专题精准强化12 电磁感应-【创新教程】2027年高考物理艺考生文化课百日冲关课时作业

专题精准强化12 电磁 [A组基础达标练] 1.如图，某教室墙上有一朝南的 钢窗，将钢窗右侧向外打开，以 推窗人的视角来看，窗框中 产生 A.顺时针电流，且有收缩趋势 B.顺时针电流，且有扩张趋势 C.逆时针电流，且有收缩趋势 D.逆时针电流，且有扩张趋势 2.如图所示，两根足够长的平行金属导轨位于 水平的xOy平面内.导轨与x轴平行，左端 接有电阻R.在x≥0的一侧存在竖直向下 的磁场，磁感应强度B随空间位置均匀变 化，满足B=B。十x(k>0且为常量).一金 属杆与导轨垂直放置，且接触良好，在外力作 用下沿x轴正方向匀速运动.t=0时金属杆位 于x=0处，不计导轨和金属杆的电阻.下列关 于金属杆两端的电压U和所受安培力F大小 的图像可能正确的是 ) B 3.如图甲所示，电阻不计、间距为1m的光滑 平行金属导轨竖直放置，上端连接阻值为 3Ω的定值电阻R,虚线OO'下方存在方向 垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为 2T的匀强磁场.现将质量为0.1kg、电阻为 12的金属杆PQ从OO'上方某处由静止释 放，金属杆PQ下落过程中始终水平且与导 轨接触良好，其加速度a与下落时间t的关 系图像如图乙所示.取重力加速度大小 g=10m/s2,下列说法正确的是 ( ) 181 专题精准强化 ⑧错题序号： 感应 ©错因分析： ↑a/(m-s-2) 10 0 ×××× 甲 乙 A.金属杆PQ进入磁场后P端的电势较高 B.金属杆PQ释放位置到OO的距离为0.1m C.金属杆PQ在磁场中稳定时的速度大小 为2m/s D.a-t图像在横轴上、下方分别与横轴围 成的面积之比为2：1 4.如图所示，间距为L的 平行光滑足够长的金属 导轨固定倾斜放置，倾 角0=30°，虚线ab、cd垂直于导轨，在ab、cd 间有垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小 为B的匀强磁场.质量均为、阻值均为R 的金属棒PQ、MN并靠在一起垂直导轨放 在导轨上.释放金属棒PQ,当PQ到达ab 瞬间，再释放金属棒MN;PQ进入磁场后 做匀速运动，当PQ到达cd时，MN刚好到 达ab.不计导轨电阻，两金属棒与导轨始终 接触良好，重力加速度为g,则MV通过磁 场过程中，PQ上产生的焦耳热为() A.2m'gR2 B.mg'R? BL4 BL4 C.m'g'R? 4BL4 D.m'g'R: 2B4L4 5.(多选)如图所示，在光 7 滑的绝缘水平面上，放 置一个边长为L、质量 为m、电阻为R的单匝正方形金属线框 abcd,线框的右侧与一根绝缘水平细线相 连，细线的另一端跨过一个光滑的小定滑 轮，悬挂一个质量为4m的重物，放置于倾 角0=30°的足够大的光滑斜面上，在线框右 侧存在一宽度也为L、方向竖直向下的匀强 磁场，磁场的左边界与线框cd边平行且距 离也为L.现将线框和重物同时由静止释 放，线框恰好能够完全匀速通过磁场区域， I物理 重力加速度为g,则下列说法正确的是 A.线框右边cd刚进入磁场时的速度大小 为25gL 5 B.磁场的磁感应强度大小为 5mgR L C.线框通过磁场的过程中，电流做的功 为2mgL D.线框cd边在进入磁场的过程中，通过线 框横截面的电荷量为 mL√5gL R [B组 创新应用练] 6.(多选)(2026·河 北卷)如图所示， 恒流源 两平行光滑金属 导轨固定在绝缘水平面上，间距为L,电阻 不计，左端接有输出电流大小恒为I的恒电 源，电流方向如图.