专题电磁感应高考真题汇编
高考物理专题电磁学知识点之电磁感应真题汇编含解析
高考物理专题电磁学知识点之电磁感应真题汇编含解析一、选择题1.某兴趣小组探究断电自感现象的电路如图所示。
闭合开关S,待电路稳定后,通过电阻R的电流为I1,通过电感L的电流为I2,t1时刻断开开关S,下列图像中能正确描述通过电阻R的电流I R和通过电感L的电流I L的是()A.B.C.D.2.如图所示,A和B是电阻为R的电灯,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灯逐渐熄灭B.A灯将比原来更亮一些后再熄灭C.有电流通过B灯,方向为c→dD.有电流通过A灯,方向为b→a3.如图所示,有一正方形闭合线圈,在足够大的匀强磁场中运动。
下列四个图中能产生感应电流的是A.B.C.D.4.如图所示,用粗细均匀的同种金属导线制成的两个正方形单匝线圈a、b,垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,a的边长为L,b的边长为2L。
当磁感应强度均匀增加时,不考虑线圈a、b之间的影响,下列说法正确的是()A.线圈a、b中感应电动势之比为E1∶E2=1∶2B.线圈a、b中的感应电流之比为I1∶I2=1∶2C.相同时间内,线圈a、b中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=1∶4D.相同时间内,通过线圈a、b某截面的电荷量之比q1∶q2=1∶45.两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,如图甲所示。
已知导线框向右做匀速直线运动,cd边于t=0时刻进入磁场。
导线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示(规定感应电流的方向abcda为正方向)。
下列说法正确的是()A.磁感应强度的方向垂直纸面向内B.磁感应强度的大小为0.5TC.导线框运动速度的大小为0.05m/sD.在t=0.4s至t=0.6s这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.04N6.如图所示,一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧,与线圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场.下列哪种变化磁场可使铝框向左偏离 ( )A .B .C .D .7.如图所示,使一个水平铜盘绕过其圆心的竖直轴OO '转动,且假设摩擦等阻力不计,转动是匀速的.现把一个蹄形磁铁水平向左移近铜盘,则A .铜盘转动将变快B .铜盘转动将变慢C .铜盘仍以原来的转速转动D .因磁极方向未知,无法确定8.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0t =时刻闭合开关S ,经过一段时间后,在1t t =时刻断开S ,下列表示灯D 中的电流(规定电流方向A B →为正)随时间t 变化的图像中,正确的是( )A .B .C .D .9.一个简易的电磁弹射玩具如图所示,线圈、铁芯组合充当炮筒,硬币充当子弹。
《电磁感应》历年高考题
《电磁感应》高考试题回顾1.第一个发现电磁感应现象的科学家是:A.奥斯特B.库仑C.法拉第D.安培2.如图所示,一均匀的扁平条形磁铁与一圆线圈同在一平面内,磁铁中央与圆心O重合.为了在磁铁开始运动时在线圈中得到一方向如图所示的感应电流i,磁铁的运动方式应为:A.N极向纸内,S极向纸外,使磁铁绕O点转动B.N极向纸外,S极向纸内,使磁铁绕O点转动C.使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外做平动D.使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸内做平动E.使磁铁在线圈平面内绕O点沿顺时针方向转动F.使磁铁在线圈平面内绕O点沿逆时针方向转动3.如图所示,一无限长直导线通有电流I,有一矩形线圈与其共面.当电流I减小时,矩形线圈将:A.向左平动B.向右平动C.静止不动D.发生转动4.如图所示,有一固定的超导体圆环,在其右侧放着一条形磁铁,此时圆环中没有电流.当把磁铁向右方移动时,由于电磁感应,在超导体圆环中产生了一定电流:A.该电流的方向如图中箭头所示.磁铁移走后,这电流很快消失B.该电流的方向如图中箭头所示.磁铁移走后,这电流继续维持C.该电流的方向与图中箭头方向相反.磁铁移走后,电流很快消失D.该电流的方向与图中箭头方向相反.磁铁移走后,电流继续维持5.如图所示,在水平放置的光滑绝缘杆ab上,挂有两个金属环M和N.两环套在一个通电密绕长螺线管的中部,螺线管中部区域的管外磁场可以忽略.当变阻器的滑动触头向左移动时,两环将怎样运动?A.两环一起向左运动B.两环一起向右运动C.两环互相靠近D.两环互相离开6.如图所示,金属圆环放在匀强磁场中,将它从磁场中匀速拉出,下列哪个说法是正确的?A.向左拉出和向右拉出,其感应电流方向相反B.不管向什么方向拉出,环中感应电流方向总是顺时针的C.不管向什么方向拉出,环中感应电流方向总是逆时针的D.在此过程中,感应电流大小不变7.恒定的匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈,线圈平面垂直于磁场方向.当线圈在此磁场中做下列哪种运动时,线圈中能产生感应电流?A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动B.线圈沿自身所在的平面做加速运动C.线圈绕任意一条直径做匀速转动D.线圈绕任意一条直径做变速转动8.M和N是绕在一个环形铁心上的两个线圈,绕法和线路如图所示.现将开关K从a处断开,然后合向b处.在此过程中,通过电阻R2的电流方向是:A.先由c流向d,后又由c流向dB.先由c流向d,后由d流向cC.先由d流向c,后又由d流向cD.先由d流向c,后由c流向d9.如图所示,A、B为两个相同的环形线圈,共轴并靠近放置.A线圈中通有如图(a)所示的交流电i,则:A.在t1到t2时间内A、B两线圈相吸B.在t2到t3时间内A、B两线圈相斥C.t1时刻两线圈间作用力为零D.t2时刻两线圈间作用力最大10.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小方形导线框A.磁铁经过图中位置⑴时,线框中感应电流沿abcd方向,经过位置⑵时,沿adcb方向B.磁铁笋过⑴时,感应电流沿adcb方向,经过⑵时沿abcd方向C.磁铁经过⑴和⑵时,感应电流都沿adcb方向D.磁铁经过⑴和⑵时,感应电流都沿abcd方向11.一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: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.12.法拉第电磁感应定律可以这样表述,闭合电路中感应电动势大小A.跟穿过这一闭合回路的磁通量成正比B.跟穿过这一闭合回路的磁通量变化量成正比C.跟穿过这一闭合回路的磁通量变化率成正比D.跟穿过这一闭合回路的磁感应强度成正比13.如图所示,甲中两条轨道不平行而乙中的两条轨道是平行的,其余物理条件都相同,金属棒MN都正在轨道上向右匀速平动,在棒运动的过程中,将观察到:A.L1、L2小电珠都发光,只是亮度不同B.L1、L2都不发光C.L2发光,L1不发光D.L1发光,L2不发光14.如图所示,闭合矩形线圈abcd从静止开始竖直下落,穿过一个匀强磁场区域,此磁场区域竖直方向的长度远大于矩形线圈bc边的长度.不计空气阻力,则:A.从线圈山边进入磁场到口6边穿出磁场的整个过程中,线圈中始终有感应电流B.从线圈dc边进入磁场到ab边穿出磁场的整个过程中,有一个阶段线圈的加速度等于重力加速度C.dc边刚进入磁场时线圈内感生电流的方向,与dc边刚穿出磁场时感生电流的方向相反D.dc边刚进入磁场时线圈内感生电流的大小,与dc边刚穿出磁场时的感生电流的大小一定相等15.边长为h的正方形金属导线框,从图所示的初始位置由静止开始下落,通过一匀强磁场区域.磁场方向是水平的,且垂直于线框平面磁场区宽度等于H,上下边界如图中水平虚线所示,H>A.从线框开始下落到完全穿过磁场区的整个过程中:A.线框中总是有感应电流存在B.线框受到的磁场力的合力的方向有时向上,有时向下.C.线框运动的方向始终是向下的.D.线框速度的大小不一定总是在增加.16.如图所示,PQRS为一正方形导线框,它以恒定的速度向右进入以MN为边界的匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面,MN线与线框的边成450角.E、F分别为PS和PQ的中点.关于线框中的感应电流,正确的说法是:A.当E点经过边界MN时,线框中感应电流最大B.当P点经过边界MN时,线框中感应电流最大C.当F 点经过边界MN 时,线框中感应电流最大D.当Q 点经过边界MN 时,线框中感应电流最大17. 如图所示,大小相等的匀强磁场分布在直角坐标系的四个象限里,相邻象限的磁感强度B 的方向相反,均垂直于纸面,现在一闭合扇形线框OABO ,以角速度ω绕Oz 轴在xOy 平面内匀速转动,那么在它旋转一周的过程中(从图中所示位置开始计时),线框内感应电动势与时间的关系图线是:18. 一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中,设向里为磁感强度B 的正方向,线圈中的箭头为电流i 的正方向(如图所示).已知线圈中感生电流i 随时间而变化的图像如图所示,则磁感强度B 随时间而变化的图像可能是:19. 图中A 是一边长为l 的方形线框,电阻为R .今维持线框以恒定的速度v 沿x轴运动,并穿过图中所示的匀强磁场B 区域.若以x 轴正方向作为力的正方向,线框在图示位置的时刻作为时间的零点,则磁场对线框的作用力F 随时间t 的变化图线为:20. 如图所示电路,多匝线圈的电阻和电池的内电阻可以忽略,两个电阻器的阻值都是R ,电键K 原来打开着,电流R I 20ε=,今合下电键将一电阻器短路,于是线圈中有自感电动势产生,该自感电动势:A.有阻碍电流的作用,最后电流由I 0减小到零B.有阻碍电流的作用,最后电流小于I 0C.有阻碍电流增大的作用,因而电流保持为I 0不变D.有阻碍电流增大的作用,但电流最后还是要增大到2I 021.如图所示的电路中,A1和A2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:A1后亮,最后一A.合上开关K接通电路时,A样亮B.合上开关K接通电路时,A1和A2始终一样亮C.断开开关K切断电路时,A2立刻熄灭,A l过一会儿才熄灭D.断开开关K切断电路时,A1和A2都要过一会儿才熄灭22.如图所示为演示自感现象的实验电路图,L是电感线圈,A1、A2是规格相同的灯泡,R的阻值与L 的电阻值相同,当开关K由断开到合上时,观察到的自感现象是,最后达到同样亮.23.电阻为R的矩形导线框abcd,边长ab=L,ad=h,质量为m,自某一高度自由落下,通过一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁场区域的宽度为h(如图所示).若线框恰好以恒定速度通过磁场,线框中产生的焦耳热是。
