贵州高考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-10电磁感应

贵州高考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-10电磁感应

一、单选题

1．（2020·贵州铜仁·统考二模）如图，间距为L的平行金属导轨之间存在垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，极板间距为d的平行板电容器与总电阻为2R0的滑动变阻器通过平行导轨连接，电阻为R0的导体棒MN可在外力的作用下，沿导轨从左向右做匀速直线运动，当滑动变阻器的滑动触头位于a、b的中点位置，导体棒MN的速度为v0时，位于电容器中P点的带电油滴恰好处于静止状态，若不计一切摩擦和平行导轨及导线的电阻，重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　）

A．油滴带电量为

B．若保持导体棒的速度v0不变，而将滑动触头调到a位置，油滴将向上板运动

C．若保持导体棒的速度v0不变，而将滑动触头由a调到b位置，油滴的电势能不变

D．若保持导体棒的速度v0不变，调节滑动触头到a位置，滑动变阻器消耗的功率最大

2．（2020·贵州·统考模拟预测）如图甲所示，一金属线圈的横截面积为S，匝数为n匝。t=0时刻，磁场平行于线圈轴线向左穿过线圈，其磁感应强度的大小B随时间t变化的关系如图乙所示。则线圈两端a和b之间的电势差Uab（　　）

A．在t=0时刻，Uab=

B．在t=t1时刻，Uab=0

C．从0~t2这段时间，Uab=

D．从0~t2这段时间，Uab=

3．（2021·贵州·统考二模）如图，一足够长通电直导线固定在光滑水平面上，质量是的硬质金属环在该平面上运动，初速度大小为、方向与导线的夹角为，则该金属环最终（　　）

A．做曲线运动，环中最多能产生0.08J的电能

B．静止在平面上，环中最多能产生的电能

C．做匀加速直线运动，环中最多能产生的电能

D．做匀速直线运动，环中最多能产生的电能

4．（2021·贵州六盘水·统考一模）如图所示，导体棒MN和固定导轨Oa、Ob分别由三种不同材料、粗细均匀的导体制成，匀强磁场垂直于Oa、Ob所在的水平面，MN搭放在Oa、Ob上且与Ob垂直。在外力作用下，MN沿Ob方向匀速运动，运动过程中保持与导轨接触良好。从MN运动到图示位置开始计时，则MN受到的安培力大小F随时间变化的图像可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

5．（2021·贵州黔东南·统考一模）如图所示，一等边三角形闭合金属框架置于与匀强磁场方向垂直的光滑绝缘水平面内，其底边与磁场右边界平行，开始时A点在磁场右边界上。在把框架从磁场中水平向右由静止匀加速拉出磁场的过程中，所用拉力为F，到框架顶点A离开磁场右边界的距离为x时，所用时间为t，则下列图像正确的是（　　）

A． B．

C． D．

6．（2022·贵州贵阳·统考模拟预测）如图，长直导线置于等腰梯形金属线框的中位线上，彼此绝缘且分别固定。导线通入由到的电流，当电流随时间线性增大时，线框中（　　）

A．没有产生感应电流 B．有沿逆时针方向的感应电流

C．感应电流逐渐增大 D．金属线框所受的安培力大小不变

7．（2022·贵州黔南·统考模拟预测）如图所示，有一边长开小口且边长为的正三角形的导体，有一导体直杆长为，单位长度电阻均为，正三角形水平放置且固定，内部分布垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，杆平行于正三角形放置，以速度大小为向右匀速运动，杆与三角形始终有两个点接触良好，从左侧与三角形接触点开始运动，则（　　）

A．当杆的有效长度为时，杆产生的电动势为

B．当杆的有效长度为时，杆产生的电动势为

C．当杆的有效长度为时，杆受到的安培力大小为

D．当杆的有效长度为时，杆受到的安培力大小为

8．（2022·贵州黔南·统考模拟预测）两位中学生在北半球沿东西方向站立，把一根电线长为的长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，电线还连接一个负载电阻形成一个闭合的回路，地球的地磁场在北半球的竖直分量向下（未画出），大小为，在此过程中将摇动部分看为半径为的半圆如图所示，俩同学以直径为轴匀速摇动这条电线，转速为，电线、电流计及连接导线的电阻不计，电线的电阻率为，横截面积为，则（　　）