导轨间分布着两个紧邻 的正方形磁场区域，宽度均为L,左侧磁场 方向竖直向下，右侧磁场方向竖直向上，以 导轨上两磁场交界处的O点为坐标原点， 沿导轨方向建立x坐标轴，两磁场的磁感应 强度大小B仅随坐标x变化，且满足B= B,是，≤1≤克 式中B。为已 B,1-2<≤L. 知常量.t=0时，一根质量为m、导轨间电阻 为R的导体棒以初速度。从x=0处向右 运动：1=，时，导体棒第一次到达x一处， 且速度为0.整个运动过程中导体棒始终与 导轨接触良好且垂直，不计空气阻力，忽略 磁场的边界效应及电流对磁场的影响，下列 说法正确的是 A.导体棒做简谐运动 BoIL2 B.初速度o=2m C.若初速度变为0.5，则导体棒的速度第 一次变为0所需时间为竖。 D.若初速度变为1.5。，则导体棒将以两磁 场交界线为中心做往复运动 18: 7.(2025·黑吉辽蒙卷，14)如图(a),固定在光 滑绝缘水平面上的单匝正方形导体框 abcd,置于始终竖直向下的匀强磁场中，ad 边与磁场边界平行，ab边中点位于磁场边 界.导体框的质量m=1kg、电阻R=0.52、 边长L=1m.磁感应强度B随时间t连续变 化，0~1s内B一t图像如图(b)所示.导体 框中的感应电流I与时间t关系图像如图 (c)所示，其中0~1s内的图像未画出，规定 顺时针方向为电流正方向. (1)求t=0.5s时ad边受到的安培力大小F (2)画出图(b)中1~2s内B一t图像（无需 写出计算过程) (3)从t=2s开始，磁场不再随时间变化.之 后导体框解除固定，给导体框一个向右的初 速度v=0.1m/s,求ad边离开磁场时的 速度大小1. ×××x 0.3 ------6----1 IIA ×XK 0.2 0 1.02.0 XX,区对 01 ×x×x i0广20s -0.2 图(a) 图(b) 图(c)数约为1尽三3.1A,原，副线图中的电流与匝数成反 比，所以电流之比为1：5，则电流表①的示数约为 620mA,故A错误，B正确.] 10.D[闭合开关后，灯泡两端的电压为U,=”U=” n3 n3 ,-A0=费（份U,-80）=U一受，A格误：度 压器不改变领幸，文支电流的频率为∫=云=50H,B 错误；设升压变压器的输出电压为U,,输送电流为I2, 所有灯泡获得的总功率为P=U,1一I位r=一r (化一盟)+票同合的开关货8多方电总也是 小，所以灯泡总功率有可能先增大后减小，也有可能一 直减小，C错误；依次闭合开关S、S、S…,灯泡总电阻 逐渐减小，输送电流逐渐增大，所以灯泡两端的电压逐 渐减小，灯泡L1越来越暗，D正确.门 11.B[输入电压峰值为U=12√2V,则输入电压有效值 为心号-12V,清动微头在正中同根始-升可 2 知，输出电压U, 0.5业U,=18V,若将电阻箱阻值调为 n 18,则电流为1A,故A错误；若将副线圈匝数调为总 1 匝数的子根据支医比可知，输出电压U=司U, n 2V,剥副线图电流变为1，=尽=2A,故B正痛： 入端电压调为u=12√2sin(50πt)V时，其有效值不变， 不会学致电流的支化，仍然为1=爱=8.0A,放C错 误；将输入电压峰值减小一半，则输入电压有效值变为 U,"=2 =6V,输出电压U,”=0.5m”=9V,副 √2 n 线离电流支为1r-装=15A,长D错民门 12.解析：(1)根据题图可知电流表的分度值为5mA,故读 数为200mA; 学生电源的输出功率P=12×200×103W=2.4W (2)低压输电时电阻箱消耗的功率为P,= 6×200×10-W=1.2W, 电阻箱接入的电阻为R-200X100=30n 高压输电时，电阻箱消耗的功率为P,= 30×20×10-3×20×10-3W=0.012W, 可件发-品。