高考模拟题物理分项汇编 : 电磁感应(含解析)
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。
专题12 电磁感应-2019年高考真题和模拟题分项汇编物理 Word版含解析
专题12 电磁感应1.(2019·新课标全国Ⅰ卷)空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图(a )中虚线MN 所示,一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ,将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内,圆心O 在MN 上。
t =0时磁感应强度的方向如图(a )所示。
磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图(b )所示,则在t =0到t =t 1的时间间隔内A .圆环所受安培力的方向始终不变B .圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C .圆环中的感应电流大小为004B rS t ρD .圆环中的感应电动势大小为200π4B r t 【答案】BC【解析】AB 、根据B-t 图象,由楞次定律可知,线圈中感应电流方向一直为顺时针,但在t 0时刻,磁场的方向发生变化,故安培力方向A F 的方向在t 0时刻发生变化,则A 错误,B 正确; CD 、由闭合电路欧姆定律得:E I R =,又根据法拉第电磁感应定律得:,又根据电阻定律得:2r R S πρ=,联立得:004B rS I t ρ=,则C 正确,D 错误。
故本题选BC 。
2.(2019·新课标全国Ⅱ卷)如图,两条光滑平行金属导轨固定,所在平面与水平面夹角为θ,导轨电阻忽略不计。
虚线ab 、cd 均与导轨垂直,在ab 与cd 之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。
将两根相同的导体棒PQ 、MN 先后自导轨上同一位置由静止释放,两者始终与导轨垂直且接触良好。
已知PQ 进入磁场时加速度变小恰好为零,从PQ 进入磁场开始计时,到MN 离开磁场区域为止,流过PQ 的电流随时间变化的图像可能正确的是【答案】AD【解析】于PQ进入磁场时加速度为零,AB.若PQ出磁场时MN仍然没有进入磁场,则PQ 出磁场后至MN进入磁场的这段时间,由于磁通量φ不变,无感应电流。
由于PQ、MN同一位置释放,故MN进入磁场时与PQ进入磁场时的速度相同,所以电流大小也应该相同,A正确B 错误;CD.若PQ出磁场前MN已经进入磁场,由于磁通量φ不变,PQ、MN均加速运动,PQ 出磁场后,MN由于加速故电流比PQ进入磁场时电流大,故C正确D错误。
备战2023年高考物理真题汇编12电磁感应篇(含答案解析)
备战2023年高考物理真题汇编选择题篇(解析版)历年高考真题是备考的重中之重,尤其是经典的真题,历经岁月淘漉磨炼,其包含的知识点依然活跃在高考的试题中,有些高考试题甚至出现类似的往年真题。
因此,专注高考教学一线物理教师,查阅近几年的各地区全部真题,结合最新考情,精挑细选,进行分类重组,做出这套试卷,愿为你的备考点燃一盏指路明灯。
该套卷共包含直线运动、曲线运动、光学、近代(原子)物理、机械振动和机械波、万有引力、热力学、静电场、交变电流、牛顿运动定律,功能及动量、磁场、电磁感应12个篇章。
十二、电磁感应125.(2022·河北·统考高考真题)将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈,其中大圆面积为1S ,小圆面积均为2S ,垂直线圈平面方向有一随时间t 变化的磁场,磁感应强度大小0B B kt =+,0B 和k 均为常量,则线圈中总的感应电动势大小为( )A .1kSB .25kSC .12()5S k S -D .12(5)k S S +【答案】D【详解】由法拉第电磁感应定律可得大圆线圈产生的感应电动势1111B S E kS t t∆Φ∆⋅===∆∆;每个小圆线圈产生的感应电动势222ΔΦΔE kS t==;由线圈的绕线方式和楞次定律可得大、小圆线圈产生的感应电动势方向相同,故线圈中总的感应电动势大小为()121255E E E k S S =+=+;故D 正确,ABC 错误。
126.(2021·辽宁·统考高考真题)(多选)如图(a )所示,两根间距为L 、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定,顶端接有阻值为R 的电阻,垂直导轨平面存在变化规律如图(b )所示的匀强磁场,t =0时磁场方向垂直纸面向里。
在t =0到t =2t 0的时间内,金属棒水平固定在距导轨顶端L 处;t =2t 0时,释放金属棒。
整个过程中金属棒与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻不计,则( )A .在02t t =时,金属棒受到安培力的大小为2300B L t RB .在t =t 0时,金属棒中电流的大小为200B L t RC .在032t t =时,金属棒受到安培力的方向竖直向上D .在t =3t 0时,金属棒中电流的方向向右【答案】BC【详解】AB .由图可知在0~t0时间段内产生的感应电动势为200∆Φ==∆B L E t t ;根据闭合电路欧姆定律有此时间段的电流为200=B L E I R Rt =;在02t 时磁感应强度为02B ,此时安培力为23002B L F BIL Rt ==;故A 错误,B 正确;C .由图可知在032t t =时,磁场方向垂直纸面向外并逐渐增大,根据楞次定律可知产生顺时针方向的电流,再由左手定则可知金属棒受到的安培力方向竖直向上,故C 正确;D .由图可知在03t t =时,磁场方向垂直纸面向外,金属棒向下掉的过程中磁通量增加,根据楞次定律可知金属棒中的感应电流方向向左,故D 错误。