专题电磁感应高考真题汇编
专题十 电磁感应高考真题汇编(学生版)1.(单选)(2017•新课标Ⅰ卷T18)扫描对到显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌.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其左右振动的衰减最有效的方案是( )答案:A解析:当加恒定磁场后,当紫铜薄板上下及其左右振动时,导致穿过板的磁通量变化,从而产生感应电流,感应磁场进而阻碍板的运动,因此只有A 选项穿过板的磁通量变化,A 正确,BCD 错误.2.(多选) (2017•新课标Ⅱ卷T20)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.磁感应强度的大小为0.5TB.导线框运动速度的大小为0.5m/sC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t=0.4s 至t=0.6s 这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.1N 答案:BC解析:由图象可以看出,0.2∼0.4s 没有感应电动势,说明从开始到ab 进入用时0.2s ,导线框匀速运动的速度为v=L t =0.10.2m/s=0.5m/s ,由E=BLv 可得B=E Lv =0.010.1×0.5T=0.2T ,A 错误,B 正确;由b 图可知,线框进磁场时,感应电流的方向为顺时针,由楞次定律可知磁感应强度的方向垂直纸面向外,C 正确;在0.4∼0.6s 内,导线框所受的安培力F=ILB=B 2L 2v R=0.22×0.12×0.50.005N=0.04N ,D 错误. 3.(单选) (2017•新课标Ⅲ卷,T15)如图所示,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:PQ 向右运动,导体切割磁感线,由右手定则可知电流由Q 流向P ,即逆时针方向,再由楞次定律可知,通过T 的磁场减弱,则T 的感应电流产生的磁场应指向纸面里面,则感应电流方向为顺时针.4.(多选)(2017·海南卷T10,5分)如图所示,空间中存在一匀强磁场区域,磁场方向与竖直面(纸面)垂直,磁场的上、下边界(虚线)均为水平面;纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd ,其上、下两边均为磁场边界平行,边长小于磁场上、下边界的间距,若线框自由下落,从ab 边进入磁场时开始,直至ab 边到达磁场下边界为止,线框下落的速度大小可能A.始终减小B.始终不变C.始终增加D.先减小后增加 答案:CD解析:设线框进入磁场时的速度为v ,进入磁场时所受的安培力为F=ILB=B 2L 2v R ,若mg=B 2L 2v R,线框进入后做匀速运动,完全进入做加速直至到达最下边;若mg>B 2L 2v R,线框进入后做加速运动,完全进入继续做加速直至到达最下边,C 正确;若mg<B 2L 2v R,线框进入后做减速运动,完全进入做加速直至到达最下边,D 正确.5.(单选) (2017•天津高考卷T3,6分)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答案:D解析:磁感应强度均匀减小,磁通量减小,由楞次定律可知ab 中的感应电流方向由a 到b ,A 错误.由于磁感应强度均匀减小,再由法拉第电磁感应定律E=S ΔB Δt,可得感应电动势恒定,则ab 中的感应电流不变,B 错误;由安培力公式F=ILB 知,电流不变,B 均匀减小,安培力减小,C 错误;导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡,则有f=F ,安培力减小,静摩擦力减小,D 正确.6.(单选)(2017•江苏高考卷T1,6分)如图所示,两个单匝线圈a 、b 的半径分别为r 和2r .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.1:4D.4:1答案:A解析:由于线圈平面与磁场方向垂直,穿过该面的磁通量为Φ=BS,半径为r 的范围内有匀强磁场,磁场的区域面积为S=πr 2结合图可知,穿过两个线圈的磁感线的条数是相等的,磁通量都是Φ=πBr 2,与线圈的大小无关,A 正确,BCD 错误.7.(2016·新课标Ⅱ卷T20)法拉第圆盘发动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两倍,则电流在R 上的热功率也变为原来的2倍 答案:AB解析:将圆盘看成无数幅条组成,它们都在切割磁感线从而产生感应电动势,出现感应电流:根据右手定则圆盘上感应电流从边缘向中心,则当圆盘顺时针转动时,流过电阻的电流方向从a 到b ,B 选项正确;若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,但圆盘转动切割磁感线产生的电动势方向不变,C 选项错误;由法拉第电磁感应定律得感生电动势-E=BL -v=BL 0+ωL 2=12B ωL 2,A 选项正确;由P=E 2R 可得P=(12B ωL2)2R ,当ω变为2倍时,P 变为原来的4倍,D 选项错误.8.(2016•海南单科卷T4)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,环的圆心与两导线距离相等,环的直径小于两导线间距,两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流,若( )A.金属环向上运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向B.金属环向下运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向C.金属环向左侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针D.金属环向右侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针答案: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,金属环上下运动的时候,圆环的磁通量不变,不会有感应电流产生,A 、B 错误;金属环向左侧直导线靠近,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,C 错误;金属环向右侧直导线靠近,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,D 正确.9.(2016•北京理综卷T4,6分)如图所示,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( )A.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:由于磁场向外,磁感应强度B 随时间均匀增大,由楞次定律可知,感应电流均沿顺时针方向,排除AC 选项;由法拉第电磁感应定律有E=ΔΦΔt =ΔB Δt S ,因ΔB Δt相同,a 圆环中产生的感应电动势分别为E a =ΔΦΔt =ΔB Δt S=ΔB Δt πr a 2,b 圆环中产生的感应电动势分别为E b =ΔΦΔt =ΔB ΔtS=ΔB Δt πr b 2,由于r a :r b =2:1,则有E a E b =r a 2r b 2=41, B 正确,A 、C 、D 错误. 10. (2016•江苏单科卷T6,4分)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,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生声音,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:铜不可以被磁化,选用铜质弦,电吉他不能正常工作,A 错误;取走磁体,就没有磁场,振弦不能切割磁感线产生电流,电吉他将不能正常工作,B 正确;根据E=n ΔфΔt 可知,增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势,C 正确;磁振动过程中,磁场方向不变,但磁通量有时变大,有时变小,线圈中的电流方向不断变化,D 正确. 11.(2016•四川物理卷T7,5分)如图所示,电阻不计、间距为L 的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R.质量为m 、电阻为r 的金属棒MN 置于导轨上,受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动,外力F 与金属棒速度v 的关系是F=F 0+kv(F 0、k 是常量),金属棒与导轨始终垂直且接触良好.金属棒中感应电流为i ,受到的安培力大小为F A ,电阻R 两端的电压为U R ,感应电流的功率为P ,它们随时间t 变化图象可能正确的有( )答案:BC解析:设金属棒在某一时刻速度为v ,由题意可知,感应电动势E=BLv ,环路电流I=E R+r =BLv R+r ,即I ∝v ;安培力F A =ILB=B 2L 2v R+r,方向水平向左,即F A ∝v ;R 两端电压U R =IR=BLv R+r R ,即U R ∝v ;感应电流功率P=IE=B 2L 2v 2R+r,即P ∝v 2.分析金属棒运动情况,由力的合成和牛顿第二定律有F 合=F-F A =F 0+kv-B 2L 2v R+r =F 0+(k- B 2L 2R+r)v ,即加速度a=F 合m,因为金属棒从静止出发,所以F 0>0,且F 合>0,即a >0,加速度方向水平向右.若k=B 2L 2R+r ,F 合=F 0,即a=F 0m,金属棒水平向右做匀加速直线运动.有v=at ,说明v ∝t ,也即是I ∝t ,F A ∝t ;U R ∝t ;P ∝t 2,所以在此情况下没有选项符合;若k>B 2L 2R+r ,F 合随v 增大而增大,即a 随v 增大而增大,说明金属棒做加速度增大的加速运动,速度与时间呈指数增长关系,根据四个物理量与速度的关系可知B 选项符合;若k<B 2L 2R+r,F 合随v 增大而减小,即a 随v 增大而减小,说明金属棒在做加速度减小的加速运动,直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动,根据四个物理量与速度关系可知C 选项符合.12.