專題11 電磁感應-2020-2024年五年高考1年模擬物理真題分類匯編（山東專用）（原卷版）

2020-2024年五年高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題11電磁感應考點五年考情（2020-2024）命題趨勢備考策略考點1楞次定律（5年1考）2024·山東卷·T11本章主要考查楞次定律，電動勢的計算，電磁感應與電路的綜合、與能量的綜合，以及電磁感應中動力學問題.考查方向上更傾向于電磁感應與電路、能量綜合問題.解題方法上以等效法、程序法、函數(shù)法、圖象法為主.多以電路的等效考查模型建構的素養(yǎng);以原理的應用考查科學推理和科學論證的素養(yǎng)，同時體現(xiàn)考生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和一絲不茍、實事求是的社會責任感;以對研究對象受力和運動的分析及能量的轉化與守恒，考查運動與相互作用觀念和能量觀念.多以選擇題和計算題的形式考查，難度中等.2023年對本章的考查，從各方面可能仍延續(xù)原來的形式及考點，只是在原理應用方面可能會更多地聯(lián)系現(xiàn)代科技發(fā)展和生產、生活的實際。對本章的復習，首先應以對概念和原理的理解、對規(guī)律的基本應用為主，打牢基礎，如對磁通量相關概念的理解、對楞次定律和法拉第電磁感應定律的各種形式的應用要熟練掌握.其次是對各種典型的模型建構、典型問題的處理思想方法了然于胸，如“電磁感應中的電路問題”“電磁感應中的力學問題”“電磁感應中的圖象”“電磁感應中的能量轉化與守恒”等，能夠抓住解決各種典型問題的關鍵，一擊必中，最終都是為了培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生模型建構、科學推理和科學論證的學科素養(yǎng)，建立正確的科學觀，樹立正確的人生觀和強烈的社會責任感!考點2法拉第電磁感應定律（5年5考）2023·山東卷·T122022·山東卷·T122021·山東卷·T82021·山東卷·T122020·山東卷·T12考點01楞次定律1、（2024·山東卷·T11）如圖所示，兩條相同的半圓弧形光滑金屬導軌固定在水平桌面上，其所在平面豎直且平行，導軌最高點到水平桌面的距離等于半徑，最低點的連線OO'與導軌所在豎直面垂直?？臻g充滿豎直向下的勻強磁場（圖中未畫出），導軌左端由導線連接?，F(xiàn)將具有一定質量和電阻的金屬棒MN平行OO'放置在導軌圖示位置，由靜止釋放。MN運動過程中始終平行于OO'且與兩導軌接觸良好，不考慮自感影響，下列說法正確的是（）A.MN最終一定靜止于OO'位置B.MN運動過程中安培力始終做負功C.從釋放到第一次到達OO'位置過程中，MN的速率一直在增大D.從釋放到第一次到達OO'位置過程中，MN中電流方向由M到N考點02法拉利第電磁感應定律2、（2023·山東卷·T12）足夠長U形導軌平置在光滑水平絕緣桌面上，寬為，電阻不計。質量為、長為、電阻為的導體棒MN放置在導軌上，與導軌形成矩形回路并始終接觸良好，I和Ⅱ區(qū)域內分別存在豎直方向的勻強磁場，磁感應強度分別為和，其中，方向向下。用不可伸長的輕繩跨過固定輕滑輪將導軌CD段中點與質量為的重物相連，繩與CD垂直且平行于桌面。如圖所示，某時刻MN、CD同時分別進入磁場區(qū)域I和Ⅱ并做勻速直線運動，MN、CD與磁場邊界平行。MN的速度，CD的速度為且，MN和導軌間的動摩擦因數(shù)為0.2。重力加速度大小取，下列說法正確的是（）A.的方向向上 B.的方向向下 C. D.3、（2022·山東卷·T12）如圖所示，平面的第一、三象限內以坐標原點O為圓心、半徑為的扇形區(qū)域充滿方向垂直紙面向外的勻強磁場。邊長為L的正方形金屬框繞其始終在O點的頂點、在平面內以角速度順時針勻速轉動，時刻，金屬框開始進入第一象限。不考慮自感影響，關于金屬框中感應電動勢E隨時間t變化規(guī)律的描述正確的是（）A.在到的過程中，E一直增大B.在到的過程中，E先增大后減小C.在到過程中，E的變化率一直增大D.在到的過程中，E的變化率一直減小4、（2021·山東卷·T8）迷你系繩衛(wèi)星在地球赤道正上方的電離層中，沿圓形軌道繞地飛行。系繩衛(wèi)星由兩子衛(wèi)星組成，它們之間的導體繩沿地球半徑方向，如圖所示。在電池和感應電動勢的共同作用下，導體繩中形成指向地心的電流，等效總電阻為r。導體繩所受的安培力克服大小為f的環(huán)境阻力，可使衛(wèi)星保持在原軌道上。已知衛(wèi)生離地平均高度為H，導體繩長為，地球半徑為R，質量為M，軌道處磁感應強度大小為B，方向垂直于赤道平面。忽略地球自轉的影響。據(jù)此可得，電池電動勢為（）

