高考物理高考题和高考模拟题分项版汇编专题06电磁感应含解析.doc

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1、1 / 12【2019【2019 最新最新】精选高考物理高考题和高考模拟题分项版汇编专题精选高考物理高考题和高考模拟题分项版汇编专题 0606电磁感应含解析电磁感应含解析1 【2017新课标卷】扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对 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振动，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左右振动的衰减最有效的方案是【答案】A【解析】感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发上变化。在 A 图中系统振动时在磁场中的部分有时多有时少

2、，磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的振动，故 A 正确；而 BCD 三个图均无此现象，故错误。【考点定位】感应电流产生的条件【名师点睛】本题不要被题目的情景所干扰，抓住考查的基本规律，即产生感应电流的条件，有感应电流产生，才会产生阻尼阻碍振动。2【2017新课标卷】如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一 U 形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆 PQ 置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框 T 位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆 PQ 突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是APQRS 中沿顺时针方向，T 中沿

3、逆时针方向2 / 12BPQRS 中沿顺时针方向，T 中沿顺时针方向CPQRS 中沿逆时针方向，T 中沿逆时针方向DPQRS 中沿逆时针方向，T 中沿顺时针方向【答案】D【考点定位】电磁感应、右手定则、楞次定律【名师点睛】解题关键是掌握右手定则、楞次定律判断感应电流的方向，还要理解 PQRS 中感应电流产生的磁场会使 T 中的磁通量变化，又会使 T 中产生感应电流。 3【2017天津卷】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

4、说法正确的是Aab 中的感应电流方向由 b 到 aBab 中的感应电流逐渐减小Cab 所受的安培力保持不变Dab 所受的静摩擦力逐渐减小【答案】D【解析】导体棒 ab、电阻 R、导轨构成闭合回路，磁感应强度均匀减小（为一定值），则闭合回路中的磁通量减小，根据楞次定律，可知回路中产生顺时针方向的感应电流，ab 中的电流方向由 a 到 b，故 A 错误；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势，回路面积 S 不变，即感应电动势为定值，根据欧姆定律，3 / 12所以 ab 中的电流大小不变，故 B 错误；安培力，电流大小不变，磁感应强度减小，则安培力减小，故 C 错误；导体棒处于静止状态，所受合力为零，对

5、其受力分析，水平方向静摩擦力 f 与安培力 F 等大反向，安培力减小，则静摩擦力减小，故 D 正确。ktBB SEk Stt REI BILF 【考点定位】楞次定律，法拉第电磁感应定律，安培力【名师点睛】本题应从电磁感应现象入手，熟练应用法拉第电磁感应定律和楞次定律。4 【2017新课标卷】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 0.1 m、总电阻为 0.005 的正方形导线框 abcd 位于纸面内，cd 边与磁场边界平行，如图（a）所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd 边于 t=0 时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为

6、顺时针时，感应电动势取正） 。下列说法正确的是A磁感应强度的大小为 0.5 TB导线框运动速度的大小为 0.5 m/sC磁感应强度的方向垂直于纸面向外D在 t=0.4 s 至 t=0.6 s 这段时间内，导线框所受的安培力大小为 0.1 N【答案】BC【考点定位】法拉第电磁感应定律；楞次定律；安培力【名师点睛】此题是关于线圈过磁场的问题；关键是能通过给出的 Et 图象中获取信息，得到线圈在磁场中的运动情况，结合法拉第电磁感应定律及楞次定律进行解答。此题意在考查学生基本规律的运用能力以及从图象中获取信息的4 / 12能力。5【2017北京卷】图 1 和图 2 是教材中演示自感现象的两个电路图，L

