2023高考物理一轮复习高频考点强化训练专题15 电磁感应的综合问题（原卷版）

专题15 电磁感应的综合问题

1. (2021·山东青岛市统一质量检测) 物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是(　　)

A.线圈接在了直流电源上 B.电源电压过高

C.所选线圈的匝数过多 D.所用套环的材料与老师的不同

2. (多选)(2021·海南省新高考3月线上诊断)如图所示，螺线管导线的两端与平行金属板相接，一个带正电的小球用绝缘细线悬挂在两金属板间，并处于静止状态。若使一条形磁铁从左向右靠近螺线管，则(　　)

A.小球向右摆动

B.小球向左摆动

C.螺线管的左端相当于条形磁铁的N极

D.螺线管的左端相当于条形磁铁的S极

3. (多选)(2021·山东省济南市第一次模拟)如图所示，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场中。电路通过电刷与圆盘的边缘和铜轴接触良好，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻为R。先将开关闭合，待圆盘转速稳定后再断开开关，不计一切摩擦，下列说法中正确的是(　　)

A.闭合开关时，从上往下看圆盘逆时针转动

B.闭合开关转速稳定时，流过圆盘的电流为零

C.断开开关时，a点电势低于b点电势

D.断开开关后，流过电阻R上的电流方向与原电流方向相反

4.(2021·山东临沂市上学期期末)如图所示，光滑铜环水平固定，半径为l，长为l、电阻为r的铜棒OA的一端在铜环的圆心O处，另一端与铜环良好接触，整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。现使铜棒OA以角速度ω逆时针(俯视)匀速转动，A端始终在铜环上，定值电阻的阻值为3r，上方导线与O点连接，下方导线与铜环连接，其他电阻不计。下列说法正确的是(　　)

A.O点的电势比A点的电势高

B.回路中通过的电流为

C.该定值电阻两端的电压为ωBl2

D.该定值电阻上的热功率为

5. (多选)(2021·安徽皖南八校4月联考)如图所示，在纸面内有半圆形轻质导体框，O为圆心，圆半径长为L，AO段、弧AB段的电阻均为r，BO段导体的电阻可忽略，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场的边界与半圆直径重合，现用外力使导体框在纸面内绕O点以角速度ω沿顺时针方向，从图示位置匀速转动一周，下列说法正确的是(　　)

A.圆弧AB段内电流方向总是从A流向B

B.转动的前半周内A、B两端电压为

C.转动的后半周内通过O点的电荷量为

D.外力对线框做的功为

6.(2021·北京市海淀区上学期期末)在如图所示的电路中，两个完全相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S待电路稳定后，调整R的滑片使L1和L2亮度一样，此时通过两个灯泡的电流均为I。在之后的t0时刻断开S，则在如图所示的图象中，能正确反映t0前后的一小段时间内通过L1的电流i1和通过L2的电流i2随时间t变化关系的是(　　)

7.[2021·苏、锡、常、镇四市调研(一)]如图所示，电路中L为电感线圈，C为电容器，先将开关S1闭合，稳定后再将开关S2闭合，则(　　)

A.S1闭合时，灯A、B都逐渐变亮

B.S1闭合时，灯A中无电流通过

C.S2闭合时，灯B立即熄灭

D.S2闭合时，灯A中电流由b到a

8．(多选) (2021·广东汕头市第一次模拟)如图甲是法拉第圆盘发电机的照片，乙是圆盘发电机的侧视图，丙是发电机的示意图。设CO＝r，匀强磁场的磁感应强度为B，电阻为R，圆盘顺时针转动的角速度为ω(　　)

A.感应电流方向由D端经电阻R流向C端

B.铜盘产生的感应电动势E＝Br2ω

C.设想将此圆盘中心挖去半径为的同心圆，其他条件不变，则感应电动势变为Br2ω

D.设想将此圆盘中心挖去半径为的同心圆，其他条件不变，则感应电动势变为Br2ω

9.(2021·海南省新高考一模)如图(a)所示，一根直导线和一个矩形导线框固定在同一竖直平面内，直导线在导线框上方，规定图(a)中箭头方向为电流的正方向。直导线中通以图(b)所示的电流，则在0～t1时间内，导线框中感应电流的方向(　　)

A.先顺时针后逆时针  B.先逆时针后顺时针

C.始终沿顺时针  D.始终沿逆时针

10.(2021·北京市昌平区二模练习)如图所示，MN是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。以下过程中，abcd中有感应电流产生且感应电流的方向为abcda的是(　　)

A.将abcd向左平移

B.将abcd垂直纸面向外平移

C.将abcd以MN为轴转动30°

D.将abcd以ab为轴转动30°

11．(2021·1月辽宁普高校招生适应性测试，6)如图所示，“凹”字形金属线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。线框在纸面内向右匀速通过磁场区域，t＝0时，线框开始进入磁场。设逆时针方向为感应电流的正方向，则线框中感应电流i随时间t变化的图象可能正确的是(　　)