A. B.C. D.5、（2021·山東卷·T12）如圖所示，電阻不計的光滑U形金屬導軌固定在絕緣斜面上。區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中磁場方向均垂直斜面向上，Ⅰ區(qū)中磁感應強度隨時間均勻增加，Ⅱ區(qū)中為勻強磁場。阻值恒定的金屬棒從無磁場區(qū)域中a處由靜止釋放，進入Ⅱ區(qū)后，經b下行至c處反向上行。運動過程中金屬棒始終垂直導軌且接觸良好。在第一次下行和上行的過程中，以下敘述正確的是（）A.金屬棒下行過b時的速度大于上行過b時的速度B.金屬棒下行過b時的加速度大于上行過b時的加速度C.金屬棒不能回到無磁場區(qū)D.金屬棒能回到無磁場區(qū)，但不能回到a處6、（2020·山東卷·T12）如圖所示，平面直角坐標系的第一和第二象限分別存在磁感應強度大小相等、方向相反且垂直于坐標平面的勻強磁場，圖中虛線方格為等大正方形。一位于Oxy平面內的剛性導體框abcde在外力作用下以恒定速度沿y軸正方向運動（不發(fā)生轉動）。從圖示位置開始計時，4s末bc邊剛好進入磁場。在此過程中，導體框內感應電流的大小為I，ab邊所受安培力的大小為Fab，二者與時間t的關系圖像，可能正確的是（）A.B.C.D.一、單選題1．（2024·山東青島·三模）如圖，學校興趣小組利用厚度為、電阻率為的硅鋼片制成一個內徑為、高度為的圓筒，。已知圓筒所在處有沿軸線豎直向上方向的磁場，磁感應強度隨時間變化的規(guī)律為，下列說法正確的是（）A．硅鋼片中感應電動勢B．時，硅鋼片中感應電動勢最大C．硅鋼片中感應電流的有效值為D．硅鋼片的發(fā)熱功率為2．（2024·山東濟南·三模）如圖所示，半徑為的半圓形閉合金屬線框可繞圓心在紙面內逆時針勻速轉動，過點的邊界上方存在垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為。初始時線框直徑與虛線邊界垂直。已知線框的電阻為，線框勻速轉動的角速度為，從圖示位置開始計時，以順時針為感應電流的正方向，下列關于線圈中的感應電流隨時間的變化關系正確的是（）A． B．C． D．二、多選題3．（2024·山東濰坊·三模）如圖所示，af和dg是位于水平面內的寬度為L的平行軌道，be、ch兩段用光滑絕緣材料制成，其余兩部分均為光滑導體且足夠長；ad左側接一電容器，電容器兩端電壓為U0，fg右側接有阻值為R的定值電阻；abcd和efgh區(qū)域均存在豎直向下的勻強磁場，abcd區(qū)域磁感應強度大小為B1，efgh區(qū)域的磁感應強度大小為B2。一長度為L、質量為m、電阻為R的導體棒靜止于ad處，閉合開關S，導體棒開始向右運動，導體棒在abed區(qū)域獲得的最終速度為v，導體棒靜止后到eh的距離為x（x為未知）量）。導體棒與軌道始終保持垂直且接觸良好，則（

）A．導體棒剛進入efgh區(qū)域時的加速度大小B．C．導體棒在eh右側到eh距離為kx（0<k<1）時，安培力的功率為D．當電容器電容時，導體棒在abcd區(qū)域獲得的最終速度v最大4．（2024·山東煙臺·三模）如圖所示，平行光滑金屬導軌ab、cd間距為L=1.5m，與水平面間的夾角θ=37°，導軌上端接有電阻R=0.8Ω。一導體棒PQ垂直導軌放置且與導軌接觸良好，導體棒質量為m=2kg，連入電路的電阻為r=0.2Ω，PQ上方導軌間有一矩形磁場區(qū)域，磁場面積為S=0.5m2，磁場方向垂直導軌平面向下，矩形磁場區(qū)域內的磁感應強度大小B1隨時間t變化的圖像如圖乙所示，PQ棒下方包括PQ所在處的軌道間充滿垂直于軌道平面向上的勻強磁場，磁感應強度大小B2=2T，導軌足夠長且電阻不計，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，導體棒從靜止釋放后，下列說法中正確的是（

）A．剛釋放時，導體棒的加速度為6m/s2B．導體棒的加速度為6m/s2時，其下滑速度大小為1m/sC．導體棒穩(wěn)定下滑時速度大小為2m/sD．導體棒穩(wěn)定下滑時，R兩端電壓為3.2V5．（2024·山東聊城·三模）如圖甲所示，足夠長的U型導軌放置在光滑水平絕緣桌面上，CD長為1m，導軌電阻不計。質量為0.1kg、長為1m、電阻為0.5Ω的導體棒MN放置在導軌上，棒MN與導軌間的動摩擦因數(shù)為且始終接觸良好。Ⅰ區(qū)域內存在垂直紙面向外、磁感應強度大小為B的勻強磁場；Ⅱ區(qū)域內存在垂直紙面向里、磁感應強度大小為2B的勻強磁場。時，對導軌施加一個水平向右恒力F，時MN與CD恰好進入磁場Ⅰ和Ⅱ中，時撤去F，前2s內導軌與導體棒的圖像如圖乙所示，MN與CD停止運動時分別位于Ⅰ區(qū)域和Ⅱ區(qū)域，已知重力加速度g取，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則（）A．動摩擦因數(shù) B．導軌質量為0.2kgC．恒力F做的總功為3.6J D．撤去F后通過導體棒的總電荷量為2C6．（2024·山東東營·二模）如圖所示，兩水平虛線間存在垂直于紙面方向的勻強磁場，兩虛線的距離為，磁感應強度大小為B，邊長為h的正方形導體框由虛線1上方無初速度釋放，在釋放瞬間ab邊與虛線1平行且相距h。已知導體框的質量為m，總電阻為r，重力加速度為g，ab邊與兩虛線重合時的速度大小相等，忽略空氣阻力，導體框在運動過程中不會發(fā)生轉動，則（

