2014电磁感应3

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2014年高考物理分类汇编(高考真题模拟新题)电磁感应

L单元电磁感应电磁感应现象、楞次定律14．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 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14．D [解析] 本题考查了感应电流产生的条件．产生感应电流的条件是：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电流．本题中的A、B选项都不会使电路中的磁通量发生变化，不满足产生感应电流的条件，故不正确．C选项虽然在插入条形磁铁瞬间电路中的磁通量发生变化，但是当人到相邻房间时，电路已达到稳定状态，电路中的磁通量不再发生变化，故观察不到感应电流．在给线圈通电、断电瞬间，会引起闭合电路磁通量的变化，产生感应电流，因此D选项正确．8．(16分)[2014·重庆卷] 某电子天平原理如题8图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接，当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量，已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g.问题8图(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C 端还是从D 端流出？(2)供电电流I 是从C 端还是D 端流入？求重物质量与电流的关系．(3)若线圈消耗的最大功率为P ，该电子天平能称量的最大质量是多少？8．[答案] (1)从C 端流出 (2)从D 端流入2nBIL g (3)2nBL g P R本题借助安培力来考查力的平衡，同时借助力的平衡来考查受力平衡的临界状态．[解析] (1)感应电流从C 端流出．(2)设线圈受到的安培力为F A ，外加电流从D 端流入．由F A ＝mg 和F A ＝2nBIL得m ＝2nBL gI (3)设称量最大质量为 m 0.由m ＝2nBL gI 和P ＝I 2R 得m 0＝2nBL g P R15．、[2014·广东卷] 如图8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15．C [解析] 磁块在铜管中运动时，铜管中产生感应电流，根据楞次定律，磁块会受到向上的磁场力，因此磁块下落的加速度小于重力加速度，且机械能不守恒，选项A 、B 错误；磁块在塑料管中运动时，只受重力的作用，做自由落体运动，机械能守恒，磁块落至底部时，根据直线运动规律和功能关系，磁块在P 中的下落时间比在Q 中的长，落至底部时在P 中的速度比在Q 中的小，选项C 正确，选项D 错误．20．[2014·全国卷] 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20．C [解析] 本题考查楞次定律、法拉第电磁感应定律．竖直圆筒相当于闭合电路，磁铁穿过闭合电路，产生感应电流，根据楞次定律，磁铁受到向上的阻碍磁铁运动的安培力，开始时磁铁的速度小，产生的感应电流也小，安培力也小，磁铁加速运动，随着速度的增大，产生的感应电流增大，安培力也增大，直到安培力等于重力的时候，磁铁匀速运动．所以C正确．3．（2014·浙江效实中学摸底）如图X212所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化，下列说法正确的是( )图X212A．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小B．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大C．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变3．AD [解析] 由法拉第电磁感应定律可知，感应电流的大小取决于磁通量的变化率，与磁感应强度的增与减无关，选项A、D正确．4．（2014·石家庄二检）法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机．如图X213所示，用紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路．转动摇柄，使圆盘逆时针匀速转动，电流表的指针发生偏转．下列说法正确的是( )。

(福建专用)2014届高考物理三轮典型专题检测卷电磁感应规律及其应用

电磁感应规律及其应用一、选择题（本题共8小题，每小题8分，共64分。

每小题只有一个选项正确）1.朝南的钢窗原来关着，今将它突然朝外推开，转过一个小于90°的角度，考虑到地球磁场的影响，则钢窗活动的一条边中（西边）（）A.有自下而上的微弱电流B.有自上而下的微弱电流C.有微弱电流，方向是先自上而下，后自下而上D.有微弱电流，方向是先自下而上，后自上而下2.（2013·北京高考）如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。

则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为（）A.c→a，2∶1B.a→c，2∶1C.a→c，1∶2D.c→a，1∶23.（2013·孝感一模）如图甲所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的铜圆环，规定从上向下看时，铜环中的感应电流I沿顺时针方向为正方向。

图乙表示铜环中的感应电流I随时间t变化的图像，则磁场B随时间t变化的图像可能是图中的（）一只电压表，用来测自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应先（）A.断开S1B.断开S2C.拆除电流表D.拆除电阻R5.（2013·烟台一模）如图甲所示，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应角三角形导线框ABC（BC边的长度为a）从图示位置向右匀速穿过磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中感应电流i、BC两端的电压U BC与线框移动的距离x的关系图像正确的是（）6.假设两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，如图所示，一导线与两导轨相连，磁感应强度的大小为B的匀强磁场与导轨平面垂直。

一电阻为R、质量为m的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。

导体棒进入磁场后速度减小，最终稳定时离磁场上边缘的距离为H，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。

【优化探究】2014年新课标高考总复习人教物理选修3-2电磁感应.10-3

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(2)根据串联电阻的正比分压关系， E＝3 V，当照度降低至 1.0 lx 时，其电压升至 2 V，由图线知，此时光敏电阻 RG＝20 kΩ，URG＝2 V，串 URG RG RG 联电阻分压 UR＝1 V，由＝＝2 得：R＝＝10 kΩ，故选定值电 UR R 2 阻 R1，电路原理图如图所示．
(4)用手掌(或黑纸)遮光时电阻值又是多少？并记录．
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2．数据处理把记录的结果填入下表中，根据记录数据分析光敏电阻的特性.
山结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化，光照增强电阻变小，东金光照减弱电阻变大．太阳书业有限公司
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类型三创新实验设计【例3】传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)，显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成．压力传感器表面能承受的最大压强为1×107 Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8 V，g取10 m/s2.请回答：山东金太阳书业有限公司

专题09电磁感应三年高考(20142016)物理试题(无答案)

专题09 电磁感应-三年高考（2014-2016）物理试题一、选择题1．【2014·全国Ⅰ·3】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合成一闭合回路，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2．【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3．【2016·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4．【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5．【2016·浙江卷】如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长l a=3l b，图示区域内有垂直纸面向里的均强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流B．a、b线圈中感应电动势之比为9:1C．a、b线圈中感应电流之比为3:4D．a、b线圈中电功率之比为3:16．【2016·全国新课标Ⅱ卷】法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。

