2016-2020五年高考物理试题分类汇总-电磁感应(原卷版)
2016-2020高考物理分类汇编：专题12 电磁感应
1专题12 电磁感应题型一：楞次定律(2020全国三)如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。
圆环初始时静止。
将图中开关S 由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（ ） A ．拨至M 端或N 端，圆环都向左运动 B ．拨至M 端或N 端，圆环都向右运动C ．拨至M 端时圆环向左运动，拨至N 端时向右运动D ．拨至M 端时圆环向右运动，拨至N 端时向左运动【答案】B【解析】将图中开关S 由断开状态拨至M 端或N 端，圆环中磁通量都是增加，根据楞次定律，圆环都向右运动，选项B 正确。
（2020江苏）如图所示，两匀强磁场的磁感应强度1B 和2B 大小相等、方向相反.金属圆环的直径与两磁场的边界重合.下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（ ） A.同时增大1B 减小2B B.同时减小1B 增大2BC.同时以相同的变化率增大1B 和2BD.同时以相同的变化率减小1B 和2B【答案】B【解析】两匀强磁场的磁感应强度1B 和2B 大小相等、方向相反.金属圆环内的磁通量为零。
同时增大1B 减小2B ，根据楞次定律，会在环中产生逆时针方向感应电流，选项A 错误；同时减小1B 增大2B ，会在环中产生顺时针方向感应电流，选项B 正确；同时以相同的变化率增大1B 和2B ，或同时以相同的变化率减小1B 和2B ，金属圆环内的磁通量变化率为零，根据法拉第电磁感应定律，不产生感应电流，选项CD 错误。
值等于0，选项D 错误。
（2016上海）磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁（ ） A. 向上运动 B. 向下运动 C. 向左运动 D. 向右运动 【答案】B【解析】根据楞次定律，要在线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁向下运动，选项B 正确。
2 题型二：法拉第电磁感应定律（2020全国二）管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。
焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。
2016-2020年全国卷1高考卷理科综合物理部分(近五年)(含答案 已排版 答题卡)
2020年全国卷1高考卷物理部分本题共8小题，每小题6分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
14. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。
若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是A.增加了司机单位面积的受力大小B.减少了碰撞前后司机动量的变化量C.将司机的动能全部转换成汽车的动能D.延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积15. 火星的质量约为地球质量的1/10，半径约为地球半径的1/2，则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为 A.0.2 B.0.4 C.2.0 D.2.516.如图，一同学表演荡秋千。
已知秋千的两根绳长均为10m ，该同学和秋千踏板的总质量约为50kg 。
绳的质量忽略不计。
当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8m/s ，此时每根绳子平均承受的拉力约为 A.200N B.400N C.600N D.800N17.图（a ）所示的电路中，K 与L 间接一智能电源，用以控制电容器C 两端的电压C U 。
如果C U 随时间t 的变化如图（b ）所示，则下列描述电阻R 两端电压R U 随时间t 的变化的图像中，正确的是 18. 一匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，ab 为半圆，ac 、bd 与直径ab 共线，ac 间的距离等于半圆的半径。
一束质量为m 、电荷量为(0)q q >的粒子，在纸面内从c 点垂直于ac 射入磁场，这些粒子具有各种速率，不计粒子之间的相互作用，在磁场中运动时间最长的粒子，其运动时间为 A ．76m qB π B ．54m qB π C ．43m qB π D. 32mqBπ19. 下列核反应方程中，1234X X X X 、、、代表α粒子的有A. 2211101H H n X +→+B. 2311102H H n X +→+C. 235114489920563633U n Ba Kr X +→++D. 1630314n Li H X +→+ 20. 一物块在高3.0m 、长5.0m 的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s 的变化图中直线I 、II 所示，重力加速度取210/m s 。
2016-2020五年高考物理试题分类汇总-电磁感应(解析版)
知交流电的周期为 T，则
=
2 T
，由交流电的电动势的最大值为 Em
=
nbs
=m
2 T
，则有效值为
E有
=
Em 2
=
2m
，故
B
正确，线圈转一周所做的功为转动一周的发热量，W
=
E有2
T=
2
2
2 m
，故
C
T
R
RT
正确；从 0 时刻到 T 时刻的平均感应电动势为 4
【2018 年】
，故 D 错误。
1. （2018 年全国Ⅰ卷）如图，导体轨道 OPQS 固定，其中 PQS 是半圆弧，Q 为半圆弧的中心，O 为圆
A. 棒产生的电动势为 1 Bl 2 2
B.
微粒的电荷量与质量之比为
2gd Br 2
C. 电阻消耗的电功率为 B2r4 2R
D. 电容器所带的电荷量为 CBr2
【答案】B
【解析】如图所示，金属棒绕 OO 轴切割磁感线转动，棒产生的电动势 E = Br r = 1 Br2 ，A 错 22
误；
电容器两极板间电压等于电源电动势 E ，带电微粒在两极板间处于静止状态，则 q E = mg d
阻忽略不计。虚线ab、cd均与导轨垂直，在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。将两根
相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ进入
磁场时加速度变小恰好为零，从PQ进入磁场开始计时，到MN离开磁场区域为止，流过PQ的电流随时间变
化的图像可能正确的是（ ）
大小恒定。整个运动过程用速度时间图象描述如下。
综上可得，金属框的加速度趋于恒定值，安培力也趋于恒定值，BC 选项正确；金属框的速度会一直增 大，导体棒到金属框 bc 边的距离也会一直增大，AD 选项错误。故选 BC。
电磁感应高考真题
1.[2016·北京卷] 如图1所示，匀强磁场中有两个导体圆环a 、b ，磁场方向与圆环所在平面垂直．磁感应强度B 随时间均匀增大．两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为E a 和E b ，不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是( )图1A ．E a ∶E b ＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向B ．E a ∶E b ＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向C ．E a ∶E b ＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向D ．E a ∶E b ＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向 答案：B解析： 由法拉第电磁感应定律可知E ＝n ΔΦΔt ，则E ＝n ΔB ΔtπR 2.由于R a ∶R b ＝2∶1，则E a ∶E b ＝4∶1.由楞次定律和安培定则可以判断产生顺时针方向的电流．选项B 正确．2. [2016·江苏卷] 电吉他中电拾音器的基本结构如图1所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的有( )A ．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B ．取走磁体，电吉他将不能正常工作C ．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D ．磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化答案：BCD解析： 选用铜质弦时，不会被磁化，不会产生电磁感应现象，电吉他不能正常工作，选项A 错误；取走磁体时，金属弦磁性消失，电吉他不能正常工作，选项B 正确；根据法拉第电磁感应定律可知，增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势，选项C 正确；根据楞次定律可知，磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化，选项D 正确．3.[2016·全国卷Ⅱ] 法拉第圆盘发电机的示意图如图1所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P 、Q 分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B 中．圆盘旋转时，关于流过电阻R 的电流，下列说法正确的是( )图1A ．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B ．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a 到b 的方向流动C ．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D ．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R 上的热功率也变为原来的2倍 答案：AB5.[2016·江苏卷] 据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间．照片中，“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见．如图所示，假设“天宫一号”正以速度v ＝7.7 km/s 绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M 、N 的连线垂直，M 、N 间的距离L ＝20 m ，地磁场的磁感应强度垂直于v ，MN 所在平面的分量B ＝1.0×10－5T ，将太阳帆板视为导体．图1(1)求M 、N 间感应电动势的大小E ；(2)在太阳帆板上将一只“1.5 V ，0.3 W ”的小灯泡与M 、N 相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的电阻．试判断小灯泡能否发光，并说明理由；(3)取地球半径R ＝6.4×103 km ，地球表面的重力加速度g ＝9.8 m/s 2，试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h (计算结果保留一位有效数字)．解析： (1)法拉第电磁感应定律E ＝BLv ，代入数据得E ＝1.54 V(2)不能，因为穿过闭合回路的磁通量不变，不产生感应电流．(3)在地球表面有G MmR 2＝mg 匀速圆周运动G Mm （R ＋h ）2＝m v 2R ＋h解得h ＝g R 2v 2－R ，代入数据得h ≈4×105 m(数量级正确都算对) 6.[2016·浙江卷] 如图12所示，a 、b 两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长l a ＝3l b ，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则( )图12A ．两线圈内产生顺时针方向的感应电流B ．a 、b 线圈中感应电动势之比为9∶1C ．a 、b 线圈中感应电流之比为3∶4D ．a 、b 线圈中电功率之比为3∶1答案：B解析： 由楞次定律可判断，两线圈中产生的感应电流均沿逆时针方向，选项A 错误；由E＝n ΔB Δt S ，S ＝l 2，R ＝ρl S ，I ＝E R ，P ＝E 2R，可知E a ：E b ＝9：1，I a ：I b ＝3：1，P a ：P b ＝27：1，选项B 正确，选项C 、D 错误．7.[2016·全国卷Ⅰ] 如图1，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连．两细金属棒ab (仅标出a 端)和cd (仅标出c 端)长度均为L ，质量分别为2m 和m ；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca ，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平．右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于斜面向上，已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R ，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g ，已知金属棒ab 匀速下滑．求：(1)作用在金属棒ab 上的安培力的大小；(2)金属棒运动速度的大小．图1解析： (1)设导线的张力的大小为T ，右斜面对ab 棒的支持力的大小为N 1，作用在ab 棒上的安培力的大小为F ，左斜面对cd 棒的支持力大小为N 2，对于ab 棒，由力的平衡条件得 2mg sin θ＝μN 1＋T ＋F ①N 1＝2mg cos θ ②对于cd 棒，同理有mg sin θ＋μN 2＝T ③N 2＝mg cos θ ④联立①②③④式得F ＝mg (sin θ－3μcos θ) ⑤(2)由安培力公式得F ＝BIL ⑥这里I 是回路abdca 中的感应电流，ab 棒上的感应电动势为ε＝BLv ⑦式中，v 是ab 棒下滑速度的大小，由欧姆定律得I ＝εR ⑧ 联立⑤⑥⑦⑧式得v ＝(sin θ－3μcos θ)mgR B 2L 2⑨ 8.[2016·全国卷Ⅱ] 如图1所示，水平面(纸面)内间距为l 的平行金属导轨间接一电阻，质量为m 、长度为l 的金属杆置于导轨上．t ＝0时，金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用下由静止开始运动．t 0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g .求：(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；(2)电阻的阻值．图1解析： (1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a ，由牛顿第二定律得ma ＝F －μmg ① 设金属杆到达磁场左边界时的速度为v ，由运动学公式有v ＝at 0 ②当金属杆以速度v 在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为E ＝Blv ③联立①②③式可得E ＝Blt 0⎝ ⎛⎭⎪⎫F m －μg ④ (2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为I ，根据欧姆定律I ＝E R⑤ 式中R 为电阻的阻值．金属杆所受的安培力为f ＝BIl ⑥因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得F －μmg －f ＝0 ⑦ 联立④⑤⑥⑦式得R ＝B 2l 2t 0m⑧ 10.[2016·浙江卷] 小明设计的电磁健身器的简化装置如图110所示，两根平行金属导轨相距l ＝0.50 m ，倾角θ＝53°，导轨上端串接一个R ＝0.05 Ω的电阻．在导轨间长d ＝0.56 m 的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B ＝2.0 T ．质量m ＝4.0 kg的金属棒CD 水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH 相连．CD 棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s ＝0.24 m ．一位健身者用恒力F ＝80 N 拉动GH 杆，CD 棒由静止开始运动，上升过程中CD 棒始终保持与导轨垂直．当CD 棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD 棒回到初始位置(重力加速度g 取10 m/s 2，sin 53°＝0.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)．求：(1)CD 棒进入磁场时速度v 的大小；(2)CD 棒进入磁场时所受的安培力F A 的大小；(3)在拉升CD 棒的过程中，健身者所做的功W 和电阻产生的焦耳热Q .