【备考2022】2022高考物理 （真题 模拟新题分类汇编） 电磁感应.docx

1、电磁感应L1电磁感应现象、楞次定律图X21122022湖北省孝感市二统 如图X211所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，直径与磁场宽度相同的金属圆形线框以一定的初速度斜向匀速通过磁场在必要的时间段内施加必要的水平拉力保证其匀速运动，则()A金属框内感应电流方向先逆时针再顺时针B金属框内感应电流经历两次先增大后减小C水平拉力方向与速度同向D水平拉力方向与速度方向无关2ABD解析 金属圆形线框的磁通量先增加后减少，由楞次定律可知框内感应电流方向先逆时针再顺时针，选项A正确；由切割有效长度为直径时最大，可知金属框产生的感应电动势经历两次先增大后减小的过程，选项B正确；水平拉力方向与安培力的方向相反；

2、水平拉力方向与速度方向无关，选项C错误，选项D正确19L12022新课标全国卷 在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用下列叙述符合史实的是()A奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系B安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子环流假说C法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流D楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化19ABD解析 奥斯特观察到电流的磁效应，表明电流可以产生磁场，揭示了电与磁的联系，A正确；安培根据

3、通电螺线管和条形磁铁磁场的相似性，提出了分子环流假说，符合物理史实，B正确；法拉第发现处于变化的磁场中的闭合线圈中会产生感应电流，C错误；D项的叙述符合楞次定律的发现过程，D正确12L1、J1、E62022天津卷 超导现象是20世纪人类重大发现之一，日前我国已研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并成功示范运行(1)超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零，这种性质可以通过实验研究将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圆环平面向上，逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场，若此后环中的电流不随时间变化，则表明其电阻为零请指出自上往下看环中电流方向，并说明理由(2

4、)为探究该圆环在超导状态的电阻率上限，研究人员测得撤去磁场后环中电流为I，并经一年以上的时间t未检测出电流变化实际上仪器只能检测出大于I的电流变化，其中II，当电流的变化小于I时，仪器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化设环的横截面积为S，环中定向移动电子的平均速率为v，电子质量为m、电荷量为e.试用上述给出的各物理量，推导出的表达式(3)若仍使用上述测量仪器，实验持续时间依旧为t，为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限的准确程度更高，请提出你的建议，并简要说明实现方法12解析 (1)逆时针方向撤去磁场瞬间，环所围面积的磁通量突变为零，由楞次定律可知，环中电流的磁场方向应与原磁场

5、方向相同，即向上由右手螺旋定则可知，环中电流的方向是沿逆时针方向(2)设圆环周长为l、电阻为R，由电阻定律得R设t时间内环中电流释放焦耳热而损失的能量为E，由焦耳定律得E I2Rt设环中单位体积内定向移动电子数为n，则InevS式中n、e、S不变，只有定向移动电子的平均速率的变化才会引起环中电流的变化电流变化大小取I时，相应定向移动电子的平均速率变化的大小为v，则IneSv设环中定向移动电子减少的动能总和为Ek，则EknlS由于II，可得EkI根据能量守恒定律，得EEk联立上述各式，得(3)由看出，在题设条件限制下，适当增大超导电流，可以使实验获得 的准确程度更高，通过增大穿过该环的磁通量变化

6、率可实现增大超导电流L2法拉第电磁感应定律、自感52022福建省宁德市质检 如图X214所示，电路中的A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器当开关S断开与闭合时，A、B灯泡发光情况是()图X214AS刚闭合后，A灯亮一下又逐渐变暗，B灯逐渐变亮BS刚闭合后，B灯亮一下又逐渐变暗，A灯逐渐变亮CS闭合足够长时间后，A灯和B灯一样亮DS闭合足够长时间后再断开，B灯立即熄灭，A灯逐渐熄灭5A解析 S刚闭合后，A灯亮一下又逐渐变暗，B灯逐渐变亮，选项A正确，选项B错误；S闭合足够长时间后，A灯熄灭，B灯亮S闭合足够长时间后再断开，电容器C通过B灯放

7、电，B灯逐渐熄灭，由于L产生自感电动势，与A灯构成闭合电路，A灯逐渐熄灭，选项C、D错误17L22022全国卷 纸面内两个半径均为R的圆相切于O点，两圆形区域内分别存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化一长为2R的导体杆OA绕O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为.t0时，OA恰好位于两圆的公切线上，如图所示，若选取从O指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是()17C解析 只研究金属棒向右转动90的一段过程即可：切割磁感线的有效长度L2Rsint，感应电动势EBLvBL(L)B(2Rsint)22BR2sin2t，可见感

