2020届高考物理一轮复习专题12电磁感应名校试题汇编
2020届高三第一轮复习单元过关试题电磁感应高中物理
图 2图12020届高三第一轮复习单元过关试题电磁感应高中物理电 磁 感 应一、选择题1.在闭合线圈上方有一条形磁铁自由下落直至穿过线圈过程中,以下讲法中正确的选项是〔 〕A .磁铁下落过程中机械能守恒B .磁铁下落过程中机械能增加C .磁铁下落过程中机械能减少D .线圈中增加的内能是由磁铁减少的机械能转化而来的2.有一闭合矩形线框由静止开始下落,下落过程中线框始终保持在竖直平面内且上下边水平,匀强磁场水平且垂直于线框平面,当线框的下边进入磁场,而上边尚未进入磁场的过程中,不计空气阻力。
线框不可能做〔 〕 A .匀速直线运动B .加速度越来越小的加速直线运动C .加速度越来越小的减速直线运动D .匀加速直线运动3.把一个闭合矩形线圈从与其平面垂直的匀强磁场中匀速拉出来。
假设第一次用0.3s 时刻拉出,外力做的功为W 1,通过导线横截面的电量为q 1;第二次用0.9s 时刻拉出,外力做功为W 2,通过导线横截面的电量为q 2,那么〔 〕 A. W 1>W 2,q 1<q 2 B. W 1<W 2,q 1=q 2 C. W 1>W 2,q 1=q 2D. W 1>W 2,q 1>q 24.A 、B 两个闭合电路,穿过A 电路的磁通量由0增加到3×103Wb ,穿过B 电路的磁通量由5×103Wb 增加到6×103Wb 。
那么两个电路中产生的感应电动势E A 和E B 的关系是〔 〕A .E A >EB B .E A =E BC . E A <E BD . 无法确定5.如图1所示,在一根铁捧上绕有绝缘线圈,a 、c 是线圈两端,b 为中间抽头,把a 、b 两点接入一平行金属导轨,在导轨上横放一金属棒,导轨间有如下图的匀强磁场,要使a 、c 两点的电势都高于b 点,那么金属棒沿导轨的运动情形可能是〔 〕 A .向右做匀加速直线运动B .向右做匀减速直线运动C .向左做匀加速直线运动D .向左做匀减速直线运动6.如图2所示,闭合金属圆环从高为h 的曲面左侧自由滚下,又滚上曲面右侧,环平面与运动方向均垂直于非匀强磁场,环在运动过程中摩擦阻力不计,那么〔 〕 A .环滚上曲面右侧的高度等于h图 4图5图 6 图7图3B .环滚入曲面左侧的高度小于hC .运动过程中环内有感应电流D .运动过程中安培力对环一定做负功7.两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的下端接有电阻R ,导轨自身的电阻能够忽略不计。
2020届高考物理题:电磁感应一轮练习(带解析)
2021届高考物理题:电磁感应一轮练习及答案高考:电磁感应一、选择题1、(双选)图所示是研究性学习小组的同学设计的防止电梯坠落的应急安全装置,在电梯轿厢上安装上永久磁铁,电梯的井壁上铺设线圈,能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。
关于该装置,下列说法正确的是()A.当电梯突然坠落时,该安全装置可起到阻碍电梯下落的作用B.当电梯突然坠落时,该安全装置可使电梯停在空中C.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时,闭合线圈A、B中电流方向相同D.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时,闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落2、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3、如图所示,一个N极朝下的条形磁铁竖直下落,恰能穿过水平放置的固定矩形导线框,则()A.磁铁经过位置①时,线框中感应电流沿abcd方向;经过位置②时,沿adcb 方向B.磁铁经过位置①时,线框中感应电流沿adcb方向;经过位置②时,沿abcd 方向C.磁铁经过位置①和②时,线框中的感应电流都沿abcd方向D.磁铁经过位置①和②时,线框中感应电流都沿adcb方向4、如图所示,灯泡A、B与定值电阻的阻值均为R,L是自感系数较大的线圈,当S1闭合、S2断开且电路稳定时,A、B两灯亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开,下列说法中正确的是()A.B灯立即熄灭B.A灯将比原来更亮一下后熄灭C.有电流通过B灯,方向为c→dD.有电流通过A灯,方向为b→a5、(多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。
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()A.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6、(多选)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有三条水平虚线l1、l2、l3,它们之间的区域Ⅰ、Ⅱ宽度均为d,两区域分别存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,一个质量为m、边长为d、总电阻为R的正方形导线框,从l1上方一定高度处由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越过l1进入磁场Ⅰ时,恰好以速度v1做匀速直线运动;当ab边在越过l2运动到l3之前的某个时刻,线框又开始以速度v2做匀速直线运动,重力加速度为g.在线框从释放到穿出磁场的过程中,下列说法正确的是()A.线框中感应电流的方向不变B.线框ab边从l1运动到l2所用时间大于从l2运动到l3所用时间C.线框以速度v2做匀速直线运动时,发热功率为m2g2R4B2d2sin2θD.线框从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,减少的机械能ΔE机与重力做功W G的关系式是ΔE机=W G+12m v21-12m v227、如图所示,均匀金属圆环的总电阻为4R,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过圆环。
精选12 电磁感应(解析版)-2020年高考物理108所名校押题精选
感应电流为顺时针。根据楞次定律可知,感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化,感应电流的
磁场要阻碍磁通量的变化,则线框将向阻碍磁通量增加方向运动。因此线框会向右运动,说
明线框整体受力方向为向右。故 ACD 错误,B 正确。
故选 B。
6.(2020 浙江省绍兴市选考)如图所示是动圈式麦克风的示意简图,磁铁固定在适当的位
A.封口材料可用普通塑料来代替铝箔 B.该封口机可用干电池作为电源以方便携带 C.封口过程中温度过高,可适当减小所通电流的频率来解决 D.该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口但不适用于金属容器 【答案】CD 【解析】AB.由于封口机利用了电磁感应原理,故封口材料必须是金属类材料,而且电源必 修是交流电,故 A、B 错误; C.减小内置线圈中所通过电流的频率可以降低封口过程中产生的热量,即控制温度,故 C 正确; D.封口材料应是金属类材料,但对应被封口的容器不能是金属,否则同样被熔化,只能是玻 璃、塑料等材质,故 D 正确。 3.如图所示,长为 L 的通电指导体棒放在光滑水平绝缘轨道上,劲度系数为 k 的水平轻弹 簧一端固定,另一端拴在棒的中点,且与棒垂直,整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度 为 B 的匀强磁场中,弹簧伸长 x,棒处于静止状态。则
A.导体棒中的电流方向从 b 流向 a
B.导体棒中的电流大小为 kx BL
C.若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度,x 变大 D.若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度,x 变大 【答案】B 【解析】A.由于弹簧伸长,则安培力方向水平向右;由左手定则可得,导体棒中的电流方 向从 a 流向 b,故 A 错误。
且速度方向垂直纸面向外,速度大小为 v,电子电量为 e,则该电子所受磁场力
A.方向与 y 轴正方向成 45°角,大小为 3 2kIve 2a
2020-2021学年高考物理一轮复习电磁感应练习试题及答案
2020-2021 学年高三物理一轮复习练习卷:电磁感应一、单选题1.如图,ab 是水平面上一个圆的直径,在过ab 的竖直平面内有一根通电导线cd。
已知cd 平行于ab,当cd 竖直向上平移时,电流的磁场穿过圆面积的磁通量将()A.逐渐增大B.逐渐减小C.始终为零D.不为零,但保持不变2.如图所示,1831 年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A 线圈与电源、滑动变阻器R 组成一个回路,B 线圈与开关S、电流表G 组成另一个回路.通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流的条件.关于该实验下列说法正确的是()A.闭合开关S 的瞬间,电流表G 中有a→ b的感应电流B.闭合开关S 的瞬间,电流表G 中有b→ a的感应电流C.闭合开关S,滑动变阻器的滑片向左滑的过程中,电流表G 中有a→ b的感应电流D.闭合开关S,滑动变阻器的滑片向左滑的过程中,电流表G 中有b→ a的感应电流3.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4.如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd,在细长磁铁的N 极附近竖直下落,保持bc 边在纸外,ad 边在纸内,从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在这个过程中,线圈中感应电流A.沿abcd 流动B.沿dcba 流动C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd 流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba 流动D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba 流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd 流动5.如图,圆环形导体线圈a 平放在水平桌面上,在a 的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路,若将滑动变阻器的滑片P 向下滑动,下列说法正确的是()A.线圈a 中将产生俯视顺时针方向的感应电流B.穿过线圈a 的磁通量变小C.