高考物理试题分类汇编电磁感应 30页

‎2010年高考物理试题分类汇编——电磁感应 ‎（全国卷1）17．某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为T。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽‎100m，该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过。设落潮时，海水自西向东流，流速为‎2m/s。下列说法正确的是 A．河北岸的电势较高 B．河南岸的电势较高 C．电压表记录的电压为9mV D．电压表记录的电压为5mV ‎【答案】BD ‎【解析】海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场。根据右手定则，右岸即北岸是正极电势高，南岸电势低，D对C错。根据法拉第电磁感应定律V, B对A错。‎ ‎【命题意图与考点定位】导体棒切割磁场的实际应用题。‎ ‎（全国卷2）18.如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属统一加线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面a开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。若线圈下边刚通过水平面b、c（位于磁场中）和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为、和，则 ‎ ‎ ‎ A.>> B.<< ‎ ‎ C.>> D.<<‎ ‎【答案】D ‎【解析】线圈从a到b做自由落体运动，在b点开始进入磁场切割磁感线所有受到安培力，由于线圈的上下边的距离很短，所以经历很短的变速运动而进入磁场，以后线圈中磁通量不变不产生感应电流，在c处不受安培力，但线圈在重力作用下依然加速，因此从d处切割磁感线所受安培力必然大于b处，答案D。‎ ‎【命题意图与考点定位】线圈切割磁感线的竖直运动，应用法拉第电磁感应定律求解。‎ ‎（新课标卷）21.如图所示，两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场.一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直.让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为 ‎0.2R时铜棒中电动势大小为，下落距离为0.8R时电动势大小为，忽略涡流损耗和边缘效应.关于、的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是 ‎ ‎ ‎ A、>，a端为正 B、>，b端为正 C、<，a端为正 D、<，b端为正 答案：D 解析：根据，，，可见＜。又根据右手定则判断电流方向从a到b，在电源内部，电流是从负极流向正极的，所以选项D正确。‎ ‎（北京卷）19.在如图所示的电路中，两个相同的下灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流为Ｉ。然后，断开Ｓ。若时刻再闭合Ｓ，则在前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流ｉ１、流过Ｌ２的电流ｉ２随时间ｔ的变化的图像是 答案：B ‎【解析】本体考查通电自感，与互动变阻器R串联的L2，没有自感直接变亮，电流变化图像和A中图线，CD错误。与带铁芯的电感线圈串联的L1，自感强电流逐渐变大，B正确。‎ ‎（江苏卷）2、一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s ‎ 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为 ‎（A） （B）1 （C）2 （D）4‎ ‎2.B 难度：易 本题考查电磁感应定律的应用 ‎ ‎【解析】 ‎ ‎ ,大小相等，选B。‎ ‎（江苏卷）4.如图所示的电路中，电源的电动势为E,内阻为r,电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开S,下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是 选B 考查自感和电压图象。 难度：难 ‎【解析】开关闭合时，线圈的自感阻碍作用，可看做电阻，线圈电阻逐渐减小，并联电路电阻逐渐减小。电压逐渐减小；开关闭合后再断开时，线圈的感应电流与原电流方向相同，形成回路，灯泡的电流与原来相反，并逐渐减小到0，所以本题选B。‎ ‎（江苏卷）13．（15分）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L, 一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求： ‎ ‎（1）磁感应强度的大小B；‎ ‎（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；‎ ‎（3）流经电流表电流的最大值 解析：‎ ‎（1）电流稳定后，道题棒做匀速运动 ①‎ 解得 ②‎ ‎（2）感应电动势 E=BLv ③‎ 电影电流 由②③④式解得 ‎（3）由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为 机械能守恒 ‎ 感应电动势的最大值 感应电流的最大值 解得 ‎ 本题考查电磁感应的规律和电磁感应与力学的综合。难度：难。‎ ‎（广东卷）16. 如图5所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M'N'的过程中，棒上感应电动势E随时间t变化的图示，可能正确的是 ‎ ‎ 答案：A 解析：MN只有进入磁场中才切割磁感线，因而只有中间过程有感应电动势，选A。‎ ‎（山东卷）21．如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为，方向相反且垂直纸面，、为其边界，OO′为其对称轴。一导线折成边长为的正方形闭合回路，回路在纸面内以恒定速度向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时 A．穿过回路的磁通量为零 B．回路中感应电动势大小为2B C．回路中感应电流的方向为顺时针方向 D．回路中边与边所受安培力方向相同 答案：ACD 解析：根据右手定则，回来中感应电流的方向为逆时针方向。