2014高考物理考前押题电磁感应现象及电磁感应规律的应用

2014高考物理考前押题：电磁感应现象及电磁感应规律的应用(在1～9题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～9题有多项符合题目要求．)1．如图4－9－19所示，虚线MN 表示正方形金属框的一条对称轴，A 、B 、C 是三个磁感线均匀分布的有界磁场区，区内磁感应强度随时间变化的规律都满足B ＝kt ，金属框按照图示方式处在磁场中，测得金属框在A 区中的感应电流为I0，在B 区和C 区内感应电流分别为IB 、IC ，以下判断中正确的是( )．图4－9－19A ．IB ＝2I0，IC ＝2I0 B ．IB ＝2I0，IC ＝0C ．IB ＝0，IC ＝0D ．IB ＝I0，IC ＝0解析 A 、B 、C 的磁通量分别为ΦA ＝B L22，ΦB ＝BL2和ΦC ＝0，由法拉第电磁感应定律得，EA ＝k L22，EB ＝kL2和EC ＝0.回路的电阻一定，由I ＝E R，可知IB ＝2I0，IC ＝0，则选项B 正确．答案 B2．如图4－9－20，在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动，MN 中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B ，其他条件不变，MN 中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R 的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为( )．图4－9－20A ．c→a,2∶1B ．A→c,2∶1C ．A→c,1∶2D ．c→a,1∶2解析用右手定则判断出两次金属棒MN 中的电流方向为N→M，所以电阻R 中的电流方向a→c.由电动势公式E ＝Blv 可知：E1E2＝Blv 2Blv ＝12，故选项C 正确．答案 C3．如图4－9－21所示，边长为L 、电阻不计的n 匝正方形金属线框位于竖直平面内，连接的小灯泡的额定功率、额定电压分别为P 、U ，线框及小灯泡的总质量为m ，在线框的下方有一匀强磁场区域，区域宽度为l ，磁感应强度方向与线框平面垂直，其上、下边界与线框底边均水平．线框从图示位置开始静止下落，穿越磁场的过程中，小灯泡始终正常发光．则( )．图4－9－21A ．有界磁场宽度l<LB ．磁场的磁感应强度应为mgU PLC ．线框匀速穿越磁场，速度恒为P mgD ．线框穿越磁场的过程中，灯泡产生的焦耳热为mgL解析因线圈穿越磁场过程中小灯泡正常发光，故线圈匀速穿越磁场，且线框长度L 和磁场宽度l 相同，A 错；匀速穿越，故重力和安培力相等，mg ＝nBIL ＝nB P U L ，得B ＝mgU nPL，B 错；匀速穿越，重力做功的功率等于电功率，即mgv ＝P ，得v ＝P mg，C 对；线框穿越磁场时，通过的位移为2L ，且重力做功完全转化为焦耳热，故Q ＝2mgL ，D 错．答案 C4．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v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E －t 关系如图4－9－22所示．如果只将刷卡速度改为v02，线圈中的E －t 关系图可能是 ( )．图4－9－22解析当以不同速度刷卡时，磁卡的不同的磁化区经过线圈时，线圈内的磁通量的变化量ΔΦ是相同的，刷卡速度由v0变为v02时，完成相同磁通量变化的时间Δt 变为原来的2倍，由E ＝n ΔΦΔt 得线圈产生的感应电动势相应的都变为原来的12，故D 选项正确．答案 D5．两根相距为L 的足够长的金属弯角光滑导轨如图4－9－23 所示放置，它们有一边在水平面内，另一边与水平面的夹角为37°.质量均为m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，导轨的电阻不计，回路总电阻为2R ，整个装置处于磁感应强度大小为B ，方向竖直向上的匀强磁场中．当ab 杆在平行于水平导轨的拉力F 作用下以速度v 沿导轨匀速运动时，cd 杆恰好处于静止状态，重力加速度为g ，以下说法正确的是( )．图4－9－23A ．ab 杆所受拉力F 的大小为mg sin 37°B ．回路中电流为mgsin 37°BLC ．回路中电流的总功率为mgvsin 37°D ．m 与v 大小的关系为m ＝B2L2v 2Rgtan 37°解析对cd 杆，BILcos 37°＝mgsin 37°，对ab 杆，F ＝BIL ，联立解出ab 杆所受拉力F的大小为F ＝mgtan 37°，故A 错；回路中电流为I ＝mgtan 37°BL，故B 错；回路中电流的总功率为Fv ＝mgvtan 37°，故C 错；I ＝BLv 2R ，又I ＝mgtan 37°BL ，故m ＝B2L2v 2Rgtan 37°，故D 对．答案 D6．如图4－9－24所示电路，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R ，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m ，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F 的作用．金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h 的过程中，以下说法正确的是( )．图4－9－24A ．作用在金属棒上各力的合力做功为零B ．重力做的功等于系统产生的电能C ．金属棒克服安培力做的功等于电阻R 上产生的焦耳热D ．金属棒克服恒力F 做的功等于电阻R 上产生的焦耳热解析根据动能定理，合力做的功等于动能的增量，故A 对；重力做的功等于重力势能的减少，重力做的功等于克服F 所做的功与产生的电能之和，而克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热，所以B 、D 错，C 对．答案 AC7．如图4－9－25所示，一个闭合三角形导线框ABC 位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流．释放导线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中( )．图4－9－25A ．导线框中感应电流方向依次为ACBA→ABCA→ACBAB ．导线框的磁通量为零时，感应电流却不为零C ．导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上D ．导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动解析根据安培定则可知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外，下方的磁场方向垂直于纸面向里，而且越靠近导线磁场越强，所以闭合导线框ABC 在下降过程中，导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大，当增大到BC 边与导线重合时，达到最大，再向下运动，导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零，然后随导线框的下降，导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大，当增大到A 点与导线重合时，达到最大，继续下降时由于导线框逐渐远离导线，使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小，所以根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍内部磁通量的变化，所以感应电流的磁场先向内，再向外，最后向内，所以导线框中感应电流方向依次为ACBA→ABCA→ACBA，选项A 正确；当导线框内的磁通量为零时，内部的磁通量仍然在变化，有感应电动势产生，所以感应电流不为零，选项B 正确；根据对楞次定律的理解，感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动，由于导线框一直向下运动，所以导线框所受安培力的合力方向一直向上，不为零，选项C 、D 错误．答案 AB8．如图4－9－26所示，足够长的光滑斜面上中间虚线区域内有一垂直于斜面向上的匀强磁场，一正方形线框从斜面底端以一定初速度上滑，线框越过虚线进入磁场，最后又回到斜面底端，则下列说法中正确的是( )．图4－9－26A ．上滑过程线框中产生的焦耳热等于下滑过程线框中产生的焦耳热B ．上滑过程线框中产生的焦耳热大于下滑过程线框中产生的焦耳热C ．上滑过程线框克服重力做功的平均功率等于下滑过程中重力的平均功率D ．上滑过程线框克服重力做功的平均功率大于下滑过程中重力的平均功率解析考查电磁感应中的功能关系，本题关键是理解上滑经过磁场的末速度与下滑经过磁场的初速度相等，由切割磁感线的效果差别，得A 错，B 对．因过程中有能量损失，上滑平均速度大于下滑平均速度，用时t 上<t 下．重力做功两次相同由P ＝W t可知C 错，D 对．答案 BD9．如图4－9－27所示，间距l ＝0.4 m 的光滑平行金属导轨与水平面夹角θ＝30°，正方形区域abcd 内匀强磁场的磁感应强度B ＝0.2 T ，方向垂直于斜面．甲、乙两金属杆电阻R相同、质量均为m ＝0.02 kg ，垂直于导轨放置．起初，甲金属杆处在磁场的上边界ab 上，乙在甲上方距甲也为l 处．现将两金属杆同时由静止释放，并同时在甲金属杆上施加一个沿着导轨的拉力F ，使甲金属杆始终以a ＝5 m/s2的加速度沿导轨匀加速运动，已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，取g ＝10 m/s2，则( )．图4－9－27A ．每根金属杆的电阻R ＝0.016 ΩB ．甲金属杆在磁场中运动的时间是0.4 sC ．甲金属杆在磁场中运动过程中F 的功率逐渐增大D ．乙金属杆在磁场中运动过程中安培力的功率是0.1 W解析由牛顿第二定律可得乙金属杆的加速度a2＝gsin 30°＝5 m/s2，与甲在磁场中的加速度相同，当乙刚进入磁场时，甲恰离开磁场，由平衡条件知，mgsin 30°＝B2l2vm 2R，而vm ＝2a2l ＝2 m/s ，解得R ＝0.064 Ω，甲在磁场中运动的时间t ＝vm a＝0.4 s ，则选项A 错误，B 正确；甲在磁场中，由牛顿第二定律得，F ＋mgsin 30°－B2l2v 2R ＝ma ，则F ＝B2l2v 2R，F 的功率P ＝Fv ＝B2l2v22R随v 的增大而增大，选项C 正确；乙在磁场中做匀速运动，安培力的功率P′＝B2l2v2m 2R＝0.2 W ，则选项D 错误．答案 BC10．(2013·重庆卷，7)小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如图4－9－28所示．在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的读数为G1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计．直铜条AB 两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R.若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v 在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的读数为G2，铜条在磁场中的长度为L.图4－9－28(1)判断铜条所受安培力的方向，G1和G2哪个大．(2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小．解析 (1)铜条所受安培力的方向可由左手定则判断为竖直向上．由牛顿第三定律知，铜条会对磁铁有向下的压力，因此G2＞G1.(2)由题意知：F 安＝G2－G1，F 安＝BILI ＝BLv R解得B ＝1L G2－G1R v答案 (1)向上，G2＞G1 (2)F 安＝G2－G1，B ＝1L G2－G1R v 11．如图4－9－29所示，一对光滑的平行金属导轨(电阻不计)固定在同一水平面内，导轨足够长且间距为L ，左端接有阻值R 的电阻，一质量为m 、长度为L 的金属棒MN 放置在导轨上，棒的电阻为r ，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B ，棒在水平向右的外力作用下，由静止开始做加速运动，保持外力的功率P 不变，经过时间t 导体棒最终做匀速运动．求：图4－9－29(1)导体棒匀速运动时的速度是多少？(2)t 时间内回路中产生的焦耳热是多少？解析 (1)I ＝Blv R ＋r① F 安＝BIl ②F ＝F 安③P ＝Fv ④由①②③④得：v ＝ PR ＋r B2l2＝PR ＋r Bl(2)由能量守恒得：Pt ＝Q ＋12mv2 Q ＝Pt －12mv2＝Pt －mPR ＋r 2B2l2答案 (1)PR ＋r Bl (2)Pt －mPR ＋r 2B2l212．如图4－9－30所示，一边长为a 的正方形导线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直于导线框所在平面向里，导线框的左端通过导线接一对水平放置的金属板，两板间的距离为d ，板长l ＝3d.t ＝0时，磁场的磁感应强度从B0开始均匀增加，同时，在金属板的左侧有一质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子以v0的初速度沿两板间的中线向右射入两板间，恰好从下板的边缘射出，忽略粒子的重力作用．求：图4－9－30(1)粒子在板间运动过程，两板间的电势差．(2)粒子从两板间离开瞬间，磁感应强度B 的大小．解析 (1)射入的粒子在两板间运动，有l ＝3d ＝v0t ①qUd＝ma0②y ＝12a0t2＝d 2 ③由以上各式解得两板间的电势差U ＝mv209q④ (2)由法拉第电磁感应定律得U ＝ΔΦΔt ＝a2ΔB Δt⑤ 因磁感应强度均匀增大，所以有ΔB Δt ＝B －B0t⑥ 由以上各式解得粒子从板间离开瞬间，磁感应强度B ＝B0＋mv0d 3qa2⑦ 答案 (1)mv209q(2)B0＋mv0d 3qa2。