线圈a 有收缩的趋势D.线圈a 对水平桌面的压力F N 将减小6.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 t 时间内,磁感应强度的方向不变,大小由 B 均匀的增大到2B.在此过程中,线圈中产生的感应电动势为()Ba2A.2∆tnBa2B.2∆tnBa2C.∆t2nBa2D.∆t7.平行闭合线圈的匝数为n,所围面积为S,总电阻为R,在Δt 时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为ΔΦ,则通过导线某一截面的电荷量为()∆ΦA.R∆ΦB.RnSn∆ΦC.∆tRn∆ΦD.R8.如图,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 l,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E2.则通过电阻R 的电流方向及E1 与E2 之比E l∶E2 分别为A.c→a,2∶1 B.a→c,2∶1 C.a→c,1∶2 D.c→a,1∶29.如图所示,一宽40 cm 的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,一边长为20 cm 的正方形导线框位于纸面内,以垂直于磁场边界的速度v=20 cm/s 匀速通过磁场区域.在运动过程中,线框有一边始终与磁场区域的边界平行,取它刚进入磁场的时刻t=0,正确反映感应电流随时间变化规律的图象是( )A.B.C.D.10.如图所示,两根等高光滑的1/4 圆弧轨道,半径为r、间距为L,轨道电阻不计.在轨道顶端连有一阻值为R 的电阻,整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd 开始,在拉力作用下以初速度v0 向右沿轨道做匀速圆周运动至ab 处,则该过程中()A.通过R 的电流方向为由a→R→bB.通过R 的电流方向为由b→R→aπB2 L2vC.R 上产生的热量为04RπBLrD.流过R 的电量为2R11.用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法。
2020高考物理一轮复习 电磁感应测试题
2020高考物理一轮复习电磁感应测试题1.在电磁感应现象中,下列说法正确的是( D )A.感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反B.闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流C.闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动,一定产生感应电流D.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化2.德国《世界报》报道,个别西方发达国家正在研制电磁脉冲波武器—电磁炸弹。
若某一原始脉冲波功率10千兆瓦,频率5千兆赫兹的电磁炸弹在不到100m的高空爆炸,它将使方圆400~500m2地面范围内电场强度达到每米数千伏,使得电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软件均遭到破坏。
电磁炸弹有如此破坏力的主要原因(A )A.电磁脉冲引起的电磁感应现象B.电磁脉冲产生的动能C.电磁脉冲产生的高温D.电磁脉冲产生的强光3.如图所示,在同一铁心上绕着两个线圈,单刀双掷开关原来接在1位置,现在它从1打向2,试判断此过程中,通过R的电流方向是( C )A.先由P到Q,再由Q到P图B.先由Q到P,再由P到QC.始终是由Q到PD.始终是由P到Q4.平行闭合线圈的匝数为n,所围面积为S,总电阻为R,在t∆时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为∆Φ,则通过导线某一截面的电荷量为(D)。
A .R ∆Φ B .R nS∆ΦC .tR n ∆∆ΦD .R n ∆Φ 5.如图甲所示,在磁感应强度为B 的匀强磁场中有固定的金属框架ABC ,已知∠B=θ,导体棒DE 在框架上从B 点开始在外力作用下,沿垂直DE 方向以速度v 匀速向右平移,使导体棒和框架构成等腰三角形回路。
设框架和导体棒材料相同,其单位长度的电阻均为R ,框架和导体棒均足够长,不计摩擦及接触电阻。
关于回路中的电流I 和电功率P 随时间t 变化的下列四个图像中可能正确的是图乙中的(B )A .①③B .①④C .②③D .②④6.如图所示,一有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B ,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为L ,在磁场区域的左侧相距为L 处,有一边长为L 的正方形导体线框,总电阻为R ,且线框平面与磁场方向垂直。
【2020】最新高考物理专题复习——电磁感应试卷及参考答案
的长方形线圈有一半垂直处在磁感强度为B的当线圈绕ef图 1-例2:匀强磁场区域宽为d,一正方形线框abcd的边长为,且>d,线框以速度v通过磁场区域,如图1-4所示,从线框进入到完全离开磁场的时间内,线框中没有感应电流的时间是( )A.B.C. D.图 1-41流I 减小时(A 环在螺线管中部)( )A .A 环有缩小的趋势B .A 环有扩大的趋势C .螺线管有缩短的趋势D .螺线管有伸长的趋势例7:(08年朝阳一模)如图2-7所示,A 、B 为两个闭合金属环挂在光滑的绝缘杆上,其中A 环固定。
现给A 环中分别通以如下图所示的四种电流,其中能使B 环在0~t1时间内始终具有向右加速度的是( )例8:图2-9为“研究电磁感应现象”的实验装置.(1)将图中所缺的导线补接完整.(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后可能出现的情况有:a .将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将__________.b .原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电 流计指针将________. 三.法拉第电磁感应定律1.在电磁感应现象中产生的电动势叫_____________,产生感应电动势的那部分导体相当于______.注意:当电路闭合时,回路有感应电流;当电路断开时,没有感应电流,但__________依然存在。
2.感应电动势大小的求解:⑴E=______(n 为线圈匝数.本式是确定感应电动势的普遍规律,适用于导体回路.回路不一定闭合)①在中(这里△φ总取绝对值),E 的大小是由______及_________(即磁通量变化的快慢)决定的,与φ或△φ之间无大小上的必然联系.②一般用以求E 在△t 时间内的________,但若是恒定的,则E 是稳恒的. ③若B 随时间变化,S 不变,则________;若S 随时间变化,B 不变,则________;若B 、S 都随时间变化,则______________.⑵E=________,(适用于回路中一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动的情况,B 、ν均与导线 垂直,θ为ν与B 的夹角)①一般用以计算感应电动势的_________.②若导线是曲折的,则是导线的有效切割长度.例1:以下说法中正确的是( )A .只要穿过闭合电路中的磁通量不为零,闭合电路中就一定有感应电流产生图 2-6图 2-8.3-3所示,有一匝接在电容器竖直向上且正在增强,竖直向下且正在增强,竖直向上且正在减弱,,所示,导体棒长为,在垂直纸面向里的匀强磁场中以点为_________.四、电磁感应中的电路问题上向右做切割磁感线的匀速运动,速度大小为v=5m/s,图 3-5例4:(08年崇文一模)如图4-3所示,长度为L=0.2m、电阻r=0.3Ω、质量m=0.1kg的金属棒CD,垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑的金属导轨上,导轨间距离也为L,棒与导轨间接触良好,导轨电阻不计. 导轨左端接有R=0.5Ω的电阻,垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面,磁感应强度B=4T. 现以水平向右的恒定外力F使金属棒右移,当金属棒以v=2m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时,求:(1)电路中理想电流表和理想电压表的示数;(2)拉动金属棒的外力F的大小;(3)若此时撤去外力F,金属棒将逐渐慢下来,最终停止在导轨上.求撤去外力到金属棒停止运动的过程中,在电阻R上产生的电热.五电磁感应中的动力学问题方法:从运动和力的关系着手,运用牛顿第二定律:(1)基本思路:受力分析→运动分析→变化趋向→确定运动过程和最终的稳定状态→由牛顿第二定律列方程求解。
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。
2020届全国高考物理一轮专题集训《电磁感应中的综合问题》测试 含答案和详细
绝密★启用前2020届全国高考物理一轮专题集训《电磁感应中的综合问题》测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.如图所示,直角坐标系xOy的二、四象限有垂直坐标系向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,在第三象限有垂直坐标系向外的匀强磁场,磁感应强度大小为2B.现将半径为L、圆心角为90°的扇形闭合导线框OPQ在外力作用下以恒定角速度绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动.t=0时刻线框在图示位置,设电流逆时针方向为正方向.则下列关于导线框中的电流随时间变化的图线,正确的是()2.有一种信号发生器的工作原理可简化为如图所示的情形,竖直面内有半径均为R且相切于O点的两圆形区域,其内存在水平恒定的匀强磁场,长为2R的导体杆OA,以角速度ω绕过O点的固定轴,在竖直平面内顺时针匀速旋转,t=0时,OA恰好位于两圆的公切线上,下列描述导体杆两端电势差UAO随时间变化的图象可能正确的是()3.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.B.C.D.4.如图所示,等腰直角区域EFG内有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,直角边CF长度为2L.现有一电阻为R的闭合直角梯形导线框ABCD以恒定速度v水平向右匀速通过磁场.t=0时刻恰好位于图示位置(即BC与EF在一条直线上,且C与E重合),规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流i与时间t的关系图线正确的是()5.