高考物理电磁感应真题

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电磁感应+动量(解析版)—三年(2022-2024)高考物理真题汇编(全国通用)

电磁感应+动量(解析版)—三年(2022-2024)高考物理真题汇编(全国通用)

电磁感应+动量考点01 电磁感应+动量定理1. (2024年高考湖南卷)某电磁缓冲装置如图所示,两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内,导轨左端与一阻值为R 的定值电阻相连,导轨BC 段与11B C 段粗糙,其余部分光滑,1AA 右侧处于竖直向下的匀强磁场中,一质量为m 的金属杆垂直导轨放置。

现让金属杆以初速度0v 沿导轨向右经过1AA 进入磁场,最终恰好停在1CC 处。

已知金属杆接入导轨之间的阻值为R ,与粗糙导轨间的摩擦因数为μ,AB BC d ==。

导轨电阻不计,重力加速度为g ,下列说法正确的是( )A. 金属杆经过1BB 的速度为02v B. 在整个过程中,定值电阻R 产生的热量为201122mv mgd μ-C. 金属杆经过11AA B B 与11BB C C 区域,金属杆所受安培力的冲量相同D. 若将金属杆的初速度加倍,则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍【答案】CD 【解析】设平行金属导轨间距为L ,金属杆在AA 1B 1B 区域向右运动的过程中切割磁感线有E = BLv ,2EI R=金属杆在AA 1B 1B 区域运动的过程中根据动量定理有-D =D BIL t m v则222t B L v t m v R-D =D 由于t d v t =åD ,则上面方程左右两边累计求和,可得2202B B L d mv mv R-=-则2202B B L dv v mR=-设金属杆在BB 1C 1C 区域运动的时间为t 0,同理可得,则金属杆在BB 1C 1C 区域运动的过程中有2202BB L d mgt mv Rμ--=-解得2202B B L d v gt mRμ=+综上有000222B v gt v v μ=+>则金属杆经过BB 1的速度大于2v ,故A 错误;在整个过程中,根据能量守恒有2012mv mgd Q μ=+则在整个过程中,定值电阻R 产生的热量为20111242R Q Q mv mgdμ==-故B 错误;金属杆经过AA 1B 1B 与BB 1C 1C 区域,金属杆所受安培力的冲量为222222t B L B L xBIL t v t R R-D =-D =åå则金属杆经过AA 1B 1B 与BB 1C 1C 区域滑行距离均为d ,金属杆所受安培力的冲量相同,故C 正确;根据A 选项可得,金属杆以初速度0v 在磁场中运动有220022B L dmgt mv Rμ´--=-金属杆的初速度加倍,则金属杆通过AA 1B 1B 区域时中有220'22B B L d mv mv R-=-则金属杆的初速度加倍,则金属杆通过1BB 时速度为220'22B B L dv v mR=-则设金属杆通过BB 1C 1C 区域的时间为1t , 则221''2C B B L d mgt mv mv R μ--=-,2210022B L x mgt mv Rμ--=-则22102'22C B L dmgt mv mv Rμ´--=-,则0101220022(2)2mv mgt Rx mv mgt d B L mv mgt μμμ-=-=´-由于10t t <,则4x d>可见若将金属杆的初速度加倍,则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍,故D 正确。

电磁感应高考题

电磁感应高考题

电磁感应 经典高考题全国卷117.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5mV 答案BD解析海水在落潮时自西向东流,该过程可以理解为:自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场;根据右手定则,右岸即北岸是正极电势高,南岸电势低,D 对C 错;根据法拉第电磁感应定律351092100105.4--⨯=⨯⨯⨯==BLv E V, B 对A 错;命题意图与考点定位导体棒切割磁场的实际应用题;全国卷218.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 F B.c F <d F <b F C.c F >b F >d F D.c F <b F <d F答案D解析线圈从a 到b 做自由落体运动,在b 点开始进入磁场切割磁感线所有受到安培力b F ,由于线圈的上下边的距离很短,所以经历很短的变速运动而进入磁场,以后线圈中磁通量不变不产生感应电流,在c 处不受安培力,但线圈在重力作用下依然加速,因此从d 处切割磁感线所受安培力必然大于b 处,答案D;命题意图与考点定位线圈切割磁感线的竖直运动,应用法拉第电磁感应定律求解;新课标卷21.如图所示,两个端面半径同为R 的圆柱形铁芯同轴水平放置,相对的端面之间有一缝隙,铁芯上绕导线并与电源连接,在缝隙中形成一匀强磁场.一铜质细直棒ab 水平置于缝隙中,且与圆柱轴线等高、垂直.让铜棒从静止开始自由下落,铜棒下落距离为时铜棒中电动势大小为1E ,下落距离为时电动势大小为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 答案:D解析:根据E BLv =,1E B =⨯2E B =⨯可见1E <2E ;又根据右手定则判断电流方向从a 到b,在电源内部,电流是从负极流向正极的,所以选项D 正确;北京卷19.在如图所示的电路中,两个相同的下灯泡L 1和L 2分别串联一个带铁芯的电感线圈L 和一个滑动变阻器R;闭合开关S 后,调整R,使L 1和L 2发光的亮度一样,此时流过两个灯泡的电流为I;然后,断开S;若t '时刻再闭合S,则在t '前后的一小段时间内,正确反映流过L 1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t的变化的图像是答案:B解析本体考查通电自感,与互动变阻器R 串联的L 2,没有自感直接变亮,电流变化图像和A 中图线,CD 错误;与带铁芯的电感线圈串联的L 1,自感强电流逐渐变大,B 正确;江苏卷2、一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,先保持线框的面积不变,将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍,接着保持增大后的磁感应强度不变,在 1 s 时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半,先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为 A 12B1 C2 D4难度:易 本题考查电磁感应定律的应用解析 1B 2B-B BSE =S=S t t t = 22S BSE B t t ∆==-,大小相等,选B; 江苏卷4.如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,电感L 的电阻不计,电阻R 的阻值大于灯泡D 的阻值,在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后,在t=t 1时刻断开S,下列表示A 、B 两点间电压U AB 随时间t 变化的图像中,正确的是 选B 考查自感和电压图象; 难度:难解析开关闭合时,线圈的自感阻碍作用,可看做电阻,线圈电阻逐渐减小,并联电路电阻逐渐减小;电压AB U 逐渐减小;开关闭合后再断开时,线圈的感应电流与原电流方向相同,形成回路,灯泡的电流与原来相反,并逐渐减小到0,所以本题选B;江苏卷13.15分如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L, 一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直;一质量为m 、有效电阻为R 的导体棒在距磁场上边界h 处静止释放;导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I;整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻;求:1磁感应强度的大小B ;2电流稳定后,导体棒运动速度的大小v ; 3流经电流表电流的最大值m I 解析:1电流稳定后,道题棒做匀速运动 BIL mg = ① 解得mgB IL=② 2感应电动势 E=BLv ③ 电影电流E I R=由②③④式解得2I Rv mg=3由题意知,导体棒刚进入磁场时的速度最大,设为m v 机械能守恒 212m mv mgh = 感应电动势的最大值m m E BLv = 感应电流的最大值mm E I R=解得 m I =本题考查电磁感应的规律和电磁感应与力学的综合;难度:难;广东卷16. 如图5所示,平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域,细金属棒PQ 沿导轨从MN 处匀速运动到M'N'的过程中,棒上感应电动势E 随时间t 变化的图示,可能正确的是答案:A解析:MN 只有进入磁场中才切割磁感线,因而只有中间过程有感应电动势,选A;山东卷21.如图所示,空间存在两个磁场,磁感应强度大小均为B ,方向相反且垂直纸面,MN 、PQ 为其边界,OO ′为其对称轴;一导线折成边长为l 的正方形闭合回路abcd ,回路在纸面内以恒定速度0υ向右运动,当运动到关于OO ′对称的位置时A .穿过回路的磁通量为零B .回路中感应电动势大小为2B l 0υC .回路中感应电流的方向为顺时针方向D .回路中ab 边与cd 边所受安培力方向相同 答案:ACD解析:根据右手定则,回来中感应电流的方向为逆时针方向;本题考查电磁感应、磁通量、右手定则,安培力,左手定则等基本知识; 难度:易;上海物理19. 如图,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为B ,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为L ,边长为L 的正方形框abcd 的bc 边紧靠磁场边缘置于桌面上,使线框从静止开始沿x 轴正方向匀加速通过磁场区域,若以逆时针方向为电流的正方向,能反映线框中感应电流变化规律的是图解析:在0-1t ,电流均匀增大,排除CD.2t在1t -2t ,两边感应电流方向相同,大小相加,故电流大;在32~t t ,因右边离开磁场,只有一边产生感应电流,故电流小,所以选A; 本题考查感应电流及图象; 难度:难;上海物理21.如图,金属环A 用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴,并位于其左侧,若变阻器滑片P向左移动,则金属环A将向_____填“左”或“右”运动,并有_____填“收缩”或“扩张”趋势;解析:变阻器滑片P向左移动,电阻变小,电流变大,根据楞次定律,感应电流的磁场方向原电流磁场方向相反,相互吸引,则金属环A将向右移动,因磁通量增大,金属环A有收缩趋势;本题考查楞次定律;难度:易;上海物理32.14分如图,宽度L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定板个与水平面内,并处在磁感应强度大小B=,方向竖直向下的匀强磁场中,框架的电阻非均匀分布,将质量m=0.1kg,电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上,并且框架接触良好,以P为坐标原点,PQ方向为x轴正方向建立坐标,金属棒从01x m=处以02/v m s=的初速度,沿x轴负方向做22/a m s=的匀减速直线运动,运动中金属棒仅受安培力作用;求:1金属棒ab运动0.5m,框架产生的焦耳热Q;2框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系;3为求金属棒ab沿x轴负方向运动过程中通过ab的电量q,某同学解法为:先算出金属棒的运动距离s,以及时回路内的电阻R,然后代入q=BLsR Rϕ=2'02212222240318.85*10/MBLsR S cm p pal ml mR Rq SE c N m Eθθϕμμεε-=======⋅求解;指出该同学解法的错误之处,并用正确的方法解出结果; 解析:1Fam=,0.2F ma N==因为运动中金属棒仅受安培力作用,所以F=BIL又E BLv I R R ==,所以0.4BLv BLatR t I I===且212S at =,得t == 所以2220.40.2Q I Rt I t J ==•=2221112x at t =-=-,得t =所以R =3错误之处:因框架的电阻非均匀分布,所求R 是时回路内的电阻R,不是平均值;正确解法:因电流不变,所以c c It q 4.04.01=⨯==;本题考查电磁感应、电路与牛顿定律、运动学公式的综合应用;难度:难; 重庆卷23.16分法拉第曾提出一种利用河流发电的设想,并进行了实验研究;实验装置的示意图可用题23图表示,两块面积均为S 的矩形金属板,平行、正对、竖直地全部浸在河水中,间距为d;水流速度处处相同,大小为v,方向水平;金属板与水流方向平行;地磁场磁感应强度的竖直分量为B,水的电阻为p,水面上方有一阻值为R 的电阻通过绝缘导线和电建K 连接到两金属板上;忽略边缘效应,求: 1该发电装置的电动势; 2通过电阻R 的电流强度; 3电阻R 消耗的电功率; 解析:1由法拉第电磁感应定律,有E Bdv = 2两板间河水的电阻 dr Sρ= 由闭合电路欧姆定律,有 3由电功率公式,2P I R =得 2BdvS P R d RS ρ⎛⎫=⎪+⎝⎭浙江卷19. 半径为r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接,两板间距为d,如图上所示;有一变化的磁场垂直于纸面,规定向内为正,变化规律如图下所示;在t=0时刻平板之间中心有一重力不计,电荷量为q 的静止微粒,则以下说法正确的是A. 第2秒内上极板为正极B. 第3秒内上极板为负极C. 第2秒末微粒回到了原来位置D. 第3秒末两极板之间的电场强度大小为2/r d π 答案:A四川卷19.图甲所示电路中,123A A A 、、 为相同的电流表,C 为电容器,电阻123R R R 、、的阻值相同,线圈L 的电阻不计;在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示,则在12~t t 时间内 A .电流表1A 的示数比2A 的小 B .电流表2A 的示数比A 3的小 C .电流表1A 和2A 的示数相同 D .电流表的示数都不为零 答案:C解析由B-t 图像知在t 1-t 2时间内,原线圈中磁场先负向减小后正向增大,则副线圈中磁通量是均匀变化的,根据法拉第电磁感应定律在副线圈中产生的感应电流大小不变,再根据楞次定则可判断负向较小时和正向增大时感应电流的方向相同,则在t 1-t 2时间内副线圈中个电流为稳恒电流,所以A 1和A 2的示数相同,A 3的示数为0,正确答案C;。