解析： (1)由牛顿定律a ＝F －mg sin θm＝12 m/s 2 ① 进入磁场时的速度v ＝2as ＝2.4 m/s ②(2)感应电动势E ＝Blv ③感应电流I ＝Blv R④ 安培力F A ＝IBl ⑤代入得F A ＝（Bl ）2v R＝48 N ⑥ (3)健身者做功W ＝F (s ＋d )＝64 J ⑦由牛顿定律F －mg sin θ－F A ＝0 ⑧CD 棒在磁场区做匀速运动在磁场中运动时间t ＝d v⑨焦耳热Q ＝I 2Rt ＝26.88 J ⑩25．(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L .导轨上端接有一平行板电容器，电容为C .导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向垂直于导轨平面．在导轨上放置一质量为m 的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触．已知金属棒与导轨之间的动摩擦因素为μ，重力加速度大小为g .忽略所有电阻．让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系．解析：从电磁感应中的动生电动势和电容器的充放电及牛顿第二定律入手．(1)设金属棒下滑的速度大小为v ，则感应电动势为E ＝BL v ①平行板电容器两极板之间的电势差为U ＝E ②设此时电容器极板上积累的电荷量为Q ，据定义有C ＝Q U③ 联立①②③式得Q ＝CBL v . ④(2)设金属棒的速度大小为v 时经历的时间为t ，通过金属棒的电流为i .金属棒受到的磁场的作用力方向沿导轨向上，大小为f 1＝BLi ⑤设在时间间隔(t ，t ＋Δt )内流经金属棒的电荷量为ΔQ ，据定义有i ＝ΔQ Δt⑥ ΔQ 也是平行板电容器极板在时间间隔(t ，t ＋Δt )内增加的电荷量．由④式得ΔQ ＝CBL Δv ⑦式中，Δv 为金属棒的速度变化量．据定义有a ＝Δv Δt⑧ 金属棒所受到的摩擦力方向斜向上，大小为f 2＝μN ⑨式中，N 是金属棒对导轨的正压力的大小，有N ＝mg cos θ ⑩金属棒在时刻t 的加速度方向沿斜面向下，设其大小为a ，根据牛顿第二定律有mg sin θ－f 1－f 2＝ma ⑪联立⑤至⑪式得a ＝m (sin θ－μcos θ)g m ＋B 2L 2C⑫ 由⑫式及题设可知，金属棒做初速度为零的匀加速直线运动．t 时刻金属棒的速度大小为v ＝m (sin θ－μcos θ)m ＋B 2L 2Cgt . ⑬ 17．(2013·高考大纲全国卷) 纸面内两个半径均为R 的圆相切于O 点，两圆形区域内分别存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化．一长为2R 的导体杆OA 绕过O 点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为ω，t ＝0时OA 恰好位于两圆的公切线上，如图所示．若选取从O 指向A 的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是( )解析：选C.从导体杆转动切割磁感线产生感应电动势的角度考虑．当导体杆顺时针转动切割圆形区域中的磁感线时，由右手定则判断电动势由O 指向A ，为正，选项D 错误；切割过程中产生的感应电动势E ＝BL v ＝12BL 2ω，其中L ＝2R sin ωt ，即E ＝2BωR 2 sin 2 ωt ，可排除选项A 、B ，选项C 正确．17．(2013·高考北京卷)如图所示，在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动， MN 中产生的感应电动势为E 1；若磁感应强度增为2B ，其他条件不变，MN 中产生的感应电动势变为E 2.则通过电阻R 的电流方向及E 1与E 2之比E 1∶E 2分别为( )A ．c →a,2∶1B ．a →c,2∶1C ．a →c,1∶2D ．c →a,1∶2解析：选C.金属杆垂直平动切割磁感线产生的感应电动势E ＝Bl v ，判断金属杆切割磁感线产生的感应电流方向可用右手定则．由右手定则判断可得，电阻R 上的电流方向为a →c ，由E ＝Bl v 知，E 1＝Bl v ，E 2＝2Bl v ，则E 1∶E 2＝1∶2，故选项C 正确．3．(2013·高考天津卷)如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd ，ab 边长大于bc 边长，置于垂直纸面向里、边界为MN 的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN .第一次ab 边平行MN 进入磁场，线框上产生的热量为Q 1，通过线框导体横截面的电荷量为q 1；第二次bc 边平行MN 进入磁场，线框上产生的热量为Q 2，通过线框导体横截面的电荷量为q 2，则( )A ．Q 1>Q 2，q 1＝q 2B ．Q 1>Q 2，q 1>q 2C ．Q 1＝Q 2，q 1＝q 2D ．Q 1＝Q 2，q 1>q 2解析：选A.根据法拉第电磁感应定律E ＝Bl v 、欧姆定律I ＝E R和焦耳定律Q ＝I 2Rt ，得线圈进入磁场产生的热量Q ＝B 2l 2v 2R ·l ′v ＝B 2Sl v R ，因为l ab >l bc ，所以Q 1>Q 2.根据E ＝ΔΦΔt，I ＝E R 及q ＝I Δt 得q ＝BS R，故q 1＝q 2.选项A 正确，选项B 、C 、D 错误． 13．(2013·高考江苏卷)如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd ，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的匝数N ＝100，边长ab ＝1.0 m 、bc ＝0.5 m ，电阻r ＝2 Ω.磁感应强度B 在0～1 s 内从零均匀变化到0.2 T ．在1～5 s 内从0.2 T 均匀变化到－0.2 T ，取垂直纸面向里为磁场的正方向．求：(1)0.5 s 时线圈内感应电动势的大小E 和感应电流的方向；(2)在1～5 s 内通过线圈的电荷量q ；(3)在0～5 s 内线圈产生的焦耳热Q .解析：(1)感应电动势E 1＝N ΔΦ1Δt 1，磁通量的变化量ΔΦ1＝ΔB 1S ，解得E 1＝N ΔB 1S Δt 1，代入数据得E 1＝10 V ，感应电流的方向为a →d →c →b →a .(2)同理可得E 2＝N ΔB 2S Δt 2，感应电流I 2＝E 2r电荷量q ＝I 2Δt 2，解得q ＝N ΔB 2S r，代入数据得q ＝10 C. (3)0～1 s 内的焦耳热Q 1＝I 21r Δt 1，且I 1＝E 1r，1～5 s 内的焦耳热Q 2＝I 22r Δt 2 由Q ＝Q 1＋Q 2，代入数据得Q ＝100 J.答案：(1)10 V ，感应电流的方向为a →d →c →b →a(2)10 C (3)100 J 16.(2013·高考安徽卷)如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5 m ，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 Ω.一导体棒MN 垂直于导轨放置，质量为0.2 kg ，接入电路的电阻为1 Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T ．将导体棒MN 由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN 的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6)( )A ．2.5 m/s 1 WB ．5 m/s 1 WC ．7.5 m/s 9 WD ．15 m/s 9 W解析：选 B.把立体图转为平面图，由平衡条件列出方程是解决此类问题的关键．对导体棒进行受力分析作出截面图，如图所示，导体棒共受四个力作用，即重力、支持力、摩擦力和安培力．由平衡条件得mg sin 37°＝F 安＋F f ①F f ＝μF N ②F N ＝mg cos 37° ③而F 安＝BIL ④I ＝E R ＋r⑤ E ＝BL v ⑥联立①～⑥式，解得v ＝mg (sin 37°－μcos 37°)(R ＋r )B 2L 2 代入数据得v ＝5 m/s.小灯泡消耗的电功率为P ＝I 2R ⑦由⑤⑥⑦式得P ＝⎝⎛⎭⎫BL v R ＋r 2R ＝1 W ．故选项B 正确． 15．(2013·高考浙江卷)磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈，当以速度v 0刷卡时，在线圈中产生感应电动势．其E -t 关系如图所示．如果只将刷卡速度改为v 02，线圈中的E -t 关系图可能是( )解析：选D.由公式E ＝Bl v 可知，当刷卡速度减半时，线圈中的感应电动势最大值减半，且刷卡所用时间加倍，故本题正确选项为 D. 18.(2013·高考福建卷)如图，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t 1、t 2分别表示线框ab 边和cd 边刚进入磁场的时刻．线框下落过程形状不变，ab 边始终保持与磁场水平边界线OO ′平行，线框平面与磁场方向垂直．设OO ′下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图像不．可能反映线框下落过程中速度v 随时间t 变化的规律( )解析：选A.根据导体线框进入磁场的速度的不同分析线框的受力情况、运动情况，从而判断可能的v -t 图像．线框先做自由落体运动，因线框下落高度不同，故线框ab 边刚进磁场时，其所受安培力F 安与重力mg 的大小关系可分以下三种情况：①当F 安＝mg 时，线框匀速进入磁场，其速度v ＝mgR B 2L 2，选项D 有可能； ②当F 安＜mg 时，线框加速进入磁场，又因F 安＝B 2L 2v R ，因此a ＝mg －B 2L 2v R m，即a ＝g－B 2L 2v mR，速度v 增大，a 减小，线框做加速度逐渐减小的加速运动，选项C 有可能；③当F 安＞mg 时，线框减速进入磁场，a ＝B 2L 2v mR－g ，v 减小，a 减小，线框做加速度逐渐减小的减速运动，当线框未完全进入磁场而a 减为零时，即此时F 安＝mg ，线框开始做匀速运动，当线框完全进入磁场后做匀加速直线运动，选项B 有可能．故不可能的只有选项A.。
2016年高考物理试题分类汇编十、电磁感应
电磁感应一、选择题1. （全国新课标山卷，21）如图，M为半圆形导线框，圆心为O M; N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为C N;两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线OO的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。
现使线框M N在t=0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过O M和Q的轴，以相同的周日T逆时针匀速转动，贝UX X X X X X XB. 两导线框中感应电流的周期都等于T丄rC. 在—二-时，两导线框中产生的感应电动势相等8D. 两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等【答案】BC【解析】当线圈进入磁场时，依据楞次定律得，两线圈中的感应电流方向为逆时针，E = BRv = BR（ R）= BR2可得过程中产生的感应电动势恒定，即电流恒定，不是正弦交流电A错误；当线圈进入磁场时，根据楞次定律知，两线框中的感应电流为逆时针，当线框穿出磁场时，根据楞次定律可得线框中产生的感应电流为顺时针，所以感应电流的周期和其运动周期相等，为T、B正确；根据E = BR2可得线框在运动过程中的感应电动势等，C正确；线圈N在完全进入磁场后T/4时间内线圈的磁通量不变化，过程中没有感应电动势产生，即线圈N在0—T/4和3T/4 —T内有感应电动势，其余时间内没有，而线圈M在整个过程中都有感应电动势，即便电阻相等，两者的电流有效值不会相等，D错误。
2. （上海卷，19）.如图（a）,螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向。
螺线管与导线框abed相连，导线框内有一小金属圆环L,圆环与导线框在同一平面内。
当螺线管内的磁感应强度B随时间按图（b）所示规律变化时m（»）ffi（t＞）L有收缩趋势L有扩张趋势L内有逆时针方向的感应电流（A）在t 1~t2时间内,（B）在t2~t3时间内,（D ）在t 3~t 4时间内，L 内有顺时针方向的感应电流 【答案】AD【解析】在t1-t2 时间内，外加磁场磁感应强度增加且斜率在增加，则在导线框中产生顺时 针方向大小增加的电流，该电流激发增加的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产生感应电流， 根据结论“增缩减扩”可以断定圆环有收缩趋势，A 正确；在t2 —13时间内，外加磁场均匀变化，在导线框中产生恒定电流，该电流激发出稳当磁场，该磁场通过圆环时，圆环中没有 感应电流，选项 BC 错误；在t3 —14时间内，外加磁场向下减小，且斜率也减小，在导线框 中产生顺时针减小的电流，该电流激发出向内减小的磁场，所以圆环内产生顺时针方向电流， D 正确。
2016-2020五年高考物理试题分类汇总-力学实验(原卷版)
2016-2020五年高考物理试题分类汇总-力学实验（原卷版）【2020年】1.（2020·新课标Ⅰ）某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。
实验步骤如下：（1）开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间________时，可认为气垫导轨水平；（2）用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块（含遮光片）的质量m2；（3）用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块；（4）令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12；（5）在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I=________，滑块动量改变量的大小Δp=________；（用题中给出的物理量及重力加速度g表示）（6）某次测量得到的一组数据为：d=1.000 cm，m1=1.50⨯10-2 kg，m2=0.400 kg，△t1=3.900⨯10-2 s，Δt2=1.270⨯10-2 s，t12=1.50 s，取g=9.80 m/s2。
计算可得I=________N·s，Δp=____ kg·m·s-1；（结果均保留3位有效数字）（7）定义Δ=100%I pIδ−⨯，本次实验δ=________%（保留1位有效数字）。
2.（2020·新课标Ⅱ）一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B，如图所示。
一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。
令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释放时的高度h0=0.590 m，下降一段距离后的高度h=0.100 m；由h0下降至h所用的时间T=0.730 s。
高中物理题型分类汇总含详细答案--电磁感应
高中物理题型分类汇总含详细答案--电磁感应共：15题共：48分钟一、单选题1.如图所示是等腰直角三棱柱，其中底面abcd为正方形，边长为L，它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，下面说法中正确的是（）A.通过abcd平面的磁通量大小为BL2B.通过dcfe平面的磁通量大小为C.通过abfe平面的磁通量大小为D.磁通量有正负，所以是矢量2.一面积为S的线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，则穿过线圈的磁通量为（）A.0；B.B/S；C.S/B；D.BS3.如图所示，a、b两个线圈，它们的半径之比为1：2，匝数之比为2：1，圆形匀强磁场B 的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（）A.1：1B.1：2C.2：1D.1：44.如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。
圆环初始时静止。
将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（）A.拨至M端或N端，圆环都向左运动B.拨至M端或N端，圆环都向右运动C.拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动D.拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动5.如图所示，两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反。
金属圆环的直径与两磁场的边界重合。
下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（）A.同时增大减小B.同时减小增大C.同时以相同的变化率增大和D.同时以相同的变化率减小和6.关于磁通量，下列说法正确的是（）A.穿过某个面的磁通量为零，该处的磁感应强度也为零B.穿过任一平面的磁通量越大，该处的磁感应强度也一定越大C.穿过某一线圈平面的磁通量越大，该线圈平面的面积一定越大D.当闭合线圈平面跟磁场方向平行时，穿过这个线圈平面的磁通量一定为零7.如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正．以下说法正确的是（）A.0～1s内圆环面积有扩张的趋势B.1s末圆环对桌面的压力小于圆环的重力C.1～2s内和2～3s内圆环中的感应电流方向相反D.从上往下看，0～2s内圆环中的感应电流先沿顺时针方向、后沿逆时针方向8.竖直放置的直角三角形金属框abc，以水平速度v匀速通过有界匀强磁场，磁场方向水平，如图所示，线框电阻为R。
