上海市6年高考與等級考真題4年一二模試題匯編20 電磁感應(yīng)（一） 含詳解

上海市6年高考4年模擬物理試卷分項匯編

專題20電磁感應(yīng)（一）

六年高考2023一模2022二模2022一模2021二模2021一模2020二模2020一模

題量104281616122915

[2022-2017年高考真題】

1、（2022?上海卷?T12）如圖，一個正方形導(dǎo)線框以初速度vθ向右穿過一個有界的勻強(qiáng)磁場。線框兩次速度發(fā)生

變化所用時間分別為Zi和ti以及這兩段時間內(nèi)克服安培力做的功分別為Wl和牝，則（）

XXX

vO

XXX

××X

A.ti<t2,W↑<W2,B.h<t2,IV∣>W2,C.t↑>t2,W↑<W2,D.h>t2,W↑>W2,2>（2020?±

海卷?T8）如圖所示，線框abed的左側(cè)放置一通有恒定電流的長直導(dǎo)線，線框從位置I按照以下四種方式運動，

磁通量變化的絕對值最大的是（）

A.平移到位置∏

B.以bd為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)到位置II

C.以MN為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)到位置In

D.平移到以MN為對稱軸的位置HI

3、（2019?上海卷?Tll）如圖，在薄金屬圓筒表面上通以與其軸線平行、分布均勻的恒定電流時，該圓筒的形變

趨勢為（)

A.沿軸線上下壓縮B.沿軸線上下拉伸

C.沿半徑向內(nèi)收縮D.沿半徑向外膨脹

4、(2019?上海卷?TlO)如圖所示電路，若將滑動變阻器滑片向上移動，則a、b環(huán)中感應(yīng)電流的方向是()

A.a環(huán)順時針，b環(huán)順時針B.a環(huán)順時針，b環(huán)逆時針

C.a環(huán)逆時針，b環(huán)順時針D.a環(huán)逆時針，b環(huán)逆時針

5、(2022?上海卷?T20)寬L=0.75m的導(dǎo)軌固定，導(dǎo)軌間存在著垂直于紙面且磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場。

虛線框LII中有定值電阻RO和最大阻值為20。的滑動變阻器Ro一根與導(dǎo)軌等寬的金屬桿以恒定速率向右運動,

圖甲和圖乙分別為變阻器全部接入和一般接入時沿abcda方向電勢變化的圖像。求：

(1)勻強(qiáng)磁場的方向；

(2)分析并說明定值電阻Ro在I還是在H中，并且RO大小為多少？

(3)金屬桿運動的速率；

(4)滑動變阻器阻值為多大時變阻器的功率最大？并求出該最大功率

6、(2021?上海卷?T20)如圖，豎直放置的足夠長光滑平行導(dǎo)軌，寬L=O.75m,位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，

磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=O.8T,一金屬棒跨接其上，上方接如圖所示電路，％=10Q,R為一電阻性元件。S斷開時，

金屬棒由靜止釋放，下落過程中的兩個傳感器所測的。一/圖線如圖所示。(導(dǎo)軌與金屬棒電阻不計，重力加速度g

取1OnVs2)求：

(1)金屬棒做勻速直線運動的速度;

(2)金屬棒質(zhì)量；

(3)電鍵閉合后，求經(jīng)過足夠長時間后金屬棒的動能。

7、(2020?上海卷?T19)如圖所示，足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌L=0.5m,電阻不計。左端接一個電動勢為3V的電源，

整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中?，F(xiàn)閉合電鍵S,質(zhì)量Qlkg的金屬棒ab由靜止開始運動，回路的電流逐漸減小，穩(wěn)定后

電源電動勢為E,回路的電流為0,從閉合電鍵到逐漸穩(wěn)定的過程中，電源提供的能量ES=IOJ,電源、導(dǎo)體棒產(chǎn)生

的焦耳熱分別是Ql=O.5J,Q2=4.5JO

(1)求內(nèi)阻r和電阻R的阻值之比；

(2)求導(dǎo)體棒穩(wěn)定時的速度和勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度；

(3)分析電鍵閉合后導(dǎo)體棒的運動情況和能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系。

8、(2019?上海卷?T19)半徑為a的圓形線圈，電阻不計，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。一導(dǎo)體棒質(zhì)量為

m受到向上的拉力，以速度V勻速向下運動，導(dǎo)體棒單位長度的電阻為r。

(1)求通過導(dǎo)體棒的電流I和通過的電荷量q；

(2)當(dāng)y>0時，求拉力功率P。

9、(2017?上海卷?T20)如圖，光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L,與水平面夾角為θ,兩導(dǎo)軌上端用阻值為R的電阻

相連，該裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面.質(zhì)量為m的金屬桿ab以沿導(dǎo)軌平

面向上的初速度Vo從導(dǎo)軌底端開始運動，然后又返回到出發(fā)位置.在運動過程中，ab與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，

不計ab和導(dǎo)軌的電阻及空氣阻力.

