【十高考】高考物理试题分类解析 专题15 电磁感应
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。
高考物理专题复习电磁感应题型分类知识点+典型例题详解(最新整理)
（10 分）在如图甲所示的电路中，螺线管匝数 n = 1500 匝，横截面积 S = 20cm2。螺线管导线电阻 r
= 1.0Ω，R1 = 4.0Ω，R2 = 5.0Ω，C=30μF。在一段时间内， 穿过螺线管的磁场的磁感应强度 B 按如图乙所示的规 律变化。求：
（1）求螺线管中产生的感应电动势； （2）闭合 S，电路中的电流稳定后，求电阻 R1 的 B 电功率； （3）S 断开后，求流经 R2 的电量。
解：（1）在
0~0.3
s
时间内感应电动势
E1=
B1 t1
πr2=6.28×10-3V
（1 分）
在
0.3s~0.5
s
时间内感应电动势
E2=
B2 t2
πr2=9.42×10-3V
（1 分）
i/A
1.5
（2）在 0~0.3 s 时间内
I1
E1 2πrR0
=1.0
A
（1 分）
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 t/s
R1 C
S
图甲
B/T 1.0 0.8 R2 0.6 0.4 0.2
2 O 1.0 2.0 t/s
图乙
答案：
解：（1）根据法拉第电磁感应定律 E nΦ n S B
t
t
（3 分）
求出
E = 1.2（V）
（1 分）
（2）根据全电路欧姆定律 I E 0.12(A) （1 分） R1 R 2 r
根据 求出
P I 2 R1 P = 5.76×10-2（W）
（1 分） （1 分）
（3）S 断开后，流经 R2 的电量即为 S 闭合时 C 板上所带的电量 Q
高考物理电磁学知识点之电磁感应图文答案
高考物理电磁学知识点之电磁感应图文答案一、选择题1．下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1t 到2t 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1B 均匀增加到2B ，则该段时间线圈两端a 和b 之间的电势差a b ϕϕ-A ．恒为2121()nS B B t t -- B ．从0均匀变化到2121()nS B B t t --C ．恒为2121()nS B B t t ---D ．从0均匀变化到2121()nS B B t t --- 2．两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0.04N3．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4．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．5．如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。
下面说法正确的是（）A．闭合开关S瞬间，A、B灯同时亮，且达到正常B．闭合开关S瞬间，A灯比B灯先亮，最后一样亮C．断开开关S瞬间，P点电势比Q点电势低D．断开开关S瞬间，通过A灯的电流方向向左6．如图甲所示，矩形线圈位于一变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示．用I表示线圈中的感应电流，取顺时针方向的电流为正．则下图中的I-t图像正确的是 ( )A ．B ．C ．D ．7．如图所示，将直径为d ，电阻为R 的闭合金属环从匀强磁场B 中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为（ ）A ．24B d R π B ．2Bd R π C ．2Bd R D ．2Bd Rπ 8．磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈．当以速度v 0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E －t 关系如图所示．如果只将刷卡速度改为02v ，线圈中的E －t 关系图可能是( )A．B．C．D．9．如图所示，一闭合直角三角形线框abc以速度v匀速向右穿过匀强磁场区域，磁场宽度大于ac边的长度．从bc边进入磁场区，到a点离开磁场区的过程中，线框内感应电流的情况（以逆时针方向为电流的正方向）是下图中的（）A．B．C．D．10．有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示，图中N，S是一对固定的磁极，磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮．如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电．关于此装置，下列说法正确的是（）A．自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电B ．小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关C ．知道摩擦轮与后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数D ．线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大11．如图所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P 1和P 2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时( )A ．线圈绕P 1转动时的电流等于绕P 2转动时的电流B ．线圈绕P 1转动时的电动势小于绕P 2转动时的电动势C ．线圈绕P 1和P 2转动时电流的方向相同，都是a →b →c →dD ．线圈绕P 1转动时dc 边受到的安培力大于绕P 2转动时dc 边受到的安培力12．两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 + 13．如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a ，下列各种情况中铜环a 中没有感应电流的是（ ）A．将电键突然断开的瞬间B．线圈中通以恒定的电流C．通电时，使滑动变阻器的滑片P做加速移动D．通电时，使滑动变阻器的滑片P做匀速移动14．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匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则()A．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∶115．如图甲所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，螺线管正下方水平桌面上有一导体圆环。