高考必考知识专题(电磁感应含答案)
高考必考知识专题一——电磁感应活动一、分析例1,体会电磁感应现象中牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律的简单运用例1.如图所示,两平行光滑的金属导轨AD、CE相距L=1.0m,导轨平面与水平面的夹角α=30o,下端A、C用导线相连,导轨电阻不计.PQGH范围内有方向垂直斜面向上、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,磁场的宽度d=0.6m,边界PQ、HG均与导轨垂直。
电阻r=0.40Ω的金属棒MN放置在导轨上,棒两端始终与导轨电接触良好,从与磁场上边界GH距离为b=0.40m的位置由静止释放,当金属棒进入磁场时,恰好做匀速运动,棒在运动过程中始终与导轨垂直,取g=10m/s2。
求:(1)金属棒进入磁场时的速度大小v;(2)金属棒的质量m;(3)金属棒在穿过磁场的过程中产生的热量Q。
归纳小结:1.动力学问题的研究对象2.解决电磁感应中动力学问题的具体思路电源―→电路―→受力情况―→功、能问题具体步骤为:(1)明确哪一部分电路产生感应电动势,则这部分电路就是等效电源;(2)正确分析电路的结构,画出等效电路图;(3)分析所研究的导体受力情况;(4)列出动力学方程或平衡方程并求解。
即时训练:电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S =1.15m ,两导轨间距L =0.75 m ,导轨倾角为30°,导轨上端ab 接一阻值R =1.5 Ω的电阻,磁感应强度B =0.8 T 的匀强磁场垂直轨道平面向上。
阻值r =0.5 Ω,质量m =0.2kg 的金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上端ab 处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热Q 1=0.1 J 。
(取g =10 m/s 2)求:(1)金属棒在此过程中克服安培力的功W 安;(2)金属棒下滑速度v =2 m/s 时的加速度a ;(3)为求金属棒下滑的最大速度v m ,有同学解答如下:由动能定理,W 重-W 安=12mv 2m,…….由此所得结果是否正确?若正确,说明理由并完成本小题;若不正确,给出正确的解答。
高考物理电磁学知识点之电磁感应全集汇编及答案解析
高考物理电磁学知识点之电磁感应全集汇编及答案解析一、选择题1.如图甲所示,光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60°的斜向下的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向),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F的正方向,则在0~t1时间内,选项图中能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是()A.B.C.D.2.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3.如图所示,铁芯P上绕着两个线圈A和B, B与水平光滑导轨相连,导体棒放在水平导轨上。
A中通入电流i(俯视线圈A,顺时针电流为正),观察到导体棒向右加速运动,则A中通入的电流可能是()A.B.C.D.4.在倾角为θ的两平行光滑长直金属导轨的下端,接有一电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计,有一匀强磁场与两金属导轨平面垂直,方向垂直于导轨面向上。
质量为m,电阻可不计的金属棒ab,在沿着导轨面且与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,上升高度为h,如图所示,则在此过程中()A.恒力F在数值上等于mgsinθB.恒力F对金属棒ab所做的功等于mghC.恒力F与重力的合力对金属棒ab所做的功等于电阻R上释放的焦耳热D.恒力F与重力的合力对金属棒ab所做的功等于零5.如图所示,abcd是边长为L,每边电阻均相同的正方形导体框,今维持线框以恒定的速度v沿x轴运动,并穿过倾角为45°的三角形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。
近6年全国卷高考物理真题分类汇编:电磁感应(Word版含答案)
2017-2022年近6年全国卷高考物理真题分类汇编:电磁感应学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题(本大题共10小题)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.(2020·全国·高考真题)如图,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环。
圆环初始时静止。
