2026届高考物理一轮复习专项训练：电磁感应图像问题

2026届电磁感应图像问题 一、单选题 1．如图甲所示，正方形线圈abcd内有垂直于线圈的匀强磁场，已知线圈匝数n=10，边长ab=1m，线圈总电阻r=1Ω，线圈内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示。设图示的磁场方向与感应电流方向为正方向，则下列有关线圈的电动势e、感应电流i、焦耳热Q以及ab边的安培力F（取向下为正方向）随时间t的变化图像正确的是（　　） A．B．C． D． 2．如图所示，三条水平虚线、、之间有宽度为L的两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，两区域内的磁感应强度大小相等方向相反，正方形金属线框abcd的质量为m、边长为L，开始ab边与边界重合，对线框施加拉力F使其匀加速通过磁场区，以顺时针方向电流为正，下列关于感应电流i和拉力F随时间变化的图像可能正确的是（　　） A．B．C．D． 3．如图所示，光滑金属导轨、水平固定放置，间距为，两导轨之间存在着与导轨平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为。金属棒与质量分别为、，电阻分别为、，长度均为，放置在导轨上并与导轨垂直。现同时给金属棒与一个大小为的初速度，方向分别向左、向右，两金属棒运动过程中始终与导轨接触良好，不计导轨电阻，忽略感应电流产生的磁场，则下列说法正确的是（　　） A．通过金属棒的最大电流为 B．金属棒的最大加速度为 C．金属棒的速度减为零时，回路中的电流为 D．从初始时刻到金属棒的速度减为零时，两导体棒之间的距离增大了 4．如图所示，光滑绝缘水平桌面上有一均质正方形金属线框abcd，线框以速度v进入一个有明显边界的匀强磁场（磁场的宽度大于线框的边长），当线圈全部进入磁场区域时，速度减小到 。下列说法中正确的是 （　　） A．线框进入磁场时与离开磁场时均做匀减速直线运动 B．线框能全部穿出磁场 C．线框进入磁场时与离开磁场时产生的热量之比为8∶1 D．线框进入磁场时与离开磁场时通过线框某截面的电荷量之比为1∶2 5．如图，甲、乙是两个完全相同的闭合导线线框， a、b是边界范围、磁感应强度大小和方向都相同的两个匀强磁场区域，只是a区域到地面的高度比b高一些。甲、乙线框分别从磁场区域的正上方距地面相同高度处同时由静止释放，穿过磁场后落到地面。下落过程中线框平面始终保持与磁场方向垂直。以下说法不正确的是（　　） A．甲乙两框同时落地 B．乙框比甲框先落地 C．落地时甲乙两框速度相同 D．穿过磁场的过程中甲线框中通过的电荷量小于乙线框 6．如图所示，间距为L的水平边界MN、PQ之间存在垂直纸面向外的匀强磁场，一正方形线框位于磁场区域上方某一高度，线框的边长为L、ab边的电阻是dc边电阻的2倍，ad边、bc边的电阻不计。若线框由静止释放，t=0时刻dc边进入磁场，一段时间后ab边进入磁场并匀速穿过磁场，整个线框通过磁场区域的过程中，ab边与dc边保持水平，则下列关于a、b两点之间电势差Uab随时间t变化的图像肯定错误的是（　　） A．B．C．D． 7．如图1所示，光滑水平桌面上有竖直向下、宽度为的匀强磁场，正方形闭合导线框的边长为，放在桌面上，边与磁场边界平行，。让导线框在沿方向的恒力作用下穿过匀强磁场，导线框的图像如图2所示。以下判断正确的是（　　） A．时间内，导线框受到的安培力逐渐增大 B．时间内，对导线框做的功等于其动能的增加量 C．时间内，图中阴影部分的面积表示磁场的宽度 D．时间内，导线框产生的焦耳热大于 二、多选题 8．如图所示，边长为a的正方形区域内以对角线为界，两边分布有磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，一边长为a的正方形线框从图示位置开始沿x轴正方向匀速穿过磁场区域，以顺时针方向为导线框中电流的正方向，以水平向右为安培力的正方向，则下列图中表示线框中感应电流i、电动势E、线框所受安培力F和线框产生的热功率P随位移x变化的图像不正确的是（　　） A．B．C．D． 9．由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是（　　） A．甲和乙都加速运动 B．甲和乙都减速运动 C．甲加速运动，乙减速运动 D．甲减速运动，乙加速运动 10．如图所示，abcd是位于竖直平面内用粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框，它的下方有一个垂直纸面向外的匀强磁场，MN、PQ为磁场的上下水平边界，两边界间的距离与正方形的边长均为L，线框从某一高度开始下落，恰好能匀速进入磁场。