(2016•浙江高考物理卷T3)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L a =3L b ,图示区域内有垂直纸面向里的均强磁场,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.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:根据楞次定律可知,原磁场向里增大,则感应电流的磁场与原磁场方向相反向外,因此感应电流为逆时针,A 错误;由法拉第电磁感应定律E=n ΔφΔt =n ΔBS Δt; 而S=L 2,因此电动势之比为9:1;B 正确;线圈中电阻R=ρL 0S,而导线长度L 0=n×4L ;故电阻之比为3:1; 由欧姆定律可知I=E R ;则电流之比为3:1,C 错误;电功率P=E 2R,电动势之比为9:1;电阻之比为3:1;则电功率之比为27:1,D 错误.13.(2016•上海高考卷T5)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:若磁铁向下运动时,穿过线圈的磁通量变大,原磁场方向向下,感应磁场方向向上,由安培定则2可知,拇指表示感应磁场的方向,四指弯曲的方向表示感应电流的方向,可判断出产生了如图中箭头所示的感应电流;同理,若磁铁向上运动,则感应电流的方向与图中感应电流的方向相反,A 错误,B 正确;若磁铁向右运动或向左运动,穿过线圈的磁通量变小,原磁场方向向下,所以感应磁场方向向下,根据右手螺旋定则,拇指表示感应磁场的方向,四指弯曲的方向表示感应电流的方向,可判断出产生的感应电流的方向与图中感应电流的方向相反, C 、D 错误.14.(2016•上海单科卷T19)如图a 所示,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 随时间如图b 所示规律变化时( )A.在t 1~t 2时间内,L 有收缩趋势B.在t 2~t 3时间内,L 有扩张趋势C.在t 2~t 3时间内,L 内有逆时针方向的感应电流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t 1~t 2时间内,穿过圆环的磁通量向上不是均匀增大,由愣次定律可以确定L 必须减小面积以达到阻碍磁通量的增大,有收缩的趋势,A 正确;在t 2~t 3时间内,穿过圆环的磁通量向上均匀减小,由法拉第电磁感应定律可知,L 中磁通量不变,则L 中没有感应电流,因此没有变化的趋势,B 、C 错误;在t 3~t 4时间内,向下的磁通量减小,根据楞次定律,在线圈中的电流方向c 到b ,根据右手螺旋定则,穿过圆环L 的磁通量向外减小,则根据楞次定律,在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流,D 正确.15.(2015·全国新课标理综Ⅰ卷T19)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 答案:AD解析:圆盘在转动的过程中,半径方向的金属条在做切割磁感线运动,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,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;圆盘成电中性,不会产生环形电流,选项D 错误.16.(2015·全国新课标Ⅱ卷T15)如图所示,直角三角形金属框abc 放置在匀强磁场中,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a-b-c-aC.U bc =-12B ωL 2,金属框中无电流D.U bc =12B ωL 2,金属框中电流方向沿a-c-b-a 答案:C解析:当金属框绕ab 边以角速度ω逆时针旋转时,穿过直角三角形金属线框abc 的磁通量恒为零,所以没有感应电流,选项B 、D 错误;由右手定则可知,C 点电势高,U bc =-12B ωL 2,选项A 错误,选项C 正确.17.(2015·山东理综卷T17)如图所示,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,圆盘将匀速转动答案:ABD.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,感应电动势越大,感应电流越大,产生的电功率也越大,消耗的机械能越快,则圆盘越容易停止转动,选项B 正确;若所加磁场反向,根据楞次定律可知安培力仍然阻碍圆盘的转动,圆盘不是加速运动,而是做减速运动,选项C 错误;若所加磁场穿过整个圆盘,圆盘中将无感应电流,不消耗机械能,圆盘将做匀速转动,选项D 正确.18.(2015·山东理综卷T19)如图甲所示,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 间的电压为U ab 正,下列U ab -t 图象可能正确的是( )答案:C解析:在第一个0.25T 0时间内,通过大圆环的电流为顺时针逐渐增加,由楞次定律可判断内环a 端电势高于b 端,因电流的变化率在逐渐减小,故环内的电动势逐渐减小,同理在第0.25T 0∽0. 5T 0的时间内,通过大圆环的电流为顺时针逐渐减小,由楞次定律可判断出环内a 端电势低于b 端,因电流的变化率逐渐增大,故内环的电动势逐渐增大,选项C 正确.19.(2015·上海单科卷)如图所示,光滑平行金属导轨固定在水平面上,左端由导线相连,导体棒垂直静置于导轨上构成回路.在外力F 作用下,回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动,在匀速运动过程中外力F 做功W f ,磁场力对导体棒做功W 1,磁铁克服磁场力做功W 2,重力对磁铁做功W G ,回路中产生的焦耳热为Q ,导体棒获得的动能为E k .则( )A.W 1=QB.W 2-W 1=QC.W 1=E kD.W F +W G =E k +Q 答案:BCD解析:由能量守恒定律可知,磁铁克服磁场力做功为W 2,等于回路的电能,电能一部分转化为内能,另一部分转化为导体棒的机械能,所以W 2-W 1=Q ,选项A 错误,选项B 正确;以导体棒为研究对象,由动能定理可知,磁场力对导体棒做功W 1=E k ,选项C 正确;对磁铁有W F +W G - W 2=0,而W 2=W 1+Q ,W 1=E k ,可得W F +W G =E k +Q ,选项D 正确.20.(2015·海南单科卷T2)如图所示,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ε,将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折弯,置于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.12 B.22C.1D. 2 答案:B解析:设折弯前导体切割磁感线的长度为L ,产生的电动势ε=BLV ,折弯后,导体切割磁场的有效长度为L ´=(L 2)2+(L 2)2=22L ,故产生的感应电动势为ε´=BL ´V=B ·22LV=22ε,所以ε´ε=22,选项B 正确. 21.(2015·福建理综卷T18)如图所示,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B.PQ 两端电压先减小后增大C.PQ 上拉力的功率先减小后增大D.线框消耗的电功率先减小后增大答案:C解析:由右手定则可知,PQ 导体棒的电流为Q →P ,画出电路的等效电路图如图所示. 其中R 1为ad 、bc 的电阻,R 2为ab 、cd 的电阻之和,电阻之间满足的关系为R 1+R 2+R 1=3R ,由题图可知R 1=34R ,当PQ 导体棒位于ab 的中间位置时,外电路的总电阻R 外中=1.5R 2=34R ,当导体棒刚开始运动时,外电路的总电阻, R 外´=R 1(R 1+R 2)R 1+R 2+R 1=34R(34R+32R)3R =9R 16,可见当导体棒向右运动的过程中,开始时的电阻小于中间位置时的电阻,所以导体棒向右运动的过程中外电路的总电阻先增大后减小.由于导体棒做匀速运动,切割磁感线运动产生的电动势为E=BLV ,保持不变,根据I=E R 外+R可知,因R 外先增大后减小,I 先减小后增大,选项A 错误;根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir 可知,因I 先减小后增大,Ir 先减小后增大,则U 先增大后减小,选项B 正确;根据P=FV=ILBV 可知,因I 先减小后增大,可得PQ 上拉力的功率先减小后增大,选项C 正确.由以上分析可知,导体棒PQ 上的电阻R 始终大于线框的等效电阻,当导体棒向右运动时电路的总电阻先增大后减小,根据闭合电路的功率分配关系与外电路电阻的关系可知,当外电路的电阻值与电源的内阻相等时,外电路消耗的功率最大,由此可知线框上消耗的电功率是先增大后减小,选项D 错误.22.(2015·安徽理综卷T19)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BLV sin θB.电路中感应电流的大小为BVsin θrC.金属杆所受安培力的大小为B 2LVsin θrD.金属杆的发热功率为B 2LV 2rsin θ答案:B解析:金属棒的有效切割长度为L ,电路中感应电动势的大小E=BLV ,选项A 错误;金属棒的电阻R=r L sin θ,根据欧姆定律电路中感应电流的大小I=E R =BLVsin θrL =BVsin θr,选项B 正确;金属杆所受安培力的大小F=ILB=BVsin θr ·L sin θ·B=B 2LV r,选项C 错误;根据焦耳定律,金属杆的发热功率为P=I 2R=(BVsin θr )2·r ·L sin θ=B 2LV 2sin θr,选项D 错误. 23.(2014·全国新课标Ⅰ卷T14)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。
高考物理必做电磁感应大题汇编
高考复习物理 电磁感应大题1.(18分)如图所示,两根相同的劲度系数为k 的金属轻弹簧用两根等长的绝缘线悬挂在水平天花板上,弹簧上端通过导线与阻值为R 的电阻相连,弹簧下端连接一质量为m ,长度为L ,电阻为r 的金属棒,金属棒始终处于宽度为d 垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场中。
开始时弹簧处于原长,金属棒从静止释放,水平下降h 高时达到最大速度。
已知弹簧始终在弹性限度内,且弹性势能与弹簧形变量x 的关系为221kx E p ,不计空气阻力及其它电阻。
