1、2021 届高三 8 月全国名校模拟物理试题分类汇编：电磁感应电磁感应 1 1、 （、 （20212021北京市北大附中高三上学期北京市北大附中高三上学期 8 8 月调研）月调研）如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板 电容器C和电阻R， 导体棒MN放在导轨上且与导轨接触良好， 整个装置放置在垂直于导轨平面的磁场中， 磁感应强度B随时间的变化情况如图乙所示（图示磁感应强度方向为正） ，MN始终保持静止，则 2 0 t时 间内（ ） A. 电容器C的电荷量大小始终不变 B. 电容器C的a板先带正电后带负电 C. MN所受安培力的方向先向右后向左 D. MN所受安培力的在大小始终不变 2
2、 2、 （、 （20212021北京市首都师大附中高三上学期开学考试）北京市首都师大附中高三上学期开学考试）如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在长为 L 的 虚线框内，边长为 d 的正方形闭合线圈在外力作用下由位置 1 匀速穿过磁场区域运动到位置 2。若 L2d， 则在运动过程中线圈中的感应电流随时间变化的情况可以用以下哪幅图像来描述（ ） A. B. C. D. 3 3、 （、 （20212021广东省惠州市高三上学期第一次调研测试）广东省惠州市高三上学期第一次调研测试）如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨 之间接有电阻 R金属棒 ab 与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁
3、场中，磁场方向垂直于导轨 平面向下现使磁感应强度随时间均匀减小，ab 始终保持静止，下列说法正确的是（ ） A. ab 中的感应电流方向由 a到 b B. ab 中的感应电流逐渐减小 C. ab 所受的安培力保持不变 D. ab 所受的静摩擦力逐渐减小 4 4、 （、 （20212021广西省钦州市一中高三上学期开学考试）广西省钦州市一中高三上学期开学考试）如图（a）所示，两根足够长的平行光滑导轨间距为 d， 倾角为 ，轨道顶端连有一阻值为 R 的定值电阻，用力将质量为 m、电阻也为 R 的导体棒 CD 固定于离轨道 顶端 l处。整个空间存在垂直轨道平面向上的磁场，磁感应强度 B的变化规律如图
4、（b）所示（图中 B0、t1 已知） ，在 t=t1时刻撤去外力，之后导体棒下滑距离 x 后达到最大速度，导体棒与导轨接触良好，不计导轨 电阻，重力加速度为 g。求： (1)0t1时间内通过导体棒 CD 的电流大小和方向； (2)导体棒 CD的最大速度 vm； 5 5、 （、 （20212021广东省惠州市高三上学期第一次调研测试）广东省惠州市高三上学期第一次调研测试） 1831 年 10月 28日，法拉第在一次会议上展示了他 发明的圆盘发电机（如图甲） ，它是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上的第一台发电机。图乙是这 个圆盘发电机的示意图圆盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，
5、两块铜片 C、D 分别与转动 轴和铜盘的边缘接触，使圆盘转动，电阻R中就有电流通过。 (1)说明法拉第的圆盘发电机的原理； (2)圆盘如图示方向以每秒n转转速转动，圆盎半径为r，圆盘所在处的磁感应强度大小为B，不计铜盎电 阻，请判断通过电阻R的电流方向和大小。 6 6、 （、 （20212021北京市北大附中高三上学期北京市北大附中高三上学期 8 8 月调研）月调研）如图所示，MN、PQ为间距 L=0.5m 足够长的平行导轨， NQMN。导轨平面与水平面间的夹角=37，NQ间连接有一个 R=4的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平 面，磁感应强度为 B0=1T。将一根质量为 m=0.05kg、轨道间