高考物理《法拉第电磁感应定律》真题练习含答案专题

高考物理《法拉第电磁感应定律》真题练习含答案专题

高考物理《法拉第电磁感应定律》真题练习含答案专题1.如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为 L 和2L 的两只闭合线框a 和b ,以相同的速度从磁感应强度为B 的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外,若感应电动势分别为E a 、E b ,则E a ∶E b 为( )A .1∶4B .1∶2C .2∶1D .4∶1 答案:B解析:线框切割磁感线时的感应电动势为E =BLv ,解得E a ∶E b =1∶2,B 正确.2.[2024·湖北省名校联盟联考]今年11月底,襄阳三中举行了秋季运动会,其中“旋风跑”团体运动项目很受学生欢迎.如图是比赛过程的简化模型,一名学生站在O 点,手握在金属杆的一端A 点,其他四名学生推着金属杆AB ,顺时针(俯视)绕O 点以角速度ω匀速转动.已知OA =l ,AB =L 运动场地附近空间的地磁场可看作匀强磁场,其水平分量为B x ,竖直分量为B y ,则此时( )A .A 点电势高于B 点电势B .AB 两点电压大小为B y ω(L 2+2lL )2C .AB 两点电压大小为B y ω(L +l )22D .AB 两点电压大小为B x ωL(L +l) 答案:B解析:地磁场在北半球的磁感应强度斜向下,其竖直分量B y 竖直向下,则金属杆切割B y 产生动生电动势,由右手定则可知电源内部的电流从A 点到B 点,即B 点为电源的正极,故A 点电势低于B 点电势,A 错误;动生电动势的大小为E =Bl v -,解得U BA =B y L ω(L +l )+ωl 2 =B y Lω(L +2l )2,B 正确,C 、D 错误.3.(多选)动圈式扬声器的结构如图(a )和图(b )所示,图(b )为磁铁和线圈部分的右视图,线圈与一电容器的两端相连.当人对着纸盆说话,纸盆带着线圈左右运动能将声信号转化为电信号.已知线圈有n 匝,线圈半径为r ,线圈所在位置的磁感应强度大小为B ,则下列说法正确的是( )A.纸盆向左运动时,电容器的上极板电势比下极板电势高B.纸盆向左运动时,电容器的上极板电势比下极板电势低C.纸盆向右运动速度为v时,线圈产生的感应电动势为2nrBvD.纸盆向右运动速度为v时,线圈产生的感应电动势为2nπrBv答案:BD解析:根据右手定则,可知上极板带负电,下极板带正电,因此下极板电势更高,A项错误,B项正确;每匝有效切割长度为2πr,则E=2πnBvr,C项错误,D项正确.4.如图所示,一根弧长为L的半圆形硬导体棒AB在水平拉力F作用下,以速度v0在竖直平面内的U形框架上匀速滑动,匀强磁场的磁感应强度为B,回路中除电阻R外,其余电阻均不计,U形框左端与平行板电容器相连,质量为m的带电油滴静止于电容器两极板中央,半圆形硬导体棒AB始终与U形框接触良好.则以下判断正确的是()A.油滴所带电荷量为mgdBLv0B.电流自上而下流过电阻RC.A、B间的电势差U AB=BLv0D.其他条件不变,使电容器两极板距离减小,电容器所带电荷量将增加,油滴将向下运动答案:B解析:由右手定则可知,导体棒中电流方向从B到A,电流自上而下流过电阻R,故B正确;弧长为L的半圆形硬导体棒切割磁感线的有效长度D=2Lπ,则A、B间的电势差为U AB=2BLv0π,C错误;油滴受力平衡可得qE=mg,E=U ABd,则油滴所带电荷量为q=πmgd2BLv0,A错误;其他条件不变,使电容器两极板距离减小,由C=εS4πkd知电容器的电容变大,又由Q=UC可知,电容器所带电荷量将增加,电场力变大,油滴将向上运动,故D错误.5.(多选)如图所示,矩形金属框架三个竖直边ab 、cd 、ef 的长都是l ,电阻都是R ,其余电阻不计.框架以速度v 匀速平动地穿过磁感应强度为B 的匀强磁场,设ab 、cd 、ef 三条边先后进入磁场时,ab 边两端电压分别为U 1、U 2、U 3,则下列判断结果正确的是( )A .U 1=13 Blv B .U 2=2U 1C .U 3=0D .U 1=U 2=U 3 答案:AB解析:当ab 边进入磁场时I =E R +R 2=2Blv 3R ,则U 1=E -IR =13Blv ;当cd 边也进入磁场时I =E R +R 2 =2Blv 3R ,则U 2=E -I R 2 =23 Blv ,三条边都进入磁场时U 3=Blv ,A 、B 正确.6.[2024·湖北省武汉市月考](多选)如图所示,电阻不计的平行长直金属导轨水平放置,间距L =1 m .导轨左右端分别接有阻值R 1=R 2=4 Ω的电阻.电阻r =2 Ω的导体棒MN 垂直放置在导轨上,且接触良好,导轨所在区域内有方向竖直向的匀强磁场,大小为B =2 T .在外力作用下棒沿导轨向左以速度v =2 m /s 做匀速直线运动,外力的功率为P ,MN 两端的电势差为U MN ,则以下说法正确的是( )A .U MN =4 VB .U MN =2 VC .P =16 WD .P =4 W 答案:BD解析:棒产生的感应电动势大小为E =BLv =4 V ,外电阻是R 1和R 2并联总电阻为R =2 Ω,MN 两端的电势差为U MN =R R +r E =2 V ,A 错误,B 正确;回路电流为I =ER +r =1 A ,电路总功率为P 总=EI =4 W ,由能量守恒可知外力的功率和电路总功率相同,有P =4 W ,C 错误,D 正确.7.[2024·吉林省长春市模拟]在如图甲所示的电路中,电阻R 1=R 2=R ,圆形金属线圈半径为r 1,线圈导线的电阻也为R ,半径为r 2(r 2<r 1)的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B 随时间t 变化的关系如图乙所示,图线与横、纵轴的交点坐标分别为t 0和B 0,其余导线的电阻不计.闭合开关S ,至t =0的计时时刻,电路中的电流已经稳定,下列说法正确的是( )A .线圈中产生的感应电动势大小为B 0πr 21t 0B .t 0时间内流过R 1的电量为B 0πr 22RC .电容器下极板带负电D .稳定后电容器两端电压的大小为B 0πr 223t 0答案:D解析:由法拉第电磁感应定律知感应电动势为E =ΔΦΔt =ΔB Δt S =πr 22 B 0t 0,A 错误;由闭合电路欧姆定律得感应电流为I =E R +R 1+R 2 =πr 22 B 03Rt 0 ,t 0时间内流过R 1的电量为q =It 0=πr 22 B 03R,B 错误;由楞次定律知圆形金属线圈中的感应电流方向为顺时针方向,金属线圈相当于电源,电源内部的电流从负极流向正极,则电容器的下极板带正电,上极板带负电,C 错误;稳定后电容器两端电压的大小为U =IR 1=B 0πr 223t 0,D 正确.8.(多选)如图所示,长为a ,宽为b ,匝数为n 的矩形金属线圈恰有一半处于匀强磁场中,线圈总电阻为R ,线圈固定不动.当t =0时匀强磁场的磁感应强度的方向如图甲所示,磁感应强度B 随时间t 变化的关系图像如图乙所示,则( )A .线圈中的感应电流的方向先逆时针再顺时针B .回路中感应电动势恒为nB 0ab2t 0C .0~2t 0时刻,通过导线某横截面的电荷量为nB 0abRD .t =0时刻,线圈受到的安培力大小为nB 20 a 2b2t 0R答案:BC解析:由题意可知线圈中磁通量先垂直纸面向外减小,再垂直纸面向里增大,根据楞次定律可知线圈中的感应电流方向始终为逆时针方向,A 错误;根据法拉第电磁感应定律可得线圈中感应电动势的大小为E =n ΔΦΔt =nS ΔB Δt =nabB 02t 0 ,根据闭合电路欧姆定律可得,线圈中电流大小为I =E R =nabB 02Rt 0 ,t =0时刻,线圈受到的安培力大小为F =nB 0I·a =n 2a 2bB 202Rt 0 ,B 正确,D 错误;0~2t 0时刻,通过导线某横截面的电荷量为q =I·2t 0=nabB 0R,C 正确.9.如图所示,足够长通电直导线平放在光滑水平面上并固定,电流I 恒定不变.将一个金属环以初速度v 0沿与导线成一定角度θ(θ<90°)的方向滑出,此后关于金属环在水平面内运动的分析,下列判断中正确的是( )A .金属环做直线运动,速度先减小后增大B .金属环做曲线运动,速度一直减小至0后静止C .金属环最终做匀速直线运动,运动方向与直导线平行D .金属环最终做匀变速直线运动,运动方向与直导线垂直 答案:C解析:金属环周围有环形的磁场,金属环向右运动,磁通量减小,根据“来拒去留”可知,所受的安培力将阻碍金属圆环远离通电直导线,即安培力垂直直导线向左,与运动方向并非相反,故金属环做曲线运动,安培力使金属环在垂直导线方向做减速运动,当垂直导线方向的速度减为零,只剩沿导线方向的速度,然后磁通量不变,无感应电流,水平方向不受外力作用,故最终做匀速直线运动,方向与直导线平行,故金属环先做曲线运动后做直线运动,C 项正确.10.[2024·云南省昆明市模拟]如图甲所示,一匝数N =200的闭合圆形线圈放置在匀强磁场中,磁场垂直于线圈平面.线圈的面积为S =0.5 m 2,电阻r =4 Ω.设垂直纸面向里为磁场的正方向,磁感应强度B 随时间的变化图像如图乙所示.求:(1)2 s 时感应电流的方向和线圈内感应电动势的大小; (2)在3~9 s 内通过线圈的电荷量q 、线圈产生的焦耳热Q. 答案:(1)逆时针,E 1=20 V (2)q =15 C ,Q =150 J解析:(1)由楞次定律知,0~3 s 感应电流磁场垂直纸面向外,感应电流方向为逆时针方向;感应电动势为E 1=N ΔΦ1Δt 1 =N ΔB 1·S Δt 1结合图像并代入数据解得E 1=20 V(2)同理可得3 s ~9 s 内有感应电动势E 2=N ΔΦ2Δt 2 =N ΔB 2·SΔt 2感应电流I 2=E 2r电荷量q =I 2Δt 2 代入数据解得q =15 C 线圈产生的焦耳热Q =I 22 r Δt 2 代入数据得Q =150 J。

(完整版)高考物理必做电磁感应大题

(完整版)高考物理必做电磁感应大题

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B 0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B 0,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l 0。

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。

高三物理电磁感应试题答案及解析

高三物理电磁感应试题答案及解析

高三物理电磁感应试题答案及解析1.电磁感应现象在生活及生产中的应用非常普遍,下列不属于电磁感应现象及其应用的是【答案】 C【解析】试题分析: 发电机是利用线圈在磁场中做切割磁感线运动从而产生电流---电磁感应现象来工作的,所以A属于电磁感应现象及其应用;动圈式话筒是利用说话时空气柱的振动引起绕在磁铁上的线圈做切割磁感线运动,从而产生随声音变化的电流,利用了电磁感应现象,所以B属于电磁感应现象及其应用;电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理来工作的,所以C不属于电磁感应现象及其应用;变压器是利用电磁感应现象的原理来改变交流电压的,所以D属于电磁感应现象及其应用,故选C。

【考点】电磁感应2.在倾角为θ足够长的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场,磁场方向一个垂直斜面向上,另一个垂直斜面向下,宽度均为L,如图所示。

一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框在t=0时刻以速度v0进入磁场,恰好做匀速直线运动,若经过时间t,线框ab边到达gg′与ff′中间位置时,线框又恰好做匀速运动,则下列说法正确的是()A.当ab边刚越过ff′时,线框加速度的大小为gsinθB.t时刻线框匀速运动的速度为C.t时间内线框中产生的焦耳热为D.离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动【答案】BC【解析】当ab边进入磁场时,有E=Blv0,I=E/R,mgsinθ=BIl,有B2l2v/R=mgsinθ.当ab边刚越过f′时,线框的感应电动势和电流均加倍,则线框做减速运动,有4B2I2v/R=4mgsinθ,加速向上为3gsinθ,A错误;t0时刻线框匀速运动的速度为v,则有4B2I2v/R=mgsinθ,解得v=v/4,B正确;线框从进入磁场到再次做匀速运动过程,沿斜面向下运动距离为3l/2,则由功能关系得线框中产生的焦耳热为Q=3mglsinθ/2+(mv02/2-mv2/2)=3mgls inθ/2+15mv2/32,C正确;线框离开磁场时做加速运动,D错误。