(1)求ab開始運動時的加速度ai

(2)分析并說明ab在整個運動過程中速度、加速度的變化情況;

(3)分析并比較ab上滑時間和下滑時間的長短.

b

10、(2018?上海卷?T16)水平方向一個邊長為L的正方形導(dǎo)線線框位于水平面內(nèi)，在拉力作用下，線框從磁場的

左邊緣由靜止開始向右做勻加速直線運動，t=T時線框剛好完全進(jìn)入磁場，此時線框中感應(yīng)電流為I,勻強(qiáng)磁場垂

直于水平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,求

(1)線框勻加速運動的加速度大小

(2)線框的電阻R,

(3)線框進(jìn)入磁場過程中受到的安培力隨時間變化的關(guān)系。

××××××

×××××X

XXXXXX

[2023年一?！?/p>

1、(2023?上海虹口區(qū)高三上學(xué)期12月一模)圖示為研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗裝置圖，A、B是套在同一圓形鐵

芯上的兩個線圈。事先已經(jīng)探明：電流從正極流入靈敏電流計G時，指針向右偏轉(zhuǎn)?，F(xiàn)將電鍵S閉合，再穩(wěn)定一段

時間，觀察到電流計的指針先,最后回到中間位置不動。指針回到中間不再偏轉(zhuǎn)的原因是：。

電源

2、(2023?上海市嘉定區(qū)高三上學(xué)期12月一模)如圖〃所示，在傾角6=37。的斜面上，固定著寬L=Im的平行粗

糙金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌下端接一個R=2O的定值電阻，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T。

一質(zhì)量m=0.5kg、阻值r=2Ω的金屬棒在沿導(dǎo)軌向上的拉力廠的作用下,從MN處由靜止開始沿導(dǎo)軌加速向上運動。

運動過程中，金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知金屬棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)〃=0?2,取g=10m∕s2,

sin37o=0.6,cos37o=0.8。

(1)若金屬棒以α=lm∕s2的加速度沿導(dǎo)軌向上做勻加速直線運動，則

(a)當(dāng)它運動到2m處所受安培力既；

(b)在圖6中畫出此時金屬棒的受力示意圖；

(c)計算該位置處拉力廠的大小.

(2)若金屬棒在拉力廠的作用下沿導(dǎo)軌向上運動的V-S圖像如圖C所示，試求從起點開始到發(fā)生s=2m位移的過

程中，安培力所做的功必以及拉力尸所做的功WF。

3、(2023?上海虹口區(qū)高三上學(xué)期12月一模)光滑金屬框架Mcde置于水平面內(nèi)，NO=NC=Nd=90,各邊長

度如圖所示。Cd邊接入阻值為R的定值電阻，"邊接入理想電壓表V,導(dǎo)棒MN平行于cd,不計框架與導(dǎo)棒的電

阻。勻強(qiáng)磁場垂直于框架平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為屏在外力作用下，MN沿框架以初始速度均從靠近W的位置向

右運動，導(dǎo)棒始終與歷垂直且接觸良好。MN運動到"之前的過程中，電壓表的示數(shù)恒為“

(1)試從功和能量轉(zhuǎn)化關(guān)系的角度證明：MN在4、e之間運動的過程中，切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E=28L%；

?v

(2)若定義“另類加速度”為通過單位位移內(nèi)的速度改變量，用公式表示為A=——。請分析說明：MN向右運動

ΔΛ?

的整個過程中，A是如何變化的？

(3)MN由α/向右運動到油的過程中，安培力對導(dǎo)棒所做的功WA為多少？

4、(2023?上海市閔行區(qū)高三上學(xué)期12月一模)發(fā)電機(jī)和電動機(jī)具有裝置上和機(jī)理上的類似性。直流發(fā)電機(jī)和直

流電動機(jī)的工作原理可以簡化為如圖(。)、圖(?)所示的情景。在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，兩

根光滑平行金屬軌道MMPQ固定在水平面內(nèi)，相距為L,電阻不計，電阻為R的金屬導(dǎo)體棒油垂直于MMPQ

放在軌道上，與軌道接觸良好，以速度V(V平行于MN)向右做勻速運動。

圖（?）軌道端點MP間接有阻值為，的電阻，導(dǎo)體棒必受到水平向右的外力作用。圖（b）軌道端點MP間接有直

流電源，內(nèi)阻為r,導(dǎo)體棒帥通過光滑滑輪勻速提升重物，電路中的電流為/。

（1）求圖（ɑ）?圖（6）中，金屬棒兩端〃、b兩點間電壓；

（2）求在4時間內(nèi)，圖（4）“發(fā)電機(jī)”產(chǎn)生的電能耳和圖（b）“電動機(jī)”輸出的機(jī)械能七2：

（3）分析加時間內(nèi)，圖（〃）和圖"）中能量轉(zhuǎn)化的過程。

[2022年二模】

1、（2022?上海市長寧區(qū)高三下學(xué)期二模）如圖，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過一根用細(xì)線豎直

懸掛的條形磁鐵。若線圈下落過程中，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸始終保持重合，則下列說法正確的是（）

〃〃彳〃〃

T

N

S

A.從上往下看，圓環(huán)中感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針

B.圓環(huán)經(jīng)過磁鐵頂端和底端時的速度相等

C.圓環(huán)經(jīng)過磁鐵中心。處加速度最大

D.細(xì)線對磁鐵的拉力始終大于磁鐵的重力

2、（2022?上海市徐匯區(qū)高三下學(xué)期二模）如圖一節(jié)干電池的正極向上，一塊圓柱形強(qiáng)磁鐵的N極吸附在電池的底

部，磁鐵的S極放置在桌面上，將一段裸銅導(dǎo)線彎成圖中所示形狀的線框，線框上端的彎折位置與正極良好接觸,

下面彎曲的兩端與磁鐵表而保持良好接觸，這就組成了一個“簡易電動機(jī)”。放手后線框就會轉(zhuǎn)動起來，則該“簡

易電動機(jī)”（）

A.從上往下看，逆時針旋轉(zhuǎn)

B.轉(zhuǎn)動過程中只有①②兩條邊受到安培力作用

C.獲得的電能全部轉(zhuǎn)化為線框轉(zhuǎn)動的機(jī)械能

D.流過線框的電流大小會隨轉(zhuǎn)動速度的變化而變化

3、（2022?上海市徐匯區(qū)高三下學(xué)期二模）如圖，載有固定條形磁鐵的小車沿傾斜直軌道依次穿過三個完全相同且

等間距排列的線圈，該過程中6兩點間電壓U隨時間，變化的圖線可能為（）

D.