将图中开关S 由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到( )A .拨至M 端或N 端,圆环都向左运动B .拨至M 端或N 端,圆环都向右运动C .拨至M 端时圆环向左运动,拨至N 端时向右运动D .拨至M 端时圆环向右运动,拨至N 端时向左运动3.(2020·全国·高考真题)管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。
焊机的原理如图所示,圆管通过一个接有高频交流电源的线圈,线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流,电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。
焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为( )A .库仑B .霍尔C .洛伦兹D .法拉第4.(2018·全国·高考真题)如图,导体轨道OPQS 固定,其中PQS 是半圆弧,Q 为半圆弧的中点,O 为圆心。
轨道的电阻忽略不计。
OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。
高中物理大题(带答案)——电磁感应
电磁感应1.【杭州模拟】如图所示,固定的光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计,上端a、b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ,且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。
一质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。
初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。
整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。
已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行。
(1)求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向;(2)当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为v,求此时导体棒的加速度大小a;(3)导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为E p,求导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R 上产生的焦耳热Q。
1.【解析】(1)棒产生的感应电动势E1=BLv0通过R的电流大小根据右手定则判断得知:电流方向为b→a(2)棒产生的感应电动势为E2=BLv感应电流棒受到的安培力大小,方向沿斜面向上,如图所示.根据牛顿第二定律有|mgsinθ-F|=ma解得(3)导体棒最终静止,有mgsinθ=kx弹簧的压缩量设整个过程回路产生的焦耳热为Q0,根据能量守恒定律有解得电阻R上产生的焦耳热2.【雄安新区模拟】如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在竖直面上,导轨间距为L、足够长,下部条形匀强磁场的宽度为d,磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直,上部条形匀强磁场的宽度为2d,磁感应强度大小为B0,方向平行导轨平面向下,在上部磁场区域的上边缘水平放置导体棒(导体棒与导轨绝缘),导体棒与导轨间存在摩擦,动摩擦因数为μ。
长度为2d的绝缘棒将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成“”型装置,总质量为m,置于导轨上,导体棒中通以大小恒为I的电流(由外接恒流源产生,图中未图出),线框的边长为d(d<L),下边与磁场区域上边界重合。
将装置由静止释放,导体棒恰好运动到磁场区域的下边界处返回,导体棒在整个运动过程中始终与导轨接触并且相互垂直。
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 )。
2022年高考+联考模拟物理试题分项版解析 专题09 电磁感应(解析版)
一、选择题1.【2022·上海卷】磁铁在线圈中心上方开头运动时,线圈中产生如图方向的感应电流,则磁铁A .向上运动B .向下运动C .向左运动D .向右运动【答案】B【考点定位】楞次定律和安培定则【方法技巧】通过安培定则推断感应磁场方向,通过楞次定律推断磁铁的运动状况。
2.【2022·北京卷】如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环a 、b ,磁场方向与圆环所在平面垂直。
磁感应强度B随时间均匀增大。
两圆环半径之比为2:1,圆环中产生的感应电动势分别为E a 和E b 。
不考虑两圆环间的相互影响。
下列说法正确的是A .E a :E b =4:1,感应电流均沿逆时针方向B .E a :E b =4:1,感应电流均沿顺时针方向C .E a :E b =2:1,感应电流均沿逆时针方向D .E a :E b =2:1,感应电流均沿顺时针方向 【答案】B【解析】依据法拉第电磁感应定律可得=BE S t t∆∆=⋅∆∆Φ,依据题意可得41a b S S =,故:4:1a b E E =,感应电流产生的磁场要阻碍原磁场的增大,即感应电流产生向里的感应磁场,依据楞次定律可得,感应电流均沿顺时针方向。
