电磁感应经典高考题
《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。
高考电磁感应经典题型汇总
1.(单选)如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示.在0﹣2T 时间内,直导线中电流向上,则在2T﹣T 时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力情况是( )A .感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向左B .感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向右C .感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向右D .感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向左答案及解析:.C 解:在﹣T 时间内,直线电流方向向下,根据安培定则,知导线右侧磁场的方向垂直纸面向外,电流逐渐增大,则磁场逐渐增强,根据楞次定律,金属线框中产生顺时针方向的感应电流.根据左手定则,知金属框左边受到的安培力方向水平向右,右边受到的安培力水平向左,离导线越近,磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到的安培力,所以金属框所受安培力的合力水平向右.故C 正确,A 、B 、D 错误.故选:C .2.(单选)如图所示,a 、b 、c 三个线圈是同心圆,b 线圈上连接有直流电源E 和电键K ,则下列说法正确的是( )A .在K 闭合的一瞬间,线圈a 中有逆时针方向的瞬时电流,有收缩趋势B .在K 闭合的一瞬间,线圈c 中有顺时针方向的瞬时电流,有收缩趋势C .在K 闭合电路稳定后,再断开K 的一瞬间,线圈c 中有感应电流,线圈a 中没有感应电流D .在K 闭合的一瞬间,线圈b 中有感应电动势;在K 闭合电路稳定后,再断开K 的一瞬间,线圈b 中仍然有感应电动势答案及解析:.D 解:A 、K 闭合时线圈b 中顺时针的电流,根据右手定则可知内部有向里增大的磁场,则a 线圈产生阻碍原磁通量变化的电流;根据楞次定律可知,电流方向为逆时针,线圈受到向外的安培力,故有扩张的趋势;故A 错误;B 、根据楞次定律可知,c 中感应电流为逆时针且有收缩的趋势;故B 错误;C 、在K 闭合电路稳定后,再断开K 的一瞬间,两线圈中均有磁通量的变化,故线圈中均有感应电流;故C 错误D 、在K 闭合的一瞬间,线圈b 中有感应电动势;在K 闭合电路稳定后,再断开K 的一瞬间,线圈b 中仍然有感应电动势;故D 正确;故选:D .3.(多选)如图所示,一电子以初速度v 沿与金属板平行方向飞入MN 极板间,突然发现电子向M 板偏转,若不考虑磁场对电子运动方向的影响,则产生这一现象的原因可能是( )A .开关S 闭合瞬间B .开关S 由闭合后断开瞬间C .开关S 是闭合的,变阻器滑片P 向右迅速滑动D .开关S 是闭合的,变阻器滑片P 向左迅速滑动答案及解析:AD 解:电子向M 板偏转,说明电子受到向左的电场力,两金属板间的电场由M 指向N ,M 板电势高,N 板电势低,这说明:与两金属板相连的线圈产生的感应电动势:左端电势高,与N 板相连的右端电势低;A 、开关S 闭合瞬间,由安培定则可知,穿过线圈的磁通量向右增加,由楞次定律知在右侧线圈中感应电流的磁场方向向左,产生左正右负的电动势,电子向M板偏振,A正确;B、开关S由闭合后断开瞬瞬间,穿过线圈的磁通量减少,由楞次定律知在右侧线圈中产生左负右正的电动势,电子向N板偏振,B错误;C、开关S是闭合的,变阻器滑片P向右迅速滑动,变阻器接入电路的电阻增大,电流减小,穿过线圈的磁通量减小,由楞次定律知在上线圈中产生左负右正的电动势,电子向N偏振,C错误;D、开关S是闭合的,变阻器滑片P向左迅速滑动,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电流增大,穿过线圈的磁通量增大,由楞次定律知在上线圈中感应出左正右负的电动势,电子向M偏振,D 正确.故选:AD.4.(单选)如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕O点摆动.金属线框从右侧某一位置静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面.则线框中感应电流的方向是()A.a→b→c→d→aB.d→c→b→a→dC.先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→aD.先是a→b→c→d→a,后是d→c→b→a→d答案及解析:B解:由静止释放到最低点过程中,磁通量减小,且磁场方向向上,由楞次定律,感应电流产生磁场也向上,再由右手螺旋定则可知,感应电流的方向:d→c→b→a→d;同理,当继续向右摆动过程中,向上的磁通量增大,根据楞次定律可知,电流方向是d→c→b→a→d;故选:B.5.(单选)如图甲所示,电路的左侧是一个电容为C的电容器,电路的右侧是一个环形导体,环形导体所围的面积为S.在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示.