4、（2022?上海市松江區(qū)高三下學(xué)期二模）如圖，水平地面放置導(dǎo)線框帥W,正上方有一圓柱形磁體，若磁體以

磁體中心為軸在WZ平面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)過一個小角度，此過程中線框始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說法正確的是（）

A.他邊對地面的壓力增大，Cd邊對地面的壓力減小

B.“6邊和c”邊均不受磁場力的作用

C.線框中感應(yīng)電流的方向為"cda

D.線框受地面的摩擦力方向水平向右

5、（2022?上海市閔行區(qū)高三下學(xué)期二模）通電螺線管外套著“、b兩個金屬環(huán)。兩個環(huán)的圓心在螺線管的軸線上,

如圖所示。閉合開關(guān)S,在移動滑動變阻器的滑動頭P時，下列說法正確的（）

A.磁通量Φu<Φh

B.a、b兩環(huán)中感應(yīng)電流的磁場與螺線管內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同

C.當(dāng)P向右滑動時，b環(huán)中的感應(yīng)電流方向為逆時針方向（從左向右看）

D.當(dāng)P向右滑動時，〃、b兩環(huán)的面積有擴(kuò)張的趨勢

6、（2022?上海市金山區(qū)高三下學(xué)期二模）如圖，某教室墻上有一朝南的鋼窗，將鋼窗右側(cè)向外打開，以推窗人的

視角來看，窗框中產(chǎn)生（）

A.順時針電流，且有收縮趨勢B.順時針電流，且有擴(kuò)張趨勢

C.逆時針電流，且有收縮趨勢D.逆時針電流，且有擴(kuò)張趨勢

7、（2022?上海市奉賢區(qū)高三下學(xué)期二模）如圖所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，間距為d,其左

端接阻值為R的定值電阻，整個裝置處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場中。一質(zhì)量為根的導(dǎo)體棒MN垂直

于導(dǎo)軌放置，且接觸良好。現(xiàn)給導(dǎo)體棒一水平向右的初速度W,經(jīng)過時間，，導(dǎo)體棒MN向右運動的距離為X,速度

為叱2.不計金屬導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒MN的電阻。甲、乙兩位同學(xué)根據(jù)以上條件，分別求解在時間f內(nèi)通過電阻R的焦耳

熱Q,具體過程如下（）

甲同學(xué)：

乙同學(xué)：

在這段時間內(nèi)，導(dǎo)體棒外切割磁感線的感應(yīng)

在導(dǎo)體棒向右運動的過程中，導(dǎo)體棒損失

電動勢E=BdV=詈

的動能最終轉(zhuǎn)化為電阻R的焦耳熱，則有

Q=?mv^

gr^PJC丁，cEB~d~X

所以Q=I-Rt=一t=-----

RtR

A.甲乙解法都正確B.甲解法正確，乙解法錯誤

C.甲乙解法都錯誤D.甲解法錯誤，乙解法正確

8、（2022?上海市寶山區(qū)高三下學(xué)期二模）如圖所示，abed線圈中接有一靈敏電流計G,efgh線框的電阻不計，放

在勻強(qiáng)磁場中、具有一定電阻的導(dǎo)體棒MN在恒力/作用下由靜止開始向右運動，efgh線框足夠長。已知穿過閉合

回路的磁通量變化越快，回路中的感應(yīng)電流越大，則通過靈敏電流計G中的感應(yīng)電流（）

A.方向“到d,強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)B.方向d到“，強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)

C.方向。到人強(qiáng)度逐漸減弱D.方向d到。，強(qiáng)度逐漸減弱

9、（2022?上海市徐匯區(qū)高三下學(xué)期二模）如圖，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，水平U型導(dǎo)體框左端連接一阻值為R

的電阻，質(zhì)量為，入電阻為r的導(dǎo)體棒岫置于導(dǎo)體框上。不計導(dǎo)體框的電阻、導(dǎo)體棒與框間的摩擦。必以水平向

右的初速度閑開始運動，最終停在導(dǎo)體框上。在此過程中導(dǎo)體棒做運動，電阻R消耗的總電能為

b

10、（2022?上海市楊浦區(qū)高三下學(xué)期二模）如圖所示，AOC是光滑的直角金屬導(dǎo)軌，Ao沿豎直方向，OC沿

水平方向。為靠在導(dǎo)軌上的一根金屬直棒，。端較。端更靠近。點。金屬直棒從靜止開始在重力作用下運動，

運動過程中b端始終在OC上，。端始終在AO上，直到金屬直棒ab完全落在。。上。整個裝置放在一勻強(qiáng)磁場中，

磁場方向垂直紙面向里。金屬直棒α〃在運動過程中感應(yīng)電流的方向為，金屬直棒。。所受磁場力的方

向為?

