电磁感应历年高考题

1、电磁感应历年高考题（07年）7.取两个完全相同的长导线，用其中 一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线 管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管 内中部的磁感应强度大小为B,若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（A ）9(A) 0。(B) 0.5B。(C) Bo(D) 2 Bo（08年）10.如图所示，平行于 y轴的导体棒以速度 v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域， 导体棒中的感应电动势 &与导体棒位置x关系的 图像是A （99年）6如图所示，竖直放置的螺线管与导线abed构成回路，

2、导线所在区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内导体圆环将受到向上的磁场作磁场的磁感强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时, 用力（A ）（00年）如图甲，圆形线圈 P静止在水平桌面上，其正上 方悬挂一相同的线圈 Q, P和Q共轴，Q中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图乙所示,P所受重力为G,桌而对P的支持力为”，则（A、D ）(A) t1 时刻 NG,(B) t2 时刻 N G,(C) t3 时刻 N v G,(D) t4时刻 N= Go（01年）如图所示，有两根和水平方向成角的光滑平行金属轨道， 上端接有可变电阻R,下端足够长

3、，空间有垂直于轨道的匀强磁场，磁感强度为B,一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋于一个最大速度vm，则（ B、C（A）如果B增大，vm变大，（B）如果 变大，vm变大，（C）如果R变大，Vm变大，（D）如果m变小，vm变大。吸下，C线路接通，当Si断开时，由于电磁感应作用，时间才被释放，则（B、C ）（A）由于A线圈的电磁感应作用，才产生延迟释放（B）由于B线圈的电磁感应作用，才产生延迟释放（C）如果断开B线圈的电键Q，无延迟作用，D将延迟一段D的作用,D的作用,D（D）如果断开B线圈的电键S2,延迟将变长。（02年）如图所示，A、B为大小、形状均相同且

4、内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度，两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管 A口无初速释放，穿过A管的小球比穿过 B管的小球先落到地面， 下面对于两管的 描述中可能正确的是（A、D）（A）A管是用塑料制成的、 B管是用铜制成的，（B）A管是用铝制成的、B管是用胶木制成的，（C） A管是用胶木制成的、B管是用塑料制成的，（D）A管是用胶木制成的、 B管是用铝制成的。平面，其边界与正方形线框 的边平行，现使线框以同样 大小的速度沿四个不同方 向平移出磁场，如图所示， 则在移动过程中线框的一 边a、b两点间电势差绝对 值最大的是（B ）a b(B)( C)(D)（04年）两圆环

5、 A、B置于同一水平面上，其中 以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,则B、C （A）A可能带正电且转速减小.（B）A可能带正电且转速增大（C）A可能带负电且转速减小（D）A可能带负电且转速增大A为均匀带电绝缘环，B为导体环.当A B中产生如图所示方向的感应电流 .B（05年）11 如图所示，A是长直密绕通电螺线管。 小线圈B与电流表连接，并沿 A的轴线Ox从 O点自左向右匀速穿过螺线管A。能反映通过电流表中电流随x变化规律的是（C ）Axl（03年）粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框(07年)(I3分)如图(a)所示，光滑的平行长直金属导轨置于水

6、平面内，间距为 L、导轨左端接有阻值为 R的电阻，质量为 m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不 计，且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直 向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度Vi匀速向右移动时，导 体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内。(i )求导体棒所达到的恒定速度 V2；(2) 为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？(3) 导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功 率各为多大？(4) 若t=0时磁场由静止开始水平向右

7、做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体 棒也做匀加速直线运动，其 小为Vt,解：(1)V-t关系如图(b)所示，已知在时刻t导体棒瞬时速度大 求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。/B2L2( Vi V2)E= BL (Vi V2), I =曰 R, F= BIL=，速度恒定时有：B2L2(Vi V2)=f,可得:fRV2= V1 B2L2,(2)B2L2vim = R ，(3)fR2B2L2 (Vi V2)2P 导体棒=Fv?= f Vi 巳22, P 电路=E /R=f2RB2L2，(4)因为BL( V1 f = ma,导体棒要做匀加速运动，必有vi V2为常数，设为 v,Vt + V

