2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)試題（全國(guó)通用）專題08電磁感應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用Word版

專題08電磁感應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用一、單選題1．（2022·貴州貴陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè)）如圖，長(zhǎng)直導(dǎo)線置于等腰梯形金屬線框的中位線上，彼此絕緣且分別固定。導(dǎo)線通入由到的電流，當(dāng)電流隨時(shí)間線性增大時(shí)，線框中（）A．沒(méi)有產(chǎn)生感應(yīng)電流 B．有沿逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流C．感應(yīng)電流逐漸增大 D．金屬線框所受的安培力大小不變2．（2022·上海市崇明中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如圖，通電直導(dǎo)線a與圓形金屬環(huán)b位于同一豎直平面內(nèi)，相互絕緣。若b中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，且b受到的安培力合力水平向左，則可推知直導(dǎo)線a中電流的方向和大小變化情況可能是（）A．向上，增大 B．向上，減小C．向下，增大 D．向下，減小3．（2022·江蘇揚(yáng)州·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，豎直平面內(nèi)在A、D兩點(diǎn)各固定一顆光滑釘子，一個(gè)由細(xì)軟導(dǎo)線制成的閉合導(dǎo)線框掛在兩顆釘子上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)線框的電阻為r，圓的半徑為R。從時(shí)刻開(kāi)始，將導(dǎo)線上的C點(diǎn)繞圓心O以恒定角速度從A點(diǎn)沿圓弧移動(dòng)到D點(diǎn)，導(dǎo)線始終繃緊。此過(guò)程導(dǎo)線中（）。A．張力保持不變B．感應(yīng)電流的方向先順時(shí)針后逆時(shí)針C．感應(yīng)電流隨時(shí)間t的變化關(guān)系為D．產(chǎn)生的電熱為4．（2022·廣東茂名·二模）疫情期間，為確保社區(qū)居家隔離觀察人員管控技防措施有效發(fā)揮作用，工作人員啟用了如圖所示的門磁系統(tǒng)，強(qiáng)磁棒固定在門框上，線圈和發(fā)射系統(tǒng)固定在房門上，當(dāng)房門關(guān)閉時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量最大，當(dāng)線圈中出現(xiàn)一定強(qiáng)度的電壓、電流信號(hào)時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)后面的信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)，遠(yuǎn)程向后臺(tái)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．門磁系統(tǒng)的工作原理是利用了電流的磁效應(yīng)B．當(dāng)房門緩慢打開(kāi)時(shí)門線圈中電壓、電流較小C．房門不動(dòng)時(shí)，線圈中會(huì)產(chǎn)生恒定的電流D．將強(qiáng)磁棒與線圈和發(fā)射系統(tǒng)交換位置后不能起到報(bào)警的作用5．（2022·廣東·模擬預(yù)測(cè)）圖甲是一個(gè)“簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)”，一節(jié)5號(hào)干電池的正極向上，一塊圓柱形強(qiáng)磁鐵吸附在電池的負(fù)極，將一段裸銅導(dǎo)線彎成圖中所示形狀的線框，線框上端的彎折位置與電池正極接觸良好，下面彎折的兩端與磁鐵表面保持良好接觸，放手后線框就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。該“簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)”的原理圖如圖乙所示。關(guān)于該“簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)”，下列說(shuō)法正確的是（）A．無(wú)論磁鐵的N，S極如何，銅線框一定順時(shí)針?lè)较颍ǜ┮暎┺D(zhuǎn)動(dòng)B．無(wú)論磁鐵的N，S極如何，銅線框一定逆時(shí)針?lè)较颍ǜ┮暎┺D(zhuǎn)動(dòng)C．若只將電池倒置（各接觸依然良好），銅線框的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?qū)?huì)改變D．銅線框由靜止開(kāi)始加速轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，線框中的電流在不斷增大二、多選題6．（2022·河南·模擬預(yù)測(cè)）長(zhǎng)直導(dǎo)線固定在足夠大的光滑絕緣水平面上，通有如圖所示方向的恒定電流，正方形金屬線框靜止在水平面上如圖所示的位置。給線框一個(gè)如圖所示方向的初速度v0，則下列判斷正確的是（）A．開(kāi)始時(shí)，線框中感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?B．線框?qū)⒆鲎儨p速直線運(yùn)動(dòng)C．線框運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間會(huì)停下來(lái) D．