‎ 本题考查电磁感应、磁通量、右手定则，安培力，左手定则等基本知识。‎ 难度：易。‎ ‎（上海物理）19. 如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为，边长为的正方形框的边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图 解析：在0-，电流均匀增大，排除CD.‎ 在-，两边感应电流方向相同，大小相加，故电流大。‎ 在，因右边离开磁场，只有一边产生感应电流，故电流小，所以选A。‎ 本题考查感应电流及图象。‎ 难度：难。‎ ‎（上海物理）21.如图，金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧，若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向_____（填“左”或“右”）运动，并有_____（填“收缩”或“扩张”）趋势。‎ 解析：变阻器滑片P向左移动，电阻变小，电流变大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向原电流磁场方向相反，相互吸引，则金属环A将向右移动，因磁通量增大，金属环A有收缩趋势。‎ 本题考查楞次定律。难度：易。‎ ‎（上海物理）32.（14分）如图，宽度L=‎0.5m的光滑金属框架MNPQ固定板个与水平面内，并处在磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布，将质量m=‎0.1kg，电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上，并且框架接触良好，以P为坐标原点，PQ方向为x轴正方向建立坐标，金属棒从处以的初速度，沿x轴负方向做的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用。求：‎ ‎（1）金属棒ab运动‎0.5m，框架产生的焦耳热Q；‎ ‎（2）框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系；‎ ‎（3）为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4s过程中通过ab的电量q，某同学解法为：先算出金属棒的运动距离s，以及0.4s时回路内的电阻R，然后代入 q=求解。指出该同学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果。‎ 解析：‎ ‎（1），‎ 因为运动中金属棒仅受安培力作用，所以F=BIL 又，所以 且，得 所以 ‎（2），得，所以。‎ ‎（3）错误之处：因框架的电阻非均匀分布，所求是0.4s时回路内的电阻R，不是平均值。‎ 正确解法：因电流不变，所以。‎ 本题考查电磁感应、电路与牛顿定律、运动学公式的综合应用。难度：难。‎ ‎（重庆卷）23.（16分）法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。实验装置的示意图可用题23图表示，两块面积均为S的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d。水流速度处处相同，大小为v，方向水平。金属板与水流方向平行。‎ 地磁场磁感应强度的竖直分量为B，水的电阻为p，水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和电建K连接到两金属板上。忽略边缘效应，求：‎ ‎（1）该发电装置的电动势；‎ ‎（2）通过电阻R的电流强度；‎ ‎（3）电阻R消耗的电功率。‎ 解析：‎ ‎（1）由法拉第电磁感应定律，有 ‎（2）两板间河水的电阻 ‎ 由闭合电路欧姆定律，有 ‎ ‎ ‎(3)由电功率公式，‎ 得 ‎ ‎（浙江卷）19. 半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图（上）所示。有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图（下）所示。在t=0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒，则以下说法正确的是 A. 第2秒内上极板为正极 B. 第3秒内上极板为负极 C. 第2秒末微粒回到了原来位置 D. 第3秒末两极板之间的电场强度大小为0.2‎ 答案：A ‎（四川卷）19.图甲所示电路中， 为相同的电流表，C为电容器，电阻的阻值相同，线圈L的电阻不计。在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在时间内 ‎ A．电流表的示数比的小 ‎ B．电流表的示数比A3的小 ‎ C．电流表和的示数相同 ‎ D．电流表的示数都不为零 答案：C ‎【解析】由B-t图像知在t1-t2时间内，原线圈中磁场先负向减小后正向增大，则副线圈中磁通量是均匀变化的，根据法拉第电磁感应定律在副线圈中产生的感应电流大小不变，再根据楞次定则可判断负向较小时和正向增大时感应电流的方向相同，则在t1-t2时间内副线圈中个电流为稳恒电流，所以A1和A2的示数相同，A3的示数为0，正确答案C。‎ ‎（新课标卷）14.在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是 A.奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象 B.麦克斯韦语言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在 C.库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值 D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律 答案：AC 解析：选项B错误，赫兹用实验证实了电磁波的存在。选项D错误，洛仑兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律。‎ ‎2009年高考物理试题分类汇编——电磁感应 ‎（09年上海物理）13．如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有__________（填收缩、扩张）趋势，圆环内产生的感应电流_______________（填变大、变小、不变）。