2014年最近3年高考分类汇编之专题十一电磁感应

专题十一电磁感应高考试题考点一电磁感应现象楞次定律★★★1.(2013年新课标全国卷Ⅱ,19,6分)在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用.下列叙述符合史实的是( )A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电和磁之间存在联系B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说C.法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,会出现感应电流D.楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,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解析:奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电和磁之间的关系,选项A正确;根据通电螺线管产生的磁场与条形磁铁的磁场相似性,安培提出了磁性是分子内环形电流产生的,即分子电流假说,选项B正确;法拉第探究磁产生电的问题,发现导线中电流“通、断”时导线附近的固定导线圈中出现感应电流,而导线中通有恒定电流时导线圈中不产生感应电流,选项C错误;楞次定律指出感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,选项D正确.答案:ABD2.(2012年山东理综,14,5分)以下叙述正确的是( )A.法拉第发现了电磁感应现象B.惯性是物体的固有属性,速度大的物体惯性一定大C.牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因D.感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒定律的必然结果解析:法拉第最早发现了电磁感应现象,A正确;惯性是物体的固有属性,质量是物体惯性大小的唯一量度,B 错误;伽利略通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因,C错误;自然界任何过程都遵循能量守恒定律,D正确.答案:AD点评：本题难度不大,物理学史是近几年许多省高考的必考内容,也就要求今后在备考中要加强物理学史的学习,通过物理学史的学习使学生热爱科学,学习严谨的科学态度.3.(2011年海南卷,7,4分)自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献.下列说法正确的是( )A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系B.欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系C.法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系D.焦耳发现了电流的热效应,定量给出了电能和热能之间的转换关系解析:奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电与磁之间的联系,A正确;欧姆发现了欧姆定律,说明了纯电阻电路电流和电压之间存在联系,B错误;法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系,C正确;焦耳发现了电流的热效应,定量给出了电能和热能之间的转换关系,D正确.答案:ACD4.(2011年上海卷,13,3分)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:b 中为顺时针电流,由安培定则知,感应电流的磁场方向垂直纸面向里;b 环有收缩趋势,说明原磁场磁通量减少,方向垂直纸面向里,a 环中的电流减小;a 环带正电,由楞次定律知,a 环顺时针减速运动. 答案:B点评：本题综合考查了楞次定律和安培定则的应用,正确分析感应电流磁场方向及b 环收缩的原因是解题的关键.考点二法拉第电磁感应定律自感 ★★★1.(2013年北京理综,17,6分)如图所示,在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动,MN 中产生的感应电动势为E 1;若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN 中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R 的电流方向及E 1与E 2之比E 1∶E 2分别为( )A.c →a,2∶1B.a →c,2∶1C.a →c,1∶2D.c →a,1∶2 解析:根据右手定则或楞次定律,知通过电阻R 的电流方向为a →c;由法拉第电磁感应定律E=Blv 知E 1=Blv,E 2=2Blv,则E 1∶E 2=1∶2,故选项C 正确,A 、B 、D 错误.答案:C2.(2013年天津理综,3,6分)如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框abcd,ab 边长大于bc 边长,置于垂直纸面向里、边界为MN 的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于MN.第一次ab 边平行MN 进入磁场,线框上产生的热量为Q 1,通过线框导体横截面的电荷量为q 1;第二次bc 边平行MN 进入磁场,线框上产生的热量为Q 2,通过线框导体横截面的电荷量为q 2,则( )A.Q 1>Q 2,q 1=q 2B.Q 1>Q 2,q 1>q 2C.Q 1=Q 2,q 1=q 2D.Q 1=Q 2,q 1>q 2解析:设线框ab 边长为L 1,bc 边长为L 2,进入磁场的速度为v,电阻为R,ab 边平行MN 进入磁场时,根据能量守恒,线框进入磁场的过程中产生的热量等于产生的电能,即Q 1=2221B L v R ·2L v =2212B L vL R,通过线框导体横截面的电荷量q 1=R ∆Φ=12BL L R ;同理得bc 边平行MN 进入磁场时,Q 2=222B L v R·L 1,q 2=R ∆Φ=12BL L R ,则q 1=q 2,由于L 1>L 2,因此Q 1>Q 2,选项A 正确.答案:A点评：此题也可用安培力做功求解,线框中产生的热量等于克服安培力所做的功,注意安培力应为恒力;电荷量q 仅由回路电阻和磁通量变化决定,与磁通量发生变化的时间无关.3.(2013年浙江理综,15,6分)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( )解析:由公式E=Blv 可知,当刷卡速度减半时,线圈中的感应电动势最大值减半,且刷卡所用时间加倍,故选项D 正确.答案:D4.(2012年新课标全国理综,19,6分)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,磁感应强度随时间的变化率B t∆∆的大小应为( )A.04πB ωB.02πB ωC.0πB ωD.02πB ω解析:当线框绕过圆心O 的转动轴以角速度ω匀速转动时,由于面积的变化产生感应电动势,从而产生感应电流,即I 1=E R =R t Φ∆∆=0B S R t ∆∆=202B r Rω,当线圈不动,磁感应强度变化时,I 2=R t Φ∆∆=BS R t ∆∆=2π2B r R t ∆∆,因I 1=I 2,可得B t∆∆=0πB ω,C 正确. 答案:C点评：本题考查法拉第电磁感应定律的应用,涉及两种类型公式的选用.解题时关键是要求学生能利用公式得到电流的表达式,注意本题的动生电动势是直径切割磁感线,而不是半径.5.(2011年广东理综,15,4分)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是( )A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同解析:根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与线圈的匝数成正比,与磁通量的变化率成正比,与磁通量大小无关,故A 、B 错误,C 正确;根据楞次定律,感应电流产生的磁场方向可能与原磁场方向相同,也可能相反,D 错误.答案:C6.(2011年北京理综,19,6分)某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁芯的线圈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.线圈的自感系数较大解析:线圈L 要阻碍通过它的电流变化.断电时,要阻碍其中的电流减小,L 中电流要比断电前的电流小,并且通过灯泡形成一个回路,若L 中电流断电前比灯泡中电流大,此时L 中电流虽减小,但仍比灯泡断电前电流大,灯泡就会闪亮一下.