2022 年高考物理二轮复习 电磁感应 培优训练 一、单选题 1．一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在 1s 时间内均匀地增大到原来的 3 倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在 1s 时间内，再将线框的面积均 匀地减小到原来的三分之一，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为（　　） 1 A． 3 B．1 C．3 D．4 2．如图所示，空间有两个宽度分别为 L 和 2L 的有界匀强磁场区域，磁感应强度大小都为 B，左侧磁场方 向垂直于纸面向里，右侧磁场方向垂直于纸面向外。abcd 是一个由均匀电阻丝做成的边长为 L 的正方形 线框，线框以垂直于磁场边界的速度 v 匀速通过两个磁场区域，在运动过程中，线框 ab、cd 两边始终与 磁场的边界平行。设线框 cd 边刚进入磁场的位置为 x=0，x 轴正方向水平向右，从线框 cd 边刚进入磁场 开始到整个线框离开磁场区域的过程中，ab 两点间的电势差和线框受到的安培力 F（规定水平向右为正 方向）随着位置 x 变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 3．在如图所示的电路中，a、b 为两个完全相同的灯泡，L 为直流电阻不计且自感系数较大的自感线圈， E 为电源且内阻不可忽略，S 为开关。下列说法正确的是（　　） A．合上开关 S，在电路稳定之前，a 产生的热量大于 b 产生的热量 B．合上开关 S，a 先亮且亮度不变、b 后亮直至与 a 一样亮 C．将原来闭合的开关 S 断开，因自感系数较大，所以 a、b 均会在闪亮后熄灭 D．开关 S 闭合、断开，线圈自感电动势方向相同 4．如图所示，竖直放置的“ ”形光滑导轨宽为 L，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为 d，磁感应强度为 B。质量为 m 的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为 R，与 导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为 g。金属杆（　　） A．刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下 B．穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间 C．穿过两磁场产生的总热量为 2mgd m 2 gR 2 4 4 D．释放时距磁场Ⅰ上边界的高度 h 可能小于 2 B L 5．如图所示，有一足够大的光滑水平面上存在非匀强磁场，其磁场分布沿 x 轴方向均匀增大，沿 y 轴方 向是不变的，磁场方向垂直纸面向外。现有一闭合的正方形金属线框（线框有电阻），质量为 m，以速 度大小为 v0、方向沿其对角线且与 x 轴成 45°角开始运动，以下关于线框的说法中正确的是（　　） A．线框中的感应电流方向沿逆时针方向 B．线框将做匀减速直线运动 1 2 C．线框运动中产生的内能为 mv0 4 D．线框最终将静止于平面上的某个位置 6．由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横 截面积不同，甲线圈的匝数是乙的 2 倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段 时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示。不计空气阻力，已知下 落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，不可能 出现的是（　　） A．甲和乙都加速运动 B．甲和乙都减速运动 C．甲和乙都匀速运动 D．甲减速运动，乙加速运动 7．如图所示，两条足够长、电阻不计的平行导轨放在同一水平面内，相距 l。磁感应强度大小为 B 的范 围足够大的匀强磁场垂直于导轨平面向下。两根质量均为 m、电阻均为 r 的导体杆 a、b 与两导轨垂直放 置且接触良好，开始时两杆均静止。已知 b 杆光滑，a 杆与导轨间最大静摩擦力大小为 F0.现对 b 杆施加一 与杆垂直且大小随时间按图乙所示规律变化的水平外力 F，已知在 t1 时刻，a 杆开始运动，此时拉力大小 为 F1，下列说法正确的是（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（　　） A．当 a 杆开始运动时，b 杆的速度大小为 F0 r B 2l 2 2mF0 r 1 B．在 0~t1 这段时间内，b 杆所受安培力的冲量大小为 B 2l 2  2 F1t1 C．在 t1~t2 这段时间内，a、b 杆的总动量增加了 ( F1  F2 )(t2  t1 ) 2 D．a、b 两杆最终速度将恒定，且两杆速度大小之差等于 t1 时刻 b 杆速度大小 二、多选题 8．如图甲所示，边长为 a 的闭合的等边三角形金属线框 ABC r0 固定在水平面上，线框单位长度的电阻为 。 线框的左半边处于垂直水平面的匀强磁场中，三角形顶点 A 在磁场的边界上。磁场的磁感应强度 B 随时 间的变化如图乙所示，规定磁场方向垂直水平面向里为正方向。则（　　） A．金属框中感应电流大小和方向不变 B．金属框所受的安培力大小始终不变 C． t2 时刻，金属框中的电动势为 E D． t2 时刻，金属框受到的安培力为 3a 2 B0 4t2 F a 2 B02 16r0  t2  t1  9．