‎ 答案：收缩，变小 解析：由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动，则abcd回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于只面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量将增大；又由于金属棒向右运动的加速度减小，单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小。‎ ‎（09年上海卷）9．信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区，www.ks5u.com每个磁化区代表了二进制数1或0，用以储存信息。刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中会产生变化的电压（如图1所示）。当信用卡磁条按图2所示方向以该速度拉过阅读检测头时，www.ks5u.com在线圈中产生的电压随时间的变化关系正确的是 答案：B ‎（09年山东卷）‎ ‎21．如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，www.ks5u.com直径CD始络与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是 ‎ 　A．感应电流方向不变 ‎ 　B．CD段直线始终不受安培力 ‎ 　C．感应电动势最大值E＝Bav ‎ 　D．感应电动势平均值 答案：ACD 解析：在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A正确。根据左手定则可以判断，受安培力向下，B不正确。当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为a，这时感应电动势最大E=Bav，C正确。感应电动势平均值，D正确。‎ 考点：楞次定律、安培力、感应电动势、左手定则、右手定则 提示：感应电动势公式只能来计算平均值，利用感应电动势公式计算时，l应是等效长度，即垂直切割磁感线的长度。‎ ‎（09年重庆卷）20.题20图为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧运动，（是线圈中心），则 A．从X到O，电流由E经G流向F，先增大再减小 B．从X到O，www.ks5u.com电流由F经G流向E，先减小再增大 C．从O到Y，电流由F经G流向E，先减小再增大 D．从O到Y，电流由E经G流向F，先增大再减小 答案：D ‎（09年福建卷）18.如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为u。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，www.ks5u.com速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。则此过程 A.杆的速度最大值为 B.流过电阻R的电量为 C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量 D.恒力F做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量 答案：BD 解析：当杆达到最大速度vm时，得，A错；由公式，B对；在棒从开始到达到最大速度的过程中由动能定理有：，其中，，恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量与回路产生的焦耳热之和，C错；恒力F做的功与安倍力做的功之和等于于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和，D对。‎ ‎（09年浙江卷）17．www.ks5u.com如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为、阻值为的闭合矩形金属线框用绝缘轻质细杆悬挂在点，并可绕点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是 A．‎ B．‎ C．先是，后是 D．先是，后是 答案：B 解析：由楞次定律，一开始磁通量减小，后来磁通量增大，由“增反”“减同”可知电流方向是。‎ ‎（09年海南物理）4．一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动。M连接在如图所示的电路中，其中R为滑线变阻器，和为直流电源，S为单刀双掷开关。下列情况中，可观测到N向左运动的是 A．在S断开的情况下，www.ks5u.comS向a闭合的瞬间 B．在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间 C．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时 D．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时 答案：C ‎（09年全国卷Ⅱ）24. w.w.w.k.s.5.u.c.o.m(15分)如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率， 为负的常量。用电阻率为、横截面积为的硬导线做成一边长为的方框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中。求 （1） 导线中感应电流的大小；‎ （2） 磁场对方框作用力的大小随时间的变化。‎ ‎（1）；（2）。‎ 解析：本题考查电磁感应现象.(1)线框中产生的感应电动势 ‎……①‎ 在线框产生的感应电流……②‎ ‎,……③‎ 联立①②③得 ‎(2)导线框所受磁场力的大小为,它随时间的变化率为,由以上式联立可得。‎ ‎（09年北京卷）23．（18分）单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量（以下简称流量）。由一种利用电磁原理测量非磁性导电液体（如自来水、啤酒等）流量的装置，称为电磁流量计。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。‎ 传感器的结构如图所示，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极和c,a,c间的距离等于测量管内径D，www.ks5u.com测量管的轴线与a、c的连接放像以及通过电线圈产生的磁场方向三者相互垂直。