2020高考物理 电磁感应试题分类汇编 新人教版 精品
2020年高考物理试题分类汇编——电磁感应1（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54.510-⨯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9mVD ．电压表记录的电压为5mV2（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b F 、c F 和d F ，则A.d F >c F >b FB.c F <d F <b FC.c F >b F >d FD.c F <b F <d F3（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1E ，下落距离为0.8R 时电动势大小为2E ，忽略涡流损耗和边缘效应.关于1E 、2E 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 、1E >2E ，a 端为正B 、1E >2E ，b 端为正C 、1E <2E ，a 端为正D 、1E <2E ，b 端为正4（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 ）12（B ）1 （C ）2 （D ）4 5（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6（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B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴。
电磁感应五年高考题
电磁感应五年高考题4．（2015•江苏）做磁共振（MRI）检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流，某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r=5.0cm，线圈导线的截面积A=0.80cm2，电阻率ρ=1.5Ω•m，如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度B在0.3s内从1.5T均匀地减为零，求：（计算结果保留一位有效数字）（1）该圈肌肉组织的电阻R；（2）该圈肌肉组织中的感应电动势E；（3）0.3s内该圈肌肉组织中产生的热量Q．5．（2015•海南）如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距L，左端与一电阻R相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下．一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速率ν匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好，已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽略．求（1）电阻R消耗的功率；（2）水平外力的大小．6．（2015•浙江）小明同学设计了一个“电磁天平”，如图1所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡，线圈的水平边长L=0.1m，竖直边长H=0.3m，匝数为N1，线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B0=1.0T，方向垂直线圈平面向里，线圈中通有可在0～2.0A范围内调节的电流I，挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量（重力加速度取g=10m/s2）（1）为使电磁天平的量程达到0.5kg，线圈的匝数N1至少为多少？（2）进一步探究电磁感应现象，另选N2=100匝、形状相同的线圈，总电阻R=10Ω，不接外电流，两臂平衡，如图2所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d=0.1m，当挂盘中放质量为0.01kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率．7．（2015•广东）如图（a）所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L=0.4m，导轨右端接有阻值R=1Ω的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好．导体棒及导轨的电阻均不计．导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L．从0时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图（b）所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1s后刚好进入磁场，若使棒在导轨上始终以速度v=1m/s 做直线运动，求：（1）棒进入磁场前，回路中的电动势E；（2）棒在运动过程中受到的最大安培力F，以及棒通过三角形abd区域使电流i与时间t的关系式．8．（2015•北京）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m，一端连接R=1Ω的电阻．导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T．导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接解良好．导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s．求：（1）感应电动势E和感应电流I；（2）在0.1s时间内，拉力的冲量I F的大小；（3）若将MN换为电阻r=1Ω的导体棒，其它条件不变，求导体棒两端的电压U．9．（2015•天津）如图所示，“凸”字形硬质金属线框质量为m，相邻各边相互垂直，且处于同一竖直平面内，ab边长为l，cd边长为2l，ab与cd平行，间距为2l．匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面．开始时，cd边到磁场上边界的距离为2l，线框由静止释放，从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前，线框做匀速运动．在ef、pq 边离开磁场后，ab边离开磁场之前，线框又做匀速运动．线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q．线框在下落过程中始终处于原竖直平面内，且ab、cd边保持水平，重力加速度为g．求：（1）线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的几倍；（2）磁场上下边界间的距离H．10．（2014•浙江）某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图．一个半径为R=0.1m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒0A，A端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上．转轴的左端有一个半径为r=的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动．圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m=0.5kg的铝块．在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T．a点与导轨相连，b点通过电刷与O端相连．测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度，铝块由静止释放，下落h=0.3m 时，测得U=0.15v．（细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g=10m/s2）（1）测U时，与A点相接的电压表的“正极”还是“负极”？（2）求此时铝块的速度大小；（3）求此下落过程中铝块机械能的损失．11．（2014•上海）如图，水平面内有一光滑金属导轨，其MN、PQ边的电阻不计，MP边的电阻阻值R=1.5Ω，MN与MP的夹角为135°，PQ与MP垂直，MP边长度小于1m．将质量m=2kg，电阻不计的足够长直导体棒搁在导线上，并与MP平行，棒与MN、PQ交点G、H 间的距离L=4m，空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T．在外力作用下，棒由GH处以一定的初速度向左做直线运动，运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等．（1）若初速度v1=3m/s，求棒在GH处所受的安培力大小F A．（2）若初速度v2=1.5m/s，求棒向左移动距离2m到达EF所需的时间△t．（3）在棒由GH处向左移动2m到达EF处的过程中，外力做功W=7J，求初速度v3．12．（2013•江苏）如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的匝数N=100，边长ab=1.0m、bc=0.5m，电阻r=2Ω．磁感应强度B在0～1s内从零均匀变化到0.2T．在1～5s内从0.2T均匀变化到﹣0.2T，取垂直纸面向里为磁场的正方向．求：（1）0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向；（2）在1～5s内通过线圈的电荷量q；（3）在0～5s内线圈产生的焦耳热Q．13．（2013•上海）如图，两根相距l=0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连．导轨x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k=0.5T/m，x=0处磁场的磁感应强度B0=0.5T．一根质量m=0.1kg、电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直．棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变．求：（1）电路中的电流；（2）金属棒在x=2m处的速度；（3）金属棒从x=0运动到x=2m过程中安培力做功的大小；（4）金属棒从x=0运动到x=2m过程中外力的平均功率．14．（2013•广东）如图（a）所示，在垂直于匀强磁场B的平面内，半径为r的金属圆盘绕过圆心O的轴转动，圆心O和边缘K通过电刷与一个电路连接，电路中的P是加上一定正向电压才能导通的电子元件．流过电流表的电流I与圆盘角速度ω的关系如图（b）所示，其中ab段和bc段均为直线，且ab段过坐标原点．ω＞0代表圆盘逆时针转动．已知：R=3.0Ω，B=1.0T，r=0.2m．忽略圆盘、电流表和导线的电阻．（1）根据图（b）写出ab、bc段对应I与ω的关系式；（2）求出图（b）中b、c两点对应的P两端的电压U b、U c；（3）分别求出ab、bc段流过P的电流I p与其两端电压U p的关系式．15．（2015•潍坊校级模拟）如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L．导轨上端接有一平行板电容器，电容为C．导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面．在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触．已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g．忽略所有电阻．让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：（1）电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；（2）金属棒的速度大小随时间变化的关系．16．（2014春•安溪县校级期末）如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L．导轨上端接有一平行板电容器，电容为C．导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面．在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触．已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g．忽略所有电阻．让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：（1）电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；（2）若金属棒下滑过程中某时刻加速度大小为a，求此时金属棒受到的磁场的作用力大小；（3）金属棒的速度大小随时间变化的关系．17．（2012•天津）如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l=0.5m，左端接有阻值R=0.3Ω的电阻，一质量m=0.1kg，电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.4T．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x=9m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1：Q2=2：1．导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：（1）棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；（2）撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；（3）外力做的功W F．18．（2012•广东）如图所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l 的平行光滑金属导轨上，导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置间距为d的平行金属板，R和R x分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻．（1）调节R x=R，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v．（2）改变R x，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m带电量为+q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的R x．19．（2012•上海）如图，质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上．一电阻不计，质量为m的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩形．棒与导轨间动摩擦因数为μ，棒左侧有两个固定于水平面的立柱．导轨bc段长为L，开始时PQ左侧导轨的总电阻为R，右侧导轨单位长度的电阻为R0．以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为B．在t=0时，一水平向左的拉力F垂直作用于导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a．（1）求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式；（2）经过多少时间拉力F达到最大值，拉力F的最大值为多少？（3）某一过程中回路产生的焦耳热为Q，导轨克服摩擦力做功为W，求导轨动能的增加量．20．（2012•江苏）某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示．在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为π，磁场均沿半径方向．匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab=cd=l、bc=ad=2l．线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场．在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直．线圈的总电阻为r，外接电阻为R．求：（1）线圈切割磁感线时，感应电动势的大小E m；（2）线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F；（3）外接电阻上电流的有效值I．21．