高考物理试题分类汇编：十电磁感应中学教育高考_中学教育-高考.pdf

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1、学习好资料 欢迎下载 2016年高考物理试题分类汇编：十、电磁感应 一、选择题 1.（全国新课标 III 卷，21）如图，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t=0 时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周日T逆时针匀速转动，则 A.两导线框中均会产生正弦交流电 B.两导线框中感应电流的周期都等于T C.在时，两导线框中产生的感应电动势相等 D.两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等 【答案】B

2、C【解析】当线圈进入磁场时，依据楞次定律得，两线圈中的感应电流方向为逆时针，2()EBRvBRRBR可得过程中产生的感应电动势恒定，即电流恒定，不是正弦交流电 A错误；当线圈进入磁场时，根据楞次定律知，两线框中的感应电流为逆时针，当线框穿出磁场时，根据楞次定律可得线框中产生的感应电流为顺时针，所以感应电流的周期和其运动周期相等，为 T、B正确；根据2EBR可得线框在运动过程中的感应电动势等，C正确；线圈 N在完全进入磁场后 T/4时间内线圈的磁通量不变化，过程中没有感应电动势产生，即线圈 N在 0T/4和 3T/4 T内有感应电动势，其余时间内没有，而线圈 M在整个过程中都有感应电动势，即便电

3、阻相等，两者的电流有效值不会相等，D错误。2.（上海卷，19）.如图（a），螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框 abcd 相连，导线框内有一小金属圆环 L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图（b）所示规律变化时 学习好资料 欢迎下载 （A）在t1t2时间内，L有收缩趋势（B）在t2t3时间内，L有扩张趋势（C）在t2t3时间内，L内有逆时针方向的感应电流（D）在t3t4时间内，L内有顺时针方向的感应电流【答案】AD【解析】在 t1-t2 时间内，外加磁场磁感应强度增加且斜率在增加，则在导线框中产生顺时针方向大小增加的电流，

4、该电流激发增加的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产生感应电流，根据结论“增缩减扩”可以断定圆环有收缩趋势，A正确；在 t2 t3 时间内，外加磁场均匀变化，在导线框中产生恒定电流，该电流激发出稳当磁场，该磁场通过圆环时，圆环中没有感应电流，选项 BC错误；在t3 t4 时间内，外加磁场向下减小，且斜率也减小，在导线框中产生顺时针减小的电流，该电流激发出向内减小的磁场，所以圆环内产生顺时针方向电流，D正确。3.（江苏卷，6）电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的有 （A）选用铜质弦，电吉他仍

5、能正常工作（B）取走磁体，电吉他将不能正常工作（C）增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势（D）弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化【答案】BCD【解析】因铜质弦不能被磁化，所以 A错误；若取走磁铁，金属弦无法被磁化，电吉他将不能正常工作，所以 B正确，依据法拉第电磁感应定律可知，增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势，C对；弦振动过程，线圈中的磁通量一会增大一会减小，所以电流方向不断变化，D对。4.（四川卷，7）如图所示，电阻不计，间距为L的光滑平行金属导轨水平放置心角为直角的扇形导线框圆心为两导线框在同一竖直面纸面内两圆弧半径相等过直线的水平面上方有一匀强磁场磁场方向垂直于纸面现使线框在

6、时从图示位置开始分别绕垂直于纸面且过和的轴以相同的周日逆时针匀速转动则两导线阻相等时两导线框中感应电流的有效值也相等答案解析当线圈进入磁场时依据楞次定律得两线圈中的感应电流方向为逆时针可得过程中产生的感应电动势恒定即电流恒定是正弦交流电错误当线圈进入磁场时根据楞次定律知两线框中其运动周期相等为正确根据可得线框在运动过程中的感应电动势等正确线圈在完全进入磁场后时间内线圈的磁通量变化过程中没有感应电动势产生即线圈在和内有感应电动势其余时间内没有而线圈在整个过程中都有感应电动势即便学习好资料 欢迎下载 于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电阻为r的金属棒MN

