电磁感应高考真题

1、电磁感应高考真题1.2016北京卷 如图1所示,匀强磁场中有两个导体圆环a、，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1,圆环中产生的感应电动势分别为ea和e，不考虑两圆环间的相互影响下列说法正确的是( )图1a.eb=1,感应电流均沿逆时针方向 b.eae41，感应电流均沿顺时针方向c.eaeb=21,感应电流均沿逆时针方向 deaeb，感应电流均沿顺时针方向答案:b 解析： 由法拉第电磁感应定律可知e=n,则r2.由于ab=1,则eaeb=1.由楞次定律和安培定则可以判断产生顺时针方向的电流选项b正确2.216江苏卷电吉他中电拾音器的基本结构如图1所示,磁体附

2、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，电吉他仍能正常工作b.取走磁体，电吉他将不能正常工作增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势.磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化答案:bc解析:选用铜质弦时，不会被磁化,不会产生电磁感应现象,电吉他不能正常工作，选项a错误；取走磁体时,金属弦磁性消失，电吉他不能正常工作,选项正确;根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，选项c正确;根据楞次定律可知，磁振动过程中,线圈中的电流方向不断变化,选项正确.3.216全国卷 法拉第圆盘发电机的示意

3、图如图1所示铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片、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( )图a若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定.若从上向下看，圆盘顺时针转动,则电流沿到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2倍，则电流在上的热功率也变为原来的2倍答案:ab .2016江苏卷 据报道,一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间照片中,“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见.如图所示，假设“天宫一号”正以速度=7. /s绕地球做匀速圆周运动，运动

4、方向与太阳帆板两端m、的连线垂直,m、n间的距离l2m,地磁场的磁感应强度垂直于,mn所在平面的分量b=1.10-5 ，将太阳帆板视为导体图1(1)求m、n间感应电动势的大小e；(2)在太阳帆板上将一只“. ,.w”的小灯泡与m、n相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的电阻试判断小灯泡能否发光，并说明理由；(3）取地球半径r=6.4103m，地球表面的重力加速度g9.8 m/s2,试估算“天宫一号”距离地球表面的高度(计算结果保留一位有效数字)解析： （)法拉第电磁感应定律eblv，代入数据得1.5v(2）不能,因为穿过闭合回路的磁通量不变,不产生感应电流（3)在地球表面有gmg匀速圆周运动m

5、解得h=g-r,代入数据得10 m(数量级正确都算对)6.201浙江卷如图12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la3lb,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（）图12a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9ca、b线圈中感应电流之比为34 d.、b线圈中电功率之比为1答案：b 解析: 由楞次定律可判断,两线圈中产生的感应电流均沿逆时针方向，选项a错误；由e=,s=l2,r,i=，p，可知ea:eb=9:1，ia:ib=：，pa：pb=7:,选项b正确,选项c、d错误.201

6、全国卷如图1,两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(仅标出端)长度均为l，质量分别为和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路adca，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，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a匀速下滑.求:(）作用在金属棒b上的安培力的大小;（)金属棒运动速度的大小.图1解析:（1）设导线的张力的大小为t，右斜面对ab棒的支持力的大小为n,作用在ab棒上的安培力的大小为f,左斜

7、面对cd棒的支持力大小为n2，对于b棒,由力的平衡条件得gin n1+f n=mco 对于cd棒，同理有gn =t n2=mos 联立式得fmg(sin 3cs )(2）由安培力公式得fbi这里i是回路ca中的感应电流，ab棒上的感应电动势为blv式中,v是ab棒下滑速度的大小,由欧姆定律得i= 联立式得v=(si -3cs ) 8.06全国卷 如图1所示，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.0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t0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

8、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:（1）金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；(2）电阻的阻值.图1解析： (1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a，由牛顿第二定律得m=fmg 设金属杆到达磁场左边界时的速度为v，由运动学公式有v=at0 当金属杆以速度v在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为e=lv 联立式可得e=blt0(2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为，根据欧姆定律i=式中r为电阻的阻值金属杆所受的安培力为f=bi因金属杆做匀速运动,由牛顿运动定律得g0 联立式得r= 10

9、.206浙江卷 小明设计的电磁健身器的简化装置如图10所示，两根平行金属导轨相距l.0 m，倾角=53,导轨上端串接一个=0.0 的电阻在导轨间长d=0.5 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b2. t.质量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 .一位健身者用恒力80 n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,触发恢复装置使棒回到初始位置(重力加速度g取1m/s2,n 508,不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量).求：(1)cd棒

10、进入磁场时速度的大小；(2）c棒进入磁场时所受的安培力f的大小；(3)在拉升cd棒的过程中，健身者所做的功w和电阻产生的焦耳热q解析: (1)由牛顿定律a12 m/s2 进入磁场时的速度v=2.4 s（2)感应电动势eblv 感应电流i= 安培力faibl代入得48(3）健身者做功wf() j由牛顿定律-sin fa=0cd棒在磁场区做匀速运动在磁场中运动时间t=焦耳热qi2rt=6.8 j 2.（01高考新课标全国卷)如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为，间距为l导轨上端接有一平行板电容器,电容为导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为b,方向垂直于导轨平面在导轨上放置一质量为的金属棒，