则在0~t0时间内电容器()A.上极板带正电,所带电荷量为012)( t BB CS-B.上极板带正电,所带电荷量为012)(t BBC-C.上极板带负电,所带电荷量为012)( t BB CS-D.上极板带负电,所带电荷量为012)(t BBC-答案及解析:.A解:根据法拉第电磁感应定律,电动势E=,电容器两端的电压等于电源的电动势,所以电容器所带的带电量.根据楞次定律,在环形导体中产生的感应电动势的方向为逆时针方向,所以电容器的上极板带正电.故A正确,B、C、D错误.故选A.6.(单选)如图,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 =﹣21Bl 2ω,金属框中无电流D .U bc =21Bl 2ω,金属框中电流方向沿a ﹣c ﹣b ﹣a 答案及解析:.C 解:AB 、导体棒bc 、ac 做切割磁感线运动,产生感应电动势,根据右手定则,感应电动势的方向从b 到c ,或者说是从a 到c ,故U a =U b <U c ,磁通量一直为零,不变,故金属框中无电流,故A 错误,B 错误; CD 、感应电动势大小=Bl ()=Bl 2ω,由于U b <U c ,所以U bc =﹣Bl 2ω,磁通量一直为零,不变,金属框中无电流,故C 正确,D 错误;故选:C .7.(多选)如图所示,一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下,进入匀强磁场中,然后再从磁场中穿出.已知匀强磁场区域的宽度L 大于线框的高度h ,那么下列说法中正确的是( )A .线框只在进入和穿出磁场的过程中,才有感应电流产生B .线框从进入到穿出磁场的整个过程中,都有感应电流产生C .线框在进入和穿出磁场的过程中,都是机械能变成电能D .整个线框都在磁场中运动时,机械能转变成内能答案及解析:AC 解:A 、B 、线框在进入和穿出磁场的过程中,穿过线框的磁通量发生变化,有感应电流产生,而整个线框都在磁场中运动时,线框的磁通量不变,没有感应电流产生.故A 正确,B 错误.C 、线框在进入和穿出磁场的过程中,产生感应电流,线框的机械能减小转化为电能.故C 正确.D 、整个线框都在磁场中运动时,没有感应电流产生,线框的重力势能转化为动能,机械能守恒.故D 错误.故选:AC .8.(多选)如图所示,相距为d 的两条水平虚线L 1、L 2之间是方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B ,正方形线圈abcd 边长为L (L <d ),质量为m 、电阻为R ,将线圈在磁场上方h 高处静止释放,cd 边刚进入磁场时速度为v 0,cd 边刚离开磁场时速度也为v 0,则线圈穿过磁场的过程中(从cd 边刚进入磁场一直到ab 边离开磁场为止):( )A .感应电流所做的功为2mgdB .线圈的最小速度可能为22L B mgR C .线圈的最小速度一定是)(2d L h g -+D .线圈穿出磁场的过程中,感应电流为逆时针方向答案及解析:.ABC解:A、据能量守恒,研究从cd边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的过程:动能变化量为0,重力势能转化为线框进入磁场的过程中产生的热量,Q=mgd.cd边刚进入磁场时速度为v0,cd边刚离开磁场时速度也为v0,所以从cd边刚穿出磁场到ab边离开磁场的过程,线框产生的热量与从cd边刚进入磁场到ab边刚进入磁场的过程产生的热量相等,所以线圈从cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程,产生的热量Q′=2mgd,感应电流做的功为2mgd,故A正确.B、线框可能进入磁场先做减速运动,在完全进入磁场前已做匀速运动,刚完全进入磁场时的速度最小,有:mg=,解得可能的最小速度v=,故B正确.C、因为进磁场时要减速,线圈全部进入磁场后做匀加速运动,则知线圈刚全部进入磁场的瞬间速度最小,线圈从开始下落到线圈刚完全进入磁场的过程,根据能量守恒定律得:mg(h+L)=Q+,解得最小速度v=,故C正确.D、线圈穿出磁场的过程,由楞次定律知,感应电流的方向为顺时针,故D错误.故选:ABC.9.(单选)在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一个矩形的金属导体框,规定磁场方向向上为正,导体框中电流的正方向如图所示,当磁场的磁感应强度B随时间t如图变化时,下图中正确表示导体框中感应电流变化的是()A.B.C.D.答案及解析:.C解:根据法拉第电磁感应定律有:E=n=n s,因此在面积、匝数不变的情况下,感应电动势与磁场的变化率成正比,即与B﹣t图象中的斜率成正比,由图象可知:0﹣2s,斜率不变,故形成的感应电流不变,根据楞次定律可知感应电流方向顺时针(俯视)即为正值,而在2﹣4s斜率不变,电流方向为逆时针,整个过程中的斜率大小不变,所以感应电流大小不变;根据楞次定律,向上的磁场先减小,再向下磁场在增大,则感应电流方向为逆时针,即为负方向,故ABD错误,C正确.故选:C.10.(多选)如图甲所示,正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示.t=0时刻,磁感应强度B的方向垂直纸面向里,设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向水平向左为正.