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1、2021年高考物理三轮冲刺磁场与电磁感应练习三一、单选题某教室墙上有一朝南的钢窗，当把钢窗左侧向外推开时，下列说法正确的是()A穿过窗框的地磁场的磁通量变大B穿过窗框的地磁场的磁通量不变C从推窗人的角度看，窗框中的感应电流方向是逆时针D从推窗人的角度看，窗框中的感应电流方向是顺时针在自行车速度表中,条形磁铁与车轮的辐条连接,线圈固定在车架上,使轮子每转一圈磁铁就移过它一次。当磁铁移过线圈时,在线圈中会感应出一个电流脉冲。下图中显示了磁铁正要移经线圈。若以逆时针方向为正,下图中哪一个图显示的可能是所产生的电流脉冲() 如图所示，两根足够长的平行直导轨AB、CD与水平面成角放置，两导轨间距为L，A
2、、C两点间接有阻值为R的定值电阻一根质量均匀分布的直金属杆放在两导轨上，并与导轨垂直整套装置处于磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，金属杆的阻值为r，其余部分电阻不计，金属杆与导轨之间的动摩擦因数为.现将外力F沿与导轨平行的方向作用在金属杆上，让其由静止开始沿导轨向上做匀加速直线运动，则下列外力F与作用时间t的图象中正确的是()如图所示等腰梯形线框从位于匀强磁场上方一定高度处自由下落，已知下落过程两平行边始终竖直，左平行边长为a，右平行边长为2a。当导线框下落到图示位置时，导线框做匀速运动。则从导线框刚进入磁场开始，下列判断正确的是()A在0这段
3、位移内，导线框可能做匀加速运动B在这段位移内，导线框减少的重力势能最终全部转化为内能C在2a这段位移内，导线框可能做减速运动D在0与2a位移内，导线框受到的安培力方向相反如图A中水平放置的U形光滑金属导轨NMPQ，MN接有电键K，导轨宽度为L，其电阻不计在左侧边长为L的正方形区域存在方向竖直向上磁场B，其变化规律如图B所示；中间一段没有磁场，右侧一段区域存在方向竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度为B0，在该段导轨之间放有质量为m、电阻为R、长为L的金属棒ab.若在图B所示的t0/2时刻关闭电键K，则在这一瞬间()A金属棒ab中的电流方向为由a流向bB金属棒ab中的电流大小为C金属棒ab所受安培力
4、方向水平向右D金属棒ab的加速度大小为如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一、三象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场,二者磁感应强度相同,圆心角为90的扇形导线框OPQ以角速度绕O点在坐标平面内沿顺时针方向匀速转动。规定图示时刻t=0,导线框中感应电流逆时针方向为正。则关于该导线框在转一周的时间内感应电流i随时间t的变化图像,下列选项正确的是() 二、多选题 (多选)电磁炉采用感应电流(涡流)加热的原理，通过电子线路产生交变磁场，把铁锅放在炉面上时，在铁锅底部产生交变的电流以加热食品等它具有升温快、效率高、体积小、安全性好等优点下列关于电磁炉的说法中正确的是()A电磁炉面板可采用陶瓷材料，发热部
5、分为铁锅底部B电磁炉面板可采用金属材料，通过面板发热加热锅内食品C电磁炉可以用陶瓷器皿作为锅具对食品加热D可以通过改变电子线路的频率来改变电磁炉的功率 (多选)中国科学家发现了量子反常霍尔效应，杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果。如图所示，厚度为h，宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体上下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。下列说法正确的是()A上表面的电势高于下表面电势B仅增大h时，上、下表面的电势差不变C仅增大d时，上、下表面的电势差减小D仅增大电流I时，上、下表面的电势差减小 (多选)如图所示，在地面上方空间存在有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场在磁场
6、中有一长为L、内壁光滑且绝缘的细筒MN竖直(纸面)放置，筒的底部有一质量为m，带电荷量为q的小球，现使细筒MN沿垂直磁场方向水平向右以v0的速度匀速运动，重力加速度大小为g，设小球所带电荷量不变下列说法正确的是 ()A若v0=，则小球能沿筒壁上升B若v0=，则经过时间t=小球从M端离开细筒C若v0=，则小球离开细筒M端时对地的速度大小为 D若v0=，则小球对筒底的压力大小为mg (多选)如图甲所示,两根光滑平行导轨水平放置,间距为l,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒,从t=0时刻起,棒上有如图乙所示的持续交变电流I,周期为T,最大值为Imax,图甲
7、中I所示方向为电流正方向。则金属棒()A.一直向右移动B.速度随时间周期性变化C.受到的安培力随时间周期性变化D.受到的安培力在一个周期内做正功 (多选)如图所示，固定的光滑金属水平导轨间距为L，导轨电阻不计，左端接有阻值为R的电阻，导轨处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。质量为m、电阻不计的导体棒ab，在方向与其垂直的水平恒力F作用下，由静止开始运动，经过时间t，导体棒ab刚好匀速运动，整个运动过程中导体棒ab始终与导轨垂直并保持良好接触。在这个过程中，下列说法正确的是()Aab刚好匀速运动时的速度v=B通过电阻的电荷量q=Cab的位移x=D电阻产生的焦耳热Q= (多选)如图所