6、有效电阻为 r=1的金属棒 ab 紧靠 NQ放置在导 轨上，且与导轨接触良好，导轨的电阻不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与 NQ 平行。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数=0.5，当金属棒滑行至 cd处时已经达到稳定速度。试解答以 下问题： （g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8） （1）请定性说明金属棒在达到稳定速度前的加速度和速度各如何变化？ （2）当金属棒滑行至 cd处时回路中的电流多大？金属棒 ab 两端的电势差多大？ （3）金属棒达到的稳定速度时重力做功的瞬时功率多大？ 2021 届高三 8 月全国名校模拟物理试题分类汇编：电磁感应电磁感应 1
7、 1、 （、 （20212021北京市北大附中高三上学期北京市北大附中高三上学期 8 8 月调研）月调研）如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板 电容器C和电阻R， 导体棒MN放在导轨上且与导轨接触良好， 整个装置放置在垂直于导轨平面的磁场中， 磁感应强度B随时间的变化情况如图乙所示（图示磁感应强度方向为正） ，MN始终保持静止，则 2 0 t时 间内（ ） A. 电容器C的电荷量大小始终不变 B. 电容器C的a板先带正电后带负电 C. MN所受安培力的方向先向右后向左 D. MN所受安培力的在大小始终不变 【答案】AC 【解析】 由图乙知，磁感应强度均匀变化，根据法拉第电磁感应定律
8、可知，回路中产生的感应电动势恒定，电路中 电流恒定，电阻R两端的电压恒定，则电容器两端的电压恒定，根据QCU可知电容器C的电荷量大小 始终不变，故 A 正确；根据楞次定律判断可知，通过导体棒的电流一直向上，故电容器a板电势为较高， 一直带正电， 故 B错误； 由右手定则判断得知，MN中感应电流方向一直向上， 由左手定则判断可知，MN 所受安培力的方向先向右后向左， 故 C正确； 根据安培力公式FBIL，IL、不变， 由于磁感应强度变化， MN所受安培力的大小变化，故 D 错误. 2 2、 （、 （20212021北京市首都师大附中高三上学期开学考试）北京市首都师大附中高三上学期开学考试）如图所
9、示，垂直于纸面的匀强磁场局限在长为 L 的 虚线框内，边长为 d 的正方形闭合线圈在外力作用下由位置 1 匀速穿过磁场区域运动到位置 2。若 L2d， 则在运动过程中线圈中的感应电流随时间变化的情况可以用以下哪幅图像来描述（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 当线圈向右移动，进入磁场的过程中，穿过线圈的磁通量增大，故产生顺时针方向的感应电流，根据 E=BLv 可知，感应电动势大小不变，则感应电流大小不变；当完全进入时，穿过线圈的磁通量不变，则不产生感 应电流；当离开磁场时，磁通量减小，故产生逆时针方向的感应电流，根据 E=BLv 可知，感应电动势大小 不变，则感应电流大小不变。
10、 故选 D。 3 3、 （、 （20212021广东省惠州市高三上学期第一次调研测试）广东省惠州市高三上学期第一次调研测试）如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨 之间接有电阻 R金属棒 ab 与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨 平面向下现使磁感应强度随时间均匀减小，ab 始终保持静止，下列说法正确的是（ ） A. ab 中的感应电流方向由 a到 b B. ab 中的感应电流逐渐减小 C. ab 所受的安培力保持不变 D. ab 所受的静摩擦力逐渐减小 【答案】AD 【解析】 A根据楞次定律，可知感应电流的磁场与原磁场方向相同，再根据右手定则得 ab
11、中的感应电流方向由 a 到 b，A正确； B根据感应电动势 B ES tt 由于磁感应强度随时间均匀减小，因此感应电动势保持不变，回路中的电流保持不变，B错误； C安培力的大小 F=ILB 由于电流不变而磁感应强度减小，因此安培力减小，C 错误； D 由于金属棒始终处于静止状态， 所受摩擦力与安培力等大反向， 安培力逐渐减小， 因此摩擦力逐渐减小， D 正确。 故选 AD。 4 4、 （、 （20212021广西省钦州市一中高三上学期开学考试）广西省钦州市一中高三上学期开学考试）如图（a）所示，两根足够长的平行光滑导轨间距为 d， 倾角为 ，轨道顶端连有一阻值为 R 的定值电阻，用力将质量为