（2012•福建）如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心O在区域中心．一质量为m、带电荷量为q（q＞0）的小球，在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动．已知磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示，其中T0=．设小球在运动过程中电荷量保持不变，对原磁场的影响可忽略．（1）在t=0到t=T0这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小v0；（2）在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等．试求t=T0到t=1.5T0这段时间内：①细管内涡旋电场的场强大小E；②电场力对小球做的功W．22．（2011•海南）如图，ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，MN和M′N′是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为m和2m．竖直向上的外力F作用在杆MN上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为R，导轨间距为l．整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直．导轨电阻可忽略，重力加速度为g．在t=0时刻将细线烧断，保持F不变，金属杆和导轨始终接触良好．求：（1）细线烧断后，任意时刻两杆运动的速度之比；（2）两杆分别达到的最大速度．23．（2013•木里县校级模拟）如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L1电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g．求：（1）磁感应强度的大小：（2）灯泡正常发光时导体棒的运动速率．24．（2011•天津）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角．完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为0.02kg，电阻均为R=0.1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.2T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能保持静止．取g=10m/s2，问：（1）通过cd棒的电流I是多少，方向如何？（2）棒ab受到的力F多大？（3）棒cd每产生Q=0.1J的热量，力F做的功W是多少？25．（2011•浙江）如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1Ω/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g=10m/s2）．（1）通过计算分析4s内导体棒的运动情况；（2）计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向；（3）计算4s内回路产生的焦耳热．26．（2011•上海）电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m，两导轨间距L=0.75m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上．阻值r=0.5Ω，质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab 处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Q r=0.1J．（取g=10m/s2）求：（1）金属棒在此过程中克服安培力的功W安；（2）金属棒下滑速度v=2m/s时的加速度a．（3）为求金属棒下滑的最大速度v m，有同学解答如下：由动能定理W重﹣W安=mv m2，…．由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答．27．（2015•四川）如图所示，金属导轨MNC和PQD，MN与PQ平行且间距为L，所在平面与水平面夹角为α，N、Q连线与MN垂直，M、P间接有阻值为R的电阻；光滑直导轨NC和QD在同一水平面内，与NQ的夹角都为锐角θ．均匀金属棒ab和ef质量均为m，长均为L，ab棒初始位置在水平导轨上与NQ重合；ef棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为μ（μ较小）．由导轨上的小立柱1和2阻挡而静止．空间有方向竖直的匀强磁场（图中未画出）．两金属棒与导轨保持良好接触，不计所有导轨和ab棒的电阻，ef棒的阻值为R，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为g．（1）若磁感应强度大小为B，给ab棒一个垂直于NQ、水平向右的速度v1，在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止，ef棒始终静止，求此过程ef棒上产生的热量；（2）在（1）问过程中，ab棒滑行距离为d，求通过ab棒某横截面的电量；（3）若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平导轨上向右匀速运动，并在NQ位置时取走小立柱1和2，且运动过程中ef棒始终静止．求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下ab棒运动的最大距离．28．（2014•重庆）某电子天平原理如图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接．当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动（骨架与磁极不接触），随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止．此时对应的供电电流I可确定重物的质量．已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g，问：（1）线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C端还是从D端流出？（2）供电电流I是从C端还是从D端流入？求重物质量与电流的关系．（3）若线圈消耗的最大功率为P，该电子天平能称量的最大质量是多少？29．（2012•浙江）为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置．如图所示，自行车后轮由半径r1=5.0×10﹣2m的金属内圈、半径r2=0.40m的金属外圈和绝缘幅条构成．后轮的内、外圈之间等间隔地接有4跟金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻值为R的小灯泡．在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度B=0.10T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其内半径为r1、外半径为r2、张角θ=．后轮以角速度ω=2π rad/s，相对转轴转动．若不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应．（1）当金属条ab进入“扇形”磁场时，求感应电动势E，并指出ab上的电流方向；（2）当金属条ab进入“扇形”磁场时，画出“闪烁”装置的电路图；（3）从金属条ab进入“扇形”磁场时开始，经计算画出轮子一圈过程中，内圈与外圈之间电势差U ab随时间t变化的U ab﹣t图象；（4）若选择的是“1.5V、0.3A”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度B、后轮外圈半径r2、角速度ω和张角θ等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价．30．（2015•福州二模）如图甲所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有两根竖直放置相距为L平行光滑的金属导轨，顶端用一阻直为尺的电阻相连，两导轨所在的竖直平面与磁场方向垂直．一根质量为m的金属棒从静止开始沿导轨竖直向下运动，当金属棒下落龙时，速度达到最大，整个过程中金属棒与导轨保持垂直且接触良好．重力加速度为g，导轨与金属棒的电阻可忽略不计，设导轨足够长．求：（l）通过电阻R的最大电流；（2）从开始到速度最大过程中，金属棒克服安培力做的功W A；（3）若用电容为C的平行板电容器代替电阻R，如图乙所示，仍将金属棒从静止释放，经历时间t的瞬时速度v1．电磁感应五年高考题参考答案与试题解析一．选择题（共3小题）1．（2014•安徽模拟）如图所示的发电机，在磁极与圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为π，磁场均沿半径方向，匝数为N的矩形线圈abcd，边长ab=cd=l，bc=ad=2l，线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc边与ad边同时进入磁场，在磁场中，两条边经过处的磁感应强度大小均为B，方向始终与两条边的运动方向垂直，线圈的总电阻为r，外电阻为R，则（）A．该发电机为直流发电机B．该发电机为交流发电机C．线圈产生的感应电动势的最大值为E m=NBl2ωD．外电阻R中电流的有效值为I=【分析】根据右手定则判断感应电流的方向；根据根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势；根据热效应求解电流的有效值．【解答】解：A、B、bc边向左切割时，感应电流方向为c→b；bc边向右切割时，感应电流方向为b→c；故是交流发电机；故A错误，B正确；C、bc、ad 边的运动速度：v=ω感应电动势：E m=4NBlv解得：E m=2NBl2ω故C错误；D、一个周期内，通电时间：t=TR上消耗的电能W=I m2Rt，且W=I2RT；解得：I=；故D错误；故选：B．2．（2014春•河南期中）如图所示，两条光滑平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L．导轨上端接有一平行板电容器，电容为C．导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面．在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触．已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g．忽略所有电阻．让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，金属棒的速度和加速度分别为v和a，平行板电容器电荷数以及板间电压分别为Q和U，下列图象正确的是（）A．B．C．D．【分析】金属棒下滑时电路不闭合，电路中没有电流，由牛顿第二定律求出加速度，由速度公式求出速度，由E=BLv求出感应电动势，由Q=CU求出电荷量，然后分析图象答题．【解答】解：电路不闭合，金属棒切割磁感线产生感应电动势，但电路没有电流，金属棒不受安培力作用；A、由牛顿第二定律得：mgsinθ﹣μmgcosθ=ma，解得加速度为：a=gsinθ﹣μgcosθ，加速度恒定不变，故A错误；B、加速度不变，金属棒做初速度为零的匀加速运动，速度v=at，v与t成正比，故B正确；C、感应电动势：E=BLv=BLat，电荷量Q=CU=CE=CBLat，Q与t成正比，故C正确；D、两极板间的电压U=E=BLat，U与t成正比，故D错误；故选：BC．3．（2015•湖北校级一模）如图所示，两条光滑、水平长直导轨M、N竖直放置，导轨间距为L，导轨上端接有一电容为C的平行板电容器，导轨处于方向垂直纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在导轨上放置一质量为m的金属棒ab，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并接触良好，已知重力加速度大小为g，忽略所有电阻，让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，以下说法正确的是（）A．金属棒做匀加速直线运动B．金属棒做加速度逐渐减小的加速运动，最后匀速直线运动C．金属棒的机械能不断减小D．金属棒消耗的电功率逐渐增大，最后保持不变【分析】由法拉第电磁感应定律，求出感应电动势；再与相结合求出电荷量与速度的关系式，由左手定则来确定安培力的方向，并求出安培力的大小；借助于、及牛顿第二定律来求出运动形式及能量和功率的变化．【解答】解：A、B、设金属棒的速度大小为v时，经历的时间为t，通过金属棒的电流为i，金属棒受到的安培力方向沿导轨向上，大小为F=BLi设在时间间隔（t，t+△t）内流经金属棒的电荷量为△Q，按定义有：i=，△Q也是平行板电容器极板在时间间隔（t，t+△t）内增加的电荷量，△v为金属棒的速度变化量，得：△Q=C△U=CBL△v加速度的定义有：a=，根据牛顿第二定律有：mg﹣F=ma，联立上此式可得：a=，可知加速度a为定值，故A正确，B错误；C、由△Q=C△U=CBL△v可知，电路中始终存在电流，电容器的电势能增加，根据能量守恒可知，此能量由金属棒的机械能转化而来，故C正确；D、由△Q=C△U=CBL△v可知，i==BLCa，可知电流为定值，金属棒消耗的电功率不变，故D错误；故选：AC二．解答题（共27小题）4．（2015•江苏）做磁共振（MRI）检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流，某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r=5.0cm，线圈导线的截面积A=0.80cm2，电阻率ρ=1.5Ω•m，如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度B在0.3s内从1.5T均匀地减为零，求：（计算结果保留一位有效数字）（1）该圈肌肉组织的电阻R；（2）该圈肌肉组织中的感应电动势E；（3）0.3s内该圈肌肉组织中产生的热量Q．【分析】（1）由电阻定律即可求出该圈肌肉组织的电阻R；（2）根据法拉第电磁感应定律即可求出该圈肌肉组织中的感应电动势E；（3）由焦耳定律：Q=I2Rt，即可求出0.3s内该圈肌肉组织中产生的热量Q．【解答】解：（1）由电阻定律得：Ω；。
2020年高考物理试题分类汇编——电磁感应
2020 年高考物理试题分类汇编——电磁感觉〔全国卷1〕17．某地的地磁场磁感觉强度的竖直重量方向向下，大小为 4.5 10 5 T。
一敏捷电压表连结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。
以下讲法正确的选项是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【分析】海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解得为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场。
依据右手定那么，右岸即北岸是正极电势高，南岸电势低， D 对 C 错。
依据法拉第电磁感觉定律E BLv 4.5 10 5100 2 9 10 3V, B对A错。
【命题企图与考点定位】导体棒切割磁场的实质应用题。
〔全国卷2〕18. 如图，空间某地区中有一匀强磁场，磁感觉强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上界限 b 和下界限 d 水平。
在竖直面内有一矩形金属一致加线圈，线圈上下面的距离特意短，下面水平。
线圈从水平面 a 开始着落。
磁场上下界限之间的距离大于水平面a、 b 之间的距离。
假定线圈下面刚经过水平面b、c〔位于磁场中〕和 d 时，线圈所遇到的磁场力的大小分不为F b、 F c和 F d，那么A.F d> F c> F bB. F c<F d< F bC.F c> F b> F dD. F c< F b< F d【答案】 D【分析】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遇到安培力F b，因为线圈的上下面的距离特意短，所以经历特意短的变速运动而进入磁场，此后线圈中磁通量不变不产生感觉电流，在 c 处不受安培力，但线圈在重力作用下仍旧加快，所以从 d 处切割磁感线所受安培力必然大于答案 D。
b 处，【命题企图与考点定位】线圈切割磁感线的竖直运动，应用法拉第电磁感觉定律求解。
2016-2020五年高考物理试题分类汇总-万有引力定律与航天(原卷版)
行时相比，组合体运行的
A．周期变大
B．速率变大
C．动能变大
D．向心加速度变大
3．【2017·江苏卷】“天舟一号”货运飞船于 2017 年 4 月 20 日在文昌航天发射中心成功发射升空，与“天
宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距离地面约 380 km 的圆轨道上飞行，则其
（A）角速度小于地球自转角速度
会在火星表面附近经历一个时长为 t0、速度由 v0 减速到零的过程。已知火星的质量约为地球的 0.1 倍，半径
约为地球的 0.5 倍，地球表面的重力加速度大小为 g，忽略火星大气阻力。若该减速过程可视为一个竖直向
下的匀减速直线运动，此过程中着陆器受到的制动力大小约为（ ）
A.