高考物理二级结论题型：电磁感应(解析版)
专题电磁感应一、判断感应电流方向(1)用楞次定律判断①楞次定律判断感应电流方向的步骤②楞次定律中“阻碍”的含义：阻碍原磁通量变化--“增反减同”阻碍相对运动--“来拒去留”使回路面积有扩大或缩小的趋势--“增缩减扩”阻碍原电流的变化--“增反减同”(2)用右手定则判断楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的比较应用的定则安培(右手螺旋)定则左手定则右手定则手势图因果关系电生磁电受力动生电形象记忆“磁”的右半边“兹”螺旋写法，用右手螺旋；“力”的最后一笔“丿”方向向左，用左手；“电”的最后一笔“乚”方向向右，用右手。
1.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【解答】解：A、根据安培定则可知，线圈1、2中的电流形成的磁场方向都是竖直向下的，故A错误；BC、汽车进入磁场时，线圈abcd磁通量向下增大，根据楞次定律可知，感应电流方向是adcba，离开时磁通量向下减小，根据楞次定律可知感应电流方向是abcda，故B错误、C正确；D、根据楞次定律的推广可知，安培力的方向总是与汽车相对于磁场的运动方向相反，所以汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相反，故D错误。
故选：C。
2.如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0≪L。
先将线框拉开到如图4所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦。
下列说法正确的是( )A.金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→aB.金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→aC.金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D.金属线框最终将在磁场内左右摆动【解答】解：A、金属线框进入磁场时，由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为a→d→c →b→a，故A错误；B、金属线框离开磁场时由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为a→b→c→d→a，故B 错误；CD、根据能量转化和守恒，线圈每次经过边界时都会消耗机械能，故可知金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等。
高中物理-专题 电磁感应-2020高考真题(解析版)
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-2）第四部分电磁感应专题4.电磁感应-2020高考真题一．选择题1．（2020高考全国理综I）如图，U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab和dc边平行，和bc边垂直。
ab、dc足够长，整个金属框电阻可忽略。
一根具有一定电阻的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。
经过一段时间后A．金属框的速度大小趋于恒定值B．金属框的加速度大小趋于恒定值C．导体棒所受安培力的大小趋于恒定值D．导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值【参考答案】BC【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、安培力及其相关知识点，考查的核心素养是运动和力的物理观念、科学思维。
【解题思路】用水平恒力F向右拉动金属框，bc边切割磁感线产生感应电动势，回路中有感应电流i，bc 边受到水平向左的安培力作用，设金属框的质量为M，加速度为a1，由牛顿第二定律，F-BiL=Ma1；导体棒MN受到向右的安培力向右加速运动，设导体棒的质量为m，加速度为a2，由牛顿第二定律，BiL=ma2，二者运动的速度图像如图所示。
设金属框bc边的速度为v时，导体棒的速度为v’，则回路中产生的感应电动势为E=BL（v-v’），由闭合电路欧姆定律I=E/R=()'BL v vR-，F安=BIL可得金属框ab边所受的安培力和导体棒MN所受的安培力都是F安=B 2L 2（v-v’）/R ，即金属框所受的安培力随着速度的增大而增大。
对金属框，由牛顿运动定律，F - F 安=Ma 1，对导体棒MN ，由牛顿运动定律， F 安=ma 2，二者加速度之差△a= a 1- a 2=（F - F 安）/M- F 安/m=F/M- F安（1/M+1/m ），随着所受安培力的增大，二者加速度之差△a 减小，当△a 减小到零时，即F/M=()22'B L v v R-（1/M+1/m ），所以金属框和导体棒的速度之差△v=（v-v’）=()22FRmB L m M +保持不变。
高中物理专题15：电磁感应力学综合题doc高中物理
高中物理专题15：电磁感应力学综合题doc 高中物理——电磁感应中的力学咨询题电磁感应中中学物理的一个重要〝节点〞，许多咨询题涉及到力和运动、动量和能量、电路和安培力等多方面的知识，综合性强，也是高考的重点和难点，往往是以〝压轴题〞形式显现．因此，在二轮复习中，要综合运用前面各章知识处理咨询题，提高分析咨询题、解决咨询题的能力．本学案以高考题入手，通过对例题分析探究，让学生感知高考命题的意图，剖析学生分析咨询题的思路，培养能力．例1.【2003年高考江苏卷】如右图所示，两根平行金属导端点P 、Q 用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离l =0.20 m ．有随时刻变化的匀强磁场垂直于桌面，磁感应强度B 与时刻t 的关系为B=kt ，比例系数k ＝0.020 T ／s ．一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直．在t=0时刻，轨固定在水平桌面上，每根导轨每m 的电阻为r 0＝0.10Ω／m ，导轨的金属杆紧靠在P 、Q 端，在外力作用下，杆恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t ＝6.0 s 时金属杆所受的安培力．