当导电液体流过测量管时，在电极a、c的间出现感应电动势E，并通过与电极连接的仪表显示出液体流量Q。设磁场均匀恒定，磁感应强度为B。‎ ‎（1）已知，设液体在测量管内各处流速相同，试求E的大小（去3.0）‎ ‎（2）一新建供水站安装了电磁流量计，在向外供水时流量本应显示为正值。但实际显示却为负值。经检查，原因是误将测量管接反了，既液体由测量管出水口流入，从如水口流出。因为已加压充满管道。不便再将测量管拆下重装，请你提出使显示仪表的流量指示变为正直的简便方法；‎ ‎（3）显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为 a、c间导电液体的电阻r随液体电阻率色变化而变化，从而会影响显示仪表的示数。试以E、R。r为参量，给出电极a、c间输出电压U的表达式，www.ks5u.com并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。‎ 解析：‎ ‎（1）导电液体通过测量管时，相当于导线做切割磁感线的运动，在电极a、c 间切割感应线的液柱长度为D， 设液体的流速为v，则产生的感应电动势为 E=BDv ①‎ 由流量的定义，有Q=Sv= ②‎ 式联立解得 ‎ 代入数据得 ‎ ‎（2）能使仪表显示的流量变为正值的方法简便，合理即可，如：‎ 改变通电线圈中电流的方向，使磁场B反向，或将传感器输出端对调接入显示仪表。‎ ‎（3）传感器的显示仪表构成闭合电路，有闭合电路欧姆定律 ‎ ‎ ‎ ③‎ 输入显示仪表是a、c间的电压U，流量示数和U一一对应， E 与液体电阻率无关，而r随电阻率的变化而变化，由③式可看出， r变化相应的U也随之变化。在实际流量不变的情况下，仪表显示的流量示数会随a、c间的www.ks5u.com电压U的变化而变化，增大R，使R＞＞r，则U≈E,这样就可以降低液体电阻率的变化对显示仪表流量示数的影响。‎ ‎（09年上海物理）24．（14分）如图，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为l，左侧接一阻值为R的电阻。区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为s。一质量为m，电阻为r的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F＝0.5v＋0.4（N）（v为金属棒运动速度）的水平力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大。（已知l＝‎1m，m＝‎1kg，R＝0.3W，r＝0.2W，s＝‎1m）‎ ‎（1）分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；‎ ‎（2）求磁感应强度B的大小；‎ ‎（3）若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v＝v0－x，且棒在运动到ef处时恰好静止，则外力F作用的时间为多少？‎ ‎（4）若在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的各种可能的图线。‎ 解析：（1）金属棒做匀加速运动，www.ks5u.comR两端电压UµIµeµv，U随时间均匀增大，即v随时间均匀增大，加速度为恒量；‎ ‎（2）F－＝ma，以F＝0.5v＋0.4‎ 代入得（0.5－）v＋0.4＝a a与v无关，所以a＝‎0.4m/s2，（0.5－）＝0‎ 得B＝0.5T ‎ ‎（3）x1＝at2，v0＝x2＝at，x1＋x2＝s，所以at2＋at＝s 得：0.2t2＋0.8t－1＝0，t＝1s，‎ ‎（4）可能图线如下：‎ ‎（09年广东物理）18.（15分）如图18（a）所示，一个电阻值为R ，匝数为n的圆形金属线与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路。线圈的半径为r1 . 在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里www.ks5u.com的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图18（b）所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0 . 导线的电阻不计。求0至t1时间内 ‎（1）通过电阻R1上的电流大小和方向；‎ ‎（2）通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量。‎ 解析：⑴由图象分析可知，0至时间内 ‎ 由法拉第电磁感应定律有 而 由闭合电路欧姆定www.ks5u.com律有 联立以上各式解得 通过电阻上的电流大小为 ‎ 由楞次定律可判断通过电阻上的电流方向为从b到a ‎⑵通过电阻上的www.ks5u.com电量 通过电阻上产生的热量 ‎2008年高考试题分类汇编之《电磁感应》‎ ‎（全国卷1）20.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是 答案：D ‎ 解析：0-1s内B垂直纸面向里均匀增大，则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可得线圈中产生恒定的感应电流，方向为逆时针方向，排除A、C选项；2s-3s内，B垂直纸面向外均匀增大，同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，排除B选项，D正确。‎ a b ‎（全国卷2）21． 如图，一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场； 一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直； 虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直，ba的延长线平分导线框．在t=0时， 使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab 方向移动，直到整个导线框离开磁场区域．以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正．