要实现L 中电流比小灯泡电流大,根据欧姆定律可知,L 的电阻比小灯泡电阻要小,从而判定出C 正确.答案:C7.(2010年浙江理综,19,6分)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(甲)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(乙)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2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2πr 2/d 解析:由题图(乙)知第2秒内,磁场向内并均匀减小,由楞次定律知,环中电流方向为顺时针,因而上极板带正电,A 项正确;第3秒内磁场向外且均匀增大.由楞次定律知,环中电流方向为顺时针,上极板仍带正电,B 项错误;同理,第1秒内上极板带负电,此微粒2秒内先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动,加速度大小不变,运动方向不变,C 项错误;由法拉第电磁感应定律知,电路中感应电动势为E 感=tΦ∆∆=0.1πr 2,场强为E=E d感=0.1πr 2/d,D 项错误. 答案:A8.(2013年江苏卷,13,15分)如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直.已知线圈的匝数N=100,边长ab=1.0 m 、bc=0.5 m,电阻r=2 Ω.磁感应强度B 在0～1 s 内从零均匀变化到0.2 T.在1～5 s 内从0.2 T 均匀变化到-0.2 T,取垂直纸面向里为磁场的正方向.求:(1)0.5 s 时线圈内感应电动势的大小E 和感应电流的方向;(2)在1～5 s 内通过线圈的电荷量q;(3)在0～5 s 内线圈产生的焦耳热Q.解析:(1)感应电动势E 1=N 11t Φ∆∆, 磁通量的变化量ΔΦ1=ΔB 1S解得E 1=N 11B S t ∆∆, 代入数据得E 1=10 V,感应电流的方向为a →d →c →b →a.(2)同理可得E 2=N 22B S t ∆∆, 感应电流I 2=2E r ,电荷量q=I 2Δt 2 解得q=N 2B S r∆,代入数据得q=10 C. (3)0～1 s 内的焦耳热Q 1=21I r Δt 1,且I 1=1E r,1～5 s 内的焦耳热Q 2=22I r Δt 2 0～5 s 内焦耳热Q=Q 1+Q 2,代入数据得Q=100 J.答案:(1)10 V a →d →c →b →a(2)10 C (3)100 J考点三电磁感应中的图像问题 ★★★1.(2013年新课标全国卷Ⅰ,17,6分)如图,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab 、ac 和MN,其中ab 、ac 在a 点接触,构成“V ”字型导轨.空间存在垂直于纸面的均匀磁场.用力使MN 向右匀速运动,从图示位置开始计时,运动中MN 始终与∠bac 的平分线垂直且和导轨保持良好接触.下列关于回路中电流i 与时间t 的关系图线.可能正确的是( )解析:设开始时MN 距a 点距离为x 0,向右匀速运动的速度为v,金属棒电阻率为ρ,截面积为S,∠bac=2θ.在t 时刻MN 产生的感应电动势为:E=Blv=B ·2(x 0+vt)tan θ·v=2Bv(x 0+vt)tan θ,回路中电阻为R= ρ()0022tan cos x vt x vt S θθ+++=()02x vt S +1tan cos θθ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,由I=E R 可得i=()sin 1sin BvS θρθ+,即电流保持不变,故选项A 正确.答案:A点评：本题将电磁感应、电阻定律及电路结合,考查考生对电阻定律和法拉第电磁感应定律的应用能力.2.(2013年新课标全国卷Ⅱ,16,6分)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,可能正确描述上述过程的是( )解析:线框进入和离开磁场时,穿过线框的磁通量发生变化产生感应电流,磁场对线框的安培力阻碍线框运动,使线框速度减小,由E=BLv 、I=E R及F=BIL=ma 可知安培力减小,加速度减小,当线框完全进入磁场后穿过线框的磁通量不再变化,不产生感应电流,不受安培力,线框做匀速直线运动,故选项D 正确.答案:D3.(2013年大纲全国卷,17,6分)纸面内两个半径均为R 的圆相切于O 点,两圆形区域内分别存在垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度大小相等、方向相反,且不随时间变化.一长为2R 的导体杆OA 绕过O 点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转,角速度为ω.t=0时,OA 恰好位于两圆的公切线上,如图所示,若选取从O 指向A 的电动势为正,下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是( )解析:当导体杆顺时针转动切割圆形区域中的磁感线时,由右手定则可知电动势由O 指向A,即为正值,选项D 错误;切割过程中产生的感应电动势E=BL v =12BL 2ω,其中L=2Rsin ωt,如图所示,则E=2B ωR 2sin 2ωt,由此可知选项A 、B 错误,选项C 正确.答案:C点评：本题中导体杆切割磁感线,导体杆中一定产生感应电动势,电动势与电路是否闭合无关;电动势的方向可由右手定则加以判断,即认为电路闭合,判断导体杆内电流方向,即为电动势方向.4.(2013年山东理综,18,5分)将一段导线绕成图(甲)所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内,回路的ab 边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中.回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B 随时间t 变化的图像如图(乙)所示.用F 表示ab 边受到的安培力,以水平向右为F 的正方向,能正确反映F 随时间t 变化的图像是( )解析:0～2T 时间内,回路的圆环区域内垂直纸面的磁场Ⅱ的磁感应强度随时间先均匀减小后反向均匀增大,根据法拉第电磁感应定律及楞次定律可得回路的圆环区域产生大小恒定的、顺时针方向的感应电流,导线ab 中的电流方向由b →a,根据左手定则,ab 边在匀强磁场Ⅰ中受到水平向左的恒定的安培力;同理可得 2T ～T 时间内,ab 边在匀强磁场Ⅰ中受到水平向右的恒定的安培力,故选项B 正确. 答案:B点评：考查电磁感应中的图像问题,并利用法拉第电磁感应定律及楞次定律、左手定则处理电磁感应问题的能力.5.(2012年福建理综,18,6分)如图(甲),一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合.若取磁铁中心O为坐标原点,建立竖直向下为正方向的x轴,则图(乙)中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图像是( )解析:由条形磁铁的磁感线分布图知,从圆环下落处至O点,磁场的水平分量先增加后减小至0,磁场的增加与减小都不是线性的,且磁场方向向外,从O点以下,磁场的水平分量向里,先增加后减小,磁场的增加与减小也不是线性的,铜环加速下滑,由i=BlvR判定电流变化不是线性的,A错误;关于O点的对称点,下面的速度大于上面的速度,磁感应强度的水平分量B大小相同,则下边的电流大于上边电流,B正确.由于关于O点的对称点速度大小不同,则电流不同,C错误;在O点的上方与下方,磁感应强度的水平分量方向相反,根据右手定则,电流方向也应该相反,D错误.答案:B点评： (1)掌握常见磁体的磁感线分布是解此题的关键.(2)挖掘题目中的隐含条件,例如,磁感应强度的水平分量B关于O点对称,大小相等,方向相反;由于重力大于安培力,铜环加速下落.6.(2012年课标全国理综,20,6分)如图,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行.已知在t=0到t=t1的时间间隔内,直导线中电流i发生某种变化,而线框中的感应电流总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右.设电流i正方向与图中箭头所示方向相同,则i随时间t变化的图线可能是( )解析:因通电导线周围的磁场离导线越近磁场越强,而线框中左右两边电流的大小相同,而方向相反,所以受到的安培力方向相反,而导线框的左边受到的安培力大于导线框的右边受到的安培力,所以合力沿导线框左边受到的力的方向,因为线框受到的安培力的合力先水平向左,后水平向右,根据左手定则,导线框处的磁场方向先垂直纸面向里,后垂直纸面向外,根据右手螺旋定则,导线中的电流先为正,后为负,所以A正确,B、C、D错误.