12、m、电阻也为 R 的导体棒 CD 固定于离轨道 顶端 l处。整个空间存在垂直轨道平面向上的磁场，磁感应强度 B的变化规律如图（b）所示（图中 B0、t1 已知） ，在 t=t1时刻撤去外力，之后导体棒下滑距离 x 后达到最大速度，导体棒与导轨接触良好，不计导轨 电阻，重力加速度为 g。求： (1)0t1时间内通过导体棒 CD 的电流大小和方向； (2)导体棒 CD的最大速度 vm； 【答案】(1) 0 1 2 B dl Rt ，方向为 D 到 C；(2) 22 0 2sinmgR B d 【解析】 (1)由楞次定律可知，流过导体棒 CD的电流方向为 D到C。 由法拉第电磁感应定律得 0 1 1
13、 B Eld t 由闭合电路欧姆定律得 01 1 1 22 B dlE I RRt (2)当导体棒 CD 下滑到最大速度时做匀速运动，此时导体棒受力平衡，切割磁感线产生感应电动势为 E2 20m EB dv 2 2 2 E I R 0 2 sinmgB I d 解得： m 22 0 2sin = mgR v B d 5 5、 （、 （20212021广东省惠州市高三上学期第一次调研测试）广东省惠州市高三上学期第一次调研测试） 1831 年 10月 28日，法拉第在一次会议上展示了他 发明的圆盘发电机（如图甲） ，它是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上的第一台发电机。图乙是这 个圆盘发电机的
14、示意图圆盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片 C、D 分别与转动 轴和铜盘的边缘接触，使圆盘转动，电阻R中就有电流通过。 (1)说明法拉第的圆盘发电机的原理； (2)圆盘如图示方向以每秒n转转速转动，圆盎半径为r，圆盘所在处的磁感应强度大小为B，不计铜盎电 阻，请判断通过电阻R的电流方向和大小。 【答案】(1)见解析；(2)电流方向为aR b； 2 nBr I R 【解析】 (1)铜盘可以看成是由无数根半径为R的铜线组成，铜导线在磁场中做切割磁感线运动产生感应电动势，在 CDR闭合回路中产生感应电流。 (2)根据右手定则可知，D点相当于电源的正极，故通过电阻R的电流方向为a
15、Rb，根据已知可得 2 n，E Brv ， 22 vr v ， E I R 解得 2 nBr I R 6 6、 （、 （20212021北京市北大附中高三上学期北京市北大附中高三上学期 8 8 月调研）月调研）如图所示，MN、PQ为间距 L=0.5m 足够长的平行导轨， NQMN。导轨平面与水平面间的夹角=37，NQ 间连接有一个 R=4 的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平 面，磁感应强度为 B0=1T。将一根质量为 m=0.05kg、轨道间有效电阻为 r=1 的金属棒 ab 紧靠 NQ放置在 导轨上，且与导轨接触良好，导轨的电阻不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终 与 NQ
16、平行。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数=0.5，当金属棒滑行至 cd 处时已经达到稳定速度。试解答 以下问题： （g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8） （1）请定性说明金属棒在达到稳定速度前的加速度和速度各如何变化？ （2）当金属棒滑行至 cd处时回路中的电流多大？金属棒 ab 两端的电势差多大？ （3）金属棒达到的稳定速度时重力做功的瞬时功率多大？ 【答案】 （1）金属棒的速度逐渐增大，加速度逐渐减小； （2）0.2A；0.8V； （3）0.6W 【解析】 （1）对金属棒受力分析，根据牛顿第二定律可得 sincosmgmgFma 安 又 0 FB IL 安 0 B Lv
17、I Rr 联立解得 22 0 sinco () s B ag L v m Rr g 由此可知，在达到稳定速度前，金属棒的速度逐渐增大，加速度逐渐减小 （2）达到稳定速度时，根据平衡条件有 sincosmgFmg 安 又 0 FB IL 安 联立，代入数据解得:0.2AI 此时，对应金属棒 ab 两端的电势差，由闭合电路欧姆定律有 0.2A 40.8V ab UIR （3）根据法拉第电磁感应定律 0 EB Lv 又由闭合电路欧姆定律有 E I Rr 联立，代入数据解得金属棒达到稳定速度2m/sv 所以，此时对应重力做功的瞬时功率有 o sin0.05 10 2 sin37 W0.6W G Pmgv