）A．線圈可能先加速后減速B．導體框在穿越磁場的過程中，產生的焦耳熱為C．導體框的最小速度是D．導體框從ab邊與虛線1重合到cd邊與虛線1重合時所用的時間為7．（2024·山東青島·三模）已知足夠長直導線通有電流時，距離導線處的磁感應強度大小為，其中為常數(shù)。圖甲中虛線構成一個立方體，、、、、、、、是立方體的頂點；用漆包線制成的正方形導體線框恰好與立方體右側面的四邊重合。在立方體的、兩邊所在位置分別固定長直導線，兩導線中電流大小相等，方向如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．立方體的頂點、兩處的磁場方向垂直B．頂點、兩處的磁感應強度大小之比為1：2C．線框從右側面向左平移到左側面過程中，其中感應電流方向先沿后沿D．線框從右側面向左平移到左側面過程中，其中感應電流方向一直沿8．（2024·山東濰坊·二模）如圖所示，虛線MN上方區(qū)域有垂直紙面向外的勻強磁場，MN下方區(qū)域有豎直向下的勻強磁場，兩處磁場磁感應強度大小均為B，足夠長的等間距金屬導軌豎直放置，導軌間距為L。兩金屬棒ab、cd水平地靠在金屬導軌上，金屬棒ab的質量為2m，接入電路的阻值為2R，cd的質量為m，接入電路的阻值為R，開始時金屬棒ab距MN的高度是金屬棒cd到MN高度的2倍。金屬棒與兩導軌之間的動摩擦因數(shù)相同。同時由靜止釋放兩金屬棒，金屬棒cd進入MN下方區(qū)域時立即做勻速運動。已知運動過程中導體棒始終保持水平且與導軌接觸良好，導軌電阻不計，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．金屬棒cd進入MN下方時的速大小為B．金屬棒cd的釋放位置到MN的距離為C．從開始釋放到金屬棒ab進入下方磁場運動的過程中通過金屬棒ab的電荷量為D．金屬棒ab在MN上方區(qū)域運動過程中金屬棒cd上產生的焦耳熱為9．（2024·山東濟南·二模）如圖甲所示，光滑絕緣水平面上有寬度為2L的條形磁場，磁場方向豎直向下，磁感應強度隨時間按圖乙所示規(guī)律變化，B0、t0均為已知量，理想邊界有磁場。質量為m、電阻為R的勻質長方形單匝線框，其長為2L、寬為L，初始時有一半在磁場中。t=0時刻由靜止釋放線框，t0時刻ab邊剛好進入磁場，ab邊離開磁場時，線框的速度大小為ab邊剛進入磁場時的。下列說法正確的是（）A．在0~t0內，線框中產生逆時針方向的電流B．t=0時刻，cd邊受到的安培力為C．在0~t0內，安培力對線框做功為D．t0時刻以后，bc邊產生的焦耳熱為10．（2024·山東淄博·二模）如圖甲所示，一端封閉的兩條平行光滑導軌相距，距左端L處的中間一段被彎成傾斜軌道，長度也為L，與水平面夾角，各段軌道均平滑連接。傾斜軌道所在區(qū)域無磁場，左段區(qū)域I存在均勻分布但隨時間線性變化的磁場B，取豎直向上為正方向，如圖乙所示；右段區(qū)域Ⅱ存在豎直向上的勻強磁場。在傾斜軌道頂端，放置一質量為、電阻、長為L的金屬棒，與導軌左段形成閉合回路，由靜止開始下滑，進入右側磁場II后經過時間t（已知）達到穩(wěn)定狀態(tài)。導軌電阻不計，重力加速度，則（）A．在傾斜軌道上下滑過程中產生的焦耳熱為B．達到穩(wěn)定后的速度大小等于C．進入右側磁場II后流過電阻R的電荷量為2.5CD．進入右側磁場II經過位移為后達到勻速11．（2024·山東煙臺·二模）如圖甲所示，光滑的平行金屬軌道水平固定在桌面上，軌道左端連接一可變電阻R，一導體桿與軌道垂直放置，整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中。導體桿先后兩次在水平向右的拉力作用下均由靜止開始做勻加速直線運動，兩次運動中拉力大小F與速率v的關系圖像如圖乙所示。其中，第一次對應直線1，開始時拉力大小為，改變電阻R的阻值和磁感應強度的大小后，第二次對應直線2，開始時拉力大小為，兩直線交點的縱坐標為。若第一次和第二次運動中電阻的阻值之比為a、磁感應強度大小之比為b、桿從靜止開始運動相同位移的時間之比為c，導體桿與軌道始終垂直并接觸良好，不計導體桿和軌道的電阻，則a、b、c的值可能為（）A．、、 B．、、C．、、 D．、、12．（2024·山東菏澤·模擬預測）如圖所示，相距為d的兩條光滑平行金屬導軌固定在同一絕緣水平面內，其左端接一阻值為R的電阻，導軌所在區(qū)域存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B。質量為m、電阻為、長度也為d的金屬棒垂直于導軌放置。金屬棒通過平行于導軌的絕緣細線跨過光滑輕質定滑輪與質量為的物體相連。開始時，用手托著物體靜止不動，使連接金屬棒的細線處于水平伸直狀態(tài)。現(xiàn)突然把手撤去，金屬棒由靜止開始向右運動，經時間t恰好開始做勻速運動。金屬棒與導軌始終相互垂直并接觸良好，導軌電阻不計，物體始終在空中運動，重力加速度大小為g。則（）A．金屬棒勻速時的速度大小為B．金屬棒勻速時的速度大小為C．時間t內物體重力勢能的減少量為D．時間t內物體重力勢能的減少量為13．（2024·山東濱州·二模）如圖所示，MN和PQ是水平固定的光滑平行金屬導軌，其虛線右側區(qū)域Ⅰ內存在著豎直向上的勻強磁場。該導軌的右下方是由光滑的圓弧導軌和粗糙的水平導軌連接成的平行導軌，圓弧導軌的頂端AD到NQ的豎直高度差為h，圓弧半徑為2h，圓弧導軌對應的圓心角為60°，水平導軌右端與一阻值為R的定值電阻連接。水平導軌上兩虛線間的區(qū)域Ⅱ內存在著豎直向上的勻強磁場，該區(qū)域長度為一根金屬棒b靜置在磁場區(qū)域Ⅰ內，另一金屬棒a以速度向右運動進入磁場并在離開MNPQ軌道時被接住拿走，金屬棒b從水平導軌飛出后恰好無碰撞地從圓弧軌道的頂端進入軌道，并停在區(qū)域Ⅱ的中間位置處。已知兩組導軌的間距均為3h，電阻均不計，兩金屬棒相同，質量為m、阻值為R、長度為3h。