如图所示,在坐标系x oy中,有边长为L的正方形金属线框abcd,其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处,在y轴右侧的Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合,左边界与y轴重合,右边界与y轴平行.t=0时刻,线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域.取沿abcd方向的感应电流为正方向,则在线框穿过磁场区域的过程中,感应电流i、ab间的电势差U ab随时间t变化的图线是下图中的()6.用绝缘丝线悬吊一个轻质闭合铝环P.用磁铁的N极靠近P环时,可观察到P环远离磁铁,现改用磁铁的S极用同样方式靠近P环(如图),则P环()A.静止不动B.靠近磁铁C.没有感应电流D.产生顺时针方向电流7.如图所示,两个垂直于纸面的匀强磁场方向相反,磁感应强度的大小均为B,磁场区域的宽度均为a.高度为a的正三角形导线框ABC从图示位置沿x轴正向匀速穿过两磁场区域,以逆时针方向为电流的正方向,在下列图形中能正确描述感应电流I与线框移动距离x关系的是()8.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()9.如图甲所示,在水平桌面上,一个面积为S、电阻为r的圆形金属框置于磁场中,线框平面与磁场垂直,磁感应强度B1随时间t的变化关系如图乙所示.在0~1 s内磁场方向垂直线框平面向下,圆形金属框与一个电阻不计的水平平行金属导轨相连接,水平导轨上放置一根导体棒,导体棒的长为L、电阻为R,且与导轨接触良好,导体棒处于另一匀强磁场中,其磁感应强度值为B2,方向垂直导轨平面向下.若导体棒始终保持静止,则其所受的静摩擦力F f随时间变化的图象是下图中的(设水平向右为静摩擦力的正方向)()10.如图所示,图中两条平行虚线间存有匀强磁场,虚线间的距离为2L,磁场方向垂直纸面向里.abcd是位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离为2L且均与ab相互垂直,ad边长为2L,bc边长为3L,t=0时刻,c点与磁场区域左边界重合.现使线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域.取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正,则在线圈穿过磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的关系图线可能是()11.矩形导线框abcd放在匀强磁场中,磁感线方向与线圈平面垂直。
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。
2020年高考物理108所名校押题精选12 电磁感应(原卷版)
精选12 电磁感应1.如图所示,三根相互平行的固定长直导线L 1、L 2和L 3垂直纸面放置,直导线与纸面的交点及坐标原点O 分别位于边长为a 的正方形的四个顶点。
L 1与L 3中的电流均为2I 、方向均垂直纸面向里,L 2中的电流为I 、方向垂直纸面向外.已知在电流为I 的长直导线的磁场中,距导线r 处的磁感应强度/r B kI ,其中k 为常数。
某时刻有一电子正好经过原点O 且速度方向垂直纸面向外,速度大小为v ,电子电量为e ,则该电子所受磁场力A .方向与y 轴正方向成45°B .方向与y 轴负方向成45°C .方向与y 轴正方向成45°角,大小为2aD .方向与y 轴负方向成45°角,大小为2a 2. “电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中,如图所示为一手持式封口机,它的工作原理是:当接通电源时,内置线圈产生磁场,当磁感线穿过封口铝箔材料时,瞬间产生大量小涡流,致使铝箔自行快速发热,熔化复合在铝箔上的溶胶,从而粘贴在承封容器的封口处,达到迅速封口的目的.下列有关说法正确的是A .封口材料可用普通塑料来代替铝箔B .该封口机可用干电池作为电源以方便携带C .封口过程中温度过高,可适当减小所通电流的频率来解决D.该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口但不适用于金属容器3.如图所示,长为L的通电指导体棒放在光滑水平绝缘轨道上,劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定,另一端拴在棒的中点,且与棒垂直,整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,弹簧伸长x,棒处于静止状态。
则A.导体棒中的电流方向从b流向aB.导体棒中的电流大小为kx BLC.若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度,x变大D.若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度,x变大4.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。
(北京专用)2020版高考物理大一轮复习 专题十二 电磁感应练习.docx
(2)导体棒MN所受安培力F的大小;
(3)感应电流的功率P。
答案 (1)0.30V (2)0.036N (3)0.18W
考点四 自感
9.如图所示,将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上,一端接上电池(电池另一极与锉刀接触),手执导线的另一端,在锉刀上来回划动,由于锉刀表面凹凸不平,就会产生电火花。下列说法正确的是( )
A.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∶1
C.a、b线圈中感应电流之比为3∶4
D.a、b线圈中电功率之比为3∶1
答案 B考点三 法拉第电磁感应定律
7.(2017课标Ⅱ,20,6分)(多选)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0.1m、总电阻为0.005Ω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.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.的热功率也变为原来的2倍
答案 AB
6.(2016浙江理综,16,6分)如图所示,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la=3lb,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( )
A.刘伟被电击时变压器线圈中的电流瞬间变大
B.刘伟有电击感是因为两手之间瞬间有高电压
2020年高考物理108所名校押题精选12 电磁感应(解析版)
精选12 电磁感应1.如图所示,三根相互平行的固定长直导线L 1、L 2和L 3垂直纸面放置,直导线与纸面的交点及坐标原点O 分别位于边长为a 的正方形的四个顶点。
L 1与L 3中的电流均为2I 、方向均垂直纸面向里,L 2中的电流为I 、方向垂直纸面向外.已知在电流为I 的长直导线的磁场中,距导线r 处的磁感应强度/r B kI =,其中k 为常数。
某时刻有一电子正好经过原点O 且速度方向垂直纸面向外,速度大小为v ,电子电量为e ,则该电子所受磁场力A .方向与y 轴正方向成45°B .方向与y 轴负方向成45°C .方向与y 轴正方向成45°角,大小为2aD .方向与y 轴负方向成45°角,大小为2a【答案】D【解析】三个电流分别在原点O 处产生磁场磁感应强度12IB ka=、2B k =、32IB ka=,方向如图;则三电流在O 点处产生合磁场的磁感应强度122B B a=-=,方向与y 轴正方向成45°角。
电子经过原点O 速度方向垂直纸面向外,速度大小为v ,据左手定则知,洛伦兹力方向与y 轴负方向成45°角,洛伦兹力的大小f evB ==.故D 项正确,ABC 三项错误。
2.“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中,如图所示为一手持式封口机,它的工作原理是:当接通电源时,内置线圈产生磁场,当磁感线穿过封口铝箔材料时,瞬间产生大量小涡流,致使铝箔自行快速发热,熔化复合在铝箔上的溶胶,从而粘贴在承封容器的封口处,达到迅速封口的目的.下列有关说法正确的是A.封口材料可用普通塑料来代替铝箔B.该封口机可用干电池作为电源以方便携带C.封口过程中温度过高,可适当减小所通电流的频率来解决D.该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口但不适用于金属容器【答案】CD【解析】AB.由于封口机利用了电磁感应原理,故封口材料必须是金属类材料,而且电源必修是交流电,故A、B错误;C.减小内置线圈中所通过电流的频率可以降低封口过程中产生的热量,即控制温度,故C正确;D.封口材料应是金属类材料,但对应被封口的容器不能是金属,否则同样被熔化,只能是玻璃、塑料等材质,故D正确。
2020届高考物理人教版一轮复习电磁感应作业Word版
2020届一轮复习人教版电磁感应作业一、选择题:1.闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中,图1中各情况下导线都在纸面内运动,那么下列判断中正确的是[ ]A.都会产生感应电流B.都不会产生感应电流C.甲、乙不会产生感应电流,丙、丁会产生感应电流D.甲、丙会产生感应电流,乙、丁不会产生感应电流2.如图2所示,矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘).现使线框绕不同的轴转动,能使框中产生感应电流的是[ ]A.绕ad边为轴转动B.绕oo′为轴转动C.绕bc边为轴转动D.绕ab边为轴转动3.关于产生感应电流的条件,以下说法中错误的是[ ]A.闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定会有感应电流B.闭合电路在磁场中作切割磁感线运动,闭合电路中一定会有感应电流C.穿过闭合电路的磁通为零的瞬间,闭合电路中一定不会产生感应电流D.无论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化,闭合电路中一定会有感应电流4.垂直恒定的匀强磁场方向放置一个闭合圆线圈,能使线圈中产生感应电流的运动是[ ]A.线圈沿自身所在的平面匀速运动B.线圈沿自身所在的平面加速运动C.线圈绕任意一条直径匀速转动D.线圈绕任意一条直径变速转动5.一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面,磁铁中心与圆心O重合(图3).下列运动中能使线圈中产生感应电流的是[ ]A.N极向外、S极向里绕O点转动B.N极向里、S极向外,绕O点转动C.在线圈平面内磁铁绕O点顺时针向转动D.垂直线圈平面磁铁向纸外运动6.在图4的直角坐标系中,矩形线圈两对边中点分别在y轴和z轴上。