m 0.4g
−
v0 t0
五号”轨道高度约为 705 km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为 36 000 km，它们都绕地球做圆周运动．与
“高分四号冶相比，下列物理量中“高分五号”较小的是（ ）
A. 周期
B. 角速度
C. 线速度
D. 向心加速度
2. （2018 年北京卷）
若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径 60 倍的情况下，需要验证
A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 1/602 B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 1/602 C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 1/6 D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 1/603. （2018 年全国 II 卷）2018 年 2 月，我国 500 m 口径射电望远镜（天眼）发现毫秒脉冲星“J0318+0253”，其自转周期 T=5.19 ms，假设星体为质量均匀分布
专题11 电磁感应-高考物理真题分项汇编(全国通用)(原卷版)
B. 在 到 的过程中，E先增大后减小
C. 在 到 过程中，E的变化率一直增大
D. 在 到 的过程中，E的变化率一直减小
5、（2022·全国甲卷·T20）如图，两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上，在导轨的左端接入电容为C的电容器和阻值为R的电阻。质量为m、阻值也为R的导体棒MN静止于导轨上，与导轨垂直，且接触良好，导轨电阻忽略不计，整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中。开始时，电容器所带的电荷量为Q，合上开关S后，（ ）
A．平面abcdB．平面abfeC．平面abghD．平面aehd
4．（2021·山东卷）如图所示，电阻不计的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上。区域Ⅰ、Ⅱ中磁场方向均垂直斜面向上，Ⅰ区中磁感应强度随时间均匀增加，Ⅱ区中为匀强磁场。阻值恒定的金属棒从无磁场区域中a处由静止释放，进入Ⅱ区后，经b下行至c处反向上行。运动过程中金属棒始终垂直导轨且接触良好。在第一次下行和上行的过程中，以下叙述正确的是（ ）
A. 导体棒a离开导轨至落地过程中，水平位移为
B. 导体棒a离开导轨至落地前，其感应电动势不变
C. 导体棒a在导轨上运动的过程中，导体棒b有向右运动的趋势
D. 导体棒a在导轨上运动的过程中，通过电阻 的电荷量为
2、（2022·广东卷·T1）如图所示，水平地面（ 平面）下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方， 平行于y轴， 平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有（ ）
A. B.
C. D.
10、(2022·湖北·T15)如图所示，高度足够的匀强磁场区域下边界水平、左右边界竖直，磁场方向垂直于纸面向里。正方形单匝线框abcd的边长L=0.2m、回路电阻R=1.6 × 10- 3Ω、质量m=0.2kg。线框平面与磁场方向垂直，线框的ad边与磁场左边界平齐，ab边与磁场下边界的距离也为L。现对线框施加与水平向右方向成θ=45°角、大小为 的恒力F，使其在图示竖直平面内由静止开始运动。从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。重力加速度大小取g=10m/s2，求：
(五年高考真题)2016届高考物理 专题十 电磁感应(全国通用)
（五年高考真题）2016届高考物理专题十电磁感应（全国通用）考点一电磁感应现象楞次定律1. (2015·新课标全国Ⅰ,19，6分)(难度★★)(多选)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示．实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．下列说法正确的是( )A．圆盘上产生了感应电动势B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动解析圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，选项A正确；圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流，产生的磁场又导致磁针转动，选项B正确；圆盘转动过程中，圆盘位置、圆盘面积和磁场都没有发生变化，所以没有磁通量的变化，选项C错误；圆盘本身呈现电中性，不会产生环形电流，选项D错误．答案AB2．(2014·新课标全国Ⅰ，14，6分)(难度★★)在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是( )A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D．绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化解析将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，因线圈中的磁通量没有变化，故不能观察到感应电流，选项A不符合题意；在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈时，如果给线圈通以恒定电流，产生不变的磁场，则在另一线圈中不会产生感应电流，选项B不符合题意；在线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表时，磁通量已不再变化，因此也不能观察到感应电流，选项C不符合题意；绕在同一铁环上的两个线圈，在给一个线圈通电或断电的瞬间，线圈产生的磁场变化，使穿过另一线圈的磁通量变化，因此，能观察到感应电流，选项D符合题意．答案 D3．(2014·全国大纲，20，6分)(难度★★)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐．让条形磁铁从静止开始下落．条形磁铁在圆筒中的运动速率( ) A．均匀增大B．先增大，后减小C．逐渐增大，趋于不变D．先增大，再减小，最后不变解析对磁铁受力分析可知，磁铁重力不变，磁场力随速率的增大而增大，当重力等于磁场力时，磁铁匀速下落，所以选C项．答案 C4．(2014·广东理综，15，4分)(难度★★)如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块( )A．在P和Q中都做自由落体运动B．在两个下落过程中的机械能都守恒C．在P中的下落时间比在Q中的长D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大解析小磁块在铜管中下落时，由于电磁阻尼作用，不做自由落体运动，而在塑料管中不受阻力作用而做自由落体运动，因此在P 中下落得慢，用时长， 到达底端速度小，C 项正确，A 、B 、D 错误．答案 C5．(2014·山东理综,16，6分)(难度★★★)(多选)如图，一端接有定值电阻的平行 金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好．在向右匀速通过M 、N 两区的过程中， 导体棒所受安培力分别用F M 、F N 表示．不计轨道电阻．以下叙述正确的是 ( )A ．F M 向右B ．F N 向左C ．F M 逐渐增大D ．F N 逐渐减小解析 直导线产生的磁场在M 区域垂直纸面向外，在N 区域垂直纸面向里， 根据右手定则,导体棒上的感应电流在M 区域向下，在N 区域向上，由左手 定则判定,在M 、N 区域导体棒所受安培力均向左，故A 错误，B 正确；I 感＝BLv R ,F 安＝BI 感L ＝B 2L 2vR，离直导线越近处B 越大，所以F M 逐渐增大，F N 逐渐减小，C 、D 正确．答案 BCD6．(2014·四川理综,6，6分)(难度★★★)(多选)如图所示，不计电阻的光滑U 形金属框水平放置,光滑、竖直玻璃挡板H 、P 固定在框上，H 、P 的间距很小．质 量为0.2 kg 的细金属杆CD 恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良 好并围成边长为1 m 的正方形，其有效电阻为0.1 Ω.此时在整个空间加方向 与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律 是B ＝(0.4－0.2t )T ，图示磁场方向为正方向．框、挡板和杆不计形变．则( )A ．t ＝1 s 时，金属杆中感应电流方向从C 到DB ．t ＝3 s 时，金属杆中感应电流方向从D 到C C ．t ＝1 s 时，金属杆对挡板P 的压力大小为0.1 ND. t ＝3 s 时，金属杆对挡板H 的压力大小为0.2 N解析 据已知B ＝(0.4－0.2t ) T 可知t ＝1 s 时，正方向的磁场在减弱，由楞次 定律可判定电流方向为由C 到D ，A 项正确；同理可判定B 项错误；t ＝1 s 时感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝|ΔB |Δt ·S ·sin 30°＝0.1 V ，I ＝E /R ＝1 A ，安培力 F 安＝BIL ＝0.2 N ，对杆受力分析如图．对挡板P 的压力大小为F N ＝F N ′＝ F 安cos 60°＝0.1 N ，C 项正确；同理可得t ＝3 s 时对挡板H 的压力大小为 0.1 N ，D 项错误．答案 AC7．(2013·新课标全国Ⅱ，19，6分)(难度★★)(多选)在物理学发展过程中，观测、 实验假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用.下列叙述符合史实的是 ( ) A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系 B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说 C.法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中， 会出现感应电流D.楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化解析 电流能产生磁场，说明电和磁之间存在联系，A 项正确；为解释磁现 象的电本质，安培根据螺线管和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，B 项正确；恒定电流附近的固定导线框，不会产生感应电流，C 项错 误；楞次通过实验，得出了楞次定律，D 项正确．答案 ABD8．(2012·北京理综，19，6分)(难度★★★)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，他把一个带铁芯的线圈L 、开关S 和电源用导线连接起来 后，将一金属套环置于线圈L 上，且使铁芯穿过套环．闭合开关S 的瞬间， 套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复试 验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套 环未动的原因可能是( )A ．线圈接在了直流电源上B ．电源电压过高C ．所选线圈的匝数过多D ．所用套环的材料与老师的不同解析 当闭合S 瞬间，线圈L 内产生的磁场B 及磁通量的变化率ΔΦΔt，随电 压及线圈匝数增加而增大，如果套环是金属材料又闭合，由楞次定律可知，环内会产生感应电流I 及磁场B ′，环会受到向上的安培力F ，当F ＞mg 时， 环跳起，ΔΦΔt 越大，环电阻越小，F 越大．如果环越轻，跳起效果越好，所 以选项B 、C 错误；如果套环换用电阻大密度大的材料，I 减小F 减小，mg 增大，套环可能无法跳起，选项D 正确；如果使用交流电，S 闭合后，套环 受到的安培力大小及方向(上、下)周期性变化，S 闭合瞬间，F 大小、方向都 不确定，直流电效果会更好，选项A 错误．答案 D考点二 法拉第电磁感应定律 自感和涡流1．(2015·新课标全国Ⅱ，15，6分)(难度★★★)如图，直角三角形金属框abc 放置的匀强磁场中,磁感应强度大小为B ，方向平行于ab 边向上．当金属框绕 ab 边以角速度ω逆时针转动时，a 、b 、c 三点的电势分别为U a 、U b 、U c .已 知bc 边的长度为l .下列判断正确的是( )A ．U a ＞U c ，金属框中无电流B ．U b ＞U c ，金属框中电流方向沿abcaC ．U bc ＝－12Bl 2ω，金属框中无电流D ．U bc ＝12Bl 2ω，金属框中电流方向沿acba解析 金属框绕ab 边转动时，闭合回路abc 中的磁通量始终为零(即不变)， 所以金属框中无电流．