A．感应电动势的最大值为

B．这根电线的电阻为

C．假设开始时半圆与磁感线平行，则转动二分之一周期时负载电阻上产生的热量为

D．假设开始时半圆与磁感线平行，则转动二分之一周期时通过负载电阻上的电荷量为

9．（2022·贵州·统考一模）如图所示，水平放置的粗糙金属框架cdef处于一匀强磁场中，金属棒ab置于框架上且与框架接触良好。从某时刻开始，磁场的磁感应强度均匀增大，在此过程中，金属棒ab保持静止，则（    ）

A．金属棒ab中电流不变，所受摩擦力不变

B．金属棒ab中电流不变，所受摩擦力增大

C．金属棒ab中电流增大，所受摩擦力增大

D．金属棒ab中电流增大，所受摩擦力不变

10．（2022·贵州·统考模拟预测）如图甲所示，在倾角为θ的U形金属导轨上放置一根导体棒MN，开始时导体棒MN处于静止状态。今在导轨所在空间加一个垂直于导轨平面的磁场，图中磁场方向为正方向，磁感应强度大小变化情况如图乙所示，导体棒始终静止。下列关于导体棒在0～t0内受到的摩擦力的大小的说法，正确的是（　　）

A．不断增大 B．不断减小

C．先增大后减小 D．先减小后增大

二、多选题

11．（2020·贵州铜仁·模拟预测）半径为r=0.5m带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面的平行金属板连接，两板间距离为d=5cm，如图甲所示，有变化的磁场垂直于纸面，其变化规律如图乙所示（规定向里为正方向），在t=0时刻平板间中心有一电荷量为+q的微粒由静止释放，运动中粒子不碰板，不计重力作用，则以下说法中正确的是（　　）

A．第2秒内电流方向为顺时针 B．第3秒内电流方向为逆时针

C．第3秒末微粒回到了原位置 D．两极板之间的电场强度大小恒为

12．（2021·贵州毕节·统考二模）如图，已知电阻R1=3Ω、R2=15Ω、R3=60Ω，电容器电容C=20μF，灯泡L1的电阻恒为2Ω，灯泡L2的电阻恒为1Ω，电感线圈L的直流电阻近似为0Ω，自感系数很大，直流电源E=12V，内阻r=4Ω，二极管的正向电阻为R4=12Ω，二极管的反向电阻无穷大，电流表为理想电流表。开关K1闭合，K2断开，以下说法正确的是（　　）

A．理想电流表的示数约为0.63A

B．将一带电微粒（不计重力）放入电容板中点处时，微粒不会运动

C．同时闭合开关K1和K2瞬间，L1和L2同时发光

D．同时闭合开关K1和K2，待电路稳定后，断开K1，则灯泡L1闪亮一下才慢慢熄灭

13．（2021·贵州六盘水·统考一模）如图线圈与电流表连接成闭合电路，将条形磁铁的N极向下插入线圈时，电流表的指针向右偏转。以下推断正确的是（　　）

A．将磁铁的N极从线圈中向上拔出时，电流表的指针向右偏转

B．将磁铁的N极从线圈中向上拔出时，电流表的指针向左偏转

C．将磁铁的S极向下插入线圈时，电流表的指针向左偏转

D．将磁铁的S极向下插入线圈时，电流表的指针向右偏转

14．（2022·贵州贵阳·统考二模）如图所示，两根电阻不计、足够长的平行光滑金属导轨MN，PQ固定在水平面内，间距d＝1m，在导轨间宽度L＝1m的区域有匀强磁场，磁感应强度大小B＝0.5T，方向如图。一根质量，阻值的金属棒b静置在导轨上，现使另一根质量，阻值也为的金属棒a以初速度从左端开始沿导轨滑动，穿过磁场区域后，与b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，则金属棒a（　　）