[解题思路] 以a 示金属杆运动的加速度，在t 时刻，金属杆与初始位置的距离L ＝21at 2 现在杆的速度v ＝at这时，杆与导轨构成的回路的面积S=L l回路中的感应电动势E ＝S tB ∆∆＋B lv 而k tBt t t B t B kt B =∆-∆+=∆∆=)( 回路的总电阻 R ＝2Lr 0 回路中的感应电流，R E I =作用于杆的安培力F ＝BlI解得t r l k F 02223= 代入数据为F ＝1.44×10-3N例2． (2000年高考试题)如右上图所示，一对平行光滑R 轨道放置在水平地面上，两轨道间距L ＝0.20 m ，电阻R ＝1.0 Ω；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆与轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感强度B ＝0.50T 的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下．现用一外力F 沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动．测得力F 与时刻t 的关系如以下图所示．求杆的质量m 和加速度a ．解析：导体杆在轨道上做匀加速直线运动，用v 表示其速度，t 表示时刻，那么有v ＝at ①杆切割磁感线，将产生感应电动势E ＝BLv ②在杆、轨道和电阻的闭合回路中产生电流I=E/R ③杆受到的安培力为F 安=IBL ④依照牛顿第二定律，有F －F 安＝ma ⑤ 联立以上各式，得at R l B ma F 22 ⑥ 由图线上各点代入⑥式，可解得a ＝10m/s 2，m ＝0.1kg例3． (2003年高考新课程理综)两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感强度B ＝0.05T 的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻专门小，可忽略不计．导轨间的距离l ＝0.20 m ．两根质量均为m＝0.10 kg 的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R ＝0.50Ω．在t ＝0时刻，两杆都处于静止状态．现有一与导轨平行、大小为0.20 N 的恒力F 作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动．通过t ＝5.0s ，金属杆甲的加速度为a ＝1.37 m ／s ，咨询现在两金属杆的速度各为多少?此题综合了法拉第电磁感应定律、安培力、左手定那么、牛顿第二定律、动量定理、全电路欧姆定律等知识，考查考生多角度、全方位综合分析咨询题的能力．设任一时刻t ，两金属杆甲、乙之间的距离为x ，速度分不为v l 和v 2，通过专门短的时刻△t ，杆甲移动距离v 1△t ，杆乙移动距离v 2△t ，回路面积改变△S ＝[(x 一ν2△t )+ν1△t]l —l χ＝(ν1-ν2) △t由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势E ＝B △S/△t ＝B ι(νl 一ν2)回路中的电流i ＝E ／2 R杆甲的运动方程F —B l i ＝ma由于作用于杆甲和杆乙的安培力总是大小相等、方向相反，因此两杆的动量(t ＝0时为0)等于外力F 的冲量．Ft ＝m νl ＋m ν2联立以上各式解得ν1＝[Ft/m ＋2R(F 一ma)／B 2l 2]／2ν2＝[Ft ／m 一2R(F 一ma)／B 2l 2]／2代入数据得移νl ＝8.15 m ／s ，v 2＝1.85 m ／s练习1、．如图l ，ab 和cd 是位于水平面内的平行金属轨道，其电阻可忽略不计．af 之间连接一阻值为R 的电阻．ef 为一垂直于ab 和cd 的金属杆，它与ab 和cd 接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动．ef 长为l ，电阻可忽略．整个装置处在匀强磁场中，磁场方向垂直于图中纸面向里，磁感应强度为B ，当施外力使杆ef 以速度v 向右匀速运动时，杆ef 所受的安培力为( A )． R l vB A 2. R vBl B R l vB C 2 RvBl D 2图1 图22、如图2所示·两条水平虚线之间有垂直于纸面向里、宽度为d 、磁感应强度为B 的匀强磁场．质量为m 、电阻为R 的正方形线圈边长为L(L<d)，线圈下边缘到磁场上边界的距离为h ．将线圈由静止开释，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时刻的速度差不多上v 0在整个线圈穿过磁场的全过程中(从下边缘进入磁场到上边缘穿出磁场)，以下讲法中正确的选项是( D )．A·线圈可能一直做匀速运动B ．线圈可能先加速后减速C ．线圈的最小速度一定是mgR ／B 2 L 2D ．线圈的最小速度一定是)(2l d h g +-3、如图3所示，竖直放置的螺线管与导线abed 构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平面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图1 5—11中哪一图线所表示的方式随时咨询变化时，导体圆环将受到向上的磁场力作用?( A )．图3 A B C D4、如图4所示，磁感应强度的方向垂直于轨道平面倾斜向下，当磁场从零平均增大时，金属杆ab 始终处于静止状态，那么金属杆受到的静摩擦力将( D )．A ．逐步增大B ．逐步减小C ．先逐步增大，后逐步减小D ．先逐步减小，后逐步增大图45、如下图，一闭合线圈从高处自由落下，穿过一个有界的水平方向的匀强磁场区(磁场方向与线圈平面垂直)，线圈的一个边始终与磁场区的边界平行，且保持竖直的状态不变．在下落过程中，当线圈先后通过位置I 、Ⅱ、Ⅲ时，其加速度的大小分不为a 1、a 2、a 3( B )．A ． a 1<g ，a 2=g ，a 3<gB ．a l <g ，a 2<g ，a 3<gC ． a 1<g,a 2=0,a 3=gD ．a 1<g ，a 2>g ，a 3<g图5 图66、如图6所示，有两根和水平方向成a 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，磁感强度为B ．一根质量为m 的金属杆从轨道上由静止滑下，通过足够长的时刻后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度Vm ,那么( BC )．A ．假如B 增大，Vm 将变大 B ．假如a 变大， Vm 将变大C ．假如R 变大，Vm 将变大D ．假如M 变小，Vm 将变大7、超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力的新型交通工具．