2020年高考物理試題分類匯編 電磁感應(yīng)

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1、2020年高考物理試題分類匯編：電磁感應(yīng) 1．（2020福建卷）．如圖甲，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開(kāi)始下落，穿過(guò)一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸始終保持重合。若取磁鐵中心O為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立豎直向下正方向的x軸，則圖乙中最能正確反映環(huán)中感應(yīng)電流i隨環(huán)心位置坐標(biāo)x變化的關(guān)系圖像是 答案：B 2．(2020全國(guó)新課標(biāo)).如圖，均勻磁場(chǎng)中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場(chǎng)邊緣重合；磁場(chǎng)方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.使該線框從靜止開(kāi)始繞過(guò)圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流。現(xiàn)使線框保持圖中所示位

2、置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過(guò)程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率的大小應(yīng)為 A. B. C. D. [答案]C [解析]勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁場(chǎng)變化時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同即可。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)式中R為半徑。磁場(chǎng)變化時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。二者相等可得答案。 3．（2020上海卷）． 正方形導(dǎo)線框處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直框平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，變化率為k。導(dǎo)體框質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，總電阻為R，在恒定外力F作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體框在磁場(chǎng)中的加速度大小為_(kāi)_________，導(dǎo)體框中感應(yīng)電流做功的功率為_(kāi)__________

3、____。 答案：F/m，k2L4/R， 4．（2020北京高考卷）．物理課上，老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”．如圖，她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開(kāi)關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來(lái)后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過(guò)套環(huán)，閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起．某同學(xué)另找來(lái)器材再探究此實(shí)驗(yàn)．他連接好電路，經(jīng)重復(fù) 實(shí)驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動(dòng)，對(duì)比老師演示的實(shí)驗(yàn)， 下列四個(gè)選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可能是 A．線圈接在了直流電源上 B．電源電壓過(guò)高 C．所選線圈的匝數(shù)過(guò)多 D．所用套環(huán)的材料與老師的不同 答案：D 5．（2020海南卷）.如圖，EOF和為空間一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，其

4、中EO∥，F(xiàn)O∥，且EO⊥OF；為∠EOF的角平分線，間的距離為l；磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框沿方向勻速通過(guò)磁場(chǎng)，t=0時(shí)刻恰好位于圖示位置。規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)為正，則感應(yīng)電流i與實(shí)踐t的關(guān)系圖線可能正確的是 答案：A 6．（2020山東卷）.如圖所示，相距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為，上端接有定值電阻，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度達(dá)到時(shí)開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率為P，導(dǎo)體棒最終以的速度勻速運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌

5、和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g，下列選項(xiàng)正確的是 A． B． C．當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時(shí)加速度為 D．在速度達(dá)到以后勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功 答案：AC 7．（2020四川卷）．半徑為a右端開(kāi)小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長(zhǎng)為2a的導(dǎo)體直桿，單位長(zhǎng)度電阻均為R0。圓環(huán)水平固定放置，整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開(kāi)始，桿的位置由θ確定，如圖所示。則 A．θ=0時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為2Bav B．θ=時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為 C．θ=0時(shí)，桿受的安培力

6、大小為 D．θ=時(shí)，桿受的安培力大小為 答案：AD 8．(2020全國(guó)新課標(biāo)).如圖，一載流長(zhǎng)直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi)，線框在長(zhǎng)直導(dǎo)線右側(cè)，且其長(zhǎng)邊與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行。已知在t=0到t=t1的時(shí)間間隔內(nèi)，直導(dǎo)線中電流i發(fā)生某種變化，而線框中感應(yīng)電流總是沿順時(shí)針?lè)较颍痪€框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。設(shè)電流i正方向與圖中箭頭方向相同，則i隨時(shí)間t變化的圖線可能是 [答案]A [解析]要求框中感應(yīng)電流順時(shí)針，根據(jù)楞次定律，可知框內(nèi)磁場(chǎng)要么向里減弱（載流直導(dǎo)線中電流正向減小），要么向外增強(qiáng)（載流直導(dǎo)線中電流負(fù)向增大）。線框受安培力向左時(shí)，載流直導(dǎo)線電流一定在減

7、小，線框受安培力向右時(shí)，載流直導(dǎo)線中電流一定在增大。故答案選A。 8．（2020重慶卷）．如題21圖所示，正方形區(qū)域MNPQ垂直紙面向里的 勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在外力作用下，一正方形閉合剛性導(dǎo)線框沿QN 方向勻速運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)刻，其四個(gè)頂點(diǎn)、、、 恰好在磁場(chǎng)邊界中點(diǎn)。下列圖象中能反映線框所受安培力f 的大小隨時(shí)間t變化規(guī)律的是 答案：B 9．（2020上海卷）．（4分）為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計(jì)G與線圈L連接，如圖所示。已知線圈由a端開(kāi)始繞至b端；當(dāng)電流從電流計(jì)G左端流入時(shí)，指針向左偏轉(zhuǎn)。 （1）將磁鐵N極向下從線圈上方豎直