區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ內磁感應強度大小均為B，金屬棒b與右側水平導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，且在導軌上運動過程中始終與導軌垂直并接觸良好，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A．金屬棒a離開MNPQ軌道時的速度大小為B．金屬棒b被水平拋出前，通過它的電荷量為C．金屬棒b在區(qū)域Ⅱ內運動過程中，回路產生的焦耳熱為D．金屬棒b在區(qū)域Ⅱ內運動的時間為14．（2024·山東棗莊·三模）如圖，間距均為L的光滑水平金屬導軌與半徑為R的光滑半圓金屬導軌平滑連接，半圓導軌在豎直平面內，水平導軌處于方向豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場中。在水平導軌上放置ab、cd兩導體棒，兩棒長度均為L、質量分別為4m和m、電阻分別為r和2r，兩導體棒到半圓導軌底端的距離分別為和，足夠大，。現(xiàn)給導體棒ab一大小的初速度，一段時間后導體棒cd通過半圓導軌最高點后，恰好落到其初始位置。cd棒離開導軌前兩棒與導軌始終垂直且接觸良好，兩導體棒間未發(fā)生碰撞，導軌電阻不計，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．導體棒cd離開磁場前已與ab棒達到共速B．導體棒cd剛進入半圓導軌瞬間，其兩端電壓C．導體棒cd離開半圓導軌前，通過其橫截面的電量D．導體棒cd離開水平導軌前，導體棒ab上產生的焦耳熱15．（2024·山東菏澤·二模）如圖，質量分別為和的金屬棒a、b，垂直放在足夠長的水平光滑導軌MNM'N'和PQP'Q'上，左右兩部分導軌間距分別為0.5m和1m。磁感應強度大小均為，左側方向豎直向下，右側方向豎直向上。兩金屬棒的電阻均與長度成正比，不計導軌電阻。開始時b在M'P'位置，a在NQ位置，繞過足夠遠的光滑定滑輪的絕緣細線連接b和質量為的物塊c，最初c距地面的高度。c由靜止開始下落，落地后不反彈，c落地時a、b速率之比，c下落過程中，b棒上產生的焦耳熱為20J。a、b運動過程中和導軌接觸良好，。下列說法正確的是（）A．物塊c落地時，a棒的速度大小為4m/sB．物塊c落地后，b棒的最終速度大小為4m/sC．從c落地到a、b勻速運動過程中，a產生的熱量為2JD．c從開始運動到落地的過程中通過b棒的電荷量為0.4C16．（2024·山東濟南·一模）如圖所示，兩根足夠長的固定平行光滑金屬導軌位于同一水平面上，導軌上橫放著兩根導體棒ab、cd，其質量分別是，導軌間的有效電阻均為R，導體棒ab、cd與導軌構成矩形回路。初始時，兩棒中間用輕繩連接且處于靜止狀態(tài)，ac間和bd間分別有一處于壓縮狀態(tài)的完全相同的輕質彈簧，在導軌的兩側有豎直向下的勻強磁場（虛線內無磁場），磁感強度均為B。剪斷輕繩后，兩導體棒分別向左、右運動，當同時運動到虛線處彈簧恰好恢復原長并與兩棒分離，則（）A．兩棒達到虛線處速率相等B．在彈簧恢復原長的過程中，兩棒和彈簧構成的系統(tǒng)動量守恒，機械能守恒C．導體棒ab、cd進入磁場后，兩棒構成的系統(tǒng)動量守恒，機械能不守恒D．當導體棒ab運動到最左端的同時cd棒運動到最右端17．（2024·山東濟寧·二模）如圖所示，足夠長平行光滑金屬導軌MN、PQ固定在水平面內，間距，導軌間存在一個寬度的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度大小為1.0T，方向如圖所示。一根質量為0.2kg，阻值為的金屬棒a以初速度從左端開始沿導軌滑動，穿過磁場區(qū)域后，與另一根質量為0.4kg，阻值為的靜止在導軌上的金屬棒b發(fā)生彈性碰撞，兩金屬棒始終與導軌垂直且接觸良好，導軌電阻不計，則（）A．金屬棒a第一次穿過磁場區(qū)域的過程中，回路中有逆時針方向的感應電流B．金屬棒a第一次穿過磁場區(qū)域的過程中，通過金屬棒a的電荷量為2CC．金屬棒a第一次穿過磁場區(qū)域的過程中，金屬棒b上產生的焦耳熱為2.75JD．金屬棒a最終停在距磁場左邊界0.2m處18．（2024·山東聊城·二模）如圖所示，兩條相距l(xiāng)的光滑平行金屬導軌位于同一水平面（紙面）內，其左端接一阻值為R的電阻，與導軌垂直的金屬棒置于兩導軌上。在電阻、導軌和金屬棒中間有面積為S的區(qū)域，區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場，磁感應強度大小隨時間t的變化關系為，式中k為大于0的常量；在金屬棒右側還有一勻強磁場區(qū)域，區(qū)域左邊界MN（虛線）與導軌垂直，磁場的磁感應強度大小為，方向垂直于紙面向里。零時刻，金屬棒在水平恒力的作用下從靜止開始向右運動，在時刻恰好以速度越過MN，此后向右做勻速運動。金屬棒與導軌始終相互垂直并接觸良好，它們的電阻均忽略不計，下列說法正確的是（）A．在0~t0時間內，流過電阻的電荷量為B．在時刻以后，電阻R上的電流方向向上C．在時刻穿過回路的總磁通量為D．在時刻金屬棒所受水平恒力的大小為三、解答題19．（2024·山東青島·三模）如圖，在水平面上固定有圓環(huán)形金屬軌道和足夠長的平行金屬直軌道，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度大小為，圓形軌道半徑為，為圓心，平行直軌道間距為。