其推进原理能够简化为如图6所示的模型：在水平面上相距L 的两根平行直导轨咨询，有竖直方向等距离分布的匀强磁场B 1和B 2，且B 1=B 2=B ，每个磁场的宽差不多上ι，相间排列，所有这些磁场都以速度V 向右匀速运动．这时跨在两导轨间的长为L 、宽为ι的金属框abcd(悬浮在导轨上方)在磁场力作用下也将会向右运动．设金属框的总电阻为R ，运动中所受到的阻力恒为f ，那么金属框的最大速度可表示为( C )．图7A 、2222/)(LB fR v L B v m-= B 、22222/)2(L B fR v L B v m -= C 、22224/)4(L B fR v L B v m -= D 、22222/)2(L B fR v L B v m +=8、水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L ，一端通过导线与阻值为R 的电阻连接；导轨上放一质量为m 的金属杆(见图)，金属杆与导轨的电阻不计；平均磁场竖直向下．用与导轨平行的恒定力F 作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动．当改拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v 也会改变，v 和F 的关系如图 (取重力加速度g=10m ／s 2)(1)金属杆在匀速运动之前做作什么运动?(2)假设m ＝0.5 kg ，L ＝0.5 m ，R ＝0.5 Ω，磁感应强度B 为多大?(3)由ν－F 图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?解： (1)变速运动(或变加速运动、加速度减小的加速运动，加速运动)．(2)感应电动势E —vBL ，感应电流I=E/R 安培力R L vB BIL F m 22== 由图可知金属杆受拉力、安培力和阻力作用，匀速时合力为零f RL vB BIL F +==22 )(22f F lB R v -= 由图线能够得到直线的斜率k=2)(12T kL R B == (3)由直线的截距能够求得金属杆受到的阻力f ， f=2(N)．假设金属杆受到的阻力仅为动摩擦力，由截距可求得动摩擦因数 μ=0.49、如下图，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 的平均直金属杆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1 5—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，当杆ab 的速度大小为v 时，求现在ab 杆中的电流及其加速度的大小；(3)求在下滑过程中，ab 杆能够达到的速度最大值．解：(1)重力mg ，竖直向下；支撑力N ，，垂直斜面向上；安培力F ，沿斜面向上．(2)当ab 杆速度为v 时，感应电动势E=BLv ，现在电路电流RBlv R E I ==杆受到安培力R v L B Blv F 22== 依照牛顿运动定律，有：R v L B mg ma 22sin -=θ Rv L B g a 22sin -=θ (3)当Rv L B mg 22sin =θ时，ab 杆达到最大速度mAX V 22sin LB mgR V m θ= 10．如下图，电阻不计的平行金属导轨MN 和OP 水平放置，MO 间接有阻值为R 的电阻，导轨相距为d ，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感强度为B ．质量为m 、电阻为r 的导体棒CD 垂直于导轨放置，并接触良好．用平行于MN 的恒力F 向右拉动CD ，CD 受恒定的摩擦阻力．f ，F>f ．咨询：(1)CD 运动的最大速度是多少?(2)当CD 达到最大速度后，电阻R 消耗的电功率是多少?(3)当CD 的速度是最大速度的1/3时，CD 的加速度是多少?解析：(1)以金属棒为研究对象，当CD 受力：F=F A +f 时，CD 速度最大，即：2222))((d B r R f F v f r R v d B f BId F m m +-=⇒++=+= (2)CD 棒产生的感应电动势为：Bdr R f F Bdv E m ))((--== 回路中产生的感应电流为：Bdf F r R E I -=+= 那么R 中消耗的电功率为：2222)(dB R f F R I R P -== (3)当CD 速度为最大速度的1/3即m v v31=时，CD 中的电流为最大值的1/3即I I 31'=那么CD 棒所受的安培力为： )(31''f F d BI F A -== CD 棒的加速度为：mf F m F f F a A 3)(2'-=--=。
2024年高考物理电磁感应的现代应用历年真题
2024年高考物理电磁感应的现代应用历年真题物理是自然科学的一门重要学科，而电磁感应是物理学中的重要内容之一。
在高考物理考试中，电磁感应既是一个重要的知识点，也常常与现实生活中的应用相结合。
本文将通过对2024年高考物理电磁感应的现代应用历年真题进行分析，使读者更好地理解电磁感应的实际应用。
1. 真题一某高考地区的物理试题中，有一道题目如下：一个长直导线以匀速v与一U形磁铁相对,。
导线与磁铁的相对速度都为v。
导线电阻为R，导线与磁铁间的丝绕匝数为N。
求出磁铁的弱电磁感应电动势E。
这个问题即是一个典型的电磁感应问题，涉及到导线在磁场中剪切磁感线产生感应电动势的过程。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与导体的速度、磁感应强度和磁场之间的夹角有关。
在这个问题中，由于导线以匀速v与磁铁相对移动，磁感应强度保持不变，且导线与磁铁间的角度为90度，因此感应电动势E为零。
2. 真题二另一道真题中的问题如下：某地区于2024年成功实施了一项基于电磁感应原理的交通信号灯控制系统。
该系统利用车辆行驶过程中产生的感应电流来实现交通信号灯的切换。
请你解释一下这个系统的工作原理，并说明其优势。
这个问题要求解释一种基于电磁感应原理的交通信号灯控制系统，并分析其优势。
这样的系统利用车辆行驶过程中产生的感应电流来控制交通信号灯的切换。
当车辆靠近交通灯时，车辆的金属部分（如车轮）在磁场作用下，会感应出电流。
利用感应电流来切换交通信号灯可以实现相对快速和准确的切换，大大提高了交通信号灯的效率。
与传统的交通信号灯相比，这种基于电磁感应原理的系统具有以下几个优势。
首先，它可以更好地适应道路交通的变化情况，根据实时车流量自动调整信号灯的切换，减少了交通堵塞的发生。
其次，由于系统利用感应电流来切换信号灯，可以避免由于传统信号灯控制方式中的人为操作错误而导致的交通事故。
此外，这种系统还可以通过无线通信技术与交通管理中心连接，实现更智能化的交通信号控制，提高交通的整体安全性和效率。
