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专题 12 电磁感应
【真题汇编】
1、(2022·湖南卷·T10)如图，间距 的U形金属导轨，一端接有 的定值电阻 ，固定在高
的绝缘水平桌面上。质量均为 的匀质导体棒a和b静止在导轨上，两导体棒与导轨接触良
好且始终与导轨垂直，接入电路的阻值均为 ，与导轨间的动摩擦因数均为0.1(设最大静摩擦力等于
滑动摩擦力)，导体棒 距离导轨最右端 。整个空间存在竖直向下的匀强磁场(图中未画出)，磁感
应强度大小为 。用 沿导轨水平向右的恒力拉导体棒a，当导体棒a运动到导轨最右端时，
导体棒b刚要滑动，撤去 ，导体棒a离开导轨后落到水平地面上。重力加速度取 ，不计空气阻
力，不计其他电阻，下列说法正确的是( )
A. 导体棒a离开导轨至落地过程中，水平位移为
B. 导体棒a离开导轨至落地前，其感应电动势不变
C. 导体棒a在导轨上运动的过程中，导体棒b有向右运动的趋势
D. 导体棒a在导轨上运动的过程中，通过电阻 的电荷量为
2、(2022·广东卷·T1)如图所示，水平地面( 平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方， 平行于y轴， 平行于x轴。一闭合的圆形金属
线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。
下列说法正确的有( )
A. N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同
B. 线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变
C. 线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流
D. 线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等
3、(2022·广东卷·T4)图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，
，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的
电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计
线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是( )
A. 两线圈产生的电动势的有效值相等 B. 两线圈产生的交变电流频率相等
C. 两线圈产生 的电动势同时达到最大值 D. 两电阻消耗的电功率相等
4、(2022·山东卷·T12)如图所示， 平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为 的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场。边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在 平面
内以角速度 顺时针匀速转动， 时刻，金属框开始进入第一象限。不考虑自感影响，关于金属框中
感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是( )
A. 在 到 的过程中，E一直增大
B. 在 到 的过程中，E先增大后减小
C. 在 到 的过程中，E的变化率一直增大
D. 在 到 的过程中，E的变化率一直减小
5、(2022·全国甲卷·T20)如图，两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上，在导轨的左
端接入电容为C的电容器和阻值为R的电阻。质量为m、阻值也为R的导体棒MN静止于导轨上，与导轨
垂直，且接触良好，导轨电阻忽略不计，整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中。开始时，电容器所带
的电荷量为Q，合上开关S后，( )A. 通过导体棒 电流的最大值为
B. 导体棒MN向右先加速、后匀速运动
C. 导体棒 速度最大时所受的安培力也最大
D. 电阻R上产生的焦耳热大于导体棒 上产生的焦耳热
6、(2022·全国甲卷·T16)三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径
相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同
一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为
和 。则( )
.
A B. C. D.
7、(2022·浙江1月卷·T13)如图所示，将一通电螺线管竖直放置，螺线管内部形成方向竖直向上、磁感
应强度大小B=kt的匀强磁场，在内部用绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管，其电阻率为 、高度
为h、半径为r、厚度为d(d r)，则( )
≪
A. 从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向
B. 圆管的感应电动势大小为C. 圆管的热功率大小为
D. 轻绳对圆管的拉力随时间减小
8.(2022·河北·T5)将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为 ，小圆面积均为
，垂直线圈平面方向有一随时间 变化的磁场，磁感应强度大小 ， 和 均为常量，则线圈
中总的感应电动势大小为( )
A. B. C. D.
9.(2022·河北·T8) 如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于 轴上，另一根由
、 、 三段直导轨组成，其中 段与 轴平行，导轨左端接入一电阻 。导轨上一金属棒 沿
轴正向以速度 保持匀速运动， 时刻通过坐标原点 ，金属棒始终与 轴垂直。设运动过程中通过
电阻的电流强度为 ，金属棒受到安培力的大小为 ，金属棒克服安培力做功的功率为 ，电阻两端的电
压为 ，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻。下列图像可能正确的是( )A. B.
