热点24 电磁感应+图像-【模拟精炼】2024年高考物理30热点最新模拟题精练

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2、锻炼同学的考试心理，训练学生快速进入考试状态。高考的最佳心理状态是紧张中有乐观，压力下有自信，平静中有兴奋。
3、训练同学掌握一定的应试技巧，积累考试经验。模拟考试可以训练答题时间和速度。高考不仅是知识和水平的竞争，也是时间和速度的竞争，可以说每分每秒都是成绩。
4、帮助同学正确评估自己。高考是一种选拨性考试，目的是排序和择优，起决定作用的是自己在整体中的相对位置。因此，模拟考试以后，同学们要想法了解自己的成绩在整体中的位置。
2024高考30热点最新模拟题精练
热点24 电磁感应+图像
1. （2024湖南永州重点高中质检）如图所示，光滑绝缘的水平桌面上有一直角三角形导线框ABC，其中AB=L，BC=2L，两平行虚线间有一垂直于桌面向下的匀强磁场，磁场宽度为L，导线框BC边与虚线边界垂直．现让导线框从图示位置开始沿BC方向匀速穿过磁场区域．设线框中产生顺时针方向的感应电流为正，则在线框穿过磁场的过程中，产生的感应电流与线框运动距离x的函数关系图象正确的是
A. B.
C. D.
【参考答案】D
【名师解析】
在线圈进入0-L范围时，线圈内产生的感应电流为逆时针方向；切割磁感线的有效长度从0均匀增加到，可知感应电流均匀增加；从L-2L，线圈切割磁感线的有效长度为不变，感应电流不变，方向为逆时针方向；从2L-3L，线圈切割磁感线的有效长度从逐渐增加到L，则感应电动势增加到原来的2倍，感应电流增加到2倍，方向为顺时针方向，故选D.
2. （2024北京丰台期末）如图所示，匀强磁场中MN和PQ是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，电阻不计。ab是一根与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆，金属杆具有一定质量和电阻。开始时，将开关S断开，让杆ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合。下列给出的开关闭合后金属杆速度随时间变化的图像，可能正确的是（ ）
A. B.
C D.
【参考答案】C
【名师解析】．设闭合开关时导体棒速度为v，则根据题意可得
通过导体棒的电流为
则导体棒受到的安培力为
若闭合开关时，则导体棒做匀速运动；
若闭合开关时，则导体棒加速下降，下降过程中加速度大小为
所以加速度减小，直到为零，导体棒做匀速运动，故B错误，C正确；
若闭合开关时，则导体棒减速下降，下降过程中加速度大小为
可知加速度减小，直到为零，导体棒匀速运动，故AD错误。
3. （2024重庆乌江新高考协作体一模）如图所示，倒U型等间距光滑导轨倾斜放置，，在中存在垂直导轨平面向下的匀强磁场（图中未画出）。一金属棒从上方静止释放，金属棒向下运动过程中始终与导轨接触良好且与平行，不计导轨电阻，I为金属棒中的电流、q为通过金属棒的电量、U为金属棒两端的电压、P为金属棒中的电功率，若从金属棒刚进入磁场开始计时，它在磁场中运动的过程中，下列图像中不可能正确的有（ ）
A. B.
C. D.
【参考答案】AC
【名师解析】．如果电流减小，则表明导体棒在减速运动，受力分析有
随着电流减小，加速度减小。根据闭合电路的欧姆定律得
则有
随着加速度减小，图像的斜率减小。A错误，符合题意；
如果导体棒进入磁场时，安培力与重力分力平衡，则导体棒做匀速直线运动，其电流不变，则根据可知，电量与时间成正比。B正确，不符合题意；
如果路端电压随时间增大，则表明导体棒在加速，受力分析有
随着电压增大，则电流增大，加速度减小。根据闭合电路欧姆定律得
则有
随着加速度减小，图像的斜率减小。但是计时起点路端电压不可能为零。C错误，符合题意；
如果导体棒进入磁场时，安培力与重力分力平衡，则导体棒做匀速直线运动，其电流不变，则根据可知，金属棒的电功率不变。D正确，不符合题意。
4．（2024辽宁朝阳质检）如图所示为宽度为3L的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。磁场左侧有一个边长为L的正方形导体线框，其总电阻为R，线框所在平面与磁场方向垂直。线框以速度v向右匀速穿过磁场区域，以线框cd边刚进入磁场的时刻为计时起点，规定电流沿逆时针方向为正，安培力F向左为正。则以下关于线框中的感应电流I、ab两点间的电势差、安培力F和线框的发热功率P随时间变化的图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【参考答案】．C
【名师解析】根据题意，线框进入磁场的过程，根据楞次定律可判断电流沿逆时针方向，为正，由法拉第电磁感应定律和闭合回路欧姆定律有，ab两点间的电势差（a点电势高），cd边受到的安培力大小为，方向向左，线框的发热功率；线框全部进入磁场后，没有感应电流，所以线框不受安培力的作用，线框的发热功率为零，ab两点间的电势差（a点电势高）；线框离开磁场的过程，电流沿顺时针方向，为负，电流大小为，线框受安培力大小为，方向向左，ab两点间的电势差（a点电势高），线框的发热功率，A、B、D错误，C正确。