=10 即低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的 100倍. (3)A,示数为125mA时，学生电源的输出功率P,= 12×125×10-3W=1.5W, 高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了 △P=P1-P=2.4W-1.5W=0.9W. 答案：(1)2002.4(2)100(3)0.9 专题精准强化12电磁感应 1.D[磁场方向由南指向北，将钢窗右侧向外打开，则向 北穿过窗户的磁通量减少，根据楞次定律，以推窗人的 视角来看，感应电流为逆时针电流，同时根据“增缩减 扩”可知，窗框有扩张趋势，故选D.] 36 练习册参考答案 2.B[金属杆内阻不计，则金属杆两 端电压U与其切割磁感线产生的 电动势E大小相等，经过时间t金 属杆匀速移动距离x,如图所示， U=E=BLo 匀速移动x=t (B,十k.x)Lu=kL0x+B。Lu, (Bo+kut)Lv=kLv't+BLv, U一t图像与U一x图像均是纵截距为正、斜率也为正的 倾斜直线，A错误，B可能正确； 〔(B。+k.x)L F=BIL-BLE= R (B。+kt)L R 0 F一t图像与F一x图像均为曲线，C、D错误.] 3.D[根据楞次定律知，金属杆PQ进入磁场后Q端的电 势较高，故A错误；由题图乙可知，金属杆PQ刚进入磁 场时的加速度大小a=10m/s,方向竖直向上，设金属 杆PQ刚进入磁场时产生的感应电动势为E,则有E= E BLUI=R千，BIL-mg=ma,解得=2m/s,所以金 属杆PQ释放位至到00的距离为1--0.2m,故B 错误；设金属杆PQ在磁场中稳定时的速度大小为2，则 有5上0三mg,解得=1m/s,故C错误；a-t图像在横 轴上、下方与横轴围成的面积表示速度的变化量，则Q-t图 像在横轴上方与横轴围成的面积为S,=U,一0=2m/s, a-t图像在横轴下方与横轴围成的面积为S,=|o,一y =1m/s,所以a-t图像在横轴上、下方与横轴围成的面 积之比为2：1，故D正确.] 4.D[由题意知PQ进入磁场后做匀速运动，则由平衡条 件得安培力为F=mgsin0,又因为F=BIL=B巴，解 2R 得会局棒连定为一得器电流为1=置因为会易特 从释放到刚进入磁场时做匀加速直线运动，由牛顿第二 定律知mgsin30=ma,所以加建时间为1一品，由题意 知当PQ到达cd时，MN刚好到达ab,即金属棒穿过磁 场的时间等于进入磁场前的加速时间，且MN在磁场中 的运动情况和PQ一致，故MN通过磁场过程中，PQ上 产生的然耳热为Q=,解开Q=器，故 选D.] 5.AD[线框和重物组成的系统机械能守恒，有4 ngLsin0 =(m十m),解得。=2工，故A正确：报据平 5 衡条件，对线框有F,=F=B巴，对重物有F, R msn9,联立得得B=二√0迟，故B错买：固线 1 L 框恰好能够完全匀速通过磁场区域，根据能量守恒定律 可得W电=4mg×2Lsin日=4mgL,故C错误；线框cd边在进 △= 入磁场的过程中，通过线框横藏面的电荷量为q= BL,联立方程，解得q ml5g,故D正确.] R |物理 6.AB[作出B-x图像如图所示， 2B Bo -L-↓0 2 根搭题意知，在0心<号区域，导体排所空安培力大小F: =BL=2B。Ix,根据左手定则可知安培力方向始终指向x =0处，令2B,I=k,故导体棒所受外力满足F=一kx,同理， 导体棒在一台<<0区诚也满足上=一，则学体棒在 号<≤号区城微药瑞运动，A正确：等休棒从上=0到 台根据动能定理有F·子=合m,其中F。 