【考点定位】法拉第电磁感应定律、楞次定律的应用【方法技巧】对于楞次定律,肯定要清楚是用哪个手推断感应电流方向的,也可以从两个角度理解,一个是增反减同,一个是来拒去留,对于法拉第电磁感应定律,需要机敏把握公式,学会变通。
3.【2022·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,环的圆心与两导线距离相等,环的直径小于两导线间距。
两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。
若A .金属环向上运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向B .金属环向下运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向C .金属环向左侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向D .金属环向右侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向 【答案】D【考点定位】楞次定律【名师点睛】解决本题的关键会用安培定则推断电流四周磁场的方向,以及学会依据楞次定律来确定感应电流的方向。
高中物理题型分类汇总含详细答案--电磁感应
高中物理题型分类汇总含详细答案--电磁感应共:15题共:48分钟一、单选题1.如图所示是等腰直角三棱柱,其中底面abcd为正方形,边长为L,它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,下面说法中正确的是()A.通过abcd平面的磁通量大小为BL2B.通过dcfe平面的磁通量大小为C.通过abfe平面的磁通量大小为D.磁通量有正负,所以是矢量2.一面积为S的线圈,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,则穿过线圈的磁通量为()A.0;B.B/S;C.S/B;D.BS3.如图所示,a、b两个线圈,它们的半径之比为1:2,匝数之比为2:1,圆形匀强磁场B 的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A.1:1B.1:2C.2:1D.1:44.如图,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环。
圆环初始时静止。
将图中开关S由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到()A.拨至M端或N端,圆环都向左运动B.拨至M端或N端,圆环都向右运动C.拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动D.拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动5.如图所示,两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反。
金属圆环的直径与两磁场的边界重合。
下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是()A.同时增大减小B.同时减小增大C.同时以相同的变化率增大和D.同时以相同的变化率减小和6.关于磁通量,下列说法正确的是()A.穿过某个面的磁通量为零,该处的磁感应强度也为零B.穿过任一平面的磁通量越大,该处的磁感应强度也一定越大C.穿过某一线圈平面的磁通量越大,该线圈平面的面积一定越大D.当闭合线圈平面跟磁场方向平行时,穿过这个线圈平面的磁通量一定为零7.如图甲所示,绝缘的水平桌面上放置一金属圆环,在圆环的正上方放置一个螺线管,在螺线管中通入如图乙所示的电流,电流从螺线管a端流入为正.以下说法正确的是()A.0~1s内圆环面积有扩张的趋势B.1s末圆环对桌面的压力小于圆环的重力C.1~2s内和2~3s内圆环中的感应电流方向相反D.从上往下看,0~2s内圆环中的感应电流先沿顺时针方向、后沿逆时针方向8.竖直放置的直角三角形金属框abc,以水平速度v匀速通过有界匀强磁场,磁场方向水平,如图所示,线框电阻为R。
高考电磁感应专题汇编(含答案)
磁场对电流的作用1. 如图所示,两根长直通电导线互相平行,电流方向相同,它们的截面处于一个等边三角形abc 的顶点a 、b 处。
两通电导线在c 处的磁场的磁感应强度的值都是B ,则 c 处磁场的总磁感应强度是( ) A 、2B B 、B C 、0 D 、B 32. 如图所示,垂直纸面放置的两根直导线a 和b 的位置固定并通有相等的电流I 。
在a 、b 连线的中垂线上放有另一直导线c ,导线c 与导线a 、b 所在的平面垂直,c 可以自由运动。
当c 中通入电流I 1时,c 并未发生运动,则可以判定a 、b 中的电流 ( ) A 、方向相同,都向里 B 、方向相同,都向外 C 、方向相反D 、只要a 、b 中有电流,c 就不可能静止3. 如图3,质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于O 、O ’,并处于匀强磁场中。