求:(1)此时金属棒的速度多大?(2)这一过程中,R 所产生焦耳热Q R 多少?2.(17分)如图15(a )所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L ,距左端L 处的中间一段被弯成半径为H 的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H 的水平面上。
圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B 0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B (t ),如图15(b )所示,两磁场方向均竖直向上。
在圆弧顶端,放置一质量为m 的金属棒ab ,与导轨左段形成闭合回路,从金属棒下滑开始计时,经过时间t 0滑到圆弧顶端。
设金属棒在回路中的电阻为R ,导轨电阻不计,重力加速度为g 。
⑴问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?为什么?⑵求0到时间t 0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。
⑶探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流的大小和方向。
3、(16分)t=0时,磁场在xOy平面内的分布如图所示。
其磁感应强度的大小均为B0,方向垂直于xOy平面,相邻磁场区域的磁场方向相反。
每个同向磁场区域的宽度均为l0。
整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动。
⑴若在磁场所在区间,xOy平面内放置一由n匝线圈串联而成的矩形导线框abcd,线框的bc边平行于x轴.bc=l B、ab=L,总电阻为R,线框始终保持静止。
求:①线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小;②线框所受安培力的大小和方向。
高考物理最新电磁学知识点之电磁感应真题汇编及答案
高考物理最新电磁学知识点之电磁感应真题汇编及答案一、选择题1.无线充电技术已经被应用于多个领域,其充电线圈内磁场与轴线平行,如图甲所示;磁感应强度随时间按正弦规律变化,如图乙所示。
则( )A .2T t =时,线圈产生的电动势最大B .2T t =时,线圈内的磁通量最大 C .0~4T 过程中,线圈产生的电动势增大 D .3~4T T 过程中,线圈内的磁通量增大 2.如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3 s 时间拉出,外力所做的功为W 1,通过导线截面的电荷量为q 1;第二次用0.9 s 时间拉出,外力所做的功为W 2,通过导线截面的电荷量为q 2,则( )A .W 1<W 2,q 1<q 2B .W 1<W 2,q 1=q 2C .W 1>W 2,q 1=q 2D .W 1>W 2,q 1>q 2 3.两块水平放置的金属板间的距离为d ,用导线与一个n 匝线圈相连,线圈电阻为r ,线圈中有竖直方向的磁场,电阻R 与金属板连接,如图所示,两板间有一个质量为m 、电荷量+q 的油滴恰好处于静止,则线圈中的磁感应强度B 的变化情况和磁通量的变化率分别是A .磁感应强度B 竖直向上且正增强,tφ∆=dmg nq B .磁感应强度B 竖直向下且正增强,t φ∆=dmg nq C .磁感应强度B 竖直向上且正减弱,t φ∆=()dmg R r nqR + D .磁感应强度B 竖直向下且正减弱,tφ∆=()dmgr R r nqR + 4.如图所示,把金属圆环在纸面内拉出磁场,下列叙述正确的是( )A.将金属圆环向左拉出磁场时,感应电流方向为逆时针B.不管沿什么方向将金属圆环拉出磁场时,感应电流方向都是顺时针C.将金属圆环向右匀速拉出磁场时,磁通量变化率不变D.将金属圆环向右加速拉出磁场时,受到向右的安培力5.如图所示,一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧,与线圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场.下列哪种变化磁场可使铝框向左偏离 ( )A.B.C.D.6.如图所示为地磁场磁感线的示意图,在北半球地磁场的竖直分量向下。
电磁感应+功和能(原卷版)—三年(2022-2024)高考物理真题汇编(全国通用)
电磁感应+功和能考点三年考情(2022-2024)命题趋势考点1 电磁感应+功和功率(5年4考)2024年高考山东卷:金属棒在两条相同的半圆弧形光滑金属导轨上滑动;2022年高考上海卷:一个正方形导线框以初速度v0向右穿过一个有界的匀强磁场;2024高考广西卷:研究非摩擦形式的阻力装置;2022年福建高考:金属棒在平行导轨上运动切割磁感线;2024年高考辽宁卷:导体棒在两条“∧”形的光滑平行金属导轨滑动切割磁感线;考点2 电磁感应+能量(5年5考)2023学业水平等级考试上海卷:线框在斜面上切割磁感线运动;2023年高考全国甲卷:绝缘棒和金属棒在光滑U型金属导轨滑动切割磁感线运动;2023年高考湖南卷:两根足够长的光滑金属直导轨平行放置,金属棒下滑切割磁感线运动;2023全国高考新课程卷:线框在两条光滑长直金属导轨移动切割磁感线;1. 功和功率是高考考查频率较高的知识点,与电磁感应综合主要表现在考查安培力功和功率。
2. 电磁感应中的能量包括动能定理、焦耳热、能量守恒定律、功能关系等。
考点01 电磁感应+功和功率1. (2024年高考山东卷). 如图所示,两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在水平桌面上,其所在平面竖直且平行,导轨最高点到水平桌面的距离等于半径,最低点的连线OO'与导轨所在竖直面垂直。
空间充满竖直向下的匀强磁场(图中未画出),导轨左端由导线连接。
现将具有一定质量和电阻的金属棒MN平行OO'放置在导轨图示位置,由静止释放。
MN 运动过程中始终平行于OO'且与两导轨接触良好,不考虑自感影响,下列说法正确的是( )A. MN最终一定静止于OO'位置B. MN运动过程中安培力始终做负功C. 从释放到第一次到达OO'位置过程中,MN的速率一直在增大D. 从释放到第一次到达OO'位置过程中,MN中电流方向由M到N2. (2022年高考上海)如图,一个正方形导线框以初速度v0向右穿过一个有界的匀强磁场。
电磁感应+电路和动力学(原卷版)—三年(2022-2024)高考物理真题汇编(全国通用)
电磁感应+电路和动力学考点三年考情(2022-2024)命题趋势考点1 电磁感应+电路(5年2考)2024年高考湖北卷第15题:金属棒在两足够长平行金属直导轨滑动;2022年全国理综甲卷第20题:两根相互平行的光滑长直金属导轨一端接电阻或电容,金属棒在其上滑动;2022年全国理综甲卷第16题:三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框,放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中。
考点2 电磁感应+动力学(5年4考)2024年1月浙江选考第21题:扫描隧道显微镜减振装置。
2022年高考辽宁物理:两金属杆在两平行光滑长直金属导轨上滑动。
1. 电磁感应中电路问题包括电容电路和串并联电路,是考查的热点。
2. 电磁感应中动力学问题的考查主要集中在加速度、速度、安培力等,解答此类问题,需要利用牛顿运动定律、法拉第电磁感应定律、安培力及其相关知识。
考点01 电磁感应+电路1.(2024年高考湖北卷第15题). 如图所示,两足够长平行金属直导轨MN 、PQ 的间距为L ,固定在同一水平面内,直导轨在左端M 、P 点分别与两条竖直固定、半径为L 的14圆弧导轨相切。
MP 连线与直导轨垂直,其左侧无磁场,右侧存在磁感应强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场。
长为L 、质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 跨放在两圆弧导轨的最高点。
质量为2m 、电阻为6R 的均匀金属丝制成一个半径为L 的圆环,水平放置在两直导轨上,其圆心到两直导轨的距离相等。
忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变,金属棒、金属环均与导轨始终接触良好,重力加速度大小为g。
现将金属棒ab由静止释放,求(1)ab刚越过MP时产生的感应电动势大小;(2)金属环刚开始运动时的加速度大小;(3)为使ab在整个运动过程中不与金属环接触,金属环圆心初始位置到MP的最小距离。
2. . (2022高考上海)宽L=0.75m的导轨固定,导轨间存在着垂直于纸面且磁感应强度B=0.4T的匀强磁场。
专题20电磁感应综合运用-2024高考物理真题分类汇编(全国版 含解析)
2024高考物理真题分项解析专题1电磁感应综合运用2024高考题1.21.(2024年6月浙江省物理选考)某小组探究“法拉第圆盘发电机与电动机的功用”,设计了如图所示装置。
飞轮由三根长0.8m a =的辐条和金属圆环组成,可绕过其中心的水平固定轴转动,不可伸长细绳绕在圆环上,系着质量1kg m =的物块,细绳与圆环无相对滑动。
飞轮处在方向垂直环面的匀强磁场中,左侧电路通过电刷与转轴和圆环边缘良好接触,开关S 可分别与图示中的电路连接。
已知电源电动势012V E =、内阻0.1r =Ω、限流电阻10.3R =Ω、飞轮每根辐条电阻0.9R =Ω,电路中还有可调电阻R 2(待求)和电感L ,不计其他电阻和阻力损耗,不计飞轮转轴大小。
(1)开关S 掷1,“电动机”提升物块匀速上升时,理想电压表示数8V U =。
①判断磁场方向,并求流过电阻R 1的电流I ;②求物块匀速上升的速度v 。
(2)开关S 掷2,物块从静止开始下落,经过一段时间后,物块匀速下降的速度与“电动机”匀速提升物块的速度大小相等,①求可调电阻R 2的阻值;②求磁感应强度B的大小。
【答案】(1)①垂直纸面向外,10A ;②5m/s ;(2)①0.2Ω;②2.5T【解析】(1)①物块上升,则金属轮沿逆时针方向转动,辐条受到的安培力指向逆时针方向,辐条中电流方向从圆周指向O 点,由左手定则可知,磁场方向垂直纸面向外;由闭合电路的欧姆定律可知011()E U I R r -=+则011128A 10A 0.30.1E U I R r --===++②辐条切割磁感线产生的电动势与电源电动势相反,设每根辐条产生的电动势为E 1,则0113r U E I -=解得15V E =此时金属轮可视为电动机11P E I =出当物块P 匀速上升时1P mgv =出解得15m/sv =另解:因8V U =,110A I =根据20113r UI I mgv =+解得5m/sv =(2)①物块匀速下落时,由受力分析可知,辐条受到的安培力与第(1)问相同,经过R 2的电流2110AI I ==由题意可知215m/sv v ==每根辐条切割磁感线产生的感应电动势215VE E ==225V 0.510AE R I ===Ω总023r R R =+总解得20.2R =Ω13.(2024年高考海南卷)两根足够长的导轨由上下段电阻不计,光滑的金属导轨组成,在M 、N 两点绝缘连接,M 、N 等高,间距L =1m ,连接处平滑。