答案:A7.(2010年北京理综,19,6分)在如图(甲)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i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图像是图(乙)中的( )解析:S闭合前,i1=0,i2=0,S闭合后,流过L1的电流从零缓慢增大到稳定值I.流过L2的电流立即增大到稳定值I.故B正确.答案:B8.(2011年海南卷,6,6分)如图所示,EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界,其中EO∥E′O′,FO∥F′O′,且EO⊥OF;OO′为∠EOF的角平分线,OO′间的距离为l;磁场方向垂直于纸面向里.一边长为l的正方形导线框沿O′O方向匀速通过磁场,t=0时刻恰好位于图示位置.规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是( )解析:当线框左边进入磁场时,线框上的电流方向为逆时针,直至线框右边完全进入磁场;当右边一半进入磁场,左边一半开始出磁场,此后线圈中的电流方向为顺时针.当线框左边进入磁场时,切割磁感线的有效长度均匀增加,故感应电动势、感应电流均匀增加,当左边完全进入磁场,右边还没有进入时,感应电动势、感应电流达最大,且直到右边将要进入磁场这一段时间内均不变,当右边进入磁场时,左边开始出磁场,这时切割磁感线的有效长度均匀减小,感应电动势、感应电流均减小,且左、右两边在磁场中长度相等时为零,之后再反向均匀增加至左边完全出来,到右边到达左边界时电流最大且不变,直到再次减小,故B 正确.答案:B考点四电磁感应中的力、电综合问题 ★★★★1.(2013年安徽理综,16,6分)如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5 m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1 Ω.一导体棒MN 垂直于导轨放置,质量为0.2 kg,接入电路的电阻为 1 Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0.8 T.将导体棒MN 由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN 的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6)( )A.2.5 m/s 1 WB.5 m/s 1 WC.7.5 m/s 9 WD.15 m/s 9 W解析:小灯泡稳定发光时,导体棒MN 匀速运动,所受合力为零,在沿斜面方向上:mgsin 37°-μmgcos 37° -BIL=0,I=BLv R 总,R 总=2 Ω,代入数据得v=5 m/s;闭合回路的总功率P=IE=IBLv,代入数据得P=2 W,小灯泡与导体棒的电阻相等,消耗的电功率相等,都为1 W,故选项B 正确.答案:B2.(2013年四川理综,7,6分)如图所示,边长为L 、不可形变的正方形导线框内有半径为r 的圆形磁场区域,其磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B=kt(常量k>0).回路中滑动变阻器R 的最大阻值为R 0,滑动片P 位于滑动变阻器中央,定值电阻R 1=R 0、R 2=02R .闭合开关S,电压表的示数为U,不考虑虚线MN 右侧导体的感应电动势,则( )A.R 2两端的电压为7UB.电容器的a 极板带正电C.滑动变阻器R 的热功率为电阻R 2的5倍D.正方形导线框中的感应电动势为kL 2解析:根据串、并联电路特点,虚线MN 右侧电路部分的总电阻R=R 0+02R +04R =74R 0.回路的总电流I=U R =047U R ,由于R 2=02R ,所以通过R 2的电流I 2=2I =027U R ,所以R 2两端电压U 2=I 2R 2=027U R ·02R =17U,选项A 正确;根据楞次定律可知,回路中的电流为逆时针方向,即流过R 2的电流方向向左,所以电容器b 极板带正电,选项B 错误;根据P=I 2R,滑动变阻器R 的热功率P=I 202R +22I ⎛⎫ ⎪⎝⎭02R =58I 2R 0,电阻R 2的热功率P 2=22I ⎛⎫ ⎪⎝⎭R 2=18I 2R 0=15P,选项C 正确;根据法拉第电磁感应定律得,线框中产生的感应电动势E=t Φ∆∆=B tS=k πr 2,选项D 错误. 答案:AC 点评：本题考查知识点较多,涉及到楞次定律、法拉第电磁感应定律的计算、串并联电路的特点及电路中的欧姆定律和功率计算的知识,对学生基础知识的掌握以及推理能力的要求较高,但总体难度却不大,属于中档题.3.(2012年北京理综,19,6分)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L 、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,线圈上的套环均未动.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解析:套环跳起的原因是闭合开关的瞬间,套环中产生感应电流从而受到磁场力的作用,且磁场力大于套环的重力.该同学实验未成功的原因,可能是选用了非导体材料的套环.D 项正确.答案:D4.(2012年山东理综,20,5分)如图所示,相距为L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,上端接有定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B.将质量为m 的导体棒由静止释放,当速度达到v 时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率恒为P,导体棒最终以2v 的速度匀速运动.导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g.下列选项正确的是( )A.P=2mgvsin θB.P=3mgvsin θC.当导体棒速度达到2v 时加速度大小为2g sin θD.在速度达到2v 以后匀速运动的过程中,R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功解析:当导体棒以速度v 匀速下滑时,满足:22B L v R=mgsin θ 当导体棒以速度2v 匀速下滑时,满足: 222B L v R ⋅=mgsin θ+F两式联立解得:F=mgsin θ,则拉力F 的功率P=F ·2v=2mgvsin θ,A 正确,B 错误; 当导体棒以速度2v匀速下滑时, 由牛顿第二定律:mgsin θ-222B L vR =ma, 解得:a=2gsin θ,C 正确; 当导体棒以速度2v 匀速下滑时,由功能关系可知,F 做的功和重力做的功全部转化成电阻R 上产生的焦耳热,D 错误. 答案:AC点评：本题是一道综合性比较强的考题,这类问题是每年高考的必考内容,考生在备考中要充分重视. 5.(2011年福建理综,17,6分)如图,足够长的U 型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN 与PQ 平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab 由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab 棒接入电路的电阻为R,当流过ab 棒某一横截面的电量为q 时,棒的速度大小为v,则金属棒ab 在这一过程中( )A.运动的平均速度大小为12v B.下滑的位移大小为qR BLC.产生的焦耳热为qBLvD.受到的最大安培力大小为22B L vRsin θ解析:由法拉第电磁感应定律及闭合电路欧姆定律知: E=t Φ∆∆,I=E R =tR Φ∆∆,q=I ·Δt=R Φ∆=BL xR⋅, 所以位移x=qRBL,故B 正确. 因为棒不是做匀变速运动,故A 错误. 由E=BLv 和F 安=BIL 知安培力大小应为22B L vR,故D 错误. 求焦耳热应该用平均值,故C 错误. 答案:B6.(2013年重庆理综,7,15分)小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验,其装置如图所示.在该实验中,磁铁固定在水平放置的电子测力计上,此时电子测力计的读数为G 1,磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场,其余区域磁场不计.直铜条AB 的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路,总阻值为R.若让铜条水平且垂直于磁场,以恒定的速率v 在磁场中竖直向下运动,这时电子测力计的读数为G 2,铜条在磁场中的长度为L.。