匀强磁场与y 轴平行。
线圈如何运动可产生感应电流[ ]A.绕x轴旋转B.绕y轴旋转C.绕z轴旋转D.向x轴正向平移7.如图5所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A,下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是[ ]A.线圈中通以恒定的电流B.通电时,使变阻器的滑片P作匀速移动C.通电时,使变阻器的滑片P作加速移动D.将电键突然断开的瞬间8.如图6所示,一有限范围的匀强磁场宽度为d,若将一个边长为l的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域,已知d>l,则导线框中无感应电流的时间等于[ ]9.条形磁铁竖直放置,闭合圆环水平放置,条形磁铁中心线穿过圆环中心,如图7所示。
2020届人教版高三物理一轮复习测试专题《电磁感应中的综合问题》附解析
2020届人教版高三物理一轮复习测试专题《电磁感应中的综合问题》一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.如图所示,在光滑绝缘的水平面上方,有两个方向相反的水平方向匀强磁场,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大,磁感应强度的大小分别为B1=B,B2=2B。
一个竖直放置的边长为a,质量为m,电阻为R的正方形金属线框,以速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动,当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时,线框的速度为v/2,则下列结论中正确的是()A.此过程中通过线框截面的电量为B.此过程中回路产生的电能为0.5mv2C.此时线框的加速度为D.此时线框中的电功率为2.如图甲所示,在竖直向上的磁场中,水平放置一个单匝金属圆线圈,线圈所围的面积为0.1 m2,线圈电阻为1 Ω,磁场的磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示,规定从上往下看顺时针方向为线圈中感应电流i的正方向.则()A. 0~5 s内i的最大值为0.1 AB.第4 s末i的方向为正方向C.第3 s内线圈的发热功率最大D. 3~5 s内线圈有扩张的趋势3.如图所示,等腰直角区域EFG内有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,直角边CF长度为2L.现有一电阻为R的闭合直角梯形导线框ABCD以恒定速度v水平向右匀速通过磁场.t=0时刻恰好位于图示位置(即BC与EF在一条直线上,且C与E重合),规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流i与时间t的关系图线正确的是()4.如图甲所示,在坐标系x Oy中,有边长为L的正方形金属线框abcd,其对角线ac和y轴重合,顶点a位于坐标原点O处。
在y轴右侧的第I象限内有一等腰直角三角形区域,直角边边长为L,底边的左端位于坐标原点O处,内有垂直纸面向里的匀强磁场。
t=0时刻,线圈从图示位置沿cb方向,匀速穿过磁场区域。
取a b c d a为感应电流的正方向,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流i、ab间的电势差U ab。
2020年高考物理 高考试题+模拟新题分类汇编专题12 电磁感应
L单元电磁感应L1 电磁感应现象、楞次定律16.L1N3 [2020·四川卷] 如图所示,在铁芯P上绕着两个线圈a和b,则( )A.线圈a输入正弦交变电流,线圈b可输出恒定电流B.线圈a输入恒定电流,穿过线圈b的磁通量一定为零C.线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响D.线圈a的磁场变化时,线圈b中一定有电场16.D [解析] 当线圈a输入正弦交变电流时,线圈b输出同频率的正弦交变电流,A错误;当线圈a输入恒定电流时,线圈a产生稳定的磁场,通过线圈b的磁通量不变,但不是零,B错误;由于互感,每个线圈的交变电流都对另外一个线圈的磁场产生影响,C错误;根据麦克斯韦电磁场理论,变化的磁场一定产生电场,D正确.图620.L1[2020·课标全国卷] 如图,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的1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( )A BC D20.A [解析] 由楞次定律可判断出B、D选项对应的线框中对应的感应电流总是沿逆时针方向,B、D错误;C选项对应的线框受到的安培力的合力始终水平向左,C错误;故只有A正确.L1、L2 [2020·福建卷] 如图甲,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合.若取磁铁中心O为坐标原点,建立竖直向下为正方向的x轴,则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是( )A BC D甲乙18.B [解析] 根据条形磁铁的磁感线分布情况,线圈的运动可以分为3个阶段,根据楞次定律可以作出如下判断:在坐标原点割磁感线而产生感应电流,在A→B过程中,线圈加速下降,有a=mg-B2L2vRm,B、v逐渐增大,线圈向下做加速度不断减小的变加速运动,由I感=BLvR可知线圈的感应电流不断增大但变化率在减小,A错;对于B、D两点,由于磁场的对称性,两点的磁感应强度B是相同的,由于vD >vB,由I感=BLvR可知D处的感应电流比较大,所以B对、C错.L2 法拉第电磁感应定律、自感21.L2 [2020·重庆卷] 如图所示,正方形区域MNPQ内有垂直纸面向里的匀强磁场.在外力作用下,一正方形闭合刚性导线框沿QN方向匀速运动,t=0时刻,其四个顶点M′、N′、P′、Q′恰好在磁场边界中点.下列图象中能反映线框所受安培力f的大小随时间t变化规律的是( )A B C D21.B [解析] 第一段时间从初位置到M′N′离开磁场,图甲表示该过程的任意一个位置,切割磁感线的有效长度为M1A与N1B之和,即为M1M′长度的2倍,此时电动势E=2Bvtv,线框受的安培力f=2BIvt=4B2v3t2R,图象是开口向上的抛物线,CD错误;如图乙所示,线框的右端M2N2刚好出磁场时,左端Q2P2恰与MP共线,此后一段时间内有效长度不变,一直到线框的左端与M′N′重合,这段时间内电流不变,安培力大小不变;最后一段时间如图丙所示,从匀速运动至M2N2开始计时,有效长度为A′C′=l-2vt′,电动势E′=B(l-2vt′)v,线框受的安培力F′=B2l-2vt′2vR,图象是开口向上的抛物线,A错误,B正确.甲乙丙19.L2[2020·课标全国卷] 如图,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( )图5 A.4ωB 0π B.2ωB 0π C.ωB 0π D.ωB 02π19.C [解析] 当导线框在磁场中转动时,产生的感应电动势为E =12B 0R 2ω,当导线框在磁场中不转动而磁场变化时,产生的感应电动势为E =ΔB Δt ·12πR 2,故ΔB Δt=ωB 0π,C 正确.L1、L2 [2020·福建卷] 如图甲,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合.若取磁铁中心O为坐标原点,建立竖直向下为正方向的x轴,则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是( )A BC D甲乙18.B [解析] 根据条形磁铁的磁感线分布情况,线圈的运动可以分为3个阶段,根据楞次定律可以作出如下判断:在坐标原点割磁感线而产生感应电流,在A→B过程中,线圈加速下降,有a=mg-B2L2vRm,B、v逐渐增大,线圈向下做加速度不断减小的变加速运动,由I感=BLvR可知线圈的感应电流不断增大但变化率在减小,A错;对于B、D两点,由于磁场的对称性,两点的磁感应强度B是相同的,由于vD >vB,由I感=BLvR可知D处的感应电流比较大,所以B对、C错.19.L2 [2020·北京卷] 物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”.如图,她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19.D [解析] 只要线圈中的电流增大,金属套环中的磁通量增大,就会产生感应电流,由楞次定律可知,套环受到斥力的作用,向上弹起.接在直流电源上,在闭合开关的过程中,电流也有增大的过程,A项错误;电压越大,匝数越多,效果越明显,B、C项错误;要是选用绝缘材料,则不会产生感应电流,D项正确.L3 电磁感应与电路的综合20.L3 [2020·四川卷] 半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆,单位长度电阻均为R 0.圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O 开始,杆的位置由θ确定,如图所示.则( )A .θ=0时,杆产生的电动势为2BavB .θ=π3时,杆产生的电动势为3Bav C .θ=0时,杆受的安培力大小为2B 2avπ+2R 0D .θ=π3时,杆受的安培力大小为3B 2av 5π+3R 020.AD [解析] 当θ=0时,杆在圆心位置,切割磁感线的有效长度等于圆环直径,杆产生的感应电动势为E =2Bav ,A 正确;当θ=π3时,杆切割磁感线的有效长度等于圆环半径,杆产生的感应电动势为E =Bav ,B 错误;当θ=0时,回路的总电阻R 1=(2a +πa)R 0,杆受的安培力F 1=BI 1l =B·2BavR 1·2a=4B 2avπ+2R 0,C错误;当θ=π3时,回路的总电阻R 2=(a +53πa)R 0,杆受的安培力F 2=BI 2l′=B·BavR 2·a=3B 2av 5π+3R 0,D 正确.20.L3[2020·山东卷] 如图所示,相距为L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,上端接有定值电阻R ,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B.将质量为m 的导体棒由静止释放,当速度达到v 时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率恒为P ,导体棒最终以2v 的速度匀速运动.导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g.