2019年高考物理 真題和模擬題分項(xiàng)匯編 專題12 電磁感應(yīng)（含解析）

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1、電磁感應(yīng) 1．（2019·新課標(biāo)全國(guó)Ⅰ卷）空間存在一方向與直面垂直、大小隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界如圖（a）中虛線MN所示，一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為ρ、橫截面積為S，將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心O在MN上。t=0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖（a）所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖（b）所示，則在t=0到t=t1的時(shí)間間隔內(nèi) A．圓環(huán)所受安培力的方向始終不變 B．圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時(shí)針?lè)较? C．圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為 D．圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為 【答案】BC 【解析】AB、根據(jù)B-t圖象，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流方向一直為順時(shí)針，但在t0時(shí)刻，磁場(chǎng)

2、的方向發(fā)生變化，故安培力方向的方向在t0時(shí)刻發(fā)生變化，則A錯(cuò)誤，B正確； CD、由閉合電路歐姆定律得：，又根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：，又根據(jù)電阻定律得：，聯(lián)立得：，則C正確，D錯(cuò)誤。故本題選BC。 2．（2019·新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ卷）如圖，兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌固定，所在平面與水平面夾角為θ，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。虛線ab、cd均與導(dǎo)軌垂直，在ab與cd之間的區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將兩根相同的導(dǎo)體棒PQ、MN先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放，兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知PQ進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度變小恰好為零，從PQ進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，到MN離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)橹?，流過(guò)PQ的電流隨時(shí)間變化的圖像

3、可能正確的是 【答案】AD 【解析】于PQ進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度為零，AB．若PQ出磁場(chǎng)時(shí)MN仍然沒(méi)有進(jìn)入磁場(chǎng)，則PQ出磁場(chǎng)后至MN進(jìn)入磁場(chǎng)的這段時(shí)間，由于磁通量φ不變，無(wú)感應(yīng)電流。由于PQ、MN同一位置釋放，故MN進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)與PQ進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度相同，所以電流大小也應(yīng)該相同，A正確B錯(cuò)誤；CD．若PQ出磁場(chǎng)前MN已經(jīng)進(jìn)入磁場(chǎng)，由于磁通量φ不變，PQ、MN均加速運(yùn)動(dòng)，PQ出磁場(chǎng)后，MN由于加速故電流比PQ進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)電流大，故C正確D錯(cuò)誤。 3．（2019·新課標(biāo)全國(guó)Ⅲ卷）楞次定律是下列哪個(gè)定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)？ A．電阻定律 B．庫(kù)侖定律 C．歐姆定律 D．能量守恒定

4、律 【答案】D 【解析】楞次定律指感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)的磁通量的變化,這種阻礙作用做功將其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)楦袘?yīng)電流的電能,所以楞次定律的阻礙過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。 4．（2019·新課標(biāo)全國(guó)Ⅲ卷）如圖，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，兩相同的光滑導(dǎo)體棒ab、cd靜止在導(dǎo)軌上。t=0時(shí)，棒ab以初速度v0向右滑動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，兩者速度分別用v1、v2表示，回路中的電流用I表示。下列圖像中可能正確的是 【答案】AC 【解析】ab棒向右運(yùn)動(dòng)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，則受到向左的安培力，從

5、而向左做減速運(yùn)動(dòng)，；金屬棒cd受向右的安培力作用而做加速運(yùn)動(dòng)，隨著兩棒的速度差的減小安培力減小，加速度減小，當(dāng)兩棒速度相等時(shí)，感應(yīng)電流為零，最終兩棒共速，一起做勻速運(yùn)動(dòng)，故最終電路中電流為0，故AC正確，BD錯(cuò)誤。 5．（2019·天津卷）單匝閉合矩形線框電阻為，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線框的磁通量與時(shí)間的關(guān)系圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 A．時(shí)刻線框平面與中性面垂直 B．線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為 C．線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功為 D．從到過(guò)程中線框的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 【答案】BC 【解析】由圖像可知時(shí)刻線圈的磁通量最大，因此此時(shí)線圈處于中性面位置，因此

6、A錯(cuò)誤；由圖可知交流電的周期為T，則，由交流電的電動(dòng)勢(shì)的最大值為，則有效值為，故B正確，線圈轉(zhuǎn)一周所做的功為轉(zhuǎn)動(dòng)一周的發(fā)熱量，，故C正確；從0時(shí)刻到時(shí)刻的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，故D錯(cuò)誤。 6．（2019·山東省濰坊市高三高考第三次模擬考試）如圖，將三根長(zhǎng)度、電阻都相同的導(dǎo)體棒首尾相接，構(gòu)成一閉合的等邊三角形線框，a、b、c為三個(gè)頂點(diǎn)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于線框平面。用導(dǎo)線將a、c兩點(diǎn)接入電流恒定的電路中，以下說(shuō)法正確的是 A．線框所受安培力為0 B．a(chǎn)c邊與ab邊所受安培力的大小相等 C．a(chǎn)c邊所受安培力是ab邊所受安培力的2倍 D．a(chǎn)c邊所受安培力與ab、bc邊所受安培力的合力大小相等