则下面关于感应电流i和cd所受安培力F随时间t变化的图象正确的是()A.B.C.D.答案及解析:.AC解:A、0~2s内,磁场的方向垂直纸面向里,且逐渐减小,根据楞次定律,感应电流的方向为顺时针方向,为正值.根据法拉第电磁感应定律,E==B0S为定值,则感应电流为定值,.在2~3s内,磁感应强度方向垂直纸面向外,且逐渐增大,根据楞次定律,感应电流方向为顺时针方向,为正值,大小与0~2s 内相同.在3~4s内,磁感应强度垂直纸面向外,且逐渐减小,根据楞次定律,感应电流方向为逆时针方向,为负值,大小与0~2s内相同.在4~6s内,磁感应强度方向垂直纸面向里,且逐渐增大,根据楞次定律,感应电流方向为逆时针方向,为负值,大小与0~2s内相同.故A正确,B错误.C、在0~2s内,磁场的方向垂直纸面向里,且逐渐减小,电流恒定不变,根据F A=BIL,则安培力逐渐减小,cd边所受安培力方向向右,为负值.0时刻安培力大小为F=2B0I0L.在2s~3s内,磁感应强度方向垂直纸面向外,且逐渐增大,根据F A=BIL,则安培力逐渐增大,cd 边所受安培力方向向左,为正值,3s末安培力大小为B0I0L.在2~3s内,磁感应强度方向垂直纸面向外,且逐渐增大,则安培力大小逐渐增大,cd边所受安培力方向向右,为负值,第4s初的安培力大小为B0I0L.在4~6s内,磁感应强度方向垂直纸面向里,且逐渐增大,则安培力大小逐渐增大,cd边所受安培力方向向左,6s末的安培力大小2B0I0L.故C正确,D错误.故选AC.11.(单选)圆形导线框固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向外,磁感应强度B随时间变化规律如图示,若规定逆时针方向为感应电流i的正方向,下列图中正确的是()A.B.C.D.答案及解析:C解:由B﹣t图象可知,0﹣1s内,线圈中磁通量增大,由楞次定律可知,电路中电流方向为逆时针,即电流为正方向,故BD错误;由楞次定律可知,1﹣2s内电路中的电流为顺时针,为正方向,2﹣3s内,电路中的电流为顺时针,为正方向,3﹣4s内,电路中的电流为逆时针,为正方向,A错误,C正确;故选:C.12.(单选)一正三角形导线框ABC(高度为a)从图示位置沿x轴正向匀速穿过两匀强磁场区域.两磁场区域磁感应强度大小均为B、方向相反、垂直于平面、宽度均为a.图乙反映感应电流I与线框移动距离x的关系,以逆时针方向为电流的正方向.图象正确的是()A.B.C.D.答案及解析:.C解:A、x在a~2a范围,线框穿过两磁场分界线时,BC、AC边在右侧磁场中切割磁感线,有效切割长度逐渐增大,产生的感应电动势E1增大,AC边在左侧磁场中切割磁感线,产生的感应电动势E2增大,两个电动势串联,总电动势E=E1+E2增大.故A错误;B、x在0~a范围,线框穿过左侧磁场时,根据楞次定律,感应电流方向为逆时针,为正值.故B错误;CD、在2a~3a,线框穿过左侧磁场时,根据楞次定律,感应电流方向为逆时针,为正值.故C正确,D错误.故选:C.13.(多选)如图,A、B为两个完全相同的灯泡,L为自感线圈(自感系数较大;直流电阻不计),E为电源,S为开关.下列说法正确的是()A.闭合开关稳定后,A、B一样亮B.闭合开关的瞬间,A、B同时亮,但A很快又熄灭C.闭合开关稳定后,断开开关,A闪亮后又熄灭D.闭合开关稳定后,断开开关,A、B立即同时熄灭答案及解析:.BC解:A、B刚闭合S的瞬间,电源的电压同时加到两灯上,由于L的自感作用,L瞬间相当于断路,所以电流通过两灯,两灯同时亮.随着电流的逐渐稳定,L将A灯短路,所以A灯很快熄灭,B灯变得更亮,故A错误,B正确.C、D闭合S待电路达到稳定后,再将S断开,B灯立即熄灭,而L与A灯组成闭合回路,线圈产生自感电动势,相当于电源,A灯闪亮一下而后熄灭,故C正确,D错误.故选:BC14.(单选)如图所示,E为电池,L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈,D1、D2是两个规格相同的灯泡,S 是控制电路的开关、对于这个电路,下列说法中不正确的是()A.刚闭合S的瞬间,通过D1、D2的电流大小相等B.刚闭合S的瞬间,通过D1、D2的电流大小不等C.闭合S待电路达到稳定后,D1熄灭,D2比S刚闭合时亮D.闭合S待电路达到稳定后,再将S断开的瞬间,D1不立即熄灭,D2立即熄灭答案及解析:.B解:A、S闭合瞬间,由于自感线圈相当于断路,所以两灯是串联,电流相等,故A正确,B错误;C、闭合开关S待电路达到稳定时,D1被短路,D2比开关S刚闭合时更亮,C正确;D、S闭合稳定后再断开开关,D2立即熄灭,但由于线圈的自感作用,L相当于电源,与D1组成回路,D1要过一会在熄灭,故D正确;本题选择错误的,故选:B.15.(单选)如图所示的电路中,A1、A2是完全相同的灯泡,线圈L的自感系数较大,它的电阻与定值电阻R相等.下列说法正确的是()A.闭合开关S,A1先亮、A2后亮,最后它们一样亮B.闭合开关S,A1、A2始终一样亮C.断开开关S,A1、A2都要过一会才熄灭D.断开开关S,A2立刻熄灭、A1过一会才熄灭答案及解析:C解:A、闭合开关S,电阻R不产生感应电动势,A2立即发光.线圈中电流增大,产生自感电动势,根据楞次定律得知,自感电动势阻碍电流的增大,电流只能逐渐增大,A1逐渐亮起来,所以闭合开关S,A2先亮、A1后亮,最后它们一样亮.