不计空气阻力，以bc边进入磁场时为起点，在线框通过磁场的过程中，线框中的感应电流i、bc两点间的电势差Ubc、线框所受的安培力F、线框产生的焦耳热Q分别随下落高度h的变化关系可能正确的是（　　） A．B．C．D． 11．如图甲所示，光滑绝缘水平面上有宽度为2L的条形磁场，磁场方向竖直向下，磁感应强度随时间按图乙所示规律变化，B0、t0均为已知量，理想边界有磁场。质量为m、电阻为R的匀质长方形单匝线框，其长为2L、宽为L，初始时有一半在磁场中。t=0时刻由静止释放线框，t0时刻ab边刚好进入磁场，ab边离开磁场时，线框的速度大小为ab边刚进入磁场时的。下列说法正确的是（　　） A．在0~t0内，线框中产生逆时针方向的电流 B．t=0时刻，cd边受到的安培力为 C．在0~t0内，安培力对线框做功为 D．t0时刻以后，bc边产生的焦耳热为 12．如图所示，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L，边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面。使线框从静止开始向右匀加速通过磁场区域，以水平向左的安培力为力的正方向和逆时针方向为电流正方向，能反映线框中感应电流变化规律和线框受安培力变化规律的是（　　） A．B．C．D． 14．如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于轴上，另一根由、、三段直导轨组成，其中段与轴平行，导轨左端接入一电阻。导轨上一金属棒沿轴正向以速度保持匀速运动，时刻通过坐标原点，金属棒始终与轴垂直。设运动过程中通过电阻的电流强度为，金属棒受到安培力的大小为，金属棒克服安培力做功的功率为，电阻两端的电压为，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻。下列图像可能正确的是（　　） A．B．C．D． 16．如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为θ，导轨电阻忽略不计。虚线ab、cd均与导轨垂直，在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ棒进入磁场时加速度恰好为零，PQ进入磁场开始计时，到MN离开磁场区域为止，流过PQ的电流随时间变化的图像可能正确的是（　　） A. B．C．D． 题号 1 2 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C ACD A D BCD AB ABD 题号 12 13 16 答案 BD AC AD 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C C ACD A D BCD AB ABD 题号 11 12 13 14 15 16 答案 BC BD AC AC CD AD 1．C 【详解】A．0~1s内产生的感应电动势为 方向为逆时针；同理1~5s内产生的感应电动势为 方向为顺时针，故A错误； B．0~1s内的感应电流大小为 方向为逆时针（负值），同理1~5s内的感应电流大小为 方向为顺时针（正值），故B错误； C．ab边受到的安培力大小为 可知，0~1s内 方向向下；1~3s内 方向向上；3~5s内 方向向下，故C正确； D．线圈产生的焦耳热为 0~1s内产生的热量为4J，1~5s内产生的热量为4J，故D错误。 故选C。 2．B 【详解】当ab边向右运动0-L的过程中，用时间 电流 方向为正方向；拉力    当ab边向右运动L-2L的过程中，用时间 电流 方向为负方向；拉力 对比四个图线可知，只有B正确。 故选B。 3．C 【详解】A．开始运动时通过金属棒的电流最大，最大值为，故A错误； B．开始运动时，两棒受安培力最大，加速度最大，则金属棒的最大加速度，故B错误； C．两棒组成的系统受合外力为零，则动量守恒，则从初始时刻到金属棒的速度减为零时，根据动量守恒定律（规定水平向左为正方向） 解得，此时回路中的电流，故C正确； D．该过程中对导体棒，由动量定理 其中 解得，可知两导体棒之间的距离增大了，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】A．线框进入磁场时与离开磁场时受安培力大小为 F=BIL=BL==ma 随着速度减小，安培力逐渐减小，加速度减小，所以线框进入磁场时与离开磁场时做变减速直线运动，故A错误； BD．