7、【答案】C 【解析】設(shè)總電流為I，則ac中的電流為，abc支路的電流為，若磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，則由左手定則可知，ac受安培力向上，ab和bc受安培力分別是斜向左上和右上方，可知線框所受安培力不為0，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)F=BIL可知，ac邊所受安培力，ab、bc邊所受安培力均為，則ac邊所受安培力是ab邊所受安培力的2倍；ab、bc邊所受安培力的夾角為120°，則合力為，則ac邊所受安培力與ab、bc邊所受安培力的合力大小不相等，選項(xiàng)C正確，BD錯(cuò)誤。 7．（2019·東北三省四市高考二模）如圖所示，一個(gè)各短邊邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)，長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)為3L的線框，勻速通過(guò)寬度為L(zhǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于紙

8、面，線框沿紙面運(yùn)動(dòng)，開(kāi)始時(shí)線框右側(cè)短邊ab恰好與磁場(chǎng)左邊界重合，此過(guò)程中最右側(cè)短邊兩端點(diǎn)a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差Uab隨時(shí)間t變化關(guān)系圖象正確的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】0～L過(guò)程中，ab邊切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1＝BLv，a點(diǎn)電勢(shì)高于b，則Uab＝BLv；L～2L過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2＝2BLv，a點(diǎn)電勢(shì)低于b，則Uab＜0；2L～3L過(guò)程中，最左邊切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E3＝3BLv，a點(diǎn)電勢(shì)高于b，則Uab＝×3BLv＝BLv，故D正確，ABC錯(cuò)誤。 8．（2019·北京市通州區(qū)高考物理二模）課堂上，老師演示了一個(gè)有趣的電磁現(xiàn)象：將一鋁管豎立，把一

9、塊直徑比鋁管內(nèi)徑小一些的圓柱形的強(qiáng)磁鐵從鋁管上端由靜止釋放，強(qiáng)磁鐵在鋁管中始終與管壁不接觸?？梢杂^察到，相比強(qiáng)磁鐵自由下落，強(qiáng)磁鐵在鋁管中的下落會(huì)延緩許多。下課后，好奇的小明將一塊較厚的泡沫塑料墊在電子秤上，再將這個(gè)鋁管豎直固定在泡沫塑料上（用以消除電子秤內(nèi)部鐵磁性材料與磁鐵相互作用的影響），如圖所示，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作。在強(qiáng)磁鐵由靜止釋放至落到泡沫塑料上之前，關(guān)于強(qiáng)磁鐵的運(yùn)動(dòng)和受力情況，下列情況可能發(fā)生的是 A．先加速下落后減速下落 B．始終做加速運(yùn)動(dòng)，且加速度不斷增大 C．所受合力方向豎直向上 D．所受鋁管對(duì)它的作用力越來(lái)越大 【答案】D 【解析】A、強(qiáng)磁鐵在下落的過(guò)程中，鋁

10、管切割磁感線產(chǎn)生感生電流，受到磁鐵所給的向下安培力作用，磁鐵受到向上的安培力反作用力。初始階段，磁鐵的速度較小，在鋁管中產(chǎn)生的安培力較小，磁鐵受到的向下重力大于向上的安培力反作用力，于是向下做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。如果鋁管足夠長(zhǎng)，磁鐵的加速度減小到零，此時(shí)磁鐵受到的向下重力等于向上的安培力反作用力，之后磁鐵向下做勻速運(yùn)動(dòng)。A、B均錯(cuò)誤；C、由以上分析可知，如果鋁管足夠長(zhǎng)，強(qiáng)磁鐵在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，所受合力方向先豎直向下后減為零，C錯(cuò)誤；D、由于強(qiáng)磁鐵在鋁管中運(yùn)動(dòng)的速度越來(lái)越大，鋁管切割磁感線產(chǎn)生感生電流越來(lái)越大，受到磁鐵所給的向下安培力越來(lái)越大，鋁管對(duì)強(qiáng)磁鐵的安培力反作用力也隨之越來(lái)越大，這是強(qiáng)磁鐵