高中物理电磁感应测试题及参考答案

高中物理电磁感应测试题及参考答案

高中物理电磁感应测试题及参考答案一、单项选择题:(每题3分,共计18分)1、下列说法中正确的有:()A、只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生B、穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生C、线框不闭合时,若穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中没有感应电流和感应电动势D、线框不闭合时,若穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中没有感应电流,但有感应电动势2、根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是:()A、阻碍引起感应电流的磁通量;B、与引起感应电流的磁场反向;C、阻碍引起感应电流的磁通量的变化;D、与引起感应电流的磁场方向相同。

3、穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2Wb,则()A.线圈中感应电动势每秒增加2VB.线圈中感应电动势每秒减少2VC.线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于2VD.线圈中感应电动势始终为2V4、在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图1所示,当磁场的磁感应强度B随时间如图2变化时,图3中正确表示线圈中感应电动势E变化的是()A. B. C. D.5、如图所示,竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路,导线所在区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场,螺线管下方水平桌面上有一导体圆环,导线abcd所围区域内磁场的磁感强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时,导体圆环将受到向上的磁场作用力()6.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行,现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移动过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是()二、多项选择题:(每题4分,共计16分)7、如图所示,导线AB可在平行导轨MN上滑动,接触良好,轨道电阻不计电流计中有如图所示方向感应电流通过时,AB的运动情况是:()A、向右加速运动;B、向右减速运动;C、向右匀速运动;D、向左减速运动。

2024年6月浙江省高考物理试卷+解析

2024年6月浙江省高考物理试卷+解析

一、选择题一反常态,单选题以电磁感应问题压轴,多选题以磁场问题压轴。

选择题:第13题:电磁感应问题。

一个线框(有电阻)在磁场中,磁场随着时间t 均匀变化,电功率为P。

固定磁场,让线框以一个恒定的角速度转动,电功率为2P。

请问一边的最大安培力。

(难度不大)第15题:带电粒子在磁场中的受力分析与功能关系实验题:考查光学实验中插针法,多用电表使用,电学实验题倾向通用技术电子技术题型。

【相似题1】如图所示,某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。

在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P 1、P 2确定入射光线,并让入射光线过圆心O ,在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P 3,使P 3挡住P 1、P 2的像,连接OP 3,图中MN 为分界线,虚线半圆与玻璃砖对称,B 、C 分别是入射光线、折射光线与圆的交点,AB 、CD 均垂直于法线并分别交法线于A 、D点。

①设AB 的长度为l 1,AO 的长度为l 2,CD 的长度为l 3,DO 的长度为l 4,为较方便地表示出玻璃砖的折射率,需用刻度尺测量________,则玻璃砖的折射率可表示为________。

②该同学在插大头针P 3前不小心将玻璃砖以O 为圆心顺时针转过一小角度,由此测得玻璃砖的折射率将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

【答案】①l 1和l 3,l 1l 3;②偏大解析①sin θ1=l 1BO ,sin θ2=l 3COn =sin θ1sin θ2=l 1BO l 3CO=l 1l 3,因此只需测量l 1和l 3即可。

②玻璃砖顺时针转过一个小角度,在处理数据时,认为l 1是不变的,即入射角不变,而l 3减小,所以测量值n=l 1l 3将偏大。

2024年6月浙江省高考物理试卷+解析【相似题2】如图所示是一个三极管放大效果的演示实验,将47kΩ电位器调至最下端,合上开关,灯泡不亮。

将电位器慢慢向上调,可看到发光二极管渐渐变亮,灯泡也同时渐渐变亮。

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)

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。

2024届全国高考(新高考)物理复习历年真题好题专项(电磁感应)练习(附答案)

2024届全国高考(新高考)物理复习历年真题好题专项(电磁感应)练习(附答案)