A．第一次穿过磁场时做匀减速直线运动

B．第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流

C．第一次穿过磁场的过程中克服安培力做的功为0.25J

D．与金属棒b碰撞后瞬间的速度大小为0.5m/s

15．（2022·贵州黔南·统考模拟预测）两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（　　）

A．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g

B．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b

C．金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为F=

D．电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少

三、解答题

16．（2020·贵州铜仁·统考三模）如图所示，螺线管与平行金属导轨M、N以及金属杆CD 组成闭合回路。螺线管匝数n =500匝、阻值R=0.5Ω、线圈面积S=2.5×10-2m2，线圈处在空间分布均匀、方向与线圈平面垂直的磁场B1中。导轨M、N的间距L=0.25m，与水平方向的夹角θ＝53˚，处在磁感应强度大小为B2＝0.5T、方向垂直导轨平面向下的另一匀强磁场中。CD 杆质量m＝5×10-2kg，水平放置在导轨M、N上与导轨垂直接触良好。两磁场区域不重合，导轨M、N和CD杆的电阻均不计。重力加速度g=10m/s2，磁场B1按图乙规律变化时，CD 杆静止在金属导轨上，sin53°=0.8.求：

(1)流过CD杆电流的大小和方向；

(2)CD 杆受到的摩擦力大小。

17．（2020·贵州铜仁·统考二模）如图，两条平行的光滑金属导轨相距L 1m，金属导轨由倾斜与水平两部分组成，倾斜部分足够长且与水平方向的夹角为37°。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中。金属棒EF和MN的质量均为m 0.2kg ，电阻均为R 2Ω。EF置于水平导轨上，MN置于倾斜导轨上，两根金属棒均与导轨垂直且接触良好．现在外力作用下使EF棒以速度v4m / s向左匀速运动，MN棒恰能在倾斜导轨上保持静止状态．倾斜导轨上端接一阻值也为R的定值电阻．（取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8；重力加速度g 10m / s2）

（1）EF向左滑动时，E、F 哪端电势高；

（2）求磁感应强度 B的大小；

（3）若将EF棒固定不动，让MN 棒由静止释放，MN棒沿斜面下滑距离 d=5m时达 到稳定速度的过程中，EF棒中产生的焦耳热。

18．（2021·贵州毕节·统考二模）如图，平行光滑金属双导轨P1Q1M1和P2Q2M2，其中P1Q1和P2Q2为r=0.8m的光滑圆轨道，O1和O2为对应圆轨道的圆心，Q1、Q2在O1、O2正下方且为圆轨道和水平轨道的平滑连接点，Q1M1和Q2M2为足够的水平轨道，水平轨道处于竖直向上的匀强磁场中（磁感应强度B=1T），导轨间距L=1m；两导体棒a、b始终垂直于两导轨且与导轨接触良好；a、b的质量均为1kg，电阻均为1Ω，导轨电阻不计。初始时刻，b静止在水平导轨上，a从与圆心等高的P1P2处静止释放，a、b在以后运动的过程中不会发生碰撞（g=10m/s2）。求：

(1)导体棒a从Q1Q2进入磁场时，导体棒b的加速度为多少？

(2)导体棒a、b稳定时的速度为多少？

(3)整个过程中，通过导体棒b的电荷量为多少？

参考答案：

1．B

【详解】A．导体棒切割磁感线产生的感应电动势

根据闭合电路欧姆定律得

电容器两极板的电压

油滴恰好处于静止状态，所以有

解得，油滴带电量为

故A错误；

B．若保持导体棒的速度v0不变，而将滑动触头调到a位置，外电阻变大，路端电压增大，电容器两极板电压增大，电场力增大，电场力大于重力，油滴将向上板运动，故B正确；

C．若保持导体棒的速度v0不变，而将滑动触头由a调到b位置，外电阻减小，路端电压小，电容器两极板电压减小，油滴的电势能变化，故C错误；

D．若保持导体棒的速度v0不变，外电阻等于内电阻时，也就是当滑动变阻器的滑动触头位于a、b的中点位置，滑动变阻器消耗的功率最大，故D错误。

故选B。

2．C

【详解】由图乙可知，磁感应强度在时间内均匀减小，由法拉第电磁感应定律可知

则

时间内磁感应强度变化率与时间内的相同，则ab两端电势差相等，故ABD错误，C正确。

故选C。

3．D

【详解】金属环在向右上方运动过程中，通过金属环的磁通量减少，根据楞次定律可知金属环受到的安培力会阻碍金属环的运动，直到金属环磁通量不发生变化，即沿着导线的方向运动时，金属环不再受到安培力的作用，此时金属环将沿导线方向做匀速直线运动，金属环只具有竖直方向的速度，根据速度合成与分解规律可知金属环最终做匀速直线运动的速度为