11、（2022?上海市普陀區(qū)高三下學(xué)期二模）如圖，平行金屬導(dǎo)軌必、Cd相距L處于同一豎直平面內(nèi)，左端接有

一阻值為R的電阻。長為2L的輕質(zhì)金屬桿MN緊貼導(dǎo)軌豎直放置，M端固定有質(zhì)量為,〃的金屬小球，N端鏈接在

cd±,導(dǎo)軌足夠長，導(dǎo)軌、金屬桿與小球的電阻不計。整個裝置處于與導(dǎo)軌平面垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場

中。MN繞N端緊貼導(dǎo)軌由靜止開始傾倒,到水平位置時小球的速度為也在此過程中，電阻產(chǎn)生的熱量為

通過電阻的最大電流為。（不計小球與導(dǎo)軌碰撞的影響）

12、（2022?上海市浦東新區(qū)高三下學(xué)期二模）如圖，邊長為L的N匝正方形金屬線框的一半處于勻強(qiáng)磁場中，其

ab邊與磁場區(qū)域的邊界平行，磁場方向垂直線框平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.此時，穿過線框的磁通量大小為.若

TT

線框繞ab邊以角速度0=-rad/s勻速轉(zhuǎn)動,在由圖示位置轉(zhuǎn)過90。的過程中,線框中有感應(yīng)電流的時間為s.

3

13、（2022?上海市青浦區(qū)高三下學(xué)期二模）如圖a所示，地面上方高度為d的空間內(nèi)有水平方向的勻強(qiáng)磁場，質(zhì)

量機(jī)=Ikg正方形閉合導(dǎo)線框必Cd的邊長∕=2m,從兒邊距離地面高為h處將其由靜止釋放。從導(dǎo)線框開始運動到

兒邊即將落地的過程中，導(dǎo)線框的內(nèi)圖像如圖b所示。重力加速度g取IOm∕s2,不計空氣阻力，則導(dǎo)線框中有感

h

應(yīng)電流的時間是s,釋放高度h和磁場高度d的比值1=

a

14、（2022?上海市嘉定區(qū)高三下學(xué)期二模）磁懸浮列車是高速低耗交通工具，如圖甲所示，它的驅(qū)動系統(tǒng)簡化為

如圖乙所示的物理模型。當(dāng)磁場以速度V勻速向右移動時，從上往下看線圈中的感應(yīng)電流方向為（填”順

時針”或“逆時針”）;列車的運動方向

圖甲圖乙

15、（2022?上海市黃浦區(qū)高三下學(xué)期二模）如圖（a）,豎直平面內(nèi)有一寬L=O.2m、足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌

間接有阻值為0.2Ω的定值電阻R,導(dǎo)軌電阻不計。垂直于導(dǎo)軌平面存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場。仁0時，質(zhì)

量機(jī)=0?01kg?電阻不計的導(dǎo)體棒PQ以麗4m∕s的初速度從導(dǎo)軌底端向上運動，Z=0?2s時到達(dá)最高點，后又沿導(dǎo)軌

下滑，到達(dá)底端前已經(jīng)做勻速運動，運動中PQ與導(dǎo)軌始終垂直且保持良好接觸。（重力加速度取IOm/S?）

（1）求占0時PQ棒的加速度大小①

（2）求PQ棒勻速運動時的速度大小w；

（3）求PQ棒勻速運動時電阻R的熱功率PR;

（4）在圖（b）中定性畫出PQ棒運動的速度V隨時間，變化的關(guān)系圖像。（以向上為速度正方向）

XXAXX

16、（2022?上海市虹口區(qū)高三下學(xué)期二模）如圖，兩根質(zhì)量、電阻均相同的金屬棒MN、PQ分別置于光滑的金屬

導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌水平和傾斜部分均處在垂直于導(dǎo)軌、強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場中，傾斜導(dǎo)軌與水平方向的夾角a=37。，不

計導(dǎo)軌的電阻，MN與固定在水平導(dǎo)軌上的力傳感器連接?，F(xiàn)對PQ施加平行于傾斜導(dǎo)軌的隨時間由0開始逐漸增

大的作用力為，使其在距導(dǎo)軌底端k3m處由靜止開始運動，棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，電腦顯示MN受到力

傳感器水平向右的拉力B與時間成正比，即B=0.5%MN始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度g取IOmZS2。

（1）判斷PQ的運動情況，并說明理由。

（2）判斷人的方向，并寫出Fi的大小與時間,的關(guān)系式。

（3）求PQ運動到導(dǎo)軌底端時，速度V的大小。

（4）若PQ運動到底端的過程中，Q做功W=I.5J,則MN產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？

17、(2022?上海市寶山區(qū)高三下學(xué)期二模)有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，區(qū)域的上下邊界W、MV'與水平面平行，磁

場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為8,方向如圖所示，磁場上下邊界的距離為“。一矩形線圈abed位于豎直平面內(nèi)，其質(zhì)量為W,

電阻為R,訪邊長右，兒/邊長4，且現(xiàn)令線圈從離磁場區(qū)域上邊界'的距離為〃處自由下落，當(dāng)

Cd邊已進(jìn)入磁場，邊還未進(jìn)入磁場的某一時.刻，線圈的速度到達(dá)最大值。線圈下落過程中Cd邊始終與磁場邊

界平行，試求：

(1)線圈完全進(jìn)入磁場前速度的最大值;

(2)線圈從開始下落，到Cd邊剛到達(dá)磁場區(qū)域下邊界MV'的過程中，線圈克服安培力所做的功;

(3)線圈〃邊剛穿出磁場區(qū)域下邊界MV'時線圈的加速度。

亡心

h

m__________M'

