2019-2021 年湖南省各地高考物理模拟考试试题分类——专题 10 电磁感应 一．选择题（共 8 小题） 1．（2021•湖南模拟）如图所示，MN 为匀强磁场的左边界，磁场中有正方形线框 abcd， 其 ad 边与 MN 重合。线框第一次以 ad 边为转轴匀速转动而出磁场；第二次线框在外力 作用下向左匀速拉出磁场，两次所用时间相同，第一次线框产生的热量为 Q1，通过 ad 边的电荷量为 q1，bc 边经过 MN 时所受安培力为 F1，第二次线框产生的热量为 Q2，通 过 ad 边的电荷量为 q2，bc 边经过 MN 时所受安培力为 F2，以下说法正确的是（　　） A．F1：F2＝π：2，q1：q2＝π：1 B．Q1：Q2＝8：π，q1：q2＝1：1 C．F1：F2＝π：4，q1：q2＝1：1 D．Q1：Q2＝π2：8，q1：q2＝1：1 2．（2021•永州模拟）某种超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起 ， 同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力。其推进原理可以简化为如图所示的模 型：PQ 和 MN 是固定在水平地面上的两根足够长的平直导轨，导轨间分布着竖直（垂 直纸面）方向等间距的匀强磁场 B1 和 B2。二者方向相反。矩形金属框固定在实验车底 部（车厢与金属框绝缘）。其中 ad 边宽度与磁场间隔相等。当磁场 B1 和 B2 同时以速度 v 沿导轨向右匀速运动时。金属框受到磁场力，并带动实验车沿导轨运动，已知金属框 垂直导轨的 ab 边的边长 L、金属框总电阻 R，列车与线框的总质量 m，B1＝B2＝B，悬 浮状态下，实验车运动时受到的阻力恒为其对地速度的 K 倍。则下列说法正确的是（ ） A．列车在运动过程中金属框中的电流方向一直不变 B．列车在运动过程中金属框产生的最大电流为 C．列车最后能达到的最大速度为 v m = BLv R 4 B 2 L2 v KR+ 4 B2 L2 4 B2 L2 (v−v m)2 D．列车要维持最大速度运动，它每秒钟消耗的磁场能为 R 3．（2021•雨花区一模）美媒称，中国第三艘航母（第二艘国产航母）正在建造当中，很 可能体现出优于前两艘航母的技术进步，新航母很可能比两艘“前辈”更大，并配备电磁 弹射系统，允许更大、更重的飞机携带更多武器，执行更远距离任务。航母上飞机弹射 起飞所利用的电磁驱动原理如图所示。当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的 金属环被弹射出去，则下列说法正确的是（　　） A．若将金属环置于线圈的右侧，环将不能弹射出去 B．金属环向左运动过程中将有扩大趋势 C．若将电池正、负极调换后，金属环不能向左弹射 D．合上开关 S 的瞬间，从左侧看环中产生沿逆时针方向的感应电流 4．（2021•岳阳一模）如图甲、乙、丙中，除导体棒 ab 可动外，其余部分均固定不动，甲 图中的电容器 C 原来不带电。设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导 轨间的摩擦也不计，图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向里 的匀强磁场中，导轨足够长。现给导体棒 ab 一个向右的初速度 v0，在图甲、乙、丙三 种 情 形 下 关 于 导 体 棒 ab 的 运 动 状 态 ， 下 列 说 法 正 确 的 是 （ 　 　 ） A．图甲中，ab 棒先做匀减速运动，最终做匀速运动 B．图乙中，ab 棒先做加速度越来越大的减速运动，最终静止 C．图丙中，ab 棒先做初速度为 v0 变减速运动，然后做变加速运动，最终做匀速运动 D．三种情形下导体棒 ab 最终都匀速 5．（2021•新邵县模拟）如图所示，MN 和 PQ 是电阻不计的平行金属导轨，间距为 L，导 轨弯曲部分光滑，水平部分粗糙，右端接一个阻值为 R 的电阻。水平部分导轨左边区域 有宽度为 d、方向竖直向上、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场。质量为 m、电阻不计的 金属棒从高度为 h 处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导 轨间的动摩擦因数为 μ，金属棒与导轨间接触良好。则金属棒穿过磁场区域的过程中（ ）（重力加速度为 g） A．金属棒克服安培力做的功为等于电阻 R 产生的焦耳热 B．金属棒克服安培力所做的功为 mgh C．金属棒产生的电热为 1 2 mg（h﹣μd） √ 2 g h − B 2 L2 d ❑ D．金属棒运动的时间为 μg 2 Rμmg 6．（2020•湖南二模）如图所示，总阻值为 R 的正方形线框的左半侧处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，线框的对称轴 MN 恰与磁场边缘平齐。若第 一次将线框从磁场中以恒定速度 v1 向右匀速拉出，第二次以线速度 v2 让线框绕轴 MN 匀速转过 90°，下列说法正确的是（　　） A．第一次操作过程中线框产生的感应电流方向沿逆时针方向 B．两次操作过程中经过线框横截面的电量之比为 2：1 C．若两次操作过程中线框产生的焦耳热相等，则 v1：v2＝π：2 D．若两次操作过程中线框产生的平均感应电动势相等，则 v1：v2＝2：π 7．（2019•永定区校级模拟）如图甲所示，在水平面上固定有平行长直金属导轨 ab 和 cd，bd 端接有电阻 R．导体棒 ef 垂直轨道放置在光滑导轨上，导轨电阻不计。导轨右端 区域存在垂直于导轨面的匀强磁场，且磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律如图乙所示。 