故AB错误.C、D断开开关S时,A2灯原来的电流突然消失,线圈中电流减小,产生感应电动势,相当于电源,感应电流流过A1、A2和R组成的回路,所以A1、A2都要过一会才熄灭.故C正确,D错误.16.(多选)如图所示,相同电灯A和B的电阻为R,定值电阻的阻值也为R,L是自感线圈.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.A灯将比原来更亮一些后再熄灭B.B灯立即熄灭C.没有电流通过B灯D.有电流通过A灯,方向为b→a答案及解析:.BCD解:A、由于自感形成的电流是在L原来电流的基础上逐渐减小的,并没有超过A灯原来电流,故A灯虽推迟一会熄灭,但不会比原来更亮,故A错误.B、S1闭合、S2断开且电路稳定时两灯亮度相同,说明L的直流电阻亦为R.闭合S2后,L与A灯并联,R与B灯并联,它们的电流均相等.当断开后,L将阻碍自身电流的减小,即该电流还会维持一段时间,在这段时间里,因S2闭合,电流不可能经过B灯和R,只能通过A灯形成b→A→a→L→c→b的电流,所以BCD正确;故选:BCD.17.(多选)如图中甲、乙两图,电阻R和自感线圈L的阻值都较小,接通开关S,电路稳定,灯泡L发光,则()A.在电路甲中,断开S,L逐渐变暗B.在电路甲中,断开S,L突然亮一下,然后逐渐变暗C.在电路乙中,断开S,L逐渐变暗D.在电路乙中,断开S,L突然亮一下,然后逐渐变暗答案及解析:AD解:A、在电路甲中,断开S,由于线圈阻碍电流变小,导致L将逐渐变暗.故A正确;B、在电路甲中,由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,所以通过灯泡的电流比电阻的电流小,当断开S,L将不会变得更亮,但会渐渐变暗.故B错误;C、在电路乙中,由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,所以通过灯泡的电流比线圈的电流小,断开S时,由于线圈阻碍电流变小,导致L将变得更亮,然后逐渐变暗.故C错误;D、在电路乙中,由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,所以通过灯泡的电流比线圈的电流小,断开S时,由于线圈阻碍电流变小,导致L将变得更亮,然后逐渐变暗.故D正确;故选:AD.18.(单选)如图所示装置中,cd杆光滑且原来静止.当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动()A.向右匀速运动B.向右加速运动C.向左加速运动D.向左匀速运动答案及解析:.B解:A、ab杆向右匀速运动,在ab杆中产生恒定的电流,该电流在线圈L1中产生恒定的磁场,在L2中不产生感应电流,所以cd杆不动.故A错误.B、ab杆向右加速运动,根据右手定则,知在ab杆上产生增大的a到b的电流,根据安培定则,在L1中产生向上增强的磁场,该磁场向下通过L2,根据楞次定律,在cd杆上产生c到d的电流,根据左手定则,受到向右的安培力,向右运动.故B正确.C、ab杆向左加速运动,根据右手定则,知在ab杆上产生增大的b到a的电流,根据安培定则,在L1中产生向下增强的磁场,该磁场向上通过L2,根据楞次定律,在cd杆上产生d到c的电流,根据左手定则,受到向左的安培力,向左运动.故C错误.D、ab杆向左匀速运动,根据右手定则,知在ab杆上产生不变的b到a的电流,根据安培定则,在L1中产生向下不变的磁场,该磁场向上通过L2,因此没有感应电流,则没有安培力,所以不会移动.故D错误.故选:B.20.截面积为0.2m 2的100匝圆形线圈A 处在匀强磁场中,磁场方向垂直线圈平面向里,如图所示,磁感应强度正按t B ∆∆=0.02T/s 的规律均匀减小,开始时S 未闭合.R 1=4Ω,R 2=6Ω,C=30µF ,线圈内阻不计.求:(1)S 闭合后,通过R 2的电流大小;(2)S 闭合后一段时间又断开,则S 切断后通过R 2的电量是多少?解:(1)磁感应强度变化率的大小为=0.02 T/s ,B 逐渐减弱, 所以E=n S=100×0.02×0.2 V=0.4 V I== A=0.04 A , (2)R 2两端的电压为U 2=E=×0.4 V=0.24 V所以Q=CU 2=30×10﹣6×0.24 Q=7.2×10﹣6 C .21.如图,两足够长的平行粗糙金属导轨MN ,PQ 相距d=0.5m .导轨平面与水平面夹角为α=30°,处于方向垂直导轨平面向上、磁感应强度B=0.5T 的匀强磁场中,长也为d 的金属棒ab 垂直于导轨MN 、PQ 放置,且始终与导轨接触良好,导体棒质量m=0.lkg ,电阻R=0.lΩ,与导轨之间的动摩擦因数μ=63,导轨上端连接电路如图,已知电阻R 1与灯泡电阻R L 的阻值均为0.2R ,导轨电阻不计,取重力加速度大小g=10m/s 2,(1)求棒由静止刚释放瞬间下滑的加速度大小a ;(2)假若导体棒有静止释放向下加速度运动一段距离后,灯L 的发光亮度稳定,求此时灯L 的实际功率P 及棒的速率v .解:(1)金属棒刚刚开始时,棒受到重力、支持力和摩擦力的作用,垂直于斜面的方向:N=mgcosα沿斜面的方向:mgsinα﹣μN=ma 代入数据解得:a=0.25g=2.5m/s 2(2)当金属棒匀速下滑时速度最大,达到最大时有mgsinα﹣μN=F 安又 F 安=Bid I= R 总=Ω联立以上方程得金属棒下滑的最大速度为:v m ==m/s=0.8m/s电动势:E=Bdv m =0.5×0.5×0.8=0.2V 电流: A灯泡两端的电压:U L =E ﹣IR=0.2﹣1×0.1=0.1V 灯泡的功率:W22.