2021年高考物理真题及模拟题分类汇编专题13 电磁感应（学生版+教师版）

2021年高考真题和模拟题分类汇编  物理

专题13 电磁感应

选择题

1.(2021·河北卷)如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为，一电容为C的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略所有电阻，下列说法正确的是(　　)

A.通过金属棒的电流为

B.金属棒到达时，电容器极板上的电荷量为

C.金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电

D.金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定

2.(2021·广东卷)如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨和，与平行，是以O为圆心的圆弧导轨，圆弧左侧和扇形内有方向如图的匀强磁场，金属杆的O端与e点用导线相接，P端与圆弧接触良好，初始时，可滑动的金属杆静止在平行导轨上，若杆绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有(　　)

A.杆产生的感应电动势恒定     B.杆受到的安培力不变

C.杆做匀加速直线运动         D.杆中的电流逐渐减小

3.(2021·北京通州一模)如图甲所示是一个“简易电动机”，一节5号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示。关于该“简易电动机”，下列说法正确的是(　　)

A.从上往下看，该“简易电动机”逆时针旋转

B.电池的输出功率大于线框转动的机械功率

C.线框①、②两部分导线电阻在电路中是串联关系

D.“简易电动机”由静止到转动起来的过程中，线框中的电流增大

4.(2021·北京通州一模)如图甲所示，矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中，磁感线垂直于线框所在平面且向里．规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向；线框中电流沿着逆时针方向为感应电流i的正方向，要在线框中产生如图乙所示的感应电流，则磁感应强度B随时间t变化的规律可能为

5.(2021·北京通州一模)在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是(　　)

A.合上开关，a先亮，b后亮；断开开关，a、b同时熄灭

B.合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a、b同时熄灭

C.合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭

D.合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭

6.(2021·四川泸州三模)光滑绝缘水平桌面上存在以虚线为边界的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直桌面向下。有一定电阻、边长为a的正方形线框ABCD，在外力F作用下以大小为v、方向与磁场边界成45°角的速度，斜向右上方匀速进入磁场，运动过程中某瞬间对角线AC与磁场边界重合，其俯视图如图所示。则在线框进入磁场的过程中(　　)

A.线框中感应电流方向始终为DABCD    B.图示位置时，线框中感应电动势为

C.图示位置时，外力F达到最大值       D.线框所受安培力的功率一直在增大

7．(2021·北京海淀一模)线圈绕制在圆柱形铁芯上，通过导线与电流计连接组成闭合回路。条形磁铁的轴线和铁芯的轴线及连接线圈和电流计的导线在同一平面内，铁芯、线圈及条形磁铁的几何中心均在与铁芯垂直的PQ连线上。条形磁铁分别与线圈相互平行或相互垂直放置，使其沿QP方向靠近线圈。若电流从电流计“+”接线柱流入时电流计指针向右偏转，在如下情形中能观察到明显的电磁感应现象，且图中标出的电流计指针偏转方向正确的是

8.(2021·云南曲靖一模)如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一电阻为R的定值电阻，电阻为r的金属棒ab垂直导轨放置且棒两端始终与导轨接触良好，其他部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。t=0时对金属棒施加一平行于导轨向，上的外力F，使金属棒由静止开始沿导轨向上运动，通过定值电阻R的电荷量q随时间t2的平方变化的关系如图乙所示。下列关于穿过回路abPMa的磁通量φ、金属棒的加速度a、外力F、通过电阻R的电流I随时间t变化的图象中正确的是(　　)

A.     B.     C.      D.

9．(2021·江苏常州一模)零刻度在表盘正中间的电流计，非常灵敏，通入电流后，线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平衡时，指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难。在指针转轴上装上的扇形铝框或扇形铝板，在合适区域加上磁场，可以解决此困难。下列方案合理的是(　　)

A．    B．    C．    D．

10．(2021·江苏常州一模)如图所示，圆形区域中的匀强磁场磁感应强度B1随时间t的变化关系为B1＝kt，k为大于零的常量；边界MN右侧的匀强磁场磁感应强度大小为B2。光滑平行金属导轨左端接一阻值为R的电阻、MN处放置一和导轨接触良好的金属棒，不计导轨和金属棒电阻。t＝0时，给金属棒一初速度v0，使其在外力作用下向右匀速运动。回路的总磁通量为Φ、回路的电流为i、电阻R上产生的热量为Q、导体棒受到的外力为F，它们随时间t的变化图像正确的是(　　)

A．     B．   C．     D．

11．(2021·北京东城一模)如图所示，空间中某区域内存在竖直向下的匀强磁场，将一水平放置的金属棒ab从磁场外紧贴磁场边缘以某一速度水平抛出，不计空气阻力，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域。下列说法正确的是

A．a点电势比b点高

B．从抛出到落地的过程中，电子不断从b向a定向移动

C．单位时间内ab扫过的曲面中的磁通量是定值

D．电场力使金属棒两端分别积累了正、负电荷

计算题

12.(2021·浙江卷)一种探测气体放电过程的装置如图甲所示，充满氖气()的电离室中有两电极与长直导线连接，并通过两水平长导线与高压电源相连。在与长直导线垂直的平面内，以导线为对称轴安装一个用阻值的细导线绕制、匝数的圆环形螺线管，细导线的始末两端c、d与阻值的电阻连接。螺线管的横截面是半径的圆，其中心与长直导线的距离。气体被电离后在长直导线回路中产生顺时针方向的电流I，其图像如图乙所示。为便于计算，螺线管内各处的磁感应强度大小均可视为，其中。

(1)求内通过长直导线横截面的电荷量Q；

(2)求时，通过螺线管某一匝线圈的磁通量；

(3)若规定为电流的正方向，在不考虑线圈自感的情况下，通过计算，画出通过电阻R的图像；

(4)若规定为电流的正方向，考虑线圈自感，定性画出通过电阻R的图像。

13.(2021·广西柳州一模)轻质细线吊着一质量m=0.32kg的单匝线圈，总电阻为r=1Ω。边长为l=0.4m的正方形磁场区域对称分布在线圈下边两侧，如图所示。磁场方向垂直于纸而向里，且B随时间t的关系为B=5t+1(T)，从t=0开始经t0时间细线开始松弛，g=10m/s2 ，求：

(1)在前t0时间内线圈中产生的感应电流大小和方向；

(2)在前t0时间内流过线圈横截面的电量大小。