電磁感應(yīng)-2021-2023年高考物理真題分項(xiàng)匯編（江蘇專用）（解析版）

專題11電磁感應(yīng)

1.（2021年）貫徹新發(fā)展理念，我國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展迅猛，2020年我國風(fēng)力發(fā)電量高達(dá)4000億千瓦時(shí)。

某種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理如圖所示，發(fā)電機(jī)的線圈固定，磁體在葉片驅(qū)動(dòng)下繞線圈對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，已知磁體間

的磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.2T,線圈的匝數(shù)為100、面積為0.5m2,電阻為0.6Q,若磁體轉(zhuǎn)

動(dòng)的角速度為90rad/s,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為50A。求：

C1）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值￡；

（2）線圈輸出功率P。

【答案】(1)6.4xlO2V；(2)3.1xl04W

E

【解析】（1）電動(dòng)勢(shì)的最大值E=NBSco有效值E=空

mJ2

〃NBS①

解得E=yr~

帶入數(shù)據(jù)得跌6.4x102V

（2）輸出電壓U=E-Ir

輸出功率P=/U

解得P=I(￡-/r)U

代入數(shù)據(jù)得P=3/xlC）4w

2.（2022?江蘇卷）如圖所示，半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度8隨時(shí)間

f的變化關(guān)系為8=氏+此瓦、%為常量，則圖中半徑為R的單匝圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為（

2

^Bor

22

A.兀krB.7rkRD.nRoR2

【答案】A

【解析】由題意可知磁場(chǎng)的變化率為當(dāng)=f

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根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知八等二等=e。故選A。

3.（2023?江蘇卷）如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，OC導(dǎo)體棒的O端位于圓心，

棒的中點(diǎn)A位于磁場(chǎng)區(qū)域的邊緣?，F(xiàn)使導(dǎo)體棒繞0點(diǎn)在紙面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。0、A、。點(diǎn)電勢(shì)分別為9。、（PA、

QC,則（）

/XX'A

/xXXX\AA

VxOx7c'

、、-/

A.（po>（pcB.（pc><PAC.（po=（PAD.（po~（pA=（PA-（pc

【答案】A

【解析】由題圖可看出0A導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，則根據(jù)右手定則可知夕0>他，其中導(dǎo)體棒AC段不

在磁場(chǎng)中，不切割磁感線，電流為0,則℃=%A正確、BC錯(cuò)誤；根據(jù)以上分析可知po一夕4>0,<PA-（pc

=0,則9。-pa>pa—pc,D錯(cuò)誤。故選A。

1.（2023?江蘇省泗陽中學(xué)檢測(cè)）如圖所示，兩個(gè)線圈A、B套在一起，線圈A中通有電流，方向如圖

所示。當(dāng)線圈A中的電流突然減弱時(shí)，線圈B中的感應(yīng)電流方向?yàn)椋ǎ?/p>

A.沿順時(shí)針方向

B.沿逆時(shí)針方向

C.無感應(yīng)電流

D.先沿順時(shí)針方向，再沿逆時(shí)針方向

【答案】B

【解析】當(dāng)線圈A中通有減小的逆時(shí)針方向的電流時(shí)，知穿過線圈B的磁通量垂直紙面向外，且減小，

根據(jù)楞次定律，線圈3中感應(yīng)電流的方向與線圈A中電流的方向相同，即沿逆時(shí)針方向，故選B。

2.（2023?江蘇南通市高三階段檢測(cè)）如圖所示，一帶正電粒子從直徑上方掠過在水平面內(nèi)的金屬圓環(huán)

表面，粒子與圓環(huán)不接觸，該過程中（）

A.穿過金屬環(huán)的磁通量一定不變

B.環(huán)中一定有感應(yīng)電流

C.金屬環(huán)有擴(kuò)張趨勢(shì)

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D.粒子與金屬環(huán)無相互作用

【答案】B

【解析】帶正電粒子從直徑上方掠過金屬圓環(huán)表面時(shí)，穿過金屬圓環(huán)的凈磁通量為垂直紙面向里，且

凈磁通量先增后減，環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬環(huán)先有收縮后有擴(kuò)張趨勢(shì)，故A、C錯(cuò)誤，B正確。環(huán)中產(chǎn)生

感應(yīng)電流后周圍會(huì)有磁場(chǎng)，且在環(huán)內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直于環(huán)所在的平面，正電荷從左往右運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到洛倫茲

力，所以粒子與金屬環(huán)有相互作用，故D錯(cuò)誤。

3.（2023?江蘇常州市模擬）電吉他的工作原理是在琴身上裝有線圈，線圈附近被磁化的琴弦振動(dòng)時(shí)，

會(huì)使線圈中的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，再經(jīng)信號(hào)放大器放大后傳到揚(yáng)聲器。其簡(jiǎn)化示意圖如

圖所示。則當(dāng)圖中琴弦向右靠近線圈時(shí)（）

線圈揚(yáng)聲器

琴弦H隘飛

A.穿過線圈的磁通量減小

B.線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流

C.琴弦受向左的安培力

D.線圈有擴(kuò)張趨勢(shì)

【答案】C

【解析】琴弦向右靠近線圈時(shí)，穿過線圈的磁通量增大，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由“來拒去留”可知琴弦

受到向左的安培力，由“增縮減擴(kuò)”可知線圈有收縮趨勢(shì)，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。

4.（2023?江蘇省揚(yáng)州中學(xué)高三檢測(cè)）科學(xué)家們?cè)O(shè)想存在磁單極子，即一些僅帶有N極或S極單一磁

極的磁性物質(zhì).假設(shè)在P點(diǎn)有一個(gè)固定的N極單一磁極子,在其周圍形成均勻輻射磁場(chǎng),磁感線如圖所示.當(dāng)

質(zhì)量為相、半徑為R的導(dǎo)體圓環(huán)通有恒定的電流時(shí)，恰好能靜止在該磁單極子正上方，環(huán)心與尸點(diǎn)的距離

為H,且圓環(huán)平面恰好沿水平方向.已知距磁單極子廠處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2=3其中左為已知常量，

重力加速度為g。下列選項(xiàng)正確的是（）

A.圓環(huán)靜止時(shí)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向（俯視）

B.圓環(huán)靜止時(shí)磁場(chǎng)對(duì)圓環(huán)的安培力使其有沿半徑方向擴(kuò)張的趨勢(shì)

C.圓環(huán)靜止時(shí)可由題中條件求出環(huán)中電流的大小為嚅

D.若將圓環(huán)豎直向上平移一小段距離后由靜止釋放，開始下落后環(huán)中電流會(huì)先變大

【答案】D

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【解析】圓環(huán)所在處的磁場(chǎng)的方向向上，則圓環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)的方向向下，根據(jù)安培定則可知，靜

止時(shí)圓環(huán)的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向（俯視），A錯(cuò)誤；由左手定則可知，環(huán)上的各點(diǎn)受到的安培力的方向斜

向上且指向圓環(huán)內(nèi)側(cè)，所以圓環(huán)有沿半徑方向收縮的趨勢(shì)，B錯(cuò)誤；對(duì)圓環(huán)的某一部分進(jìn)行受力分析如圖：

在水平方向，根據(jù)安培力的對(duì)稱性可知，整個(gè)的環(huán)在水平方向的合力為0,豎直方向上安培力的合力與重力

大小相等，由于在圓環(huán)處各點(diǎn)電流的方向與磁場(chǎng)的方向都垂直，所以整體受到的安培力/安=8/2兀R,由幾

Rk"吆房+上

何關(guān)系尸安cose=?tg,cos6）=^y^2_|_^2,B=q仔,+嬴聯(lián)立解得/=—2成甯，C錯(cuò)誤；若將圓環(huán)豎直向

上平移一小段距離后圓環(huán)受到的安培力將減小，由靜止釋放時(shí)，重力開始時(shí)大于安培力，所以圓環(huán)加速下

落，穿過線圈的磁通量增加，產(chǎn)生與原電流同方向的電流，因加速下落，下落過程中3變大，由法拉第電

磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變大，所以線圈中電流先變大，D正確。

5.（2023?江蘇省灌南一中高三檢測(cè)）如圖所示，空間存在兩個(gè)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向相

反且垂直紙面，MN、尸。為其邊界，。。，為其對(duì)稱軸。一導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)為/的正方形閉合回路“灰力，回路在

紙面內(nèi)以恒定速度vo向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于。。'對(duì)稱的位置時(shí)，下列說法不正確的是（）

A.回路中油邊與cd邊所受安培力方向相反

B.回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為22加）

C.回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向

D.穿過回路的磁通量為零

【答案】A

【解析】根據(jù)右手定則可知，回路中的電流為逆時(shí)針方向；根據(jù)左手定則可知，回路中仍邊電流的方

向由磁場(chǎng)的方向向外，所以安培力的方向向左；同理，cd邊電流的方向由c—4,磁場(chǎng)的方向向里，

所受安培力方向向左，即湖邊與4邊所受安培力方向相同，故A錯(cuò)誤，符合題意；C正確，不符合題意."

邊切割磁感線的電動(dòng)勢(shì)6端為正，cd邊切割磁感線的電動(dòng)勢(shì)c端為負(fù)，故回路電動(dòng)勢(shì)為E=2BZM）,故B正

確，不符合題意；此時(shí)回路中有一半面積磁場(chǎng)垂直紙面向外，一半面積磁場(chǎng)垂直紙面向內(nèi)，因此穿過回路

的磁通量為零，故D正確，不符合題意。

6.（2023?江蘇南京市、鹽城市模擬）如圖是汽車上使用的電磁制動(dòng)裝置示意圖。電磁制動(dòng)是一種非接

觸的制動(dòng)方式，其原理是當(dāng)導(dǎo)體在通電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生渦流，使導(dǎo)體受到阻礙運(yùn)動(dòng)的制

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動(dòng)力。下列說法正確的是（）

線圈-

鐵芯-

磁感線-

旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體（轉(zhuǎn)盤）

A.制動(dòng)過程中，導(dǎo)體不會(huì)產(chǎn)生熱量

B.如果導(dǎo)體反向轉(zhuǎn)動(dòng)，此裝置將不起制動(dòng)作用

C.制動(dòng)力的大小與線圈中電流的大小無關(guān)

D.線圈電流一定時(shí)，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的速度越大，制動(dòng)力就越大

【答案】D

【解析】電磁制動(dòng)的原理是當(dāng)導(dǎo)體在通電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生渦流，電流流過導(dǎo)體時(shí)會(huì)

產(chǎn)生熱量，A錯(cuò)誤；如果導(dǎo)體反向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)產(chǎn)生的渦流方向也相反，電流和運(yùn)動(dòng)方向同時(shí)反向，安培力

方向不變，故還是使導(dǎo)體受到阻礙運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)力，B錯(cuò)誤；線圈中電流越大，則產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng)，則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)

動(dòng)產(chǎn)生的渦流越強(qiáng)，則制動(dòng)裝置對(duì)轉(zhuǎn)盤的制動(dòng)力越大，C錯(cuò)誤；線圈電流一定時(shí)，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的速度越大，轉(zhuǎn)

盤轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的渦流越強(qiáng)，制動(dòng)力就越大，D正確。

7.（2023?江蘇省海頭高級(jí)中學(xué)模擬）一種叫“焦耳小偷”的電路，可以“榨干”一顆舊電池的能量，

其原理如圖所示.一顆廢舊的5號(hào)電池開路電壓大約IV,直接點(diǎn)亮一個(gè)需要1.6V電壓驅(qū)動(dòng)的發(fā)光二極管是

不可能的，這時(shí)可以反復(fù)快速接通和斷開開關(guān)，發(fā)光二極管就會(huì)閃爍起來。下列說法中正確的是（）

______B

L].

I:發(fā)光!

"f：二極管I

___Ii展,

A.發(fā)光二極管的正極應(yīng)接在C端

B.只有開關(guān)接通的瞬間，發(fā)光二極管才會(huì)閃亮發(fā)光

C.只有開關(guān)斷開的瞬間，發(fā)光二極管才會(huì)閃亮發(fā)光

D.開關(guān)斷開及接通的瞬間，A端的電勢(shì)均高于B端的電勢(shì)

【答案】C

【解析】由題圖可知，發(fā)光二極管的正極應(yīng)接在8端，故A錯(cuò)誤；開關(guān)接通瞬間，流過電感器的電流

增大，電感器產(chǎn)生與原電流相反的自感電動(dòng)勢(shì)，發(fā)光二極管被短路，發(fā)光二極管不會(huì)閃亮發(fā)光，此時(shí)B端

電勢(shì)低于A端電勢(shì)，故B錯(cuò)誤；開關(guān)斷開的瞬間，流過電感器的電流減小，電感器產(chǎn)生與原電流同向的自

感電動(dòng)勢(shì)，與原電流疊加，能提供更大的電動(dòng)勢(shì)和電流，發(fā)光二極管會(huì)閃亮發(fā)光，此時(shí)2端電勢(shì)高于A端

電勢(shì)，故C正確，D錯(cuò)誤。

8.（2023?江蘇省公道中學(xué)模擬）有一個(gè)銅盤，輕輕撥動(dòng)它，能長(zhǎng)時(shí)間地繞軸自由轉(zhuǎn)動(dòng).如果在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)

把蹄形磁體的兩極放在銅盤的邊緣，但并不與銅盤接觸，如圖所示，銅盤就能在較短的時(shí)間內(nèi)停止。關(guān)于

該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

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Ct)

A.銅盤被磁化后，與磁體相互作用導(dǎo)致明顯減速

B.銅盤的磁通量不變，因此不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流

C.對(duì)調(diào)蹄形磁體磁極的位置，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也相同

D.將銅盤全部放在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯

【答案】C

【解析】銅不會(huì)被磁化，故A錯(cuò)誤；雖然穿過整個(gè)銅盤的磁通量不變，但由于銅盤是導(dǎo)體，在銅盤內(nèi)

部可以看作形成了無數(shù)個(gè)閉合回路，當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位于銅盤不同位置的閉合回路的磁通量會(huì)發(fā)生變化，

從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯(cuò)誤；對(duì)調(diào)蹄形磁體磁極的位置，只是磁場(chǎng)方向反向，銅盤中同樣會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電

流阻礙其運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同，故C正確；將銅盤全部放在足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，銅盤各個(gè)位置的磁感應(yīng)

強(qiáng)度相同，當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位于銅盤不同位置的閉合回路的磁通量不會(huì)發(fā)生變化，無法產(chǎn)生感應(yīng)電流阻礙

其運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。

9.（2023?江蘇省楚州中學(xué)模擬）浮桶式燈塔模型如圖甲，其由帶空腔的磁體和一個(gè)連著燈泡的線圈組

成，磁體在空腔產(chǎn)生的磁場(chǎng)如圖乙所示，磁體通過支柱固磁體定在暗礁上，線圈隨波浪相對(duì)磁體沿豎直方

向運(yùn)動(dòng)，且始終處于磁場(chǎng)中，則（）

甲乙

A.當(dāng)海面平靜時(shí)，燈泡穩(wěn)定發(fā)光

B.當(dāng)海水水平勻速流動(dòng)時(shí)，燈泡穩(wěn)定發(fā)光

C.海水上下振蕩幅度越大，燈泡越亮

D.海水上下振蕩速度越快，燈泡越亮

【答案】D

【解析】當(dāng)海面平靜時(shí)，線圈靜止不動(dòng)，不切割磁感線，不產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，燈泡不亮，故A錯(cuò)誤；當(dāng)海

水水平勻速流動(dòng)時(shí)，線圈不切割磁感線，不產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，燈泡不亮，故B錯(cuò)誤；線圈隨海水上下振蕩，切

割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=74M可知：電動(dòng)勢(shì)的大小與海水上下振蕩速度有關(guān)，與振蕩幅度無關(guān)，v越大，

E越大，則燈泡越亮，故C錯(cuò)誤，D正確。

10.（2023?江蘇省金陵中學(xué)高三檢測(cè)）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種帶有閃爍燈的自行車車輪，以增強(qiáng)夜間騎車的

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安全性。如圖所示為自行車后車輪，已知金屬車輪半徑為r=0.6m,金屬輪軸半徑可以忽略，有絕緣輻條連

接輪軸與車輪（輻條未畫出）。車輪與輪軸之間對(duì)稱地接有4根相同的金屬條，每根金屬條中間都串接一個(gè)

LED燈，LED燈可視為純電阻，每個(gè)LED燈的阻值恒為R=0.45Q,不計(jì)其他電阻。車輪旁的車架上固定

有一特殊磁鐵，能在車輪與輪軸之間形成一個(gè)方向垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小8=0.5T的扇形勻強(qiáng)

磁場(chǎng)區(qū)域，扇形對(duì)應(yīng)的圓心角9=30。.使自行車沿平直路面勻速前進(jìn)，已知車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為。=20rad/s,

不計(jì)車輪厚度，忽略磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng)，取兀=3,則下列說法正確的是（）

A.車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周過程中，LED燈亮的總時(shí)間為0.075s

B.金屬條ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，加上電流的方向是

C.金屬條進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，必上電流大小是2A

D.車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，LED燈產(chǎn)生的總焦耳熱為0.54J

【答案】D

【解析】依題意，可得車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間為T=^=0.3s,車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，能產(chǎn)生感應(yīng)電流

CD

30°

的時(shí)間為f=4x蒜T=0.1s,即LED燈亮的總時(shí)間為0.1s,故A錯(cuò)誤；金屬條他進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，根據(jù)右手

定則判斷知加上電流的方向是6f。，故B錯(cuò)誤；金屬條ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，浦相當(dāng)于電源，其等效電路圖如

圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為戶。=1.8V,電路中的總電阻為R總=7?+；R=0.6所以通過"的電流大小

為/=,=￡A=3.0A,故C錯(cuò)誤；車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，LED燈亮的總時(shí)間為0.1s,則產(chǎn)生的總焦耳熱為。

=fRsr=32xO.6xO.lJ=0.54J,故D正確。

--0——

——1|——0—

11.（2023?江蘇省海頭高級(jí)中學(xué)高三檢測(cè)）如圖所示，電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌固定放置在傾角為30。

的斜面上，兩導(dǎo)軌間距為/,兩側(cè)接有阻值均為R的定值電阻，范圍內(nèi)有垂直于斜面向下的磁場(chǎng)，

磁感應(yīng)強(qiáng)度為3,質(zhì)量為機(jī)的金屬棒置于軌道上，金屬棒的電阻為廠，由靜止釋放金屬棒，金屬棒經(jīng)過時(shí)間

f進(jìn)入磁場(chǎng)，進(jìn)入磁場(chǎng)后給金屬棒施加沿斜面向上的恒力尸=5咫，金屬棒最后恰好靜止在MN,金屬棒始

終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，重力加速度為g,下列說法正確的是（）

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M

'R

A.金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為gf

B.金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)兩端的電壓為普

R-\~2r

C.整個(gè)過程流過金屬棒的電荷量為第

D.整個(gè)過程，電路中一個(gè)電阻R上產(chǎn)生的熱量為瞿奢

4尺十2r

【答案】C

1

【解析】由于金屬棒未進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)只受重力，有Mgsin8=An〃，金屬棒速度丫=成，解得A錯(cuò)

R

13RBlgt

誤；金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)金屬棒兩端的電壓U=^~^=2R+2r，B錯(cuò)誤；金屬棒

2+r

mv

進(jìn)入磁場(chǎng)后有F=mgsin8,金屬棒在磁場(chǎng)中所受合力為安培力，由動(dòng)量定理一B〃A/=一根也解得“=/4/=面

mgtj_

=2BbC正確；由于金屬棒最終靜止在ATM,由能量守恒定律有。=5加/,電路中其中一個(gè)電阻R上產(chǎn)生

R

12Rmv?Rm丘

的熱量。1=盆-0=4R+2r=16K+2r，D錯(cuò)誤。

5+r

12.（2023?江蘇省阜寧中學(xué)高三檢測(cè)）如圖甲所示，正方形硬質(zhì)金屬框用）放置在磁場(chǎng)中，金屬框平

面與磁場(chǎng)方向垂直.磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間f變化規(guī)律如圖乙所示。在0~0.2s時(shí)間內(nèi)與0.2?0.6s時(shí)間內(nèi)（）

A.通過金屬框的電荷量之比為2：1

B.金屬框中電流的電功率之比為4：1

C.金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱之比為4：1

D.金屬框演邊受到的安培力方向相反，大小之比為3：1

【答案】B

【解析】設(shè)線框的面積為S，電阻為R,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律￡=崗可得，在0?0.2s時(shí)間內(nèi),

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感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為5=/苧V=￥V,0.2?0.6s時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為及=仆?5需°V=^V,根據(jù)/=,可知，

U.ZZU.O—U.Z4A

在。?0.2s時(shí)間內(nèi)與0.2?0.6s時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流之比為4：/2=2：1,根據(jù)q=〃可知，通過金屬框的電荷量

之比為qi:0=/山：⑹2=1：1,故A錯(cuò)誤；根據(jù)P=E1可知，金屬框中電流的電功率之比為Pi:己=

Elh:E2/2=4：1,故B正確；根據(jù)。=產(chǎn)放可知，金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱之比為（21:02=/8：層/2=2：1,

故C錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律可知，電流方向相反，由左手定則可知，金屬框湖邊受到安培力方向相反，根據(jù)

F殳=BIL,由于對(duì)應(yīng)時(shí)間2相同，則安培力大小之比為尸安1：/安2=八：上=2：1,故D錯(cuò)誤。

13.（2023?江蘇省沛縣一中高三檢測(cè)）半徑分別為r和4廠的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，一根

長(zhǎng)為3r、電阻為R的均勻金屬棒MN置于圓導(dǎo)軌上，的延長(zhǎng)線通過圓導(dǎo)軌中心O,在兩導(dǎo)軌之間接阻

值分別為Ri=R、&=3R的兩定值電阻，裝置的俯視圖如圖所示。整個(gè)裝置位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度

的大小為8,方向豎直向下。金屬棒在水平外力作用下以角速度。繞圓心。順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程

中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，不跟電阻相碰，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。下列說法正確的是（）

A.金屬棒中電流從N流向M

9

B.金屬棒轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為嚴(yán)。戶

C.電阻R中電流為嗡^

225笈02/

D.水平外力做功的功率為/

1K

【答案】D

【解析】磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下，導(dǎo)體棒順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，由右手定則可知，金屬棒中電流從M流

1115

向N,A錯(cuò)誤；金屬棒轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為（4r）2。一9八。B錯(cuò)誤；由閉合電路歐姆定

15

E小城3080—33302。/452"

律，可得電路中的電流為/=R夕卜+2內(nèi)=一一=7R，電阻Ri中電流為加=4/=%x[R=14R，

R\+&+"

1530Ba）*2252202r4

C錯(cuò)誤；由能量守恒定律，可得水平外力做功的功率為P=E/=EBW2X7R=—TR—，D正確。

14.（2023?江蘇徐州市第七中學(xué)高三檢測(cè)）如圖甲所示，矩形導(dǎo)線框A8CD固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線

垂直于線框所在平面向里。規(guī)定垂直于線框所在平面向里為磁場(chǎng)的正方向；線框中沿著A3CZM方向?yàn)楦袘?yīng)

電流i的正方向。要在線框中產(chǎn)生如圖乙所示的感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間f變化的規(guī)律可能為（）

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【答案】B

【解析】A圖中，在。?仍時(shí)間內(nèi)，磁場(chǎng)垂直紙面向里，且均勻增大，根據(jù)楞次定律，知感應(yīng)電流的方

向?yàn)锳DCBA,與規(guī)定的正方向相反，感應(yīng)電流為負(fù)值，故A錯(cuò)誤；B圖中，在0?"時(shí)間內(nèi)，磁場(chǎng)垂直紙

面向里，且均勻減小，根據(jù)楞次定律，知感應(yīng)電流的方向?yàn)榕c規(guī)定的正方向相同，根據(jù)法拉第電

磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為定值，則感應(yīng)電流為正值，且為定值，同理，在to?2幻時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電

流的方向?yàn)锳OC2A,與規(guī)定的正方向相反，感應(yīng)電流為負(fù)值，且為定值，故B正確；C圖中，在0?切時(shí)

間內(nèi)，磁場(chǎng)垂直紙面向里，且均勻減小，根據(jù)楞次定律，知感應(yīng)電流的方向?yàn)锳BCZM,與規(guī)定的正方向相

同，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為定值，則感應(yīng)電流為定值，在加?2加時(shí)間內(nèi)，磁場(chǎng)方

向垂直紙面向外，且均勻增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向仍然為A8CD4,與規(guī)定的正方向相同，為

正值，故C錯(cuò)誤；D圖中，在0?花時(shí)間內(nèi)，磁場(chǎng)大小不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，同理，在加?2笫時(shí)間內(nèi)也

不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤。

15.（2023?江蘇省天一中學(xué)高三檢測(cè)）如圖所示，固定在同一絕緣水平面內(nèi)的兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，間

距為1m,其左側(cè)用導(dǎo)線接有兩個(gè)阻值均為1。的電阻，整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上、大小為1

T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量為1kg的金屬桿MV垂直于導(dǎo)軌放置，已知桿接入電路的電阻為1。，桿與導(dǎo)軌之

間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3,對(duì)桿施加方向水平向右、大小為10N的拉力，桿從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，桿與導(dǎo)

軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小g=10m/s2,則當(dāng)桿的速度大小為3m/s時(shí)（）

A.桿的加速度大小為3m/s?

B.通過桿MN的電流大小為1A,方向從M到N

C.桿MN兩端的電壓為IV

D.桿產(chǎn)生的電功率為1W

【答案】C

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F3

【解析】MN切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLy=lxlx3V=3V,感應(yīng)電流/=而~=兩~A

r+R+R1+1+1

=2A,對(duì)金屬桿，由牛頓第二定律得尸一5二一〃加g=mm代入數(shù)據(jù)解得a=5m/sz,故A錯(cuò)誤；流過MN

1xi

的電流大小為2A,由右手定則可知，電流方向從M向N,故B錯(cuò)誤；兩端的電壓U=/R樸=2XRJV

=1V,故C正確；桿MV產(chǎn)生的電功率尸=/2r=22xlW=4W,故D錯(cuò)誤。

16.（2023?江蘇南京市中華中學(xué)高三檢測(cè)）如圖甲、乙所示的電路中，兩光滑平行導(dǎo)軌之間的距離均為

L,在兩導(dǎo)軌之間的平面內(nèi)都有垂直導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩金屬桿完全相同、阻值

均為r,均與導(dǎo)軌接觸良好.圖甲中導(dǎo)軌的左端接有阻值為R的定值電阻，金屬桿在水平拉力的作用下以速

度v水平向右做勻速運(yùn)動(dòng)；圖乙中導(dǎo)軌的左端接有內(nèi)阻不計(jì)的電源，金屬桿通過跨過定滑輪的絕緣輕繩與

一重物相連，桿正以速度v水平向右做勻速運(yùn)動(dòng)，電路中的電流為/.若導(dǎo)軌電阻不計(jì)，忽略所有摩擦，則下

列說法正確的是（）

A.兩桿所受安培力的方向相同

B.圖甲、乙中兩桿所受安培力大小之比為第

D2r2A1

C.在時(shí)間加內(nèi)圖甲中金屬桿產(chǎn)生的熱量為號(hào)1；普

R-\~r

D.在時(shí)間內(nèi)圖乙中電源輸出的能量為2幾山/

【答案】D

【解析】題圖甲中電路，由閉合電路歐姆定律可得八=鼾，金屬桿受到的安培力篇，

方向水平向左，題圖乙中金屬桿受到的安培力方向水平向右，兩桿所受安培力方向相反，大小之

比為普=鼾:，故A、B錯(cuò)誤；在。時(shí)間內(nèi)，題圖甲中金屬桿產(chǎn)生的熱量等于金屬桿克服安培力做的功。

；苛，故C錯(cuò)誤;題圖乙中電源輸出的能量等于安培力對(duì)金屬桿做的功，即E^=F2vM^BILv\t,

故D正確。

17.（2023?江蘇省沛縣高三檢測(cè)）在光滑的水平面上方，有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為2,方向相反的水

平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示。PQ為兩個(gè)磁場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)范圍足夠大。一個(gè)邊長(zhǎng)為。，質(zhì)量為小電阻為R的

金屬正方形線框，以速度v垂直磁場(chǎng)方向從如圖實(shí)線位置開始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到分別有一半面積在

兩個(gè)磁場(chǎng)中時(shí)，線框的速度為5則下列說法正確的是（）

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XXXX???

I

XXXX；????

r）22.2

A.此時(shí)線框中的電功率為巨亳n二

A

D2^2..

B.此時(shí)線框的加速度為瑞

C.此過程中回路產(chǎn)生的電能為2mv2

D.此過程中線框受到的磁場(chǎng)力先向左后向右

【答案】A

【解析】由于金屬正方形線框左右兩邊框都能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)右手定則可知左右兩邊框感應(yīng)電

動(dòng)勢(shì)串聯(lián)，因此回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=2B導(dǎo)Bav,此時(shí)線框中的電功率為尸=備=2^，故A

ZKK

正確；線框中的感應(yīng)電流為/=搟=等，左右兩邊所受安培力大小為尸士，根據(jù)左手定則可知左

KKK

右兩邊所受安培力方向相同，因此加速度為。=誓=與妙，故B錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒定律，可得此過程回

路中產(chǎn)生的電能為石=沙小—弓）2=如,，故c錯(cuò)誤；金屬正方形線框右邊框未經(jīng)過尸。時(shí)，線框內(nèi)磁

通量未變化，此時(shí)線框內(nèi)無感應(yīng)電流，因此沒有受到磁場(chǎng)力.當(dāng)金屬正方形線框右邊框經(jīng)過PQ后，根據(jù)楞

次定律，線框內(nèi)產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，根據(jù)左手定則可知，左右兩邊框受到的安培力方向均為向左，

因此此過程中線框受到的磁場(chǎng)力方向一直向左，故D錯(cuò)誤。

18.（2023?江蘇南京市模擬）如圖所示，水平地面上固定著足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌與電阻R

連接，導(dǎo)軌內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，放置在導(dǎo)軌上的金屬桿初速度為％,不計(jì)導(dǎo)軌及桿的電阻，桿在運(yùn)

動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸.則下列關(guān)于桿的速度與其運(yùn)動(dòng)位移之間的關(guān)系圖像正確的是（）

R/T'

【答案】C

【解析】金屬桿所受安培力F=B1L=冷,金屬桿的加速度片笑由牛頓第二定律得/=麗即牛

="噂，則號(hào)求和號(hào)/1公/=m2公丫，則歲冒（%—n）,解得v=v（）—持布匕所以v與彳是

線性關(guān)系，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。

19.（2023?江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市模擬）如圖所示，兩光滑平行長(zhǎng)直導(dǎo)軌間距為d,放置在水平面上，磁感

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應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直，兩質(zhì)量都為山、電阻都為r的導(dǎo)體棒心、左垂直放置在導(dǎo)軌上，

與導(dǎo)軌接觸良好，兩導(dǎo)體棒距離足夠遠(yuǎn)，心靜止，心以初速度W向右運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，忽略感生電流

產(chǎn)生的磁場(chǎng)，則（）

XX

XX

XX

A.導(dǎo)體棒心的最終速度為vo

B.導(dǎo)體棒E產(chǎn)生的焦耳熱為耍

C.通過導(dǎo)體棒橫截面的電荷量為普

Da

D.兩導(dǎo)體棒的初始距離最小為黑

【答案】D

【解析】根據(jù)楞次定律，導(dǎo)體棒匕、上最終以相同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)共同速度為電，水平向

右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得，〃vo=2mvi,解得也=芋，故A錯(cuò)誤；設(shè)導(dǎo)體棒心、心在整個(gè)過程中

產(chǎn)生的焦耳熱為?？偅鶕?jù)能量守恒定律可得%m）2=?？?；（2m）小，解得?？?熱詔，導(dǎo)體棒心、上的

電阻都為r,因此導(dǎo)體棒心產(chǎn)生的焦耳熱為。=3?？?/加（）2,故B錯(cuò)誤；對(duì)導(dǎo)體棒Li，由動(dòng)量定理得所加

=mV1,因?yàn)閝=〃，故Bdq=mvi，因此通過導(dǎo)體棒橫截面的電荷量為］=黃=蜀，故C錯(cuò)誤；當(dāng)導(dǎo)體棒

L、上速度相等時(shí)若距離為零，則兩棒初始距離最小，設(shè)最小初始距離為/,則通過導(dǎo)體棒橫截面的電荷量

.,E、A0,Bdlmvo修丫0廠

心=石&=瓦=后=前,解得1=故正確。

4=5AB2（fD

20.（2023?江蘇名校模擬）如圖，質(zhì)量為M的U形光滑金屬框湖加置于水平絕緣平臺(tái)上，間距L的

ab和de邊平行，都與6c邊垂直.ab、"c足夠長(zhǎng)，整個(gè)金屬框電阻可忽略。一根電阻為R、質(zhì)量為機(jī)的導(dǎo)

體棒MN置于金屬框上，用水平恒力尸向右拉動(dòng)金屬框，運(yùn)動(dòng)過程中，裝置始終處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,與金屬框保持良好接觸，且與be邊保持平行。

xxA/xxx

a---------\b

xxxxx

-F

,xXXXX

d'c

xx\xxx

（1）若導(dǎo)體棒MN在外力作用下保持靜止，求最終穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)金屬框的速度大??；

（2）若導(dǎo)體棒不受外力作用，求最終穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)電路中的電動(dòng)勢(shì).