如图所示,表面绝缘且光滑的斜面MM′N′N固定在水平地面上,斜面所在空间有一边界与斜面底边NN′平行、宽度为d的匀强磁场,磁场方向垂直斜面.一个质量m=0.15kg、总电阻R=0.25Ω的正方形单匝金属框,放在斜面的顶端(金属框上边与MM′重合).现从t=0时开始释放金属框,金属框将沿斜面下滑.图2给出了金属框在下滑过程中速度v的二次方与对应的位移x的关系图象.取重力加速度g=l0m/s2.求:(1)斜面的倾角θ;(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;(3)金属框在穿过磁场的过程中电阻上生热的功率.解:(1)s=0到s=0.4 m由公式v2=2as,该段图线斜率:,所以有:a==5m/s2,根据牛顿第二定律mgsinθ=ma,得:sinθ=,所以:θ=30°(2)线框通过磁场时,v2=4,v=2 m/s,此时安培力等于重力沿斜面向下的分量:F安=mg sinθ,即:,所以解得: =T(3)由图象可知线框匀速穿过磁场,该过程中线框减少的重力势能转化为焦耳热,所以金属框在穿过磁场的过程中电阻上生热的功率等于重力做功的功率,即:P R=P G=mgsinθ•v=0.15×10×0.5×2W=1.5W23.如图所示,倾角θ为30°的光滑斜面上,有一垂直于斜面向下的有界匀强磁场区域PQNM,磁场区域宽度L=0.1m.将一匝数n=10匝、质量m=0.02kg、边长L=0.1m、总电阻R=0.4Ω的正方形闭合线圈abcd由静止释放,释放时ab边水平,且到磁场上边界PQ的距离也为L,当ab边刚进入磁场时,线圈恰好匀速运动.(g=10m/s2).求:(1)ab边刚进入磁场时,线圈所受安培力的大小及方向;(2)ab边刚进入磁场时,线圈的速度及磁场磁感应强度B的大小;(3)线圈穿过磁场过程产生的热量.解:(1)ab边刚进入磁场时线框做匀速运动,对线圈受力分析,如图所示,可知:线圈所受安培力的大小 F安=mgsinθ=0.1N方向沿斜面向上.(2)线框进入磁场前沿斜面向下做匀加速直线运动,设ab边刚进磁场时的速度为v,则由机械能守恒定律得:v2=mgL•sin30°得:v=1m/s线框切割磁感线产生的感应电动势 E=nBLv 线框中的感应电流 I=底边所受的安培力 F安=nBIL由以上各式解得:B=0.2T(3)分析可知线圈穿过磁场的过程中一直匀速运动,由能量守恒可得:Q=2mgL•sin30°=0.01J24.如图所示装置由水平轨道、倾角θ=37°的倾斜轨道连接而成,轨道所在空间存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场.质量m、长度L、电阻R的导体棒ab置于倾斜轨道上,刚好不下滑;质量、长度、电阻与棒ab 相同的光滑导体棒cd置于水平轨道上,用恒力F拉棒cd,使之在水平轨道上向右运动.棒ab、cd与导轨垂直,且两端与导轨保持良好接触,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37°=0.6,cos37°=0.8.(1)求棒ab与导轨间的动摩擦因数μ;(2)求当棒ab刚要向上滑动时cd速度v的大小;(3)若从cd刚开始运动到ab刚要上滑过程中,cd在水平轨道上移动的距离x,求此过程中ab上产生热量Q.解:(1)当ab刚好不下滑,静摩擦力沿导轨向上达到最大,由平衡条件得:mgsin37°=μmgcos37°则μ=tan37°=0.75(2)设ab刚好要上滑时,cd棒的感应电动势为E由法拉第电磁感应定律有 E=BLv设电路中的感应电流为I,由闭合电路欧姆定律有 I=设ab所受安培力为F安,有 F安=BIL此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下,由平衡条件有F安cos37°=mgsin37°+μ(mg cos37°+F安sin37°)代入数据解得:F安==mg又F安=代入数据解得 v=(3)设ab棒的运动过程中电路中产生的总热量为Q总,由能量守恒有 F•x﹣2Q=mv2解得Q=F•x﹣mv2=F•x﹣。
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。
高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题及答案解析
【答案】(1) v1
2gr (2) x 2
rh (3) Q 1 mgr
2
2
【解析】
【分析】
【详解】
(1)a 棒沿圆弧轨道运动到最低点 M 时,由机械能守恒定律得:
mgr
1 2
mv02
解得 a 棒沿圆弧轨道最低点 M 时的速度 v0 2gr
从 a 棒进入水平轨道开始到两棒达到相同速度的过程中,两棒在水平方向受到的安培力总 是大小相等,方向相反,所以两棒的总动量守恒.由动量守恒定律得:
有:
Mgh
mghsin
Q总
1(M 2
m)vm2
Q 总=96J
电阻 R 产生的焦耳热: QR R Q总 R r
QR=57.6J 【点睛】本题有两个关键:一是推导安培力与速度的关系;二是推导感应电荷量 q 的表达 式,对于它们的结果要理解记牢,有助于分析和处理电磁感应的问题.