7、1 和L2 为电感线圈。实验时，断开开关 S1 瞬间，灯 A1 突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关 S2，灯 A2 逐渐变亮，而另一个相同的灯 A3 立即变亮，最终 A2 与 A3的亮度相同。下列说法正确的是A图 1 中，A1 与 L1 的电阻值相同B图 1 中，闭合 S1，电路稳定后，A1 中电流大于 L1 中电流C图 2 中，变阻器 R 与 L2 的电阻值相同D图 2 中，闭合 S2 瞬间，L2 中电流与变阻器 R 中电流相等【答案】C【考点定位】自感【名师点睛】线圈在电路中发生自感现象，根据楞次定律可知，感应电流要“阻碍”使原磁场变化的电流变化情况。电流突然增大时，会感应出逐渐减小的反向电

8、流，使电流逐渐增大；电流突然减小时，会感应出逐渐减小的正向电流，使电流逐渐减小。 6【2017江苏卷】（15 分）如图所示，两条相距 d 的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R 的电阻质量为 m 的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域 MNPQ的磁感应强度大小为 B、方向竖直向下当该磁场区域以速度 v0 匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为 v导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，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求：（1）MN 刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小 l；5 / 12（2）MN 刚扫过金属杆时，杆的加速度大小 a；（3）PQ 刚要离开

9、金属杆时，感应电流的功率 P【答案】（1） （2） （3）0BdvIR22 0B d vamR222 0()B dvvPR【考点定位】电磁感应【名师点睛】本题的关键在于导体切割磁感线产生电动势 E=Blv，切割的速度（v）是导体与磁场的相对速度，分析这类问题，通常是先电后力，再功能7【2017北京卷】（20 分）发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图 1、图 2所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为 B 的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道 MN、PQ 固定在水平面内，相距为 L，电阻不计。电阻为 R 的金属导体棒 ab 垂直于 M

10、N、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，以速度 v（v 平行于 MN）向右做匀速运动。图 1 轨道端点 MP 间接有阻值为 r 的电阻，导体棒 ab 受到水平向右的外力作用。图 2 轨道端点 MP 间接有直流电源，导体棒 ab 通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为 I。（1）求在 t 时间内，图 1“发电机”产生的电能和图 2“电动机”输出的机械能。（2）从微观角度看，导体棒 ab 中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用。为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。a请在图 3（图 1 的导体棒 ab）、图 4（图 2 的导体棒 ab）中，分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图。6 /

11、 12b我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功。那么，导体棒 ab 中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请以图 2“电动机”为例，通过计算分析说明。【答案】（1） （2）a如图 3、图 4 b见解析222B L vt Rr BLv t【解析】（1）图 1 中，电路中的电流1BLvIRr棒 ab 受到的安培力 F1=BI1L在 t 时间内，“发电机”产生的电能等于棒 ab 克服安培力做的功2221B L vtEF v tRr 电图 2 中，棒 ab 受到的安培力 F2=BIL在 t 时间内，“电动机”输出的机械能等于安培力对棒 ab 做的功2EF v tBILv t 机（2）

12、a图 3 中，棒 ab 向右运动，由左手定则可知其中的正电荷受到 ba 方向的洛伦兹力，在该洛伦兹力作用下，正电荷沿导体棒运动形成感应电流，有沿 ba 方向的分速度，受到向左的洛伦兹力作用；图 4 中，在电源形成的电场作用下，棒 ab 中的正电荷沿 ab 方向运动，受到向右的洛伦兹力作用，该洛伦兹力使导体棒向右运动，正电荷具有向右的分速度，又受到沿 ba 方向的洛伦兹力作用。如图 3、图 4。b设自由电荷的电荷量为 q，沿导体棒定向移动的速率为 u。如图 4 所示，沿棒方向的洛伦兹力，做负功1fqvB11Wf u tqvBu t 垂直棒方向的洛伦兹力，做正功2fquB22Wfv tquBv t