2024届全国高考(新高考)物理复习历年真题好题专项(电磁感应)练习做真题 明方向1.[2023ꞏ全国甲卷](多选)一有机玻璃管竖直放在水平地面上,管上有漆包线绕成的线圈,线圈的两端与电流传感器相连,线圈在玻璃管上部的5匝均匀分布,下部的3匝也均匀分布,下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离.如图(a)所示.现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落,电流传感器测得线圈中电流I随时间t的变化如图(b)所示.则()A.小磁体在玻璃管内下降速度越来越快B.下落过程中,小磁体的N极、S极上下颠倒了8次C.下落过程中,小磁体受到的电磁阻力始终保持不变D.与上部相比,小磁体通过线圈下部的过程中,磁通量变化率的最大值更大2.[2022ꞏ全国甲卷]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I1、I2和I3.则()A.I1<I3<I2B.I1>I3>I2C.I1=I2>I3D.I1=I2=I33.[2022ꞏ全国甲卷](多选)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.通过导体棒MN电流的最大值为QRCB.导体棒MN向右先加速、后匀速运动C.导体棒MN速度最大时所受的安培力也最大D.电阻R上产生的焦耳热大于导体棒MN上产生的焦耳热4.[2022ꞏ山东卷](多选)如图所示,xOy平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为 2 L的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场.边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在xOy平面内以角速度ω顺时针匀速转动t=0时刻,金属框开始进入第一象限.不考虑自感影响,关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是()A.在t=0到t=π2ω的过程中,E一直增大B.在t=0到t=π2ω的过程中,E先增大后减小C.在t=0到t=π4ω的过程中,E的变化率一直增大D.在t=0到t=π4ω的过程中,E的变化率一直减小5.[2022ꞏ广东卷]如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图.定子是仅匝数n不同的两线圈,n1>n2,二者轴线在同一平面内且相互垂直,两线圈到其轴线交点O的距离相等,且均连接阻值为R 的电阻,转子是中心在O点的条形磁铁,绕O点在该平面内匀速转动时,两线圈输出正弦式交变电流.不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响,下列说法正确的是() A.两线圈产生的电动势的有效值相等B.两线圈产生的交变电流频率相等C.两线圈产生的电动势同时达到最大值D.两电阻消耗的电功率相等专题69电磁感应现象 楞次定律实验:探究影响感应电流方向的因素1.[2023ꞏ四川省成都市期中](多选)如图,水平桌面上放有一个质量为m的闭合铝环,在铝环轴线上方有一个条形磁铁.不计空气阻力,重力加速度大小为g.当条形磁铁从轴线上由静止释放后竖直下落时,下列说法正确的是()A.铝环对桌面的压力大小为mgB.铝环有收缩趋势C.条形磁铁由静止释放后做自由落体运动D.条形磁铁下落的加速度大小为a<g2.[2023ꞏ北京市考试]某同学搬运如图所示的磁电式电流表时,发现表针晃动剧烈且不易停止.按照老师建议,该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运,发现表针晃动明显减弱且能很快停止.下列说法正确的是()A.未接导线时,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势B.未接导线时,表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用C.接上导线后,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势D.接上导线后,表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用3.[2023ꞏ安徽省九师联盟检测]如图所示,用铜线缠绕成线圈通上合适的电流,就可以隔空对金属进行加热,把螺丝刀放进线圈,一会就会变红了.下列说法正确的是()A.线圈中通入的是恒定电流B .线圈中通入的是交变电流C .塑料棒放进线圈里也可以进行隔空加热D .线圈中的电流产生热对物体进行隔空加热4.[2023ꞏ浙江省七彩阳光联考]竖直平面内放置某竖直向上恒定电流的导线,如图所示.正方形导体框置于导线右侧,下列说法正确的是( )A .以导线为轴线框顺时针(俯视)转动时会产生感应电流,电流方向a →b →c →dB .从静止释放导线框,则该框下落过程中加速度逐渐减小,最后匀速下落C .导体框向左运动一小段时会产生感应电流,电流方向是逆时针方向D .电流变大,线框将水平向左运动,并有扩张趋势5.[2023ꞏ辽宁卷](多选)如图,两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,左、右两侧导轨间距分别为d 和2d ,处于竖直向上的磁场中,磁感应强度大小分别为2B 和B.已知导体棒MN 的电阻为R 、长度为d ,导体棒PQ 的电阻为2R 、长度为2d ,PQ 的质量是MN 的2倍.初始时刻两棒静止,两棒中点之间连接一压缩量为L 的轻质绝缘弹簧.释放弹簧,两棒在各自磁场中运动直至停止,弹簧始终在弹性限度内.整个过程中两棒保持与导轨垂直并接触良好,导轨足够长且电阻不计.下列说法正确的是( )A .弹簧伸展过程中,回路中产生顺时针方向的电流B .PQ 速率为v 时,MN 所受安培力大小为4B 2d 2v 3RC .整个运动过程中,MN 与PQ 的路程之比为2∶1D .整个运动过程中,通过MN 的电荷量为BLd 3R6.(多选)如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ 、MN ,当PQ 在外力作用下运动时,MN 在磁场力作用下向右运动.则PQ 所做的运动可能是(说明:导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大)( )A.向右匀加速运动B.向左匀加速运动C.向右匀减速运动D.向左匀减速运动7.如图所示为“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)开关断开时,灵敏电流计指针在表盘中央,若在原线圈插入副线圈后,将开关闭合,此时发现灵敏电流计的指针向右偏,那么可能出现的情况有:A.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向右拉时,灵敏电流计指针________(填“向左”“向右”或“不”)偏转.B.将原线圈迅速拔出副线圈时,灵敏电流计指针将________(填“向左”“向右”或“不”)偏转.8.[2023ꞏ陕西省渭南市模拟]学习了法拉第电磁感应定律E∝ΔΦΔt后,为了定量验证在磁通量变化量相同时,感应电动势E与时间Δt成反比,甲乙两位同学共同设计了如图所示的一个实验装置:线圈和光电门传感器固定在长木板的轨道上,强磁铁和挡光片固定在可运动的小车上.每当小车在轨道上运动经过光电门时,光电门会记录下挡光片的挡光时间Δt,同时触发接在线圈两端的电压传感器记录下在这段时间内线圈中产生的平均感应电动势 E.利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出,就能得到一系列的感应电动势E和挡光时间Δt.(1)观察和分析该实验装置可看出,在实验中,每次测量的Δt时间内,磁铁相对线圈运动的距离都相同,从而实现了控制________不变.(2)在得到测量数据之后,为了验证E与Δt成反比,甲乙两位同学分别采用两种办法处理数据.甲同学采用计算法:算出________,若该数据基本相等,则验证了E与Δt成反比;乙同学用作图法:用纵坐标表示感应电动势E,用横坐标表示________,利用实验数据,在坐标系中描点连线,若图线是过坐标原点的倾斜直线,则也可验证E与Δt成反比.专题70 法拉第电磁感应定律1.如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为 L 和2L 的两只闭合线框a 和b ,以相同的速度从磁感应强度为B 的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外,若感应电动势分别为E a 、E b ,则E a ∶E b 为( )A .1∶4B .1∶2C .2∶1D .4∶12.[2023ꞏ重庆市沙坪坝区模拟](多选)动圈式扬声器的结构如图(a )和图(b )所示,图(b )为磁铁和线圈部分的右视图,线圈与一电容器的两端相连.当人对着纸盆说话,纸盆带着线圈左右运动能将声信号转化为电信号.已知线圈有n 匝,线圈半径为r ,线圈所在位置的磁感应强度大小为B ,则下列说法正确的是( )A .纸盆向左运动时,电容器的上极板电势比下极板电势高B .纸盆向左运动时,电容器的上极板电势比下极板电势低C .纸盆向右运动速度为v 时,线圈产生的感应电动势为2nrBvD .纸盆向右运动速度为v 时,线圈产生的感应电动势为2n πrBv3.[2023ꞏ广东模拟预测]如图所示,一根弧长为L 的半圆形硬导体棒AB 在水平拉力F 作用下,以速度v 0在竖直平面内的U 形框架上匀速滑动,匀强磁场的磁感应强度为B ,回路中除电阻R 外,其余电阻均不计,U 形框左端与平行板电容器相连,质量为m 的带电油滴静止于电容器两极板中央,半圆形硬导体棒AB 始终与U 形框接触良好.则以下判断正确的是( )A .油滴所带电荷量为mgd BLv 0B .电流自上而下流过电阻RC .A 、B 间的电势差U AB =BLv 0D .其他条件不变,使电容器两极板距离减小,电容器所带电荷量将增加,油滴将向下运动4.[2023ꞏ江苏省南京市模拟]如图所示,空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B ,金属棒MN 以角速度ω绕过O 点的竖直轴PQ 沿顺时针(从上往下看)旋转.已知NQ =2MP =2r.则( )A .M 点电势高于N 点电势B .N 点电势低于O 点电势C .NM 两点的电势差为32 Br 2ωD .MN 两点的电势差为52 Br 2ω5.[河北省唐山市十县一中联盟联考]电磁制动原理是通过线圈与磁场的作用使物体做减速运动.某列车车底安装的电磁铁产生磁场可视为匀强磁场,磁感应强度大小为B ,方向竖直向下.同种材料制成的粗细均匀的闭合正方形线框abcd ,边长为L 1,MN 长为L 2(L 2>L 1),若当列车MN 部分刚越过ab 时,速度大小为v ,则ab 两端的电势差U ab 等于( )A .BL 1vB .BL 2vC .-34 BL 1vD .-14 BL 2v6.(多选)如图所示,长为a ,宽为b ,匝数为n 的矩形金属线圈恰有一半处于匀强磁场中,线圈总电阻为R ,线圈固定不动.当t =0时匀强磁场的磁感应强度的方向如图甲所示,磁感应强度B 随时间t 变化的关系图像如图乙所示,则( )A .线圈中的感应电流的方向先逆时针再顺时针B .回路中感应电动势恒为nB 0ab 2t 0C .0~2t 0通过导线某横截面的电荷量为nB 0ab RD .t =0时刻,线圈受到的安培力大小为nB 20 a 2b 2t 0R 7.(多选)如图所示,将半径分别为r 和2r 的同心圆形金属导轨固定在同一绝缘水平面内,两导轨之间接有阻值为R 的定值电阻和一个电容为C 的电容器,整个装置处于磁感应强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场中.将一个长度为r 、阻值为R 的金属棒AD 置于圆导轨上面,O 、A 、D 三点共线,在外力的作用下金属棒以O 为转轴顺时针匀速转动,转动周期为T ,假设金属棒在转动过程中与导轨接触良好,导轨电阻不计,金属棒在经过R 和C 时互不干扰.下列说法正确的是( )A .D 点的电势高于A 点的电势B .电容器C 的上极板带正电C .通过电阻R 的电流为3B πr 2TRD .电容器的电荷量为3CB πr 22T8.[2023ꞏ黑龙江省哈尔滨市模拟]如图所示,足够长通电直导线平放在光滑水平面上并固定,电流I 恒定不变.将一个金属环以初速度v 0沿与导线成一定角度θ(θ<90°)的方向滑出,此后关于金属环在水平面内运动的分析,下列判断中正确的是( )A .金属环做直线运动,速度先减小后增大B .金属环做曲线运动,速度一直减小至0后静止C .金属环最终做匀速直线运动,运动方向与直导线平行D .金属环最终做匀变速直线运动,运动方向与直导线垂直9.[2023ꞏ辽宁省联考]如图所示是法拉第圆盘发电机,圆盘半径为r ,圆盘处于磁感应强度为B ,方向竖直向上的匀强磁场中.圆盘左边有两条光滑平行足够长倾斜导轨MN ,导轨间距为L ,其所在平面与水平面夹角为θ,导轨处于垂直斜面向上磁感应强度也为B 的匀强磁场中,用导线把两导轨分别与圆盘发电机中心和边缘的电刷连接,圆盘边缘和圆心之间的电阻为R.在倾斜导轨上放置一根质量为m ,长度也为L ,电阻为2R 的ab 导体棒,其余电阻不计,当圆盘以某角速度ω匀速转动时,ab 棒刚好能静止在斜面上,则( )A.a端电势高于b端电势B.圆盘转动的方向(从上往下看)为顺时针方向C.ab间电势差大小为13Br2ωD.若圆盘停止转动,ab棒将沿导轨匀加速下滑专题71自感和涡流1.[2023ꞏ上海市虹口区二模]如图,条形磁铁悬挂在绝缘橡皮筋的下端.将磁铁向下拉到某一位置后由静止释放,磁铁上下振动.将一铜制容器P置于磁铁正下方且不与磁铁接触,不计空气阻力及散热,则()A.铜制容器的温度不变B.铜制容器的温度会升高C.系统的机械能守恒,磁铁振动的振幅减小D.系统的机械能守恒,磁铁振动的振幅不变2.(多选)如图所示,在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形线框abcd.磁铁和线框都可以绕竖直轴OO′自由转动.若使蹄形磁铁以某角速度转动时,线框的情况将不可能是() A.静止B.随磁铁同方向转动C.沿与磁铁相反方向转动D.要由磁铁具体转动方向来决定3.2021年7月25日,台风“烟花”给上海带来明显风雨影响,高达632米的上海中心大厦在台风里却能够保持稳定,位于第126层的“电涡流摆设式调谐质量阻尼器”起到了关键作用.这款阻尼器由我国自主研发,重达1 000吨,在大厦受到风力作用摇晃时,阻尼器质量块的惯性会产生一个反作用力,产生反向摆动,在质量块下方圆盘状的永磁体与楼体地板相对,由于电磁感应产生涡流,从而使大厦减振减摆,其简化示意图如图所示.下列关于该阻尼器的说法正确的是()A.质量块下方相对的地板可以是导体也可以是绝缘体,对减振效果没有影响B.安装在质量块下方的圆盘状永磁体左端为N极右端为S极,才会有较好的阻尼效果C.安装在质量块下方的圆盘状永磁体只有下端为N极上端为S极,才会有较好的阻尼效果D.地板随大厦摆动时,在地板内产生涡流,使大厦摆动的机械能最终转化为热能逐渐耗散掉4.(多选)如图甲、乙所示,电感线圈L自感系数很大,其电阻等于定值电阻R.接通S,电路稳定后,灯泡A均发光,则下列说法正确的是()A.在电路甲中,闭合S,A将逐渐变亮B.在电路乙中,闭合S,A将逐渐变亮C.在电路甲中,电路稳定后断开S,A将先变得更亮,然后逐渐变暗,最后熄灭D.在电路乙中,电路稳定后断开S,A将先变得更亮,然后逐渐变暗,最后熄灭5.[2023ꞏ山东聊城期中]如图甲所示是新型的高效节能厨具——电磁炉,又名电磁灶,是现代厨房革命的产物.电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具,如图乙所示是电磁炉的工作示意图,它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生,因此热效率得到了极大的提高.下列关于电磁炉的说法正确的是()A.提高励磁线圈中电流变化的频率,可提高电磁炉的加热效果B.炊具中的涡流是由励磁线圈中的恒定电流的磁场产生的C.利用陶瓷材料制成的炊具可以在电磁炉上正常加热D.电磁炉工作时,炉面板中将产生强大的涡流6.如图所示,扇形铜框在绝缘细杆作用下绕点O在同一水平面内快速逆时针转动,虚线把圆环分成八等份,其中虚线为匀强磁场的理想边界,扇形铜框恰好可以与其中一份重合.下列线框停止最快的是()7.[2023ꞏ河南省三模]航母上的飞机起飞可以利用电磁驱动来实现.电磁驱动原理示意图如图所示,在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环,铝环和铜环的形状、大小相同、已知铜的电阻率较小,不计所有接触面间的摩擦,则闭合开关S 的瞬间( )A .铝环向右运动,铜环向左运动B .铝环和铜环都向右运动C .铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力D .从左向右看,铜环中的感应电流沿顺时针方向8.[2023ꞏ湖北省随州市模拟](多选)如图甲所示的电路中,灯泡电阻为R ,A 1、A 2为完全相同的电流传感器(内阻不计).闭合开关K ,得到如图乙所示的I-t 图像,电源电动势为E ,内阻r ,则( )A .r =I 1+I 22I 2-I 1R B .E =I 1I 22I 2-I 1 R C .断开开关时,小灯泡中的电流方向从右向左D .闭合开关时,自感线圈中电流为零,其自感电动势也为零9.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中的大专题72电磁感应中的图像问题1.如图甲所示,线圈ab、cd绕在同一软铁芯上,若线圈ab中电流i与时间t的关系图线如图乙所示,则在这段时间内,下列关于线圈cd中产生的感应电流i cd与时间t的关系图线,正确的是()2.(多选)如图甲所示,在垂直纸面向里的匀强磁场中,一个线圈与一个电容器相连,线圈平面与匀强磁场垂直,电容器的电容C=60 μF,穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化如图乙所示,下列说法不正确的是()A.电容器下极板电势高于上极板B.线圈中磁通量的变化率为3 Wb/sC.电容器两极板间电压为2.0 VD.电容器所带电荷量为120 C3.如图甲所示,光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定向下为正方向),导体棒ab垂直导轨放置,除电阻R 的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态.规定a→b 的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,则在0~2t0时间内()4.[2023ꞏ湖北省检测]如图所示,宽度为d的两条平行虚线之间存在一垂直纸面向里的匀强磁场,一直径小于d的圆形导线环沿着水平方向匀速穿过磁场区域,规定逆时针方向为感应电流的正方向,由圆形导线环刚进入磁场开始计时,则关于导线环中的感应电流i随时间t 的变化关系,下列图像中可能的是()5.[2023ꞏ山西五地四市联考]如图所示,等腰直角三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,左边有一形状与磁场边界完全相同的闭合导线框,线框斜边长为l,线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域,规定线框中感应电流逆时针方向为正方向,其感应电流i随位移x变化的图像正确的是()6.如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一、三象限内有垂直该坐标平面向里的匀强磁场,二者磁感应强度相同,圆心角为90°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在图示坐标平面内沿顺时针方向匀速转动.规定与图中导线框的位置相对应的时刻为t=0,导线框中感应电流以逆时针为正方向.则关于该导线框转一周的时间内感应电流i随时间t的变化图像,下列正确的是()7.[2023ꞏ四川省成都模拟]如图,在光滑的水平面上,宽为2L的有界匀强磁场左侧放置一边长为L的正方形导电线圈,线圈在水平外力作用下向右匀加速穿过该磁场,则在线圈穿过磁场的过程中,拉力F随位移x的变化图像、热功率P随位移x的变化图像、线圈中感应电流I(顺时针方向为正)随位移x的变化图像正确的是()8.[2023ꞏ福建龙岩三模](多选)如图所示,在竖直平面内有四条间距均为L的水平虚线L1、L2、L3、L4,在L1、L2之间和L3、L4之间存在磁感应强度大小相等且方向均垂直纸面向里的匀强磁场.现有一矩形金属线圈abcd,ad边长为3L.t=0时刻将其从图示位置(cd边与L1重合)由静止释放,cd边经过磁场边界线L3时开始做匀速直线运动,cd边经过磁场边界线L2、L3、L4时对应的时刻分别为t1、t2、t3,整个运动过程线圈平面始终处于竖直平面内.在0~t3时间内,线圈的速度v、通过线圈横截面的电量q、通过线圈的电流i和线圈产生的热量Q随时间t的关系图像可能正确的是()9.如图所示的匀强磁场中有一根弯成45°的金属线POQ,其所在平面与磁场垂直,长直导线MN与金属线紧密接触,起始时OA=l0,且MN⊥OQ,所有导线单位长度电阻均为r,MN匀速水平向右运动的速度为v,使MN匀速运动的外力为F,则外力F随时间变化的规律图像正确的是()专题73电磁感应中的动力学问题1.[2023ꞏ北京房山期中]如图所示,MN和PQ是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨,已知导轨足够长,且电阻不计.ab是一根与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆,金属杆具有一定质量和电阻.开始时,将开关S断开,让杆ab由静止开始自由下落,过段时间后,再将S闭合.若从S闭合开始计时,关于金属杆运动的说法,不可能的是() A.金属杆做匀速直线运动B.金属杆做匀加速直线运动C.金属杆做加速度逐渐减小的加速运动D.金属杆做加速度逐渐减小的减速运动2.[2023ꞏ广东省选考](多选)如图所示,水平放置足够长光滑金属导轨abc和de,ab与de平行,bc是以O为圆心的圆弧导轨,圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场,金属杆OP的O端与e点用导线相接,P端与圆弧bc接触良好,初始时,可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上,若杆OP绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时,回路中始终有电流,则此过程中,下列说法正确的有()A.杆OP产生的感应电动势恒定B.杆OP受到的安培力不变C.杆MN做匀加速直线运动D.杆MN中的电流逐渐减小3.[2023ꞏ广东省检测](多选)如图,横截面积为S的n匝线圈,线圈总电阻为R,其轴线与大小均匀变化的匀强磁场B1平行.间距为L的两平行光滑倾斜轨道PQ、MN足够长,轨道平面与水平面的夹角为α,底部连有一阻值2R的电阻,磁感应强度B2的匀强磁场与轨道平面垂直.K闭合后,质量为m、电阻也为2R的金属棒ab恰能保持静止,金属棒始终与轨道接触良好,其余部分电阻不计,下列说法正确的是()A .B 1均匀减小B .B 1的变化率为ΔB 1Δt =4mgR sin αnB 2SLC .断开K 之后,金属棒ab 将做匀加速直线运动D .断开K 之后,金属棒的最大速度为v =4Rmg sin αB 22L 2 4.[2023ꞏ河北省保定市期中]如图所示,这是感受电磁阻尼的铜框实验的简化分析图,已知图中矩形铜框(下边水平)的质量m =2 g ,长度L =0.5 m ,宽度d =0.02 m ,电阻R =0.01 Ω,该铜框由静止释放时铜框下边与方向水平向里的匀强磁场上边界的高度差h =0.2 m ,磁场上、下水平边界间的距离D =0.27 m ,铜框进入磁场的过程恰好做匀速直线运动.取重力加速度大小g =10 m /s 2,不计空气阻力.下列说法正确的是( )A .铜框进入磁场的过程中电流方向为顺时针B .匀强磁场的磁感应强度的大小为0.5 TC .铜框下边刚离开磁场时的速度大小为3 m /sD .铜框下边刚离开磁场时的感应电流为0.3 A5.(多选)如图所示,两条足够长的平行光滑长直导轨MN 、PQ 固定于同一水平面内,它们之间的距离为l ;ab 和cd 是两根质量皆为m 的金属细杆,杆与导轨垂直,且与导轨良好接触.两杆的电阻皆为R.cd 的中点系一轻绳,绳的另一端绕过定滑轮悬挂一质量为M 的重物,滑轮与杆cd 之间的轻绳处于水平伸直状态并与导轨平行.不计滑轮与转轴、细绳之间的摩擦,不计导轨的电阻.导轨和金属细杆都处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B ,方向竖直向上.现将两杆及重物同时由静止释放,下列说法正确的是( )A .释放重物瞬间,其加速度大小为Mg m +M B .最终回路中的电流为Mmg Bl (m +M )C .最终ab 杆所受安培力的大小为mMg 2m +MD .最终ab 和cd 两杆的速度差恒为2MmgR B 2l 2(2m +M )。