7、置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F=F0+kv（F0、k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为FA，电阻R两端的电压为UR，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图像可能正确的有（）【答案】BC【解析】设金属棒在某一时刻速度为v，由题意可知，感应电动势=E BLv，环路电流=EBLIvRrRr，即Iv；安培力22AB LFBILvRr，方向水平向左，即AFv；R两端电压RBLRUIRvRr，即RUv；感应电流功率222B LPEIvRr，即2Pv。分析金属棒运动情况，由力的合成和牛顿运动第二定律

8、可得，222200=()AB LB LFFFFkvvFkvRrRr 合，即加速度Fam合。因为金属棒从静止出发，所以00F，且0F合，即0a，加速度方向水平向右。(1)若22B LkRr，0FF合，即0Fam，金属棒水平向右做匀加速直线运动。有vat，说明vt，也即是It，AFt，RUt，2Pt，所以在此情况下没有选项符合；(2)若22B LkRr，F合随v增大而增大，即a随v增大而增大，说明金属棒在做加速度增大的加速运动，速度与时间呈指数增长关系，根据四个物理量与速度的关系可知B选项符合；(3)若22B LkRr，F合随v增大而减小，即a随v增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，直

9、到加速度减小为 0 后金属棒做匀速直线运动，根据四个物心角为直角的扇形导线框圆心为两导线框在同一竖直面纸面内两圆弧半径相等过直线的水平面上方有一匀强磁场磁场方向垂直于纸面现使线框在时从图示位置开始分别绕垂直于纸面且过和的轴以相同的周日逆时针匀速转动则两导线阻相等时两导线框中感应电流的有效值也相等答案解析当线圈进入磁场时依据楞次定律得两线圈中的感应电流方向为逆时针可得过程中产生的感应电动势恒定即电流恒定是正弦交流电错误当线圈进入磁场时根据楞次定律知两线框中其运动周期相等为正确根据可得线框在运动过程中的感应电动势等正确线圈在完全进入磁场后时间内线圈的磁通量变化过程中没有感应电动势产生即线圈在和内有

10、感应电动势其余时间内没有而线圈在整个过程中都有感应电动势即便学习好资料 欢迎下载 理量与速度关系可知 C选项符合；综上所述，B、C选项符合题意。5.（浙江卷，16）16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la=3lb，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 Ba、b线圈中感应电动势之比为 9:1 Ca、b线圈中感应电流之比为 3:4 Da、b线圈中电功率之比为 3:1【答案】B【解析】根据楞次定律可知，两线圈内均产生逆时针方向

11、的感应电流，A错误；因磁感应强度随时间均匀增大，则Bkt，由法拉第电磁感应定律可得2,BEnlt则2,El所以91abEE，则 B 正确；根据2,4BnlEtIlnlRS故 a、b线圈中的感应电流之比为 3:1，选项 C 错，电功率3,PIEl则电功率之比为27:1，选项 D错，故选 B.6.（海南卷，4）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

12、感应电流方向为逆时针 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 心角为直角的扇形导线框圆心为两导线框在同一竖直面纸面内两圆弧半径相等过直线的水平面上方有一匀强磁场磁场方向垂直于纸面现使线框在时从图示位置开始分别绕垂直于纸面且过和的轴以相同的周日逆时针匀速转动则两导线阻相等时两导线框中感应电流的有效值也相等答案解析当线圈进入磁场时依据楞次定律得两线圈中的感应电流方向为逆时针可得过程中产生的感应电动势恒定即电流恒定是正弦交流电错误当线圈进入磁场时根据楞次定律知两线框中其运动周期相等为正确根据可得线框在运动过程中的感应电动势等正确线圈在完全进入磁场后时间内线圈的磁通量变化过程中没有感应