“XXXXXX

H×X×B××X

“XXXXXX

N-------------N，

18、(2022?上海市金山區(qū)高三下學(xué)期二模)如圖，固定在水平桌面上的型平行導(dǎo)軌足夠長，導(dǎo)軌間距乙,

電阻不計。傾斜導(dǎo)軌的傾角為仇并與阻值為R的定值電阻相連。整個導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,方向垂直傾

斜導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中。金屬棒油、〃的阻值均為R,Cd棒質(zhì)量為機(jī)。曲與導(dǎo)軌間摩擦不計，〃棒與水平

導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為〃,最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力。將外棒從導(dǎo)軌上由靜止釋放，當(dāng)它滑至某一位置時，

cd棒恰好開始滑動。

(1)指出Cd棒開始滑動的方向；

(2)求cd棒恰好開始滑動時,通過他棒的電流；

(3)求Cd棒消耗的熱功率與必棒克服安培力做功的功率之比;

(4)若岫棒無論從多高的位置釋放(軌道足夠長)，W棒都不動，則外棒質(zhì)量應(yīng)小于多少？

19、(2022?上海市奉賢區(qū)高三下學(xué)期二模)如圖所示，是用于摩天大樓的磁動力電梯示意圖。在豎直平面上有兩

根很長的平行豎直軌道，軌道間有垂直軌道平面交替排列著方向相反的勻強(qiáng)磁場囪和歷，B1=β2=1.0T,兩磁

場始終豎直向上作勻速運動。電梯轎廂固定在圖示的金屬框內(nèi)(電梯轎廂在圖中未畫出)，并且兩者絕緣。已

知電梯載人時的總質(zhì)量S=4.75xl()3kg,所受阻力恒定為∕=5OON,金屬框Cd邊長為Zw=2?0m,兩磁場的

寬度均與金屬框4d邊長相同，金屬框整個回路的電阻R=9.0xl(Γ4o,g取Iom?2.假如設(shè)計要求電梯勻速上升

階段的速度為匕=IOm/S。問:

(1)金屬框在圖示位置時感應(yīng)電流的方向；

(2)電梯勻速上升時，金屬框中感應(yīng)電流的大小;

(3)磁場向上運動速度的大小%；

(4)電梯由靜止開始向上運動時的加速度大小。

(j1EI-------≡----Ibt.

uXXX

XXX

××X

eu'''1W

20、(2022?上海市嘉定區(qū)高三下學(xué)期二模)如圖甲所示，足夠長但電阻可忽略平行金屬導(dǎo)軌PQ由水平部

分和傾斜部分組成，且平滑連接，導(dǎo)軌間寬度L=0.5m0水平部分是粗糙的，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)

強(qiáng)度大小B=0.4T;傾斜部分是光滑的，該處沒有磁場。導(dǎo)體棒“，6可在導(dǎo)軌上滑動，質(zhì)量均為m=0.2kg,電阻

均為R=O.5。。將人棒放在水平導(dǎo)軌上，4棒置于斜軌高〃處，由靜止釋放。已知在α棒運動過程中，〃棒恰能保持

靜止，且4,6間距離足夠遠(yuǎn)。若導(dǎo)體棒與水平導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為4=0.2,運動時始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，

忽略回路中感應(yīng)電流的磁場，g取IOm及2。求：

(1)由導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌組成的回路中的最大電流∕m,并在圖中畫出導(dǎo)體棒b中的電流方向；

(2)釋放時導(dǎo)體棒”所在的高度〃；

(3)若導(dǎo)體棒”以一定的初速度釋放，經(jīng)過一段時間后，6開始運動起來，當(dāng)導(dǎo)體棒匕達(dá)到最大速度時，棒α的加

速度大小是多少？

（4）以導(dǎo)體棒匕開始運動時為計時零點，在圖乙中定性畫出導(dǎo)體棒。的VY圖像。

21、（2022?上海市靜安區(qū)高三下學(xué)期二模）如圖所示，固定平行光滑金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角均為a,導(dǎo)軌間距

為3電阻不計且足夠長，導(dǎo)軌上相隔為d的平行虛線仞N與PQ間有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)

度大小為瓦長為2d的絕緣桿將一導(dǎo)體棒和一邊長為d的正方形導(dǎo)線框連在一起組成固定裝置，總質(zhì)量為抗，導(dǎo)體

棒中通以大小恒為/的電流。現(xiàn)將整個裝置置于導(dǎo)軌上，線框下邊與PQ重合，由靜止釋放后裝置沿斜面下滑，導(dǎo)

體棒運動到MN處恰好第一次開始返回，經(jīng)過若干次往返后，最終裝置在斜面上做周期不變的往復(fù)運動。導(dǎo)體棒在

整個運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直。

（1）在裝置第一次下滑的過程中，先后做怎樣的運動？（本小題無需說明理由）

（2）求在裝置第一次下滑過程中，裝置減少的機(jī)械能機(jī)及導(dǎo)線框中產(chǎn)生的熱量?？颍?/p>

（3）裝置最終在斜面上做穩(wěn)定的往復(fù)運動的最大速率Vm；

（4）若已知裝置最終在斜面上做穩(wěn)定的往復(fù)運動的周期為T,請畫出裝置從最高點開始的一個運動周期內(nèi)的v-f

圖像。

22、（2022?上海市閔行區(qū)高三下學(xué)期二模）有一邊長為L、質(zhì)量為初、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框自磁場上方

某處自由下落，如圖所示。區(qū)域I、H中勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,區(qū)域I寬度為L,區(qū)域∏寬度H>L,