長(zhǎng)直導(dǎo)線受到垂直于導(dǎo)線向右的安培力7．（2022·湖北·黃岡中學(xué)二模）某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的電梯墜落的應(yīng)急安全裝置如圖所示，在電梯掛廂上安裝永久磁鐵，并在電梯的井壁上鋪設(shè)線圈，這樣可以在電梯突然墜落時(shí)減小對(duì)人員的傷害。關(guān)于該裝置，下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)電梯突然墜落時(shí)，該安全裝置有可能使電梯懸停在線圈A、B之間B．當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在線圈A、B之間時(shí)，閉合線圈A、B中的電流方向相反C．當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在線圈A、B之間時(shí)，閉合線圈A在促進(jìn)電梯下落，閉合線圈B在阻礙電梯下落D．當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在線圈B下方時(shí)，閉合線圈A、B均在阻礙電梯下落8．（2022·廣東·深圳市光明區(qū)高級(jí)中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如圖甲所示，發(fā)光竹蜻蜓是一種常見(jiàn)的兒童玩具。某同學(xué)對(duì)竹蜻蜓的電路作如下簡(jiǎn)化：如圖乙所示，導(dǎo)電圓環(huán)繞垂直于圓環(huán)平面、通過(guò)圓心的金屬軸以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（俯視）。圓環(huán)上接有三根金屬輻條、、，輻條互成角。在圓環(huán)左半部分張角也為角的范圍內(nèi)（兩條虛線之間）分布著垂直圓環(huán)平面向下磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)軸與圓環(huán)的邊緣之間通過(guò)電刷、與一個(gè)燈（二極管）相連。除燈電阻外，其他電阻不計(jì)。下列說(shuō)法中正確的是（）A．若棒進(jìn)入磁場(chǎng)中，點(diǎn)電勢(shì)小于點(diǎn)電勢(shì)B．金屬輻條在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的是正弦式交變電流C．若導(dǎo)電圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（俯視），也能看到燈發(fā)光D．角速度比較大時(shí)，能看到燈更亮9．（2022·寧夏·石嘴山市第三中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，電阻不計(jì)的水平U形光滑導(dǎo)軌上接一個(gè)阻值為的電阻，放在豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)半徑為L(zhǎng)、質(zhì)量為、電阻為的半圓形硬導(dǎo)體棒（直徑與導(dǎo)軌垂直，并接觸良好），在水平向右的恒定外力的作用下，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度為時(shí)，位移為，下列說(shuō)法正確的是（）A．此時(shí)兩端電壓為B．此時(shí)桿克服安培力做功的功率為C．此過(guò)程中導(dǎo)體棒的平均速度小于D．此過(guò)程中通過(guò)電阻的電荷量為10．（2022·海南·嘉積中學(xué)三模）如圖，金屬導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，，導(dǎo)軌與x軸對(duì)稱。一金屬桿垂直于軸，在外力作用下沿軸正方向做速度為的勻速直線運(yùn)動(dòng)，金屬桿經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)時(shí)間到達(dá)圖示位置。金屬桿單位長(zhǎng)度的電阻為，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是（）A．時(shí)刻通過(guò)金屬桿的電流方向?yàn)镹到MB．該過(guò)程中，感應(yīng)電流與時(shí)間成正比C．該過(guò)程中，通過(guò)金屬桿某截面的電荷量為D．該過(guò)程中，外力做功為三、解答題11．（2022·江蘇·模擬預(yù)測(cè)）某個(gè)興趣小組為了研究圓柱體鐵芯的渦流熱功率，構(gòu)建了如圖所示的分析模型，電阻率為ρ的硅鋼薄片繞成一個(gè)內(nèi)徑為r、高度為h的圓柱面，其厚度為d<<r。平行于圓柱面軸線方向存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B（t）=Bmsinωt隨時(shí)間變化的磁場(chǎng).求此硅鋼薄片中：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E；（2）發(fā)熱功率P12．（2022·浙江紹興·二模）如圖甲所示，在傾角為θ＝30°的光滑斜面上，有一質(zhì)量為m＝1kg的“U”形（矩形）金屬導(dǎo)軌ABCD，其中BC長(zhǎng)為L(zhǎng)＝2m，電阻為R＝0.5Ω；AB、CD足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，BC與斜面底邊平行。另外有一導(dǎo)體棒EF質(zhì)量為，電阻也為R＝0.5Ω，平行于BC放置在導(dǎo)軌上，且由斜面上的兩個(gè)立柱擋住，導(dǎo)體棒EF與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，在立柱下方存在垂直斜面向下、大小B＝1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，立柱上方內(nèi)存在沿斜面向上、大小也為B＝1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。