高考物理专项复习《电磁感应》十年高考真题汇总
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 8.(2011·北京卷·T19)某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开 关S和电池组E,用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后,闭合开关S,小灯泡发 光;再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复,仍未见老师演示时 出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡末闪亮的原因 是
A.T1>mg,T2>mg B.T1<mg,T2<mg
C.T1>mg,T2<mg D.T1<mg,T2>mg
13.(2016·上海卷)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
14.(2016·海南卷)如图,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,环的圆
高考物理真题专题汇编专题L电磁感应(含解析)
L 电磁感应L1 电磁感应现象、楞次定律1.L1 L2[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B [解析] 由法拉第电磁感应定律可知E =n ΔΦΔt ,则E =n ΔB Δt πR 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.L1 [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( )图1A .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.L2 法拉第电磁感应定律、自感3.L2[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AB [解析] 将圆盘看成由无数辐条组成,各辐条都在切割磁感线,从而产生感应电动势,出现感应电流,当圆盘顺时针转动时(从上往下看),根据右手定则可判断,圆盘上感应电流从边缘向中心,流过电阻R 的电流方向从a 到b ,B 正确;由法拉第电磁感应定律可得,感应电动势E =BLv =12BL 2ω,而I =ER ,故A 正确,C 错误;当角速度ω变为原来的2倍时,感应电动势E =12BL 2ω变为原来的2倍,感应电流I变为原来的2倍,电流在R 上的热动率P =I 2R 变为原来的4倍,D 错误.4.L2 M1[2016·全国卷Ⅲ] 如图所示,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O N ;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线O M O N 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O N 的轴,以相同的周期T 逆时针匀速转动,则( )图1A .两导线框中均会产生正弦交流电B .两导线框中感应电流的周期都等于TC .在t =T8时,两导线框中产生的感应电动势相等D .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BC [解析] 设导线圈半径为l ,角速度为ω,两导线框切割磁感线的等效长度始终等于圆弧半径,因此在产生感应电动势时其瞬时感应电动势大小始终为E =12B ωl 2,但进磁场和出磁场时电流方向相反,所以线框中应该产生方波交流式电,如图所示,A 错误;由T =2πω可知,两导线框中感应电流的周期相同,均为T ,B 正确;在t =T 8时,两导线框均在切割磁感线,故两导线框中产生的感应电动势均为12B ωl 2,C 正确;对于线框M ,有E 2R ·T 2+E 2R ·T 2=U 2有MR·T ,解得U有M =E ;对于线框N ,有E 2R ·T 4+0+E 2R ·T 4+0=U 2有NR·T ,解得U 有N =22E ,故两导线框中感应电流的有效值并不相等,D 错误.5.D4、D5、L2、L3[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).[答案] (1)1.54 V (2)不能,理由见解析 (3)4×105m[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 Mm R2=mg匀速圆周运动G Mm (R +h )2=m v 2R +h解得h =g R 2v2-R ,代入数据得h ≈4×105m(数量级正确都算对)6.L1 L2[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∶1B [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 ΔBΔtS ,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.L3 电磁感应与电路的综合 L4 电磁感应与力和能量的综合7.L4 [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[答案] (1)mg (sin θ-3μcos θ) (2)(sin θ-3μcos θ)mgR B 2L 2[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 ① N 1=2mg cos θ ② 对于cd 棒,同理有 mg sin θ+μN 2=T ③ N 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 =εR⑧联立⑤⑥⑦⑧式得v =(sin θ-3μcos θ)mgRB 2L2 ⑨8.L4[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[答案] (1)Blt 0⎝ ⎛⎭⎪⎫F m -μg (2)B 2l 2t 0m [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 =ER⑤ 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 0m⑧9.L4 [2016·四川卷] 如图1所示,电阻不计、间距为l 的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R .质量为m 、电阻为r 的金属棒MN 置于导轨上,受到垂直于金属棒的水平外力F 的作用由静止开始运动,外力F 与金属棒速度v 的关系是F =F 0+kv (F 0、k 是常量),金属棒与导轨始终垂直且接触良好.金属棒中感应电流为i ,受到的安培力大小为F A ,电阻R 两端的电压为U R ,感应电流的功率为P ,它们随时间t 变化图像可能正确的有( )图1图1BC [解析] 设金属棒在某一时刻速度为v ,由题意可知,感应电动势E =Blv ,感应电流I =ER +r =BlR +rv ,即I ∝v ;安培力F A =BIl =B 2l 2R +r v ,方向水平向左,即F A ∝v ;R 两端电压U R =IR =BlR R +r v ,即U R ∝v ;感应电流功率P =EI =B 2l 2R +rv 2,即P ∝v 2.分析金属棒运动情况,由牛顿第二定律可得F 合=F -F A =F 0+kv -B 2l 2R +r v =F 0+⎝ ⎛⎭⎪⎫k -B 2l 2R +r v ,而加速度a =F 合m.因为金属棒从静止出发,所以F 0>0,且F 合>0,即a >0,加速度方向水平向右.(1)若k =B 2l 2R +r ,F 合=F 0,即a =F 0m ,金属棒水平向右做匀加速直线运动,有v =at ,说明v ∝t ,即I ∝t ,F A ∝t ,U R ∝t ,P ∝t 2,所以在此情况下没有选项符合; (2)若k >B 2l 2R +r,F 合随v 增大而增大,即a 随v 增大而增大,说明金属棒在做加速度增大的加速运动,根据四个物理量与速度的关系可知B 选项符合;(3)若k <B 2l 2R +r,F 合随v 增大而减小,即a 随v 增大而减小,说明金属棒在做加速度减小的加速运动,直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动,根据四个物理量与速度关系可知C 选项符合;综上所述,B 、C 选项符合题意.9.L4[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 .图110[答案] (1)2.4 m/s (2)48 N (3)64 J 26.88 J [解析] (1)由牛顿定律a =F -mg sin θm=12 m/s 2① 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 =BlvR④ 安培力F A =IBl ⑤代入得F A =(Bl )2vR=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 ⑧ CD 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 ⑩L5 电磁感应综合10.L5[2016·全国卷Ⅲ] 如图1所示,两条相距l 的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为R 的电阻;一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上;在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S 的区域,区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场,磁感应强度大小B 1随时间t 的变化关系为B 1=kt ,式中k 为常量;在金属棒右侧还有一匀强磁场区域,区域左边界MN (虚线)与导轨垂直,磁场的磁感应强度大小为B 0,方向也垂直于纸面向里.某时刻,金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动,在t 0时刻恰好以速度v 0越过MN ,此后向右做匀速运动.