2022届全国高三物理模拟试题汇编：电磁感应及磁通量及答案

 电磁感应及磁通量

一、单选题

1．（2022·高州模拟）如图（a）所示，导体棒甲、导轨、硬金属环乙构成闭合回路，硬金属环丙放在乙的正中央，导棒甲在匀强磁场中向右做加速运动；把导棒甲和磁场去掉，如图（b）所示在导轨的两端加上电源，下列说法正确的是（　　）

A．对图（a），乙丙两金属环的电流方向相同

B．对图（a），丙有扩张的趋势

C．对图（b），若电源是直流电源，则丙没有电能生成

D．对图（b），若电源是正弦交流电，则每个周期内乙丙的排斥时间为半个周期

2．（2022·高州模拟）疫情期间，为确保社区居家隔离观察人员管控技防措施有效发挥作用，工作人员启用了如图所示的门磁系统，强磁棒固定在门框上，线圈和发射系统固定在房门上，当房门关闭时穿过线圈的磁通量最大，当线圈中出现一定强度的电压、电流信号时，自动触发后面的信号发射系统，远程向后台发出报警信号，下列说法中正确是（　　）

A．门磁系统的工作原理是利用了电流的磁效应

B．当房门缓慢打开时门线圈中电压、电流较小

C．房门不动时，线圈中会产生恒定的电流

D．将强磁棒与线圈和发射系统交换位置后不能起到报警的作用

3．（2022·汕头模拟）图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（　　）

A．按下按钮过程，螺线管端电势较高

B．松开按钮过程，螺线管端电势较高

C．按住按钮不动，螺线管没有产生感应电动势

D．按下和松开按钮过程，螺线管产生大小相同的感应电动势

4．（2022·潮州模拟）电磁阻尼可以无磨损地使运动的线圈快速停下来。如图所示，扇形铜框在绝缘细杆作用下绕转轴O在同一水平面内快速逆时针转动，虚线把圆环分成八等份，扇形铜框恰好可以与其中份重合。为使线框快速停下来，实验小组设计了以下几种方案，其中虚线为匀强磁场的理想边界，边界内磁场大小均相同，其中最合理的是（　　） 

A． B．

C． D．

5．（2022·唐山模拟）如图，有两个完全相同的金属棒a、b用绝缘细绳拴接，垂直放在两足够长的平行光滑水平金属导轨上，金属棒与导轨接触良好，导轨间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场。现对金属棒b施加一水平向右的拉力F，两金属棒一起向右做匀加速运动。则下列说法正确的是（　　）

A．外力F大小恒定 B．外力F逐渐增大

C．细线拉力逐渐增大 D．细线拉力最大值为F

6．（2022·绍兴二模）如图所示，右端为N极的磁铁置于粗糙水平桌面上并与轻质弹簧相连，弹簧一端固定在竖直墙面上，当弹簧处于原长时，磁铁的中心恰好是接有一盏小灯泡的竖直固定线圈的圆心。用力将磁铁向右拉到某一位置，撤去作用力后磁铁穿过线圈来回振动，有关这个振动过程，以下说法正确的是（　　）

A．灯泡的亮暗不会发生变化

B．磁铁接近线圈时，线圈对磁铁产生排斥力

C．从左往右看线圈中的电流一直沿逆时针方向

D．若忽略摩擦力和空气阻力，磁铁振动的幅度不会减小

7．（2022·浙江模拟）某科学家在探索电磁实验时，将一长金属棍用双手握住，当他在某房间内快速移动时，能够感受到电流的冲击。则该房间最有可能是（　　）

A．电压房 B．电流房 C．磁场房 D．太空站

8．（2022·大庆三模）如图所示，一电容器与定值电阻并联后，与匝数为n、横截面积为S的螺线管a、b两端连接。已知定值电阻与螺线管的阻值均为R，电容器的电容为C，t=0时刻，某磁场沿轴线向上穿过螺线管，其磁感应强度大小随时间变化的关系式为B=B0-kt，则下列说法中正确的是（　　）