高考物理专项复习《电磁感应》十年高考真题汇总

高考物理专项复习《电磁感应》十年高考真题汇总
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.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化 24.(2012·海南卷)图中装置可演示磁场对通电导线的作用。电磁铁上下两磁极之间某一水平 面内固定两条平行金属导轨,L 是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端 a、 b,导轨两端 e、f,分别接到两个不同的直流电源上时,L 便在导轨上滑动。下列说法正确 的是
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

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《电磁感应中的动力学问题》真题练习含答案专题

高考物理《电磁感应中的动力学问题》真题练习含答案专题

高考物理《电磁感应中的动力学问题》真题练习含答案专题1.(多选)如图所示,有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R ,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B ,一根质量为m 的金属杆(电阻不计)从轨道上由静止滑下.经过足够长的时间,金属杆的速度趋近于一个最大速度v m ,则( )A .如果B 增大,v m 将变大B .如果α变大,v m 将变大C .如果R 变大,v m 将变大D .如果m 变大,v m 将变大答案:BCD解析:当加速度为零时,速度最大,则有mg sin α=BIL ,又I =BL v m R ,解得v m =mgR sin αB 2L 2,如果B 增大,v m 将变小;如果α变大,v m 将变大;如果R 变大,v m 将变大;如果m 变大,v m 将变大,B 、C 、D 正确.2.(多选)如图所示,水平放置足够长光滑金属导轨abc 和de ,ab 与de 平行,bc 是以O 为圆心的圆弧导轨,圆弧be 左侧和扇形Obc 内有方向如图的匀强磁场,金属杆OP 的O 端与e 点用导线相接,P 端与圆弧bc 接触良好,初始时,可滑动的金属杆MN 静止在平行导轨上,若杆OP 绕O 点在匀强磁场区内从b 到c 匀速转动时,回路中始终有电流,则此过程中,下列说法正确的有( )A .杆OP 产生的感应电动势恒定B .杆OP 受到的安培力不变C .杆MN 做匀加速直线运动D .杆MN 中的电流逐渐减小答案:AD解析:OP 转动切割磁感线产生的感应电动势为E =12Br 2ω,因为OP 匀速转动,所以杆OP 产生的感应电动势恒定,故A 正确;杆OP 匀速转动产生的感应电动势,产生的感应电流由M 到N 通过MN 棒,由左手定则可知,MN 棒会向左运动,MN 棒运动会切割磁感线,产生的电动势与原来电流方向相反,让回路电流减小,MN 棒所受合力为安培力,电流减小,安培力会减小,加速度减小,故D 正确,B 、C 错误.3.(多选)如图,横截面积为S 的n 匝线圈,线圈总电阻为R ,其轴线与大小均匀变化的匀强磁场B 1平行.间距为L 的两平行光滑倾斜轨道PQ 、MN 足够长,轨道平面与水平面的夹角为α,底部连有一阻值2R 的电阻,磁感应强度B 2的匀强磁场与轨道平面垂直.K 闭合后,质量为m 、电阻也为2R 的金属棒ab 恰能保持静止,金属棒始终与轨道接触良好,其余部分电阻不计,下列说法正确的是( )A .B 1均匀减小B .B 1的变化率为ΔB 1Δt =4mgR sin αnB 2SLC .断开K 之后,金属棒ab 将做匀加速直线运动D .断开K 之后,金属棒的最大速度为v =4Rmg sin αB 22 L 2 答案:ABD解析:由平衡条件知金属棒所受安培力的方向应平行轨道向上,电流大小恒定,磁场B 1均匀变化;根据左手定则判断金属棒中电流方向由b 指向a ,线圈中感应电流磁场方向与原磁场方向相同,则可判断B 1减小,A 正确;设B 1的变化率为ΔB 1Δt,螺线管中感应电动势E =n ΔB 1Δt S ,回路中总电阻R 总=R +R =2R ,电路中总电流I =E R 总 =E 2R,安培力F =B 2IL 2 ,由平衡条件得F =mg sin α,解得ΔB 1Δt =4mgR sin αnB 2SL,B 正确;断开K 之后,金属棒ab 将做变加速直线运动,C 错误;断开K 之后,金属棒速度最大时,受力平衡,有B 2I ′L =mg sin α,且电流I ′=E 4R =B 2L v 4R ,联立解得v =4Rmg sin αB 22 L 2 ,D 正确. 4.如图所示,这是感受电磁阻尼的铜框实验的简化分析图,已知图中矩形铜框(下边水平)的质量m=2 g,长度L=0.5 m,宽度d=0.02 m,电阻R=0.01 Ω,该铜框由静止释放时铜框下边与方向水平向里的匀强磁场上边界的高度差h=0.2 m,磁场上、下水平边界间的距离D=0.27 m,铜框进入磁场的过程恰好做匀速直线运动.取重力加速度大小g=10 m/s2,不计空气阻力.下列说法正确的是()A.铜框进入磁场的过程中电流方向为顺时针B.匀强磁场的磁感应强度的大小为0.5 TC.铜框下边刚离开磁场时的速度大小为3 m/sD.铜框下边刚离开磁场时的感应电流为0.3 A答案:C解析:铜框下边进入磁场过程,由右手定则判断感应电流为逆时针方向,A错误;铜框下边刚进入磁场时的速度大小v1=2gh ,此时感应电动势E=BL v1,电流I=ER,铜框受的安培力大小F=BIL,由平衡条件得F=mg,解得磁感应强度B=0.2 T,B错误;铜框全部进入磁场后开始做加速度为g的匀加速直线运动,设铜框下边刚离开磁场时速度大小为v2,根据运动学公式得v22-v21=2g(D-d),解得v2=3 m/s,C正确;铜框下边刚离开磁场时,感应电流大小I′=BL v2R=3 A, A、D错误.5.(多选)如图所示,两条足够长的平行光滑长直导轨MN、PQ固定于同一水平面内,它们之间的距离为l;ab和cd是两根质量皆为m的金属细杆,杆与导轨垂直,且与导轨接触良好.两杆的电阻皆为R.cd的中点系一轻绳,绳的另一端绕过定滑轮悬挂一质量为M的重物,滑轮与杆cd之间的轻绳处于水平伸直状态并与导轨平行.不计滑轮与转轴、细绳之间的摩擦,不计导轨的电阻.导轨和金属细杆都处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向竖直向上.现将两杆及重物同时由静止释放,下列说法正确的是()A.释放重物瞬间,其加速度大小为Mg m+MB.最终回路中的电流为MmgBl(m+M)C.最终ab杆所受安培力的大小为mMg2m+MD .最终ab 和cd 两杆的速度差恒为2MmgR B 2l 2(2m +M )答案:ACD解析:释放重物瞬间,ab 杆和cd 杆均不受安培力,设重物的加速度大小为a 1,则对重物,有Mg -T 1=Ma 1;对cd 杆,有T 1=ma 1,解得a 1=Mg m +M,A 项正确;最终ab 杆、cd 杆和重物三者的加速度大小相等,设其为a ,对重物,有Mg -T 2=Ma ;对cd 杆,有T 2-BIl =ma ;对ab 杆,有BIl =ma ,解得I =Mmg (2m +M )Bl ,F 安=BIl =Mmg 2m +M,B 项错误,C 项正确;设最终两杆速度差为Δv ,回路中感应电动势为E =Bl Δv ,I =E 2R,解得Δv =2MmgR B 2l 2(2m +M ),D 项正确. 6.(多选)如图所示,倾角θ=30°的斜面上放置一间距为L 的光滑U 形导轨(电阻不计),导轨上端连接电容为C 的电容器,电容器初始时不带电,整个装置放在磁感应强度大小为B 、方向垂直斜面向下的匀强磁场中.一质量为2m 、电阻为R 的导体棒垂直放在导轨上,与导轨接触良好,另一质量为m 的重物用一根不可伸长的绝缘轻绳通过光滑的定滑轮与导体棒拴接,定滑轮与导体棒间的轻绳与斜面平行.将重物由静止释放,在导体棒到达导轨底端前的运动过程中(电动势未到达电容器的击穿电压),已知重力加速度为g ,下列说法正确的是( )A .电容器M 板带正电,且两极板所带电荷量随时间均匀增加B .经时间t 导体棒的速度为v =2mgt 3m +CB 2L 2C.回路中电流与时间的关系为I =2BLmg (3m +CB 2L 2)Rt D .重物和导体棒在运动过程中减少的重力势能转化为动能和回路的焦耳热答案:AB解析:设运动过程中经时间Δt ,导体棒的速度增加Δv ,对电容器,两极板的充电电流I =ΔQ Δt =C ΔU Δt =CBL Δv Δt,对导体棒受力分析,由牛顿第二定律有2mg sin 30°+F T -BIL =2ma ;对重物分析,有mg -F T =ma ,又Δv Δt =a ,解得a =2mg 3m +CB 2L 2,加速度恒定,所以导体棒在到达导轨底端前做匀加速直线运动,电容器两极板所带电荷量随时间均匀增加,由右手定则可知,M 板带正电,A 项正确;经时间t ,导体棒的速度v =2mgt 3m +CB 2L 2,B 项正确;由A 项分析可知回路中电流恒定,C 项错误;重物和导体棒在运动过程中减少的重力势能一部分转化为动能和回路的焦耳热,一部分转化为电容器储存的电能,D 项错误.7.[2024·河北省邢台市五岳联盟联考]游乐园中的过山车因能够给游客带来刺激的体验而大受欢迎.为了保证过山车的进站安全,过山车安装了磁力刹车装置,将磁性很强的铷磁铁安装在轨道上,正方形导体框安装在过山车底部.磁力刹车装置的工作原理可简化为如图所示的模型:质量m =5 kg 、边长L =2 m 、电阻R =1.8 Ω的单匝导体框abcd 沿着倾角为θ的光滑斜面由静止开始下滑x 0=4.5 m 后,下边框bc 进入匀强磁场区域时导体框开始减速,当上边框ad 进入磁场时,导体框刚好开始做匀速直线运动.已知磁场的上、下边界与导体框的上、下边框平行,磁场的宽度也为L =2 m ,磁场方向垂直斜面向下、磁感应强度大小B =3 T ,sin θ=0.4,取重力加速度大小g =10 m/s 2,求:(1)上边框ad 进入磁场时,导体框的速度大小v ;(2)下边框bc 进入磁场时,导体框的加速度大小a 0.答案:(1)1 m/s (2)20 m/s 2解析:(1)当导体框的上边框ad 进入磁场时,上边框ad 切割磁感线产生的感应电动势为E =BL v导体框中的感应电流为I =E R导体框的上边框在磁场中受到的安培力大小F A =BIL导体框刚好做匀速直线运动,根据受力平衡有mg sin θ=F A联立解得v =1 m/s(2)导体框沿斜面由静止开始到下边框bc 进入匀强磁场的过程中,根据机械能守恒定律有mgx 0sin θ=12m v 20 当导体框的下边框进入磁场时,导体框的下边框在磁场中受到的安培力大小F A0=B2L2v0 R对导体框受力分析,根据牛顿第二定律有F A0-mg sin θ=ma0联立解得a0=20 m/s2.。