11、棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触已知金属棒与导轨之间的动摩擦因素为，重力加速度大小为g忽略所有电阻.让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：(1）电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；(）金属棒的速度大小随时间变化的关系.解析：从电磁感应中的动生电动势和电容器的充放电及牛顿第二定律入手.（）设金属棒下滑的速度大小为，则感应电动势为e=b平行板电容器两极板之间的电势差为ue设此时电容器极板上积累的电荷量为，据定义有联立式得qclv.(2)设金属棒的速度大小为v时经历的时间为t，通过金属棒的电流为.金属棒受到的磁场的作用力方向沿导轨向上,大小为fbi设在时间间隔(t，

12、+t)内流经金属棒的电荷量为，据定义有q也是平行板电容器极板在时间间隔(，tt)内增加的电荷量由式得q=blv式中,v为金属棒的速度变化量.据定义有a=金属棒所受到的摩擦力方向斜向上,大小为=n式中，是金属棒对导轨的正压力的大小,有nmco 金属棒在时刻的加速度方向沿斜面向下,设其大小为,根据牛顿第二定律有mgin-1f2ma联立至式得=由式及题设可知,金属棒做初速度为零的匀加速直线运动.t时刻金属棒的速度大小为vg17.(2013高考大纲全国卷)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r的导体杆绕过o点且

13、垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转,角速度为，t0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象可能正确的是( )解析:选c.从导体杆转动切割磁感线产生感应电动势的角度考虑当导体杆顺时针转动切割圆形区域中的磁感线时,由右手定则判断电动势由o指向a,为正，选项d错误；切割过程中产生的感应电动势eblbl2,其中l2rsin t，即e2br2 sint，可排除选项、b,选项正确.17.(201高考北京卷)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， n中产生的感应电动势为e1；若

14、磁感应强度增为2，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e之比e1e2分别为()a.,2 c,21.c, dc,2解析:选c.金属杆垂直平动切割磁感线产生的感应电动势ebv，判断金属杆切割磁感线产生的感应电流方向可用右手定则由右手定则判断可得,电阻r上的电流方向为ac，由eblv知，e1blv,e2lv,则e1e2=1,故选项c正确.3.(213高考天津卷)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n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m.第一次ab边平行mn进入磁场，线框

15、上产生的热量为1,通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行m进入磁场，线框上产生的热量为2,通过线框导体横截面的电荷量为q，则( )a.q2，q1=q2 bq1q2,12cqq2，q=2 d.q1=q2，1q2解析：选a.根据法拉第电磁感应定律e=blv、欧姆定律i=和焦耳定律qirt,得线圈进入磁场产生的热量q,因为bbc，所以12.根据,及q=得，故1q2选项a正确，选项b、c、d错误.1.（2013高考江苏卷)如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abd,线圈平面与磁场垂直.已知线圈的匝数n10，边长ab 1.0 m、bc=0 m，电阻r2 磁感应强度b在01s内从零均匀变化到.

16、2 t在5 s内从0.2t均匀变化到0. t，取垂直纸面向里为磁场的正方向求：(1)05 s时线圈内感应电动势的大小e和感应电流的方向；()在 s内通过线圈的电荷量q;(3）在0 s内线圈产生的焦耳热q.解析:（)感应电动势e1n,磁通量的变化量1b1s，解得e1n,代入数据得e1=10 ，感应电流的方向为adba.(2)同理可得e2n，感应电流i2电荷量i2t2,解得=n,代入数据得q10 .(3)01s内的焦耳热1ir1，且i1,5 s内的焦耳热irt2由qq1q2,代入数据得q=100 j答案：（1）10 v，感应电流的方向为aba(2) c()0 j1.(201高考安徽卷)如图所示，足

17、够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为7，宽度为.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1.一导体棒mn垂直于导轨放置，质量为0. kg，接入电路的电阻为1 ,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为.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0.8t将导体棒n由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光，此后导体棒m的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度取1ms2,si 37.6)( )a25 /1 w .5m/s 1 wc7.5 m/s d.1/s9w解析:选b把立体图转为平面图，由平衡条件列出方程是解决此类问题的关键对导体棒进行受力分析作出截面图，如图所示，导体棒共

18、受四个力作用，即重力、支持力、摩擦力和安培力由平衡条件得sin 37f安fff=fnfnmgcs 而安=be=bl联立式,解得v代入数据得v=5m/s.小灯泡消耗的电功率为ir由式得p=1 .故选项b正确.5.(013高考浙江卷)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t关系如图所示.如果只将刷卡速度改为，线圈中的t关系图可能是( )解析:选d.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，故本题正确选项为8.(201高考福建卷)如图，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放，用t1、2分别表示线框b边和cd边刚进入磁场的时刻.线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线oo平行，线框平面与磁场方向垂直设下方磁场区域足够大，不计空气影响,则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度随时间t变化的规律( ）解析:选a.根据导体线框进入磁场的速度的