假设线圈能全部穿出磁场，线圈刚全部进入磁场时速度为，刚离开磁场时速度为v'，线圈进入磁场的过程，取向右为正方向，由动量定理得 -BI1L·t1=m-mv 通过线圈的电荷量 q1=I1t1= 线圈离开磁场的过程，取向右为正方向，由动量定理得 -BI2L·t2=mv'-m 通过线圈的电荷量 q2=I2t2= 联立解得 v'=- 所以线圈不能全部穿出磁场，则v'=0，代入上式可知 故BD错误； C．线圈进入磁场的过程，根据能量守恒定律有 Q1=mv2-m 线圈离开磁场的过程，根据能量守恒定律有 Q2=m 解得 故C正确。 故选C。 5．ACD 【详解】C．根据 可得，乙线框进入磁场时速度较大，根据 可得 可知，乙线框进入磁场时所受到可安培力较大，因为两个线框完全相同，所以安培力对乙做的负功较多，产生的热量较多，重力做功的一部分转化为导线的动能，一部分转化为导线穿过磁场产生的热量，根据能量守恒，可知甲线圈落地时的动能较大，速度较大，C错误； D．根据 解得 可知，穿过磁场的过程中两线框中通过的电荷量相等，D错误； AB．根据动量定理，有 得 电荷量相同，甲的速度大，所以甲重力作用的时间长，则乙先落地，A错误，B正确。 本题选不正确的，故选ACD。 6．A 【详解】设dc边的电阻是r，ab边的电阻是2r，由于下落高度不确定，dc边进入磁场后，线框可能做匀速直线运动、加速度减小的加速直线运动或加速度减小的减速直线运动。dc边进入磁场时电动势 E=BLva、b两点之间的电势差 dc边出磁场后当线框的加速度为0后，线框做匀速运动，a、b两点之间的电势差 则BCD正确，A错误。 此题选择错误的，故选A。 7．D 【详解】A．时刻，导线框开始进入磁场区域，减速运动，安培力大于恒力，加速度逐渐变小，安培力减小，故A错误； C．时刻，导线框全部进入磁场区域，时刻，导线框开始离开磁场区域，时间段图线和坐标轴围成的面积表示磁场的宽度，故C错误； B．时间内，由动能定理可得 故B错误； D．因为段的安培力大于恒力，位移是，故导线框产生的焦耳热大于，故D正确。 故选D。 8．BCD 【详解】A．设两边分布的垂直纸面向外和垂直纸面向里的等强度匀强磁场的磁场强度为B，线框电阻的大小为R，移动速度为v，有效切割长度为l，则感应电流大小为 位移在范围时，线框右边框切割磁场，上下两边产生的电动势方向相反，产生的感应电动势应该相减，如图甲所示。在内，有效切割长度为，根据右手定则可知，产生顺时针的感应电流（正方向），大小为 在内，有效切割长度为，根据右手定则可知，产生逆时针的感应电流（负方向），大小为 位移在范围内，线框左边框切制磁场，如图乙所示。在内，有效切割长度为，根据右手定则可知，产生逆时针的感应电流（负方向），大小为 在内，有效切割长度为，根据右手定则可知，产生顺时针的感应电流（正方向），大小为 故A正确，不符合题意； B．由电动势，结合选项A可知电动势E随位移x变化的图像，故B错误，符合题意； C．安培力的大小为 其中随着变化，可知安培力随位移x变化的图像为曲线，故C错误，符合题意； D．线框产生的热功率为 结合选项A可知线框产生的热功率P随位移x变化的图像为曲线，故D错误，符合题意。 故选BCD。 9．AB 【详解】设线圈到磁场的高度为h，线圈的边长为l，则线圈下边刚进入磁场时，有 感应电动势为 两线圈材料相等（设密度为），质量相同（设为），则 设材料的电阻率为，则线圈电阻 感应电流为 安培力为 由牛顿第二定律有 联立解得 加速度和线圈的匝数、横截面积无关，则甲和乙进入磁场时，具有相同的加速度。当时，甲和乙都加速运动，当时，甲和乙都减速运动，当时都匀速。 故选AB。 10．ABD 【详解】设正方形线框每条边的电阻为R，进入磁场时速率为v。正方形线框进入磁场第一个L过程中，只有bc边切割磁感线，由右手定则可知，线框中电流方向为逆时针方向，设为正方向，大小为 i1＝b、c两点间的电势差为 正方形线框所受安培力为 F1＝Bi1L＝＝mg 由左手定则知方向向上。线框产生的焦耳热为 Q＝·4R·t＝×4R×＝h 由于v为定值，所以进入磁场过程，电流i、Ubc、F都恒定不变，Q随下降高度h均匀增大；正方形线框离开磁场过程中，线框所受安培力继续被重力平衡，所以速度还是v。ad边在切割磁感线，由右手定则可知，线框中电流方向为顺时针，与进入磁场过程方向相反，则为负值，其大小为 i2＝ 与i1等大反向。b、c两点间的电势差为 Ubc＝BLv 正方形线框所受安培力为 F2＝Bi2L＝＝mg 与F1相同。线框产生的焦耳热为 Q＝·4R·t＝×4R×＝（h－L） 随位移继续均匀增大。 故选ABD。 11．BC 【详解】A．t=0时刻，线框由静止释放，做加速运动，cd边受安培力向右，根据左手定则可知，线框中产生的感应电流方向为顺时针方向，故A错误； B．由图像可知t=0时刻，线框中感应电动势为 感应电流为 cd边受到的安培力为 故B正确； C．