向下的滑动摩擦力，因匀速运动，可有 mgsin α＋μmgcos α＝F安 此时导体框向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律可得Mgsin α－μmgcos α＝Ma 设磁场区域的宽度为x，则金属棒在磁场中运动的时间为 t＝ 则此时导体框的速度为v1＝v0＋at 则导体框的位移x1＝v0t＋at2 因此导体框和金属棒的相对位移为 Δx＝x1－x＝at2 由题意当金属棒离开磁场时金属框的上端EF刚好进入线框，则有位移关系s0－Δx＝x 金属框进入磁场时匀速运动，此时的电动势为 E1＝BLv1，I1＝ 导体框受到向上的安培力和滑动摩擦力，因此可得 Mg sin α＝μmg cos α＋BI1L 联立以上可得 x＝0.3 m，a＝5 m/s2，m＝0.02 kg，μ＝。 (3)金属棒出磁场以后，速度小于导体框的速度，因此受到向下的摩擦力，做加速运动，则有 mg sin α＋μmgcos α＝ma1 金属棒向下加速，导体框匀速，当共速时导体框不再匀速，则有v0＋a1t1＝v1 导体框匀速运动的距离为x2＝v1t1 代入数据解得x2＝ m＝ m。 答案　(1)0.18 N　(2)m＝0.02 kg，μ＝　(3) m 学科网（北京）股份有限公司 $学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 专题12 题 班级： 电磁感应 组 姓名： 学号： 一、选择题 1.(2025·河南卷)如图所示，一金属薄片在力F作用下自左向右从两磁极之间通过。当金 属薄片中心运动到N极的正下方时，沿N极到S极的方向看，下列图中能够正确描述金属 薄片内涡电流绕行方向的是() N B D 2.(多选)2025·黑吉辽蒙卷)如图所示，“”形导线框置于磁感应强度大小为B、水平向 右的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l。线框绕b、所在直线以角速度 o顺时针匀速转动，be与磁场方向垂直。t=0时，abef与水平面平行，则() B A.t=0时，电流方向为abedef B.t=0时，感应电动势为Bo C.t=时，感应电动势为0 D.t=0到t=过程中，感应电动势平均值为0 3.(2024·湖北卷)《梦溪笔谈》中记录了一次罕见的雷击事件：房屋被雷击后，屋内的银 饰、宝刀等金属熔化了，但是漆器、刀鞘等非金属却完好（原文为：有一木格，其中杂贮诸 器，其漆器银扣者，银悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一宝刀，极坚钢，就刀室中熔为汁， 而室亦俨然)。导致金属熔化而非金属完好的原因可能为() A.摩擦 1 B.声波 C.涡流 D.光照 4.(2024湖南卷)如图所示，有一硬质导线Oabc,其中abc是半径为R的半圆弧，b为圆 独家授权侵权必究 西学科网书城回 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 弧的中点，直线段Oa长为R且垂直于直径ac。该导线在纸面内绕O点逆时针转动，导线始 终在垂直纸面向里的匀强磁场中。则O、a、b、c各点电势关系为() ×××b× 0 alr=- X 0 B A.0oaPoPe B.oo<pa<o<Pe C.o-a-Po-Pe D.oo<a<-Pe 5.(多选)2023·全国甲卷)一有机玻璃管竖直放在水平地面上，管上有漆包线绕成的线 圈，线圈的两端与电流传感器相连，线圈在玻璃管上部的5匝均匀分布，下部的3匝也均匀 分布，下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离。如图()所示。现让一个很小的 强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落，电流传感器测得线圈中电流I随时间t的变 化如图b)所示。则( 、强磁体 电流传感器 图(a) 图b) A.小磁体在玻璃管内下降速度越来越快 B.下落过程中，小磁体的N极、S极上下顺倒了8次 C.下落过程中，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D,与上部相比，小磁体通过线圈下部的过程中，磁通量变化率的最大值更大 6.