专题12 电磁感应 题组3-【区块练】2021-2025年五年高考真题分类汇编物理

色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 5.2xXk.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： 三 学号： 一、选择题 1.(多选)2024吉林卷)如图所示.两条“”形的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上 间距为L,左、右两导轨面与水平面夹角均为30°，均处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强 度大小分别为2B和B。将有一定阻值的导体棒ab、cd放置在导轨上，同时由静止释放，两棒 在下滑过程中始终与导轨垂直并接触良好。αb、cd的质量分别为2m和m,长度均为L。导轨 足够长且电阻不计，重力加速度大小为8，两棒在下滑过程中() 2B 6 B 2m 309 307 A.回路中的电流方向为abeda B.ab中电流趋于3)mg3BL C.ab与cd加速度大小之比始终为2：1 D.两棒产生的电动势始终相等 2.(2023·全国乙卷)一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图(a)所 示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与 电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释，在管内下 落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流Ⅰ随时间t的变化分别如 图b)和图(c所示，分析可知() 强磁体 电流传感器 图(a) 图b) 图(c) A.图(c)是用玻璃管获得的图像 B.在铝管中下落，小磁体做匀变速运动 C.在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D.用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短 ·独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 3.(2023江苏卷)如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位 于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。O、A、 C点电势分别为0o、中小中。，则() A ×× A.中o>中c B.中c>中4 C.φo=04 D.中o-04=0A-0C 4.(2022·海南卷)如图，矩形导线框在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω匀速转 动。线框面积为S,匝数为n,磁感应强度大小为B,t=0时线框平面与磁场方向平行。下到四 幅图中能正确表示线框上产生的感应电动势e随时间t变化关系的是() :0 0 ↑e nBSw -nBSw-------- -nBS@--- A 2 e BSo 0 、 乏nBSa 2nBSo C D 5.(2021·河北卷)如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B,导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均 为8，一电容为C的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从 O点开始以速度0向右匀速运动.忽略所有电阻，下列说法正确的是() A.通过金属棒的电流为2BCo2tan0 B.金属棒到达xo时，电容器极板上的电荷量为BCoxotan0 C.金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2XXk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 D.金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定 二、非选择题 6.(2025·云南卷)如图所示，光滑水平面上有一个长为L、宽为d的长方体空绝缘箱，其四 周紧固一电阻为R的水平矩形导线框，箱子与导线框的总质量为M。