但具體值未知。己知導(dǎo)線框恰好勻速進(jìn)入?yún)^(qū)域I,一段時間后又恰好勻速離開區(qū)域∏,線框穿過磁場全過程產(chǎn)生焦

耳熱為Q,重力加速度為g,求：

（1）導(dǎo)線框下邊緣距離區(qū)域I上邊界高度h；

（2）導(dǎo)線框剛進(jìn)入?yún)^(qū)域∏時加速度；

（3）磁場區(qū)域II的寬度H；

(4)導(dǎo)線框自開始進(jìn)入?yún)^(qū)域I至完全離開區(qū)域∏的時間。

11

23、(2022?上海市浦東新區(qū)高三下學(xué)期二模)如圖，互相垂直的兩根光滑足夠長金屬軌道PoQ固定

在水平面內(nèi)，電阻不計.軌道內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為8、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場。一根質(zhì)量為加、單

位長度電阻值為力的長金屬桿MN與軌道成45。位置放置在軌道上。以。位置為坐標(biāo)原點，片0時刻

起，桿MN在水平向右外力作用下，從。點沿九軸以速度W勻速向右運動。求：

(1)r時刻MN中電流/的大小和方向；

(2)/時間內(nèi)，MN上產(chǎn)生的熱量Q；

(3)若桿MN從。點由靜止起以大小為α的加速度先做勻加速運動，速度達(dá)到VO后再做勻速直線運

動。寫出外力尸與時間，關(guān)系的表達(dá)式，并定性畫出/一f關(guān)系圖。

上海市6年高考4年模擬物理試卷分項匯編

專題20電磁感應(yīng)（一）

六年高考2023一模2022二模2022一模2021二模2021一模2020二模2020一模

題量104281616122915

[2022-2017年高考真題】

1、（2022?上海卷?T12）如圖，一個正方形導(dǎo)線框以初速度vθ向右穿過一個有界的勻強(qiáng)磁場。線框兩次速度發(fā)生

變化所用時間分別為“和B，以及這兩段時間內(nèi)克服安培力做的功分別為Wl和卬2,則（）

t

××X；

vOIt

×××I!

I

×××!

I

A.tι<t2,WIVW2，B.ti<t2,W1>W2,

C.ti>t2,WlVW2，D.h>t2,W1>W2,

【答案】B

【解析】由于線框進(jìn)入磁場的過程和離開磁場的過程，線框都是受到向左的安培力作用做減速運動，因此進(jìn)入過程

的平均速度也平大于離開過程的平均速度也平，由L=VPPZI和L=V2平/2可得h<t2.

線框剛進(jìn)入磁場時速度為Vo,設(shè)線框邊長為L,電阻為R,線框完全進(jìn)入磁場時速度為V”剛完全離開磁場時速度

為V2,進(jìn)入磁場過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為E∣,平均感應(yīng)電流為小離開磁場過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為

2

E2,平均感應(yīng)電流為∕∣,由法拉第電磁感應(yīng)定律，E∣=?Φ∕t∣,E2=?Φ∕t2,?Φ=βΔ,由閉合電路歐姆定律，∕∣=El/R,

/2=E2ZR,進(jìn)入磁場過程通過導(dǎo)體截面的電荷量切=1山，離開磁場過程通過導(dǎo)體截面的電荷量q2=I2t2,聯(lián)立解得：q∣=

q2?對線框完全進(jìn)入磁場的過程，由動量定理，-Qti=WVi-∕m?,Fi=BltL,對線框離開磁場的過程，由動量定理，

-F2t2=mv2-mv?,Fi=BIiL,又0=1m，q2=?2,q1=q2,聯(lián)立解得：v∣-m=吸-0。根據(jù)動能定理，iv???mvo2-ywv?2,

W2-?wv∣2-?∕nv22）—=-?—?-=V°+V|>1,所以W1>Wr2,選項B正確。

2

22W2vl-v?v1+v2

2、（2020?上海卷?T8）如圖所示，線框abed的左側(cè)放置一通有恒定電流的長直導(dǎo)線，線框從位置I按照以下四

種方式運動，磁通量變化的絕對值最大的是（）

A.平移到位置∏

B.以bd為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)到位置H

C.以MN為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)到位置HI

D.平移到以MN為對稱軸的位置In

【答案】D

【解析】由圖，電流的方向向上，根據(jù)安培定則可知，電流右側(cè)磁場的方向向里，左側(cè)磁場的方向向外；通電直

導(dǎo)線產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，離導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁場越弱，磁感線越疏。

A、設(shè)線框的橫截面積為S,位置I處平均磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bi,位置∏處平均磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2,將線框從位置I平

移到位置∏,磁通量的變化量：4Φ1=（Bi-B2）S；

B、將線框從位置I以bd為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)到位置H,磁通量的變化量：△Φ2=（B1+B2）S；

C、以MN為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)到位置In時，兩側(cè)磁場強(qiáng)弱相同，方向相同，故轉(zhuǎn)動過程中，磁通量的變化為零；

D、平移到以MN為對稱軸的位置In時，磁場方向反向，線圈沒有變化，故磁感線穿過磁通量變化量為2B∣S.