8、示，在空间有一坐标系xOy，直线OP与x轴正方向的夹角为30，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域和，直线OP是它们的边界，OP上方区域中磁场的磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的质子(不计重力)以速度v从O点沿与OP成30角的方向垂直磁场进入区域，质子先后通过磁场区域和后，恰好垂直打在x轴上的Q点(图中未画出)，则()A质子在区域中运动的时间为B质子在区域中运动的时间为C质子在区域中运动的时间为D质子在区域中运动的时间为参考答案答案为：C；解析：地磁场由南向北，当朝南的钢窗向外推开时，钢窗平面与磁场平行时，没有磁感线穿过钢窗平面，穿过钢窗平面的磁通量为0.根据楞次定律，穿过窗
9、框平面的磁通量减小，从推窗人的角度看，窗框中产生的感应电流的方向为逆时针，故选项C正确，A、B、D错误答案为：C解析：根据题图可知,当磁铁经过线圈时,穿过线圈的磁通量向外且增加,根据楞次定律可知,线圈中产生顺时针方向的感应电流(负方向);当磁铁远离线圈时,穿过线圈的磁通量向外且减小,根据楞次定律可知,线圈中产生逆时针方向的感应电流(正方向),故C正确,A、B、D错误。答案为：B；解析：分析金属杆在运动过程中的受力情况可知，金属杆受重力mg、导轨的支持力FN、外力F、摩擦力Ff和安培力F安的共同作用，金属杆沿导轨方向向上运动，由牛顿第二定律有FmgsinF安Ff=ma，又F安=B0IL，I=，所
10、以F安=B0IL=，Ff=mgcos，所以有Fmgsinmgcos=ma，又因v=at，将其代入上式可得F=tmgsinmgcosma，由此表达式可知，选项B正确答案为：B；解析：导线框在0这段位移内受到向上的安培力小于重力，导线框做加速运动，随着速度增大，感应电动势增大，感应电流增大，安培力增大，导线框做加速度逐渐减小的加速运动，由题意可知，当位移为时，加速度恰好减为零，A错；在这段位移内，导线框一直做匀速运动，因此减少的重力势能全部转化为电能，进而又转化为内能，B对；在2a这段位移内，导线框切割磁场的有效长度逐渐减小，安培力小于重力，导线框做变加速运动，C错；由楞次定律可知，磁场一直阻碍导
11、线框下落，一直受到向上的安培力，直至导线框全部进入磁场，D错。答案为：C；解析： 根据楞次定律可得金属棒ab中的电流方向为由b流向a，故A错误；根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势：E=S=L2，所以金属棒ab中的电流大小为：I=L2，故B错误；金属棒ab的电流方向为由b流向a，根据左手定则可得ab棒所受安培力方向水平向右，C正确；根据牛顿第二定律可得金属棒ab的加速度大小为a=mIL=，故D错误所以C正确，ABD错误答案为：A；解析：线框切割磁感线产生感应电动势,由E=12BL2知,感应电动势大小为一定值,则感应电流大小不变,故B、D错误;在T23T4内,由楞次定律判断可知线框中感应电流方向
12、沿逆时针方向,为正,故A正确,C错误。答案为：AD；解析：电磁炉面板如果用金属材料制成，使用电磁炉时，面板材料发生电磁感应要损失电能，电磁炉面板要用绝缘材料制作，发热部分为铁锅底部，如以陶瓷器皿等绝缘材料为锅体，则不能产生涡流，起不到加热作用，故A正确，B、C错误；锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，故D正确答案为：BC；解析：根据左手定则可知自由电子向上偏转，则上表面带负电，下表面带正电，所以下表面电势高于上表面电势，所以A错误；最终稳定时，evB=e，解得U=vBh，根据电流的微观表达式I=neSv，S=hd，故U=Bh=，所以h增大时，上、下表面电势差不变，所以B正确；当d增大时，U减
13、小，所以C正确；I增大时，U增大，所以D错误。答案为：BD；解析：由题意可知，细筒内带正电的小球将随筒一起向右运动，它在磁场中将受到向上的洛伦兹力作用，Fy=Bqv0，若v0=，有Fy=mg，小球不能沿筒壁上升，A错误；若v0=，在竖直方向有Bqv0mg=ma，根据L=at2，则小球经过时间t=从M端离开细筒，B正确；若v0=，小球离开M端时的速度水平分量vx=v0=，竖直分量vy=at=，所以小球离开M端时对地的速度大小v=，C错误；若v0=，则筒底对小球的支持力大小N=mgBqv0=mg，由牛顿第三定律可知D正确答案为：ABC;解析：根据左手定则知金属棒在0T2内所受安培力向右,大小恒定,
14、故金属棒向右做匀加速运动;在T2T内金属棒所受安培力与前半个周期大小相等、方向相反,金属棒向右做匀减速运动,一个周期结束时金属棒速度恰好为零。以后始终向右重复上述运动,选项A、B、C正确。在0T2时间内,安培力方向与运动方向相同,安培力做正功;在T2T时间内,安培力方向与运动方向相反,安培力做负功。在一个周期内,安培力所做的总功为零,选项D错误。答案为：ACD；解析：ab匀速运动时满足F=F安=，解得v=，选项A正确；根据动量定理：FtBLt=mv，而t=q，解得q=，选项B错误；又q=t=t=，解得x=，选项C正确；根据功能关系，电阻产生的焦耳热Q=Fxmv2，解得Q=，选项D正确。答案为：BD解析：质子在两个磁场中由洛伦兹力提供向心力，均做匀速圆周运动，其轨迹如图所示根据圆的对称性及题设可知，质子到达OP上的A点时速度方向水平向右，与x轴平行，质子在匀强磁场区域中轨迹对应的圆心角为60，所以质子在匀强磁场区域中运动的时间为t1=T=，故A错误，B正确；设在区域中的轨迹半径为r1，在区域中的轨迹半径为r2，由几何知识知OAO1为等边三角形，则r2=r1sin30，根据牛顿第二定律得qvB=m，qvB2=m，联立解得B2=2B，由题设及几何知识可得在区域中轨迹对应的圆心角为90，所以质子在区域中运动的时间为t2=T2=，故C错误，D正确