11、落到泡沫塑料上時(shí)還沒(méi)有達(dá)到最大速度或者剛好達(dá)到最大速度的情況，D正確。 9．（2019·山東省濰坊市教科院高三高考模擬）如圖甲所示，絕緣的水平桌面上放置一金屬圓環(huán)，在圓環(huán)的正上方放置一個(gè)螺線管，在螺線管中通入如圖乙所示的電流，電流從螺線管a端流入為正。以下說(shuō)法正確的是 A．0~1 s內(nèi)圓環(huán)面積有擴(kuò)張的趨勢(shì) B．1 s末圓環(huán)對(duì)桌面的壓力小于圓環(huán)的重力 C．1~2 s內(nèi)和2~3 s內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向相反 D．從上往下看，0~2 s內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流先沿順時(shí)針?lè)较?、后沿逆時(shí)針?lè)较? 【答案】D 【解析】0~1 s線圈中電流增大，產(chǎn)生的磁場(chǎng)增大，金屬環(huán)中磁通量增大，有面積縮小趨勢(shì)，

12、故A錯(cuò)誤；1 s末金屬環(huán)中感應(yīng)電流最大，但螺線管中電流為零，沒(méi)有磁場(chǎng)，與金屬環(huán)間無(wú)相互作用，所以1 s末圓環(huán)對(duì)桌面的壓力等于圓環(huán)的重力，故B錯(cuò)誤；1~2 s正方向電流減小，2~3 s反向電流增大，根據(jù)楞次定律，金屬環(huán)中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向不變，感應(yīng)電流方向不變，故C錯(cuò)誤；0~1 s線圈中電流增大，產(chǎn)生的磁場(chǎng)增大，金屬環(huán)中磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，從上往下看，0~l s內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较颍? s~2 s線圈中電流減小，產(chǎn)生的磁場(chǎng)減弱，金屬環(huán)中磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，從上往下看，1 s~2 s內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较颍还蔇正確。 10．（2019·北京市101中學(xué)三模）

13、圖甲的銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤的邊緣接觸。閉合電鍵S，給銅盤一個(gè)初動(dòng)能，銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向和所處磁場(chǎng)如圖乙所示，不計(jì)一切摩擦和空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是 A．通過(guò)圓盤平面的磁通量增加 B．通過(guò)電阻R的電流方向向下 C．?dāng)嚅_(kāi)電鍵S，圓盤將減速轉(zhuǎn)動(dòng) D．?dāng)嚅_(kāi)電鍵S，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 【答案】C 【解析】A．由于磁感線的條數(shù)不變，故銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，穿過(guò)銅盤的磁通量不變，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)右手定則可知，電流從D點(diǎn)流出，流向C點(diǎn)，因此通過(guò)電阻R的電流方向向上，故B錯(cuò)誤；CD．圓盤看成無(wú)數(shù)金屬棒組成，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中切割磁感線形成電流，在磁場(chǎng)中的

14、每一條金屬棒受安培力阻礙棒的運(yùn)動(dòng)，所以斷開(kāi)電鍵S，圓盤將減速轉(zhuǎn)動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤。 11．（2019·江蘇省南京師范大學(xué)附屬中學(xué)高三5月模擬）如圖所示，一等腰三角形閉合金屬框架置于與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直的平面內(nèi)，其底邊與磁場(chǎng)右邊界平行，在把框架從磁場(chǎng)中水平向右勻速拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中，下列關(guān)于拉力F隨框架頂點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)右邊界距離x變化的圖象中，正確的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】設(shè)等腰三角形的頂角為，此過(guò)程產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：，感應(yīng)電流為，線框受到的安培力為，線框做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件可得：，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知D選項(xiàng)正確，ABC錯(cuò)誤。 12．（2019·遼寧省遼

15、陽(yáng)市高考物理二模）如圖所示，矩形導(dǎo)線框abcd與固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線AC在粗糙的水平絕緣桌面上，ab∥AC。若導(dǎo)線AC中通有交變電流i＝2cos10πt（A），規(guī)定水平向右為電流的正方向，線框始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說(shuō)法正確的是 A．該交變電流的有效值為2 A B．t＝0.1 s時(shí)，線框中沒(méi)有感應(yīng)電流 C．t＝0.075 s時(shí)，線框受到的靜摩擦力方向垂直指向AC D．t＝0.05 s時(shí)，線框受到的靜摩擦力最大 【答案】BC 【解析】該交流電的周期T＝＝0.2 s，電流隨時(shí)間變化情況如圖所示： 依據(jù)正弦式交流電的有效值與最大值的關(guān)系可知，，故A錯(cuò)誤；當(dāng)t＝0.1 s時(shí)，則直導(dǎo)線中交變電流i＝2cos10πt（A）＝﹣2A，此時(shí)電流的變化率為零，那么線框中沒(méi)有感應(yīng)電流，故B正確；當(dāng)t＝0.075s時(shí)，電流正向在增大，根據(jù)楞次定律可知線框受到的安培力方向垂直于AC向外，根據(jù)平衡條件可得線框受到的靜摩擦力方向垂直指向AC，故C正確；t＝0.05 s時(shí)，通電電流為零，導(dǎo)線和線框之間沒(méi)有安培力，則摩擦力為零，故D錯(cuò)誤。故選BC。 9