根据能量守恒定律可得，金属环中产生的电能为

所以D正确；ABC错误；

故选D。

4．A

【详解】设棒 MN 在两导轨间的长度为 x，则两导轨接入闭合回路的长度均正比于 x，每段的电阻均正比于 x，故回路的总电阻正比于 x，即 R=kx。

回路中的感应电动势

E=Bxv

电流

安培力

F=Bix

整理得

而

x=x0+vt

所以

选项 A正确；BCD错误；

故选A。

5．D

【详解】由

解得

D正确，ABC错误。

故选D。

6．B

【详解】AB．根据安培定则可知，长直导线上方磁场方向向外，长直导线下方磁场方向向里，由于金属线框处于下方面积大于上方面积，可知整个金属线框的磁通量向里，当电流随时间线性增大时，根据楞次定律可知，线框中有沿逆时针方向的感应电流，A错误，B正确；

C．根据法拉第电磁感应定律

由于电流随时间线性增大，可知磁感应强度变化率为定值，则线框中感应电动势为定值，线框中感应电流为定值，C错误；

D．长直导线电流随时间线性增大，可知直导线电流产生磁场对应的磁感应强度逐渐变大，又线框中感应电流为定值，故金属线框所受的安培力大小逐渐变大，D错误。

故选B。

7．B

【详解】AC．三角形导体边长为，杆平行于导体向右匀速运动过程中，当杆运动到三角形中间时有效长度最大，此时有效长度为

故AC错误；

BD．当杆的有效长度为时，杆产生的电动势为

由于单位长度电阻均为，电路中总电阻是

杆中感应电流为

所以杆受的安培力大小

故B正确，D错误。

故选B。

8．B

【详解】A．摇动导线过程产生正弦式交变电流，导线转动的角速度，感应电动势的最大值为

故错误；

B．由电阻定律可知，导线电阻，故正确；

C．导线转动过程产生正弦式交变电流，感应电动势的有效值为

交变电流的周期，由闭合电路的欧姆定律可知，感应电流的有效值为

转动二分之一周期时负载电阻上产生的热量为

联立解得

故C错误；

D．开始时半圆与磁感线平行，则转动二分之一周期过程穿过回路的磁通量的变化量，由法拉第电磁感应定律可知，平均感应电动势为零，平均感应电流为零，则通过负载电阻上的电荷量为零，故D错误。

故选B。

9．B

【详解】根据法拉第电磁感应定律，可得感应电动势为

磁感应强度均匀增大，则回路中的感应电动势不变，根据闭合电路欧姆定律可得

可知回路中的电流保持不变，即金属棒ab中电流不变，根据受力平衡可得

由于磁感应强度逐渐增大，所以ab棒所受摩擦力逐渐增大，B正确，ACD错误。

故选B。

10．B

【详解】在0～t0内，磁感应强度均匀减小，由法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势恒定，形成的感应电流由M到N，大小恒定，由左手定则可知，安培力F=BIL方向沿斜面向下、随磁感应强度B减小，由平衡条件知，摩擦力不断减小，B正确。

故选B。

11．AD

【详解】A．第2秒内磁感应强度逐渐减小，由楞次定律判断线圈中电流方向为顺时针方向，A正确；

B．第3秒内磁感应强度方向向外，且逐渐增加，由楞次定律判断线圈中电流方向为顺时针方向，B错误；

C．第1s内，线圈中电流方向方向为逆时针方向，带正电粒子受电场力方向向上，粒子向上运动；第2s内，线圈中电流方向方向为顺时针方向，带正电粒子受电场力方向向下，粒子向下运动，回到原来位置；第3s内，线圈中电流方向方向为顺时针方向，带正电粒子受电场力方向向下，粒子继续向下运动，则第3秒末微粒不在原来位置，C错误；