设ab边刚进磁场时速度为，从ab边刚好进入磁场，到ab边离开磁场过程中，线框受到安培力做减速运动，由动量定理有 ，， 联立解得 在0~t0内，对线框，根据动能定理有 故C正确； D．t0时刻以后，根据能量守恒可知整个线框产生的焦耳热为 bc边产生的焦耳热为 故D错误。 故选BC。 12．BD 【详解】由右手定则可知线框右边开始进入磁场时，电流方向为逆时针，是正的；当线框进入右边磁场时，电流沿顺时针方向，是负的；当线框离开磁场过程中，电流沿逆时针方向，是正的。 AB．线圈进入左边磁场时，由感应电动势 可知，电动势随时间为均匀增大，故电流也随时间均匀增大；在线框进入右边磁场过程中，线框左右两边切割磁感线，产生的感应电动势是一边切割时的两倍，电流为一边切割的两倍；线圈在离开右边磁场时，剩下一边切割磁感线产生的感应电动势，故A错误，B正确； CD．由左手定则可知，在整个过程中线框受到的安培力始终向左，始终是正的；安培力 安培力随时间均匀增大，线框进入右边磁场过程中，和边产生的电动势串联，电流为一边切割时的2倍，则每边安培力也为一边切割时的两倍，两边受到的安培力变为4倍，故C错误，D正确。 故选BD。 13．AC 【详解】设线圈的上边进入磁场时的速度为v，设线圈的质量M，物块的质量m，图中线圈进入磁场时线圈的加速度向下，则对线圈由牛顿第二定律可知 对滑块 其中 即 线圈向上做减速运动，随速度的减小，向下的加速度减小；当加速度为零时，即线圈匀速运动的速度为 A．若线圈进入磁场时的速度较小，则线圈进入磁场时做加速度减小的减速运动，线圈的速度和加速度都趋近于零，则图像A可能正确； B．因t=0时刻线圈就进入磁场，则进入磁场时线圈向上不可能做匀减速运动，则图像B不可能； CD．若线圈的质量等于物块的质量，且当线圈进入磁场时，且速度大于v0，线圈进入磁场做加速度减小的减速运动，完全进入磁场后线圈做匀速运动；当线圈出离磁场时，受向下的安培力又做加速度减小的减速运动，最终出离磁场时做匀速运动，则图像C有可能，D不可能。 故选AC。 14．AC 【详解】当导体棒从O点向右运动L时，即在时间内，在某时刻导体棒切割磁感线的长度 （θ为ab与ad的夹角）则根据 E=BLv0 可知回路电流均匀增加；安培力 则F-t关系为抛物线，但是不过原点；安培力做功的功率 则P-t关系为抛物线，但是不过原点；电阻两端的电压等于导体棒产生的感应电动势，即 即图像是不过原点的直线；根据以上分析，可大致排除BD选项； 当在时间内，导体棒切割磁感线的长度不变，感应电动势E不变，感应电流I不变，安培力F大小不变，安培力的功率P不变，电阻两端电压U保持不变； 同理可判断，在时间内，导体棒切割磁感线长度逐渐减小，导体棒切割磁感线的感应电动势E均匀减小，感应电流I均匀减小，安培力F大小按照二次函数关系减小，但是不能减小到零，与内是对称的关系，安培力的功率P按照二次函数关系减小，但是不能减小到零，与内是对称的关系，电阻两端电压U按线性均匀减小；综上所述选项AC正确，BD错误。 故选AC。 15．CD 【详解】A．将组合体以初速度v0水平无旋转抛出后，组合体做平抛运动，后进入磁场做匀速运动，由于水平方向切割磁感线产生的感应电动势相互低消，则有 mg = F安 = ，vy = 综合有 B = 则B与成正比，A错误； B．当金属框刚进入磁场时金属框的磁通量增加，此时感应电流的方向为逆时针方向，当金属框刚出磁场时金属框的磁通量减少，此时感应电流的方向为顺时针方向，B错误； C．由于组合体进入磁场后做匀速运动，由于水平方向的感应电动势相互低消，有 mg = F安 = 则组合体克服安培力做功的功率等于重力做功的功率，C正确； D．无论调节哪个物理量，只要组合体仍能匀速通过磁场，都有 mg = F安 则安培力做的功都为 W = 4F安L 则组合体通过磁场过程中产生的焦耳热不变，D正确。 故选CD。 16．AD 【详解】根据图像可知，设PQ进入磁场匀速运动的速度为v，匀强磁场的磁感应强度为B，导轨宽度为L，两根导体棒的总电阻为R；根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律可得PQ进入磁场时电流 保持不变，根据右手定则可知电流方向Q→P；如果PQ离开磁场时MN还没有进入磁场，此时电流为零；当MN进入磁场时也是匀速运动，通过PQ的感应电流大小不变，方向相反；如果PQ没有离开磁场时MN已经进入磁场，此时电流为零，当PQ离开磁场时MN的速度大于v，安培力大于重力沿斜面向下的分力，电流逐渐减小，通过PQ的感应电流方向相反； 故选AD。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $