2019年高考物理 真題和模擬題分項匯編 專題12 電磁感應（含解析）

電磁感應1（2019·新課標全國卷）空間存在一方向與直面垂直、大小隨時間變化的勻強磁場，其邊界如圖（a）中虛線MN所示，一硬質細導線的電阻率為、橫截面積為S，將該導線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內，圓心O在MN上。t=0時磁感應強度的方向如圖（a）所示。磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖（b）所示，則在t=0到t=t1的時間間隔內A圓環(huán)所受安培力的方向始終不變B圓環(huán)中的感應電流始終沿順時針方向C圓環(huán)中的感應電流大小為D圓環(huán)中的感應電動勢大小為【答案】BC【解析】AB、根據B-t圖象，由楞次定律可知，線圈中感應電流方向一直為順時針，但在t0時刻，磁場的方向發(fā)生變化，故安培力方向的方向在t0時刻發(fā)生變化，則A錯誤，B正確；CD、由閉合電路歐姆定律得：，又根據法拉第電磁感應定律得：，又根據電阻定律得：，聯(lián)立得：，則C正確，D錯誤。故本題選BC。2（2019·新課標全國卷）如圖，兩條光滑平行金屬導軌固定，所在平面與水平面夾角為，導軌電阻忽略不計。虛線ab、cd均與導軌垂直，在ab與cd之間的區(qū)域存在垂直于導軌所在平面的勻強磁場。將兩根相同的導體棒PQ、MN先后自導軌上同一位置由靜止釋放，兩者始終與導軌垂直且接觸良好。已知PQ進入磁場時加速度變小恰好為零，從PQ進入磁場開始計時，到MN離開磁場區(qū)域為止，流過PQ的電流隨時間變化的圖像可能正確的是【答案】AD【解析】于PQ進入磁場時加速度為零，AB若PQ出磁場時MN仍然沒有進入磁場，則PQ出磁場后至MN進入磁場的這段時間，由于磁通量不變，無感應電流。由于PQ、MN同一位置釋放，故MN進入磁場時與PQ進入磁場時的速度相同，所以電流大小也應該相同，A正確B錯誤；CD若PQ出磁場前MN已經進入磁場，由于磁通量不變，PQ、MN均加速運動，PQ出磁場后，MN由于加速故電流比PQ進入磁場時電流大，故C正確D錯誤。3（2019·新課標全國卷）楞次定律是下列哪個定律在電磁感應現象中的具體體現？A電阻定律B庫侖定律C歐姆定律D能量守恒定律【答案】D【解析】楞次定律指感應電流的磁場阻礙引起感應電流的原磁場的磁通量的變化,這種阻礙作用做功將其他形式的能轉變?yōu)楦袘娏鞯碾娔?所以楞次定律的阻礙過程實質上就是能量轉化的過程。4（2019·新課標全國卷）如圖，方向豎直向下的勻強磁場中有兩根位于同一水平面內的足夠長的平行金屬導軌，兩相同的光滑導體棒ab、cd靜止在導軌上。t=0時，棒ab以初速度v0向右滑動。運動過程中，ab、cd始終與導軌垂直并接觸良好，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棒向右運動，切割磁感線產生感應電流，則受到向左的安培力，從而向左做減速運動，；金屬棒cd受向右的安培力作用而做加速運動，隨著兩棒的速度差的減小安培力減小，加速度減小，當兩棒速度相等時，感應電流為零，最終兩棒共速，一起做勻速運動，故最終電路中電流為0，故AC正確，BD錯誤。5（2019·天津卷）單匝閉合矩形線框電阻為，在勻強磁場中繞與磁感線垂直的軸勻速轉動，穿過線框的磁通量與時間的關系圖像如圖所示。下列說法正確的是A時刻線框平面與中性面垂直B線框的感應電動勢有效值為C線框轉一周外力所做的功為D從到過程中線框的平均感應電動勢為【答案】BC【解析】由圖像可知時刻線圈的磁通量最大，因此此時線圈處于中性面位置，因此A錯誤；由圖可知交流電的周期為T，則，由交流電的電動勢的最大值為，則有效值為，故B正確，線圈轉一周所做的功為轉動一周的發(fā)熱量，故C正確；從0時刻到時刻的平均感應電動勢為，故D錯誤。6（2019·山東省濰坊市高三高考第三次模擬考試）如圖，將三根長度、電阻都相同的導體棒首尾相接，構成一閉合的等邊三角形線框，a、b、c為三個頂點，勻強磁場垂直于線框平面。用導線將a、c兩點接入電流恒定的電路中，以下說法正確的是A線框所受安培力為0Bac邊與ab邊所受安培力的大小相等Cac邊所受安培力是ab邊所受安培力的2倍Dac邊所受安培力與ab、bc邊所受安培力的合力大小相等【答案】C【解析】設總電流為I，則ac中的電流為，abc支路的電流為，若磁場方向垂直紙面向里，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A錯誤；根據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C正確，BD錯誤。7（2019·東北三省四市高考二模）如圖所示，一個各短邊邊長均為L，長邊邊長為3L的線框，勻速通過寬度為L的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于紙面，線框沿紙面運動，開始時線框右側短邊ab恰好與磁場左邊界重合，此過程中最右側短邊兩端點a、b兩點間電勢差Uab隨時間t變化關系圖象正確的是ABCD【答案】D【解析】0L過程中，ab邊切割磁感應線產生的感應電動勢E1BLv，a點電勢高于b，則UabBLv；L2L過程中感應電動勢E22BLv，a點電勢低于b，則Uab0；2L3L過程中，最左邊切割磁感應線產生的感應電動勢E33BLv，a點電勢高于b，則Uab×3BLvBLv，故D正確，ABC錯誤。8（2019·北京市通州區(qū)高考物理二模）課堂上，老師演示了一個有趣的電磁現象：將一鋁管豎立，把一塊直徑比鋁管內徑小一些的圓柱形的強磁鐵從鋁管上端由靜止釋放，強磁鐵在鋁管中始終與管壁不接觸。可以觀察到，相比強磁鐵自由下落，強磁鐵在鋁管中的下落會延緩許多。下課后，好奇的小明將一塊較厚的泡沫塑料墊在電子秤上，再將這個鋁管豎直固定在泡沫塑料上（用以消除電子秤內部鐵磁性材料與磁鐵相互作用的影響），如圖所示，重復上述實驗操作。在強磁鐵由靜止釋放至落到泡沫塑料上之前，關于強磁鐵的運動和受力情況，下列情況可能發(fā)生的是A先加速下落后減速下落B始終做加速運動，且加速度不斷增大C所受合力方向豎直向上D所受鋁管對它的作用力越來越大【答案】D【解析】A、強磁鐵在下落的過程中，鋁管切割磁感線產生感生電流，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動。如果鋁管足夠長，磁鐵的加速度減小到零，此時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動。A、B均錯誤；C、由以上分析可知，如果鋁管足夠長，強磁鐵在運動過程中，所受合力方向先豎直向下后減為零，C錯誤；D、由于強磁鐵在鋁管中運動的速度越來越大，鋁管切割磁感線產生感生電流越來越大，受到磁鐵所給的向下安培力越來越大，鋁管對強磁鐵的安培力反作用力也隨之越來越大，這是強磁鐵落到泡沫塑料上時還沒有達到最大速度或者剛好達到最大速度的情況，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。以下說法正確的是A01 s內圓環(huán)面積有擴張的趨勢B1 s末圓環(huán)對桌面的壓力小于圓環(huán)的重力C12 s內和23 s內圓環(huán)中的感應電流方向相反D從上往下看，02 s內圓環(huán)中的感應電流先沿順時針方向、后沿逆時針方向【答案】D【解析】01 s線圈中電流增大，產生的磁場增大，金屬環(huán)中磁通量增大，有面積縮小趨勢，故A錯誤；1 s末金屬環(huán)中感應電流最大，但螺線管中電流為零，沒有磁場，與金屬環(huán)間無相互作用，所以1 s末圓環(huán)對桌面的壓力等于圓環(huán)的重力，故B錯誤；12 s正方向電流減小，23 s反向電流增大，根據楞次定律，金屬環(huán)中感應電流的磁場方向不變，感應電流方向不變，故C錯誤；01 s線圈中電流增大，產生的磁場增大，金屬環(huán)中磁通量增大，根據楞次定律可知，從上往下看，0l s內圓環(huán)中的感應電流沿順時針方向；1 s2 s線圈中電流減小，產生的磁場減弱，金屬環(huán)中磁通量減小，根據楞次定律可知，從上往下看，1 s2 s內圓環(huán)中的感應電流沿逆時針方向；故D正確。10（2019·北京市101中學三模）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分別與轉動軸和銅盤的邊緣接觸。閉合電鍵S，給銅盤一個初動能，銅盤轉動方向和所處磁場如圖乙所示，不計一切摩擦和空氣阻力，下列說法正確的是A通過圓盤平面的磁通量增加B通過電阻R的電流方向向下C斷開電鍵S，圓盤將減速轉動D斷開電鍵S，圓盤將勻速轉動【答案】C【解析】A由于磁感線的條數不變，故銅盤轉動過程中，穿過銅盤的磁通量不變，故A錯誤；B根據右手定則可知，電流從D點流出，流向C點，因此通過電阻R的電流方向向上，故B錯誤；CD圓盤看成無數金屬棒組成，轉動過程中切割磁感線形成電流，在磁場中的每一條金屬棒受安培力阻礙棒的運動，所以斷開電鍵S，圓盤將減速轉動，故C正確，D錯誤。11（2019·江蘇省南京師范大學附屬中學高三5月模擬）如圖所示，一等腰三角形閉合金屬框架置于與勻強磁場方向垂直的平面內，其底邊與磁場右邊界平行，在把框架從磁場中水平向右勻速拉出磁場的過程中，下列關于拉力F隨框架頂點離開磁場右邊界距離x變化的圖象中，正確的是ABCD【答案】D【解析】設等腰三角形的頂角為，此過程產生的感應電動勢為：，感應電流為，線框受到的安培力為，線框做勻變速直線運動，由平衡條件可得：，由數學知識可知D選項正確，ABC錯誤。12（2019·遼寧省遼陽市高考物理二模）如圖所示，矩形導線框abcd與固定的水平長直導線AC在粗糙的水平絕緣桌面上，abAC。若導線AC中通有交變電流i2cos10t（A），規(guī)定水平向右為電流的正方向，線框始終處于靜止狀態(tài)，則下列說法正確的是A該交變電流的有效值為2 ABt0.1 s時，線框中沒有感應電流Ct0.075 s時，線框受到的靜摩擦力方向垂直指向ACDt0.05 s時，線框受到的靜摩擦力最大【答案】BC【解析】該交流電的周期T0.2 s，電流隨時間變化情況如圖所示：依據正弦式交流電的有效值與最大值的關系可知，故A錯誤；當t0.1 s時，則直導線中交變電流i2cos10t（A）2A，此時電流的變化率為零，那么線框中沒有感應電流，故B正確；當t0.075s時，電流正向在增大，根據楞次定律可知線框受到的安培力方向垂直于AC向外，根據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；t0.05 s時，通電電流為零，導線和線框之間沒有安培力，則摩擦力為零，故D錯誤。故選BC。 9