下列表示i-t关系的图示中，可能正确的是 ‎ ‎ ‎ ‎ 答案：C 解析：从正方形线框下边开始进入到下边完全进入过程中，线框切割磁感线的有效长度逐渐增大，所以感应电流也逐渐拉增大，A项错误；从正方形线框下边完全进入至下边刚穿出磁场边界时，切割磁感线有效长度不变，故感应电流不变，B项错；当正方形线框下边离开磁场，上边未进入磁场的过程比正方形线框上边进入磁场过程中，磁通量减少的稍慢，故这两个过程中感应电动势不相等，感应电流也不相等，D项错，故正确选项为C。‎ ‎（全国卷2）24．（19分）如图，一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r，其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上，并与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻（图中未画出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面。开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v0。在棒的运动速度由v0减小至v1的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。‎ 解析：导体棒所受的安培力为：F=BIl………………① （3分）‎ 由题意可知，该力的大小不变，棒做匀减速运动，因此在棒的速度从v0减小到v1的过程中，平均速度为：……………………② （3分）‎ 当棒的速度为v时，感应电动势的大小为：E=Blv………………③ （3分）‎ 棒中的平均感应电动势为：………………④ （2分）‎ 综合②④式可得：………………⑤ （2分）‎ 导体棒中消耗的热功率为：………………⑥ （2分）‎ 负载电阻上消耗的热功率为：…………⑦ （2分）‎ 由以上三式可得：…………⑧ （2分）‎ ‎（北京卷）22．（16分）均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时，‎ ‎（1）求线框中产生的感应电动势大小;‎ ‎（2）求cd两点间的电势差大小;‎ ‎（3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件。‎ 解析：（1）cd边刚进入磁场时，线框速度v=‎ 线框中产生的感应电动势E=BLv＝BL ‎(2)此时线框中电流 I=‎ cd两点间的电势差U=I()=‎ ‎(3)安培力 F=BIL=‎ 根据牛顿第二定律mg-F=ma,由a=0‎ 解得下落高度满足 h=‎ ‎（天津卷）25．(22分)磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具。它的驱动系统简化为如下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为R，金属框置于xOy平面内，长边MN长为l，平行于y轴，宽为d的NP边平行于x轴，如图1所示。列车轨道沿Ox方向，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度B沿Ox方向按正弦规律分布，其空间周期为λ，最大值为B0，如图2所示，金属框同一长边上各处的磁感应强度相同，整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移。设在短暂时间内，MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略，并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶，某时刻速度为v(vV，所以在时间内MN边扫过磁场的面积 ‎ ‎ ‎ 在此时间内，MN边左侧穿过S的磁通移进金属框而引起框内磁通量变化 ‎ ②‎ ‎ 同理，该时间内，PQ边左侧移出金属框的磁通引起框内磁通量变化 ‎ ③‎ ‎ 故在内金属框所围面积的磁通量变化 ‎ ④‎ ‎ 根据法拉第电磁感应定律，金属框中的感应电动势大小 ‎ ⑤‎ ‎ 根据闭合电路欧姆定律有 ‎ ⑥‎ ‎ 根据安培力公式，MN边所受的安培力 ‎ ‎ ‎ PQ边所受的安培力 ‎ ‎ ‎ 根据左手定则，MN、PQ边所受的安培力方向相同，此时列车驱动力的大小 ‎ (7)‎ ‎ 联立解得 ‎ (8)‎ ‎（四川卷）17．在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动。开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为α。在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面 A．维持不动 ‎ B．将向使α减小的方向转动 C．将向使α增大的方向转动 D．将转动，因不知磁场方向，不能确定α会增大还是会减小 答案：B 解析：由楞次定律可知，当磁场开始增强时，线圈平面转动的效果是为了减小线圈磁通量的增加，而线圈平面与磁场间的夹角越小时，通过的磁通量越小，所以将向使减小的方向转动．‎ ‎（江苏卷）8．如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．电键K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有 ‎ A.a先变亮，然后逐渐变暗 B.b先变亮，然后逐渐变暗 C.c先变亮，然后逐渐变暗 D.b、c都逐渐变暗 答案：AD ‎ 解析：考查自感现象。电键K闭合时，电感L1和L2的电流均等于三个灯泡的电流，断开电键K的瞬间，电感上的电流i突然减小，三个灯泡均处于回路中，故b、c灯泡由电流i逐渐减小，B、C均错，D对；原来每个电感线圈产生感应电动势均加载于灯泡a上，故灯泡a先变亮，然后逐渐变暗，A对。本题涉及到自感现象中的“亮一下”现象，平时要注意透彻理解。‎ ‎（江苏卷）15．(16分)如图所示，间距为L的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为θ，导轨光滑且电阻忽略不计．场强为B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁场区域的宽度为d1，间距为d2．两根质量均为m、有效电阻均为R的导体棒a和b放在导轨上，并与导轨垂直． (设重力加速度为g)‎ ‎(1)若a进入第2个磁场区域时，b以与a同样的速度进入第1个磁场区域，求b穿过第1个磁场区域过程中增加的动能△Ek．‎ ‎(2)若a进入第2个磁场区域时，b恰好离开第1个磁场区域；此后a离开第2个磁场区域时，b ‎ 又恰好进入第2个磁场区域．