8、应电动势应该按照三角函数的规律变化，可以排除A和B，再根据右手定则，金属棒刚进入磁场时电动势为正，可排除D，只有C正确17L22022北京卷 如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1E2分别为()Aca，21Bac，21Cac，12 Dca，1217C解析 由右手定则可知，导体棒MN中产生的电流的方向为NM，所以流过R的电流的方向为ac，选项A、D错误由EBLv可知，两次产生的电动势之比为12，

9、选项B错误，选项C正确15L22022浙江卷 磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其Et关系如右图所示如果只将刷卡速度改为，线圈中的Et关系图可能是()15D解析 磁卡磁条的磁化区通过检测线圈时，检测线圈中产生动生电动势，当刷卡速度由v0变成时，动生电动势的大小由EBlv0变为E；刷卡器的长度一定，当刷卡速度由v0变成时，刷卡时间由t0变为2t0，故D选项正确16L22022新课标全国卷 如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(dL)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的

10、一边平行，磁场方向竖直向下导线框以某一初速度向右行动t0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域下列vt图像中，可能正确描述上述过程的是()16D解析 由于线框在进入磁场过程要切割磁感线而产生感应电流，故线框受到安培力的作用做减速运动，A错误；安培力F安，因v在减小，故F安在减小，加速度a在减小，即线框进入磁场过程做加速度减小的变减速运动，B错误；由于dL，若线框完全进入磁场中仍有速度，则线框将会在磁场中做匀速运动直至右边滑出磁场，线框出磁场过程仍做加速度减小的减速运动，C错误，D正确. L3电磁感应与电路的综合12022安徽省池州市期末 一足够长的铜管竖直放置，将一截

11、面与铜管的内截面相同、质量为m的永久磁铁块由管上端口放入管内，不考虑磁铁与铜管间的摩擦，磁铁的运动速度可能是()A逐渐增大到定值后保持不变B逐渐增大到一定值时又开始减小，然后又越来越大C逐渐增大到一定值时又开始减小，到一定值后保持不变D逐渐增大到一定值时又开始减小到一定值之后在一定区间变动图X2211A解析 永久磁铁块由管上端口放入管内下落，速度增大，在铜管中产生感应电流，铜管阻碍磁铁下落，磁铁速度逐渐增大到定值后保持不变，选项A正确72022河南郑州市一模 如图X229所示，在xOy平面内有一扇形金属框abc，其半径为r，ac边与y轴重合，bc边与x轴重合，且c为坐标原点，ac边与bc边的电

12、阻不计，圆弧ab上单位长度的电阻为R.金属杆MN长度为L，放在金属框abc上，MN与ac边紧邻磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直并充满平面现对MN杆施加一个外力(图中未画出)，使之以c点为轴顺时针匀速转动，角速度为.求：图X229(1)在MN杆运动过程中，通过杆的电流I与转过的角度间的关系；(2)整个电路消耗电功率的最小值是多少？7(1)(2)解析 (1)电路中感应电动势EBr2设金属杆的电阻为R0，则电路总电阻R总R0R0杆中电流I与杆转过的角度的关系为I.(2)由于总电阻R总R0，圆弧总长度rr是定值，所以，当rr时，即时，总电阻R总有最大值此时，R总R0.此时，电路消耗电功率的最小值

13、是P.17L32022新课标全国卷 如图，在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨空间存在垂直于纸面的均匀磁场用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是()A BCD17A解析 考查电磁感应中的图像问题，此类问题应设法找纵轴与横轴的函数解析式设金属棒单位长度电阻为R0，bac2，则当MN棒切割磁感线的长度为L时，产生的感应电动势EBLv，回路的总电阻RR0(L)，电路中的电流i，即i与t无关，A正确7J2、L32022四川卷

14、如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为Bkt(常量k0)回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1R0、R2.闭合开关S，电压表的示数为U，不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则()AR2两端的电压为B电容器的a极板带正电C滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍D正方形导线框中的感应电动势为kL27AC解析 R2先与滑动变阻器右半部分并联，后与左半部分串联，再与R1串联，R2所在并联电路的电阻占外电阻的，故R2两端的电压为，A对；通过R2的电流与通过滑动变阻器右半部分的电流相等，故通过滑动变阻器左