13、 7 / 12所示，即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零。12WW 1f 做负功，阻碍自由电荷的定向移动，宏观上表现为“反电动势”，消耗电源的电能；做正功，宏观上表现为安培力做正功，使机械能增加。大量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将电能转化为等量的机械能，在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到“传递能量的作用。2f 【考点定位】闭合电路欧姆定律、法拉第电磁感应定律、左手定则、功能关系【名师点睛】洛伦兹力永不做功，本题看似洛伦兹力做功，实则将两个方向的分运动结合起来，所做正、负功和为零。 1【2017市第三次质量预测】如图所示，铜管内有一片羽毛和一个小磁石。现将铜管抽成真空并竖直放

14、置，使羽毛、小磁石同时从管内顶端由静止释放，已知羽毛、小磁石下落过程中无相互接触且未与管道内璧接触，则A羽毛的下落时间大于小磁石的下落时间B羽毛的下落时间等于小磁石的下落时间C羽毛落到管底时的速度大于小磁石落到管底时的速度D羽毛落到管底时的速度小于小滋石落到管底时的速度【答案】C2【2017市第三次质量预测】铁路运输中设计的多种装置都运用了电磁感应原理。有一种电磁装致可以向控制中心传输信号以确定火车的位置和运动状态，装置的原理是：将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图甲所示(俯视图)，当它经过安放在两铁轨间的矩形线圈时，线圈便产生一个电信号传输给控制中心。线圈长为 1，宽为 2。匝

15、数为 n。若匀强磁场只分8 / 12布在一个矩形区域内，当火车首节车厢通过线圈时，控制中心接收到线圈两端电压 u 与时间 t 的关系如图乙所示(ab、cd 均为直线)，则在 t1-t2 时间内A火车做匀速直线运动 BM 点电势低于 N 点电势C火车加速度大小为 D火车平均速度大小为【答案】BD【解析】A、由 E=BLv 可知，动生电动势与速度成正比，而在乙图中 ab 段的电压与时间成线性关系，因此可知在 t1 到 t2 这段时间内，火车的速度随时间均匀增加，所以火车在这段时间内做的是匀加速直线运动。故 A 错误。B、根据右手定则，线圈中的感应电流是逆时针的，M 点电势低于 N 点电势，B 正确

16、；C、由图知 t1 时刻对应的速度为：，t2 时刻对应的速度为：，故这段时间内的加速度为：，故 C 错误；D、由 C 可知这段时间内的平均速度为：，D 正确。故选 BD。【名师点睛】判定运动状态，可以找出动生电动势与速度的关系，进而确定速度和时间的关系，就可以知道火车在 ab 事件段内的运动性质；根据右手定则可判断电势的高低；加速度可以由 AB 中判定出的速度时间关系来确定；同 C 项一样，也是通过 AB 判定出的速度时间关系来解。 3【2017安徽省江淮十校第三次联考】宽为 L 的两光滑竖直裸导轨间接有固定电阻 R，导轨（电阻忽略不计）间 I、区域中有垂直纸面向里宽为 d、磁感应强度为 B

17、的匀强磁场，I、区域间距为 h，如图，有一质量为 m、长为 L 电阻不计的金属杆与竖直导轨紧密接触，从距区域 I 上端 H 处杆由静止释放。若9 / 12杆在 I、区域中运动情况完全相同，现以杆由静止释放为计时起点，则杆中电流随时间 t 变化的图像可能正确的是A B C D 【答案】B4【2017广东省市 4 月模拟】在家庭电路中，为了安全，一般在电能表后面的电路中安装一个漏电开关，其工作原理如图所示，其中甲线圈两端与脱扣开关控制器相连，乙线圈由两条电源线采取双线法绕制，并与甲线圈绕在同一个矩形硅钢片组成的铁芯上。以下说法正确的是（ ）A当用户用电正常时，甲线圈两端没有电压，脱扣开关接通。B当