金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好,它们的电阻均忽略不计.求:(1)在t =0到t =t 0时间间隔内,流过电阻的电荷量的绝对值;(2)在时刻t (t >t 0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小.图1[答案] (1)kt 0S R (2)B 0lv 0(t -t 0)+kSt (B 0lv 0+kS )B 0lR[解析] (1)在金属棒未越过MN 之前,t 时刻穿过回路的磁通量为Φ=ktS ①设在从t 时刻到t +Δt 的时间间隔内,回路磁通量的变化量为ΔΦ,流过电阻R 的电荷量为Δq .由法拉第电磁感应定律有E =ΔΦΔt② 由欧姆定律有i =E R③ 由电流的定义有i =ΔqΔt ④联立①②③④式得|Δq |=kS RΔt ⑤由⑤式得,在t =0到t =t 0的时间间隔内,流过电阻R 的电荷量q 的绝对值为 |q |=kt 0SR⑥ (2)当t >t 0时,金属棒已越过MN .由于金属棒在MN 右侧做匀速运动,有f =F ⑦ 式中,f 是外加水平恒力,F 是匀强磁场施加的安培力.设此时回路中的电流为I ,F 的大小为 F =B 0Il ⑧此时金属棒与MN 之间的距离为s =v 0(t -t 0) ⑨ 匀强磁场穿过回路的磁通量为Φ′=B 0ls ⑩ 回路的总磁通量为Φt =Φ+Φ′ 式中,Φ仍如①式所示.由①⑨⑩⑪式得,在时刻t (t >t 0)穿过回路的总磁通量为 Φt =B 0lv 0(t -t 0)+kSt ⑫在t 到t +Δt 的时间间隔内,总磁通量的改变ΔΦt 为 ΔΦt =(B 0lv 0+kS )Δt ⑬由法拉第电磁感应定律得,回路感应电动势的大小为E t =⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔΦt Δt ⑭由欧姆定律有I =E tR⑮联立⑦⑧⑬⑭⑮式得f =(B 0lv 0+kS )B 0lR⑯。
高考物理最新电磁学知识点之电磁感应真题汇编含答案
高考物理最新电磁学知识点之电磁感应真题汇编含答案一、选择题1.如图所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下.当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)()A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥2.下列关于教材中四幅插图的说法正确的是()A.图甲是通电导线周围存在磁场的实验。
这一现象是物理学家法拉第通过实验首先发现B.图乙是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,线圈产生大量热量,从而冶炼金属C.图丙是李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻刘伟手握线圈裸露的两端协助测量,李辉把表笔与线圈断开瞬间,刘伟觉得有电击说明欧姆挡内电池电动势很高D.图丁是微安表的表头,在运输时要把两个接线柱连在一起,这是为了保护电表指针,利用了电磁阻尼原理3.如图所示,铁芯P上绕着两个线圈A和B, B与水平光滑导轨相连,导体棒放在水平导轨上。
A中通入电流i(俯视线圈A,顺时针电流为正),观察到导体棒向右加速运动,则A中通入的电流可能是()A.B.C .D .4.如图所示,水平绝缘的桌面上放置一个金属环,现有一个竖直的条形磁铁从圆环左上方沿水平方向快速移动经过正上方到达右上方,在此过程中( )A .圆环一定向右运动B .圆环中的感应电流方向不变C .圆环受到的摩擦力方向不变D .圆环对桌面的压力先减小后增大5.如图所示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。
将一小磁针用一弹性细丝悬挂在直导线正上方,开关断开时小磁针处于静止状态。
下列说法正确的是( )A .闭合开关小磁针N 极朝垂直纸面向里转动,接着回到原位B .闭合开关,小磁针N 极朝垂直纸面向里转动,并保持在转动后的位置C .开关从闭合状态断开,小磁针N 极不发生偏转D .开关从闭合状态断开,小磁针N 极朝垂直纸面向里转动,接着回到原位6.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0t =时刻闭合开关S ,经过一段时间后,在1t t =时刻断开S ,下列表示灯D 中的电流(规定电流方向A B →为正)随时间t 变化的图像中,正确的是( )A .B .C .D .7.如图所示,两块水平放置的金属板间距离为d ,用导线与一个n 匝线圈连接,线圈置于方向竖直向上的磁场B 中。
近6年全国各地高考物理真题汇编:电磁感应(Word版含答案)
2017-2022年全国各地高考物理真题汇编:电磁感应学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题(本大题共12题)1.(2022·全国·高考真题)三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框,正方形线框的边长与圆线框的直径相等,圆线框的半径与正六边形线框的边长相等,如图所示。
把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中,线框所在平面均与磁场方向垂直,正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为12I I 、和3I 。
则( )A .132I I I <<B .132I I I >>C .123I I I =>D .123I I I ==2.(2017·天津·高考真题)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3.(2021·北京·高考真题)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,水平U 型导体框左端连接一阻值为R 的电阻,质量为m 、电阻为r 的导体棒ab 置于导体框上。
不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。
ab 以水平向右的初速度v 0开始运动,最终停在导体框上。
在此过程中 ( )A .导体棒做匀减速直线运动B .导体棒中感应电流的方向为a b →C .电阻R 消耗的总电能为202()mv R R r +D .导体棒克服安培力做的总功小于2012mv 4.(2020·江苏·高考真题)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。
高考电磁感应专题汇编(含答案)
磁场对电流的作用1. 如图所示,两根长直通电导线互相平行,电流方向相同,它们的截面处于一个等边三角形abc 的顶点a 、b 处。
两通电导线在c 处的磁场的磁感应强度的值都是B ,则 c 处磁场的总磁感应强度是( ) A 、2B B 、B C 、0 D 、B 32. 如图所示,垂直纸面放置的两根直导线a 和b 的位置固定并通有相等的电流I 。
在a 、b 连线的中垂线上放有另一直导线c ,导线c 与导线a 、b 所在的平面垂直,c 可以自由运动。
当c 中通入电流I 1时,c 并未发生运动,则可以判定a 、b 中的电流 ( ) A 、方向相同,都向里 B 、方向相同,都向外 C 、方向相反D 、只要a 、b 中有电流,c 就不可能静止3. 如图3,质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于O 、O ’,并处于匀强磁场中。
当导线中通以沿x 正方向的电流I ,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ。
则磁感应强度的方向和大小可能为( )A .z 正向,mgIL tan θ B .y 正向,mgILC .z 负向,mgILtan θD .沿悬线向上,mgILsin θ4. 如图所示,ABC 为与匀强磁场垂直的边长为a 的等边三角形,磁场垂直纸面向外,比荷为e/m 的电子以速度v 0从A 点沿AB 方向射入,现欲使电子能经过BC 边,则磁感应强度B 的取值应为( )A .B>3mv 0ae B .B<2mv 0aeC .B<3mv 0ae D .B>2mv 0ae5. 如图所示,在匀强磁场中附加另一匀强磁场,附加磁场位于图中阴影区域,附加磁场区域的对称轴OO′与SS′垂直。
a 、b 、c 三个质子先后从S 点沿垂直于磁场的方向射入磁场,它们的速度大小相等,b 的速度方向与SS′垂直,a 、c 的速度方向与b 的速度方向间的夹角分别为,且。
三个质子经过附加磁场区域后能达到同一点S′,则下列说法中正确的有( )αβ、αβ>A .三个质子从S 运动到S′的时间相等B .三个质子在附加磁场以外区域运动时,运动轨迹的圆心均在OO′轴上C .若撤去附加磁场,a 到达SS′连线上的位置距S 点最近D .附加磁场方向与原磁场方向相同6. 如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域,一质量为m 、电荷量为e 的电子从y 轴上a(0,L)点以初速度v 0平行于x 轴正方向射入磁场,经磁场偏转后从x 轴上的b 点射出磁场,此时速度的方向与x 轴正方向的夹角为60°,且此磁场区域恰好是满足此电子偏转的最小圆形磁场区域(此最小圆形磁场未画出),下列说法正确的是:( ) A .此圆形磁场区域边界不会经过原点OB .电子在磁场中运动的时间为2πL 3v 0C .该圆形磁场区域的圆心坐标为(3L 2,L 2) D .电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0,-2L) 7. 两个电荷量分别为q 和-q 的带电粒子分别以速度v a 和v b 射入匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°,磁场宽度为d,两粒子同时由A 点出发,同时到达B 点,如图6所示,则()A.a 粒子带正电,b 粒子带负电B.两粒子轨道半径之比R a ∶R bC.两粒子质量之比m a ∶m b =1∶2D.两粒子的速度之比v a ∶v b =1∶28. 有两根长直导线a 、b 互相平行放置,图所示为垂直于导线的截面图。
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:
【电磁感应】高考必考题(详解版)
A. 磁感应强度地大小为
B. 导线框运动速度地大小为
C. 磁感应强度地方向垂直于纸面向外
D. 在
至
这段时间内,导线框所受地安培力大小为
解析 BC
解析 由于匀速运动,所以
面向外.
所以D错.
故选BC.