金属框在逆时针转动时，bc 边和ac 边均切割磁感线， 由右手定则可知φb ＜φc ，φa ＜φc ，所以根据E ＝Blv 可知，U bc ＝U ac ＝－Blv ＝－Bl 0＋ωl 2＝－12Bl 2ω.由以上分析可知选项C 正确．答案 C2．(2015·重庆理综，4,6分)(难度★★)图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n ，面积为S .若在t 1到t 2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线 向右穿过线圈,其磁感应强度大小由B 1均匀增加到B 2，则该段时间线圈两端 a 和b 之间的电势差φa －φb ( )A ．恒为nS （B 2－B 1）t 2－t 1B ．从0均匀变化到nS （B 2－B 1）t 2－t 1C ．恒为－nS （B 2－B 1）t 2－t 1D ．从0均匀变化到－nS （B 2－B 1）t 2－t 1解析 由于磁感应强度均匀增大,故φa －φb 为定值，由楞次定律可得φa <φb ， 故由法拉第电磁感应定律得φa －φb ＝－nS （B 2－B 1）t 2－t 1，故C 项正确．答案 C3．(2015·山东理综，17,6分)(难度★★★)(多选)如图，一均匀金属圆盘绕通过其 圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动．现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强 磁场，圆盘开始减速．在圆盘减速过程中，以下说法正确的是( )A ．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B ．所加磁场越强越易使圆盘停止转动C ．若所加磁场反向，圆盘将加速转动D ．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动解析 由右手定则可知，处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高，选项 A 正确;根据E ＝BLv 可知所加磁场越强，则感应电动势越大，感应电流越大， 产生的阻碍圆盘转动的安培力越大，则圆盘越容易停止转动，选项B 正确；若加反向磁场，根据楞次定律可知安培力阻碍圆盘的转动，故圆盘仍减速转 动，选项C 错误；若所加磁场穿过整个圆盘，则圆盘中无感应电流，不产生 安培力，圆盘匀速转动，选项D 正确．答案 ABD4. (2015·海南单科，2，3分)(难度★★)如图，空间有一匀强磁场，一直金属棒与 磁感应强度方向垂直，当它以速度v 沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动 时,棒两端的感应电动势大小为ε，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向 以速度v 运动时，棒两端的感应电动势大小为ε′.则ε′ε等于( )A.12B.22C ．1D. 2解析 设折弯前导体切割磁感线的长度为L ,ε＝BLv ;折弯后,导体切割磁 感线的有效长度为L ′＝⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22＋⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22＝22L ,故产生的感应电动势为ε′＝BL ′ v ＝B ·22Lv ＝22ε，所以ε′ε＝22，B 正确．答案 B5．(2014·新课标全国Ⅰ,18，6分)(难度★★★)如图(a)，线圈ab 、cd 绕在同一软 铁芯上．在ab 线圈中通以变化的电流．用示波器测得线圈cd 间电压如图(b) 所示.已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab 中 电流随时间变化关系的图中，可能正确的是( )解析 通电线圈中产生的磁场B ＝kI (k 为比例系数)；在另一线圈中的磁通量 Φ＝BS＝kIS ，由法拉第电磁感应定律可知，在另一线圈中产生的感应电动势 E ＝n ΔΦΔt,由图(b)可知，|U cd |不变，则|ΔΦΔt |不变，故|ΔIΔt |不变，故选项C 正 确．答案 C6．(2014·江苏单科，1，3分)(难度★★)如图所示，一正方形线圈的匝数为n ，边 长为a ，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中．在Δt 时间内，磁感 应强度的方向不变,大小由B 均匀地增大到2B .在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )A.Ba 22ΔtB.nBa 22ΔtC.nBa 2ΔtD.2nBa 2Δt解析 由法拉第电磁感应定律知线圈中产生的感应电动势E ＝n ΔΦΔt＝nΔBΔt·S ＝n 2B －B Δt ·a 22，得E ＝nBa 22Δt ，选项B 正确．答案 B7．(2013·北京理综，17，6分)(难度★★)如图所示，在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速 滑动，MN 中产生的感应电动势为E 1；若磁感应强度增为2B ，其他条件不变， MN 中产生的感应电动势变为E 2.则通过电阻R 的电流方向及E 1与E 2之比 E 1∶E 2分别为( )A ．c →a ，2∶1B ．a →c ，2∶1C ．a →c ，1∶2D ．c →a ，1∶2解析 金属棒MN 向右切割磁感线，产生感应电动势，由安培定则可知，电 阻中电流方向为a →c .E 1＝BLv ，E 2＝2BLv ，所以E 1∶E 2＝1∶2.综上所述，C 正确．答案 C8．(2012·课标全国，19，6分)(难度★★★)如图所示，均匀磁场中有一由半圆弧 及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于 半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框转动半 周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率ΔBΔt的大小应为( )A.4ωB 0πB.2ωB 0πC.ωB 0πD.ωB 02π解析 设圆的半径为r ，当其绕过圆心O 的轴匀速转动时，圆弧部分不切割 磁感线，不产生感应电动势，而在转过半周的过程中仅有一半直径在磁场中，产生的感应电动势为E ＝B 0rv ＝B 0r ·r ω2＝12B 0r 2ω；当线框不动时，E ′＝ ΔB Δt ·πr22.由闭合电路欧姆定律得I ＝ER，要使I ＝I ′必须使E ＝E ′，可得C 正 确．答案 C9．(2015·广东理综,35，18分)(难度★★★)如图(a)所示，平行长直金属导轨水平 放置，间距L ＝0.4 m ，导轨右端接有阻值R ＝1 Ω的电阻，导体棒垂直放置 在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域abcd 内有方向竖直向下的匀强磁场，bd 连线与导轨垂直，长度也为L ，从0时刻 开始，磁感应强度B 的大小随时间t 变化，规律如图(b)所示；同一时刻，棒 从导轨左端开始向右匀速运动,1 s 后刚好进入磁场，若使棒在导轨上始终以速度v ＝1 m/s 做直线运动，求：(1)棒进入磁场前，回路中的电动势E ；(2)棒在运动过程中受到的最大安培力F ，以及棒通过三角形abd 区域时电流 i 与时间t 的关系式．解析 (1)棒进入磁场前E ＝ΔΦΔt ＝S ·ΔBΔt①由几何关系得S ＝12L 2②由题图知ΔBΔt ＝0.5 T/S ③联立①②③解得E ＝0.04 V ④(2)棒在bd 位置时E 最大E m ＝BLv ⑤ I m ＝E mR ⑥F 安＝BI m L ⑦代入得F 安＝B 2L 2vR＝0.04 N ，方向向左⑧在abd 区域，t 时刻有效长度L ′＝v ×(t －1)×2＝2v (t －1)⑨ E ′＝BL ′v ⑩i ＝E ′R ＝BL ′v R＝(t －1)A (1 s ＜t ＜1.2 s)⑪答案 (1)0.04 V (2)0.04 N ， 方向向左i ＝(t －1)A (1 s ＜t ＜1.2 s)10．(2014·新课标全国Ⅱ,25，19分)(难度★★★★)半径分别为r 和2r 的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r 、质量为m 且质量分布均匀的直导体 捧AB 置于圆导轨上面，BA 的延长线通过圆导轨中心O ，装置的俯视图如图 所示．整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B ，方向竖直向下．在 内圆导轨的C 点和外圆导轨的D 点之间接有一阻值为R 的电阻(图中未画 出)．直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O 逆时针匀速转动，在转动 过程中始终与导轨保持良好接触．设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略．重力加速度大小为g .求(1)通过电阻R 的感应电流的方向和大小； (2)外力的功率．解析 (1)解法一 在Δt 时间内，导体棒扫过的面积为 ΔS ＝12ωΔt [(2r )2－r 2]①根据法拉第电磁感应定律，导体棒上感应电动势的大小为E ＝B ΔS Δt②根据右手定则，感应电流的方向是从B 端流向A 端．因此，通过电阻R 的感 应电流的方向是从C 端流向D 端.由欧姆定律可知，通过电阻R 的感应电流 的大小I 满足I ＝E R③联立①②③式得I ＝3ωBr 22R④解法二 E ＝Brv ＝Br ωr ＋ω·2r 2＝32Br 2ωI ＝E R ＝3Br 2ω2R由右手定则判得通过R 的感应电流从C →D解法三 取Δt ＝TE ＝B ·ΔS Δt ＝B （π·4r 2－π·r 2）2πω＝32Br 2ωI ＝E R ＝3Br 2ω2R由右手定则判得通过R 的感应电流从C →D(2)解法一 在竖直方向有mg －2F N ＝0⑤式中，由于质量分布均匀，内、外圆导轨对导体棒的支持力大小相等，其值 为F N .两导轨对运行的导体棒的滑动摩擦力均为F f ＝μF N ⑥在Δt 时间内，导体棒在内、外圆导轨上扫过的弧长分别为l 1＝r ωΔt ⑦和l 2＝2r ωΔt ⑧克服摩擦力做的总功为WF f ＝F f (l 1＋l 2)⑨在Δt 时间内，消耗在电阻R 上的功为W R ＝I 2R Δt ⑩根据能量转化和守恒定律知，外力在Δt 时间内做的功为W ＝WF f ＋W R ⑪外力的功率为P ＝WΔt⑫由④至⑫式得P ＝32μmg ωr ＋9ω2B 2r 44R ⑬解法二 由能量守恒P ＝P R ＋PF f在竖直方向2F N ＝mg ，则F N ＝12mg ，得F f ＝μF N ＝12μmgPF f ＝12μmg ωr ＋12μmg ·ω·2r ＝32μmg ωrP R ＝I 2R ＝9B 2r 4ω24R所以P ＝32μmg ωr ＋9B 2ω2r44R.答案 (1)3ωBr22R方向：由C 端到D 端(2)32μmg ωr ＋9ω2B 2r 44R11．(2014·浙江理综，24，20分)(难度★★★)某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示．一个半径为R ＝0.1 m 的圆形金属导轨固定在竖直平面上， 一根长为R 的金属棒OA, A 端与导轨接触良好，O 端固定在圆心处的转轴 上．转轴的左端有一个半径为r ＝R /3的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转 动．圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m ＝0.5 kg 的铝块．在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度B ＝0.5 T.a 点与导轨相连,b 点通过电刷与O 端相连．测量a 、b 两点间的电势差U 可算 得铝块速度．铝块由静止释放，下落h ＝0.3 m 时，测得U ＝ 0.15 V ．(细线 与圆盘间没有相对滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加 速度g ＝10 m/s 2)(1)测U 时，与a 点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？ (2)求此时铝块的速度大小；(3)求此下落过程中铝块机械能的损失．解析 (1)由右手定则知，金属棒产生的感应电动势的方向由O →A ，故A 端 电势高于O 端电势，与a 点相接的是电压表的“正极”．(2)由电磁感应定律得U ＝E ＝ΔΦΔt① ΔΦ＝12BR 2Δθ②又Δθ＝ωΔt ③ 由①②③得：U ＝12B ωR 2又v ＝r ω＝13ωR所以v ＝2U3BR＝2 m/s(3)ΔE ＝mgh －12mv 2ΔE ＝0.5 J答案 (1)正极 (2)2 m/s (3)0.5 J考点三 电磁感应中的图象问题1．(2015·山东理综，19，6分)(难度★★)如图甲，R 0为定值电阻，两金属圆环固 定在同一绝缘平面内．左端连接在一周期为T 0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R 0的电流i 始终向左，其大小按图乙所示规律变化．