C. D.
10、(2022·湖北·T15)如图所示，高度足够的匀强磁场区域下边界水平、左右边界竖直，磁场方向垂直
于纸面向里。正方形单匝线框abcd的边长L = 0.2m、回路电阻R = 1.6 × 10 - 3Ω、质量m = 0.2kg。线框
平面与磁场方向垂直，线框的ad边与磁场左边界平齐，ab边与磁场下边界的距离也为L。现对线框施加与
水平向右方向成θ = 45°角、大小为 的恒力F，使其在图示竖直平面内由静止开始运动。从ab边进
入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。重力加速度大小
取g = 10m/s2，求：
(1)ab边进入磁场前，线框在水平方向和竖直方向的加速度大小；
(2)磁场的磁感应强度大小和线框进入磁场的整个过程中回路产生的焦耳热；
(3)磁场区域的水平宽度。11、(2022·浙江1月卷·T21)如图所示，水平固定一半径r=0.2m的金属圆环，长均为r，电阻均为R 的两
0
金属棒沿直径放置，其中一端与圆环接触良好，另一端固定在过圆心的导电竖直转轴OO′上，并随轴以
角速度 =600rad/s匀速转动，圆环内左半圆均存在磁感应强度大小为B 的匀强磁场。圆环边缘、与转轴
1
良好接触的电刷分别与间距l 的水平放置的平行金属轨道相连，轨道间接有电容C=0.09F的电容器，通过
1
单刀双掷开关S可分别与接线柱1、2相连。电容器左侧宽度也为l、长度为l、磁感应强度大小为B 的匀
1 2 2
强磁场区域。在磁场区域内靠近左侧边缘处垂直轨道放置金属棒ab，磁场区域外有间距也为l 的绝缘轨道
1
与金属轨道平滑连接，在绝缘轨道的水平段上放置“［”形金属框fcde。棒ab长度和“［”形框的宽度也
均为l、质量均为m=0.01kg，de与cf长度均为l=0.08m，已知l=0.25m，l=0.068m，B=B=1T、方向均为
1 3 1 2 1 2
竖直向上；棒ab和“［”形框的cd边的电阻均为R=0.1 ，除已给电阻外其他电阻不计，轨道均光滑，
棒ab与轨道接触良好且运动过程中始终与轨道垂直。开始时开关S和接线柱1接通，待电容器充电完毕后，
将S从1拨到2，电容器放电，棒ab被弹出磁场后与“［”形框粘在一起形成闭合框abcd，此时将S与2
断开，已知框abcd在倾斜轨道上重心上升0.2m后返回进入磁场。
(1)求电容器充电完毕后所带的电荷量Q，哪个极板(M或N；)带正电？
(2)求电容器释放的电荷量 ；
(3)求框abcd进入磁场后，ab边与磁场区域左边界的最大距离x。
v
12、(2022·浙江6月·T21)绝缘并固定，线圈带动动子，可在水平导轨上无摩擦滑动。线圈位于导轨间的辐向磁场中，其所在处的磁感应强度大小均为B。开关S与1接通，恒流源与线圈连接，动子从静止开始推
动飞机加速，飞机达到起飞速度时与动子脱离；此时S掷向2接通定值电阻R，同时施加回撤力F，在F
0
和磁场力作用下，动子恰好返回初始位置停下。若动子从静止开始至返回过程的v-t图如图2所示，在t 至
1
t 时间内F=(800－10v)N，t 时撤去F。已知起飞速度v=80m/s，t=1.5s，线圈匝数n=100匝，每匝周长
3 3 1 1
l=1m，飞机的质量M=10kg，动子和线圈的总质量m=5kg，R=9.5Ω，B=0.1T，不计空气阻力和飞机起飞对
0
动子运动速度的影响，求
(1)恒流源的电流I；
(2)线圈电阻R；
(3)时刻t。
3
13、(2022·全国乙卷·T24)如图，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为 的正方形金
属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构
成金属框的导线单位长度的阻值为 ；在 到 时间内，磁感应强度大小随时