下列选项正确的是( )A .P =2mgvsinθB .P =3mgvsinθC .当导体棒速度达到v 2时加速度大小为g2sinθD .在速度达到2v 以后匀速运动的过程中, R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功图甲20.AC [解析] 当导体棒的速度达到v 时,对导体棒进行受力分析如图甲所示. mgsinθ=BIL I =BLvR所以mgsinθ=B 2L 2vR①当导体棒的速度达到2v 时,对导体棒进行受力分析如图乙所示.图乙mgsinθ+F=2B2L2v R②由①②可得F=mgsinθ功率P=F×2v=2mgvsinθ,故A正确.当导体棒速度达到v2时,对导体棒受力分析如图丙所示.图丙a=mgsinθ-B2L2v2Rm③由①③可得 a=12gsinθ故C正确.当导体棒的速度达到2v时,安培力等于拉力和mgsinθ之和,所以以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热等于拉力和重力做功之和,故D错误.L4 电磁感应与力和能量的综合L5 电磁感应综合11.L5 [2020·天津卷] 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=0.5 m,左端接有阻值R=0.3 Ω的电阻,一质量m=0.1 kg,电阻r=0.1 Ω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=0.4 T.棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2 m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x=9 m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WF.11.[解析] (1)设棒匀加速运动的时间为Δt,回路的磁通量变化量为ΔΦ,回路中的平均感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律得E=ΔΦΔt其中ΔΦ=Blx设回路中的平均电流为I,由闭合电路的欧姆定律得I=E R+r则通过电阻R的电荷量为q=IΔt联立各式,代入数据得q=4.5 C(2)设撤去外力时棒的速度为v,对棒的匀加速运动过程,由运动学公式得v2=2ax设棒在撤去外力后的运动过程中安培力做功为W,由动能定理得W=0-12 mv2撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2=-W联立各式,代入数据得Q2=1.8 J(3)由题意知,撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=2∶1,可得Q1=3.6 J在棒运动的整个过程中,由功能关系可知W F =Q1+Q2=5.4 J35.L5[2020·广东卷] 如图9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Rx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Rx=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Rx,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Rx.图935.(1)导体棒匀速下滑时,Mgsinθ=BIl①I=MgsinθBl②设导体棒产生的感应电动势为E,则E=BLv③由闭合电路欧姆定律得:I=ER+Rx④联立②③④,得v=2MgRsinθB2l2⑤(2)改变Rx,由②式可知电流不变.设带电微粒在金属板间匀速通过时,板间电压为U,电场强度大小为EU=IRx⑥E=U d ⑦mg=qE⑧联立②⑥⑦⑧,得R x =mBld qMsinθ⑨22.L5 [2020·福建卷] 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(q0)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=2πmqB.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 =T 0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v 0;(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 =T 0到t =1.5T 0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.[解析] (1)小球运动时不受细管侧壁的作用力,因而小球所受洛伦兹力提供向心力qv 0B 0=m v 20r ①由①式解得v 0=qB 0rm② (2)①在T 0到1.5T 0这段时间内,细管内一周的感应电动势 E 感=πr 2ΔBΔt③由图乙可知ΔB Δt =2B 0T 0④由于同一条电场线上各点的场强大小相等,所以 E =E 感2πr⑤ 由③④⑤式及T 0=2πm qB 0得E =qB 20r2πm⑥②在T 0到1.5T 0时间内,小球沿切线方向的加速度大小恒为a=qE m⑦小球运动的末速度大小v=v+aΔt⑧由图乙Δt=0.5T0,并由②⑥⑦⑧式得v=32v=3qBr2m⑨由动能定理,电场力做功为W=12mv2-12mv2⑩由②⑨⑩式解得W=58mv2=5q2B2r28m25.L5[2020·浙江卷] 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=0.40 m的金属外圈和绝缘辐条构成.后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条,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=0.10 T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场,其内半径为r 1、外半径为r2、张角θ=π6.后轮以角速度ω=2π rad/s相对于转轴转动.若不计其他电阻,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,经计算画出轮子转一圈过程中,内圈与外圈之间电势差Uab 随时间t变化的Uab-t图象;(4)若选择的是“1.5 V、0.3 A”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..[解析] (1)金属条ab在磁场中切割磁感线时,所构成的回路的磁通量变化.设经过时间Δt,磁通量变化量为ΔΦ,由法拉第电磁感应定律E=ΔΦΔtΔΦ=BΔS=B(12r22Δθ-12r21Δθ)联立解得:E=ΔΦΔt=12Bω(r22-r21)=4.9×10-2 V根据右手定则(或楞次定律),可得感应电流方向为b→a.(2)通过分析,可得电路图为(3)设电路中的总电阻为R总,根据电路图可知R总=R+13R=43Rab两端电势差U ab =E-IR=E-ER总R=14E=1.2×10-2 V设ab离开磁场区域的时刻为t1,下一根金属条进入磁场区域的时刻为t2,则t 1=θω=112st 2=π2ω=14s设轮子转一圈的时间为T,则T=2πω=1 s在T=1 s内,金属条有四次进出,后三次与第一次相同.可画出Uab-t图象如图所示.(4)“闪烁”装置不能正常工作.(金属条的感应电动势只有4.9×10-2V,远小于小灯泡的额定电压,因此无法工作.)B增大,E增大,但有限度;r2增大,E增大,但有限度;ω增大,E增大,但有限度;θ增大,E不变.1.2020·柳铁月考如图所示,先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域,且v1=2v2,则在先后两种情况下( )A.线圈中的感应电动势之比为E1∶E2=2∶1B.线圈中的感应电流之比为I1∶I2=1∶2C.线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=1∶4D.通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=1∶11.AD [解析] 根据E=BLv∝v以及v1=2v2,可知,选项A正确;因为I=ER∝E,所以I1∶I2=2∶1,选项B错误;线圈中产生的焦耳热Q=I2Rt=E2Rt=B2L2v2R·Lv=B2L3v R ∝v,所以Q1∶Q2=2∶1,选项C错误;根据q=It=ΔΦRt·t=ΔΦR或者根据q=It=ERt=BLvR·Lv=BL2R=BSR,可见q1∶q2=1∶1,选项D正确.2.2020·烟台检测如图所示,足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计,金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中( )A.加速度大小为v22LB.下滑位移大小为qR BLC.产生的焦耳热为qBLvD.受到的最大安培力大小为B2L2vRsinθ2.B [解析] 金属棒ab在这一过程中做的并非匀变速直线运动,所以加速度大小不是v22L ,选项A错误;根据q=I-Δt=E-RΔt=ΔΦRΔtΔt=ΔΦR=BΔSR=BLxR可得,下滑位移大小为x=qRBL,选项B正确;产生的焦耳热等于电流做的功,而感应电动势是变化的,并不总等于BLv ,选项C 错误;根据F 安=BIL ,I =ER ,E =BLv ,可得F 安=B 2L 2v R ,可见,当速度最大时,安培力最大,F 安m =B 2L 2vR,选项D 错误.3.2020·浙江联考如图所示,在磁感应强度为B 的水平匀强磁场中,有两根竖直放置的平行金属导轨,顶端用一电阻R 相连,两根导轨所在的竖直平面与磁场方向垂直.一根金属棒ab 以初速度v 0沿导轨竖直向上运动,到某一高度后又向下运动返回到原出发点.整个过程中金属棒与导轨保持垂直且接触良好,导轨与棒间的摩擦及它们的电阻均可忽略不计.则在金属棒整个上行与整个下行的两个过程中,下列说法不正确的是( )A .回到出发点的速度v 等于初速度v 0B .上行过程中通过R 的电荷量等于下行过程中通过R 的电荷量C .上行过程中R 上产生的热量大于下行过程中R 上产生的热量D .上行的运动时间小于下行的运动时间3.A [解析] 在金属棒上行与下行的过程中,金属棒将一部分动能转化为电能,所以回到出发点的速度v 小于初速度v 0,选项A 错误;根据关系式q =I Δt=ER Δt=ΔΦRΔt Δt=ΔΦR 可知,上行过程中通过R 的电荷量等于下行过程中通过R 的电荷量,选项B 正确;上行过程和下行过程产生的热量都等于克服安培力做的功.