2014届高考物理复习方案二轮权威课件（四川省专用）：第9讲　电磁感应（含解析，含2013高考真题）

高频考点探究
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第9讲电磁感应
变式 2 如图 4－9－5 所示，一个方向垂直于纸面向
里的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的等腰直角三角
形区域内，一固定的正方形金属框，其边长与三角形的直
角边相同，每条边的材料均相同，现在让有界匀强磁场向
高右匀速地通过金属框且金属框的下边与磁场区域的下边在
焦
了考生对法拉第电磁感应定律的理解及其应用，考查了考生
应用图像分析处理物理问题的能力．
第9讲电磁感应
考点一电磁感应的电路问题
在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化
的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源．因
此电磁感应问题往往与电路问题联系在一起．求解此类问
高题关键是要分析出电路中由电磁感应所产生的电源，并求
能力．
第9讲电磁感应
高
考
2．[2012·四川卷]半径为 a 右端开小口的导体圆环和长
真
题为 2a 的导体直杆，单位长度电阻均为 R0.圆环水平固定放
聚置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度
焦
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，
高过电流表的电流 I 与圆盘角速度 ω 的关系如图 b 所示，其
频考
中 ab 段和 bc 段均为直线，且 ab 段过坐标原点．ω >0 代
点表圆盘逆时针转动，已知：R＝3.0 Ω ，B＝1.0 T，r＝0.2
探究
m．忽略圆盘、电流表和导线的电阻．
(1)根据图 b 写出 ab、bc 段对应的 I 与 ω 的关系式；