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
2025年高考物理-法拉第电磁感应定律的理解及应用(解析版)
法拉第电磁感应定律的理解及应用考点考情命题方向考点法拉第电磁感应定律2024年高考甘肃卷2024年高考广东卷2024年高考北京卷2023年高考湖北卷2023高考江苏卷2022年高考天津卷法拉第电磁感应定律是电磁感应的核心知识点，年年考查，一般与安培力、动力学、功和能结合考查。
题型一对法拉第电磁感应定律的理解及应用1．感应电动势(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻．(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I =ER +r.2．感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率ΔΦΔt和线圈的匝数共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系．(2)当ΔΦ仅由B 的变化引起时，则E =nΔB ·S Δt ；当ΔΦ仅由S 的变化引起时，则E =n B ·ΔSΔt；当ΔΦ由B 、S 的变化同时引起时，则E =n B 2S 2-B 1S 1Δt ≠n ΔB ·ΔSΔt.3．磁通量的变化率ΔΦΔt 是Φ-t 图象上某点切线的斜率．1(2024•泰州模拟)如图所示，正三角形ABC 区域存在方向垂直纸面向里、大小随时间均匀增加的磁场。
以三角形顶点C 为圆心，粗细均匀的铜导线制成圆形线圈平行于纸面固定放置，则下列说法正确的是()A.线圈中感应电流的方向为顺时针B.线圈有扩张趋势C.线圈所受安培力方向与AB 边垂直D.增加线圈匝数，线圈中感应电流变小【解答】解：AB 、磁场垂直纸面向里，磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流的方向为逆时针。
因感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，所以线圈有收缩趋势，故AB 错误；C 、线圈的有效长度与AB 边平行，根据左手定则可知，线圈所受安培力方向与AB 边垂直，故C 正确；D 、设B =kt (k >0，且为常数)，圆形线圈的半径为l ，电阻为R 。
高考物理真题分类汇编 电磁感应(含解析)
2015年高考物理真题分类汇编：电磁感应(2015新课标I-19). 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. 圆盘内的感应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了电流，此电流产生的磁场导致磁针转动【答案】 A、B【考点】电磁感应现象；磁通量；涡流【解析】因为当磁体和导体之间的相对运动在导体内产生出了感应电流，而感应电流产生的磁力又会与磁体的磁力相互作用，从而使磁体一起转动起来，具休是当铜圆盘在小磁针的磁场中转动时，半径方向的金属条在切割磁感线，发生电磁感应现象，在铜圆盘的圆心和边缘之间产生感应电动势，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感应电流即涡流（根据圆盘转向的不同以及磁极的不同，感应电流从轴心流向边缘或从边缘流向轴心），而感应电流产生的磁力又会与小磁针的磁力相互作用，从而使小磁针一起转动起来，故选项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，故磁场穿过整个圆盘的磁通量没有变化，选项C错误；圆盘本身呈中性，不会产生环形电流，D错误。
【2015新课标II-15】15. 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=-1/2Bl²ω，金属框中无电流D. U bc=1/2Bl²w，金属框中电流方向沿a-c-b-a【答案】C考点：导体切割磁感线【2015重庆-4】. 题4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1t 到2t 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1B 均匀增加到2B ，则该段时间线圈两端a 和b 之间的电势差a b ϕϕ-A.恒为2121()nS B B t t -- B. 从0均匀变化到2121()nS B B t t --C.恒为2121()nS B B t t --- D.从0均匀变化到2121()nS B B t t ---【答案】C考点：本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律。
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 必备经典例题(考点分类讲解+讲点例题演练)电磁感应
高考物理必备经典例题：9电磁感应（考点分类讲解+讲点例题演练，3页）考点78.电磁感应现象，磁通量，法拉第电磁感应定律，楞次定律1.电感应现象：由磁场产生电流的现象称为电磁感应现象。
2.磁通量：在磁场中穿过某一面的磁感线的条数多少叫穿过这一面的磁通量。
用Φ表示。
Φ是标量，但是有方向（进该面或出该面）。
在匀强磁场中，当B与S的夹角为α时，有Φ=BSsinα。
单位为韦伯，符号为Wb。
1Wb=1T∙m2=1V∙s=1kg∙m2/(A∙s2)。
3.法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即E=ΔΦ/Δt，对于n匝线圈有E=nΔΦ/Δt。
4.楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
219.用如图所示的装置研究电磁感应现象。
在图示情况下，当电键闭合时，观察到电流表指针向右偏转。
电键闭合一段时间后，为使电流表指针向左偏转可采用的方法有（）A．将变阻器滑动头向右端滑动B．将一软铁棒插入线圈A中C．将线圈A从线圈B中提出D．迅速断开电键220.德国《世界报》曾报道个别西方发达国家正在研制电磁脉冲武器——电磁炸弹，若将一枚原始脉冲功率 10千兆瓦，频率5千兆赫的电磁炸弹在不到 100米的高空爆炸，它将使方圆 400~500 米2的地面范围内的电场强度达到每米数千伏，使得电网设备、通信设施和计算机的硬盘和软件均遭到破坏。
电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是（）A.电磁脉冲引起的电磁感应现象B.电磁脉冲产生的动能C.电磁脉冲产生的高温D.电磁脉冲产生的强光221.如图所示，两个导体圆环的面积相等，处于同一磁场中，已知电容C= 0.l F，导体环电阻R= 10欧，若磁场以lT/s均匀地由2T减小到零。