15、半部分的电流是通过R2的电流的2倍，其热功率是R2的4倍，滑动变阻器右半部分又与R2的热功率相等，所以滑动变阻器的热功率是R2的5倍，C对；由楞次定律、安培定则可判断a极板带负电，B错；由法拉第电磁感应定律得EkS，其中回路面积为圆的面积，所以感应电动势为kr2，D错13L3 L42022江苏卷 (15分)如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直已知线圈的匝数N100，边长ab1.0 m、bc0.5 m，电阻r2 .磁感应强度B在01 s内从零均匀变化到0.2 T在15 s内从0.2 T均匀变化到0.2 T，取垂直纸面向里为磁场的正方向 .求：(1)0.5 s时线圈内感

16、应电动势的大小E和感应电流的方向；(2)在15 s内通过线圈的电荷量q；(3)在05 s内线圈产生的焦耳热Q.13解析 (1)感应电动势E1磁通量的变化1 B1S 解得E1N代入数据得E110 V感应电流的方向为adcba(2)同理可得E2N感应电流I2电量qI2t2 解得qN代入数据得q10 C.(3)01 s内的焦耳热Q1Irt1且I115 s内的焦耳热Q2Irt2 由QQ1Q2，代入数据得Q100 JL4电磁感应与力和能量的综合3L42022天津卷 如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两

17、次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则()AQ1Q2，q1q2BQ1Q2，q1q2CQ1Q2，q1q2 DQ1Q2，q1q23A解析 线框上产生的热量与安培力所做的功相等，WFL1，FBIL，I，EBLv，由以上四式得QWFL1L1L，由数学表达式可以看出，切割磁感线的导线的长度L越长，产生的热量Q越多；通过导体横截面的电荷量qItt，与切割磁感线的导线的长度L无关，A正确7L42022重庆卷 (15分)小明在研究性学习中

18、设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如图所示在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的读数为G1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R.若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的读数为G2，铜条在磁场中的长度为L.(1)判断铜条所受安培力的方向，G1和G2哪个大？(2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小7解析 (1)当铜条AB向下运动时，根据右手定则可判断电流方向为BA，那么通电导线在磁场中也会受到安培力的作用再根据左手定则，可判断安培力的方向

19、竖直向上在铜条AB静止时，没有感应电流，也就不受安培力的作用，此时的G1就是磁铁的的重力当铜条AB向下运动时，它受到安培力的方向竖直向上，根据牛顿第三定律，磁铁也受到向下的安培力的作用，那么，G2就是重力和安培力的合力，即G2G1.(2)由(1)分析可知安培力的大小 FG2G1感应电动势 EBLv，安培力的大小 FBIL由闭合电路的欧姆定律知 I，即FBILG2G1解之得B.25K1、E1、L42022浙江卷 (22分)为了降低潜艇噪音，提高其前进速度，可用电磁推进器替代螺旋桨潜艇下方有左、右两组推进器，每组由6个相同的、用绝缘材料制成的直线通道推进器构成，其原理示意图如下在直线通道内充满电阻

20、率0.2 m的海水，通道中abc0.3 m0.4 m0.3 m的空间内，存在着由超导线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B6.4 T、方向垂直通道侧面向外磁场区域上、下方各有ab0.3 m0.4 m的金属板M、N，当其与推进器专用直流电源相连后，在两板之间的海水中产生了从N到M，大小恒为I1.0103 A的电流，设该电流只存在于磁场区域不计电源内阻及导线电阻，海水密度m1.0103 kg/m3.(1)求一个直线通道推进器内磁场对通电海水的作用力大小，并判断其方向(2)在不改变潜艇结构的前提下，简述潜艇如何转弯？如何“倒车”？(3)当潜艇以恒定速度v030 m/s前进时，海水在出口处相对于推进器的速

21、度v34 m/s，思考专用直流电源所提供的电功率如何分配，求出相应功率的大小25解析 (1)将通电海水看成导线，所受磁场力FIBL代入数据得：FIBc1.01036.40.3 N1.92 N用左手定则判断磁场对海水作用力方向向右(或与海水出口方向相同)(2)考虑到潜艇下方有左、右2组推进器，可以开启或关闭不同个数的左、右两侧的直线通道推进器，实施转弯改变电流方向，或者磁场方向，可以改变海水所受到磁场力的方向，根据牛顿第三定律，使潜艇“倒车”(3)电源提供的电功率中的第一部分：牵引功率P1F牵v0根据牛顿第三定律：F牵12IBL当v030 m/s时，代入数据得：P1F牵v0121.9210330