规定内圆 环a 端电势高于b 端时，a 、b 间的电压u ab 为正，下列u ab t 图象可能正确的是( )解析 在第一个0.25T 0时间内，通过大圆环的电流为瞬时针逐渐增加，由楞 次定律和右手螺旋定则可判断内环内a 端电势高于b 端，因电流的变化率逐 渐减小,故内环的电动势逐渐减小；同理在第0.25 T 0～0.5 T 0时间内，通过大圆环的电流为瞬时针逐渐减小，由楞次定律和右手螺旋定则可判断内环的a 端电势低于b 端，因电流的变化率逐渐变大故内环的电动势逐渐变大，故选 项C 正确．答案 C2．(2013·全国大纲卷，17，6分)(难度★★)纸面内两个半径均为R 的圆相切于O点，两圆形区域内分别存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方 向相反,且不随时间变化．一长为2R 的导体杆OA 绕过O 点且垂直于纸面的 轴顺时针匀速旋转,角速度为ω，t ＝0时，OA 恰好位于两圆的公切线上，如 图所示．若选取从O 指向A 的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是( )解析 导体杆OA 绕过O 点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，在转过180° 的过程中，切割磁感线的导体棒长度先不均匀增大后减小，由右手定则可判 断出感应电动势的方向为由O 指向A 为正，所以下列描述导体杆中感应电动 势随时间变化的图象可能正确的是C.答案 C3．(2013·新课标全国Ⅱ，16，6分)(难度★★★)如图，在光滑水平桌面上有一边 长为L 、电阻为R 的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为d (d ＞L )的条形 匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下．导线 框以某一初速度向右运动．t ＝0时导线框的右边恰好与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域．下列v －t 图象中，可能正确描述上述过程 的是( )解析 进入阶段,导线框受到的安培力F 安＝BIL ＝B 2L 2vR，方向向左，所以导 线框速度减小，安培力减小，所以进入阶段导线框做的是加速度减小的减速 运动．全部进入之后，磁通量不变化，根据楞次定律，电路中没有感应电流，速度不变．出磁场阶段，导线框受到的安培力F 安＝BIL ＝B 2L 2vR，方向向左．所以导线框速度减小，安培力减小，所以出磁场阶段导体框做的是加速度减小 的减速运动．综上所述，D 正确．答案 D4．(2013·浙江理综，15)(难度★★)磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同 的磁化区，刷卡器中有检测线圈．当以速度v 0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E －t 关系如图所示.如果只将刷卡速度改为v 02，线圈中的E －t 关系 图可能是( )解析 从Et 图象可以看出，刷卡速度为v 0时，产生感应电动势的最大值为 E 0，所用时间为t 0；当刷卡速度变为v 02时，根据E ＝Blv 可知，此时产生感应 电动势的最大值E ＝E 02，由于刷卡器及卡的长度未变，故刷卡时间变为2t 0， 故选项D 正确．答案 D5．(2013·福建理综,18分)(难度★★★)如图，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方， 由不同高度静止释放，用t 1、t 2分别表示线框ab 边和cd 边刚进入磁场的时 刻．线框下落过程形状不变，ab 边始终保持与磁场水平边界线OO ′平行，线 框平面与磁场方向垂直．设OO ′下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下 列哪一个图象不可能反映线框下落过程中速度v 随时间t 变化的规律( )解析 ab 边在进入磁场时所受的安培力F ＝BIL ＝B BLv R ·L ＝B 2L 2v R ，当F ＝ B 2L 2vR＝mg时，匀速进入，D 正确；当F ＞mg 时线框减速，加速度a ＝F －mgm＝B 2L 2v mR－g ，v 减小，则a 减小，v-t 图线此阶段斜率最小，A 错误、B 正确；当F ＜mg 时线框加速，加速度a＝mg －F m ＝g －B 2L 2vmR，v 增大，则a 减小，C正确．所以选A.答案 A6．(2012·新课标全国卷，20，6分)(难度★★★)如图所示，一载流长直导线和一 矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行.已知在t ＝0到t ＝t 1的时间间隔内，直导线中电流i 发生某种变化，而 线框中的感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、 后水平向右．设电流i 正方向与图中箭头所示方向相同，则i 随时间t 变化的图线可能是( )解析 线框中的感应电流沿顺时针方向，由楞次定律可知，直导线中电流向 上减弱或向下增强，所以首先将B 、D 排除掉．又知线框所受安培力先水平 向左、后水平向右，即线框先靠近导线，后远离导线，根据楞次定律可知， 电流先减小后增大，C 明显也不对，所以仅有A 正确．答案 A7．(2014·安徽理综,23，16分)(难度★★★★)如图1所示，匀强磁场的磁感应强度B 为0.5 T ，其方向垂直于倾角θ为30°的斜面向上．绝缘斜面上固定有 “∧” 形状的光滑金属导轨MPN (电阻忽略不计)，MP 和NP 长度均为2.5 m ， MN 连线水平，长为3 m ．以MN 中点O 为原点、OP 为x 轴建立一维坐标系Ox .一根粗细均匀的金属杆CD ,长度d 为3 m 、质量m 为1 kg 、电阻R 为0.3 Ω，在拉力F 的作用下，从MN 处以恒定速度v ＝1 m/s 在导轨上沿x 轴 正向运动(金属杆与导轨接触良好)．g 取10 m/s 2.(1)求金属杆CD 运动过程中产生的感应电动势E 及运动到x ＝0.8 m 处电势 差U CD ；(2)推导金属杆CD 从MN 处运动到P 点过程中拉力F 与位置坐标x 的关系式， 并在图2中画出F －x 关系图象； (3)求金属杆CD 从MN 处运动到P 点的全过程产生的焦耳热．解析 (1)金属杆CD 在匀速运动中产生的感应电动势E ＝Blv (l ＝d )，解得E ＝1.5 V(D 点电势高)当x ＝0.8 m 时，金属杆在导轨间的电势差为零．设此时杆在导轨外的长度为 l 外，则l 外＝d －OP －xOPd ，OP ＝MP 2－（MN2）2，得l 外＝1.2 m由楞次定律判断D 点电势高，故C 、D 两端电势差U CD ＝－Bl 外v ，即U CD ＝－0.6 V.(2)杆在导轨间的长度l 与位置x 关系是l ＝OP －x OP d ＝3－32x 对应的电阻R l 为R l ＝ld R ，电流I ＝Blv R l杆受的安培力F 安＝BIl ＝7.5－3.75x根据平衡条件得F ＝F 安＋mg sin θF ＝12.5－3.75x (0≤x ≤2)画出的F-x 图象如图所示(3)外力F 所做的功W F 等于F-x 图线下所围的面积，即W F ＝5＋12.52×2 J ＝17.5 J 而杆的重力势能增加量ΔE p ＝mgOP sin θ＝10 J故全过程产生的焦耳热Q ＝W F －ΔE p ＝7.5 J答案 见解析考点四 电磁感应的综合问题1．(2015·安徽理综，19，6分)(难度★★★)如图所示，abcd 为水平放置的平行“”形光滑金属导轨,间距为l ，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强 度大小为B ，导轨电阻不计．已知金属杆MN 倾斜放置，与导轨成θ角，单 位长度的电阻为r ,保持金属杆以速度v 沿平行于cd 的方向滑动(金属杆滑动 过程中与导轨接触良好)．则( )A ．电路中感应电动势的大小为Blvsin θB ．电路中感应电流的大小为Bv sin θrC ．金属杆所受安培力的大小为B 2lv sin θrD ．金属杆的发热功率为B 2lv 2r sin θ解析 电路中的感应电动势E ＝Blv ，感应电流I ＝E R＝E lsin θr＝Bv sin θr故A 错误，B 正确；金属杆所受安培力大小F ＝BI lsin θ＝B 2lvr，故C 错误；金属杆的发热功率P ＝I 2R ＝I 2lsin θ r ＝B 2lv 2sin θr，故D 错误．答案 B2. (2015·福建理综，18，6分)(难度★★★)如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R 的金属条制成的矩形线框abcd ，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B 中．一接入电路电阻为R 的导体棒PQ ，在水平拉力作用下沿ab 、dc 以速度v 匀速滑动，滑动过程PQ 始终与ab 垂直，且与线框接触良好，不计 摩擦．在PQ 从靠近ad 处向bc 滑动的过程中( )A ．PQ 中电流先增大后减小。
电磁感应历届高考题
1 1995-2005年电磁感应高考试题1. (95)两根相距d=0.20米的平行金属长导轨固定在同一水平面内,并处于竖直方向的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.2特,导轨上面横放着两条金属细杆,构成矩形回路,每条金属细杆的电阻为r=0.25欧,回路中其余部分的电阻可不计.已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移,速度大小都是v=5.0米/秒,如图13所示.不计导轨上的摩擦.(1)求作用于每条金属细杆的拉力的大小.(2)求两金属细杆在间距增加0.40米的滑动过程中共产生的热量.2. (96)一平面线圈用细杆悬于P 点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。
已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向分别为( )。
位置Ⅰ 位置Ⅱ(A)逆时针方向 逆时针方向(B)逆时针方向 顺时针方向(C)顺时针方向 顺时针方向(D)顺时针方向 逆时针方向3. (96)右图中abcd 为一边长为l 、具有质量的刚性导线框，位于水平面内，bc 边中串接有电阻R ，导线的电阻不计。
虚线表示一匀强磁场区域的边界，它与线框的ab 边平行。
磁场区域的宽度为2l ，磁感应强度为B ，方向竖直向下。
线框在一垂直于ab 边的水平恒定拉力作用下，沿光滑水平面运动，直到通过磁场区域。
已知ab 边刚进入磁场时，线框便变为匀速运动，此时通过电阻R 的电流的大小为i 0，试在右图的i －x 坐标上定性画出:从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，流过电阻R 的电流i 的大小随ab 边的位置坐标x 变化的曲线。
4．(98上海)如图所示，在一固定的圆柱形磁铁的N 极附近置一水平线圈abcd ，磁铁轴线与线圈水平中心线xx′轴重合。
下列说法正 a d x x ′确的是A．当线圈刚沿xx′轴向右平移时，线圈中有感应电流，方向为abcdaB．当线圈刚绕xx′轴转动时（ad向外，bc向里），线圈中有感应电流，方向为abcda C．当线圈刚沿垂直纸面方向向外平移时，线圈中有感应电流，方向为adcbaD．当线圈刚绕yy′轴转动时（ab向里，cd向外），线圈中有感应电流，方向为abcda 5．(98上海)将一个矩形金属线框折成直角框架abcdefa，置于倾角为α37°的斜面上，ab 与斜面的底线MN平行，如图所示。
5年高考(2016-2020)1年模拟全国III卷物理试题分项解析专题12 电磁感应(解析版)
5年高考1年模拟全国III卷物理试题分项解析
专题12 电磁感应
一、全国III卷：（2020年和2021年使用III卷的省份没有发生变化）
2020届高考：云南、广西、贵州、四川、西藏
2021届高考：云南、贵州、四川、广西、西藏
二、2016-2020年全国III卷分布情况概况：
考点年份题号题型分数电磁感应
202014/24选择题/计算题6分/12分
201914/19选择题/选择题6分/6分
201820选择题6分
201715选择题6分
201621/25选择题/计算题6分/20分
三、2016-2020年全国III卷试题赏析：
1、（2020·全国III卷·T14）如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。
圆环初始时静止。
将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（）
A. 拨至M端或N端，圆环都向左运动
B. 拨至M端或N端，圆环都向右运动。
2016-2020五年高考物理试题分类汇总-电场和磁场(原卷版)
虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设 M 点和 N 点的电势分别为
，粒子在 M 和 N
时加速度大小分别为
，速度大小分别为
，电势能分别为
。下列判断正确的是
A.