在 t＝0 时刻，导体棒以速度 v0 从导轨的左端向右运动，经过时间 2t0 开始进入磁场区域， 取磁场方向垂直纸面向里为磁感应强度 B 的正方向，回路中顺时针方向为电流正方向， 则回路中的电流 i 随时间 t 的变化规律图象可能是（　　） A． B． C． D． 8．（2019•邵阳二模）如图所示为一“凸型”线框，其中 ab＝bc＝de＝ah＝gf＝l，ef＝3l。线 框在外力作用下以恒定速度垂直磁场通过一宽为 Z 的有界匀强磁场。取逆时针方向电流 方向为正，图示时刻 t＝0，则线框中产生的电流 i 随时间 t 变化的图象中，正确的是（ ） A． B． C． D． 二．多选题（共 14 小题） 9 ． （ 2021• 湖 南 模 拟 ） 如 图 甲 所 示 。 在 竖 直 方 向 上 有 四 条 间 距 相 等 的 水 平 虚 线 L1 、L2 、L3 、L4 ，在 L1 和 L2 之间、L3 和 L4 之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为 1T，方向垂直于虚线所在平面，磁场宽度为 L，现有一宽度 cd＝L＝0.5m、质量为 0.1kg、电阻为 2Ω 的矩形线圈 abcd，将其从图示位置由静止释放（cd 边与 L1 重合）， 速度随时间变化关系如图乙所示，t1 时刻 cd 边与 L2 重合，t2 时刻 ab 边与 L3 重合，t3 时 刻 ab 边与 L4 重合，已知 t1～t2 的时间间隔为 0.6s，整个运动过程线圈平面始终处于竖直 方向。（重力加速度 g 取 10m/s2）则（　　） A．t1 时刻，线圈运动的速度大小 v1＝3.5m/s B．L1 与 L2、L3 与 L4 之间的匀强磁场的宽度为 1m C．在 0～t1 时间内，通过线圈的电荷量为 0.25C D．在 0～t3 时间内，线圈产生的热量为 1.1125J 10．（2021•湖南模拟）如图甲所示，在竖直平面内，水平界线 MN 以下存在垂直纸面向里 的磁场，以 MN 位置为 x＝0，磁感应强度 B 随向下位移 x（以 m 为单位）的分布规律为 B＝kx+4（T）。一边长 L＝2m、质量 m＝2kg 的金属框 abcd 从 MN 上方某位置静止释 放，进入磁场时由于受到竖直方向的力 F 作用，金属框进入磁场的过程速度大小保持不 变，且 ab 边始终保持水平（刚进入磁场时合力为零）。力 F 随位移 x 变化的规律如图乙 所示，金属框的总电阻 R＝4Ω，取 g＝10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．金属框中的电流方向为 adcba B．金属框刚进入磁场时的电流大小为 2A C．金属框进入磁场的过程中产生的电热为 40J D．若金属框刚完全进入磁场后立即撤去力 F，金属框将开始做匀减速直线运动 11．（2021•永州模拟）如图所示，MN 和 PQ 是电阻不计的平行金属导轨，其间距为 L， 固定在水平面上，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，右端接一个阻值为 R 的定值电阻， 平直部分导轨左侧区域有宽度为 d、方向竖直向上、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场。 质量为 m、电阻也为 R 的金属棒从高为 h 处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。 已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为 μ，金属棒与导轨间接触良好，重力加速 度为 g，则金属棒穿过磁场区域的过程中（　　） A．金属棒克服安培力做的功等于系统增加的内能 B．金属棒克服安培力做的功为 mgh C．金属棒产生的电热为 1 2 mg（h﹣μd） √ 2 g h − B 2 L2 d ❑ D．金属棒在磁场中运动的时间为 μg 2 Rμmg 12．（2021•湖南模拟）如图甲所示，足够长的平行金属导轨 MN、PQ 倾斜放置。完全相 同的两金属棒 ab、cd 分别垂直导轨放置，棒两端都与导轨始终有良好接触。已知两棒 的电阻均为 R，导轨间距为 l 且光滑，电阻不计，整个装置处在方向垂直于导轨平面向 上，磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中。棒 ab 在平行于导轨向上的力 F 作用下，沿导 轨向上运动，从某时刻开始计时，两棒的 v﹣t 图象如图乙所示，两图线平行，v0 已知， 则从计时开始（　　） A．通过棒 cd 的电流方向由 dcabd，通过棒 cd 的电流 I ¿ Bl v 0 2R B．通过棒 cd 的电流方向由 dcabd，通过棒 cd 的电流 I ¿ Bl v 0 R B2 l 2 v 0 C．力 F ¿ R D．力 F 做的功等于回路中产生的焦耳热和两棒动能的增量 13．（2021•永州三模）如图所示，相距 L 的光滑金属导轨固定于水平地面上，由竖直放置 的半径为 R 的 1 4 圆弧部分和水平平直部分组成。MNQP 范围内有方向竖直向下、磁 感应强度为 B 的匀强磁场。金属棒 ab 和 cd 垂直导轨放置且接触良好，cd 静止在磁场中； ab 从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与 cd 没有接触；cd 离开磁场时的速度是 此时 ab 速度的一半。已知 ab 的质量为 m、电阻为 r，cd 的质量为 2m、电阻为 2r。金属 导轨电阻不计，重力加速度为 g。下列说法正确的是（　　） A．cd 在磁场中运动时电流的方向为 c→d B．cd 在磁场中做加速度减小的加速运动 C．cd 在磁