8、a = tR则 b2l2( at Vt) f = ma，可解得：a= BL泮。(08年)24. (i4分)如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为Ri、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道 ME、NF相接，EF之间接有电阻 R2,已知Ri = i2R, R2= 4R。在 MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II,磁感应强度大小均为 B。现有质量为 m、电阻不计的导体棒 ab,从半圆环的最高点 A处由静止下 落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，高平行轨道中够长。已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为 Vi，下落到MN处

9、的速度大小为 V2。(i )求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。(2) 若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变，求磁场 I和II之 间的距离h和R2上的电功率P2。(3) 若将磁场II的CD边界略微下移，导体棒 ab刚进入磁场II时速度大小为V3,要使其在外力F作用下做匀加速直线运动，加速度大小为a,求所加外力F随时间变化的关系式。解：(1)以导体棒为研究对象，棒在磁场I中切割磁感线，棒中产生产生感应电动势，导体棒ab从A下落r/2时，导体棒在策略与安培力作用下做加速运动，由牛顿第二定律，得mg BIL= ma，式中 I = . 3 rBv-R总式中R- 8R(4R+4R)= 4

10、R总 8R+(4R+ 4R)(2)mg式中解得由以上各式可得到 a=g当导体棒ab通过磁场BIvt导体棒从MN2Vt3B2r2v,4mRII时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变，即Vt2 22r 4B r Vt=3R12R+4RmgR并 3mgR4B2r2 4B2r2到CD做加速度为g的匀加速直线运动，有2V2 2gh2 2 29m grv24432B r 2g此时导体棒重力的功率为2 2PgmgVt3m2g2R2 24B r根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率，即R P2Pg =3m2g2R4B2r22 23 9m g R所以，F2 Pg =&4 16B

11、r(3)设导体棒ab进入磁场II后经过时间t的速度大小为vt，此时安培力大小为,2 24B r vt3R由于导体棒ab做匀加速直线运动，有 vtv3at根据牛顿第二定律，有F+ mg F= ma2 2mgma4B r (v3 at)3R由以上各式解得4B2r23R(atV3) m(g a)4B2r2at3R2 24B2r2V33Rma mg(99年)24( 14分)如图所示，长为 L.电阻为r =0.3欧.质量为m = 0.1千克的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑导轨上，两导轨间距也是L,棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计， 导轨左端接有 R= 0.5欧的电阻，量程为 0 3.0安

12、的电 流表串接在一条导轨上，量程为0 1.0伏的电压表接在电阻R的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面， 现以向右恒定外力 F使金属棒右移，当金属棒以V= 2米/秒的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中 的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏，问：(1) 此满偏的电表是什么表？说明理由。(2) 拉动金属棒的外力 F多大？(3) 此时撤去外力 F,金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上，求从撤去外力到金属运 动的过程中通过电阻 R的电量。(1) 电压表满偏，(2) 1.6牛，(3) 0.25库,(06年)22. (14分)如图所示，将边长为 a、质量为m电阻为R的正方形导线框竖直向 上抛出

13、，穿过宽度为 b、磁感应强度为 B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里.线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进人磁场.整个运动过程中始终存在着大小恒定的空 气阻力f且线框不发生转动.求：(1 )线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度V2；(2 )线框在上升阶段刚离开磁场时的速度V1；(3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q.(1)线框在下落阶段匀速进入磁场瞬间2 2B a v2mg = f + R解得(mg - f )Rv2 = B2a 2(2)线框从离开磁场至上升到最高点的过程1 2(mg + f ) h = 2 mvi线框从最

14、高点回落至磁场瞬间1 2 (mg - f ) h = 2 mv2、式联立解得mg + fmg - fv2=“J(mg)2 -f 2RB2a 2(3)线框在向上通过通过过程中mvi2 = Q + (mg + f) (a + b)vo = 2 vi3Q = 2 m(mg)2 -f2 B R 4 - (mg + f) (a + b)(00年)(13分)如图所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef,Bo处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无磨擦 滑动，此时adcb构成一个边长为I的正方形，棒的电阻为r,其余电阻不计，开始时磁感强度为B0,(1) 若从t=0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增