8、插入L時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn)。俯視線圈，其繞向?yàn)開(kāi)______________（填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）。 （2）當(dāng)條形磁鐵從圖中虛線位置向右遠(yuǎn)離L時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)。俯視線圈，其繞向?yàn)開(kāi)______________（填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）。 答案： （1）順時(shí)針，（2）逆時(shí)針， 10．（2020天津卷）.如圖所示，一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.5m，左端接有阻值R=0.3Ω的電阻，一質(zhì)量m=0.1kg，電阻r=0.1Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，棒在水平向右的外力作用下，由靜止開(kāi)始以a=2

9、m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒的位移x=9m時(shí)撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來(lái)，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q2=2:1，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，求 （1）棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q （2）撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2 （3）外力做的功WF 答案：．（18分） 解析：（1）棒勻加速運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間為t，有 s 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律求電路中產(chǎn)生的平均電流為 A 根據(jù)電流定義式有 C

10、（2）撤去外力前棒做勻加速運(yùn)動(dòng)根據(jù)速度公式末速為 m/s 撤去外力后棒在安培力作用下做減速運(yùn)動(dòng)，安培力做負(fù)功先將棒的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，再通過(guò)電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以焦耳熱等于棒的動(dòng)能減少。有 J （3）根據(jù)題意在撤去外力前的焦耳熱為J 撤去外力前拉力做正功、安培力做負(fù)功（其大小等于焦耳熱Q1）、重力不做功共同使棒的動(dòng)能增大，根據(jù)動(dòng)能定理有 則 J 11.（2020廣東卷）.（18分） 如圖17所示，質(zhì)量為M的導(dǎo)體棒ab，垂直放在相距為l的平行光滑金屬軌道上。導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ，并

11、處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直與導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，左側(cè)是水平放置、間距為d的平行金屬板，R和Rx分別表示定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值，不計(jì)其他電阻。 （1）調(diào)節(jié)Rx=R，釋放導(dǎo)體棒，當(dāng)棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時(shí)，求通過(guò)棒的電流I及棒的速率v。 （2）改變Rx，待棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后，將質(zhì)量為m、帶電量為+q的微粒水平射入金屬板間，若它能勻速通過(guò)，求此時(shí)的Rx。 答案：.(18分) 解： （1）當(dāng)Rx=R棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時(shí)，由平衡條件 安培力 解得 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 電流 解得 （2）微粒水平射入金屬板間，能勻速通過(guò)，由平衡條件 棒沿導(dǎo)軌勻速，由平衡條件

12、 金屬板間電壓 解得 12.（2020上海卷）．（14分）如圖，質(zhì)量為M的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌abcd放在光滑的絕緣水平面上。一電阻不計(jì)，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ放置在導(dǎo)軌上，始終與導(dǎo)軌接觸良好，PQbc構(gòu)成矩形。棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為m，棒左側(cè)有兩個(gè)固定于水平面的立柱。導(dǎo)軌bc段長(zhǎng)為L(zhǎng)，開(kāi)始時(shí)PQ左側(cè)導(dǎo)軌的總電阻為R，右側(cè)導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為R0。以ef為界，其左側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平向左，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。在t＝0時(shí)，一水平向左的拉力F垂直作用于導(dǎo)軌的bc邊上，使導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a。 （1）求回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流隨時(shí)

13、間變化的表達(dá)式； （2）經(jīng)過(guò)多少時(shí)間拉力F達(dá)到最大值，拉力F的最大值為多少？ （3）某一過(guò)程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，導(dǎo)軌克服摩擦力做功為W，求導(dǎo)軌動(dòng)能的增加量。 答案： （1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝BLv，導(dǎo)軌做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，v＝at，E＝BLat，s＝at2/2，感應(yīng)電流的表達(dá)式為I＝BLv/R總＝BLat/（R＋2R0′at2/2）＝BLat/（R＋R0at2）， （2）導(dǎo)軌受安培力FA＝BIL＝B2L2at/（R＋R0at2），摩擦力為Ff＝mFN＝m（mg＋BIL）＝m[mg＋B2L2at/（R＋R0at2）]，由牛頓定律F－FA－Ff＝Ma，F(xiàn)＝Ma＋FA＋Ff＝Ma＋m

14、mg＋（1＋m）B2L2at/（R＋R0at2），上式中當(dāng)R/t＝R0at即t＝時(shí)外力F取最大值，F(xiàn) max＝Ma＋mmg＋（1＋m）B2L2， （3）設(shè)此過(guò)程中導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離為s，由動(dòng)能定理W合＝DEk，摩擦力為Ff＝m（mg＋FA），摩擦力做功為W＝mmgs＋mWA＝mmgs＋mQ，s＝，DEk＝Mas＝（W－mQ）， 13．（2020江蘇卷）．（15分）某興趣小組設(shè)計(jì)一種發(fā)電裝置，如圖所示，在磁極與圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角α均為，磁場(chǎng)均沿半徑方向，匝數(shù)為N的矩形線圈abcd邊長(zhǎng)ab=cd=l、bc=ad=2l，線圈以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，bc與ad邊同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)，在