在这过程中，电容器上充的电量为Q1，通过圆环上A处的电量为Q2，则Ql ：Q 2等于（）A. l:1B. l:2C. 2:1D. 无法比较222.照明电路中，为了安全，一般在电能表后面电路上安接一漏电保护器，如图所示，当漏电保护器的ef两端未接有电压时，脱扣开头K能始终保持接通，当ef两端有一电压时，脱扣开关K立即断开，下列说法错误的是（）A．站在地面上的人触及b线时（单线接触电），脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用B．当用户家的电流超过一定值时，脱扣开关会自动断开，即有过流保护作用C．当相线和零线间电压太高时，脱扣开关会自动断开，即有过压保护作用D．当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时（双线触电）脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用223.一个圆环位于匀强磁场中，圆环平面和磁场方向垂直，匀强磁场方向及大小的变化与时间的关系如图，规定磁场方向垂直纸面向内为正，则（）A.第1秒和第4秒圆环中的感应电流大小相等B.第2秒和第4秒圆环中的感应电流方向相反C.第4秒圆环中的感应电流大小为第6秒的两倍D.第5秒圆环中的感应电流为顺时针方向考点79.导体切割磁感线时的感应电动势，右手定则ε=BLv。
高考物理专题2024电磁学历年题目解析
高考物理专题2024电磁学历年题目解析高考物理中，电磁学是一个重要的专题，涵盖了电场、磁场、电磁感应等内容。
通过对历年高考题目进行解析，我们可以总结出一些重点和难点，帮助考生更好地复习和备考。
下面对2024年的高考物理电磁学专题进行题目解析。
1. 2024年高考题目一题目描述：一只质量为m的点电荷在磁感应强度为B的均匀磁场中以v速度运动，求电荷所受到的洛伦兹力大小。
假设磁场方向与电荷速度方向垂直。
解析：根据洛伦兹力的公式，F=q*v*B*sinθ，其中q为电荷的量，v为电荷的速度，B为磁感应强度，θ为磁场方向与速度方向的夹角。
根据题目描述，磁场方向与速度方向垂直，因此sinθ=1。
所以洛伦兹力的大小为F=q*v*B。
2. 2024年高考题目二题目描述：一根导线载有电流I，长度为L。
求在导线附近某点处，由该导线产生的磁场强度与距离导线的距离d的关系式。
解析：根据安培环路定理，由一根无限长直导线产生的磁场强度的大小与导线与观察点间的距离d成反比。
即B=k*I/d，其中B为磁场强度，k为比例常数。
根据题目描述，导线长度为L，在L处的磁场强度与距离d的关系为B=k*I/(L-d)。
3. 2024年高考题目三题目描述：一根无限长直导线载有电流I，与它距离d处有一个闭合电路。
求闭合电路中的感应电动势大小。
解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
由于导线是无限长的，所以在不断改变位置的过程中，它与闭合电路的距离d保持不变。
因此，闭合电路中感应电动势的大小始终不变，即不受距离变化的影响。
4. 2024年高考题目四题目描述：一根直导线带有电流I1，另一根直导线带有电流I2，两根导线平行且方向相反。
求两根导线之间的相互作用力。
解析：两根导线之间的相互作用力可以通过洛伦兹力来计算。
根据洛伦兹力的公式，F=I1*I2*l/(2πd)，其中I1和I2为两根导线的电流，l为导线长度，d为两根导线的距离。
【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
⑥
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
⑧
由动量定理，有
⑨
又⑩
联立⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得
⑪
电磁感应
涡流、电磁阻尼和电磁驱动。
全国高考物理电磁感应现象的两类情况的推断题综合高考真题分类汇总含答案解析
全国高考物理电磁感应现象的两类情况的推断题综合高考真题分类汇总含答案解析一、电磁感应现象的两类情况1．如图所示，水平放置的两根平行光滑金属导轨固定在平台上导轨间距为1m ，处在磁感应强度为2T 、竖直向下的匀强磁场中，平台离地面的高度为h ＝3.2m 初始时刻，质量为2kg 的杆ab 与导轨垂直且处于静止，距离导轨边缘为d ＝2m ，质量同为2kg 的杆cd 与导轨垂直，以初速度v 0＝15m/s 进入磁场区域最终发现两杆先后落在地面上．已知两杆的电阻均为r ＝1Ω，导轨电阻不计，两杆落地点之间的距离s ＝4m （整个过程中两杆始终不相碰）（1）求ab 杆从磁场边缘射出时的速度大小； （2）当ab 杆射出时求cd 杆运动的距离；（3）在两根杆相互作用的过程中，求回路中产生的电能．【答案】(1) 210m/s v =；(2) cd 杆运动距离为7m ； (3) 电路中损耗的焦耳热为100J ． 【解析】 【详解】（1）设ab 、cd 杆从磁场边缘射出时的速度分别为1v 、2v设ab 杆落地点的水平位移为x ，cd 杆落地点的水平位移为x s +，则有2h x v g =2h x s v g+=根据动量守恒012mv mv mv =+求得：210m/s v =（2）ab 杆运动距离为d ，对ab 杆应用动量定理1BIL t BLq mv ==V设cd 杆运动距离为d x +∆22BL xq r r∆Φ∆== 解得1222rmv x B L ∆=cd 杆运动距离为12227m rmv d x d B L+∆=+= （3）根据能量守恒，电路中损耗的焦耳热等于系统损失的机械能222012111100J 222Q mv mv mv =--=2．某科研机构在研究磁悬浮列车的原理时，把它的驱动系统简化为如下模型；固定在列车下端的线圈可视为一个单匝矩形纯电阻金属框，如图甲所示，MN 边长为L ，平行于y 轴，MP 边宽度为b ，边平行于x 轴，金属框位于xoy 平面内，其电阻为1R ；列车轨道沿Ox 方向，轨道区域内固定有匝数为n 、电阻为2R 的“”字型（如图乙）通电后使其产生图甲所示的磁场，磁感应强度大小均为B ，相邻区域磁场方向相反（使金属框的MN 和PQ 两边总处于方向相反的磁场中）．已知列车在以速度v 运动时所受的空气阻力f F 满足2f F kv =（k 为已知常数）．驱动列车时，使固定的“”字型线圈依次通电，等效于金属框所在区域的磁场匀速向x 轴正方向移动，这样就能驱动列车前进．（1）当磁场以速度0v 沿x 轴正方向匀速移动，列车同方向运动的速度为v （0v <）时，金属框MNQP 产生的磁感应电流多大？（提示：当线框与磁场存在相对速度v 相时，动生电动势E BLv =相）（2）求列车能达到的最大速度m v ；（3）列车以最大速度运行一段时间后，断开接在“” 字型线圈上的电源，使线圈与连有整流器（其作用是确保电流总能从整流器同一端流出，从而不断地给电容器充电）的电容器相接，并接通列车上的电磁铁电源，使电磁铁产生面积为L b ⨯、磁感应强度为B '、方向竖直向下的匀强磁场，使列车制动，求列车通过任意一个“”字型线圈时，电容器中贮存的电量Q ．