近6年全国各地高考物理真题汇编:电磁感应(Word版含答案)

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。

电场与磁场专题(2024高考真题及解析)

电场与磁场专题(2024高考真题及解析)

电场与磁场专题1.(多选)[2024·安徽卷] 空间中存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,电场强度大小为E ,磁感应强度大小为B.一质量为m 的带电油滴a ,在纸面内做半径为R 的圆周运动,轨迹如图所示.当a 运动到最低点P 时,瞬间分成两个小油滴Ⅰ、Ⅰ,二者带电荷量、质量均相同.Ⅰ在P 点时与a 的速度方向相同,并做半径为3R 的圆周运动,轨迹如图所示.Ⅰ的轨迹未画出.已知重力加速度大小为g ,不计空气浮力与阻力以及Ⅰ、Ⅰ分开后的相互作用,则 ( )A .油滴a 带负电,所带电荷量的大小为mgE B .油滴a 做圆周运动的速度大小为gBREC .小油滴Ⅰ做圆周运动的速度大小为3gBRE ,周期为4πEgB D .小油滴Ⅰ沿顺时针方向做圆周运动1.ABD [解析] 油滴a 做圆周运动,故重力与电场力平衡,可知带负电,有mg =Eq ,解得q =mgE ,故A 正确;根据洛伦兹力提供向心力有Bqv =m v 2R ,得R =mvBq ,解得油滴a 做圆周运动的速度大小为v =gBR E ,故B 正确;设小油滴Ⅰ的速度大小为v 1,得3R =m 2v 1B q 2,解得v 1=3BqR m =3gBRE ,周期为T =2π·3R v 1=2πEgB ,故C 错误;带电油滴a 分离前后动量守恒,设分离后小油滴Ⅰ的速度为v 2,取油滴a分离前瞬间的速度方向为正方向,得mv =m 2v 1+m 2v 2,解得v 2=-gBRE,由于分离后的小油滴受到的电场力和重力仍然平衡,分离后小油滴Ⅰ的速度方向与正方向相反,根据左手定则可知小油滴Ⅰ沿顺时针方向做圆周运动,故D 正确.2.[2024·北京卷] 如图所示,两个等量异种点电荷分别位于M 、N 两点,P 、Q 是MN 连线上的两点,且MP=QN.下列说法正确的是()A.P点电场强度比Q点电场强度大B.P点电势与Q点电势相等C.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,P点电场强度大小也变为原来的2倍D.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,P、Q两点间电势差不变2.C[解析] 由等量异种点电荷的电场线分布特点知,P、Q两点电场强度相等,A错误;由沿电场线方向电势越来越低知,P点电势高于Q点电势,B错误;由电场叠加得P点电场强度E=k QMP2+k QNP2,若仅两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,则P点电场强度大小也变为原来的2倍,同理Q点电场强度大小也变为原来的2倍,而P、Q间距不变,根据U=Ed定性分析可知P、Q两点间电势差变大,C正确,D错误.3.[2024·北京卷] 我国“天宫”空间站采用霍尔推进器控制姿态和修正轨道.图为某种霍尔推进器的放电室(两个半径接近的同轴圆筒间的区域)的示意图.放电室的左、右两端分别为阳极和阴极,间距为d.阴极发射电子,一部分电子进入放电室,另一部分未进入.稳定运行时,可视为放电室内有方向沿轴向向右的匀强电场和匀强磁场,电场强度和磁感应强度大小分别为E和B1;还有方向沿半径向外的径向磁场,大小处处相等.放电室内的大量电子可视为处于阳极附近,在垂直于轴线的平面绕轴线做半径为R的匀速圆周运动(如截面图所示),可与左端注入的氙原子碰撞并使其电离.每个氙离子的质量为M、电荷量为+e,初速度近似为零.氙离子经过电场加速,最终从放电室右端喷出,与阴极发射的未进入放电室的电子刚好完全中和.已知电子的质量为m、电荷量为-e;对于氙离子,仅考虑电场的作用.(1)求氙离子在放电室内运动的加速度大小a;(2)求径向磁场的磁感应强度大小B2;(3)设被电离的氙原子数和进入放电室的电子数之比为常数k,单位时间内阴极发射的电子总数为n,求此霍尔推进器获得的推力大小F.3.(1)eEM (2)mEB1eR(3)nk√2eEMd1+k[解析] (1)氙离子在放电室时只受电场力作用,由牛顿第二定律有eE=Ma解得a=eEM(2)电子处于阳极附近,在垂直于轴线的平面绕轴线做半径为R的匀速圆周运动,沿轴向向右的匀强磁场的洛伦兹力提供向心力,则有B1ev=m v 2R可得v=B1eRm轴线方向上所受电场力(水平向左)与径向磁场的洛伦兹力(水平向右)平衡,即Ee=evB2解得B2=mEB1eR(3)单位时间内阴极发射的电子总数为n,设单位时间内被电离的氙原子数为N,根据被电离的氙原子数和进入放电室的电子数之比为常数k,可知进入放电室的电子数为Nk又由于这些电离氙原子数与未进入放电室的电子刚好完全中和,说明未进入放电室的电子数也为N即有n=N+Nk则单位时间内被电离的氙离子数N=nk1+k氙离子经电场加速,有eEd=12M v12-0可得v1=√2eEdM设时间Δt内氙离子所受到的作用力为F',由动量定理有F'·Δt=N·Δt·Mv1解得F'=nk√2eEMd1+k由牛顿第三定律可知,霍尔推进器获得的推力大小F=F'则F=nk√2eEMd1+k4.[2024·福建卷] 以O点为圆心,半径为R的圆上八等分放置电荷,除G为-Q,其他为+Q,M、N为半径上的点,OM=ON,已知静电力常量为k,则O点场强大小为,M点电势(选填“大于”“等于”或“小于”)N点电势.将+q点电荷从M沿MN移动到N点,电场力(选填“做正功”“做负功”或“不做功”).4.2kQR2大于做正功[解析] 根据点电荷的场强特点可知,除了MN连线上的正负电荷外,其余的6个电荷形成的电场在O点处相互抵消,故O点场强大小为E O=kQR2+kQR2=2kQR2;根据对称性可知,若没有沿水平直径方向上的正电荷和负电荷,则M和N点的电势相等,由于M点靠近最左边的正电荷,N点靠近最右边的负电荷,故M点电势大于N点电势;将+q点电荷从M沿MN移动到N点,由于电势降低,故电场力做正功.5.[2024·甘肃卷] 一平行板电容器充放电电路如图所示.开关S接1,电源E给电容器C充电;开关S接2,电容器C对电阻R放电.下列说法正确的是()A.充电过程中,电容器两极板间电势差增加,充电电流增加B.充电过程中,电容器的上极板带正电荷、流过电阻R的电流由M点流向N点C.放电过程中,电容器两极板间电势差减小,放电电流减小D.放电过程中,电容器的上极板带负电荷,流过电阻R的电流由N点流向M点5.C[解析] 充电过程中,随着电容器带电荷量的增加,电容器两极板间电势差增加,充电电流在减小,故A错误;根据电路图可知,充电过程中,电容器的上极板带正电荷,流过电阻R的电流由N点流向M点,故B错误;放电过程中,随着电容器带电荷量的减小,电容器两极板间电势差减小,放电电流在减小,故C正确;根据电路图可知,放电过程中,电容器的上极板带正电荷,流过电阻R的电流由M点流向N点,故D错误.6.(多选)[2024·甘肃卷] 某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示,虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹,M、N分别是运动轨迹与等势面b、a的交点,下列说法正确的是 ( )A .粒子带负电荷B .M 点的电场强度比N 点的小C .粒子在运动轨迹上存在动能最小的点D .粒子在M 点的电势能大于在N 点的电势能6.BCD [解析] 根据粒子所受电场力指向曲线轨迹的凹侧可知,带电粒子带正电荷,故A 错误;等差等势面越密集的地方场强越大,故M 点的电场强度比N 点的小,故B 正确;粒子带正电,因为M 点的电势大于N 点的电势,故粒子在M 点的电势能大于在N 点的电势能,故D 正确;由于带电粒子仅在电场作用下运动,电势能与动能总和不变,故可知当电势能最大时动能最小,故粒子在运动轨迹上到达最大电势处时动能最小,故C 正确.7.[2024·甘肃卷] 质谱仪是科学研究中的重要仪器,其原理如图所示.Ⅰ为粒子加速器,加速电压为U ;Ⅰ为速度选择器,匀强电场的电场强度大小为E 1,方向沿纸面向下,匀强磁场的磁感应强度大小为B 1,方向垂直纸面向里;Ⅰ为偏转分离器,匀强磁场的磁感应强度大小为B 2,方向垂直纸面向里.从S 点释放初速度为零的带电粒子(不计重力),加速后进入速度选择器做直线运动,再由O 点进入分离器做圆周运动,最后打到照相底片的P 点处,运动轨迹如图中虚线所示. (1)粒子带正电还是负电?求粒子的比荷. (2)求O 点到P 点的距离.(3)若速度选择器Ⅰ中匀强电场的电场强度大小变为E 2(E 2略大于E 1),方向不变,粒子恰好垂直打在速度选择器右挡板的O'点上.求粒子打在O'点的速度大小.7.(1)正电E 122UB 12(2)4UB 1E 1B 2 (3)2E 2-E1B 1[解析] (1)由于粒子在偏转分离器Ⅰ中向上偏转,根据左手定则可知粒子带正电;设粒子的质量为m ,电荷量为q ,粒子进入速度选择器Ⅰ时的速度为v 0,在速度选择器中粒子做匀速直线运动,由平衡条件有qv 0B 1=qE 1在粒子加速器Ⅰ中,由动能定理有 qU =12m v 02联立解得粒子的比荷为q m =E 122UB 12(2)在偏转分离器Ⅰ中,洛伦兹力提供向心力,有qv 0B 2=m v 02r可得O点到P点的距离为OP=2r=4UB1E1B2(3)粒子进入速度选择器Ⅰ瞬间,粒子受到向上的洛伦兹力F洛=qv0B1向下的电场力F=qE2由于E2>E1,且qv0B1=qE1所以通过配速法,如图所示其中满足qE2=q(v0+v1)B1则粒子在速度选择器中水平向右以速度v0+v1做匀速运动的同时,在竖直面内以速度v1做匀速圆周运动,当速度转向到水平向右时,满足垂直打在速度选择器右挡板的O'点的要求,故此时粒子打在O'点的速度大小为v'=v0+v1+v1=2E2-E1B18.(多选)[2024·广东卷] 污水中的污泥絮体经处理后带负电,可利用电泳技术对其进行沉淀去污,基本原理如图所示.涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极,金属圆盘置于容器底部,金属棒插入污水中,形成如图所示的电场分布,其中实线为电场线,虚线为等势面.M点和N点在同一电场线上,M点和P点在同一等势面上.下列说法正确的有()A.M点的电势比N点的低B.N点的电场强度比P点的大C.污泥絮体从M点移到N点,电场力对其做正功D.污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大8.AC[解析] 电场线的疏密程度反映电场强度大小,电场线越密则电场强度越大,由于N点附近的电场线比P点附近的稀疏,故N点的电场强度比P点的小,B错误;沿电场线方向电势逐渐降低,故M点的电势比N点的低,污泥絮体带负电,故其受到的电场力方向与电场强度方向相反,若从M点移到N点,则电场力对其做正功,A、C正确;由于M点和P点在同一等势面上,故M点电势等于P点电势,则N点电势高于P点电势,污泥絮体带负电,即q<0,根据电势能E p=qφ可知,污泥絮体在N点的电势能比其在P点的小,D错误.9.[2024·广东卷] 如图甲所示,两块平行正对的金属板水平放置,板间加上如图乙所示幅值为U0、周期为t0的交变电压.金属板左侧存在一水平向右的恒定匀强电场,右侧分布着垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一带电粒子在t=0时刻从左侧电场某处由静止释放,在t=t0时刻从下板左端边缘位置水平向右进入金属板间的电场内,在t=2t0时刻第一次离开金属板间的电场、水平向右进入磁场,并在t=3t0时刻从下板右端边缘位置再次水平进入金属板间的电场.已知金属板的板长是板间距离的π3倍,粒子质量为m.忽略粒子所受的重力和场的边缘效应.(1)判断带电粒子的电性并求其所带的电荷量q;(2)求金属板的板间距离D和带电粒子在t=t0时刻的速度大小v;(3)求从t=0时刻开始到带电粒子最终碰到上金属板的过程中,电场力对粒子做的功W.9.(1)带正电πmBt0(2)√3πU0t08B√π3U024Bt0(3)(π3+16π)mU048Bt0[解析] (1)由带电粒子在左侧电场中由静止释放后加速运动的方向可知粒子带正电(或由带电粒子在磁场中做圆周运动的方向结合左手定则可知粒子带正电).设粒子在磁场内做圆周运动的速度为v,半径为r,根据洛伦兹力提供向心力有qvB=m v 2r粒子在磁场中运动半个圆周所用的时间Δt=3t0-2t0粒子在磁场中做圆周运动的周期为T=2Δt又知T=2πrv联立解得q=πmBt0(2)设金属板间的电场强度为E,粒子在金属板间运动的加速度为a,则有E=U0Da=qEmt 0~2t 0内,粒子在金属板间的电场内做两个对称的类平抛运动,在垂直于金属板方向的位移等于在磁场中做圆周运动的直径,即y =2r 在垂直于金属板方向有y =2×12a (t 02)2在沿金属板方向有π3D =vt 0 联立解得D =√3πU 0t 08B ,v =√π3U 024Bt 0(3)由(1)(2)可知y =2D3由对称性可知,3t 0~4t 0内,粒子第二次进入金属板间的电场内,粒子在竖直方向的位移仍为y ,由于y <D ,故粒子不会碰到金属板.t =4t 0后,粒子进入左侧电场,先减速到速度为零,后反向加速,并在t =6t 0时刻第三次进入金属板间的电场内,此时粒子距上板的距离为h =D -y =D3,注意到h =y2,故粒子恰在加速阶段结束时碰到金属板.粒子第一次、第二次进出金属板间的电场过程中,电场力做功为0,粒子第三次进入金属板间的电场后,电场力做功为qEh ,设粒子在左侧电场中运动时电场力做功为W 左,根据动能定理有 W 左=12mv 2电场力对粒子做的总功为W =W 左+qEh联立解得W =(π3+16π)mU 048Bt 010.