与箱子右侧壁平行的磁 场边界平面如截面图中虚线PQ所示，边界右侧存在范围足够大的匀强磁场，其磁感应强度大 小为B、方向竖直向下。=0时刻，箱子在水平向右的恒力F(大小未知)作用下由静止开始做 匀加速直线运动，这时箱子左侧壁上距离箱底h处、质量为m的木块（视为质点）恰好能与箱 子保持相对静止。箱子右侧壁进入磁场瞬间，木块与箱子分离；箱子完全进入磁场前某时刻， 木块落到箱子底部，且箱子与木块均不反弹（木块下落过程中与箱子侧壁无碰撞）：木块落到箱 子底部时即撤去F。运动过程中，箱子右侧壁始终与磁场边界平行，忽略箱壁厚度、箱子形变、 导线粗细及空气阻力。木块与箱子内壁间的动摩擦因数为4，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦 力.重力加速度为g。 导线框 8X8882Z2X888888XX 绝缘箱立体图 P L 绝缘箱 木块 D寺线框 B 截面格 (1)求F的大小： (2)求=0时刻，箱子右侧壁距磁场边界的最小距离； (3)若t=0时刻，箱子右侧壁距磁场边界的距离为s[s大于(2)问中最小距离]，求最终木块 与箱子的速度大小。 7.(2024湖北卷)如图所示，两足够长平行金属直导轨M、PQ的间距为L,固定在同一水 平面内，直导轨在左端M、P点分别与两条竖直固定、半径为L的14圆弧导轨相切。MP连 线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。 长为L、质量为m、电阻为R的金属棒b跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为2m、电阻为 6R的均匀金属丝制成一个半径为L的圆环，水平放置在两直导轨上，其圆心到两直导轨的距 离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变，金属棒、金属环均与导轨始终 独家授权侵权必究 多学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2xXk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 接触良好，重力加速度大小为g。现将金属棒ab由静止释放，求： (1)ab刚越过MP时产生的感应电动势大小； (2)金属环刚开始运动时的加速度大小： (3)为使b在整个运动过程中不与金属环接触，金属环圆心初始位置到MP的最小距离。 8.(2022北京卷)指南针是利用地磁场指示方向的装置，它的广泛使用促进了人们对地磁 场的认识。现代科技可以实现对地磁场的精确测量。 (I)如图1所示，两同学把一根长约10m的电线两端用其他导线连接一个电压表，迅速摇 动这根电线。若电线中间位置的速度约10m/s,电压表的最大示数约2mV。粗略估算该处地 磁场磁感应强度的大小B地： 图1 (2)如图2所示，一矩形金属薄片，其长为a,宽为b,厚为c。大小为1的恒定电流从电极 P流入、从电极Q流出，当外加与薄片垂直的匀强磁场时，M、N两电极间产生的电压为U。 己知薄片单位体积中导电的电子数为n,电子的电荷量为e。求磁感应强度的大小B; 图2 (3)假定(2)中的装置足够灵敏，可用来测量北京地区地磁场磁感应强度的大小和方向，请 说明测量的思路。 ·独家授权侵权必究 专题12　题组三 1.解析　由于ab和cd均沿导轨下滑，则通过abcd回路的磁通量增大，根据楞次定律可知，回路中的电流方向为abcda，A正确；初始时，对ab和cd分别受力分析，如图所示，根据牛顿第二定律分别有2mgsin 30°－2BILcos 30°＝2ma1、mgsin 30°－BILcos 30°＝ma2，可得a1＝a2＝－，则ab与cd加速度大小之比始终为1∶1，C错误；当加速度趋于零时，两导体棒中的电流趋于稳定，结合C项分析可知，ab中的电流趋于，B正确；由于ab和cd加速度大小始终相等，则两导体棒的速度大小始终相等，则由法拉第电磁感应定律可知两导体棒产生的感应电动势大小之比始终为2∶1，D错误。 答案　AB 2.解析　强磁体在铝管中运动，铝管会形成涡流，玻璃是绝缘体故强磁体在玻璃管中运动，玻璃管不会形成涡流。强磁体在铝管中加速后很快达到平衡状态，做匀速直线运动，而玻璃管中的磁体则一直做加速运动，故由图像可知图(c)的脉冲电流峰值不断增大，说明强磁体的速度在增大，与玻璃管中磁体的运动情况相符，A正确；在铝管中下落，脉冲电流的峰值一样，磁通量的变化率相同，故小磁体做匀速运动，B错误；在玻璃管中下落，玻璃管为绝缘体，线圈的脉冲电流峰值增大，电流不断在变化，故小磁体受到的电磁阻力在不断变化，C错误；强磁体分别从管的上端由静止释放，在铝管中，磁体在线圈间做匀速运动，玻璃管中磁体在线圈间做加速运动，故用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的长，D错误。