12.(2021·山东六地市3月在线大联考)如图甲，一矩形金属线圈abcd垂直匀强磁场并固定于磁场中，磁场是变化的，磁感应强度B随时间t的变化关系图象如图乙所示，则线圈的ab边所受安培力F随时间t变化的图象是图中的(规定向右为安培力F的正方向)(　　)

13.(多选)(2021·1月广东学业水平选择考适应性测试，10)如图所示，绝缘的水平面上固定有两条平行的光滑金属导轨，导轨电阻不计，两相同金属棒a、b垂直导轨放置，其右侧矩形区域内存在恒定的匀强磁场，磁场方向竖直向上。现两金属棒分别以初速度2v0和v0同时沿导轨自由运动，先后进入磁场区域。已知a棒离开磁场区域时b棒已经进入磁场区域，则a棒从进入到离开磁场区域的过程中，电流i随时间t的变化图象可能正确的有(　　)

14.(多选)(2021·湖北十堰市上学期期末)如图甲所示，abcd为由金属导体做成的框架，其平面与水平面所成角度为θ，质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的总电阻为R，整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中，磁场的磁感应强度变化情况如图乙所示(取磁场方向垂直框架平面向上为正)，PQ始终静止。关于PQ与ab、cd间摩擦力Ff在0到t1内变化情况的说法中，有可能正确的是(　　)

A.Ff一直增大  B.Ff一直减小

C.Ff先增大，后减小  D.Ff先减小，后增大

15.(多选)(2021·安徽六安市省示范高中教学质检)如图甲所示，足够长光滑水平导轨MN、PQ间连接两定值电阻R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，导轨间距L＝0.5 m，整个装置处在磁感应强度B＝1 T的匀强磁场中，质量m＝0.1 kg的导体棒ab垂直导轨放置，在外力F作用下由静止开始做匀加速运动，F－t图象如乙图所示，则下列选项正确的是(　　)

A.导体棒匀加速运动的加速度a＝2 m/s2

B.导体棒电阻r＝1 Ω

C.t＝2 s时电阻R1的热功率 W

D.0～2 s内通过R1的电荷量为0.5 C

16.(多选)(2021·宁夏石嘴山市模拟)如图所示，足够长的光滑U形导轨宽度为L，电阻不计，其所在平面与水平面的夹角为α，上端连接一个阻值为R的电阻，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面向上。现有一质量为m、有效电阻为r的金属杆沿框架由静止下滑，设磁场区域无限大，当金属杆下滑达到最大速度vm时，运动的位移为x，则(　　)

A.在此过程中金属杆的速度均匀增加

B.金属杆下滑的最大速度

C.在此过程中流过电阻R的电荷量为

D.在此过程中电阻R产生的焦耳热为mgxsin α－mv

17.(2021·湖北高三开学考试)如图所示，在光滑的水平面上宽度为L的区域内，有竖直向下的匀强磁场．现有一个边长为a(a<L)的正方形闭合线圈以垂直于磁场边界的初速度v0向右滑动，穿过磁场后速度刚好减为0，那么当线圈完全进入磁场时，其速度大小(　　)

A．大于   B．等于

C．小于   D．以上均有可能

18. (2021·1月广东学业水平选择考适应性测试，13)(多选)如图甲所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为l，电阻均可忽略不计．在M和P之间接有阻值为R的定值电阻，导体杆ab质量为m、电阻为r，并与导轨接触良好．整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中．现给杆ab一个初速度v0，使杆向右运动．则(　　)

A．当杆ab刚具有初速度v0时，杆ab两端的电压U＝，且a点电势高于b点电势

B．通过电阻R的电流I随时间t的变化率的绝对值逐渐增大

C．若将M和P之间的电阻R改为接一电容为C的电容器，如图乙所示，同样给杆ab一个初速度v0，使杆向右运动，则杆ab稳定后的速度为v＝

D．在C选项中，杆稳定后a点电势高于b点电势

19.(多选)(2021·云南一模)如图所示，两根水平固定的足够长平行光滑金属导轨上，静止放着两根质量为m、长度为L、电阻为R的相同导体棒ab和cd，构成矩形回路(ab、cd与导轨接触良好)，导轨平面内有竖直向上的匀强磁场B.现给cd一个初速度v0，则(　　)

A．ab将向右做匀加速运动

B．ab、cd最终具有相同的速度

C．通过ab杆的电荷量为q＝

D．回路产生的焦耳热最多为mv02

20.(多选)(2021·安徽省天长中学期末)如图所示，两根质量均为m的金属棒垂直地放在光滑的水平导轨上，左、右两部分导轨间距之比为1∶2，导轨间左、右两部分有大小相等、方向相反的匀强磁场，两棒电阻与棒长成正比，不计导轨电阻，现用水平恒力F向右拉CD棒，在CD棒向右运动距离为s的过程中，AB棒上产生的焦耳热为Q，此时AB棒和CD棒的速度大小均为v，此时立即撤去拉力F，设导轨足够长且两棒始终在不同磁场中运动，则下列说法正确的是(　　)

A．v的大小等于

B．撤去拉力F后，AB棒的最终速度大小为v，方向向右

C．撤去拉力F后，CD棒的最终速度大小为v，方向向右

D．撤去拉力F后，整个回路产生的焦耳热为mv2