当导线中通以沿x 正方向的电流I ,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ。
则磁感应强度的方向和大小可能为( )A .z 正向,mgIL tan θ B .y 正向,mgILC .z 负向,mgILtan θD .沿悬线向上,mgILsin θ4. 如图所示,ABC 为与匀强磁场垂直的边长为a 的等边三角形,磁场垂直纸面向外,比荷为e/m 的电子以速度v 0从A 点沿AB 方向射入,现欲使电子能经过BC 边,则磁感应强度B 的取值应为( )A .B>3mv 0ae B .B<2mv 0aeC .B<3mv 0ae D .B>2mv 0ae5. 如图所示,在匀强磁场中附加另一匀强磁场,附加磁场位于图中阴影区域,附加磁场区域的对称轴OO′与SS′垂直。
a 、b 、c 三个质子先后从S 点沿垂直于磁场的方向射入磁场,它们的速度大小相等,b 的速度方向与SS′垂直,a 、c 的速度方向与b 的速度方向间的夹角分别为,且。
三个质子经过附加磁场区域后能达到同一点S′,则下列说法中正确的有( )αβ、αβ>A .三个质子从S 运动到S′的时间相等B .三个质子在附加磁场以外区域运动时,运动轨迹的圆心均在OO′轴上C .若撤去附加磁场,a 到达SS′连线上的位置距S 点最近D .附加磁场方向与原磁场方向相同6. 如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域,一质量为m 、电荷量为e 的电子从y 轴上a(0,L)点以初速度v 0平行于x 轴正方向射入磁场,经磁场偏转后从x 轴上的b 点射出磁场,此时速度的方向与x 轴正方向的夹角为60°,且此磁场区域恰好是满足此电子偏转的最小圆形磁场区域(此最小圆形磁场未画出),下列说法正确的是:( ) A .此圆形磁场区域边界不会经过原点OB .电子在磁场中运动的时间为2πL 3v 0C .该圆形磁场区域的圆心坐标为(3L 2,L 2) D .电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0,-2L) 7. 两个电荷量分别为q 和-q 的带电粒子分别以速度v a 和v b 射入匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°,磁场宽度为d,两粒子同时由A 点出发,同时到达B 点,如图6所示,则()A.a 粒子带正电,b 粒子带负电B.两粒子轨道半径之比R a ∶R bC.两粒子质量之比m a ∶m b =1∶2D.两粒子的速度之比v a ∶v b =1∶28. 有两根长直导线a 、b 互相平行放置,图所示为垂直于导线的截面图。
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)
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。
电磁感应综合问题(解析版)--2024年高考物理大题突破优选全文
电磁感应综合问题1.掌握应用动量定理处理电磁感应问题的思路。
2.掌握应用动量守恒定律处理电磁感应问题的方法。
3.熟练应用楞次定律与法拉第电磁感应定律解决问题。
4.会分析电磁感应中的图像问题。
5.会分析电磁感应中的动力学与能量问题。
电磁感应中的动力学与能量问题1(2024·河北·模拟预测)如图甲所示,水平粗糙导轨左侧接有定值电阻R =3Ω,导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B =1T ,导轨间距L =1m 。
一质量m =1kg ,阻值r =1Ω的金属棒在水平向右拉力F 作用下由静止开始从CD 处运动,金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.25,金属棒的v -x 图像如图乙所示,取g =10m/s 2,求:(1)x =1m 时,安培力的大小;(2)从起点到发生x =1m 位移的过程中,金属棒产生的焦耳热;(3)从起点到发生x =1m 位移的过程中,拉力F 做的功。
【答案】(1)0.5N ;(2)116J ;(3)4.75J 【详解】(1)由图乙可知,x =1m 时,v =2m/s ,回路中电流为I =E R +r =BLv R +r=0.5A安培力的大小为F 安=IBL =0.5N (2)由图乙可得v =2x金属棒受到的安培力为F A =IBL =B 2L 2v R +r=x2(N )回路中产生的焦耳热等于克服安培力做的功,从起点到发生x =1m 位移的过程中,回路中产生的焦耳热为Q =W 安=F A x =0+0.52×1J =0.25J金属棒产生的焦耳热为Q 棒=r R +rQ =116J(3)从起点到发生x =1m 位移的过程中,根据动能定理有W F -W 安-μmgx =12mv 2解得拉力F 做的功为W F =4.75J1.电磁感应综合问题的解题思路2.求解焦耳热Q 的三种方法(1)焦耳定律:Q =I 2Rt ,适用于电流恒定的情况;(2)功能关系:Q =W 克安(W 克安为克服安培力做的功);(3)能量转化:Q =ΔE (其他能的减少量)。