22、 W6.9105 W第二部分：海水的焦耳热功率对单个直线推进器，根据电阻定律：R代入数据得：R0.2 0.5 由热功率公式，PI2R代入数据得：P单I2R5.0105 WP2125.0105W6.0106 W第三部分：单位时间内海水动能的增加值设t时间内喷出的海水质量为mP312考虑到海水的初动能为零，kkmvmmbcv水对地tP31212mbcv4.6104 W18l42022福建卷 如图，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO平行，线框平面与磁场方向垂直设OO下方磁场

23、区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律()18A解析 当线圈匀速进入磁场时，由mg得匀速运动的速度v0.设ab边刚进入磁场时的速度为v，(1)当vv0时，因mg，则线圈做减速运动，且由mgma可知加速度a在减小，当a0时速度达到最小并保持匀速运动，A不可能，B可能；(2)当vv0时，因mg，则线圈匀速进入磁场，D可能；(3)当vv0时，因mg，则线圈继续做加速运动，且由mgma可知加速度a在减小，在a0前速度可以一直增大，C可能13L3 L42022江苏卷 (15分)如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直已知线圈的匝

24、数N100，边长ab1.0 m、bc0.5 m，电阻r2 .磁感应强度B在01 s内从零均匀变化到0.2 T在15 s内从0.2 T均匀变化到0.2 T，取垂直纸面向里为磁场的正方向 .求：(1)0.5 s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向；(2)在15 s内通过线圈的电荷量q；(3)在05 s内线圈产生的焦耳热Q.13解析 (1)感应电动势E1磁通量的变化1 B1S 解得E1N代入数据得E110 V感应电流的方向为adcba(2)同理可得E2N感应电流I2电量qI2t2 解得qN代入数据得q10 C.(3)01 s内的焦耳热Q1Irt1且I115 s内的焦耳热Q2Irt2 由QQ1Q

25、2，代入数据得Q100 JL5电磁感应综合18L52022山东卷 将一段导线绕成如图甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场中回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是()图甲图乙18B解析 0阶段，由楞次定律可知电流方向是由b到a，由法拉第电磁感应定律得电流大小恒定，由左手定则可知ab边受到的安培力方向水平向左，为负值，安培力大小F安BIL恒定，选项B正确25L52022新课标全国卷 如图，两条平行导轨所在平面与水

26、平地面的夹角为，间距为L.导轨上端接有一平行板电容器，电容为C.导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g.忽略所有电阻让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系25解析(1)设金属棒下滑的速度大小为v，则感应电动势为EBLv平行板电容器两极板之间的电势差为UE设此时电容器极板上积累的电荷量为Q，按定义有C联立式得QCBLv(2)设金属棒的速度大小为v时

27、经历的时间为t，通过金属棒的电流为i.金属棒受到的磁场的作用力方向沿导轨向上，大小为f1BLi设在时间间隔(t，tt)内流经金属棒的电荷量为Q，按定义有iQ也是平行板电容器极板在时间间隔(t，tt)内增加的电荷量由式得QCBLv式中，v为金属棒的速度变化量按定义有a金属棒所受到的摩擦力方向斜向上，大小为f2N式中，N是金属棒对于导轨的正压力的大小，有Nmgcos金属棒在时刻t的加速度方向沿斜面向下，设其大小为a，根据牛顿第二定律有mgsinf1f2ma联立至式得ag由式及题设可知，金属棒做初速度为零的匀加速运动t时刻金属棒的速度大小为vgt16L52022安徽卷 如图所示，足够长平行金属导轨倾

28、斜放置，倾角为37，宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 .一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2 kg，接入电路的电阻为1 ，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2，sin370.6)()A2.5 m/s1 W B5 m/s1 WC7.5 m/s9 W D15 m/s9 W16B解析 本题考查电磁感应、力的平衡条件、电功率概念等知识导体棒MN沿导轨下滑过程中受重力mg、支持力FN、摩擦力Ff和安培力F安四个力作用MN由静止开始下滑后，速度变大，感应电动势变大，感应电流变大，安培力变大，加速度变小，这是个变加速过程当加速度减小到a0时，其速度即增到最大vvm，此时MN处于平衡状态，以后将以速度vm匀速下滑，电流恒定，小灯泡稳定发光由法拉第电磁感应定律，有EBLvm，且I，F安ILB，可得F安.以MN为研究对象，对MN所受的力进行正交分解，根据平衡条件，有：mgsinmgcosF安，解得vm5m/s，小灯泡消耗的电功率PI2RLRL1 W，选项B正确