故选A。 答案　A 3.解析　由题图可看出OA导体棒转动切割磁感线，则根据右手定则可知φO>φA，其中导体棒AC段不在磁场中，不切割磁感线，电流为0，则φC ＝ φA，A正确，B、C错误；根据以上分析可知φO－φA>0，φA－φC＝0，则φO－φA > φA－φC，D错误。故选A。 答案　A 4.解析　 →B正确 答案　B 5.解析　根据楞次定律可知电容器的上极板应带正电，C错误； 由题知导体棒匀速切割磁感线，根据几何关系切割长度为 L ＝ 2xtan θ，x ＝ vt 则产生的感应电动势为E ＝ 2Bv2ttan θ 由题图可知电容器直接与电源相连，则电容器的电荷量为 Q＝CE＝2BCv2ttan θ 则流过导体棒的电流 I ＝ ＝ 2BCv2tan θ A正确； 当金属棒到达x0处时，导体棒产生的感应电动势为 E′＝2Bvx0tan θ 则电容器的电荷量为 Q ＝ CE′＝2BCvx0tan θ B错误； 由于导体棒做匀速运动则 F ＝ F安＝BIL 由选项A可知流过导体棒的电流I恒定，但L与t成正比，则F为变力，再根据力做功的功率公式P＝Fv 可看出F为变力，v不变则功率P随力F变化而变化； D错误； 故选A。 答案　A 6.解析　(1)对木块与箱子整体受力分析由牛顿第二定律F＝(M＋m)a 对木块受力分析，水平方向由牛顿第二定律FN＝ma 竖直方向由平衡条件Ff＝mg＝μFN 联立可得F＝。 (2)设箱子刚进入磁场中时速度为v，产生的感应电动势为E＝Bdv 由闭合电路欧姆定律得，感应电流为I＝ 安培力大小为F安＝BId 联立可得F安＝ 若要使两物体分离，此时有F安≥F 其中F＝ 解得v≥ 由运动学公式v2＝2as 解得s≥ 故t＝0时刻，箱子右侧壁距磁场边界的最小距离为 smin＝。 (3)水平方向由运动学公式s＝at 竖直方向有h＝gt 其中F＝＝(M＋m)a 可得力F作用的总时间为t＝t1＋t2＝＋ 水平方向对系统由动量定理Ft－F安t2＝(M＋m)v－0 其中F安t2＝ 联立可得v＝－ 当≥时，最终木块与箱子的速度大小为 v＝－ 当<时，最终木块与箱子的速度大小为v＝0。 答案　(1)　(2)　(3)0 7.解析　(1)设ab棒刚越过MP时速度大小为v1，产生的电动势大小为E1，对ab在圆弧导轨上运动的过程，由机械能守恒定律有 mgL＝mv ab刚越过MP时，由法拉第电磁感应定律得 E1＝BLv1 联立得E1＝BL。 (2)经分析知金属环在导轨外的两段电阻被短路，由几何关系可知导轨之间两段金属环的电阻均为R，它们在电路中并联后的总电阻Rc＝ 设电路中初始的干路电流为I1，由闭合电路欧姆定律有 I1＝ 经分析知整个金属环在运动过程中可视为长度为L、电阻为Rc的金属棒，设金属环刚开始运动时所受的安培力大小为F1、加速度大小为a，则 F1＝I1LB 由牛顿第二定律得F1＝2ma 联立解得a＝。 (3)经分析，ab进入磁场后，ab和金属环组成的系统动量守恒，设两者共速时的速度大小为v2，由动量守恒定律得 mv1＝(m＋2m)v2 设在极短时间Δt内，ab与金属环圆心的距离减少量为Δx，金属环所受安培力大小为F，流过ab的电流为I，整个电路的电动势为E，对金属环，由动量定理得 ∑FΔt＝2mv2－0 F＝ILB 由闭合电路欧姆定律得I＝ 设金属环圆心初始位置到MP的最小距离为s，若ab与金属环共速时，两者恰好接触，金属环圆心初始位置到MP的距离最小，对ab进入磁场到两者共速的过程，由法拉第电磁感应定律有 E＝BL s＝L＋∑Δx 联立解得s＝＋L。 答案　(1)BL　(2)　(3)＋L 8.解析　(1)由E＝BLv可估算得该处地磁场磁感应强度B地的大小的数量级为10－5 T。 (2)设导电电子定向移动的速率为v，△t时间内通过横截面的电量为△q，有I＝＝nebcv 导电电子定向移动过程中，在MN方向受到的电场力与洛伦兹力平衡，有 e＝evB得B＝U。 (3)如图所示，建立三维直角坐标系Oxyz 设地磁场磁感应强度在三个坐标轴方向的分量分别为Bx、By、Bz。把金属薄片置于xOy平面内，M、N两极间产生电压Uz仅取决于Bz。由(2)得Bz＝Uz。 由Uz的正负(M、N两极电势的高低)和电流I的方向可以确定Bz的方向。 同理，把金属薄片置于xOz平面内，可得By的大小和方向；把金属薄片置于yOz平面内，可得Bx的大小和方向，则地磁场的磁感应强度的大小为B＝ 根据Bx、By、Bz的大小和方向可确定此处地磁场的磁感应强度的方向。 答案　(1)数量级为10－5 T　(2)U　(3)见解析 学科网（北京）股份有限公司 $