18、用户用电正常时，甲线圈两端有电压，脱扣开关接通。C当用户发生漏电时，甲线圈两端没有有电压，脱扣开关断开D当用户发生漏电时，甲线圈两端有电压，脱扣开关断开【答案】AD【名师点睛】保护器中火线和零线中电流相等时，产生的磁场应完全抵消，穿过甲线圈的磁通量始终为零，甲线圈中没有电压，脱扣开关 K 保持接通。漏电时，流过火线与零线的电流不相等，保护器中火线和零线中电流产生的磁场应不能完全抵消，会使甲线圈中产生感应电动势，脱扣开关断开10 / 125【2017河南省南阳、信阳等六市高三第二次联考】如图所示，水平面上相距 l=05m 的两根光滑平行金属导轨 MN 和 PQ，他们的电阻可忽略不计，在 M和 P

19、 之间接有最大阻值为 60 的滑动变阻器 R，导体棒 ab 电阻 r=1，与导轨垂直且接触良好，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度 B =0 4T，滑动变阻器滑片处在正中间位置，ab 在外力 F 作用下以 v=l0m/s 的速度向右匀速运动，以下判断正确的是A通过导体棒的电流大小为 05A，方向由 b 到 aB导体棒受到的安培力大小为 1N，方向水平向左C外力 F 的功率大小为 1WD若增大滑动变阻器消耗的劝率，应把滑片向 M 端移动【答案】CD6【2017湖南省市高三三模】如图(a)所示，在光滑水平面上放置一质量为 1 kg 的单匝均匀正方形铜线框，线框边长为 01m。在虚线区

20、域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 T。现用恒力 F 拉线框，线框到达 1 位置时，以速度 v03 m/s 进入匀强磁场并开始计时。在 t3 s 时刻线框到达 2 位置开始离开匀强磁场。此过程中 vt 图像如图(b)所示，那么At0 时刻线框右侧边两端 MN 间的电压为 075 VB恒力 F 的大小为 05 NC线框完全离开磁场的瞬间的速度大小为 3 m/sD线框完全离开磁场的瞬间的速度大小为 1 m/s【答案】AB11 / 12【点睛】该图象为速度-时间图象，斜率表示加速度根据加速度的变化判断物体的受力情况要注意当通过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合回路中产生感应电流，所以只有在进入和离

21、开磁场的过程中才有感应电流产生7【2017市高三二模】如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平面上，水平虚线 PQ 下方有垂直于斜面向下的匀强磁场，磁感应强度为 B。正方向闭合金属线框边长为 l，质量为 m，电阻为 R，放置于 PQ 上方一定距离处，保持线框底边 ab 与 PQ 平行并由静止释放，当 ab 边到达 PQ 时，线框速度为，ab 边到达PQ 下方距离 d（dl）处时，线框速度也为，下列说法正确的是Aab 边刚进入磁场时，电流方向为 abBab 边刚进入磁场时，线框做加速运动C线框进入磁场过程中的最小速度可能等于D线框进入磁场过程中产生的热量为【答案】ACD【解析】根据右手定则知，ab

22、边刚进入磁场时，电流方向为 ab故 A 正确当 ab 边到达 L 时，线框速度为 v0ab 边到达 L 下方距离 d 处时，线框速度也为 v0，知线框进入磁场时做减速运动，完全进入磁场后做加速运动，则 ab边刚进入磁场时，做减速运动，加速度方向向上故 B 错误线框从进入磁场到完全进入的过程中，做减速运动，完全进入的瞬间速度最小，此时安培力大于重力沿斜面方向的分力，根据 E=BIl， ，FA=BIL，根据 FAmgsin，有，解得 ，即线框进入磁场过程中的最小速度可能等于，故 C 正确对线框进入磁12 / 12场的过程运用能量守恒定律得，mgdsin=Q故 D 正确故选 ACD点睛：本题综合考查了右手定则、安培力大小公式、闭合电路欧姆定律、切割产生的感应电动势公式和能量守恒，知道线框进入磁场的运动规律是解决本题的关键