7.如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距 lm,导轨平 面与水平面成 θ=37°角,下端连接阻值为 R 的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量 为 0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动 摩擦因数为 0.25.求:
线框匀速运动,其受到的安培力为阻力大小即为 F1 ,由能量守恒:
Q W 安 F1L 0.02 0.1J 2.0 103 J
(2) 金属框拉出的过程中产生的热量:
Q I 2Rt
线框的电阻:
Q 2.0103
R
I 2t
0.22
Ω 0.05
1.0Ω
2.如图所示,竖直平面内两竖直放置的金属导轨间距为 L1,导轨上端接有一电动势为 E、 内阻不计的电源,电源旁接有一特殊开关 S,当金属棒切割磁感线时会自动断开,不切割 时自动闭合;轨道内存在三个高度均为 L2 的矩形匀强磁场区域,磁感应强度大小均为 B, 方向如图。一质量为 m 的金属棒从 ab 位置由静止开始下落,到达 cd 位置前已经开始做匀 速运动,棒通过 cdfe 区域的过程中始终做匀速运动。已知定值电阻和金属棒的阻值均为 R,其余电阻不计,整个过程中金属棒与导轨接触良好,重力加速度为 g,求:
(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。
高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题附答案解析
(2)在0~4s时间内通过电阻R的电荷量q;
(3)在0~5s时间内金属棒ab产生的焦耳热Q。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)棒进入磁场之前对ab受力分析由牛顿第二定律得
由匀变速直线位移与时间关系
则由匀变速直线运动速度与时间 Nhomakorabea系得金属棒受到的安培力
(2)由上知,棒进人磁场时 ,则金属棒作匀速运动,匀速运动时间
F安=BLI
根据闭合电路欧姆定律有:
I=
联立解得解得F安=4 N
所以克服安培力做功:
而Q=W安,故该过程中产生的焦耳热Q=3.2 J
(3)设线框出磁场区域的速度大小为v1,则根据运动学关系有:
而根据牛顿运动定律可知:
联立整理得:
(M+m)( -v2)=(M-m)g·2L
线框穿过磁场区域过程中,力F和安培力都是变力,根据动能定理有:
【答案】(1)1.2 V(2)3.2 J(3)0.9 J
【解析】
【详解】
(1)线框eb边以v=4.0 m/s的速度进入磁场并匀速运动,产生的感应电动势为:
因为e、b两点间作为等效电源,则e、b两点间的电势差为外电压:
Ueb= E=1.2 V.
(2)线框进入磁场后立即做匀速运动,并匀速穿过磁场区,线框受安培力:
对棒2: 安
解得:
(2)对棒1和2的系统,动量守恒,则最后稳定时:
解得:
(3)对棒2,由动量定理: ,其中
解得:
(4)由 、 、
联立解得:
又
解得:
则稳定后两棒的距离:
8.如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L=1m,导轨平面与水平面成 =30角,上端连接 的电阻.质量为m=0.2kg、阻值 的金属棒ab放在两导轨上,与导轨垂直并接触良好,距离导轨最上端d=4m,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向上.
高考物理:带你攻克电磁感应中的典型例题(附解析)
高考物理:带你攻克电磁感应中的典型例题(附解析)例1、如图所示,有一个弹性的轻质金属圆环,放在光滑的水平桌面上,环中央插着一根条形磁铁.突然将条形磁铁迅速向上拔出,则此时金属圆环将()A. 圆环高度不变,但圆环缩小B. 圆环高度不变,但圆环扩张C. 圆环向上跳起,同时圆环缩小D. 圆环向上跳起,同时圆环扩张解析:在金属环中磁通量有变化,所以金属环中有感应电流产生,按照楞次定律解决问题的步骤一步一步进行分析,分析出感应电流的情况后再根据受力情况考虑其运动与形变的问题.也可以根据感应电流的磁场总阻碍线圈和磁体间的相对运动来解答。
当磁铁远离线圈时,线圈和磁体间的作用力为引力,由于金属圆环很轻,受的重力较小,因此所受合力方向向上,产生向上的加速度.同时由于线圈所在处磁场减弱,穿过线圈的磁通量减少,感应电流的磁场阻碍磁通量减少,故线圈有扩张的趋势。
所以D选项正确。
一、电磁感应中的力学问题导体切割磁感线产生感应电动势的过程中,导体的运动与导体的受力情况紧密相连,所以,电磁感应现象往往跟力学问题联系在一起。
解决这类电磁感应中的力学问题,一方面要考虑电磁学中的有关规律,如安培力的计算公式、左右手定则、法拉第电磁感应定律、楞次定律等;另一方面还要考虑力学中的有关规律,如牛顿运动定律、动量定理、动能定理、动量守恒定律等。
例2、如图1所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻。
一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。
整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下,导轨和金属杆的电阻可忽略。
让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。
(1)由b向a方向看到的装置如图2所示,请在此图中画出ab 杆下滑过程中某时刻的受力示意图;(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab 杆中的电流及其加速度的大小;(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值。
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
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。
10年高考真题-电磁感应
专题十一电磁感应10年高考真题考点一电磁感应现象1.(2019课标Ⅲ,14,6分)楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现?( )A.电阻定律B.库仑定律C.欧姆定律D.能量守恒定律答案 C 楞次定律的本质是感应磁场中能量的转化,是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现,故选项D正确。
2.(2014课标Ⅰ,14,6分)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,观察电流表的变化答案 D 将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,因线圈中的磁通量没有变化,故不能观察到感应电流,选项A不符合题意;在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈时,如果通电线圈通以恒定电流,产生不变的磁场,则在另一线圈中不会产生感应电流,选项B不符合题意;在线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表时,磁通量已不再变化,因此也不能观察到感应电流,选项C不符合题意;绕在同一铁环上的两个线圈,在给一个线圈通电或断电的瞬间,线圈产生的磁场变化,使穿过另一线圈的磁通量变化,因此,能观察到感应电流,选项D符合题意。
考点二法拉第电磁感应定律1.(2015课标Ⅱ,15,6分,0.337)如图,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-aBl2ω,金属框中无电流C.U bc=-12Bl2ω,金属框中电流方向沿a-c-b-aD.U ac=12答案 C 闭合金属框在匀强磁场中以角速度ω逆时针转动时,穿过金属框的磁通量始终为零,金属框中无电流。
高考物理专题电磁学知识点之电磁感应经典测试题附答案解析