13、电动势产生即线圈在和内有感应电动势其余时间内没有而线圈在整个过程中都有感应电动势即便学习好资料 欢迎下载 【答案】D【解析】当金属圆环上、下移动时，穿过圆环的磁通量不发生变化，故没有感应电流产生，AB 错误；当金属圆环向左移动时，则穿过圆环的磁场垂直纸面向外且增强，故根据楞次定律可知，产生的感应电流为顺时针，C错误；当金属圆环向右移动时，则穿过圆环的磁场垂直纸面向里并且增强，故产生的电流为逆时针，D正确。二、计算题 1.（全国新课标 I 卷，24）（14 分）如图，两固定的绝缘斜面倾角均为，上沿相连。两细金属棒 ab（仅标出 a 端）和 cd（仅标出 c 端）长度均为L，质量分别为2m和m；用

14、两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g。已知金属棒ab匀速下滑。求(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小；(2)金属棒运动速度的大小。【解析】（1）由ab、cd棒被平行于斜面的导线相连，故ab、cd速度时时刻刻相等，cd也做匀速直线运动；选cd为研究对象，受力分析如图：由于cd匀速，其受力平衡，沿斜面方向受力平衡方程：coscdcdNG 垂直于斜面方向受力

15、平衡方程：sincdcdfGT 且cdcdfN，联立可得：cossinTmgmg 选ab为研究对象，受力分析如图：其沿斜面方向受力平衡：sinababTfFG安 心角为直角的扇形导线框圆心为两导线框在同一竖直面纸面内两圆弧半径相等过直线的水平面上方有一匀强磁场磁场方向垂直于纸面现使线框在时从图示位置开始分别绕垂直于纸面且过和的轴以相同的周日逆时针匀速转动则两导线阻相等时两导线框中感应电流的有效值也相等答案解析当线圈进入磁场时依据楞次定律得两线圈中的感应电流方向为逆时针可得过程中产生的感应电动势恒定即电流恒定是正弦交流电错误当线圈进入磁场时根据楞次定律知两线框中其运动周期相等为正确根据可得线框在

16、运动过程中的感应电动势等正确线圈在完全进入磁场后时间内线圈的磁通量变化过程中没有感应电动势产生即线圈在和内有感应电动势其余时间内没有而线圈在整个过程中都有感应电动势即便学习好资料 欢迎下载 垂直于斜面方向受力平衡：cosababNG 且ababfN，T与T为作用力与反作用力：TT，联立可得：sin3cosFmgmg安 （2）设感应电动势为E，由电磁感应定律：EBLv 由闭合电路欧姆定律，回路中电流：EBLvIRR 棒中所受的安培力：22B L vFBILR安 与联立可得：22(sin3 cos)mgRvB L 2.（全国新课标 II 卷，20）法拉第圆盘发动机的示意图如图所示铜圆盘安装在竖直的

17、铜轴上，两铜片 P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是 A若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动 C若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化 D 若圆盘转动的角速度变为原来的两倍，则电流在R上的热功率也变为原来的 2 倍【答案】AB【解析】将圆盘看成无数幅条组成，它们都在切割磁感线从而产生感应电动势出现感应电流：根据右手定则圆盘上感应电流从边缘向中心，则当圆盘顺时针转动时，流过电阻的电流方向从a到b 由法拉第电磁感应定律得感生电动势212

18、EBLVBL A 对，C错 由2EPR 得24214B LPR 当 变为 2 倍时，P变为原来的 4 倍 3.（全国新课标 II 卷，24）（12 分）如图，水平面（纸面）内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上0t 时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动0t时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为重力加速度大小为g求 心角为直角的扇形导线框圆心为两导线框在同一竖直面纸面内两圆弧半径相等过直线的水平面上方有一