15、磁場(chǎng)中，兩條邊的經(jīng)過(guò)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向始終與兩條邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直，線圈的總電阻為r，外接電阻為R，求 （1）線圈切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小Em （2）線圈切割磁感線時(shí)，bc邊所受安培力的大小F （3）外接電阻上電流的有效值I 【答案】 (1)、邊的運(yùn)動(dòng)速度 ， 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，解得。 （2）電流, 安培力 ，解得 . (3)一個(gè)周期內(nèi)，通電時(shí)間,上消耗的電能，且 解得。 14.(2020浙江卷)．（22分）為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一種“閃爍”裝置。如圖所示，自行車后輪由半徑r1=5.0×l0-2m的金屬內(nèi)圈、半徑r2=0.40m的金屬外圈

16、和絕緣輻條構(gòu)成。后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有4根金屬條，每根金屬條的中間均串聯(lián)有一電阻值為R的小燈泡。在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.l0T、方向垂直紙面向外的“扇形”勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其內(nèi)半徑為r1，外半徑為r2、張角θ=，后輪以角速度ω=2πrad/s相對(duì)于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。若不計(jì)其它電阻，忽略磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng)。 (1)當(dāng)金屬條ab進(jìn)入“扇形”磁場(chǎng)時(shí)，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，并指出曲上的電流方向； (2)當(dāng)金屬條ab進(jìn)入“扇形”磁場(chǎng)時(shí)，畫(huà)出“閃爍”裝置的電路圖； (3)從金屬條ab進(jìn)入“扇形”磁場(chǎng)時(shí)開(kāi)始，經(jīng)計(jì)算畫(huà)出輪子轉(zhuǎn)一圈過(guò)程中，內(nèi)圈與外圈之間電勢(shì)差Uab隨時(shí)間t變化的Uab-t圖象； (4

17、)若選擇的是“1.5V、0.3A”的小燈泡，該“閃爍”裝置能否正常工作？有同學(xué)提出，通過(guò)改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B、后輪外圈半徑r2、角速度ω 和張角θ等物理量的大小，優(yōu)化前同學(xué)的設(shè)計(jì)方案，請(qǐng)給出你的評(píng)價(jià)。 答案： 15.（2020福建卷）.（20分） 如圖甲，在圓柱形區(qū)域內(nèi)存在一方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在此區(qū)域內(nèi)，沿水平面固定一半徑為r的圓環(huán)形光滑細(xì)玻璃管，環(huán)心0在區(qū)域中心。一質(zhì)量為m、帶電量為q（q>0）的小球，在管內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较颍◤纳舷蛳驴矗┳鰣A周運(yùn)動(dòng)。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，其中。設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程

18、中電量保持不變，對(duì)原磁場(chǎng)的影響可忽略。 （1）在t=0到t=T0 這段時(shí)間內(nèi)，小球不受細(xì)管側(cè)壁的作用力，求小球的速度大小； （2）在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大過(guò)程中，將產(chǎn)生渦旋電場(chǎng)，其電場(chǎng)線是在水平面內(nèi)一系列沿逆時(shí)針?lè)较虻耐膱A，同一條電場(chǎng)線上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等。試求t=T0 到t=1.5T0 這段時(shí)間內(nèi)： ①細(xì)管內(nèi)渦旋電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E； ②電場(chǎng)力對(duì)小球做的功W。 答案： 16．（2020海南卷）.如圖，ab和cd是兩條豎直放置的長(zhǎng)直光滑金屬導(dǎo)軌，MN和是兩根用細(xì)線連接的金屬桿，其質(zhì)量分別為m和2m。豎直向上的外力F作用在桿MN上，使兩桿水平靜止，并剛好與導(dǎo)軌接觸；兩桿的總電阻為R，導(dǎo)軌間距為。整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌所在平面垂直。導(dǎo)軌電阻可忽略，重力加速度為g。在t=0時(shí)刻將細(xì)線燒斷，保持F不變，金屬桿和導(dǎo)軌始終接觸良好。求 （1）細(xì)線少斷后，任意時(shí)刻兩桿運(yùn)動(dòng)的速度之比； （2）兩桿分別達(dá)到的最大速度?！? 解析：設(shè)某時(shí)刻MN和速度分別為v1、v2。 （1）MN和動(dòng)量守恒：mv1-2mv2=0 求出：① （2）當(dāng)MN和的加速度為零時(shí)，速度最大 對(duì)受力平衡： ② ③ ④ 由①——④得：、