直軌道用電阻不計的導線分別與圓軌道邊緣和圓心相連。兩根完全相同的導體棒、，質量均為，長度均為，電阻均為，導體棒的一端與圓軌道的圓心連接，另一端搭在圓軌道上，在外力作用下繞過點的軸沿順時針方向以角速度勻速轉動。導體棒垂直軌道放置，開始處于鎖定狀態(tài)。各軌道均光滑且電阻忽略不計，導體棒與軌道接觸良好。（1）導體棒處于鎖定狀態(tài)時，求外力維持導體棒勻速轉動的功率；（2）解除鎖定后，棒開始運動，求其加速度大小隨其速率變化的關系式及運動的最大速度；（3）若從解除鎖定到導體棒的速度達到最大速度的所經歷的時間為，求這段時間內通過導體棒的電荷量及導體棒前進的距離。20．（2024·山東日照·二模）如圖所示，電阻不計的足夠長的光滑水平平行金屬導軌、間距，其內有豎直向下、磁感應強度的勻強磁場，導軌左側接一電動勢、內阻不計的電源，質量、電阻的金屬棒靜止在導軌上，與兩平行金屬導軌垂直且接觸良好。下方光滑平行金屬導軌、右端閉合，電阻不計，間距也為L，正對、放置，其中、為半徑、圓心角的圓弧，與水平軌道、相切于P、O兩點。以O點為坐標原點，沿導軌向右建立坐標系，OP右側的區(qū)域內存在磁感應強度大小為的磁場，磁場方向豎直向下。閉合開關S后金屬棒在水平導軌上向右運動至速度穩(wěn)定，最后自處拋出且恰好能從處沿切線進入圓弧軌道，仍與兩平行金屬導軌垂直且接觸良好。已知重力加速度。（1）求金屬棒剛離開時的速度大小；（2）求金屬棒在水平導軌上向右運動至速度剛好穩(wěn)定的過程中，通過金屬棒的電荷量q和金屬棒中產生的焦耳熱；（3）若金屬棒進入磁場區(qū)域時，立刻給金屬棒施加一個水平向右的拉力F，使金屬棒勻速穿過磁場區(qū)域，求此過程中金屬棒產生的焦耳熱。21．（2024·山東濟南·一模）如圖所示，兩根位于同一水平面內的平行的長直金屬導軌處于勻強磁場中，磁場方向與導軌所在平面垂直。一質量為m的均勻導體細桿放在導軌上，并與導軌垂直，可沿導軌無摩擦地滑動，細桿與導軌的電阻可忽略不計。導軌的左端與一根阻值為的電阻絲相連，電阻絲置于一絕熱容器中，假設電阻絲產生的熱量全部被容器內的氣體吸收。容器與一水平放置的開口細管相通，細管內有一橫截面積為S的小液柱（質量不計），液柱將1mol的理想氣體封閉在容器中。已知理想氣體狀態(tài)方程為，氣體溫度升高1K時，其內能的增加量為2.5R（其中n為物質的量，R為理想氣體常數(shù)），大氣壓強為，現(xiàn)令細桿沿導軌方向以初速度開始向右運動，求最終液柱達到平衡時在細管中移動的距離。專題11電磁感應考點五年考情（2020-2024）命題趨勢備考策略考點1楞次定律（5年1考）2024·山東卷·T11本章主要考查楞次定律，電動勢的計算，電磁感應與電路的綜合、與能量的綜合，以及電磁感應中動力學問題.考查方向上更傾向于電磁感應與電路、能量綜合問題.解題方法上以等效法、程序法、函數(shù)法、圖象法為主.多以電路的等效考查模型建構的素養(yǎng);以原理的應用考查科學推理和科學論證的素養(yǎng)，同時體現(xiàn)考生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和一絲不茍、實事求是的社會責任感;以對研究對象受力和運動的分析及能量的轉化與守恒，考查運動與相互作用觀念和能量觀念.多以選擇題和計算題的形式考查，難度中等.2023年對本章的考查，從各方面可能仍延續(xù)原來的形式及考點，只是在原理應用方面可能會更多地聯(lián)系現(xiàn)代科技發(fā)展和生產、生活的實際。對本章的復習，首先應以對概念和原理的理解、對規(guī)律的基本應用為主，打牢基礎，如對磁通量相關概念的理解、對楞次定律和法拉第電磁感應定律的各種形式的應用要熟練掌握.其次是對各種典型的模型建構、典型問題的處理思想方法了然于胸，如“電磁感應中的電路問題”“電磁感應中的力學問題”“電磁感應中的圖象”“電磁感應中的能量轉化與守恒”等，能夠抓住解決各種典型問題的關鍵，一擊必中，最終都是為了培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生模型建構、科學推理和科學論證的學科素養(yǎng)，建立正確的科學觀，樹立正確的人生觀和強烈的社會責任感!考點2法拉第電磁感應定律（5年5考）2023·山東卷·T122022·山東卷·T122021·山東卷·T82021·山東卷·T122020·山東卷·T12考點01楞次定律1、（2024·山東卷·T11）如圖所示，兩條相同的半圓弧形光滑金屬導軌固定在水平桌面上，其所在平面豎直且平行，導軌最高點到水平桌面的距離等于半徑，最低點的連線OO'與導軌所在豎直面垂直?？臻g充滿豎直向下的勻強磁場（圖中未畫出），導軌左端由導線連接?，F(xiàn)將具有一定質量和電阻的金屬棒MN平行OO'放置在導軌圖示位置，由靜止釋放。MN運動過程中始終平行于OO'且與兩導軌接觸良好，不考慮自感影響，下列說法正確的是（）A.MN最終一定靜止于OO'位置B.MN運動過程中安培力始終做負功C.從釋放到第一次到達OO'位置過程中，MN的速率一直在增大D.從釋放到第一次到達OO'位置過程中，MN中電流方向由M到N考點02法拉利第電磁感應定律2、（2023·山東卷·T12）足夠長U形導軌平置在光滑水平絕緣桌面上，寬為，電阻不計。質量為、長為、電阻為的導體棒MN放置在導軌上，與導軌形成矩形回路并始終接觸良好，I和Ⅱ區(qū)域內分別存在豎直方向的勻強磁場，磁感應強度分別為和，其中，方向向下。