D．由法拉第电磁感应定律可得

电容器两端的电压等于感应电动势

再根据电场强度与电势差的关系

求得

D正确。

故选AD。

12．BD

【分析】考查带电容、电感和二极管的闭合电路动态分析。

【详解】B．二极管和R3串联，R1和R2串联，二极管和R1分压

电容器两端电势相同，放入带电微粒不会运动，故B项错误；

A．由闭合电路欧姆定律，电流表示数

故A项错误；

C．同时闭合开关K1和K2瞬间，L1发光，L2支路由于有电感，故缓缓变亮，C项错误；

D．闭合开关K1和K2电路稳定后，流经L1的电流小于L2的电流，断开K1，流经L1的电流反向、变大，所以灯泡L1闪亮一下才慢慢熄灭，D项正确。

故选BD。

13．BC

【详解】AB．将磁铁的 N 极从上向下插入线圈时，穿过线圈的磁通量增加，线圈内感应电流的磁场方向与原磁场方向（向右）相反，即向上。将磁铁的 N 极从线圈中向上拔出时，穿过线圈的磁通量减少，线圈内感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即向下，故电流表指针的偏转方向向左， A 错误、B 正确；

CD．将磁铁的 S 极从上向下插入线圈时，穿过线圈的磁通量增加，线圈内感应电流的磁场与原磁场方向相反，即向下，电流表指针向左偏转，C 正确、D 错误。

故选BC。

14．BD

【详解】A．金属棒a穿过磁场的过程中受向左的安培力作用，根据

可知随着速度的减小，加速度减小，则金属棒a做加速度减小的减速运动，选项A错误；

B．由右手定则可知，第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流，选项B正确；

C．第一次穿过磁场的过程中由动量定理可知

其中

由动能定理

解得

v=1.5m/s

选项C错误；

D．两棒发生完全弹性碰撞，则

解得

v1=-0.5m/s

v2=1m/s

即a与金属棒b碰撞后瞬间的速度大小为0.5m/s，选项D正确。

故选BD。

15．AC

【详解】A、金属棒刚释放时，弹簧处于原长，弹力为零，又因此时速度为零，没有感应电流，金属棒不受安培力作用，金属棒只受到重力作用，其加速度应等于重力加速度，故A正确；

B、金属棒向下运动时，由右手定则可知，在金属棒上电流方向向右，流过电阻R的电流方向为，故B错误；

C、金属棒速度为时，安培力大小为，，由以上两式得：，故C正确；

D、金属棒下落过程中，由能量守恒定律知，金属棒减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能、金属棒的动能（速度不为零时）以及电阻R上产生的热量，故D错误．

【点睛】释放瞬间金属棒只受重力，加速度为．金属棒向下运动时，根据右手定则判断感应电流的方向．由安培力公式、欧姆定律和感应电动势公式推导安培力的表达式．金属棒下落过程中，金属棒减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能、金属棒的动能（金属棒速度不是零时）和电阻R产生的内能；本题考查分析、判断和推导电磁感应现象中导体的加速度、安培力、能量转化等问题的能力，是一道基础题．

16．(1)，方向由C流向D；(2)

【详解】(1)设螺线管中产生感应电动势为E，流过CD杆电流为I，则由法拉第电磁感应定律可得

①

②

由图乙可知

③

由闭合电路的欧姆定律得

④

由①②③④解得

⑤

由愣次定律推得电流方向由C流向D

 (2)设CD杆受到的安培力为F，摩擦力为f，则

⑥

由共点力力平衡条件可得

⑦

联立⑤⑥⑦可得

17．（1）F端电势高；（2）1.5T；（3）

【详解】（1）F端电势高。

（2）EF棒运动切割磁感线产生感应电动势

电路总电阻为

流过EF棒的电流

对MN棒，由平衡条件得

解得

（3）设MN棒沿倾斜导轨下滑的稳定速度为v，则有

MN棒中电流

对MN棒

解得

根据功能关系有

EF棒中产生的热量

解得

18．(1)2m/s2；(2)2m/s；(3)2C

【详解】(1)如图a导体棒从到，由动能定理得

代入数据得

a刚进入匀强磁场时，由法拉第电磁感应定律得

由闭合电路欧姆定律得

由牛顿第二定律得

代入数据得

(2)当a、b导体棒稳定时，由动量守恒定律得

代入数据得

(3)整个过程中，对b导体棒由动量定理得

代入数据得