考点
电磁感应 电磁感应规律地应用 线框模型
由于电流方向顺时针,所以磁场垂直于纸
5 某同学自制地简易电动机示意图如下图所示,矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线地两端分别 从线圈地一组对边地中间位置引出,并作为线圈地转轴.将线圈架在两个金属支架之间,线圈平 面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方.为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来, 该同学应将( )
开关 接 后, 开始向右加速运动,速度达到最大值 时,设 上地感应
电动势为 ,有
⑥
依题意有
⑦
设在此过程中 地平均电流为 , 上受到地平均安培力为 ,有
⑧
由动量定理,有
⑨
又
⑩
联立⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得 ⑪
考点
电磁感应 交变电流地产生原理
三、计算题
4 两条平行线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直.边长为 、总电阻为
地正
方形导线框 位于纸面内, 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, 边于 时刻进入磁场.线框中感应电动势随时间变化地图线如图(b)所示(感
应电流地方向为顺时针时,感应电动势取正),下列说法正确地是( )
器.电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为 ,电容器地电容为 .两根固定于水平面内地
光滑平行金属导轨间距为 ,电阻不计.炮弹可视为一质量为 、电阻为 地金属棒 ,垂直放
五年(2019-2023)高考物理真题分项汇编专题10 电磁感应 (解析版)
专题10电磁感应一、单选题1(2023·全国·统考高考真题)一学生小组在探究电磁感应现象时,进行了如下比较实验。
用图(a )所示的缠绕方式,将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上,漆包线的两端与电流传感器接通。
两管皆竖直放置,将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放,在管内下落至管的下端。
实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I 随时间t 的变化分别如图(b )和图(c )所示,分析可知()A.图(c )是用玻璃管获得的图像B.在铝管中下落,小磁体做匀变速运动C.在玻璃管中下落,小磁体受到的电磁阻力始终保持不变D.用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短2(2023·北京·统考高考真题)如图所示,光滑水平面上的正方形导线框,以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。
线框的边长小于磁场宽度。
下列说法正确的是()A.线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向B.线框出磁场的过程中做匀减速直线运动C.线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等D.线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等3(2023·北京·统考高考真题)如图所示,L 是自感系数很大、电阻很小的线圈,P 、Q 是两个相同的小灯泡,开始时,开关S 处于闭合状态,P 灯微亮,Q 灯正常发光,断开开关()五年(2019-2023)高考物理真题分项汇编专题10 电磁感应 (解析版)A.P与Q同时熄灭B.P比Q先熄灭C.Q闪亮后再熄灭D.P闪亮后再熄灭4(2023·海南·统考高考真题)汽车测速利用了电磁感应现象,汽车可简化为一个矩形线圈abcd,埋在地下的线圈分别为1、2,通上顺时针(俯视)方向电流,当汽车经过线圈时()A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcdC.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcdD.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同5(2023·辽宁·统考高考真题)如图,空间中存在水平向右的匀强磁场,一导体棒绕固定的竖直轴OP在磁场中匀速转动,且始终平行于OP。
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专题十 电磁感应高考真题汇编(学生版)1.(单选)(2017•新课标Ⅰ卷T18)扫描对到显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌.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其左右振动的衰减最有效的方案是( )答案:A解析:当加恒定磁场后,当紫铜薄板上下及其左右振动时,导致穿过板的磁通量变化,从而产生感应电流,感应磁场进而阻碍板的运动,因此只有A 选项穿过板的磁通量变化,A 正确,BCD 错误.2.(多选) (2017•新课标Ⅱ卷T20)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.磁感应强度的大小为0.5TB.导线框运动速度的大小为0.5m/sC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t=0.4s 至t=0.6s 这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.1N 答案:BC解析:由图象可以看出,0.2∼0.4s 没有感应电动势,说明从开始到ab 进入用时0.2s ,导线框匀速运动的速度为v=L t =0.10.2m/s=0.5m/s ,由E=BLv 可得B=E Lv =0.010.1×0.5T=0.2T ,A 错误,B 正确;由b 图可知,线框进磁场时,感应电流的方向为顺时针,由楞次定律可知磁感应强度的方向垂直纸面向外,C 正确;在0.4∼0.6s 内,导线框所受的安培力F=ILB=B 2L 2v R=0.22×0.12×0.50.005N=0.04N ,D 错误. 3.(单选) (2017•新课标Ⅲ卷,T15)如图所示,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:PQ 向右运动,导体切割磁感线,由右手定则可知电流由Q 流向P ,即逆时针方向,再由楞次定律可知,通过T 的磁场减弱,则T 的感应电流产生的磁场应指向纸面里面,则感应电流方向为顺时针.4.(多选)(2017·海南卷T10,5分)如图所示,空间中存在一匀强磁场区域,磁场方向与竖直面(纸面)垂直,磁场的上、下边界(虚线)均为水平面;纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd ,其上、下两边均为磁场边界平行,边长小于磁场上、下边界的间距,若线框自由下落,从ab 边进入磁场时开始,直至ab 边到达磁场下边界为止,线框下落的速度大小可能A.始终减小B.始终不变C.始终增加D.先减小后增加 答案:CD解析:设线框进入磁场时的速度为v ,进入磁场时所受的安培力为F=ILB=B 2L 2v R ,若mg=B 2L 2v R,线框进入后做匀速运动,完全进入做加速直至到达最下边;若mg>B 2L 2v R,线框进入后做加速运动,完全进入继续做加速直至到达最下边,C 正确;若mg<B 2L 2v R,线框进入后做减速运动,完全进入做加速直至到达最下边,D 正确.5.(单选) (2017•天津高考卷T3,6分)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答案:D解析:磁感应强度均匀减小,磁通量减小,由楞次定律可知ab 中的感应电流方向由a 到b ,A 错误.由于磁感应强度均匀减小,再由法拉第电磁感应定律E=S ΔB Δt,可得感应电动势恒定,则ab 中的感应电流不变,B 错误;由安培力公式F=ILB 知,电流不变,B 均匀减小,安培力减小,C 错误;导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡,则有f=F ,安培力减小,静摩擦力减小,D 正确.6.(单选)(2017•江苏高考卷T1,6分)如图所示,两个单匝线圈a 、b 的半径分别为r 和2r .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.1:4D.4:1答案:A解析:由于线圈平面与磁场方向垂直,穿过该面的磁通量为Φ=BS,半径为r 的范围内有匀强磁场,磁场的区域面积为S=πr 2结合图可知,穿过两个线圈的磁感线的条数是相等的,磁通量都是Φ=πBr 2,与线圈的大小无关,A 正确,BCD 错误.7.(2016·新课标Ⅱ卷T20)法拉第圆盘发动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两倍,则电流在R 上的热功率也变为原来的2倍 答案:AB解析:将圆盘看成无数幅条组成,它们都在切割磁感线从而产生感应电动势,出现感应电流:根据右手定则圆盘上感应电流从边缘向中心,则当圆盘顺时针转动时,流过电阻的电流方向从a 到b ,B 选项正确;若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,但圆盘转动切割磁感线产生的电动势方向不变,C 选项错误;由法拉第电磁感应定律得感生电动势-E=BL -v=BL 0+ωL 2=12B ωL 2,A 选项正确;由P=E 2R 可得P=(12B ωL2)2R ,当ω变为2倍时,P 变为原来的4倍,D 选项错误.8.(2016•海南单科卷T4)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,环的圆心与两导线距离相等,环的直径小于两导线间距,两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流,若( )A.金属环向上运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向B.金属环向下运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向C.金属环向左侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针D.金属环向右侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针答案: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,金属环上下运动的时候,圆环的磁通量不变,不会有感应电流产生,A 、B 错误;金属环向左侧直导线靠近,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,C 错误;金属环向右侧直导线靠近,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,D 正确.9.(2016•北京理综卷T4,6分)如图所示,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( )A.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:由于磁场向外,磁感应强度B 随时间均匀增大,由楞次定律可知,感应电流均沿顺时针方向,排除AC 选项;由法拉第电磁感应定律有E=ΔΦΔt =ΔB Δt S ,因ΔB Δt相同,a 圆环中产生的感应电动势分别为E a =ΔΦΔt =ΔB Δt S=ΔB Δt πr a 2,b 圆环中产生的感应电动势分别为E b =ΔΦΔt =ΔB ΔtS=ΔB Δt πr b 2,由于r a :r b =2:1,则有E a E b =r a 2r b 2=41, B 正确,A 、C 、D 错误. 10. (2016•江苏单科卷T6,4分)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,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生声音,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:铜不可以被磁化,选用铜质弦,电吉他不能正常工作,A 错误;取走磁体,就没有磁场,振弦不能切割磁感线产生电流,电吉他将不能正常工作,B 正确;根据E=n ΔфΔt 可知,增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势,C 正确;磁振动过程中,磁场方向不变,但磁通量有时变大,有时变小,线圈中的电流方向不断变化,D 正确. 11.