强1专0型展立可得 L 2 B亚，B正确：对子 简谐运动，从平衡位置运动到最大位移处所用时间为1一车 T 2B。I 一元由上分析可知√m与速度无关，故初速度变 为0.5，对导体棒的速度第一次变为0所需时间没有影响， C错误：若初速度变为1.5a由动能定理上，·号=名m 150)-之可知学体捧运动到x=号处建度为 6 >%根据对称性知导体棒从江一号处运功到x=L处 克服安培力做功为子m<子m心，即导体棒运动到x=L 处时速度不为0，导体棒将继续向右运动离开磁场，故导体 棒不会以两磁场交界线为中心做往复运动，D错误.] :解析，)由法拉第电磁感应定律E=△中奶： △t△t 0281x号×1v=0.5V, 1-0 由闭合电路欧姆定律可知，0~一1s内线框中的感应电流大小 E 为1=R =0.1A, 由图(b)可知，t=0.5s时磁感应强度大小为B。.=0.15T, 所以此时导线框ad边受到的安培力大小为F=B。;I,L= 0.15×0.1×1N=0.015N; (2)0~1s内线框内的感应电流大小为I1=0.1A,根据楞次 定律及安培定则可知感应电流方向为顺时针，由图()可知 1一2s内的感应电流大小为I2=0.2A, 方向为逆时针，根据欧姆定律可知1~2s内的感应电动势 大小为E,=IR=0.1V, 由法拉第电磁感应定律E=△ΦAB·2 -=0.1V △t 可知1~2s内磁感应强度的变化率为9=B一B △t △t =0.2T/s, 解得t=2s时磁感应强度大小为B=03T, 36 方向垂直于纸面向里，故1一2s的磁感应强度随时间变化 图为 ↑BT 0.3 0.2 0.1 09 1 2 t/s (3)由动量定理可知-BIL△=m一m, 其中g=1t ER R 联立解得ad经过磁场边界的速度大小为=0.01m/s, B/T 0.3 0.2 答案：(1)0.015N(2) 0.1 0 1 2 t/s (3)0.01m/s 微专题4动量观点在电磁感应中的应用 1.A[正方形导线框，以初速度0=1m/s进入该区域，从导 线框进入该区域到最终停下来过程，根据动量定理得一BL NB正。·△1三B及=0一，解得线框在磁场 R 中运动的距离为x=24m,由于线框进出磁场都郝受 到安培力作用，线框在磁场中做减速运动，则从减速到停下 时穿过磁场区城的个数为”=元=2.4，则该线框能字过的 磁场区域个数为2，故A正确.] 2.BD[导体棒获得最大速度时，导体棒受力平衡，有mg= F&=Bd,解得1=1A,又由E=Bd,1=宗解得a 10m/s,故A错误，B正确；在下落0.29m的过程中有E= 0,1-景9=1，可知g=架共中40=△S·B=0.2× E 0.29×0.5Wb=0.029Wb,解得g=2.9×10C,故C错误： 由动量定理有(mg一BId)t=,通过导体棒的电荷量为 五=0可得。=一话，代入数易解得 =2.21m/s,故D正确.」 3.AD[t=t。时刻，设金属杆ab的速度大小为'，对两杆整 体，由动量定理得F=m十m,解得d=一U,选项A m 正确；从t=0到t=t。时间内，对于金属杆ab,由动量定理得 B1=mg=亚，则流过会属杆a山的电荷量为g=院 二m四，选项B错误；最终两金属杆达到共同速度%，由 BL 动量守恒定律得u十w=2心：，设通过回路的电荷量为 ,有BL=m:设最终两会属杆的同距为：有一架 _,展立每得=5十器选项C储误，D三] 4.AC[从A到M的过程中，导体棒向右匀速运动，设某时刻 接入电路的导体棒长度为L',则有感应电动势E=BL, 导体棒接入电路的电阻为R=Lr, 6