[2024·广西卷] xOy 坐标平面内一有界匀强磁场区域如图所示,磁感应强度大小为B ,方向垂直纸面向里.质量为m ,电荷量为+q 的粒子,以初速度v 从O 点沿x 轴正向开始运动,粒子过y 轴时速度与y 轴正向夹角为45°,交点为P .不计粒子重力,则P 点至O 点的距离为 ( )A .mv qBB .3mv2qBC .(1+√2)mvqB D .(1+√22)mvqB10.C [解析] 粒子运动轨迹如图所示,在磁场中,根据洛伦兹力提供向心力有qvB =m v 2r ,可得粒子做圆周运动的半径为r =mvqB ,根据几何关系可得P 点至O 点的距离为L PO =r +r sin45°=(1+√2)mvqB ,故选C .11.[2024·广西卷] 如图所示,将不计重力、电荷量为q 的带负电的小圆环套在半径为R 的光滑绝缘半圆弧上,半圆弧直径两端的M 点和N 点分别固定电荷量为27Q 和64Q 的负点电荷.将小圆环从靠近N 点处静止释放,小圆环先后经过图上P 1点和P 2点,己知sin θ=35,则小圆环从P 1点运动到P 2点的过程中 ( )A .静电力做正功B .静电力做负功C .静电力先做正功再做负功D .静电力先做负功再做正功11.A [解析] 沿电场线越靠近负电荷则电势越低,画出两个不等量负点电荷的电场线分布如图甲所示,半圆与电场线的交点中其电场强度沿半径方向时,该点对应的电势最高,设该点为P ,如图乙所示,设连线PM 与直径MN 的夹角为α,则P 点到M 点的距离d M =2R cos α,P 点到N 点的距离为d N =2R sin α,M 点处点电荷在P 点产生的电场强度为E M =k 27Q d M2,N点处点电荷在P点产生的电场强度为E N =k64Qd N 2,P 点的电场强度沿着圆半径方向,由电场叠加原理可知E NE M=tan α,联立解得α=53°,已知P 2点和N 点连线与直径MN 的夹角恰好为37°,则P 2点和M 点连线与直径MN 的夹角恰好为53°,故半圆上P 2点的电势最高,因此带负电的圆环从P 1点运动到P 2点的过程中,电势一直升高,静电力一直做正功,选项A 正确.12.(多选)[2024·海南卷] 真空中有两个点电荷,电荷量均为-q (q ≥0),固定于相距为2r 的P 1、P 2两点,O 是P 1P 2连线的中点,M 点在P 1P 2连线的中垂线上,距离O 点为r ,N 点在P 1P 2连线上,距离O 点为x (x ≪r ),已知静电力常量为k ,则下列说法正确的是 ( )A .P 1P 2中垂线上电场强度最大的点到O 点的距离为√33rB .P 1P 2中垂线上电场强度的最大值为4√3kq9r 2C .在M 点放入一电子,从静止释放,电子的加速度一直减小D .在N 点放入一电子,从静止释放,电子的运动可视为简谐运动12.BCD [解析] 设P 1处的点电荷在P 1P 2中垂线上某点A 处产生的场强与竖直方向的夹角为θ,则根据场强的叠加原理可知,A 点的合场强为E =k 2qr 2sin 2 θcos θ,根据均值不等式可知当cos θ=√33时E 有最大值,且最大值为E m =4√3kq9r 2,此时A 点到O 点的距离为y =√22r ,故A 错误,B 正确;在M 点放入一电子,从静止释放,由于r >y =√22r ,可知电子向上运动的过程中所受电场力一直减小,则电子的加速度一直减小,故C 正确;根据等量同种电荷的电场线分布可知,电子运动过程中,O 点为平衡位置,可知当发生的位移为x 时,粒子受到的电场力为F =keq ·4rx(r -x )2(r+x )2,由于x ≪r ,整理后有F =4keqr 3·x ,在N 点放入一电子,从静止释放,电子的运动可视为以O 点为平衡位置的简谐运动,故D 正确.13.[2024·海南卷] 如图,在xOy 坐标系中有三个区域,圆形区域Ⅰ分别与x 轴和y 轴相切于P 点和S 点.半圆形区域Ⅰ的半径是区域Ⅰ半径的2倍.区域Ⅰ、Ⅰ的圆心O 1、O 2连线与x 轴平行,半圆与圆相切于Q 点,QF 垂直于x 轴,半圆的直径MN 所在的直线右侧为区域Ⅰ.区域Ⅰ、Ⅰ分别有磁感应强度大小为B 、B 2的匀强磁场,磁场方向均垂直纸面向外.区域Ⅰ下方有一粒子源和加速电场组成的发射器,可将质量为m 、电荷量为q 的粒子由电场加速到v 0.改变发射器的位置,使带电粒子在OF 范围内都沿着y 轴正方向以相同的速度v 0沿纸面射入区域Ⅰ.已知某粒子从P 点射入区域Ⅰ,并从Q 点射入区域Ⅰ.(不计粒子的重力和粒子之间的影响) (1)求加速电场两板间的电压U 和区域Ⅰ的半径R.(2)在能射入区域Ⅰ的粒子中,某粒子在区域Ⅰ中运动的时间最短,求该粒子在区域Ⅰ和区域Ⅰ中运动的总时间t.(3)在区域Ⅰ加入匀强磁场和匀强电场,磁感应强度大小为B ,方向垂直纸面向里,电场强度的大小E =Bv 0,方向沿x 轴正方向.此后,粒子源中某粒子经区域Ⅰ、Ⅰ射入区域Ⅰ,进入区域Ⅰ时速度方向与y 轴负方向成74°角.当粒子动能最大时,求粒子的速度大小及所在的位置到y 轴的距离(sin37°=35,sin53°=45).13.(1)mv 022qmv 0qB (2)πmqB(3)2.6v 0172mv 025qB[解析] (1)根据动能定理得qU =12m v 02解得U =mv 022q粒子进入区域Ⅰ做匀速圆周运动,根据题意某粒子从P 点射入区域Ⅰ,并从Q 点射入区域Ⅰ,故可知此时粒子的运动轨迹半径与区域Ⅰ的半径R 相等,粒子在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力qBv 0=m v 02R 解得R =mv0qB(2)带电粒子在OF 范围内都沿着y 轴正方向以相同的速度v 0沿纸面射入区域Ⅰ,由(1)可得,粒子在区域Ⅰ中做匀速圆周运动,轨迹半径为R ,因为在区域Ⅰ中的磁场半径和轨迹半径相等,所以粒子射入点、区域Ⅰ圆心O 1、粒子出射点、轨迹圆心O'四点构成一个菱形,由几何关系可得,区域Ⅰ圆心O 1和粒子出射点连线平行于粒子射入点与轨迹圆心O'连线,则区域Ⅰ圆心O 1和粒子出射点连线水平,根据磁聚焦原理可知粒子都从Q 点射出,粒子射入区域Ⅰ,仍做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力q B2v 0=m v 02R '解得R'=2R如图甲所示,要使粒子在区域Ⅰ中运动的时间最短,轨迹所对应的圆心角最小,可知在区域Ⅰ中运动的圆弧所对的弦长最短,即此时最短弦长为区域Ⅰ的磁场圆半径2R ,根据几何知识可得此时在区域Ⅰ和区域Ⅰ中运动的轨迹所对应的圆心角都为60°,粒子在两区域磁场中运动周期分别为 T 1=2πR v 0=2πmqBT 2=2π·2R v 0=4πmqB 故可得该粒子在区域Ⅰ和区域Ⅰ中运动的总时间为 t =60°360°T 1+60°360°T 2=πmqB甲(3)如图乙所示,将速度v 0分解为沿y 轴正方向的速度v 0及速度v',因为E =Bv 0,可得qE =qBv 0,故可知沿y 轴正方向的速度v 0产生的洛伦兹力与电场力平衡,粒子同时受到另一方向的洛伦兹力qBv',故粒子沿y 轴正方向做旋进运动,根据几何关系可知 v'=2v 0sin 53°=1.6v 0故当v'方向为竖直向上时粒子速度最大,最大速度为 v m =v 0+1.6v 0=2.6v 0根据几何关系可知此时所在的位置到y 轴的距离为 L =R'+R'sin 53°+2R +2R =6.88R =172mv 025qB乙14.[2024·河北卷] 我国古人最早发现了尖端放电现象,并将其用于生产生活,如许多古塔的顶端采用“伞状”金属饰物在雷雨天时保护古塔.雷雨中某时刻,一古塔顶端附近等势线分布如图所示,相邻等势线电势差相等,则a 、b 、c 、d 四点中电场强度最大的是 ( )A .a 点B .b 点C .c 点D .d 点14.C [解析] 在静电场中,等差等势线的疏密程度反映电场强度的大小,等差势线越密,则电场强度越大.由题图可知,c 点等差等势线最密集,故c 点电场强度最大,C 正确.15.[2024·河北卷] 如图所示,真空中有两个电荷量均为q (q >0)的点电荷,分别固定在正三角形ABC 的顶点B 、C.M 为三角形ABC 的中心,沿AM 的中垂线对称放置一根与三角形共面的均匀带电细杆,电荷量为q2.已知正三角形ABC 的边长为a ,M 点的电场强度为0,静电力常量为k.顶点A 处的电场强度大小为( )A .2√3kq a 2B .kq a 2(6+√3)C .kq a 2(3√3+1)D .kqa2(3+√3)15.D [解析] 如图所示,B 、C 两处点电荷在M 处产生的电场强度大小E 1=E 2=kq(√33a )2=3kqa 2,由于M 点的电场强度为0,故带电细杆在M 点产生的电场强度大小E 3=E 1cos 60°+E 2cos 60°=3kq a 2,B 、C 两处点电荷在A 处产生的电场强度大小E 4=E 5=kqq 2,合场强E 合'=E 4cos 30°+E 5cos 30°=√3kqa 2,方向向上,由于M 点与A 点关于带电细杆对称,故细杆在A 处产生的电场强度大小E 6=E 3=3kqa 2,方向向上,因此A 点的电场强度大小E =E 合'+E 6=kqa 2(√3+3),D 正确.16.(多选)[2024·河北卷] 如图所示,真空区域有同心正方形ABCD 和abcd ,其各对应边平行,ABCD 的边长一定,abcd 的边长可调,两正方形之间充满恒定匀强磁场,方向垂直于正方形所在平面.A处有一个粒子源,可逐个发射速度不等、比荷相等的粒子,粒子沿AD方向进入磁场.调整abcd的边长,可使速度大小合适的粒子经ad边穿过无磁场区后由BC边射出.对满足前述条件的粒子,下列说法正确的是()A.若粒子穿过ad边时速度方向与ad边夹角为45°,则粒子必垂直BC射出B.若粒子穿过ad边时速度方向与ad边夹角为60°,则粒子必垂直BC射出C.若粒子经cd边垂直BC射出,则粒子穿过ad边时速度方向与ad边夹角必为45°D.若粒子经bc边垂直BC射出,则粒子穿过ad边时速度方向与ad边夹角必为60°16.ACD[解析] 若粒子穿过ad边时速度方向与ad边夹角为45°,则粒子必经过cd边,作出粒子运动轨迹图,如图甲所示,由对称性可知,粒子从C点垂直于BC射出,A、C正确;若粒子穿过ad边时速度方向与ad边夹角为60°,则粒子可能从cd边再次进磁场,作出粒子运动轨迹如图乙所示,此时粒子不能垂直BC射出,粒子也可能经bc边再次进入磁场,作出粒子运动轨迹如图丙所示,此时粒子垂直BC边射出,B错误,D正确.17.[2024·河北卷] 如图所示,竖直向上的匀强电场中,用长为L的绝缘细线系住一带电小球,在竖直平面内绕O点做圆周运动.图中A、B为圆周上的两点,A点为最低点,B点与O点等高.当小球运动到A 点时,细线对小球的拉力恰好为0,已知小球的电荷量为q (q >0),质量为m ,A 、B 两点间的电势差为U ,重力加速度大小为g ,求: (1)电场强度E 的大小.(2)小球在A 、B 两点的速度大小.17.(1)U L(2)√Uq -mgLm√3(Uq -mgL )m[解析] (1)A 、B 两点沿电场线方向的距离为L ,在匀强电场中,由电场强度与电势差的关系可知E =U L(2)当小球运动到A 点时,细线对小球的拉力为0,由牛顿第二定律得Eq -mg =mv A 2L解得v A =√Uq -mgLm小球由A 点运动到B 点,由动能定理得 Uq -mgL =12m v B 2-12m v A 2 解得v B =√3(Uq -mgL )m18.[2024·湖北卷] 如图所示,在以O 点为圆心、半径为R 的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.圆形区域外有大小相等、方向相反、范围足够大的匀强磁场.一质量为m 、电荷量为q (q >0)的带电粒子沿直径AC 方向从A 点射入圆形区域.不计重力,下列说法正确的是 ( )A .粒子的运动轨迹可能经过O 点B .粒子射出圆形区域时的速度方向不一定沿该区域的半径方向C .粒子连续两次由A 点沿AC 方向射入圆形区域的最小时间间隔为7πm3qBD.若粒子从A点射入到从C点射出圆形区域用时最短,粒子运动的速度大小为√3qBR3m18.D[解析] 根据磁场圆和轨迹圆相交形成的圆形具有对称性可知,在圆形匀强磁场区域内,沿着径向射入的粒子总是沿径向射出,所以粒子的运动轨迹不可能经过O点,故A、B错误;粒子连续两次由A点沿AC方向射入圆形区域的时间间隔最短对应的轨迹如图甲所示,则最小时间间隔为Δt=2T=4πmqB,故C错误;粒子从A点射入到从C点射出圆形区域用时最短对应的轨迹如图乙所示,设粒子在磁场中运动的半径为r,根据几何关系可知r=√33R,根据洛伦兹力提供向心力有qvB=m v 2r ,解得v=√3qBR3m,故D正确.19.(多选)[2024·湖北卷] 关于电荷和静电场,下列说法正确的是()A.一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变B.电场线与等势面垂直,且由电势低的等势面指向电势高的等势面C.点电荷仅在电场力作用下从静止释放,该点电荷的电势能将减小D.点电荷仅在电场力作用下从静止释放,将从高电势的地方向低电势的地方运动19.AC[解析] 根据电荷守恒定律可知,一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变,故A正确;根据电场线和等势面的关系可知,电场线与等势面垂直,且由电势高的等势面指向电势低的等势面,故B错误;点电荷仅在电场力作用下从静止释放,则电场力做正功,该点电荷的电势能将减小,根据φ=E pq可知,正电荷将从电势高的地方向电势低的地方运动,负电荷将从电势低的地方向电势高的地方运动,故C正确,D错误.20.[2024·湖南卷] 真空中有电荷量为+4q和-q的两个点电荷,分别固定在x轴上-1和0处.设无限远处电势为0,x正半轴上各点电势φ随x变化的图像正确的是()。