以BC邊初始位置為原點(diǎn)O、沿斜面向下為正方向建立坐標(biāo)x軸，然后給導(dǎo)軌沿斜面向下的拉力F，使導(dǎo)軌從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒EF兩端電壓隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示，經(jīng)過(guò)2s后撤去拉力，此過(guò)程中拉力做功W＝22J。導(dǎo)體棒EF始終與導(dǎo)軌垂直。（1）分析前2s內(nèi)“U”金屬導(dǎo)軌的加速度大小；（2）求前2s內(nèi)外力F與時(shí)間t的變化關(guān)系；（3）在撤去外力后，求“U”形金屬導(dǎo)軌速度與BC邊坐標(biāo)x的函數(shù)關(guān)系式。13．（2022·海南·昌江黎族自治縣礦區(qū)中學(xué)二模）如圖，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌置于水平面（紙面）內(nèi)，兩軌間距為l=1m，左端連有阻值為R=2Ω的電阻。一金屬桿置于導(dǎo)軌上，金屬桿右側(cè)存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。開(kāi)始時(shí)，金屬桿靜止在磁場(chǎng)左邊界，某時(shí)刻開(kāi)始以加速度a=0.2m/s2進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在t=2s末到達(dá)圖中虛線位置。金屬桿與導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好。除左端所連電阻R外，其它電阻忽略不計(jì)。求：（1）2s末金屬桿的速度大小v；（2）2s末金屬桿受到的安培力大小F；（3）2s末電流的功率大小P。14．（2022·天津·耀華中學(xué)二模）磁流體推動(dòng)船的動(dòng)力來(lái)源于電流和磁場(chǎng)間的相互作用。圖1是在平靜海面上某小型實(shí)驗(yàn)船的示意圖，磁流體推動(dòng)由磁體、電極和矩形通道（簡(jiǎn)稱通道）組成。如圖2所示，通道尺寸a=2.0m，b=0.25m，c=0.10m。工作時(shí)，在通道內(nèi)沿z軸正方向加B=8.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；沿x軸負(fù)方向加勻強(qiáng)電場(chǎng)，使兩金屬板間的電壓U=100V；海水沿y軸方向流過(guò)通道。已知海水的電阻率。（1）船靜止時(shí)，求電源接通瞬間推進(jìn)器對(duì)海水推力的大小；（2）船以v=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)。若以船為參考物，海水以5.0m/s的速率涌入進(jìn)水口，切割磁感線的效果與導(dǎo)體棒類似，求此時(shí)兩金屬板間產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)U感；（3）船行駛時(shí)，通道中海水兩側(cè)的電壓按計(jì)算，海水受到電磁力的80%可以轉(zhuǎn)化為對(duì)船的推力。當(dāng)船以v=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)時(shí)，求海水推力的功率。15．（2022·北京八十中三模）發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)具有裝置上的類似性，源于它們機(jī)理上的類似性。直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的工作原理可以簡(jiǎn)化為如圖1、圖2所示的情景。在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩根光滑平等金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi)，相距為，電阻不計(jì)。電阻為R的金屬導(dǎo)體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上，與軌道接觸良好，以速度v（v平行于MN）向右做勻速運(yùn)動(dòng)。圖1軌道端點(diǎn)間接有阻值為r的電阻，導(dǎo)體棒ab受到水平向右的外力作用。圖2軌道端點(diǎn)間接有直流電源，導(dǎo)體棒ab通過(guò)滑輪勻速提升重物，電路中的電流為I。求（1）圖1中a、b兩點(diǎn)間的電壓；（2）在時(shí)間內(nèi)，圖1“發(fā)電機(jī)”產(chǎn)生的電能；（3）在時(shí)間內(nèi)，圖2“電動(dòng)機(jī)”輸出的機(jī)械能。16．（2022·浙江·模擬預(yù)測(cè)）如圖甲所示為某發(fā)電機(jī)的簡(jiǎn)化示意圖。金屬桿固定在豎直軸上，兩相同的金屬圓環(huán)水平固定，圓心分別與重合。金屬桿、、、通過(guò)絕緣輕質(zhì)桿、、、固連在一起，、，組成“十字形結(jié)構(gòu)（俯視）”，可繞軸無(wú)阻力自由轉(zhuǎn)動(dòng)（不能上下移動(dòng)），轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與兩金屬圓環(huán)接觸緊密但無(wú)摩擦。在甲圖的四分之一扇環(huán)形柱狀區(qū)域內(nèi)存在輻向磁場(chǎng)，四根金屬桿分別轉(zhuǎn)至該區(qū)域時(shí)桿所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，均為B，方