且a．b在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相．求b穿过第2个磁场区域过程中，两导体棒产生的总焦耳热Q．‎ ‎(3)对于第(2)问所述的运动情况，求a穿出第k个磁场区域时的速率 答案（1）穿过地1个磁场区域过程中增加的动能；‎ ‎（2）；‎ ‎（3）‎ 解析：(1) a和b不受安培力作用，由机械能守恒定律知，‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……①‎ ‎(2) 设导体棒刚进入无磁场区域时的速度为v1刚离开无磁场区域时的速度为v2，‎ 由能量守恒知：‎ 在磁场区域中，　　　……②‎ 在无磁场区域中，　　……③‎ 解得　　　　　　　　　　　　　……④‎ ‎　(3) 在无磁场区域：‎ 根据匀变速直线运动规律　　　　　　……⑤‎ ‎　　　且平均速度　　　　　　　　　　　　　……⑥‎ ‎　　　有磁场区域：‎ ‎　　　棒a受到的合力　　　　　　　　……⑦‎ ‎　　　感应电动势　　　　　　　　　　　　　　　……⑧‎ ‎　　　感应电流　　　　　　　　　　　　　　　　……⑨‎ ‎　　　解得　　　　　　　　　　　……⑩‎ ‎　　　根据牛顿第二定律，在t到t+△t时间内 ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　……⑾‎ ‎　　　则有　　　　　　……⑿‎ ‎　　　解得　　　　　　　　……⒀‎ ‎【高考考点】电磁感应和能量关系 ‎【易错提醒】第（2）小问的题目比较长，不容易看懂，要耐心审题 ‎【备考提示】电磁感应和能量关系运动是整个物理学的核心，在每年的压轴题经常会出现。通常有多个问，一般第（1）小问不难，后面的几问比较难，但不要放弃，要有分部得分意识，因此在复习中要培养学生分析物理问题的能力和分部得分意识。‎ ‎（重庆卷）18.如题18图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是 A. FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左 B. FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左 C. FN先大于mg后大于mg,运动趋势向右 D. FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右 答案：D 解析：本题考查电磁感应有关的知识，本题为中等难度题目。条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时，通过线圈的磁通量先增加后又减小。当通过线圈磁通量增加时，为阻碍其增加，在竖直方向上线圈有向下运动的趋势，所以线圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势，当通过线圈的磁通量减小时，为阻碍其减小，在竖直方向上线圈有向上运动的趋势，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势。综上所述，线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，运动趋势总是向右。‎ ‎（宁夏卷）16.如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个最阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是 ‎ A.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a ‎ B.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a ‎ C.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b ‎ D.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b 答案：B ‎ 解析：本题考查右手定则的应用。根据右手定则，可判断PQ作为电源，Q端电势高，在PQcd回路中，电流为逆时针方向，即流过R的电流为由c到d，在电阻r 的回路中，电流为顺时针方向，即流过r的电流为由b到a。当然也可以用楞次定律，通过回路的磁通量的变化判断电流方向。‎ ‎（山东卷）22、两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L ，底端接阻值为R 的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R 外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放．则 A．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g B．金属棒向下运动时，流过电阻R 的电流方向为a→b C．金属棒的速度为v时．所受的安培力大小为F =‎ D．电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少 答案：AC ‎ 解析：在释放的瞬间，速度为零，不受安培力的作用，只受到重力，A对。由右手定则可得，电流的方向从b到a，B错。当速度为时，产生的电动势为，受到的安培力为，计算可得,C对。在运动的过程中，是弹簧的弹性势能、重力势能和内能的转化，D错。‎ ‎【高考考点】电磁感应 ‎【易错提醒】不能理解瞬间释放的含义，考虑受到安培力。‎ ‎【学科网备考提示】 电磁感应是电场和磁场知识的有机结合，所以难度相对也会大一些，现在高考要求不是很高，一般不出大型计算题，但在选择题中，以最后一个题出现。‎ ‎（上海卷）10．如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势ε与导体棒位置x关系的图像是 答案：A ‎ 解析：在x=R左侧，设导体棒与圆的交点和圆心的连线与x轴正方向成θ角，则导体棒切割有效长度L=2Rsinθ，电动势与有效长度成正比，故在x=R左侧，电动势与x的关系为正弦图像关系，由对称性可知在x=R右侧与左侧的图像对称。‎ ‎（上海卷）24．