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全真高考+名校模拟物理试题分项解析1.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.【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国II卷)【答案】 D第一过程从①移动②的过程中左边导体棒切割产生的电流方向是顺时针,右边切割磁感线产生的电流方向也是顺时针,两根棒切割产生电动势方向相同所以,则电流为,电流恒定且方向为顺时针,再从②移动到③的过程中左右两根棒切割磁感线产生的电流大小相等,方向相反,所以回路中电流表现为零,然后从③到④的过程中,左边切割产生的电流方向逆时针,而右边切割产生的电流方向也是逆时针,所以电流的大小为,方向是逆时针点睛:根据线圈的运动利用楞次定律找到电流的方向,并计算电流的大小从而找到符合题意的图像。
2.如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中心,O为圆心。
轨道的电阻忽略不计。
OM是有一定电阻。
可绕O转动的金属杆。
M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。
空间存在半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,现使OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'(过程Ⅱ)。
在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等,则等于()A.B.C.D. 2【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(新课标I卷)【答案】 B【解析】本题考查电磁感应及其相关的知识点。
过程I回路中磁通量变化△Φ1=BπR2,设OM的电阻为R,流过OM的电荷量Q1=△Φ1/R。
过程II回路中磁通量变化△Φ2=(B’-B)πR2,流过OM的电荷量Q2=△Φ2/R。
Q2= Q1,联立解得:B’/B=3/2,选项B正确。
【点睛】此题将导体转动切割磁感线产生感应电动势和磁场变化产生感应电动势有机融合,经典中创新。
11.(多选)如图所示,竖直放置的形光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d,磁感应强度为B.质量为m的水平金属杆由静止释放,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g.金属杆()A. 刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下B. 穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间C. 穿过两磁场产生的总热量为4mgdD. 释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(江苏卷)【答案】 BC点睛:本题以金属杆在两个间隔磁场中运动时间相等为背景,考查电磁感应的应用,解题的突破点是金属棒进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等,而金属棒在两磁场间运动时只受重力是匀加速运动,所以金属棒进入磁场时必做减速运动。
12.(多选)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【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(全国III卷)【答案】 AC点睛此题以交变电流图象给出解题信息,考查电磁感应及其相关知识点。
解答此题常见错误主要有四方面:一是由于题目以交变电流图象给出解题信息,导致一些同学看到题后,不知如何入手;二是不能正确运用法拉第电磁感应定律分析判断;三是不能正确运用楞次定律分析判断,陷入误区。
13.(多选)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【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(新课标I卷)【答案】 AD【点睛】此题中套在一根铁芯上的两个线圈,实际上构成一个变压器。
1.如图所示,PQ、MN是放置在水平面内的光滑导轨,GH是长度为L、电阻为r的导体棒,其中点与一端固定的轻弹簧连接,轻弹簧的劲度系数为k.导体棒处在方向向下、磁感应强度为B的匀强磁场中.图中E是电动势为E、内阻不计的直流电源,电容器的电容为C.闭合开关,待电路稳定后,下列选项正确的是A. 导体棒中电流为B. 轻弹簧的长度增加C. 轻弹簧的长度减少D. 电容器带电量为【来源】【全国百强校】福建省厦门市外国语学校2018届高三下学期5月适应性考试(最后压轴模拟)理综物理试题【答案】 D【点睛】电路稳定后电容器相当于断路,根据欧姆定律求导体棒中的电流,由Q=CU求电容器的带电量.2.超导体的电阻为零,现有一个本来无电流的固定的超导体圆环如图所示,虚线为其轴线,在其右侧有一个条形永磁体,当永磁体从右侧远处沿轴线匀速穿过该圆环直至左侧远处的过程中,下列I-t图所反映的电流情况合理的是哪个?假设磁体中心刚好处于圆环中心为零时刻,从右向左看逆时针电流规定为正方向( )A. AB. BC. CD. D【来源】【全国百强校】湖北省荆州中学2018届高三全真模拟考试(二)理综物理试题【答案】 A3.如图甲所示,在倾角a=370的光滑平行导轨上,有一长度恰等于导轨宽度的均匀导体棒AB,平行于斜面底边CD由静止释放。