B.
C.
D.
4. （2018 年全国Ⅰ卷）如图，
三个固定的带电小球 a、b 和 c，相互间的距离分别为 ab=5 cm，bc=3 cm，ca=4 cm。小球 c 所受库仑力的合
【2018 年】 1. （2018 年江苏卷）如图所示，水平金属板 A、B 分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态．现 将 B 板右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴（ ）
A. 仍然保持静止 B. 竖直向下运动 C. 向左下方运动 D. 向右下方运动 2 （2018 年北京卷）研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列 说法正确的是
a
3．（2019·江苏卷）如图所示，在光滑的水平桌面上，a和b是两条固定的平行长直导线，通过的电流强 度相等． 矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在a、b产生的磁场作用下静止．则a、 b的电流方向可能是
A．均向左 B．均向右 C．a的向左，b的向右
D．a的向右，b的向左 4．（2019·浙江选考）电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示。两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和 Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上。当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零。下列说法正确 的是
A．a点和b点的电势相等 B．a点和b点的电场强度大小相等 C．a点和b点的电场强度方向相同 D．将负电荷从a点移到b点，电势能增加 4．（2019·北京卷）如图所示，a、b两点位于以负点电荷–Q（Q>0）为球心的球面上，c点在球面外， 则
高考物理复习 五年真题分类汇编 第九章 电磁感
拾躲市安息阳光实验学校第九章电磁感应高考题精选1. （2013全国新课标理综II第16题）如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d（d>L）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。
导线框以某一初速度向右运动。
t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。
下列v--t图象中，可能正确描述上述过程的是【解题思路】由于导线框闭合，导线框以某一初速度向右运动，导线框右侧边开始进入磁场时，切割磁感线产生感应电动势和感应电流，右侧边受到安培力作用，做减速运动；导线框完全进入磁场中，导线框中磁通量不变，不产生感应电流，导线框不受安培力作用，做匀速运动；导线框右侧边开始出磁场时，左侧边切割磁感线产生感应电动势和感应电流，左侧边受到安培力作用，导线框做减速运动；所以可能正确描述运动过程的速度图象是D。
答案：D2. （2013全国新课标理综1第17题）如图.在水平面(纸面)内有三报相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨。
空间存在垂直于纸面的均匀磁场。
用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。
下列关于回路中电流i与时间t的关系图线.可能正确的是解析：设“V”字型导轨夹角为2θ，均匀金属棒单位长度电阻为r，MN向右以速度v匀速运动，则t时刻切割磁感线的金属棒长度为L=2vttanθ，金属棒t 时刻切割磁感线产生的感应电动势E=BLv=2B v2ttanθ，回路电阻R=(2vt/cos θ+2vttanθ)r，回路中电流i=E/R= Bvtanθ/(1/cosθ+tanθ)r，与时间t无关，所以回路中电流i与时间t的关系图线.可能正确的是A。
答案：A3．（2013高考浙江理综第15题）磁卡的词条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈，当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势。
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2016-2020五年高考物理试题分类汇总-电磁感应（原卷版）【2020年】1.如图，U 形光滑金属框abcd 置于水平绝缘平台上，ab 和dc 边平行，和bc 边垂直。
ab 、dc 足够长，整个金属框电阻可忽略。
一根具有一定电阻的导体棒MN 置于金属框上，用水平恒力F 向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN 与金属框保持良好接触，且与bc 边保持平行。
经过一段时间后（ ）A. 金属框的速度大小趋于恒定值B. 金属框的加速度大小趋于恒定值C. 导体棒所受安培力的大小趋于恒定值D. 导体棒到金属框bc 边的距离趋于恒定值2.（2020·新课标Ⅲ）如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。
圆环初始时静止。
将图中开关S 由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（ ）A. 拨至M 端或N 端，圆环都向左运动B. 拨至M 端或N 端，圆环都向右运动C. 拨至M 端时圆环向左运动，拨至N 端时向右运动D. 拨至M 端时圆环向右运动，拨至N 端时向左运动3.（2020·浙江卷）特高压直流输电是国家重点能源工程。
如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流1I 和2I ，12I I 。
a 、b 、c 三点连线与两根导线等高并垂直，b 点位于两根导线间的中点，a 、c 两点与b 点距离相等，d 点位于b 点正下方。
不考虑地磁场的影响，则（ ）A. b 点处的磁感应强度大小为0B. d 点处的磁感应强度大小为0C. a 点处的磁感应强度方向竖直向下D. c 点处的磁感应强度方向竖直向下4.（2020·浙江卷）如图所示，固定在水平面上的半径为r 的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场。
长为l 的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO '上，随轴以角速度ω匀速转动。
在圆环的A 点和电刷间接有阻值为R 的电阻和电容为C 、板间距为d 的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。
已知重力加速度为g ，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（ ）A. 棒产生的电动势为212Bl ω B. 微粒的电荷量与质量之比为22gdBr ωC. 电阻消耗的电功率为242B r RπωD. 电容器所带的电荷量为2CBr ω5.（2020·江苏卷）如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B 1和B 2大小相等、方向相反。
金属圆环的直径与两磁场的边界重合。
下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（ ）A .同时增大B 1减小B 2B. 同时减小B 1增大B 2C. 同时以相同的变化率增大B 1和B 2D. 同时以相同的变化率减小B 1和B 2【2019年】1．（2019·新课标全国Ⅰ卷）空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a ）中虚线MN 所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ，将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内，圆心O 在MN 上。
t =0时磁感应强度的方向如图（a ）所示。
磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图（b ）所示，则在t =0到t =t 1的时间间隔内（ ）A ．圆环所受安培力的方向始终不变B ．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C ．圆环中的感应电流大小为004B rStD ．圆环中的感应电动势大小为200π4B r t 2．（2019·新课标全国Ⅱ卷）如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为θ，导轨电阻忽略不计。
虚线ab 、cd 均与导轨垂直，在ab 与cd 之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。
将两根相同的导体棒PQ 、MN 先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好。
已知PQ 进入磁场时加速度变小恰好为零，从PQ 进入磁场开始计时，到MN 离开磁场区域为止，流过PQ 的电流随时间变化的图像可能正确的是（ ）3．（2019·新课标全国Ⅲ卷）楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现（ ）A ．电阻定律B ．库仑定律C ．欧姆定律D ．能量守恒定律4．（2019·新课标全国Ⅲ卷）如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab 、cd 静止在导轨上。
t =0时，棒ab 以初速度v 0向右滑动。
运动过程中，ab 、cd 始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v 1、v 2表示，回路中的电流用I 表示。
下列图像中可能正确的是（ ）5．（2019·天津卷）单匝闭合矩形线框电阻为R ，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间t 的关系图像如图所示。
下列说法正确的是（ ）A ．2T 时刻线框平面与中性面垂直B ．线框的感应电动势有效值为mTΦC ．线框转一周外力所做的功为22m 2πRTΦD ．从0t =到4T t =过程中线框的平均感应电动势为m πT Φ【2018年】1.（2018年全国Ⅰ卷）如图，导体轨道OPQS 固定，其中PQS 是半圆弧，Q 为半圆弧的中心，O 为圆心。
轨道的电阻忽略不计。
OM 是有一定电阻。
可绕O 转动的金属杆。
M 端位于PQS 上，OM 与轨道接触良好。
空间存在半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B ，现使OQ 位置以恒定的角速度逆时针转到OS 位置并固定（过程Ⅰ）；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B 增加到B'（过程Ⅱ）。
在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM 的电荷量相等，则等于（ ）A. B. C. D. 22.（2018年全国Ⅰ卷）如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。
将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。
下列说法正确的是（ ）A. 开关闭合后的瞬间，小磁针的N 极朝垂直纸面向里的方向转动B. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N 极指向垂直纸面向里的方向C. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N 极指向垂直纸面向外的方向D. 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动3. （2018年全国II卷）如图，在同一平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。
一边长为的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动，线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是（）A.B.C.D. 4.（2018年全国Ⅲ卷）如图（a），在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。
导线PQ中通有正弦交流电流i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流的正方向。
导线框R中的感应电动势A. 在时为零B. 在时改变方向C. 在时最大，且沿顺时针方向D. 在时最大，且沿顺时针方向5. （2018年江苏卷）如图所示，竖直放置的形光滑导轨宽为L，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d，磁感应强度为B．质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等．金属杆在导轨间的电阻为R，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g．金属杆（）A. 刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下B. 穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间C. 穿过两磁场产生的总热量为4mgdD. 释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于【2017年】1．【2017·新课标Ⅰ卷】扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。
为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。
无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是2．【2017·新课标Ⅲ卷】如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。
金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。
现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向3．【2017·天津卷】如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。
金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。
现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是A．ab中的感应电流方向由b到aB．ab中的感应电流逐渐减小C．ab所受的安培力保持不变D．ab所受的静摩擦力逐渐减小4．【2017·新课标Ⅱ卷】两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。
边长为0.1 m、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示。
已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场。
线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。
下列说法正确的是A．磁感应强度的大小为0.5 TB．导线框运动速度的大小为0.5 m/sC．磁感应强度的方向垂直于纸面向外D．在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N5．【2017·北京卷】图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。
实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。
下列说法正确的是A．图1中，A1与L1的电阻值相同B．图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C．图2中，变阻器R与L2的电阻值相同D．图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等6．【2017·江苏卷】（15分）如图所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R的电阻．质量为m的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下．当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v．导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：（1）MN刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小l；（2）MN刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a；（3）PQ刚要离开金属杆时，感应电流的功率P．7．【2017·北京卷】（20分）发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的类似性。