如图 1 所示，水平面上固定一个顶角为 60°的光滑金属导轨 MON ，导轨处于磁感应强度大小为 B、方 向竖直向下的匀强磁场中，质量为 m 的导体棒 CD 与 �MON 的角平分线垂直，导轨与导体棒单位长度的 电阻均为 r。 t  0 时刻， CD 在水平外力 F 的作用下从 O 点以恒定加速度 a 沿 �MON 的角平分线从静止向 右滑动，在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。如果 I 表示电路中电流（顺时针方向为正方向）， 表示导体棒与导轨接触两点间的电压，P 表示电路热功率，则如图中图像可能正确的是（　　） U ab A． B． C． D． 10．如图甲所示，在光滑绝缘水平面上的 AB 、 CD 间存在一匀强磁场，在磁场左侧有一单匝正方形闭合 线框。 t  0 时刻，线框在水平向右的恒力 F 作用下从静止开始运动，线框穿过磁场过程中，线框中电流 i 随时间 t 变化的图像如图乙所示，已知磁感应强度 B  1T ，线框总电阻 R  2 ，下列说法正确的是（　 ） A．磁场的宽度为 2m B．线框的质量为1kg C．在 1 ~ 3s 内，外力 F 做功 24J D．在 0 ~ 1.5s 内，通过线框横截面的电荷量为1C 11．如图所示，ef 、gh 为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨问距为 L=1m，导轨左端连接一个 R= 3 的电阻，一根电阻为 1 、质量为 1kg 的金属棒 cd 垂直地放置导轨上，与导轨接触良好，导轨的电阻 不计，整个装置放在磁感应强度为 B =2T 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上。现对金属棒施 加 4N 的水平向右的恒力 F，使棒从静止开始向右运动，则下列说法中正确的是（　　） A．金属棒速度为零时的加速度为 4m/s2 B．当导体棒速度 v= 1m/s 时，导体棒的加速度为 3m/s2 C．金属棒达到的最大速度是 4m/s D．金属棒达到最大速度后，电阻 R 上的热功率为 16W 三、填空题 12．如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，导轨间距 L=0.5m，导轨电阻不计，上端与一阻值 为 R=0.2Ω 电阻连接。在虚线以下有一足够大匀强磁场，磁感强度 B=0.1T，磁场方向垂直于导轨平面。一 质量 m=0.025kg，电阻 r=0.1Ω 导体棒水平置于导轨上，离磁场上边界的距离 h=0.45m。静止释放导体棒， 求：（重力加速度 g 取 10m/s2，导体棒与导轨始终良好接触。） （1）导体棒进入磁场后电阻 R 上的电流方向______；（选填“向左”、“向右”） （2）导体棒刚进入磁场时的速度 v1 大小和加速度 a1 大小与方向；______ （3）简要描述金属棒进入磁场后，速度如何变化和加速度变化情况，速度变化情况：______；加速度如 何变化：______。 （4）下滑过程中电阻 R 上的最大功率 Pm。______ 13．如图所示，我国的探月卫星在进入地月转移轨道时，由于卫星姿势的改变，卫星中一边长为 50cm 的 5 正方形导线框由水平方向转至竖直方向，此处磁场磁感应强度 B  4 �10 T ，方向如图所示。 （sin37°=0.6，cos37°=0.8），则线框在水平位置时穿过线框的磁通量为______Wb，该过程中磁通量的变 化量的大小是________Wb，该过程导线框中_______感应电流产生。（第三个空格填“有”或“无”） 四、解答题 14．如图所示，在竖直平面内的矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感强度为 B ，均匀铜导线 制成的单匝正方形闭合线框 abcd ，边长为 L ，总电阻为 R ，质量为 m 。将其置于磁场上方，线框由静止 自由下落，线框进入磁场过程中始终做匀速运动，线框平面保持在竖直平面内，且 cd 边始终与水平磁场 的上边界平行，重力加速度为 g 。求 （1）线框开始下落时 cd 边距离磁场上边界的高度 h ； （2）进入磁场过程中 cd 两点间的电势差 U cd ； （3）线框进入磁场过程中所受安培力的冲量 IF 的大小。 15．如图，足够长的金属导轨 M、N 平行固定在同一水平面上，导轨间距为 L，处于磁感应强度为 B、方 向竖直向下的匀强磁场中。两完全相同的硬直金属棒 P、Q 垂直跨放在导轨上并与导轨接触良好，已知每 根金属棒的长度为 L、质量为 m、电阻为 R，与两导轨间的动摩擦因数均为 μ（μ<1）。一条足够长的轻绳 绕过光滑轻质定滑轮将质量为 2m 的重物 W 与棒 P 的中点连接，重物离地足够高，滑轮左侧的绳与导轨 平行。由静止同时释放 W 和 P 并开始计时，t1 时刻棒 Q 开始运动。不计导轨电阻，设最大静摩擦力等于 滑动摩擦力，重力加速度大小为 g。 （1）求 t1 时刻棒 P 的加速度； （2）求 t1 时刻棒 P 的一端克服摩擦力做功的功率； （3）求 0~t1 时间内重物 W 下降的高度； （4）画出棒 P 运动的加速度 a 随时间 t 变化的图像。标注出最大和最小加速度值，不要求写出推理过程。 16．如图所示，顶角   45�的金属导轨 MN 固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为 B 的匀 强磁场中。一根与 ON 垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度 v0 沿导轨 MON 向右滑动，导体棒的质 量为 m，导轨与导体棒单位长度的电阻均为 r。导体棒与导轨接触点为 a 和 b，导体棒在滑动过程中始终 保持与导轨良好接触， t  0 时，导体棒位于顶角 0 处，求： （1）t 时刻流过导体棒的电流强度 I； （2）导体棒