5. （2024陕西咸阳一模）如图甲所示，虚线是斜面上平行于斜面底端的一条直线，上方存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。时刻将一单匝正方形导体框自与距离处由静止释放，直至导体框完全穿出磁场的过程中其速度一时间图像如图丙所示。已知斜面倾角，导体框与斜面间的动摩擦因数，运动中导体框底边与始终平行，导体框质量，电阻，边长，重力加速度。设从释放至导体框穿出磁场的过程中，整个导体框所受安培力大小为F，回路中产生的焦耳热的功率为P，通过导体框的电流为I，导体框的机械能为E（释放处），沿斜面下滑的位移为x，则下列图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【参考答案】AD
【名师解析】
0~1s内，根据感生电动势，得
由于上下两个边均切割磁感线因此动生电动势为0；回路中感应电流沿顺时针方向，导体框所受安培力对边相抵
根据功能关系得：从开始到处过程中导体框所受安培力合力为0，做匀加速直线运动，加速度
解得
1s末速率
位移
之后磁感应强度B不变
，
导体框开始匀速穿出磁场，故A正确；
B．0~1s内
解得
恒定不变，故B错误；
C．0~1s内，通过导体框的电流
故C错误；
D．0~1s内导体框机械能满足
，
即
处
从到处过程中满足
解得
处时
故D正确。
6. （2024山东德州期末）如图所示，电阻不计的光滑平行金属导轨水平置于方向竖直向下的匀强磁场中，左端接一定值电阻R，电阻为r的金属棒MN置于导轨上，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。在t＝0时金属棒受到垂直于棒的水平恒力F的作用由静止开始运动，金属棒中的感应电流为i，所受的安培力大小为，电阻R两端的电压为，电路的电功率为P，下列描述各量随时间t变化的图像正确的是（ ）
A. B. C. D.
【参考答案】C
【名师解析】
设金属棒在某一时刻速度为v，由题意可知，感应电动势
电阻R两端的电压为
金属棒中的感应电流为
金属棒所受的安培力大小为
由牛顿第二定律可知
可知金属棒在水平恒力作用下做加速度减小的加速运动，当安培力与水平恒力大小相等时做匀速直线运动，所以电流、安培力、电阻R两端的电压都随时间变化逐渐增大且变化率逐渐减小，增大到一定程度保持不变；故AB错误，C正确；
电路的电功率为
可知电功率随时间t变化的图像是曲线，故D错误。
故选C。
7. （2024重庆乌江新高考协作体一模）如图所示，两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形闭合导线框abc的ab边与磁场边界平行。现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方向与ab边垂直。则图中哪一个可以定性地表示线框在上述过程中感应电流随时间变化的规律（ ）
A. B. C. D.
【参考答案】D
【名师解析】
根据感应电动势大小
而导体棒有效长度L等于导体进入磁场过程中与磁场边界相交线的长度，因此进入磁场过程中，感应电动势逐渐减小，从而感应电流逐渐减小；离开磁场时，感应电动势也逐渐减小，从而感应电流也逐渐减小。再根据右手定则，进入磁场过程中感应电流为逆时针方向，离开磁场过程中，感应电流为顺时针方向。
故选D。
8. （2024南京重点高中期末联考） 如图甲所示，矩形导线框abcd 放在匀强磁场中固定不动，磁场方向与线框平面垂直，规定磁感应强度方向垂直纸面向里为正方向。线框ab边所受的安培力F 随时间t 变化的图像如图乙所示（规定 ab边所受的安培力向左为正）。在0~4s时间内，B 随时间t变化的图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【参考答案】C
【名师解析】
根据图像可知，在0-1时间内，磁场不变，则没有感应电流产生，不受安培力作用，故AB错误；
磁感应强度方向垂直纸面向里为正方向，0-1s内磁场向里减小，根据楞次定律可知，此时线框有扩大的趋势，ab边受安培力向左，根据
可知，安培力随时间均匀变小，1-2s内磁场向外增大，根据楞次定律可知，此时线框有收缩趋势，ab边受安培力向右，且安培力随时间均匀增大，同理可分析2-4s内的安培力符合题意要求，故C正确；
磁感应强度方向垂直纸面向里为正方向，0-1s内磁场向里增大，根据楞次定律可知，此时线框有收缩的趋势，ab边受安培力向右，为负值，故D错误。
9. （2024湖北武汉江岸区调考）如图，为“日”字形导线框，其中和均为边长为的正方形，导线的电阻相等，其余部分电阻不计。导线框右侧存在着宽度同为的匀强磁场，磁感应强度为，导线框以速度匀速穿过磁场区域，运动过程中线框始终和磁场垂直且无转动。线框穿越磁场的过程中，两点电势差随位移变化的图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【参考答案】B
【名师解析】
根据题意，设的电阻均为，线框匀速通过磁场，且磁场宽度
可知，开始时，切割磁感线，感应电动势为
棒中电流方向由，则点电势高于点电势，则有
棒离开磁场，棒切割磁感线，感应电动势为
棒中电流方向由，则点电势高于点电势，则有
棒离开磁场，棒切割磁感线，感应电动势为
棒中电流方向由，则点电势高于点电势，则有
综上所述可知，两点电势差随位移变化一直保持不变为。图像B正确。