(2023·湖北卷)近场通信NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平 的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形FC线圈共3匝，其边长分别 为1.0cm、1.2cm和1.4cm,图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂 直通过此线圈，磁感应强度变化率为10Ts,则线圈产生的感应电动势最接近() 天线 芯片 A.0.30V B.0.44V C.0.59V D.4.3V 7.(2022·全国甲卷)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 独家授权侵权必究 画学科网书城回 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 六边形线框中感应电流的大小分别为、2和13。则( A.1<I<I2 B.1>3>12 C.I1=I2>I3 D.11=2=3 二、非选择题 8.(2025山东卷)如图所示，平行轨道的间距为L,轨道平面与水平面夹角为a,二者的 交线与轨道垂直，以轨道上O点为坐标原点，沿轨道向下为x轴正方向建立坐标系。轨道之 间存在区域I、Ⅱ，区域I(-一2L≤x<一L)内充满磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀 强磁场：区域Ⅱ（化≥0）内充满方向垂直轨道平面向上的磁场，磁感应强度大小B1=kt十 2x,k,和k2均为大于零的常量，该磁场可视为由随时间t均匀增加的匀强磁场和随x轴坐标 均匀增加的磁场叠加而成。将质量为m、边长为L、电阻为R的匀质正方形闭合金属框epgf 时放置在轨道上，pq边与轨道垂直，由静止释放。已知轨道绝缘、光滑、足够长且不可移 动，磁场上、下边界均与x轴垂直，整个过程中金属框不发生形变，重力加速度大小为g, 不计自感。 区域I B 区域Ⅱ --0 (1)若金属框从开始进入到完全离开区域I的过程中匀速运动，求金属框匀速运动的速 率o和释放时pg边与区域I上边界的距离s: (2)金属框沿轨道下滑，当ef边刚进入区域Ⅱ时开始计时(t=0),此时金属框的速率为 o,若k=,求从开始计时到金属框达到平衡状态的过程中，ef边移动的距离d。 9.(2022·海南卷)如图，水平面上固定有两光滑平行金属导轨，导轨处于磁感应强度为B =0.25T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。金属棒MN垂直导轨放置，导轨右侧接自动控 制电路，开关S接α时，电源可使棒中电流大小始终为I=1A,电流方向可根据需要改变； 接b时，棒与阻值为R=0.052的电阻构成回路：电流方向改变及开关切换可瞬间完成。已 知棒的质量m=0.1kg,电阻r=0.052,棒的长度与导轨间距均为L=0.4m,棒运动过程中 独家授权侵权必究 西学科网书城回 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 始终与导轨接触良好，导轨电阻忽略不计且足够长。 ×B×MX S ×××× a ××× 电源 R xx Nx x (1)若开关S接a,求当棒中电流方向从M到N时，棒的加速度方向和大小： (2)若开关S始终接a,使棒由静止开始在最短时间内向左运动4m后停下，求此过程棒 的最大速度： (3)使棒由静止开始在最短时间内向左运动7后停下，求此过程棒中产生的焦耳热。 10.(2021·全国卷1)如图，一倾角为α的光滑固定斜面的顶端放有质量M=0.06kg的U 形导体框，导体框的电阻忽略不计；一电阻R=32的金属棒CD的两端置于导体框上，与 导体框构成矩形回路CDEF;EF与斜面底边平行，长度L=O.6m。初始时CD与EF相距so =0.4m,金属棒与导体框同时由静止开始下滑，金属棒下滑距离s1=m后进入一方向垂直 于斜面的匀强磁场区域，磁场边界（图中虚线）与斜面底边平行；金属棒在磁场中做匀速运 动，直至离开磁场区域。当金属棒离开磁场的瞬间，导体框的EF边正好进入磁场，并在匀 速运动一段距离后开始加速。已知金属棒与导体框之间始终接触良好，磁场的磁感应强度大 小B=1T,重力加速度大小取g=10m/s2,sina=0.6。求： (1)金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小： (2)金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数： (3)导体框匀速运动的距离。 4 独家授权侵权必究 学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 5 独家授权侵权必究