【答案】(1) 012() BL v v R - (2) 222210122BL B L kR v B L kR +- (3) 24nB Lb R '【解析】 【详解】解：(1)金属框相对于磁场的速度为：0v v - 每边产生的电动势：0()E BL v v =- 由欧姆定律得：12EI R = 解得：01(2 )BL v v I R -=(2)当加速度为零时，列车的速度最大，此时列车的两条长边各自受到的安培力：B F BIL =由平衡条件得：20B f F F -= ，已知：2f F kv =解得：222210122m BL B L kR v B L v kR +-=(3)电磁铁通过字型线圈左边界时，电路情况如图1所示：感应电动势：n E tφ∆=∆，而B Lb φ∆=' 电流：12E I R =电荷量：11Q I t =∆ 解得：12nB LbQ R '= 电磁铁通过字型线圈中间时，电路情况如图2所示：B Lb φ∆='，2222E nI R tφ∆==∆ 22Q I t =∆解得：222nB LbQ R'= 电磁铁通过字型线圈右边界时，电路情况如图3所示：n E tφ∆=∆， B Lb φ∆='，32E I R =33Q I t =∆解得：32nB LbQ R '=， 总的电荷量：123Q Q Q Q =++ 解得：24nB LbQ R '=3．如图所示，足够长且电阻忽略不计的两平行金属导轨固定在倾角为α=30°绝缘斜面上，导轨间距为l =0.5m 。
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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十年高考(2003—2012）物理试题分类解析专题15 电磁感应一．2012年高考题1.（2012·北京理综）物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。
如图，她把一个带铁芯的线圈I、开关S和电源用导线连接起来后.将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。
闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。
某同学另找来器材再探究此实验。
他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均末动。
对比老师演示的实验，下列四个选项中，.导致套环未动的原因可能是A.线圈接在了直流电源上.B.电源电压过高.C.所选线圈的匝数过多，D.所用套环的材料与老师的不同1.【答案】：D【解析】：老师演示实验所用套环为金属套环（闭合导体），闭合开关S的瞬间，套环中磁通量变化，产生感应电流，套环受到排斥，立刻跳起。
同学实验，导致套环未动的原因可能是所用套环的材料不是导体或不闭合，选项D正确。
【考点定位】此题考查电磁感应和“跳环实验”。
2. （2012·海南物理）如图，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属环中穿过。
现将环从位置I释放，环经过磁铁到达位置II。
设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则A．T1>mg，T2>mg B．T1<mg，T2<mgC．T1>mg，T2<mg D．T1<mg，T2>mg【答案】：A【解析】：环从位置I释放下落，环经过磁铁上端和下端附近时，环中磁通量都变化，都产生感应电流，由楞次定律可知，磁铁阻碍环下落，磁铁对圆环有向上的作用力。
根据牛顿第三定律，圆环对磁铁有向下的作用力，所以T1>mg，T2>mg，选项A正确。
【考点定位】此题考查电磁感应、楞次定律及其相关知识。
3. （2012·新课标理综）如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B 0.。
使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。
现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。
为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度B随时间的变化率t B ∆∆的大小应为 A.πω04B B.πω02B C.πω0B D.πω20B 4．（2012·四川理综）半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆，单位长度电阻均为R 0。
圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B 。
杆在圆环上以速度v平行于直径CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O 开始，杆的位置由θ确定，如图所示。
则A ．θ=0时，杆产生的电动势为2BavB ．θ=π/3时，杆产生的电动势为3BavC ．θ=0时，杆受的安培力大小为203(2)R B av π+ D ．θ=π/3时，杆受的安培力大小为203(53)R B av π+ 4.【答案】：AD误D正确。
【考点定位】此题考查电磁感应及其相关知识。
5．（4分）（2012·上海物理）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。
己知线圈由a端开始绕至b端：当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。
（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。
俯视线圈，其绕向为____________（填：“顺时针”或“逆时针”）。
（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。
俯视线圈，其绕向为____________（填：“顺时针”或“逆时针”）。
5【答案】：（1）顺时针（2）逆时针【解析】：（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，说明L中电流从b到a。
根据楞次定律，L中应该产生竖直向上的磁场。
由安培定则可知，俯视线圈，电流为逆时针方向，线圈其绕向为顺时针。
（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，说明L中电流从a到b。
根据楞次定律，L中应该产生竖直向上的磁场。