高考物理专题电磁学知识点之电磁感应经典测试题附答案解析一、选择题1.在图中,EF 、GH 为平行的金属导轨,其电阻不计,R 为电阻,C 为电容器,AB 为可在EF 和GH 上滑动的导体横杆.有匀强磁场垂直于导轨平面.若用I 1和I 2分别表示图中该处导线中的电流,则当横杆AB( )A .匀速滑动时,I 1=0,I 2=0B .匀速滑动时,I 1≠0,I 2≠0C .加速滑动时,I 1=0,I 2=0D .加速滑动时,I 1≠0,I 2≠02.两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,tφ∆=dmg nq C .磁感应强度B 竖直向上且正减弱,tφ∆=()dmg R r nqR + D .磁感应强度B 竖直向下且正减弱,tφ∆=()dmgr R r nqR + 3.如图所示,用粗细均匀的铜导线制成半径为r 、电阻为4R 的圆环,PQ 为圆环的直径,在PQ 的左右两侧均存在垂直圆环所在平面的匀强磁场,磁感应强度大小均为B ,但方向相反,一根长为2r 、电阻为R 的金属棒MN 绕着圆心O 以角速度ω顺时针匀速转动,金属棒与圆环紧密接触。
下列说法正确的是( )A .金属棒MN 两端的电压大小为2B r ωB .金属棒MN 中的电流大小为22B r Rω C .图示位置金属棒中电流方向为从N 到MD .金属棒MN 转动一周的过程中,其电流方向不变4.如图所示,A 、B 两闭合圆形线圈用同样导线且均绕成100匝。
半径A B 2R R =,内有以B 线圈作为理想边界的匀强磁场。
若磁场均匀减小,则A 、B 环中感应电动势A B :E E 与产生的感应电流A B :I I 分别是( )A .AB :2:1E E =;A B :1:2I I =B .A B :2:1E E =;A B :1:1I I =C .A B :1:1E E =;A B :2:1I I =D .A B :1:1E E =;A B :1:2I I =5.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 .6.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。
高考电磁感应的六类典型问题.
高考电磁感应的六类典型问题堡镇中学 陆顺雄电磁感应是历年高考的一个重要考点,考题涉及力和运动、能量、电路和安培力等多方面的知识,综合性很强。
因此,总结这部分的解题方法和思路是很重要的。
类型一:有关电磁感应的电荷量问题例1、如图甲所示,一个电阻为R 面积为S 的矩形导线框abcd ,水平放置在匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B ,方向与ad 边垂直并与线框平面成45o 角,O 、O ′分别是ab 和cd 边的中点。
现将线框右半边绕OO ′逆时针旋转90o 到图乙所示位置。
在这一过程中,导线中通过的电荷量是( A )(A)(B) (C) (D) 0 解:对线框的右半边(obco ′)未旋转时整个回路的磁通量对线框的右半边(obco ′)旋转90o 后,穿进跟穿出的磁通量相等,如右图整个回路的磁通量根据公式 点评:在电磁感应现象中,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流,设在时间△t 内通过导线截面的电荷量为q ,则根据电流定义式 及法拉第电磁感应定律 ,得 。
式中n 为线圈的匝数,△φ为磁通量的变化,R 为闭合电路的总电阻。
类型二:有关电磁感应的感应电动势及电流方向问题例2、如图所示,一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路。
虚线MN 右侧有磁感应强度为B 的匀强磁场。
方向垂直于回路所在的平面。
回路以速度v 向右匀速进入磁场,直径CD 始终与MN 垂直。
从D 点到达边界开始到C 点进入磁场为止,下列结论正确的是( ACD )A.感应电流方向不变B.CD 段直线始终不受安培力C.感应电动势最大值E m =Ba vD.感应电动势平均值 解:在闭合电路进入磁场的过程中,通过闭合电路的磁通量逐渐增大,根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变,A 正确;BS 22-12==ΦΦ∆ΦBS BS o 12245sin ==ΦBS R Bav E π41=02=ΦRBS R q 22==∆ΦtqI ∆=R n t t R n t R E t I q φφ∆=∆⋅∆∆=⋅=∆⋅=t n E ∆∆=φ根据左手定则可以判断,CD 受安培力向下,B 不正确;当闭合回路进入磁场一半时,即这时等效长度最大为a ,这时感应电动势最大Em=Bav,C 正确;当闭合回路进入磁场一半时,即这时等效长度最大为a ,这时感应电动势最大Em=Bav, C 正确;感应电动势平均值 D 正确。
【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
电磁感应-经典高考题
电磁感应经典高考题〔全国卷1〕17.某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下,大小为4.5x 10-5T 。
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 。
以下说法正确的选项是A. 河北岸的电势较高B .河南岸的电势较高C .电压表记录的电压为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 E 二BLv 二4.5x 10-5x 100x 2二9x 10-3V ,B 对A 错。
【命题意图与考点定位】导体棒切割磁场的实际应用题。
〔全国卷2〕18•如图,空间某区域中有一匀强磁场,磁感应强度方向水平,且垂直于纸面向里,磁场上边界b 和下边界d 水平。
在竖直面内有一矩形金属统一加线圈,线圈上下边的距离很短,下边水平。
线圈从水平面a 开始下落。
已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a 、b 之间的距离。
假设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F 、F 和F ,则bedA.F >F >Fdcb C.F >F >Fcbd 【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F ,由于线b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 o【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。
B.F <F <F cdbD.F <F <F cbd〔新课标卷〕21.如下图,两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置,相对的端面之间有一缝隙,铁芯上绕导线并与电源连接,在缝隙中形成一匀强磁场一铜质细直棒ab 水平置于缝隙中,且与圆柱轴线等高、垂直•让铜棒从静止开始自由下落,铜棒下落距离为0.2R 时铜棒中电动势大小为L 下落距离为0.8R 时电动势大小为E 2,忽略涡流损耗和边缘效应.关于「E 2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性,以下判断正确的选项是 B 、E i >E 2,b 端为正答案:D 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。
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电磁感应经典高考题(全国卷1)17.某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下,大小为4.5 10 5T。
一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸,河宽100m该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过。