用不可伸長的輕繩跨過固定輕滑輪將導軌CD段中點與質量為的重物相連，繩與CD垂直且平行于桌面。如圖所示，某時刻MN、CD同時分別進入磁場區(qū)域I和Ⅱ并做勻速直線運動，MN、CD與磁場邊界平行。MN的速度，CD的速度為且，MN和導軌間的動摩擦因數(shù)為0.2。重力加速度大小取，下列說法正確的是（）A.的方向向上 B.的方向向下 C. D.3、（2022·山東卷·T12）如圖所示，平面的第一、三象限內以坐標原點O為圓心、半徑為的扇形區(qū)域充滿方向垂直紙面向外的勻強磁場。邊長為L的正方形金屬框繞其始終在O點的頂點、在平面內以角速度順時針勻速轉動，時刻，金屬框開始進入第一象限。不考慮自感影響，關于金屬框中感應電動勢E隨時間t變化規(guī)律的描述正確的是（）A.在到的過程中，E一直增大B.在到的過程中，E先增大后減小C.在到過程中，E的變化率一直增大D.在到的過程中，E的變化率一直減小4、（2021·山東卷·T8）迷你系繩衛(wèi)星在地球赤道正上方的電離層中，沿圓形軌道繞地飛行。系繩衛(wèi)星由兩子衛(wèi)星組成，它們之間的導體繩沿地球半徑方向，如圖所示。在電池和感應電動勢的共同作用下，導體繩中形成指向地心的電流，等效總電阻為r。導體繩所受的安培力克服大小為f的環(huán)境阻力，可使衛(wèi)星保持在原軌道上。已知衛(wèi)生離地平均高度為H，導體繩長為，地球半徑為R，質量為M，軌道處磁感應強度大小為B，方向垂直于赤道平面。忽略地球自轉的影響。據(jù)此可得，電池電動勢為（）

A. B.C. D.5、（2021·山東卷·T12）如圖所示，電阻不計的光滑U形金屬導軌固定在絕緣斜面上。區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中磁場方向均垂直斜面向上，Ⅰ區(qū)中磁感應強度隨時間均勻增加，Ⅱ區(qū)中為勻強磁場。阻值恒定的金屬棒從無磁場區(qū)域中a處由靜止釋放，進入Ⅱ區(qū)后，經b下行至c處反向上行。運動過程中金屬棒始終垂直導軌且接觸良好。在第一次下行和上行的過程中，以下敘述正確的是（）A.金屬棒下行過b時的速度大于上行過b時的速度B.金屬棒下行過b時的加速度大于上行過b時的加速度C.金屬棒不能回到無磁場區(qū)D.金屬棒能回到無磁場區(qū)，但不能回到a處6、（2020·山東卷·T12）如圖所示，平面直角坐標系的第一和第二象限分別存在磁感應強度大小相等、方向相反且垂直于坐標平面的勻強磁場，圖中虛線方格為等大正方形。一位于Oxy平面內的剛性導體框abcde在外力作用下以恒定速度沿y軸正方向運動（不發(fā)生轉動）。從圖示位置開始計時，4s末bc邊剛好進入磁場。在此過程中，導體框內感應電流的大小為I，ab邊所受安培力的大小為Fab，二者與時間t的關系圖像，可能正確的是（）A.B.C.D.一、單選題1．（2024·山東青島·三模）如圖，學校興趣小組利用厚度為、電阻率為的硅鋼片制成一個內徑為、高度為的圓筒，。已知圓筒所在處有沿軸線豎直向上方向的磁場，磁感應強度隨時間變化的規(guī)律為，下列說法正確的是（）A．硅鋼片中感應電動勢B．時，硅鋼片中感應電動勢最大C．硅鋼片中感應電流的有效值為D．硅鋼片的發(fā)熱功率為2．（2024·山東濟南·三模）如圖所示，半徑為的半圓形閉合金屬線框可繞圓心在紙面內逆時針勻速轉動，過點的邊界上方存在垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為。初始時線框直徑與虛線邊界垂直。已知線框的電阻為，線框勻速轉動的角速度為，從圖示位置開始計時，以順時針為感應電流的正方向，下列關于線圈中的感應電流隨時間的變化關系正確的是（）A． B．C． D．二、多選題3．（2024·山東濰坊·三模）如圖所示，af和dg是位于水平面內的寬度為L的平行軌道，be、ch兩段用光滑絕緣材料制成，其余兩部分均為光滑導體且足夠長；ad左側接一電容器，電容器兩端電壓為U0，fg右側接有阻值為R的定值電阻；abcd和efgh區(qū)域均存在豎直向下的勻強磁場，abcd區(qū)域磁感應強度大小為B1，efgh區(qū)域的磁感應強度大小為B2。一長度為L、質量為m、電阻為R的導體棒靜止于ad處，閉合開關S，導體棒開始向右運動，導體棒在abed區(qū)域獲得的最終速度為v，導體棒靜止后到eh的距離為x（x為未知）量）。導體棒與軌道始終保持垂直且接觸良好，則（

）A．導體棒剛進入efgh區(qū)域時的加速度大小B．C．導體棒在eh右側到eh距離為kx（0<k<1）時，安培力的功率為D．當電容器電容時，導體棒在abcd區(qū)域獲得的最終速度v最大4．（2024·山東煙臺·三模）如圖所示，平行光滑金屬導軌ab、cd間距為L=1.5m，與水平面間的夾角θ=37°，導軌上端接有電阻R=0.8Ω。一導體棒PQ垂直導軌放置且與導軌接觸良好，導體棒質量為m=2kg，連入電路的電阻為r=0.2Ω，PQ上方導軌間有一矩形磁場區(qū)域，磁場面積為S=0.5m2，磁場方向垂直導軌平面向下，矩形磁場區(qū)域內的磁感應強度大小B1隨時間t變化的圖像如圖乙所示，PQ棒下方包括PQ所在處的軌道間充滿垂直于軌道平面向上的勻強磁場，磁感應強度大小B2=2T，導軌足夠長且電阻不計，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，導體棒從靜止釋放后，下列說法中正確的是（