15、量为k,同时保 持棒静止，求棒中的感应电流，在图上标出感应电流的方向(2) 在上述(1)情况中，始终保持棒静止，当t = t1秒末时需加的垂直于棒的水平拉力为 多大？(3) 若从t=0时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右作匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感强度应怎样随时间变化(写出B与t的关系式)？(1) kL2/r，向上，(2) ( Bo+ kt1)kL3/r, (3) B= BoL/( L+ vt),(01年)半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B= 0.2 T,磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中a= 0.4 m, b =

16、0.6 m,金属环上分别接有灯 Li、L2,两灯的电阻均为 Ro= 2 ，一金属棒 MN与金属环接触良好，棒 与环的电阻均不计，(1) 若棒以vo = 5 m / s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径00的瞬时(如图 所示)MN中的电动势和流过灯 Li的电流，(2) 撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环 OLzO以00为轴向上翻转90，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为B/ t=( 4/ ) T/s,求Li的功率。(1) = B2 a V0= 0.8 V, I= /F0= 0.4 A,(2) = a2/2 B/ t = 0.32 V, P= 2/4Rd= 0.0128 W。(02年)

17、(13分)如图所示，两条互相平行的光滑金属 导轨位于水平面内，距离为 I = 0.2米，在导轨的一端接 有阻值为R= 0.5欧的电阻，在 x 0处有一与水平面垂 直的均匀磁场，磁感强度B= 0.5特斯拉，一质量为m = 0.1千克的金属杆垂直放置在导轨上，并以V0 = 2米/秒的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为a = 2米/秒2、方向与初速度方向相反，设导轨和金属杆的电阻都可以忽略， 且接触良好，求：(1) 电流为零时金属杆所处的位置，(2) 电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向；(3) 保持其它条件不变，而初速度V0取

18、不同值，求开始时 F的方向与初速度 V0取值 的关系。(1)感应电动势 =Blv, I = /R,得 1= 0 时 v= 0,所以 x= V02/2a= 1 米,(2) 最大电流 Im= BlV0/R, Im/2 = BlV0/2R,安培力为 f = lBI= B2l2V0/2R= 0.02 牛向右运动时F+ f = ma得F= 0.18牛，方向与x轴相反向左运动时F f = ma得F= 0.22牛，方向与x轴相反(3) 开始时 v= V0, f = ImBl= B2l2V0/R, F+ f = ma,得 F= ma B2l2V0/R 当V0 0,方向与x轴相反，当V0 maR/B2l2= 1

19、0米/秒时，Fv 0,方向与x轴相同。9（03年）（14分）如图所示，OACO为置于水平面内的光滑 闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中用粗线表 示）,Ri= 4 、F2 = 8 （导轨其它部分电阻不计），导轨OAC 的形状满足方程 y= 2 sin （3 x）（单位：m）,磁感强度B = 0.2 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，一足够长的金属棒 在水平外力F作用下，以恒定的速率 v= 5 m / s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与求：（1）外力F的最大值，（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝 在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。(1)= Blv,

20、1= /R总，F外=BIl= B2|2v/R,R R2Lmax= 2 Sin2 = 2 m，R 总=R1+ R2(2) P1= 2/R1= 1 W,y卒aOC导轨垂直，不计棒的电阻,R上消耗的最大功率，（3），所以 Fmax= 0.3 N ,35(3)= Blv, x= vt,L= 2 sing x,所以 1= / R 总=4 si ng t。（04年）（14分）水平面上两根足够长的金属导轨平行固定 放置，间距为L, 一端通过导线与阻值为 R的电阻连接；导轨 上放一质量为 m的金属杆（见右上图），金属杆与导轨的电阻 忽略不计；均匀磁场竖直向下 用与导轨平行的恒定拉力F1 X XXXX FT X XXXX作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度 v也会变化，v和F的关系如右下图（取重力加速度 g = 10m/s2）（1 ）金属杆在匀速运动之前做什么运动？（2）若m = 0.5kg, L = 0.5m ,R = 0.5 ;磁感应强度 B为多大?（3）由v F图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？（1）变速度运动,（2）感应电动势 =BLv感应电流为1= /R,安培力为Fm= BIL=,R由图线可知杆受拉力、安培力和阻力作用，匀速时合力为零，F= Bfv + f,R