19、匀强磁场磁场方向垂直于纸面现使线框在时从图示位置开始分别绕垂直于纸面且过和的轴以相同的周日逆时针匀速转动则两导线阻相等时两导线框中感应电流的有效值也相等答案解析当线圈进入磁场时依据楞次定律得两线圈中的感应电流方向为逆时针可得过程中产生的感应电动势恒定即电流恒定是正弦交流电错误当线圈进入磁场时根据楞次定律知两线框中其运动周期相等为正确根据可得线框在运动过程中的感应电动势等正确线圈在完全进入磁场后时间内线圈的磁通量变化过程中没有感应电动势产生即线圈在和内有感应电动势其余时间内没有而线圈在整个过程中都有感应电动势即便学习好资料 欢迎下载 金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；电阻的阻值【答案】0B

20、ltEFmgm 2 20B l tRm【解析】由题意可知 00t时间内受力分析如下 FFf 合 fmg 物体做匀加速直线运动 Fma合 物体匀加进入磁场瞬间的速度为v，则0vat 由法拉第电磁感应定律可知EBlv 由可得 0BltEFmgm 金属杆在磁场中的受力如下即 由杆在磁场中匀速直线运动可知 0FFf 安 fmg 由安培力可知 FBIl安 由欧姆定律可知 EIR 由可知2 20B l tRm 9.（浙江卷，24）24.小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金心角为直角的扇形导线框圆心为两导线框在同一竖直面纸面内两圆弧半径相等过直线的水平面上方有一匀强磁场磁场方向垂直于纸面现使线

21、框在时从图示位置开始分别绕垂直于纸面且过和的轴以相同的周日逆时针匀速转动则两导线阻相等时两导线框中感应电流的有效值也相等答案解析当线圈进入磁场时依据楞次定律得两线圈中的感应电流方向为逆时针可得过程中产生的感应电动势恒定即电流恒定是正弦交流电错误当线圈进入磁场时根据楞次定律知两线框中其运动周期相等为正确根据可得线框在运动过程中的感应电动势等正确线圈在完全进入磁场后时间内线圈的磁通量变化过程中没有感应电动势产生即线圈在和内有感应电动势其余时间内没有而线圈在整个过程中都有感应电动势即便学习好资料 欢迎下载 属导轨相距l=0.50m，倾角=53，导轨上端串接一个 0.05 的电阻。在导轨间长d=0.5

22、6m 的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B=2.0 T。质量m=4.0kg 的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24m。一位健身者用恒力F=80N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置（重力加速度g=10m/s，sin53=0.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量）。求（1）CD棒进入磁场时速度v的大小；（2）CD棒进入磁场时所受的安培力的大小；（3）在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电

23、阻产生的焦耳热Q。【答案】（1）2.4m/s（2）48N（3）64J；26.88J【解 析】由 牛 顿 定 律 有2s i n1 2/Fm gamsm，进 场 时 的 速 度22.4/vaxm s，（2）感应电动势 E=Blv,感应电流BlvIR,安培力 FA=BIl,代入数据得：FA=48N;(3)健身者做功()64WF sdJ，sin0AFmgF,在磁场中运动时间 t=d/v.226.88QI RtJ 心角为直角的扇形导线框圆心为两导线框在同一竖直面纸面内两圆弧半径相等过直线的水平面上方有一匀强磁场磁场方向垂直于纸面现使线框在时从图示位置开始分别绕垂直于纸面且过和的轴以相同的周日逆时针匀速转动则两导线阻相等时两导线框中感应电流的有效值也相等答案解析当线圈进入磁场时依据楞次定律得两线圈中的感应电流方向为逆时针可得过程中产生的感应电动势恒定即电流恒定是正弦交流电错误当线圈进入磁场时根据楞次定律知两线框中其运动周期相等为正确根据可得线框在运动过程中的感应电动势等正确线圈在完全进入磁场后时间内线圈的磁通量变化过程中没有感应电动势产生即线圈在和内有感应电动势其余时间内没有而线圈在整个过程中都有感应电动势即便