）A．剛釋放時，導體棒的加速度為6m/s2B．導體棒的加速度為6m/s2時，其下滑速度大小為1m/sC．導體棒穩(wěn)定下滑時速度大小為2m/sD．導體棒穩(wěn)定下滑時，R兩端電壓為3.2V5．（2024·山東聊城·三模）如圖甲所示，足夠長的U型導軌放置在光滑水平絕緣桌面上，CD長為1m，導軌電阻不計。質量為0.1kg、長為1m、電阻為0.5Ω的導體棒MN放置在導軌上，棒MN與導軌間的動摩擦因數(shù)為且始終接觸良好。Ⅰ區(qū)域內存在垂直紙面向外、磁感應強度大小為B的勻強磁場；Ⅱ區(qū)域內存在垂直紙面向里、磁感應強度大小為2B的勻強磁場。時，對導軌施加一個水平向右恒力F，時MN與CD恰好進入磁場Ⅰ和Ⅱ中，時撤去F，前2s內導軌與導體棒的圖像如圖乙所示，MN與CD停止運動時分別位于Ⅰ區(qū)域和Ⅱ區(qū)域，已知重力加速度g取，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則（）A．動摩擦因數(shù) B．導軌質量為0.2kgC．恒力F做的總功為3.6J D．撤去F后通過導體棒的總電荷量為2C6．（2024·山東東營·二模）如圖所示，兩水平虛線間存在垂直于紙面方向的勻強磁場，兩虛線的距離為，磁感應強度大小為B，邊長為h的正方形導體框由虛線1上方無初速度釋放，在釋放瞬間ab邊與虛線1平行且相距h。已知導體框的質量為m，總電阻為r，重力加速度為g，ab邊與兩虛線重合時的速度大小相等，忽略空氣阻力，導體框在運動過程中不會發(fā)生轉動，則（

）A．線圈可能先加速后減速B．導體框在穿越磁場的過程中，產生的焦耳熱為C．導體框的最小速度是D．導體框從ab邊與虛線1重合到cd邊與虛線1重合時所用的時間為7．（2024·山東青島·三模）已知足夠長直導線通有電流時，距離導線處的磁感應強度大小為，其中為常數(shù)。圖甲中虛線構成一個立方體，、、、、、、、是立方體的頂點；用漆包線制成的正方形導體線框恰好與立方體右側面的四邊重合。在立方體的、兩邊所在位置分別固定長直導線，兩導線中電流大小相等，方向如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．立方體的頂點、兩處的磁場方向垂直B．頂點、兩處的磁感應強度大小之比為1：2C．線框從右側面向左平移到左側面過程中，其中感應電流方向先沿后沿D．線框從右側面向左平移到左側面過程中，其中感應電流方向一直沿8．（2024·山東濰坊·二模）如圖所示，虛線MN上方區(qū)域有垂直紙面向外的勻強磁場，MN下方區(qū)域有豎直向下的勻強磁場，兩處磁場磁感應強度大小均為B，足夠長的等間距金屬導軌豎直放置，導軌間距為L。兩金屬棒ab、cd水平地靠在金屬導軌上，金屬棒ab的質量為2m，接入電路的阻值為2R，cd的質量為m，接入電路的阻值為R，開始時金屬棒ab距MN的高度是金屬棒cd到MN高度的2倍。金屬棒與兩導軌之間的動摩擦因數(shù)相同。同時由靜止釋放兩金屬棒，金屬棒cd進入MN下方區(qū)域時立即做勻速運動。已知運動過程中導體棒始終保持水平且與導軌接觸良好，導軌電阻不計，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．金屬棒cd進入MN下方時的速大小為B．金屬棒cd的釋放位置到MN的距離為C．從開始釋放到金屬棒ab進入下方磁場運動的過程中通過金屬棒ab的電荷量為D．金屬棒ab在MN上方區(qū)域運動過程中金屬棒cd上產生的焦耳熱為9．（2024·山東濟南·二模）如圖甲所示，光滑絕緣水平面上有寬度為2L的條形磁場，磁場方向豎直向下，磁感應強度隨時間按圖乙所示規(guī)律變化，B0、t0均為已知量，理想邊界有磁場。質量為m、電阻為R的勻質長方形單匝線框，其長為2L、寬為L，初始時有一半在磁場中。t=0時刻由靜止釋放線框，t0時刻ab邊剛好進入磁場，ab邊離開磁場時，線框的速度大小為ab邊剛進入磁場時的。下列說法正確的是（）A．在0~t0內，線框中產生逆時針方向的電流B．t=0時刻，cd邊受到的安培力為C．在0~t0內，安培力對線框做功為D．t0時刻以后，bc邊產生的焦耳熱為10．（2024·山東淄博·二模）如圖甲所示，一端封閉的兩條平行光滑導軌相距，距左端L處的中間一段被彎成傾斜軌道，長度也為L，與水平面夾角，各段軌道均平滑連接。傾斜軌道所在區(qū)域無磁場，左段區(qū)域I存在均勻分布但隨時間線性變化的磁場B，取豎直向上為正方向，如圖乙所示；右段區(qū)域Ⅱ存在豎直向上的勻強磁場。在傾斜軌道頂端，放置一質量為、電阻、長為L的金屬棒，與導軌左段形成閉合回路，由靜止開始下滑，進入右側磁場II后經過時間t（已知）達到穩(wěn)定狀態(tài)。導軌電阻不計，重力加速度，則（）A．在傾斜軌道上下滑過程中產生的焦耳熱為B．達到穩(wěn)定后的速度大小等于C．進入右側磁場II后流過電阻R的電荷量為2.5CD．進入右側磁場II經過位移為后達到勻速11．（2024·山東煙臺·二模）如圖甲所示，光滑的平行金屬軌道水平固定在桌面上，軌道左端連接一可變電阻R，一導體桿與軌道垂直放置，整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中。導體桿先后兩次在水平向右的拉力作用下均由靜止開始做勻加速直線運動，兩次運動中拉力大小F與速率v的關系圖像如圖乙所示。