导轨宽度L=10cm,在AB以下距离AB为x1的区域内有垂直于导轨的匀强磁场,该区域面积S=0.3m2,匀强磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,导体棒AB在t=1s时进入磁场区域,并恰好做匀速直线运动,已知导体棒AB的电阻r等于电阻R=6Ω,导轨足够长,重力加速度g=10m/s2,则A. 异体棒AB在磁场外运动时没有感应电流产生B. 位移x1为3mC. 导体棒AB进入磁场后感应电动势为0.6VD. 在前2s内电路中产生的内能为0.15J【来源】黑龙江省齐齐哈尔市2018届高三第三次模拟考试理综物理试题【答案】 B【解析】A. 导体棒没有进入磁场区域时穿过回路的磁感应强度不断增大,闭合回路的磁通量发生变化,回路产生感应电流,故A错误;B. 导体棒没有进入磁场前, 由牛顿第二定律得:mg sinα=ma, 解得:a=6m/s2, 导体棒进入磁场前做初速度为零的匀加速直线运动, 则,故B正确;C. 导体棒进入磁场时的速度:v=at=6×1=6m/s,由图 2 所示图象可知,导体棒进入磁场后磁场的磁感应强度B=2T,感应电动势:,故C错误;4.如图所示,间距为L的足够长的平行金属导轨固定在斜面上,导轨一端接入阻值为R的定值电阻,t=0时,质量为m的金属棒由静止开始沿导轨下滑,t=T时,金属棒的速度恰好达到最大值vm,整个装置处于垂直斜面向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,金属棒及导轨的电阻不计,下列说法正确的是( )A. 2Tt =时,金属棒的速度大小为2m v B. 0~T 的过程中,金属棒机械能的减少量等于R 上产生的焦耳热 C. 电阻R 在0~2T 内产生的焦耳热小于2T~T 内产生的焦耳热 D. 金属棒0~2T 内机械能的减少量大于2T~T 内机械能的减少量 【来源】普通高等学校2018届高三招生全国统一考试模拟试题(二)理科综合物理试题 【答案】 C【解析】A 项:速度达到最大值m v 前金属棒做加速度减小的加速运动,故相同时间内速度的增加量减小,所以2Tt =时,金属棒的速度大于2m v ,故A 错误; B 项:由能量守恒, 0T ~的过程中,金属棒机械能的减小等于R 上产生的焦耳热和金属棒与导轨间摩擦生热之和,故B 错误; C 项: 02T ~内金属棒的位移小于2T T ~的位移,金属棒做加速运动,其所受安培力增大,所以2TT ~内金属棒克服安培力做功更多,产生的电能更多,电阻R 上产生的焦耳热更多,故C 正确; D 项:2T T ~内的位移比02T ~内的位移大,故2TT ~内滑动摩擦力对金属棒做功多,由功能关系得f W Q E +=∆,2TT ~内金属棒机械能的减小量更多,故D 错误。
点晴:解决本题关键理解导体棒克服安培力做功等整个回路中产生的焦耳热,注意导体棒与导轨间还有摩擦产生热量,综合功能关系即可求解。
5.如图,两同心圆环A 、B 置于同一水平面上,其中B 为均匀带负电绝缘环,A 为导体环.当B 绕环心转动时,导体环A 产生顺时针电流且具有扩展趋势,则B 的转动情况是()A. 顺时针加速转动B. 顺时针减速转动C. 逆时针加速转动D. 逆时针减速转动【来源】【全国百强校】北京市北京大学附中中学高三4月模拟仿真预测理科综合物理试题【答案】 A6.两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置,顶端接一电阻R,导轨所在平面与匀强磁场垂直。
将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接,金属棒和导轨接触良好,重力加速度为g,如图所示。
现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则( )A. 金属棒在最低点的加速度小于gB. 回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量C. 当弹簧弹力等于金属棒的重力时,金属棒下落速度最大D. 金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度【来源】北京市人大附中2017-2018学年下学期高二第一次月考物理试卷【答案】 AD考点:能量守恒定律;楞次定律【名师点睛】本题运用力学的方法分析金属棒的运动情况和受力情况及功能关系,金属棒的运动情况:先向下做加速运动,后向下做减速运动,当重力、安培力与弹簧的弹力平衡时,速度最大.此题的难点是运用简谐运动的对称性分析金属棒到达最低点时的加速度与g的关系。
7.如图甲所示,一对间距为l=20cm的平行光滑导轨放在水平面上,导轨的左端接R=1Ω的电阻,导轨上垂直放置一导体杆,整个装置处在磁感应强度大小为B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下。
杆在沿导轨方向的拉力F作用下做初速为零的匀加速运动。
测得力F与时间t的关系如图乙所示。
杆及两导轨的电阻均可忽略不计,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,则杆的加速度大小和质量分别为( )A. 20m/s2 0.5kgB. 20m/s2 0.1kgC. 10m/s2 0.5kgD. 10m/s2 0.1kg【来源】【全国校级联考】百校联盟2018年高考名师猜题保温金卷物理试题(5月26日下午)【答案】 D【解析】导体杆在轨道上做初速度为零的匀加速直线运动,用v表示瞬时速度,t表示时间,则杆切割磁感线产生的感应电动势为:,闭合回路中的感应电流为,由安培力公式和牛顿第二定律得:,由以上三式得,在乙图线上取两点,,,代入联立方程得:,,选项D正确。