间t的变化关系为 。求:
(1) 时金属框所受安培力的大小；
(2)在 到 时间内金属框产生的焦耳热。【突破练习】
1.(2022·河北石家庄高三下学期一模)如图所示，面积为 的圆形磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应
强度随时间变化的关系为 。在纸面内有一金属导线围成面积为 的圆形线圈，圆心与磁场
圆心重合，导线上串有理想二极管、阻值为r的标准电阻和理想交流电流表，导线电阻不计，下列说法正
确的是( )
A. 电流表的示数为
B. 电流表的示数为
C. 在2s内流过电阻的电量为
D. 在2s内流过电阻的电量为
2.(2022·广东汕头市高三下学期一模)图甲所示粗糙U形导线框固定在水平面上，右端放有一金属棒PQ，
整个装置处于竖直方向的磁场中，磁感应强度B按图乙规律变化，规定竖直向上为正方向，整个过程金属
棒保持静止。则( )A. 时刻回路没有感应电流
B. 在 时间，流过金属棒的感应电流方向是从Q到P
C. 在 时间，金属棒PQ所受安培力方向水平向右
D. 时刻金属棒PQ所受摩擦力方向水平向右
3.(2022·广东江门市高三下学期一模)在绝缘的水平桌面上固定有MN、PQ两根平行的光滑金属导轨，导
轨间距为l，电阻相同的金属棒ab和cd垂直放在导轨上，两棒正中间用一根长为l的绝缘细线相连，棒ab
右侧有磁感应强度大小相等的匀强磁场I、Ⅱ，宽度也为l，磁场方向均垂直导轨，整个装置的俯视图如图
所示。从图示位置在棒ab上加水平拉力，使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区域，则金属棒ab中感应
电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的图像，可能正确的是(规定金属棒ab中电流方向由a到b
为正)( )
A. B. C.D.
4.(2022·四川成都市高三下学期二模)如图，两根足够长的平行光滑导轨固定在绝缘水平面上，所在空间
有方向垂直于水平面、磁感应强度为B的范围足够大的匀强磁场，导轨的间距为L，电阻不计；导轨上静
置两根长度均为L的导体棒PQ和MN，其中PQ的质量为2m、阻值为R，MN的质量为m、阻值为2R。若
在t=0时刻给PQ一个平行于导轨向右的初速度v，不计运动过程中PQ和MN的相互作用力，则( )
o
A. t=0时刻，两导体棒的加速度大小相等
B. t=0时刻，PQ两端的电压为
C. PQ匀速运动时的速度大小为
D. 从t=0时刻到PQ匀速运动的过程中，导体棒MN产生的焦耳热为
5.(2022·福建厦门市高三下学期二模)如图所示，两条相距L的平行虚线间存在一匀强磁场，磁场方向垂
直纸面向里。现将一个上底为L、下底为3L、高为2L的等腰梯形闭合线圈，从图示位置以垂直于磁场边
界的速度向右匀速穿过磁场，取逆时针方向为感应电流正方向，则该过程线圈中感应电流i随位移x变化
的图像是( )A. B. C. D.
6.(2022·福建泉州市高三下学期三检)如图，间距为L的光滑平行导轨倾斜固定，倾角 ，电阻不计
的导轨上放置两根有一定阻值的金属杆ab和cd，两杆质量均为m，cd杆中点通过平行于导轨的轻绳系在
固定的拉力传感器上。整个装置处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。现给ab
杆一个沿导轨向上、大小为 的初速度，同时对ab杆施加一个平行于导轨的推力，使拉力传感器示数
随时间t按 的规律变化。已知重力加速度大小为g，两杆不相碰，始终与导轨垂直且接触
良好，不计一切摩擦。
(1)求 时回路中的感应电流大小 ；(2)求ab杆的速度 随时间 变化的关系式；
(3)若在 时间内回路产生的焦耳热为Q，求推力F在 时间内做的功。
