五年（2020-2024）高考物理真题分类汇编 专题09 电磁感应综合问题（解析版）.docx

2020-2024年五年高考真题分类汇编

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专题09电磁感应综合问题

1.考情分析

考点要求

考题统计

电磁感应综合问题

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2.试题情境：电磁炉、电子秤、电磁卡、电磁焊接技术、磁电式速度传感器、真空管道超高速列车、磁悬浮列车、电磁轨道炮、电磁驱动、电磁阻尼等各种实际应用模型

3.常见问题模型：杆轨模型问题，电磁感应与动力学、能量、动量结合问题，电磁感应的图像问题

3.命题方向：本章知识不仅是高考的必考点，而且其考查方式呈现出多样性。这不仅体现在选择题中对基本内容如楞次定律、法拉第电磁感应定律、安培定则、感应电动势等知识的考查，而且在选择题和计算题中，对感应电动势问题中的图像问题、与闭合电路欧姆定律相结合的电路问题、以及与动力学、功能关系相结合的问题等综合应用问题都是常见考点。常考的模型包括杆——轨模型、线框模型等。

4.备考策略：在复习中，考生需要注意以下几点：熟练掌握感应电流的产生条件、感应电流方向的判断、感应电动势的计算；掌握法拉第电磁感应定律及楞次定律与电路相结合的问题、与力和运动相结合的问题、与动量守恒、能量守恒相结合的综合问题的分析求解方法。对于一些典型模型，如杆——轨类问题、线框穿越有界磁场的问题、电磁感应图像的问题等，要深入分析理解其动力学特点和功能关系。

考点01电磁感应综合问题

1．（2024·浙江·高考真题）如图所示，边长为1m、电阻为0.04Ω的刚性正方形线框abcd放在与强磁场中，线框平面与磁场B垂直。若线框固定不动，磁感应强度以均匀增大时，线框的发热功率为P；若磁感应强度恒为0.2T，线框以某一角速度绕其中心轴匀速转动时，线框的发热功率为2P，则ab边所受最大的安培力为（）

A．N B． C．1N D．

【考点】安培力的计算式及简单应用??法拉第电磁感应定律的表述和表达式

【答案】C

【详析】磁场均匀增大时，产生的感应电动势为

可得

线框以某一角速度绕其中心轴匀速转动时电动势的最大值为

此时有

解得

分析可知当线框平面与磁场方向平行时感应电流最大为

故ab边所受最大的安培力为

故选C。

2．（2024·浙江·高考真题）若通以电流I的圆形线圈在线圈内产生的磁场近似为方向垂直线圈平面的匀强磁场，其大小（k的数量级为）。现有横截面半径为的导线构成半径为的圆形线圈处于超导状态，其电阻率上限为。开始时线圈通有的电流，则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为（）

A．， B．， C．， D．，

【考点】线圈的自感系数及其决定因素??根据公式计算自感电动势

【答案】D

【详析】线圈中电流的减小将在线圈内导致自感电动势，故

其中L代表线圈的自感系数，有

在计算通过线圈的磁通量时，以导线附近即处的B为最大，而该处B又可把线圈当成无限长载流导线所产生的，根据题意

则

根据电阻定律有

联立解得

A，V

则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为，。

故选D。

3．（2024·浙江·高考真题）某小组探究“法拉第圆盘发电机与电动机的功用”，设计了如图所示装置。飞轮由三根长的辐条和金属圆环组成，可绕过其中心的水平固定轴转动，不可伸长细绳绕在圆环上，系着质量的物块，细绳与圆环无相对滑动。飞轮处在方向垂直环面的匀强磁场中，左侧电路通过电刷与转轴和圆环边缘良好接触，开关S可分别与图示中的电路连接。已知电源电动势、内阻、限流电阻、飞轮每根辐条电阻，电路中还有可调电阻R2（待求）和电感L，不计其他电阻和阻力损耗，不计飞轮转轴大小。

（1）开关S掷1，“电动机”提升物块匀速上升时，理想电压表示数。

①判断磁场方向，并求流过电阻R1的电流I；

②求物块匀速上升的速度v。

（2）开关S掷2，物块从静止开始下落，经过一段时间后，物块匀速下降的速度与“电动机”匀速提升物块的速度大小相等，

①求可调电阻R2的阻值；

②求磁感应强度B的大小。

【考点】电磁感应与电路的综合问题??导体棒转动切割磁感线产生的动生电动势

【答案】（1）①垂直纸面向外，10A；②5m/s；（2）①；②2.5T

【详析】（1）①物块上升，则金属轮沿逆时针方向转动，辐条受到的安培力指向逆时针方向，辐条中电流方向从圆周指向O点，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外；由闭合电路的欧姆定律可知

则

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