其中，第一次對應直線1，開始時拉力大小為，改變電阻R的阻值和磁感應強度的大小后，第二次對應直線2，開始時拉力大小為，兩直線交點的縱坐標為。若第一次和第二次運動中電阻的阻值之比為a、磁感應強度大小之比為b、桿從靜止開始運動相同位移的時間之比為c，導體桿與軌道始終垂直并接觸良好，不計導體桿和軌道的電阻，則a、b、c的值可能為（）A．、、 B．、、C．、、 D．、、12．（2024·山東菏澤·模擬預測）如圖所示，相距為d的兩條光滑平行金屬導軌固定在同一絕緣水平面內，其左端接一阻值為R的電阻，導軌所在區(qū)域存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B。質量為m、電阻為、長度也為d的金屬棒垂直于導軌放置。金屬棒通過平行于導軌的絕緣細線跨過光滑輕質定滑輪與質量為的物體相連。開始時，用手托著物體靜止不動，使連接金屬棒的細線處于水平伸直狀態(tài)?，F(xiàn)突然把手撤去，金屬棒由靜止開始向右運動，經時間t恰好開始做勻速運動。金屬棒與導軌始終相互垂直并接觸良好，導軌電阻不計，物體始終在空中運動，重力加速度大小為g。則（）A．金屬棒勻速時的速度大小為B．金屬棒勻速時的速度大小為C．時間t內物體重力勢能的減少量為D．時間t內物體重力勢能的減少量為13．（2024·山東濱州·二模）如圖所示，MN和PQ是水平固定的光滑平行金屬導軌，其虛線右側區(qū)域Ⅰ內存在著豎直向上的勻強磁場。該導軌的右下方是由光滑的圓弧導軌和粗糙的水平導軌連接成的平行導軌，圓弧導軌的頂端AD到NQ的豎直高度差為h，圓弧半徑為2h，圓弧導軌對應的圓心角為60°，水平導軌右端與一阻值為R的定值電阻連接。水平導軌上兩虛線間的區(qū)域Ⅱ內存在著豎直向上的勻強磁場，該區(qū)域長度為一根金屬棒b靜置在磁場區(qū)域Ⅰ內，另一金屬棒a以速度向右運動進入磁場并在離開MNPQ軌道時被接住拿走，金屬棒b從水平導軌飛出后恰好無碰撞地從圓弧軌道的頂端進入軌道，并停在區(qū)域Ⅱ的中間位置處。已知兩組導軌的間距均為3h，電阻均不計，兩金屬棒相同，質量為m、阻值為R、長度為3h。區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ內磁感應強度大小均為B，金屬棒b與右側水平導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，且在導軌上運動過程中始終與導軌垂直并接觸良好，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A．金屬棒a離開MNPQ軌道時的速度大小為B．金屬棒b被水平拋出前，通過它的電荷量為C．金屬棒b在區(qū)域Ⅱ內運動過程中，回路產生的焦耳熱為D．金屬棒b在區(qū)域Ⅱ內運動的時間為14．（2024·山東棗莊·三模）如圖，間距均為L的光滑水平金屬導軌與半徑為R的光滑半圓金屬導軌平滑連接，半圓導軌在豎直平面內，水平導軌處于方向豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場中。在水平導軌上放置ab、cd兩導體棒，兩棒長度均為L、質量分別為4m和m、電阻分別為r和2r，兩導體棒到半圓導軌底端的距離分別為和，足夠大，?，F(xiàn)給導體棒ab一大小的初速度，一段時間后導體棒cd通過半圓導軌最高點后，恰好落到其初始位置。cd棒離開導軌前兩棒與導軌始終垂直且接觸良好，兩導體棒間未發(fā)生碰撞，導軌電阻不計，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．導體棒cd離開磁場前已與ab棒達到共速B．導體棒cd剛進入半圓導軌瞬間，其兩端電壓C．導體棒cd離開半圓導軌前，通過其橫截面的電量D．導體棒cd離開水平導軌前，導體棒ab上產生的焦耳熱15．（2024·山東菏澤·二模）如圖，質量分別為和的金屬棒a、b，垂直放在足夠長的水平光滑導軌MNM'N'和PQP'Q'上，左右兩部分導軌間距分別為0.5m和1m。磁感應強度大小均為，左側方向豎直向下，右側方向豎直向上。兩金屬棒的電阻均與長度成正比，不計導軌電阻。開始時b在M'P'位置，a在NQ位置，繞過足夠遠的光滑定滑輪的絕緣細線連接b和質量為的物塊c，最初c距地面的高度。c由靜止開始下落，落地后不反彈，c落地時a、b速率之比，c下落過程中，b棒上產生的焦耳熱為20J。a、b運動過程中和導軌接觸良好，。下列說法正確的是（）A．物塊c落地時，a棒的速度大小為4m/sB．物塊c落地后，b棒的最終速度大小為4m/sC．從c落地到a、b勻速運動過程中，a產生的熱量為2JD．c從開始運動到落地的過程中通過b棒的電荷量為0.4C16．（2024·山東濟南·一模）如圖所示，兩根足夠長的固定平行光滑金屬導軌位于同一水平面上，導軌上橫放著兩根導體棒ab、cd，其質量分別是，導軌間的有效電阻均為R，導體棒ab、cd與導軌構成矩形回路。初始時，兩棒中間用輕繩連接且處于靜止狀態(tài)，ac間和bd間分別有一處于壓縮狀態(tài)的完全相同的輕質彈簧，在導軌的兩側有豎直向下的勻強磁場（虛線內無磁場），磁感強度均為B。剪斷輕繩后，兩導體棒分別向左、右運動，當同時運動到虛線處彈簧恰好恢復原長并與兩棒分離，則（）A．兩棒達到虛線處速率相等B．在彈簧恢復原長的過程中，兩棒和彈簧構成的系統(tǒng)動量守恒，機械能守恒C．導體棒ab、cd進入磁