在同一位置,上行过程中金属棒所受的安培力均大于下行过程中金属棒所受的安培力,所以上行过程中R 上产生的热量大于下行过程中R 上产生的热量,选项C 正确;金属棒在上行过程和下行过程中,经过同一位置时,上行时的速度大小总要大于下行时的速度大小,所以上行的运动时间小于下行的运动时间,选项D 正确.4.2020·江西联考如图所示,足够长的光滑U形导轨宽度为L,其所在平面与水平面的夹角为α,上端连接一个阻值为R的电阻.匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面向上.今有一质量为m、有效电阻r的金属杆沿框架由静止下滑,设磁场区域无限大,当金属杆下滑达到最大速度vm时,运动的位移为x,则( )A.金属杆下滑的最大速度vm =mgR sinαB2L2B.在此过程中电阻R产生的焦耳热为RR+r(mgx sinα-12mv2m)C.在此过程中电阻R产生的焦耳热为(mgx sinα-12mv2m)D.在此过程中流过电阻R的电荷量为BLx R4.B [解析] 感应电动势为E=Blvm感应电流为I=E R+r安培力为 F=BIL=B2L2vm R+r根据平衡条件得mgsinα-F=0解得:vm =mg r+R sin αB2l2由能量守恒定律得:mgxsin α-12mv2m=Q又因QR =RR+rQ所以QR =RR+r⎝⎛⎭⎪⎫mgxsin α-12mv2m由法拉第电磁感应定律得通过R的电荷量为q=ΔΦR+r=BLxR+r.选项B正确,选项A、C、D错误.5.2020·南京调研如图所示,两根足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距L=1 m,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨电阻不计.磁感应强度B=1.0 T的匀强磁场垂直导轨平面向下,金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量m=0.01 kg、电阻不计.定值电阻R1=30 Ω,电阻箱电阻调到R2=120 Ω,电容C=0.01 F,取重力加速度g=10 m/s2.现将金属棒由静止释放.(1) 在开关接到1的情况下,求金属棒下滑的最大速度.(2) 在开关接到1的情况下,当R2调至30 Ω后且金属棒稳定下滑时,R2消耗的功率为多少?(3) 在开关接到2的情况下,求经过时间t=2.0 s时金属棒的速度.5.(1)7.5 m/s (2)0.075 W (3)5 m/s[解析] (1)当金属棒匀速下滑时速度最大,设最大速度为vm,此时金属棒处于平衡状态,故有mgsinα=F安,而F安=BIL,其中I=BLvmR1+R2,由以上各式得mgsinα=B2L2vm R1+R2解得最大速度vm =mg R1+R2sinαB2L2=7.5 m/s(2)当R2调整后,棒稳定下滑的速度由(1)知v=mgsin30°R1+R′2B2L2=3.0m/s故R2上消耗的功率P2=I2R2,其中I=BLvR1+R′2解得P2=0.075 W(3)对任意时刻,由牛顿第二定律有mgsinα-BiL=ma,由电流定义式,有i=Δq Δt由电容定义式,有Δq=CΔU,其中ΔU=BlΔv由加速度定义式有a=Δv Δt解得a=mgsinαB2L2C+m上式表明棒在下滑的过程中,加速度保持不变,棒做匀加速运动.代入数值解得a=2.5 m/s2,故所求速度v=at=5 m/s。
必刷12 电磁感应-备战2020年高考物理冲刺必刷选择题(解析版)
必刷12 电磁感应例34.如图所示,竖直平面内有足够长、不计电阻的两组平行光滑金属导轨,宽度均为L,上方连接一个阻值为R的定值电阻,虚线下方的区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场.两根完全相同的金属杆1和2靠在导轨上,金属杆长度与导轨宽度相等且与导轨接触良好、电阻均为r、质量均为m.将金属杆1固定在磁场的上边缘,且仍在磁场内,金属杆2从磁场边界上方h0处由静止释放,进入磁场后恰好做匀速运动.现将金属杆2从离开磁场边界h(h<h0)处由静止释放,在金属杆2进入磁场的同时,由静止释放金属杆1,下列说法正确的是()A.两金属杆向下运动时,流过电阻R的电流方向为a→bB.回路中感应电动势的最大值为C.磁场中金属杆1与金属杆2所受的安培力大小、方向均不相同D.金属杆1与2的速度之差为2【答案】B【解析】根据右手定则判断知金属杆2产生的感应电流方向向右,则流过电阻R的电流方向从b→a.故A错误.当金属杆2在磁场中匀速下降时,速度最大,产生的感应电动势最大,由平衡条件得:BIL=mg,又I=,联立得:感应电动势的最大值为E m=.故B正确.根据左手定则判断得知两杆所受安培力的方向均向上,方向相同,由公式F=BIL可知安培力的大小也相同.故C错误.金属杆2刚进入磁场时的速度为v=;在金属杆2进入磁场后,由于两个金属杆任何时刻受力情况相同,因此任何时刻两者的加速度也都相同,在相同时间内速度的增量也必相同,即:v1-0=v2-v,则得v2-v1=v=,故D错误.35. (多选)如图,垂直于水平桌面向上的有界匀强磁场,磁感应强度为B,宽度为L.光滑均匀金属导轨OM、ON固定在桌面上,O点位于磁场的左边界,且OM、ON与磁场左边界成45°角.均匀金属棒ab放在导轨上,且与磁场的右边界重合.t=0时,金属棒在水平向左的外力F作用下以速度v0做匀速直线运动,直至通过磁场.已知均匀金属棒ab间的总电阻为R,其余电阻不计,则()A.金属棒ab中的感应电流方向为从a到bB.在t=时间内,通过金属棒ab截面的电荷量为q=C.在t=时间内,外力F的大小随时间均匀变化D.在t=时间内,流过金属棒ab的电流大小保持不变【答案】CD【解析】由右手定则可知,金属棒ab中的感应电流方向为从b到a,选项A错误;在t=时间内,若回路电阻为R,则通过金属棒ab截面的电荷量为q===,因回路电阻从R逐渐减小,故通过金属棒ab截面的电荷量不等于,选项B 错误;在t时刻,导体的有效长度为l=2(L-v0t),电阻为r=×2(L-v0t)=,则由平衡知识可知:F=F安==(L-v0t),故外力F的大小随时间均匀变化,选项C正确;在t=时间内,流过金属棒ab的电流大小I==,即流过金属棒ab的电流大小保持不变,选项D正确.故选CD.36.(多选)某兴趣小组用如图所示的电路研究自感现象,图中L1、L2是两个相同的小灯泡,D1、D2是两个理想二极管,L是自感系数大、直流电阻明显小于灯泡电阻的线圈,R为保护电阻.关于实验现象下列说法中不正确的是()A.闭合开关,L1、L2两灯同时亮,随后逐渐变暗B.闭合开关,L2灯不亮,L1灯亮,随后逐渐变暗C.闭合开关稳定后断开开关,L1、L2两灯同时亮,随后逐渐熄灭D.闭合开关稳定后断开开关,L2灯不亮,L1灯亮,随后逐渐熄灭【答案】ABC【解析】由于二极管具有单向导电性,并且线圈和两个灯泡是并联关系,所以闭合开关后,L2灯亮,L1灯电路被二极管断路,不亮,A、B错误;当闭合开关稳定后断开开关的瞬间由于通过L的电流减小,会产生一个与原电流相同的感应电流,即此时L相当于一个电源,左边为正极,此时L2灯被二极管断路不亮,L1灯亮,但是由于感应电流的减小,L1灯会逐渐熄灭,C错误,D正确.81.转笔(PenSpinning)是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动,如图所示.转笔深受广大中学生的喜爱,其中也包含了许多的物理知识,假设某转笔高手能让笔绕其手指上的某一点O做匀速圆周运动,下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是()A.笔杆上的点离O点越近的,做圆周运动的向心加速度越大B.笔杆上的各点做圆周运动的力是由向心力提供的C.若该同学使用中性笔,笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走D.若该同学使用的是金属笔杆,且考虑地磁场的影响,由于笔杆中不会产生感应电流,因此金属笔杆两端一定不会形成电势差【答案】C【解析】由向心加速度公式a n=ω2R,笔杆上的点离O点越近的,做圆周运动的向心加速度越小,故A错误;杆上的各点做圆周运动的向心力是由杆的弹力提供的,故B错误;当转速过大时,提供的向心力小于需要的向心力,笔尖上的小钢珠有可能做离心运动被甩走,故C正确;当金属笔杆转动时,切割地磁场,从而产生感应电动势,但不会产生感应电流,故D错误.82.如图所示,一磁铁用细线悬挂,一个很长的铜管固定在磁铁的正下方,开始时磁铁上端与铜管上端相平.烧断细线,磁铁落入铜管的过程中,下列说法正确的是()①磁铁下落的加速度先增大,后减小;①磁铁下落的加速度恒定;。
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专题12 电磁感应名校试题汇编一、单项选择题1.(2019·全云南省大姚一中一模)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【答案】 D【解析】金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,闭合回路PQRS中磁场方向垂直纸面向里,磁通量增大,由楞次定律可判断,闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场垂直纸面向外,由安培定则可判断感应电流方向为逆时针;由于闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外,与原磁场方向相反,则T中磁通量减小,由楞次定律可判断,T中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里,由安培定则可知T中感应电流方向为顺时针,选项D正确.2.(2019·河北省衡水中学模拟)如图所示,将若干匝线圈固定在光滑绝缘杆上,另一个金属环套在杆上与线圈共轴,当合上开关时线圈中产生磁场,金属环就可被加速弹射出去.现在线圈左侧同一位置处,先后放置形状、大小相同的铜环和铝环(两环分别用横截面积相等的铜和铝导线制成),且铝的电阻率大于铜的电阻率,闭合开关S的瞬间,下列描述正确的是()A.从左侧看环中感应电流沿顺时针方向B.线圈沿轴向有伸长的趋势C.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力D.若金属环出现断裂,不会影响其向左弹射【答案】AC【解析】线圈中通电,由安培定则可知磁场方向向左,通过金属环的磁通量增加,从左侧看环中有顺时针方向的感应电流,故A项正确;同向电流互相吸引,线圈有缩短的趋势,B项错误;因铜环的电阻小,铜环中感应电流大,受到的安培力大,C项正确;若金属环出现断裂,就不能构成闭合回路,环中有感应电动势,无感应电流,不受安培力作用,故不会被向左弹出,D项错误.3.(2019·贵州省遵义航天中学模拟)如图5所示,在通电长直导线AB的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈P,AB在线圈平面内.