（14分）如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为R1‎ ‎、粗细均匀的光滑半圆形金属球，在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接，EF之间接有电阻R2，已知R1＝12R，R2＝4R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II，磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，高平行轨道中够长。已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1，下落到MN处的速度大小为v2。‎ ‎（1）求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。‎ ‎（2）若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变，求磁场I和II之间的距离h和R2上的电功率P2。‎ ‎（3）若将磁场II的CD边界略微下移，导体棒ab刚进入磁场II时速度大小为v3，要使其在外力F作用下做匀加速直线运动，加速度大小为a，求所加外力F随时间变化的关系式。‎ 解析：（1）以导体棒为研究对象，棒在磁场I中切割磁感线，棒中产生产生感应电动势，导体棒ab从A下落r/2时，导体棒在策略与安培力作用下做加速运动，由牛顿第二定律，得 mg－BIL＝ma，式中l＝r 式中　　＝4R 由以上各式可得到 ‎（2）当导体棒ab通过磁场II时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变，即 式中　　‎ 解得 ‎ 导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动，有 得　　‎ 此时导体棒重力的功率为 根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率，即 ‎＝‎ 所以，＝‎ ‎（3）设导体棒ab进入磁场II后经过时间t的速度大小为，此时安培力大小为 由于导体棒ab做匀加速直线运动，有 根据牛顿第二定律，有 F＋mg－F′＝ma 即　　‎ 由以上各式解得 ‎（海南卷）1、法拉第通过静心设计的一系列试验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来．在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验否定的是 A．既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流 B．既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流 C．既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势 D．既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流 答案：A ‎ 解析：对A选项，静止的导线上的稳恒电流附近产生稳定的磁场，通过旁边静止的线圈不会产生感应电流，A被否定；稳恒电流周围的稳定磁场是非匀强磁场，运动的线圈可能会产生感应电流，B符合事实；静止的磁铁周围存在稳定的磁场，旁边运动的导体棒会产生感应电动势，C符合；运动的导线上的稳恒电流周围产生运动的磁场，即周围磁场变化，在旁边的线圈中产生感应电流，D符合。‎ ‎（海南卷）10、一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空 ‎ A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下 ‎ B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下 C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上 D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势 答案：AD ‎ 西 东 解析：如图，设观察方向为面向北方，左西右东，则地磁场方向平行赤道表面向北，若飞机由东向西飞行时，由右手定则可判断出电动势方向为由上向下，若飞机由西向东飞行时，由右手定则可判断出电动势方向为由下向上，A对B错；沿着经过地磁极的那条经线运动时，速度方向平行于磁场，金属杆中一定没有感应电动势，C错D对。‎ ‎（广东卷）18．（17分）如图（a）所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L=‎0.3m．导轨左端连接R＝0.6　的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面B=0.6T的匀强磁场，磁场区域宽D=‎0.2 m．细金属棒A1和A2用长为2D=‎0.4m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为t=0.3 ,导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度r=‎1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场，计算从金属棒A1进入磁场（t=0）到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图（b）中画出．‎ 解析：0－t1（0－0.2s）‎ A1产生的感应电动势：‎ 电阻R与A2并联阻值：‎ 所以电阻R两端电压 通过电阻R的电流：‎ t1－t2（0.2－0.4s）‎ E=0, I2=0‎ t2－t3（0.4－0.6s） 同理：I3=‎‎0.12A ‎（上海卷理科综合）6.老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆克绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是（ ）‎ A.磁铁插向左环，横杆发生转动 B.磁铁插向右环，横杆发生转动 C.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动 D. 无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动 答案：B 解析：左环没有闭合，在磁铁插入过程中，不产生感应电流，故横杆不发生转动。右环闭合，在磁铁插入过程中，产生感应电流，横杆将发生转动。‎ w.w.w.k.s.5.u.c.o.m www.ks5u.com