由以上分析可知，磁通量變化最大的是D,故D正確，ABC錯誤。故選：D。

3、（2019?上海卷?Tll）如圖，在薄金屬圓筒表面上通以與其軸線平行、分布均勻的恒定電流時，該圓筒的形變

趨勢為（）

A.沿軸線上下壓縮B.沿軸線上下拉伸

C.沿半徑向內(nèi)收縮D.沿半徑向外膨脹

【答案】C

【解析】兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會通過磁場發(fā)生相互作用：①電流方向相同時，將會吸引；②電流方向相反時,

將會排斥。根據(jù)題意，薄金屬圓筒表面上通以與其軸線平行，可以看成是電流方向相同時導(dǎo)體，它們會產(chǎn)生吸引力,

圓筒的形變趨勢為沿半徑向內(nèi)收縮。故C正確，ABD錯誤。故選：Co

4、（2019?上海卷?TlO）如圖所示電路，若將滑動變阻器滑片向上移動，則a、b環(huán)中感應(yīng)電流的方向是（）

O

A.a環(huán)順時針，b環(huán)順時針B.a環(huán)順時針，b環(huán)逆時針

C.a環(huán)逆時針，b環(huán)順時針D.a環(huán)逆時針，b環(huán)逆時針

【答案】C

【解析】電路中電流的方向為逆時針方向，由安培定則可知，在a處的磁場方向向外，在b處的磁場的方向向里；

當(dāng)滑動變阻器滑片向上移動時,接入電路中的電阻值增大,所以電路中的電流減小，則向外穿過a的磁通量減小，

由楞次定律可知，a環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向為逆時針方向；同時向里穿過b的磁通量也減小，由楞次定律可知，

b環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向為順時針方向。故ABD錯誤，C正確

5、（2022?上海卷?T20）寬L=0.75m的導(dǎo)軌固定，導(dǎo)軌間存在著垂直于紙面且磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場。

虛線框I、U中有定值電阻Ro和最大阻值為20Q的滑動變阻器R。一根與導(dǎo)軌等寬的金屬桿以恒定速率向右運動,

圖甲和圖乙分別為變阻器全部接入和一般接入時沿向方向電勢變化的圖像。求：

（1）勻強(qiáng)磁場的方向;

（2）分析并說明定值電阻RO在I還是在II中，并且RO大小為多少？

（3）金屬桿運動的速率；

（4）滑動變阻器阻值為多大時變阻器的功率最大？并求出該最大功率

【解析】（I）a點電勢高，即金屬桿上端電勢高，根據(jù)右手定則可判斷出磁場垂直紙面向里

（2）滑動變阻器接入阻值減小時，Uab變大，根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點，說明I中的阻值分到的電壓增多，I中為定

值電阻。

金屬桿的電阻不計，UMl=E=（Pa。

P（Po

（2

滑動變阻器兩種情況下，÷?R=1.2V,DRR=1.0V,

R。+R0+萬

聯(lián)立解得：Ro=5Q,￠）0=1.5V

（3）金屬桿切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，E=BLV=夕0=1.5V

解得v=5m∕s

（4）將定值電阻和金屬桿視作一個等效電源，由電源輸出功率最大的條件可知，當(dāng)滑動變阻器阻值為RX=RO=5Q

E2φ2

時，滑動變阻器消耗的電功率最大，最大功率Pm=——="=0.1125W

6、（2021?上海卷?T20）如圖，豎直放置的足夠長光滑平行導(dǎo)軌，寬L=0.75m,位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，

磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.8T,一金屬棒跨接其上，上方接如圖所示電路，?=10Ω,R為一電阻性元件。S斷開時，

金屬棒由靜止釋放，下落過程中的兩個傳感器所測的。一/圖線如圖所示。（導(dǎo)軌與金屬棒電阻不計，重力加速度g

取10m∕s2）求：

（1）金屬棒做勻速直線運動的速度；

（2）金屬棒質(zhì)量；

（3）電鍵閉合后，求經(jīng)過足夠長時間后金屬棒的動能。

【答案】(1)V=Iom/s(2)m=0.03kg(3)Ei=M

【解析】(I)E=BLv=6V(從圖像知)

6=0.8X0.7S<V

V=IOmZs

(2)平衡時mg=F女

mg=BIL(從圖像知1=0.5A)

mxl0=0.8x0.5x0.75

m=0.03(kg)

(3)mg=BI總L(IJft=O.5A)

I?=J→(I為電阻性元件R的電流，U為電阻性元件R的電壓)

B(F-J)L=mg代入數(shù)據(jù)得U=5-10I

作圖像如下：

交點U=2V,1=0.3A

U=BLv

UZ_，_10/

=而

E*=X@@3XM|J≡2∕

42

7、(2020?上海卷?T19)如圖所示，足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌L=0.5m,電阻不計?左端接一個電動勢為3V的電源，

整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中。現(xiàn)閉合電鍵S,質(zhì)量0.1kg的金屬棒ab由靜止開始運動，回路的電流逐漸減小，穩(wěn)定后

電源電動勢為E,回路的電流為0,從閉合電鍵到逐漸穩(wěn)定的過程中，電源提供的能量ES=IoJ,電源、導(dǎo)體棒產(chǎn)生

的焦耳熱分別是Q1=O.5J,Q2=4.5JO

(1)求內(nèi)阻r和電阻R的阻值之比；

(2)求導(dǎo)體棒穩(wěn)定時的速度和勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度；

(3)分析電鍵閉合后導(dǎo)體棒的運動情況和能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系。

【答案】（1）1：9；

（2）10m∕s,O.6T；

（3）電鍵閉合后先做加速度逐漸減小的變加速運動，最后做勻速直線運動。在運動過程中電源將其他形式的能

轉(zhuǎn)化為電能1OJ,其中電流流過R和r時分別將4.5J和0.5J的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，流過導(dǎo)體棒的電流受安培力，安

培力對導(dǎo)體棒做正功，將5J的電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒的動能。

Q

【解析】（I）由焦耳定律得：Q=l2Rt,r與R的電流始終相等，則11

RQ2?