当发现闭合线圈向右摆动时()A.AB中的电流减小,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流B.AB中的电流不变,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流C.AB中的电流增大,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流D.AB中的电流增大,用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的电流【答案】 C4.MN、GH为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆,匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面,如图所示,则()A.若固定ab,使cd向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向由a到b到d到cB.若ab、cd以相同的速度一起向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向由c到d到b到aC.若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路电流为0D.若ab、cd都向右运动,且两棒速度v cd>v ab,则abdc回路有电流,电流方向由c到d到b到a【答案】 D【解析】若固定ab,使cd向右滑动,由右手定则知应产生顺时针方向的电流,故A错.若ab、cd 同向运动且速度大小相同,ab、cd所围的面积不变,磁通量不变,不产生感应电流,故B错.若ab 向左、cd向右同时运动,则abdc回路中有顺时针方向的电流,故C错.若ab、cd都向右运动,且v cd>v ab,则ab、cd所围的面积发生变化,磁通量也发生变化,故由楞次定律可判断出产生由c到d到b到a 的电流,故D正确.5.(2019·广东省揭阳市学业水平考试)如图所示,一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内,环心与两导线距离相等,环的直径小于两导线间距离,两导线中通有图示方向相同的恒定电流I.则当环()A.向上运动时,环中产生顺时针方向的感应电流B.向下运动时,环中产生顺时针方向的感应电流C.向左侧靠近导线时,环中产生逆时针方向的感应电流D.向右侧靠近导线时,环中产生逆时针方向的感应电流 【答案】 D【解析】 直导线之间的磁场是对称的,圆环在中间时,通过圆环的磁通量为零,圆环上下运动的时候,通过圆环的磁通量不变,不会有感应电流产生,故A 、B 错误;圆环向左侧靠近直导线,则穿过圆环的磁场垂直纸面向外并且增强,根据楞次定律可得,环上的感应电流方向为顺时针,故C 错误;圆环向右侧靠近直导线,则穿过圆环的磁场垂直纸面向里并且增强,根据楞次定律可得,环上的感应电流方向为逆时针,故D 正确.6.(2018·湖北省武汉名校联考)如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示.在0~T 2时间内,直导线中电流向上,则在T 2~T 时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( )A.顺时针,向左 B .逆时针,向右C.顺时针,向右 D .逆时针,向左【答案】 B【解析】 在0~T 2时间内,直导线中电流向上,由题图乙知,在T 2~T 时间内,直导线电流方向也向上,根据安培定则知,导线右侧磁场的方向垂直纸面向里,电流逐渐增大,则磁场逐渐增强,根据楞次定律,金属线框中产生逆时针方向的感应电流.根据左手定则,金属线框左边受到的安培力方向向右,右边受到的安培力方向向左,离导线越近,磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到的安培力,所以金属线框所受安培力的合力方向向右,故B 正确,A 、C 、D 错误.7.(2018·湖南省常德市一模) 如图所示的电路,开关闭合,电路处于稳定状态,在某时刻t 1突然断开开关S ,则通过电阻R 1中的电流I 1随时间变化的图线可能是下图中的( )【答案】 D【解析】 当断开开关,原来通过R 1的电流立即消失,由于电磁感应,线圈L 产生自感电动势阻碍自身电流变化,产生的感应电流流过电阻,其方向与原来流过电阻R 1的电流方向相反,慢慢减小最后为0,故D 正确.8.(2018·广东省深圳市第一次调研)如图所示,轻质弹簧一端固定在天花板上,另一端拴接条形磁铁,一个铜盘放在条形磁铁的正下方的绝缘水平桌面上,控制磁铁使弹簧处于原长,然后由静止释放磁铁,不计磁铁与弹簧之间的磁力作用,且磁铁运动过程中未与铜盘接触,下列说法中正确的是()A.磁铁所受弹力与重力等大反向时,磁铁的加速度为零B.磁铁下降过程中,俯视铜盘,铜盘中产生顺时针方向的涡旋电流C.磁铁从静止释放到第一次运动到最低点的过程中,磁铁减少的重力势能等于弹簧弹性势能D.磁铁从静止释放到最终静止的过程中,磁铁减少的重力势能大于铜盘产生的焦耳热【答案】 D【解析】磁铁上下运动时,由于穿过铜盘的磁通量发生变化,则在铜盘中会产生感应电流,铜盘对磁铁有磁场力,阻碍磁铁的运动,则当磁铁所受弹力与重力等大反向时,此时磁铁还受到下面铜盘的作用力,故此时磁铁的加速度不为零,选项A错误;根据楞次定律,磁铁下降过程中,俯视铜盘,铜盘中产生逆时针方向的涡旋电流,选项B错误;磁铁从静止释放到第一次运动到最低点的过程中,由于有电能产生,则磁铁减少的重力势能等于弹簧弹性势能与产生的电能之和,选项C错误;磁体最终静止时弹簧有弹性势能,则磁铁从静止释放到最终静止的过程中,磁铁减少的重力势能等于铜盘产生的焦耳热与弹簧弹性势能之和,选项D正确.9.(2018·河南省焦作市质检)如图所示,在一有界匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,虚线为有界磁场的左边界,导轨跟圆形线圈M相接,图中线圈N与线圈M共面、彼此绝缘,且两线圈的圆心重合,半径R M<R N.在磁场中垂直于导轨放置一根导体棒ab,已知磁场垂直于导轨所在平面向外.欲使线圈N有收缩的趋势,下列说法正确的是()A.导体棒可能沿导轨向左做加速运动B.导体棒可能沿导轨向右做加速运动C.导体棒可能沿导轨向左做减速运动D.导体棒可能沿导轨向左做匀速运动【答案】 C【解析】导体棒ab加速向左运动时,导体棒ab中产生的感应电动势和感应电流增加,由右手定则判断知ab中电流方向由b→a,根据安培定则可知M产生的磁场方向垂直纸面向外,穿过N的磁通量增大,线圈面积越大抵消的磁感线越多,所以线圈N要通过增大面积以阻碍磁通量的增大,故A 错误;导体棒ab加速向右运动时,导体棒ab中产生的感应电动势和感应电流增加,由右手定则判断知ab电流方向由a→b,根据安培定则判断可知M产生的磁场方向垂直纸面向里,穿过N的磁通量增大,同理可知B错误;导体棒ab减速向左运动时,导体棒ab中产生的感应电动势和感应电流减小,由右手定则判断知ab 中电流方向由b →a ,根据安培定则判断可知M 产生的磁场方向垂直纸面向外,穿过N 的磁通量减小,线圈面积越大抵消的磁感线越多,所以线圈N 要通过减小面积以阻碍磁通量的减小,故C 正确;导体棒ab 匀速向左运动时,导体棒ab 产生的感应电动势和感应电流恒定不变,线圈M 产生的磁场恒定不变,穿过线圈N 中的磁通量不变,没有感应电流产生,则线圈N 不受磁场力,没有收缩的趋势,故D 错误.10.(2018·广东省珠海市质检)如图所示,一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中,若要使圆环中产生如图中箭头所示方向的感应电流,下列方法可行的是( )A.仅使匀强磁场的磁感应强度均匀增大B.仅使圆环绕水平轴ab 如图转动30°C.仅使圆环绕水平轴cd 如图转动30°D.保持圆环水平并仅使其绕过圆心的竖直轴转动【答案】 A【解析】 原磁场的方向向上,圆环中顺时针(从上向下看)方向的感应电流的磁场方向向下,与原磁场的方向相反,所以穿过圆环的磁通量应增大.仅使匀强磁场的磁感应强度均匀增大,穿过圆环的磁通量增大,根据楞次定律可知,圆环产生顺时针(从上向下看)方向的感应电流,选项A 正确;仅使圆环绕水平轴ab 或cd 按题图所示方向转动30°,转动过程中穿过圆环的磁通量减小,根据楞次定律可知,圆环中产生逆时针(从上向下看)方向的感应电流,选项B 、C 错误;保持圆环水平并仅使其绕过圆心的竖直轴转动,穿过圆环的磁通量保持不变,不能产生感应电流,选项D 错误.11..(2018·福建省龙岩市3月模拟)如图所示,abcd 为水平放置的平行“”形光滑金属导轨,导轨间距为l ,电阻不计.导轨间有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B .金属杆放置在导轨上,与导轨的接触点为M 、N ,并与导轨成θ角.金属杆以ω 的角速度绕N 点由图示位置匀速转动到与导轨ab 垂直,转动过程中金属杆与导轨始终接触良好,金属杆单位长度的电阻为r .则在金属杆转动过程中( )A.M 、N 两点电势相等B.金属杆中感应电流的方向由N 流向MC.电路中感应电流的大小始终为Blω2rD.电路中通过的电荷量为Bl 2r tan θ【答案】 A【解析】 根据题意可知,金属杆MN 为电源,导轨为外电路,由于导轨电阻不计,外电路短路,M 、N 两点电势相等,故选项A 正确;根据右手定则可知金属杆中感应电流的方向是由M 流向N ,故选项B 错误;由于切割磁场的金属杆长度逐渐变短,感应电动势逐渐变小,回路中的感应电流逐渐变小,故选项C 错误;根据法拉第电磁感应定律有q =I Δt =ΔΦΔt ·R ·Δt =ΔΦR =Bl 22r tan θ,故选项D 错误. 二、多项选择题1.(2019·湖南省岳阳市质检)用导线绕成一圆环,环内有一用同样导线折成的内接正方形线框,圆环与线框绝缘,如图所示.把它们放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环平面(纸面)向里.当磁场均匀减弱时( )A.线框和圆环中的电流方向都为顺时针B.线框和圆环中的电流方向都为逆时针C.线框和圆环中的电流大小之比为1∶ 2D.线框和圆环中的电流大小之比为1∶2【答案】 AC【解析】 依据楞次定律,当磁场均匀减弱时,圆环和线框中的电流方向都为顺时针,故A 正确,B 错误;设正方形的边长为2a .由几何关系可知,外接圆的半径r =2a ,则根据法拉第电磁感应定律得,正方形回路中的感应电动势与外接圆中感应电动势之比为E 正:E 圆=ΔB Δt (2a )2∶ΔB Δtπ(2a )2=2∶π,根据电阻定律得,正方形回路中的电阻与外接圆的电阻之比为R 正∶R 圆=ρ8a S ∶ρ2π·2a S=22∶π,由欧姆定律得正方形回路中的感应电流与外接圆中感应电流之比为I 正∶I 圆=E 正R 正∶E 圆R 圆=1∶2,故C 正确,D 错误.2. (2019·山东省青岛市质检)如图所示的电路中,A 1和A 2是完全相同的灯泡,线圈L 的电阻可以忽略,下列说法中正确的是( )A.闭合开关S 接通电路时,A 2始终比A 1亮B.闭合开关S 接通电路时,A 2先亮,A 1后亮,最后一样亮C.断开开关S 切断电路时,A 2先熄灭,A 1过一会儿才熄灭D.