A．a端电势比b端电势低

B．t=0时，通过螺线管的磁通量为nB0S

C．0~t0内，电容器极板所带电荷量为kCS

D．0~t0内，定值电阻产生的热量

9．（2022·浙江模拟）教学用交流发电机示意图如图所示。矩形线圈在匀强磁场中绕其中心轴匀速转动，某时刻线圈平面与磁感线垂直。下列说法正确的是（　　）

A．此时产生的感应电流最大

B．此时线圈平面处在中性面上

C．此时线圈磁通量变化率最大

D．此时开始再转半个周期，线圈磁通量变化量为零

10．（2022·浙江模拟）如图所示，质量为m的木块A和质量为m的磁铁B同时从光滑的铝制斜面顶端静止释放，沿着直线下滑到斜面底端。则下列说法中正确的是（　　）

A．木块A和磁铁B下滑都仅受重力和支持力

B．木块A到达底端速度较小

C．磁铁B到达底端用时较长

D．两者到达斜面底端时动能相同

二、多选题

11．（2022·广东模拟）图（a）是一款无线充电手机的实物图，图（b）是其原理图。送电线圈接电源。受电线圈接手机电池，则（　　）

A．若送电线圈接直流电源，则受电线圈中将产生不变的电流

B．若送电线圈接正弦交流电，则受电线圈中将产生周期性变化的电流

C．当送电线圈产生的磁场如图（b）所示且逐渐变大时，受电线圈将产生向下的感应磁场

D．当送电线圈产生的磁场如图（b）所示且逐渐变小时，受电线圈将产生向下的感应磁场

12．（2022·邢台模拟）在寒冷的冬天一家人围坐在一起吃火锅是一个不错的选择，尤其是那种单人火锅，既满足了个人的口味需求同时还方便卫生，很受大家欢迎。这种火锅每人一个小锅，使用电磁炉工作安全方便。下列说法中正确的是（　　）

A．它的加热原理和微波炉不同

B．加热过程手不小心碰到电磁炉表面会被烫伤

C．给电磁炉加的恒定直流电源，电磁炉可以正常工作

D．若将小锅换成透明的玻璃器皿，虽然好看，但不能满足顾客的就餐愿望

13．（2022·沧州模拟）如图所示，间距、足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，其左端接一阻值的定值电阻。直线MN垂直于导轨，在其左侧面积的圆形区域内存在垂直于导轨所在平面向里的磁场，磁感应强度B随时间的变化关系为，在其右侧（含边界MN）存在磁感应强度大小、方向垂直导轨所在平面向外的匀强磁场。时，某金属棒从MN处以的初速度开始水平向右运动，已知金属棒质量，与导轨之间的动摩擦因数，导轨、金属棒电阻不计且金属棒与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度，下列说法正确的是（　　）

A．时，闭合回路中有大小为5A的顺时针方向的电流

B．闭合回路中一直存在顺时针方向的电流

C．金属棒在运动过程中受到的安培力方向先向左再向右

D．金属棒最终将以1m/s的速度匀速运动

三、综合题

14．（2022·南通模拟）如图所示，矩形线圈abcd匝数为N，总电阻为R，ab边和ad边长分别为L和3L，O、O′为线圈上两点，OO′与cd边平行且与cd边的距离为L，OO′左侧空间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现使线圈绕OO′以角速度ω匀速转动，求：

（1）从图示位置开始转过60º过程中通过导线截面电荷量q；

（2）线圈在转动一周过程中产生的焦耳热Q。

15．（2022·安徽模拟）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨平行放置在倾角为30°的绝缘斜面上，导轨宽度为L，下端接有阻值为R的电阻，导轨处于方向垂直于斜面向上、磁感应强度大小为B0的匀强磁场中.轻绳一端跨过光滑定滑轮，悬吊质量为m的小物块，另一端平行于斜面系在质量为m的金属棒的中点，现将金属棒从PQ位置由静止释放，金属棒与导轨接触良好且电阻均忽略不计，重力加速度为g.

（1）求金属棒匀速运动时的速度大小；

（2）若金属棒速度为v0且距离导轨底端x时开始计时，磁场的磁感应强度B的大小随时间t发生变化，使回路中无电流，请推导出磁感应强度B的大小随时间t变化的关系式.

答案解析部分

1．【答案】D

2．【答案】B

3．【答案】C

4．【答案】C

5．【答案】A

6．【答案】B

7．【答案】C

8．【答案】D

9．【答案】B

10．【答案】C

11．【答案】B,C

12．【答案】A,D

13．【答案】A,C,D

14．【答案】（1）解：设线圈转过60º的过程中产生的感应电动势为，经历的时间为∆t，由法拉第电磁感应定律有

其中磁通量的变化量

通过导线截面的电荷量

联立解得

（2）解：线圈在磁场中转动时产生的电动势随时间变化的规律如答图所示，设ab边、cd边在磁场中转动产生电动势的最大值分别为E1m、E2m，有效值分别为E1、E2，则

产生的热量

联立解得

15．【答案】（1）解：金属棒匀速运动时，对物块：

对金属棒有：

又：

由欧姆定律：

联立解得：

（2）解：当回路中没有电流时，金属棒不受安培力

对金属棒：

对物块：

回路中无电流，回路中的磁通量不变，则：

联立解得：