专题10 电磁感应-2014高考物理模拟题精选分类解析(第06期)(原卷版) Word版含解析.pdf

1.．（2014年3月北京市海淀区高三适应性训练）电子感应加速器的基本原理如图所示。

在上、下两个电磁铁形成的异名磁极之间有一个环形真空室。

图甲为侧视图，图乙为真空室的俯视图。

电磁铁中通以交变电流，使两极间的磁场周期性变化，从而在真空室内产生感生电场，将电子从电子枪右端注入真空室，电子在感生电场的作用下被加速，同时在洛伦兹力的作用下，在真空室中沿逆时针方向（图乙中箭头方向）做圆周运动。

由于感生电场的周期性变化使电子只能在某段时间内被加速，但由于电子的质量很小，故在极短时间内被加速的电子可在真空室内回旋数10万以至数百万次，并获得很高的能量。

若磁场的磁感应强度B（图乙中垂直纸面向外为正）随时间变化的关系如图丙所示，不考虑电子质量的变化，则下列说法中正确的是 2. 2014河北省唐山一模）如图所示，水平传送带带动两金属杆匀速向右运动，传送带右侧与两光滑平行金属导轨平滑连接，导轨与水平面间夹角为30°，两虚线EF、GH之间有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场宽度为L，两金属杆的长度和两导轨的间距均为d，两金属杆a、b质量 B．金属杆b进入磁场后做匀速运动 C．两杆在穿过磁场的过程中，回路中产生的总热量为mgL/2 D. 两杆在穿过磁场的过程中，回路中产生的总热量为mgL 3.（20分）（2014山东省青岛二模）如图所示，两条平行的金属导轨相距L=lm，金属导轨的倾斜部分与水平方向的夹角为37°，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中．金属棒MN和PQ的质量均为m=0.2kg，电阻分别为RMN=1Ω和RPQ=2Ω．MN置于水平导轨上，与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5，PQ置于光滑的倾斜导轨上，两根金属棒均与导轨垂直且接触良好．从t=0时刻起，MN棒在水平外力F1的作用下由静止开始以a=1m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，PQ则在平行于斜面方向的力F2作用下保持静止状态．t=3s时，PQ棒消耗的电功率为8W，不计导轨的电阻，水平导轨足够长，MN始终在水平导轨上运动．求： 5．(16分) （3）金属杆刚进入磁场时，M、N两端的电压大小。

高中物理第四章电磁感应第3节楞次定律讲义含解析新人教版选修3_2

第3节楞次定律1.楞次定律的内容：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。

2．楞次定律可广义地表述为：感应电流的“效果”总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的“原因”，常见的有三种：①阻碍原磁通量的变化(“增反减同”)；②阻碍导体的相对运动(“来拒去留”)；③通过改变线圈面积来“反抗”(“增缩减扩”)。

3．闭合导体回路的一部分做切割磁感线运动时，可用右手定则判断感应电流的方向。

一、楞次定律1．探究感应电流的方向(1)实验器材：条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系)。

(2)实验现象：如图所示，在四种情况下，将实验结果填入下表。

(3)实验分析：①线圈内磁通量增加时的情况②线圈内磁通量减少时的情况表述一：当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同。

表述二：当磁铁靠近线圈时，两者相斥；当磁铁远离线圈时，两者相吸。

2．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。

二、右手定则1．内容伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。

如图所示。

2．适用范围适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。

1．自主思考——判一判(1)感应电流的磁场总与原磁场方向相反。

(×)(2)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量。

(×)(3)感应电流的磁场有可能阻止原磁通量的变化。

(×)(4)导体棒不垂直切割磁感线时，也可以用右手定则判断感应电流方向。

(√)(5)凡可以用右手定则判断感应电流方向的，均能用楞次定律判断。

(√)(6)右手定则即右手螺旋定则。

(×)2．合作探究——议一议(1)楞次定律中“阻碍”与“阻止”有何区别？提示：阻碍不是阻止，阻碍只是延缓了磁通量的变化，但这种变化仍将继续进行。

2014届高三名校物理试题解析分项汇编(新课标Ⅰ版)(第01期)专题10 电磁感应(解析版)Word版含解析

备注：新课标Ⅰ卷专版所选试题和新课标Ⅱ卷专版所选试题不重复，欢迎同时下载使用。

专题10 电磁感应（解析版）一、单项选择题1.【2014·河南省六市高中毕业班第二次联考】关于物理学家的贡献，下列说法中正确的是A．卡文迪许利用扭秤实验首先较准确地测定了静电力常量B．库仑提出了库仑定律，并最早通过实验测得元电荷e的数值C．第谷通过对行星运动的观测数据进行分析，得出了开普勒行星运动定律D．法拉第发现了电磁感应现象2．【2013·湖北省黄冈市高三5月适应性考试】人类发现电和磁的关系，经历了漫长的岁月。

1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导线下小磁针的偏转现象从而发现了电流的磁效应。

1831年，英国物理学家法拉第发现磁铁穿过闭合线圈时，线圈中有电流产生从而发现了电磁感应现象，下列相关说法正确的是A.给小磁针上方的导线通电，小磁针就会发生偏转B.导线下方小磁针偏转的角度大小只与电流的强弱有关C.线圈中感应电流的强弱与磁铁穿过线圈的速度大小有关D.线圈横截面积越大磁铁穿过时产生的感应电流越强2．C 解析：当小磁针指向与磁感线平行时小磁针不会偏转，故A错误；磁针偏转的角度大小与电流的强弱和磁性有关，故B错误；当磁铁穿过线圈的速度变大磁通量变化快感应电动势变大，电流变大，故C正确；穿过线圈的磁通量是磁铁内部的磁感线与磁铁和线圈之间的磁感线之差，故线圈面积越大电流越弱，D错误。

考点：磁场对磁体的作用，法拉第电磁感应定律.3．【2014·江西省江西师大附中高三开学摸底考试】如图所示，质量为m的金属环用线悬挂起来，金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中，从某时刻开始，磁感应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于线拉力大小的下列说法中正确的是（）A．大于环重力mg，并逐渐减小B．始终等于环重力mgC．小于环重力mg，并保持恒定D．大于环重力mg，并保持恒定4．【2014·湖北省武汉市部分学校新高三起点调研测试】如图所示，光滑水平面上存在一有界匀强磁场，圆形金属线框在水平拉力的作用下，通过磁场的左边界MN。

近三年高考全国卷一电磁感应

（2014全国一卷）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相连。

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（2014全国卷一）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间的电压如图(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（2015全国卷一）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.在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D..在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PSQ M 北南N S （2017全国卷一）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（2018全国卷一）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。