电磁感应+图像(解析版)—三年(2022-2024)高考物理真题汇编(全国通用)

电磁感应+图像(解析版)—三年(2022-2024)高考物理真题汇编(全国通用)

电磁感应+图像考点01 图像信息1. (2023年高考全国乙卷)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【参考答案】A【命题意图】本题考查电磁阻尼及其相关知识点。

【解题思路】强磁体从管的上端由静止释放,铝管本身和线圈都将对强磁体产生电磁阻尼,在铝管下落,强磁体做加速度减小的加速运动,图(c)是用玻璃管获得的图像,图(b)是用铝管获得的图像,A正确B错误;在玻璃管中下落,线圈中将产生感应电流,感应电流对小磁体下落产生电磁阻力,由安培力公式可知,电磁阻力与产生的感应电流成正比,所以在玻璃管中下落,小磁体受到的电磁阻力逐渐增大,C错误;由于在铝管中下落,受到的电磁阻力大于在玻璃管中下落,所以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长,D错误。

【知识拓展】电磁阻尼的实质是受到了与运动方向相反的安培力作用。

2 (2023高考全国甲卷)一有机玻璃管竖直放在地面上,管上有漆包线绕成的线圈,线圈的两端与电流传感器相连,线圈在玻璃管上部的5匝均匀分布,下部的3匝也均匀分布,下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离。

如图(a)所示。

现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落,电流传感器测得线圈中电流I随时间t变化如图(b)所示。

则A. 小磁体在玻璃管内下降的速度越来越快B. 下落过程中,小磁体的N 极、S 极上下颠倒了8次C. 下落过程中,小磁体受到的电磁阻力始终保持不变D. 与上部相比,小磁体通过线圈下部的过程中,磁通量变化率的最大值更大【参考答案】AD【命题意图】本题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、电磁阻尼、对电流I 随时间t 变化图像的理解及其相关知识点。

【高考物理必刷题】电磁感应(后附答案解析)

【高考物理必刷题】电磁感应(后附答案解析)

1
B.
2
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
中的感应电流逐渐减小
3
时,线圈中的电流改变方向
一个周期内,线圈产生的热量为
4
、总电阻为的正
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
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
左转轴上侧绝缘漆挂掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉左转轴上下两侧绝缘漆都挂掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉
5
D.
和.圆形匀强磁场的边缘恰好与线圈重合,则穿6
7
磁场的方向;
答案B.
1
A 2
中的感应电流逐渐减小3
时,线圈中的电流改变方向
一个周期内,线圈产生的热量为
,所以线圈平面平行于磁感线,故A正确;
和,故B错误;
C.在交变电流产生的过程当中,磁通量最大时,感应电动势以及感应电流最小,故C 4
5
左转轴上侧绝缘漆挂掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉
左转轴上下两侧绝缘漆都挂掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉
6
D.
7
磁场的方向;
考点
开关接后,开始向右加速运动,速度达到最大值时,设上的感应电动势为,有

依题意有⑦
设在此过程中的平均电流为,上受到的平均安培力为,有

由动量定理,有

又⑩
联立⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得

电磁感应
涡流、电磁阻尼和电磁驱动。

2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—电磁感应中的动力学和能量问题(附答案解析)

2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—电磁感应中的动力学和能量问题(附答案解析)

错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误! 2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—电磁感应中的动力学和能量问题(附答案解析)1.如图所示,在一匀强磁场中有一U形导线框abcd,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R为一电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆,它可在ab、cd上无摩擦地滑动。

杆ef及线框的电阻不计,开始时,给ef一个向右的初速度,则()A.ef将减速向右运动,但不是匀减速运动B.ef将匀减速向右运动,最后停止C.ef将匀速向右运动D.ef将往返运动2.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图像中,正确描述上述过程的可能是()3.(2023·陕西咸阳市模拟)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t1、t2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,不计空气阻力影响,则下列图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律的是()4.(2023·江苏盐城市模拟)如图所示,MN和PQ是竖直放置的两根平行光滑金属导轨,导轨足够长且电阻不计,MP间接定值电阻R,金属杆cd保持与导轨垂直且接触良好。

杆cd由静止开始下落并计时,杆cd两端的电压U、杆cd所受安培力的大小F随时间t变化的图像,以及通过杆cd的电流I、杆cd加速度的大小a随杆的速率v变化的图像,合理的是()5.(多选)如图所示,两根间距为d 的足够长光滑金属导轨,平行放置在倾角为θ=30°的绝缘斜面上,导轨的右端接有电阻R ,整个装置放在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上。

专题10 电磁感应 -五年(2019-2023)高考物理真题(全国通用) (解析版)

专题10 电磁感应 -五年(2019-2023)高考物理真题(全国通用) (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【答案】A【详解】A.强磁体在铝管中运动,铝管会形成涡流,玻璃是绝缘体故强磁体在玻璃管中运动,玻璃管不会形成涡流。

强磁体在铝管中加速后很快达到平衡状态,做匀速直线运动,而玻璃管中的磁体则一直做加速运动,故由图像可知图(c)的脉冲电流峰值不断增大,说明强磁体的速度在增大,与玻璃管中磁体的运动情况相符,A正确;B.在铝管中下落,脉冲电流的峰值一样,磁通量的变化率相同,故小磁体做匀速运动,B错误;C.在玻璃管中下落,玻璃管为绝缘体,线圈的脉冲电流峰值增大,电流不断在变化,故小磁体受到的电磁阻力在不断变化,C错误;D.强磁体分别从管的上端由静止释放,在铝管中,磁体在线圈间做匀速运动,玻璃管中磁体在线圈间做加速运动,故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长,D错误。

故选A。

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【答案】D【详解】A .线框进磁场的过程中由楞次定律知电流方向为逆时针方向,A 错误;B .线框出磁场的过程中,根据E =BlvI =E R联立有F A =B 2L 2v R=ma由于线框出磁场过程中由左手定则可知线框受到的安培力向左,则v 减小,线框做加速度减小的减速运动,B 错误;C .由能量守恒定律得线框产生的焦耳热Q =F A L其中线框进出磁场时均做减速运动,但其进磁场时的速度大,安培力大,产生的焦耳热多,C 错误;D .线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量q =I t 其中I =E R,E =BLx t 则联立有q =BL Rx 由于线框在进和出的两过程中线框的位移均为L ,则线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等,故D 正确。

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专题十电磁感应(2017~2018年)2017.315.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2017.220.两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.导线框运动的速度的大小为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0.1N21.某同学自制的简易电动机示意图如图所示。

矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴。

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A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉2017.118.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,为了有效隔离外界震动对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震动,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震动的衰减最有效的方案是3.一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q方;若该电阻接到正弦交变电源上,在一个周期内产生的热量为Q正。

该电阻上电压的峰值为u0,周期为T,如图所示。

则Q方:Q正等于A.B.C.1:2D.2:17.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.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.6.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(2016~2014年)1.(2016·全国卷Ⅱ,20,6分)(难度★★★)(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2.(2016·江苏单科,6,4分)(难度★★)(多选)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.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化3.(2016·北京理综,16,6分)(难度★★)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4.(2015·山东理综,19,6分)(难度★★)如图甲,R0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T0的正弦交流电源上,经二极管整流后,通过R0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()5.(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6.(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 7.(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 18.(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9.(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 .210.(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BlvsinθB.电路中感应电流的大小为Bv sinθrC.金属杆所受安培力的大小为B2lv sinθrD.金属杆的发热功率为B2lv2r sinθ11.(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12.(2014·安徽理综,20,6分)(难度★★)英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场.如图所示,一个半径为r的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场B,环上套一带电荷量为+q的小球.已知磁感应强度B随时间均匀增加,其变化率为k,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功的大小是()A.0 B.12qk C.2πr2qk D.πr2qk213.(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()14.(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 2Δt15.(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16.(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17.(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18.(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19.(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0.2kg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1m的正方形,其有效电阻为0.1Ω.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=1s时,金属杆中感应电流方向从C到D B.t=3s时,金属杆中感应电流方向从D到CC.t=1s时,金属杆对挡板P的压力大小为0.1N D.t=3s时,金属杆对挡板H的压力大小为0.2N20.(2016·全国卷Ⅰ,24,14分)(难度★★★)如图,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,上沿相连。

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