(2016•四川物理卷T7,5分)如图所示,电阻不计、间距为L 的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R.质量为m 、电阻为r 的金属棒MN 置于导轨上,受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动,外力F 与金属棒速度v 的关系是F=F 0+kv(F 0、k 是常量),金属棒与导轨始终垂直且接触良好.金属棒中感应电流为i ,受到的安培力大小为F A ,电阻R 两端的电压为U R ,感应电流的功率为P ,它们随时间t 变化图象可能正确的有( )答案:BC解析:设金属棒在某一时刻速度为v ,由题意可知,感应电动势E=BLv ,环路电流I=E R+r =BLv R+r ,即I ∝v ;安培力F A =ILB=B 2L 2v R+r,方向水平向左,即F A ∝v ;R 两端电压U R =IR=BLv R+r R ,即U R ∝v ;感应电流功率P=IE=B 2L 2v 2R+r,即P ∝v 2.分析金属棒运动情况,由力的合成和牛顿第二定律有F 合=F-F A =F 0+kv-B 2L 2v R+r =F 0+(k- B 2L 2R+r)v ,即加速度a=F 合m,因为金属棒从静止出发,所以F 0>0,且F 合>0,即a >0,加速度方向水平向右.若k=B 2L 2R+r ,F 合=F 0,即a=F 0m,金属棒水平向右做匀加速直线运动.有v=at ,说明v ∝t ,也即是I ∝t ,F A ∝t ;U R ∝t ;P ∝t 2,所以在此情况下没有选项符合;若k>B 2L 2R+r ,F 合随v 增大而增大,即a 随v 增大而增大,说明金属棒做加速度增大的加速运动,速度与时间呈指数增长关系,根据四个物理量与速度的关系可知B 选项符合;若k<B 2L 2R+r,F 合随v 增大而减小,即a 随v 增大而减小,说明金属棒在做加速度减小的加速运动,直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动,根据四个物理量与速度关系可知C 选项符合.12.(2016•浙江高考物理卷T3)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L a =3L b ,图示区域内有垂直纸面向里的均强磁场,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.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:根据楞次定律可知,原磁场向里增大,则感应电流的磁场与原磁场方向相反向外,因此感应电流为逆时针,A 错误;由法拉第电磁感应定律E=n ΔφΔt =n ΔBS Δt; 而S=L 2,因此电动势之比为9:1;B 正确;线圈中电阻R=ρL 0S,而导线长度L 0=n×4L ;故电阻之比为3:1; 由欧姆定律可知I=E R ;则电流之比为3:1,C 错误;电功率P=E 2R,电动势之比为9:1;电阻之比为3:1;则电功率之比为27:1,D 错误.13.(2016•上海高考卷T5)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:若磁铁向下运动时,穿过线圈的磁通量变大,原磁场方向向下,感应磁场方向向上,由安培定则2可知,拇指表示感应磁场的方向,四指弯曲的方向表示感应电流的方向,可判断出产生了如图中箭头所示的感应电流;同理,若磁铁向上运动,则感应电流的方向与图中感应电流的方向相反,A 错误,B 正确;若磁铁向右运动或向左运动,穿过线圈的磁通量变小,原磁场方向向下,所以感应磁场方向向下,根据右手螺旋定则,拇指表示感应磁场的方向,四指弯曲的方向表示感应电流的方向,可判断出产生的感应电流的方向与图中感应电流的方向相反, C 、D 错误.14.(2016•上海单科卷T19)如图a 所示,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 随时间如图b 所示规律变化时( )A.在t 1~t 2时间内,L 有收缩趋势B.在t 2~t 3时间内,L 有扩张趋势C.在t 2~t 3时间内,L 内有逆时针方向的感应电流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t 1~t 2时间内,穿过圆环的磁通量向上不是均匀增大,由愣次定律可以确定L 必须减小面积以达到阻碍磁通量的增大,有收缩的趋势,A 正确;在t 2~t 3时间内,穿过圆环的磁通量向上均匀减小,由法拉第电磁感应定律可知,L 中磁通量不变,则L 中没有感应电流,因此没有变化的趋势,B 、C 错误;在t 3~t 4时间内,向下的磁通量减小,根据楞次定律,在线圈中的电流方向c 到b ,根据右手螺旋定则,穿过圆环L 的磁通量向外减小,则根据楞次定律,在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流,D 正确.15.(2015·全国新课标理综Ⅰ卷T19)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 答案:AD解析:圆盘在转动的过程中,半径方向的金属条在做切割磁感线运动,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,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;圆盘成电中性,不会产生环形电流,选项D 错误.16.(2015·全国新课标Ⅱ卷T15)如图所示,直角三角形金属框abc 放置在匀强磁场中,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a-b-c-aC.U bc =-12B ωL 2,金属框中无电流D.U bc =12B ωL 2,金属框中电流方向沿a-c-b-a 答案:C解析:当金属框绕ab 边以角速度ω逆时针旋转时,穿过直角三角形金属线框abc 的磁通量恒为零,所以没有感应电流,选项B 、D 错误;由右手定则可知,C 点电势高,U bc =-12B ωL 2,选项A 错误,选项C 正确.17.(2015·山东理综卷T17)如图所示,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,圆盘将匀速转动答案:ABD.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,感应电动势越大,感应电流越大,产生的电功率也越大,消耗的机械能越快,则圆盘越容易停止转动,选项B 正确;若所加磁场反向,根据楞次定律可知安培力仍然阻碍圆盘的转动,圆盘不是加速运动,而是做减速运动,选项C 错误;若所加磁场穿过整个圆盘,圆盘中将无感应电流,不消耗机械能,圆盘将做匀速转动,选项D 正确.18.(2015·山东理综卷T19)如图甲所示,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 间的电压为U ab 正,下列U ab -t 图象可能正确的是( )答案:C解析:在第一个0.25T 0时间内,通过大圆环的电流为顺时针逐渐增加,由楞次定律可判断内环a 端电势高于b 端,因电流的变化率在逐渐减小,故环内的电动势逐渐减小,同理在第0.25T 0∽0. 5T 0的时间内,通过大圆环的电流为顺时针逐渐减小,由楞次定律可判断出环内a 端电势低于b 端,因电流的变化率逐渐增大,故内环的电动势逐渐增大,选项C 正确.19.(2015·上海单科卷)如图所示,光滑平行金属导轨固定在水平面上,左端由导线相连,导体棒垂直静置于导轨上构成回路.在外力F 作用下,回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动,在匀速运动过程中外力F 做功W f ,磁场力对导体棒做功W 1,磁铁克服磁场力做功W 2,重力对磁铁做功W G ,回路中产生的焦耳热为Q ,导体棒获得的动能为E k .则( )A.W 1=QB.W 2-W 1=QC.W 1=E kD.W F +W G =E k +Q 答案:BCD解析:由能量守恒定律可知,磁铁克服磁场力做功为W 2,等于回路的电能,电能一部分转化为内能,另一部分转化为导体棒的机械能,所以W 2-W 1=Q ,选项A 错误,选项B 正确;以导体棒为研究对象,由动能定理可知,磁场力对导体棒做功W 1=E k ,选项C 正确;对磁铁有W F +W G - W 2=0,而W 2=W 1+Q ,W 1=E k ,可得W F +W G =E k +Q ,选项D 正确.20.(2015·海南单科卷T2)如图所示,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ε,将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折弯,置于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.12 B.22C.1D. 2 答案:B解析:设折弯前导体切割磁感线的长度为L ,产生的电动势ε=BLV ,折弯后,导体切割磁场的有效长度为L ´=(L 2)2+(L 2)2=22L ,故产生的感应电动势为ε´=BL ´V=B ·22LV=22ε,所以ε´ε=22,选项B 正确. 21.(2015·福建理综卷T18)如图所示,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B.PQ 两端电压先减小后增大C.PQ 上拉力的功率先减小后增大D.线框消耗的电功率先减小后增大答案:C解析:由右手定则可知,PQ 导体棒的电流为Q →P ,画出电路的等效电路图如图所示. 其中R 1为ad 、bc 的电阻,R 2为ab 、cd 的电阻之和,电阻之间满足的关系为R 1+R 2+R 1=3R ,由题图可知R 1=34R ,当PQ 导体棒位于ab 的中间位置时,外电路的总电阻R 外中=1.5R 2=34R ,当导体棒刚开始运动时,外电路的总电阻, R 外´=R 1(R 1+R 2)R 1+R 2+R 1=34R(34R+32R)3R =9R 16,可见当导体棒向右运动的过程中,开始时的电阻小于中间位置时的电阻,所以导体棒向右运动的过程中外电路的总电阻先增大后减小.由于导体棒做匀速运动,切割磁感线运动产生的电动势为E=BLV ,保持不变,根据I=E R 外+R可知,因R 外先增大后减小,I 先减小后增大,选项A 错误;根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir 可知,因I 先减小后增大,Ir 先减小后增大,则U 先增大后减小,选项B 正确;根据P=FV=ILBV 可知,因I 先减小后增大,可得PQ 上拉力的功率先减小后增大,选项C 正确.由以上分析可知,导体棒PQ 上的电阻R 始终大于线框的等效电阻,当导体棒向右运动时电路的总电阻先增大后减小,根据闭合电路的功率分配关系与外电路电阻的关系可知,当外电路的电阻值与电源的内阻相等时,外电路消耗的功率最大,由此可知线框上消耗的电功率是先增大后减小,选项D 错误.22.(2015·安徽理综卷T19)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BLV sin θB.电路中感应电流的大小为BVsin θrC.金属杆所受安培力的大小为B 2LVsin θrD.金属杆的发热功率为B 2LV 2rsin θ答案:B解析:金属棒的有效切割长度为L ,电路中感应电动势的大小E=BLV ,选项A 错误;金属棒的电阻R=r L sin θ,根据欧姆定律电路中感应电流的大小I=E R =BLVsin θrL =BVsin θr,选项B 正确;金属杆所受安培力的大小F=ILB=BVsin θr ·L sin θ·B=B 2LV r,选项C 错误;根据焦耳定律,金属杆的发热功率为P=I 2R=(BVsin θr )2·r ·L sin θ=B 2LV 2sin θr,选项D 错误. 23.(2014·全国新课标Ⅰ卷T14)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。