【答案】⑴第⑵黑

【解析】（1）由題意知：金屬框做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，加速度減為0,穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng),

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根據(jù)受力平衡有/安=下

導(dǎo)體棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv

導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流為1=號(hào)E

K

安培力為F安=8〃

聯(lián)立解得"=匿

（2）導(dǎo)體棒、金屬框最終以相同的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度差一定，對(duì)整體由牛頓第二定律有

F=(m+Af)a

對(duì)導(dǎo)體棒受力分析有3遼=機(jī)。，E=IR

mFR

聯(lián)立解得E=

BLM+m°

21.（2023?江蘇灌云模擬）如圖甲所示，相距工=1m的兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，與

水平面夾角（9=37。，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，質(zhì)量〃z=lkg、接入電路電阻為r=0.5。的導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，

導(dǎo)軌的兩端接在外電路上，定值電阻阻值R=1.5O,電容器的電容C=0.5F,電容器的耐壓值足夠大，

導(dǎo)軌所在平面內(nèi)有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在開關(guān)S1閉合、S2斷開的狀態(tài)下將導(dǎo)體棒必由靜止

釋放，導(dǎo)體棒的v-t圖像如圖乙所示，sin37。=0.6,取重力加速度g=10m/s?。

〃/

（1）求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小8；

（2）在開關(guān)Si閉合、S2斷開的狀態(tài)下，當(dāng)導(dǎo)體棒下滑的距離x=5m時(shí)，定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱為21

J,此時(shí)導(dǎo)體棒的速度與加速度分別是多大？

（3）現(xiàn)在開關(guān)Si斷開、S2閉合的狀態(tài)下，由靜止釋放導(dǎo)體棒，求經(jīng)過f=2s時(shí)導(dǎo)體棒的速度大小？

【答案】（1）2T（2）2m/s2m/s2（3）4m/s

【解析】（D由題圖乙可知，導(dǎo)體棒的最大速度為=3m/s,

對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLvm,

E

感應(yīng)電流/=￡匚，

R+r

當(dāng)速度達(dá)到最大時(shí)，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒受力平衡，有BIL=mgsin。,

解得B卡聲=2工

（2）導(dǎo)體棒和定值電阻串聯(lián)，由公式。=產(chǎn)放可知：Qab:QR=1：3,則導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的焦耳熱Qab

=gx21J=7J,導(dǎo)體棒下滑x=5m的距離，導(dǎo)體棒減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和回路中的焦耳熱，由能量

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2

守恒定律有mgxsin6=^mv\+Qab+QR

得導(dǎo)體棒的速度vi=2m/s,

此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)昂=3萬1，

感應(yīng)電流九=黑，

對(duì)導(dǎo)體棒有zzigsin9—BI\L=ma\,

解得加速度。1=2m/s2.

（3）開關(guān)Si斷開、S2閉合時(shí)，任意時(shí)刻對(duì)導(dǎo)體棒，根據(jù)牛頓第二定律有

mgsin0—BhL=ma2i

感應(yīng)電流，2=呼，Nq=CNU

△f時(shí)間內(nèi)，有AU=AE=BLAv,z=等，

解得。2=2m/s2,

表明導(dǎo)體棒他下滑過程中加速度不變，導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，f=2s時(shí)導(dǎo)體棒的速度大小也="2/

—4m/so

22.（2023?江蘇百校聯(lián)考）如圖所示，光滑的足夠長(zhǎng)的平行水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距/,在M、尸和

N、Q間各連接一個(gè)額定電壓為U、阻值恒為R的燈泡Li、L2,在兩導(dǎo)軌間cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平

面豎直向上、寬為面的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為瓦，且磁場(chǎng)區(qū)域可以移動(dòng)，一電阻也為R、長(zhǎng)度大小

也剛好為/的導(dǎo)體棒ab垂直固定在磁場(chǎng)左邊的導(dǎo)軌上，離燈泡Li足夠遠(yuǎn)。現(xiàn)讓勻強(qiáng)磁場(chǎng)在導(dǎo)軌間以某一恒

定速度向左移動(dòng)，當(dāng)棒油剛處于磁場(chǎng)時(shí)兩燈泡恰好正常工作。棒仍與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻

不計(jì)。

（1）求磁場(chǎng)移動(dòng)的速度大??；

（2）若保持磁場(chǎng)不移動(dòng)（仍在c猊矩形區(qū)域），而使磁感應(yīng)強(qiáng)度8隨時(shí)間t均勻變化，兩燈泡中有一

燈泡正常工作且都有電流通過，設(shè)f=0時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bo。試求出經(jīng)過時(shí)間t時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的可能值3?

3U3U

【答案】（1）蕭（2）Bo巖制

【解析】（1）當(dāng)漏剛處