设落潮时,海水自西向东流,流速为2m/s。
下列说法正确的是A.河北岸的电势较高 B .河南岸的电势较高C.电压表记录的电压为9mV D .电压表记录的电压为5mV【答案】BD【解析】海水在落潮时自西向东流,该过程可以理解为:自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场。
根据右手定则,右岸即北岸是正极电势高,南岸电势低,D对C错。
根据法拉第电磁感应定律E BLv 4.5 10 5100 2 9 10 3V, B 对A错。
【命题意图与考点定位】导体棒切割磁场的实际应用题。
(全国卷2)18.如图,空间某区域中有一匀强磁场,磁感应强度方向水平,且垂直于纸面向里,磁场上边界b和下边界d水平。
在竖直面内有一矩形金属统一加线圈,线圈上下边的距离很短,下边水平。
线圈从水平面a开始下落。
已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。
若线圈下边刚通过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F b、F c 和F d,则A. F d>F c>F bB.C. F c > F b > F dD.F c < F d <F bF 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F b,由于线.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时电动势大小为E2,忽略涡流损耗和边缘效应•关于E i、E2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性,下列答案:D(北京卷)19.在如图所示的电路中,两个相同的下灯泡L i和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈一个滑动变阻器R。
闭合开关S后,调整R,使L i和L2发光的亮度一样,此时流过两个灯泡的电流为I。
然后,断开S。
若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 i的电流1 1、流过L电流1 2随时间t的变化的图像是R串联的L2,没有自感直接变亮,电流变化图像和A中图线,CD错误。
与带铁芯的电感线圈串联的L i,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E i,下落距离为C、E1< E2,a端为正、E1< E2,b端为正解析:根据E BLv, E i B 2、096R g 0.2R, E2 B 2、036R、、g 0.8R,可见巳v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。
【解析】本体考查通电自感,与互动变阻器、E1> E2,b端为正答案:B磁感应强度在1s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1(A)(B)1 (C)2 (D)42难度:易本题考查电磁感应定律的应用VB2B-B BS【解E1=S -S =——t t tS BSE22B-,大小相等,选Bot t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U AB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 o(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 s时间内,(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的阻值大解得I m 時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 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(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 I m 解析:(1) 电流稳定后,道题棒做匀速运动 BIL mg①解得B mgIL(2) 感应电动势 电影电流I -R由②③④式解得v② E=BLv ③I 2Rmg(3 )由题意知,导体棒刚进入磁场时的速度最大,设为v m1 2机械能守恒 mv m mgh2感应电动势的最大值 E m BLv m 感应电流的最大值E mPQ 沿导轨从MN 处匀速答案: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I的正方形闭合回路abed,回路在纸面内以恒定速度0向右运动,当运动到关于00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 I 0C. 回路中感应电流的方向为顺时针方向D. 回路中ab边与ed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abed的be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fl 7解析:在O-t i,电流均匀增大,排除CD.t2在t|-t2,两边感应电流方向相同,大小相加,故电流大。
在t2 ~t3,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MNP(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x0 1m 处以v。
2m/s的初速度,沿x轴负方向做a 2m/s2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 ,s ,以及时回路内的电阻R ,然后代入1 -at 21 t 2,得 t “ 2(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q It 1 0.4C0.4C 。
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:某同学解法为:先算出金属棒的运动距离 V BLs 2V BLs RS 2cm q=R RR Rq SE 8.85*10p 0 240 pal 2 3 ml 21 m求解。
指出该同学解法的错误之处,12 2 2C 2/N m 2E M并用正确的方法解出结果。
解析:(1)a F ,F ma 0.2Nm因为运动中金属棒仅受安培力作用,所以F=BIL又I E BLV ,所以RR R BLv BLat0.4tI所以Q2 2 2I Rt I ?0.4t0.2J所以 R 0.4-.1(2) x 且S0,得t(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r dS由闭合电路欧姆定律,有E BdvSIr R d RS⑶由电功率公式,P I2R2BdvS f得P Rd RS(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■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r2 / d答案:A(四川卷)19.图甲所示电路中,A,、A2、A3为相同的电流表,C为电容器,电阻R2、R3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t, ~t2时间内耶乙A •电流表A,的示数比A2的小B •电流表A 2的示数比A的小C •电流表A,和A2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 i-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 l-t 2时间内副线圈中个电流为稳恒电流,所以A l和A2的示数相同,A的示数为0,正确答案G。