断开开关S 切断电路时,A 1和A 2都要过一会儿才熄灭【答案】 BD【解析】 闭合开关S 接通电路,A 2立即亮,线圈对电流的增大有阻碍作用,所以通过A 1的电流慢慢变大,最后两灯泡的电压一样大,所以一样亮,故A错误,B正确;断开开关S切断电路时,线圈对电流的减小有阻碍作用相当于电源,与A1和A2串联,所以两灯泡都要过一会儿熄灭.故C错误,D正确.3..(多选)(2018·河北省石家庄二中期中)如图所示,M为水平放置的橡胶圆盘,在其外侧面均匀的带有负电荷.在M正上方用绝缘丝线(图中未画出)悬挂一个闭合铝环N,铝环也处于水平面中,且M盘和N环的中心在同一条竖直线O1O2上.现让橡胶圆盘由静止开始绕O1O2轴按图示方向逆时针(俯视)加速转动,下列说法正确的是()A.铝环N对橡胶圆盘M的作用力方向竖直向下B.铝环N对橡胶圆盘M的作用力方向竖直向上C.铝环N有扩大的趋势,丝线对它的拉力增大D.铝环N有缩小的趋势,丝线对它的拉力减小【答案】AD【解析】橡胶圆盘M由静止开始绕其轴线O1O2按箭头所示方向加速运动,形成环形电流,环形电流的大小增大,橡胶圆盘外侧面均匀的带有负电荷,根据右手螺旋定则知,通过铝环N的磁通量向下,且增大,根据楞次定律的推论知铝环的面积有缩小的趋势,且有向上的运动趋势,所以丝线的拉力减小,根据牛顿第三定律可知,铝环N对橡胶圆盘M的作用力方向竖直向下,故选项A、D正确,选项B、C错误.4.(2019·江西省九江市模拟)如图甲,螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场,图中箭头所示方向为其正方向.螺线管与导线框abcd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随时间按图乙所示规律变化时()A.在t1~t2时间内,L有收缩趋势B.在t2~t3时间内,L有扩张趋势C.在t2~t3时间内,L内有逆时针方向的感应电流D.在t3~t4时间内,L内有顺时针方向的感应电流【答案】AD【解析】据题意,在t1~t2时间内,外加磁场磁感应强度增加且增加得越来越快,则在导线框中产生沿顺时针方向增加的电流,该电流激发出增加的磁场,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”可以判定圆环有收缩趋势,故选项A正确;在t2~t3时间内,外加磁场均匀变化,在导线框中产生稳定电流,该电流激发出稳定磁场,该磁场通过圆环时,圆环中没有感应电流,故选项B、C错误;在t3~t4时间内,外加磁场向下减小,且减小得越来越慢,在导线框中产生沿顺时针方向减小的电流,该电流激发出向内减小的磁场,故圆环内产生顺时针方向的电流,选项D正确. 5. (2019·广西毕业班百校大联考)图所示是研究性学习小组的同学设计的防止电梯坠落的应急安全装置,在电梯轿厢上安装上永久磁铁,电梯的井壁上铺设线圈,能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害.关于该装置,下列说法正确的是()A.当电梯突然坠落时,该安全装置可起到阻碍电梯下落的作用B.当电梯突然坠落时,该安全装置可使电梯停在空中C.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时,闭合线圈A、B中电流方向相同D.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时,闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落【答案】AD【解析】若电梯突然坠落,将线圈闭合时,线圈内的磁通量发生变化,将在线圈中产生感应电流,感应电流会阻碍相对运动,可起到应急避险作用,故A正确;感应电流会阻碍相对运动,但不能阻止运动,故B错误;当电梯坠落至题图所示位置时,闭合线圈A中向上的磁场减弱,感应电流的方向从上向下看是逆时针方向,B中向上的磁场增强,感应电流的方向从上向下看是顺时针方向,可知A与B中感应电流方向相反,故C错误;结合A的分析可知,当电梯坠落至题图所示位置时,闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落,故D正确.6. (2019·湖北省宜昌市质检)如图所示,一个N极朝下的条形磁铁竖直下落,恰能穿过水平放置的固定矩形导线框,则()A.磁铁经过位置①时,线框中感应电流沿abcd方向;经过位置②时,线框中感应电流沿adcb方向B.磁铁经过位置①时,线框中感应电流沿adcb方向;经过位置②时,线圈中感应电流沿abcd方向C.磁铁经过位置①和②时,线框中的感应电流都沿abcd方向D.磁铁经过位置①和②时,线框中感应电流都沿adcb方向【答案】 A【解析】当磁铁经过位置①时,穿过线框的磁通量向下且不断增加,由楞次定律可确定感应电流的磁场方向向上,阻碍磁通量的增加,根据右手螺旋定则可判定感应电流应沿abcd方向.同理可判断当磁铁经过位置②时,感应电流沿adcb方向,故选A.7.(2018·吉林省吉林市第二次调研)如图所示,均匀金属圆环的总电阻为4R ,磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过圆环.金属杆OM 的长为l ,阻值为R ,M 端与环接触良好,绕过圆心O 的转轴以恒定的角速度ω顺时针转动.阻值为R 的电阻一端用导线和环上最下端的A 点连接,另一端和金属杆的转轴O 处的端点相连接.下列判断正确的是( )A.金属杆OM 旋转产生的感应电动势恒为Bl 2ω2B.通过电阻R 的电流的最小值为Bl 2ω8R,方向从Q 到P C.通过电阻R 的电流的最大值为Bl 2ω6RD.OM 两点间电势差绝对值的最大值为Bl 2ω3【答案】 AD【解析】 M 端线速度为v =ωl ,OM 切割磁感线的平均速度为v =v 2=ωl 2,OM 转动切割磁感线产生的感应电动势恒为E =Bl v =Bl 2ω2,故A 正确;当M 端位于最上端时,圆环两部分电阻相等,并联电阻最大,电路的总电阻最大,通过R 的电流最小,因R 并=12×2R =R ,通过电阻R 的电流的最小值为:I min =E 3R =Bl 2ω6R,根据右手定则可知电流方向从Q 到P ,故B 错误;当M 位于最下端时圆环被短路,此时通过电阻R 的电流最大,为:I max =E 2R =Bl 2ω4R,故C 错误;OM 作为电源,外电阻增大,总电流减小,内电压减小,路端电压增大,所以外电阻最大时,OM 两点间电势差的绝对值最大,其最大值为:U =I min ·2R =Bl 2ω3,故D 正确. 9.(2018·全国卷Ⅲ·20)如图甲,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i ,i 的变化如图乙所示,规定从Q 到P 为电流正方向.导线框R 中的感应电动势( )A.在t =T 4时为零 B.在t =T 2时改变方向C.在t =T 2时最大,且沿顺时针方向D.在t =T 时最大,且沿顺时针方向 【答案】 AC【解析】 在t =T 4时,i -t 图线斜率为0,即磁场变化率为0,由E =ΔΦΔt =ΔB ΔtS 知,E =0,A 项正确;在t =T 2和t =T 时,i -t 图线斜率的绝对值最大,在t =T 2和t =T 时感应电动势最大.在T 4到T 2之间,电流由Q 向P 减弱,导线在R 处产生垂直纸面向里的磁场,且磁场减弱,由楞次定律知,R 产生的感应电流的磁场方向也垂直纸面向里,即R 中感应电动势沿顺时针方向,同理可判断在T 2到3T 4之间,R 中电动势也为顺时针方向,在34T 到T 之间,R 中电动势为逆时针方向,C 项正确,B 、D 项错误. 11.(多选)(2019·山东省泰安市质检)如图甲所示,线圈两端a 、b 与一电阻R 相连,线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场,t =0时刻起,穿过线圈的磁通量按图乙所示的规律变化,下列说法正确的是( )A.12t 0时刻,R 中电流方向为由a 到b B.32t 0时刻,R 中电流方向为由a 到b C.0~t 0时间内R 的电流小于t 0~2t 0时间内R 的电流D.0~t 0时间内R 的电流大于t 0~2t 0时间内R 的电流【答案】 AC【解析】 由楞次定律可知0~t 0时间内线圈中的感应电流方向为逆时针方向,t 0~2t 0时间内线圈中感应电流的方向为顺时针方向,故A 正确,B 错误;根据法拉第电磁感应定律:E =n ΔΦΔt =n ΔB ΔtS ,可知0~t 0时间内感应电动势大小是t 0~2t 0时间内的12,感应电流为I =E R,所以0~t 0时间内R 的电流是t 0~2t 0时间内R 的电流的12,故C 正确,D 错误. 12. (2018·陕西省宝鸡市一模)如图所示,两个条形磁铁的N 极和S 极相向水平放置,一竖直放置的矩形线框从两个磁铁之间正上方由静止落下,并从两磁铁中间穿过.下列关于线框受到的安培力及从右向左看感应电流的方向说法正确的是( )A.感应电流方向先沿逆时针方向,后沿顺时针方向B.感应电流方向先沿顺时针方向,后沿逆时针方向C.安培力方向一直竖直向上D.安培力方向先竖直向上,后竖直向下【答案】BC【解析】由题图可知,中间磁感应强度最大,而向上或向下磁感应强度均越来越小,故在线框从高处下落过程中,穿过线框的磁通量一直向右,且先增大后减小,则由楞次定律可知,感应电流方向先沿顺时针方向后沿逆时针方向,故A错误,B正确;产生的感应电流一直阻碍物体间的相对运动,故安培力一定一直竖直向上,故C正确,D错误.14. (多选)(2018·陕西省黄陵中学考前模拟)如图甲所示,导体棒ab、cd均可在各自的导轨上无摩擦地滑动,导轨电阻不计,磁场的磁感应强度B1、B2的方向如图所示,大小随时间变化的情况如图乙所示,在0~t1时间内()A.若ab不动,则ab、cd中均无感应电流B.若ab不动,则ab中有恒定的感应电流,但cd中无感应电流C.若ab向右匀速运动,则ab中一定有从b到a的感应电流,cd向左运动D.若ab向左匀速运动,则ab中一定有从a到b的感应电流,cd向右运动【答案】BD【解析】若ab不动,0~t1时间内,B1逐渐增大,由法拉第电磁感应定律可知,ab产生恒定的感应电流,根据楞次定律可知cd中无感应电流,故A错误,B正确;若ab向左匀速运动,0~t1时间内,B1垂直于纸面向里且逐渐增大,穿过左侧闭合区域的磁通量增大,运用楞次定律得ab中有从a 到b的感应电流,回路中产生逐渐增大的电动势,即从a到b的感应电流增大,根据楞次定律得在导体棒cd中产生d到c的感应电流,根据左手定则得导体棒cd受到向右的安培力,即cd向右运动,故D正确;若ab向右匀速运动,产生从b到a的感应电流,同时B1均匀增大,产生从a到b的感应电流,由于不确定两感应电流的大小关系,故ab中感应电流无法确定,故C错误.15.(2018·湖南省常德市期末检测)图甲为兴趣小组制作的无线充电装置中的受电线圈示意图,已知线圈匝数n=100、电阻r=1 Ω、横截面积S=1.5×10-3 m2,外接电阻R=7 Ω.线圈处在平行于线圈轴线的匀强磁场中,磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示,则()。