由安培定则可知，俯视线圈，电流为逆时针方向，俯视线圈，其绕向为逆时针。
【考点定位】此题考查电磁感应、楞次定律、安培定则及其相关知识。
二．2011年高考题1.（2011北京理综）某同学为验证断电自感现象，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S1，小灯泡发光；再断开开关S2，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未闪亮的原因是A．电源的内阻较大B．小灯泡电阻偏大C．线圈电阻偏大D．线圈的自然系数较大【答案】：C情况。
2．（2011江苏物理）如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。
线框由静止释放，在下落过程中A．穿过线框的磁通量保持不变B．线框中感应电流方向保持不变C．线框所受安掊力的合力为零D．线框的机械能不断增大【解析】：通电直导线产生的磁场随离导线的距离增大而减小，线框由静止释放，在下落过程中，穿过线框的磁通量逐渐减小，由楞次定律可知，线框中感应电流方向保持不变，现象A错误B正确；由于线框上下两边所在处磁场的磁感应强度大小不同，线框所受安掊力的合力不为零，选项C错误；线框在下落过程中磁通量变化产生了感应电流，线框的机械能不断减小，选项D错误。
【答案】B【点评】此题考查产生感应电流的条件、楞次定律、能量守恒定律等知识点。
3（2011上海物理）如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a (A)顺时针加速旋转 (B)顺时针减速旋转。
(C)逆时针加速旋转 (D)逆时针减速旋转【解析】：根据b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，根据左手定则可知，圆环a由于转动引起的电流产生的磁场在圆环a外面的磁场方向垂直纸面向外，根据楞次定律和安培定则可知圆环a顺时针减速旋转，选项B正确。
【答案】B【点评】此题考查楞次定律、安培定则等知识点。
此题对推理能力要求较高。
4.（2011上海物理）如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。
一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中(A)感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针(B)感应电流方向一直是逆时针(C)安培力方向始终与速度方向相反(D)安培力方向始终沿水平方向【答案】AD【点评】此题考查楞次定律、安培力等知识点。
解答此题的易错点是受思维定势影响，认为安培力方向始终与速度方向相反。
三．2010年高考题1（2010海南物理）一金属圆环水平固定放置。
现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环A．始终相互吸引B．始终相互排斥C．先相互吸引，后相互排斥D．先相互排斥，后相互吸引正确。
【答案】D【点评】此题考查楞次定律。
对于应用楞次定律判断导体与磁铁之间的相对运动，可归纳为来拒去留，即当磁铁靠近闭合导体时，二者相斥，阻碍靠近；当磁铁远离闭合导体时，二者相吸，阻碍远离。
2（2010全国理综1）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】根据法拉第电磁感应定律，E=BLv=4.5×10-5×100×2V=9×10-3V，选项A 错误B正确。
根据右手定则，感应电动势方向自南向北，即北岸是正极电势高，南岸电势低，选项C错误D正确.。
【点评】此题考查法拉第电磁感应定律和右手定则。
3．(2010北京理综)在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2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L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为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L1的电流L1、流过L2的电流l2随时间t变化的图象是答案：B【解析】与滑动变阻器R串联的小灯泡L2，闭合S后直接变亮，电流变化图象应为平行横轴的直线（如图A中图线所示），选项C D错误。
与带铁芯的电感线圈串联的小灯泡L1，闭合S后，自感线圈要产生自感电动势阻碍电流增大，通过小灯泡L1的电流逐渐变大，所以选项B正确。
【点评】此题考查通电自感现象。
要注意通电自感选项和断电自感现象的区别。
4.（2010江苏物理）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=t1时刻断开S,下列表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图象中，正确的是答案：B【解析】在t=0时刻闭合开关S，由于电感L产生自感电动势，阻碍电流通过，电源输出电流较小路端电压较高，经过一段时间电路稳定，电源输出电流较大路端电压较低。
在t=t1时刻断开S，电感L产生自感电动势，与灯泡构成闭合回路，灯泡D中有反向电流通过，所以表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图象中正确的是B。
【点评】此题需要判断通电后灯泡两端电压变化情况和断电后灯泡两端电压变化情况，难度较大。
5．（2010高考海南物理）下列说法正确的是A．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势B．当线圈中电流反向时．线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反答案：AC势的方向与线圈中电流的方向相同，选项D错。
【点评】此题考查自感电动势和楞次定律，难度较大。
6（2010`·浙江理综）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（左）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（右）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0.2πr2/d答案：A解析：在0～1s内，由楞次定律可知，金属板上极板带负电，金属板下极板带7．（2010重庆理综）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图表示，两块面积均为S的平行金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d。