（2）由能量守恒定律得：

導(dǎo)體棒的動能Ek=Es-Qi-Q2=IOJ-0.5J-4.5J=5J

由Ek=/mv2得導(dǎo)體棒穩(wěn)定時運動的速度為：V=Iom/s

由E=BIV得：B=0.6T

（3）導(dǎo)體棒中電流由a指向b,根據(jù)左手定則知：安培力方向總與導(dǎo)體棒的運動方向相同，故速度一直增大.

由牛頓第二定律得：FA=ma

又EA=BIV,I=5Z?1∑

r+R

聯(lián)立得a=B(E-BIV)I

m(r+R)

當(dāng)速度逐漸增大時，加速度逐漸減小，所以速度增加得越來越慢。

當(dāng)加速度減小到零，即E=BLV,v=lOm∕sH'J',速度不再增大，此后做勻速直線運動。

在運動過程中電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能IOJ,其中電流流過R和r時分別將4.5J和0.5J的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,

流過導(dǎo)體棒的電流受安培力，安培力對導(dǎo)體棒做正功，將5J的電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒的動能。

答：（I）內(nèi)阻r和電阻R的阻值之比是1：9；

(2)導(dǎo)體棒穩(wěn)定時的速度是Iom∕s,勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度是0.6T；

(3)電鍵閉合后先做加速度逐漸減小的變加速運動，最后做勻速直線運動。在運動過程中電源將其他形式的能

轉(zhuǎn)化為電能10J,其中電流流過R和r時分別將4.5J和0.5J的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，流過導(dǎo)體棒的電流受安培力，安

培力對導(dǎo)體棒做正功，將5J的電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒的動能。

8、(2019?上海卷?T19)半徑為a的圓形線圈，電阻不計，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。一導(dǎo)體棒質(zhì)量為

m受到向上的拉力，以速度V勻速向下運動，導(dǎo)體棒單位長度的電阻為r。

(1)求通過導(dǎo)體棒的電流I和通過的電荷量q；

(2)當(dāng)y>0時，求拉力功率P。

【答案】

【解析】(1)導(dǎo)體棒有效切割長度為L時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:

E=BLv

通過導(dǎo)體棒的電流為：I=旦=且Y=弛

RLrr

通過的電荷量為：q=It=-?—

rVr

(2)導(dǎo)體棒勻速向下運動，由平衡條件有：

F=mg-BIL

則拉力功率為：

v2v

P=Fv=(mg-BIL)V=(mg“Na2-(a-y)?)v=[mg->∫2ay-yl°

答:(1)通過導(dǎo)體棒的電流I是弛，通過的電荷量q是2恒；

rr

2I_______

(2)當(dāng)y>0時，拉力功率P是[mg-型工A扇H]v。

9、(2017?上海卷?T20)如圖，光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L,與水平面夾角為仇兩導(dǎo)軌上端用阻值為R的電阻

相連，該裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面.質(zhì)量為m的金屬桿ab以沿導(dǎo)軌平

面向上的初速度VO從導(dǎo)軌底端開始運動，然后又返回到出發(fā)位置.在運動過程中，ab與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，

不計ab和導(dǎo)軌的電阻及空氣阻力.

（1）求ab開始運動時的加速度a；

（2）分析并說明ab在整個運動過程中速度、加速度的變化情況;

（3）分析并比較ab上滑時間和下滑時間的長短.

b

?2τ2

BLVn

【答案】（DgSin8H———?;（2）向上運動過程中，速度減小，加速度減小，下降過程中，速度增大，加速

InR

度減小，最終加速度為零，做勻速運動.（3）上滑的時間小于下滑時間.

P2τ2

BLVO

【解析】（1）ab開始運動時,ab棒所受的安培力F=BIL=

A^^R-

mgsinθ+FBLZV∩

根據(jù)牛頓第二定律得，ab棒的加速度a=---------------2A=gsin8∏——

mιrR

（2）ab棒向上運動的過程中，加速度方向與速度方向相反，速度減小，加速度減小，做加速度減小的減速運動.

mgsi∏θ-FD22

向下運動的過程中，加速度方向與速度方向相同，加速度a=----------------Λ=gsinθ-LT＞速度增大，加

mR

速度減小，做加速度減小的加速運動，最終加速度為零，做勻速運動.

（3）在整個過程中，安培力一直做負(fù)功，在上升和下降過程中的同一位置，上升時的速度大于下降時的速度，

可知上升時的平均速度大于下降時的平均速度，

可知上滑的時間小于下滑的時間.

p2τ2

,,DLVn

答：（1）ab開始運動時的加速度a為gsi∏8------丁"；

（2）向上運動過程中，速度減小，加速度減小，下降過程中，速度增大，加速度減小，最終加速度為零，做勻

速運動.

(3)上滑的時間小于下滑時間.

10、(2018?上海卷?T16)水平方向一個邊長為L的正方形導(dǎo)線線框位于水平面內(nèi)，在拉力作用下，線框從磁場的

左邊緣由靜止開始向右做勻加速直線運動，t=T時線框剛好完全進(jìn)入磁場，此時線框中感應(yīng)電流為I,勻強(qiáng)磁場垂

直于水平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,求

(1)線框勻加速運動的加速度大小

(2)線框的電阻R,

(3)線框進(jìn)入磁場過程中受到的安培力隨時間變化的關(guān)系。

【答案】(1)??,;(2)(3)ω<tι<T)0

r

τ2TIlT