2014高考物理最后冲刺经典试题电磁感应(必考试题,含2014模拟试题).pdf

2014高考物理三轮冲刺经典试题电磁感应（必考试题,含2014模拟试题） 1.（2014重庆杨家坪中学高三下学期第一次月考物理试题，5）如图，在水平面(纸面) 内有三根相同的均匀金属棒ab、Ac和MN其中ab、ac在a点接触，构成“v” 字型导轨。

空间存在垂直于纸面的均匀碰场。

用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时．运动中MN始终与bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。

下列关于回路中电流i与时间t的关系图线．可能正确的是（? ） 2.（2014重庆名校联盟高三联合考试物理试题，5）如图所示，电阻不计的竖直光滑金属轨道PMNQ，其PMN部分是半径为r的1/4圆弧，NQ部分水平且足够长，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于PMNQ平面指向纸里. 一粗细均匀的金属杆质量为m，电阻为R，长为r，从图示位置由静止释放，若当地的重力加速度为g，金属杆与轨道始终保持良好接触，则（ ?） A．杆下滑过程机械能守恒 B．杆最终不可能沿NQ匀速运动 C．杆从释放到杆全部滑至水平轨道过程中产生的电能等于 D．杆从释放到杆全部滑至水平轨道过程中，通过杆的电荷量等于 3.（2014山西忻州一中、康杰中学、临汾一中、长治二中四校高三第三次联考理科综合试题，21）如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计。

整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。

t=0时对棒施一平行于导轨的外力F，棒由静止开始沿导轨向上运动，通过R的感应电流随时间t变化的关系如图乙所示。

下列关于穿过回路abPMa的磁通量Φ和磁通量的瞬时变化率以及ab两端的电势差Uab和通过棒的电荷量q随时间变化的图象中，正确的是（?） 4.（2014山东潍坊高三3月模拟考试理科综合试题，19）如图所示，三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向．菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直，磁场宽度与对角线AC长均为正现使线框沿AC方向匀速穿过一磁场，以逆时针方向为感应电流的正方向，则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中，线框中电流i随时间t的变化关系，以下可能正确的是（? ） 5.（2014江西重点中学协作体高三年级第一次联考，21）如图所示，两根相距为L的平行直导轨水平放置，R为固定电阻，导轨电阻不计。

2024-2025学年高中物理第一章电磁感应3法拉第电磁感应定律教案2教科版选修3-2

2. 教学难点
（1）磁通量的概念及其计算方法；
（2）感应电动势的方向判断；
（3）法拉第电磁感应定律在实际问题中的应用。
具体解释：
（1）磁通量的概念较为抽象，学生在理解上存在难度。教师应通过图示、实例等方式，帮助学生理解磁通量的含义，并掌握计算方法；
（2）感应电动势的方向判断是学生的一个常见难点，教师应总结判断方法，如右手定则等，并通过练习题巩固学生对该知识点的掌握；
（3）法拉第电磁感应定律在实际问题中的应用需要学生具备一定的综合分析能力。教师应挑选具有代表性的案例，引导学生分析问题，提高学生的综合应用能力。
在教学过程中，教师应针对重点和难点内容，采用不同的教学方法，如讲解、演示、讨论、练习等，以确保学生对核心知识的理解和掌握。同时，关注学生的个体差异，及时给予指导和帮助，帮助学生突破难点，提高教学质量。
5. 电磁感应在实际中的应用：电磁感应现象广泛应用于发电机、变压器、传感器等领域，是人类利用电磁现象的重要基础。
二、当堂检测
1. 计算题：一个长直导线在垂直于导线的磁场中以速度v运动，导线长度为L，求导线中感应电动势的大小。
答案：E=B·L·v
2. 分析题：一个长直导线在垂直于导线的磁场中向右运动，导线中感应电动势的方向是什么？
二、新课讲授（用时10分钟）
1. 理论介绍：首先，我们要了解电磁感应的基本概念。电磁感应是指闭合回路中的磁通量发生变化时，回路中产生感应电动势的现象。它在能源转换、信号传输等方面具有重要意义。
2. 案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。这个案例展示了电磁感应在实际中的应用，以及它如何帮助我们解决问题。
3. 通过实际案例分析，培养将物理知识应用于实际问题的能力，增强科学探究精神；

【三维设计】2014届高考物理二轮复习电磁感应定律及应用精讲讲练(含新题详解)

电磁感应定律及应用[以选择题和计算题的形式考查，一般涉及感应电流方向的判断、感应电动势大小的计算及等效电路等知识][典例] [多选](2013·四川高考)如图4－2－1所示，边长为L 、不可形变的正方形导线框内有半径为r 的圆形磁场区域，其磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B ＝ kt (常量k ＞0)。

回路中滑动变阻器R 的最大阻值为R 0，滑动片P 位于滑动变阻器中央，定值电阻R 1＝R 0、R 2＝R 02。

闭合开关S ，电压表的示数为U ，不考虑虚线MN 右侧导体的感应电动势，则( )图4－2－1A ．R 2两端的电压为U 7B ．电容器的a 极板带正电C ．滑动变阻器R 的热功率为电阻R 2的5倍D ．正方形导线框中的感应电动势为kL 2[破题关键点](1)如何判断电路中感应电流的方向？请在图中标出电流方向，并标明电容器极板的电性。

(2)因B 变化而产生感应电动势E ＝ΔB Δt·S ，其中S 是L 2还是πr 2? (3)思考右侧电路中电阻的串、并联关系，画出相应的等效电路图。

[解析] 根据串、并联电路特点，虚线MN 右侧回路的总电阻R ＝74R 0。

回路的总电流I ＝U R ＝4U 7R 0，通过R 2的电流I 2＝I 2＝2U 7R 0，所以R 2两端电压U 2＝I 2R 2＝2U 7R 0·R 02＝17U ，选项A 正确；根据楞次定律知回路中的电流为逆时针方向，即流过R 2的电流方向向左，所以电容器b 极板带正电，选项B 错误；根据P ＝I 2R ，滑动变阻器R 的热功率P ＝I 2R 02＋(I 2)2R 02＝58I 2R 0，电阻R 2的热功率P 2＝(I 2)2R 2＝18I 2R 0＝15P ，选项C 正确；根据法拉第电磁感应定律得，线框中产生的感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt S ＝k πr 2，选项D 错误。

[答案] AC一、基础知识要记牢1．感应电流(1)产生条件：①闭合电路的部分导体在磁场内做切割磁感线运动；②穿过闭合电路的磁通量发生变化。

2014电磁感应3

2014年高考物理分类汇编(高考真题 模拟新题)电磁感应

(福建专用)2014届高考物理三轮 典型专题检测卷 电磁感应规律及其应用